KR20110076855A

KR20110076855A - 반도체 검사용 소켓

Info

Publication number: KR20110076855A
Application number: KR1020110049823A
Authority: KR
Inventors: 박상량
Original assignee: 박상량
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2011-07-06
Also published as: KR101246122B1; KR20120132267A

Abstract

본 발명의 반도체 검사 소켓은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전달되는 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있으며, 물리적인 사이즈가 최소화될 수 있는 효과가 있어 고주파수 영역 및 고집적도 반도체의 테스트에 적합하고 반도체 검사 소켓의 제조비용을 절감하고 반도체 검사 장치의 유지 비용을 절감할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명의 반도체 검사 소켓(500)이 테스트보드(6) 에 조립되면 소켓 몸체(530)의 하단의 하부접촉점(131)과 테스트보드(6)의 건택트패드(8)는 압착된 상태의 확실한 접촉을 이루며, 또한 하부접촉점(131)이 소켓 몸체(530) 안으로 압입되므로 인하여 상부 탐침(110)의 하부 접촉면(114) 과 핀몸체(100)의 상부 접촉면(121) 사이의 확실한 면접촉이 유지되고,
이러한 현상은, 이후 반도체 검사 소켓(500)의 상부에서 피검 반도체(2)가 하강하며 상부접촉점(111)을 압박하면 상부 탐침(110)의 하부 접촉면(114) 과 핀몸체(100)의 상부 접촉면(121) 사이의 면접촉이 더욱 강화되어 상부탐침이 이동하는 상태에서 지속적으로 전기신호의 안정한 경로를 제공하게 된다.
본 발명의 반도체 검사 소켓(500)은 절연성 플라스틱으로 구성된 소켓 몸체(530) 과 커버(520)의 내부에 핀몸체(100) 과 상부탐침(110)을 수용하며 상부탐침(110)은 피검 반도체의 단자형상에 적합한 형상 또는 필요한 길이로 자유로이 가공되어 핀몸체(100)의 형상을 표준화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 반도체 검사 소켓(500)의 커버(520)를 제거하면 상부탐침(110)만을 선택적으로 용이하게 교체 할 수 있으므로, 손쉽게 마모되는 상부탐침(12)으로 인하여 종래의 고가 스프링 프로브 핀(10)을 교체해야 하는 기존의 반도체패키지 검사용 소켓(30)에 비하여 검사비용을 대폭 절감할 수 있다.

Description

반도체 검사용 소켓{Semiconductor test socket}

본 발명은 반도체 검사용 소켓에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지 등을 검사할 수 있는 검사 소켓 또는 각종 전자 장치 사이에서 연결부의 역할을 하며 전기 신호를 전달하는 커낵터에 관한 것이다.

스프링 프로브 핀, 일명 포고핀(Pogo Pin)은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈 및 반도체 패키지 등의 검사 장비를 비롯하여, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.

도 1은 종래의 반도체 검사용 소켓의 주요 부품으로 사용되는 종래의 스프링 프로브 핀(10), 일명 포고핀(Pogo Pin), 의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12), 하부 탐침(14), 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14)에 탄성력을 가하는 스프링(16)과, 상부 탐침(12)의 하단과 하부 탐침(14)의 상단 및 스프링(16)을 수용하는 원통형 몸체(18)(또는 '외통'이라고도 한다)를 포함한다.

상부 탐침(12)과 하부 탐침(14)은 그 일단이 원통형 몸체(18)에 걸려 원통형

몸체(18)로부터 외부로의 이탈이 방지되며, 스프링(16)에 의해 탄성력을 받는다.

도 2는 반도체 검사용 소켓을 예시한 것으로 절연성 몸체(20)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 보여주는 단면도이다.

도 2에서 반도체 검사용 소켓(30)은 복수의 스프링 프로브 핀(10)과, 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 소정 간격으로 수용하는 절연성 본체(20)를 포함한다.

복수의 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12)이 절연성 본체(20)의 상면에 돌출되고 하부 탐침(14)이 절연성 본체(20)의 저면에 돌출되도록 절연성 본체(20)에 수용된다. 다수의 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12)에 접촉되는 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)와 동일한 간격으로 절연성 본체(20)에 수용된다. 하부 탐침(14)은 반도체 패키지 검사용 소켓(30)의 아래에 위치되는 테스트 보트(6)의 컨택트 패드(8)와 동일한 간격으로 배열된다.

반도체 (2)의 검사를 위해, 반도체 검사용 소켓(30)의 아래에 테스트 보드(6)를 위치시키고, 반도체 검사용 소켓(30)의 상부에는 반도체 (2)를 위치시킨다. 반도체 (2)를 가압하면, 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)들이 스프링 프로브 핀(10)의 상부 탐침(12)에 접촉되고, 하부 탐침(14)은 테스트 보드(6)의 컨택트 패드(8)에 접촉된다. 스프링 프로브 핀(10) 내부의 스프링(16)에 의해 상부 탐침(12)과 하부 탐침(14)이 각각 절연성 본체(20)의 상부와 하부로 탄성 지지됨으로써, 스프링 프로브 핀(10)은 반도체 패키지(2)와 테스트 보드(6)를 전기적으로 연결한다.

하지만 종래 기술의 반도체검사소켓에서 사용되는 스프링 프로브 핀(10), 포고 핀, 의 경우 전기신호가 상부탐침(12) 에서 원통형 몸체(18)로, 그리고 원통형 몸체(18)에서 하부탐침(14) 으로 이동되는 경로로써 불안정하게 연결되었다.

이를 좀더 상세히 설명하자면, 상부탐침(12)에서 감지된 전기신호가 하부탐침(14)

에 도달하는 최단 거리는 상부탐침(12) 원통형몸체(18) 하부탐침(14)의 경로이다.

만약 전기신호가 상부탐침(12) 스프링(16) 하부탐침(14)의 경로를 통하면 전기신호는 심하게 훼손된다.

하지만 상부탐침(12)과 원통형몸체(18) 사이에는 간격이 존재한다. 이는 원통형 몸체(18)가 고정되어 있는 반면에 상부탐침(12)은 상하로 이동, 10만회 이상의 상하이동, 을 해야만 하기 때문에 상부탐침(12)와 원통형 몸체(18)는 일정한 거리의 간격을 유지하는 것이 필요하다.

이는 전기신호가 이동하기 위하여는 상부탐침(12)과 원통형 몸체(18)가 안정하게 접촉되어야 하는 필요사항 과는 정면으로 배치되는 상태이다.

이와 같은 현상은 원통형몸체(18)에서 하부탐침(14)으로 이동하는 경로에서도 유사하게 발생하는 문제이다.

그러므로 종래의 스프링 프로브 핀(10)의 경우 전기신호의 훼손을 최소화하기 위하여 몸체 상부 접촉부(43) 와 상부탐침 외경면(44) 사이의 간격과, 몸체내경면(41) 과 하부 탐침 상부 외경면(42) 사이의 간격등을, 최소화 하기 위하여 다양한 노력을 경주하지만 이는 매우 어려운 작업으로 높은 제조비용을 수반한다.

이러한 노력들과 높은 제조비용에도 불구하고 상부탐침(12)의 상하이동에 의하여 접촉부의 도금이 벗겨지고 간격은 더 벌어져서 전기신호의 훼손율이 점차 높아지므로 요구되는 10만회의 수명을 만족시키기에는 매우 어려운 구조적 문제점을 가지고 있다.

반도체 검사 소켓의 주요 부품인 스프링 프로브 프로브 핀(10)은 제조상의 어려움으로 인하여 그 가격이 매우 비싼 편이며 반도체가 소형화, 고집적도화 및 고성능화가 진행됨에 따라 스프링 프로브 핀(10)의 가격 역시 기하급수적으로 상승하고 있다.

도 3은 본 발명이 인용하고자 하는 스프링 프로브 핀(410) 의 입체도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 스프링 프로브 핀(410)은 상부 탐침(300), 하부 탐침(200), 상부 탐침(300) 및 하부 탐침(200)에 탄성력을 가하는 스프링(400)을 포함한다.

본 발명에서 인용되는 스프링 프로브 핀(410)은 종래 반도체검사 소켓에서 채용되는 포고핀(10)의 원통형 몸체(18)를 경로로 사용하지 않고 상부탐침(300)의 삽입형 연결부(301)와 하부탐침(200)의 리드선(201)들이 스프링 (400)의 내부에서 서로 결합하여 탄성을 가지는 면접촉으로 이루며 안정한 전기적 경로를 형성한다.

상부 탐침(300)과 하부 탐침(200)은 스프링(400)에 의해 탄성력을 받으며, 스프링(400)의 수축 또는 이완에 따라 상부탐침(300) 또는 하부탐침(200)이 상하 이동할 수 있는 구조를 가진다.

본 발명의 목적은 다양한 형태를 가지는 피검 반도체(2)의 접촉부 (4)와 효과적인 접촉을 이루는 동시에 전기신호의 안정한 경로를 제공하여 고주파영역의 테스트를 가능하게 하는 반도체 테스트 소켓 (500)의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 표준화 된 핀 몸체(100)와 다양한 길이의 상부 탐침(110)을 조합한 형태로, 제조단가 높고 길이가 다양한 스프링 프로브 핀(10)을 대체 함으로써 반도체 검사소켓 (500)의 제작 비용을 최소화시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 반도체 검사 소켓(500)에서 상부 탐침(110) 만을 선택하여 교체할 수 있는 반도체 검사 소켓(500)의 구조를 제공하여 반도체 검사 장치의 유지 비용을 절감할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 핀 몸체(100)간의 간격을 최소화 하여 고집적도에의 적용을 가능하게 하는 반도체 테스트 소켓 (500)의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 반도체 검사 소켓은 소켓 몸체(530), 커버(520), 상부탐침(110), 핀 몸체(100)를 포함하며, 핀 몸체(100)는 하부탐침(130), 스프링(140), 상부접촉부(121)를 포함한다.

소켓몸체(530)의 내부에는 상부탐침(110) 또는 핀 몸체(100)를 수용할 수 있는 공간을 구비하고 공간의 형태는 원통형 또는 다각통형을 이룬다.

커버(520)의 내부에는 상부탐침(110) 또는 핀 몸체(100)를 수용할 수 있는 공간을 구비하고 공간의 형태는 원통형 또는 다각통형을 이룬다.

핀 몸체(100)의 상부접촉부(120)는 상부접촉면(121)을 포함하며 상부탐침(110)은 하부접촉면(114)을 포함한다.

상부접촉부(120)의 상부접촉면(121)은 평면을 이루고 있으며, 상부탐침(110)의 하부접촉면(114)은 평면을 이루고 있으며, 상기 상부접촉면(121)와 상기 하부접촉면(114)는 면접촉을 이룬다.

핀 몸체(100)의 스프링(140)은, 스프링(140)의 양단에 각각 결합된 상부 접촉부(120) 와 하부탐침(130)에 탄성을 제공하며, 수축과 이완을 통하여 상부접촉부(120)와 하부탐침(130)의 상하이동을 가능하게 한다.

커버(120)를 소켓몸체(530)에서 분리하면 상부 탐침(110)만을 선택적으로 교체하거나, 핀 몸체(100)를 선택적으로 교체하거나, 상부탐침(110)과 핀몸체(100)를 모두 교체 할 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 상기 상부접촉면(121)와 상기 하부접촉면(141)이 탄성을 가지고 면접촉을 이룸으로써 상부탐침에서 감지된 전기신호가 하부탐침에 도달하는 데 있어 안정된 경로를 제공하여 결과적으로 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있는 효과가 있으므로 각종 전자 부품에서의 안정성 및 신뢰성이 향상 되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 종래의 검사소켓(30)이 스프링 프로브 핀(10)전체를 교체하는 것에 비하여, 상부 탐침(110)만을 선택적으로 교체하거나, 핀 몸체(100)를 선택적으로 교체하거나, 상부탐침(110)과 핀몸체(100)를 모두 교체 할 수 있으므로, 유지비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따르면, 종래 스프링 프로브 핀(10)에서 이용되던 원통형의 몸체(18)를 생략할 수 있으므로, 단자(4)간의 거리가 짧은 고집적도 반도체(2)에도 적용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 원통형의 몸체(18)를 가공해야 하는 복잡한 공정을 생략할 수 있으므로, 고속 대량 생산이 가능하고 이로 인하여 전체적인 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 일반적인 스프링 프로브 핀(10)을 보여주는 단면도이다.
도2는 절연성 몸체(20)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 보여주는 단면도로서, 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 것이다.
도3은 본 발명이 그 일부를 선택적으로 인용 하고자 하는 스프링 프로브 핀의 구조를 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀몸체(100)와 상부탐침(110)가 면접촉을 이루며 배열된 형태를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성 몸체(520)에 수용되는 복수의 상부탐침(110)과 핀몸체(100)을 보여주는 단면도로서, 반도체 검사용 소켓(500)을 예시한 것이다.
도6은 반도체 검사용 소켓(500)이 테스트보드(6)와 조립되지 않은 상태에서 상부탐침(110)과 핀몸체(100)의 상태를 도시한다.
도7은 반도체 검사용 소켓(500)이 테스트 보드(6)와 조립되어 하부탐침(130)의 하부탐침접촉부(131)가 컨택트 패드(8)에 의하여 압입되고 하부접촉면(114)와 상부접촉면(121)이 탄성을 가지고 면접촉이 된 상태를 설명한다.
도8은 반도체 검사용 소켓(500)의 상부탐침(110)위에 피검 반도체(2)가 압력을 가지고 장착된 상태를 도시한다.
도9는 커버(520)를 소켓몸체(530)에서 분리하는 상태를 도시한다.
도10은 상부탐침(110)을 분리하는 상태를 도시한다.
도11은 일시예 인 반도체 검사용 소켓(500)의 외곽 형상을 도시한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.

본 발명에서 채용되는 핀 몸체(100) 및 상부탐침(110)의 조합체는 종래의 원통형몸체(18)를 경로로 사용하지 않고 상부탐침(110)의 하부접촉면(114)과 핀몸체(100)의 상부접촉면(121)이 탄성을 가지고 지속적으로 면접촉을 이루어 안정한 전기경로를 유지하므로, 상부탐침(110)에서 감지된 전기신호가 안정한 전기적 경로를 통하여 하부탐침(130)이 도달하는 구조를 가진다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀몸체(100)와 상부탐침(110)가 면접촉을 이루며 배열된 형태를 도시한 도면이다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성 몸체(520)에 수용되는 복수의 상부탐침(110)과 핀몸체(100)을 보여주는 단면도로서, 반도체 검사용 소켓(500)을 예시한 것이다.

반도체 검사용 소켓(500)는 테스트보드(6)의 상부에 장착이 되며 반도체 검사용 소켓(500)의 하부접촉점(131)는 테스트보드(6)의 컨택트 패드(8)과 압착된 상태로 접촉을 이룬다.

반도체 검사용 소켓(500)의 상부에서 피검 반도체(2)가 내려오면 상부탐침(110)은 반발력을 유지한 채 반도체 검사용 소켓(500)의 내부로 밀려 들어가며 상부탐침(110)의 상부 접촉점(111)과 피검 반도체(2)의 단자(4)는 탄성을 가지고 접촉을 이룬다.

도6은 반도체 검사용 소켓(500)이 테스트보드(6)와 조립되지 않은 상태에서 상부탐침(110)과 핀몸체(100)의 상태를 도시한다.

도7은 반도체 검사용 소켓(500)이 테스트보드(6)의 상부에 장착이 된 상태에서 하부접촉점(131)의 위치를 도시하며, 하부접촉점(131)는 소켓몸체(530)의 내부로 밀려 들어가 있다.

좀더 상세히 설명하면, 반도체 검사용 소켓(500)이 테스트보드(6)의 상부에 장착되어 하부접촉점(131)이 소켓몸체(530)의 내부로 밀려들어 가면 핀 몸체(100) 상단의 상부접촉면(121)과 상부탐침(110)하단의 하부접촉면(114) 는 압력을 받으며 접촉을 이룬다.

도8은 반도체 검사용 소켓(500)의 상부탐침(110)위에 피검 반도체(2)가 압력을 가지고 장착된 상태에서 상부 접촉점(111)의 위치를 도시한다. 상부접촉점(131)는 소켓몸체(111)의 커버의 내부(520)로 밀려 들어가 있다.

좀더 상세히 설명하면, 반도체 검사용 소켓(500)의 상부에서 피검 반도체(2)가 내려오면 상부탐침(110)은 반발력을 유지한 채 반도체 검사용 소켓(500)의 내부로 밀려 들어가며 상부탐침(110)의 상부 접촉점(111)과 피검 반도체(2)의 단자(4)는 탄성을 가지고 접촉을 이루며,

하방으로 진입하는 상부탐침(110)은 하부에서 상부탐침(110)을 지탱하는 핀몸체(100)의 탄성적인 저항을 받으므로, 결과적으로 상부탐침(110)의 하부접촉면(114)과 핀몸체(100)의 상부접촉면(111)은 가압을 받는 상태에서 면접촉을 이룸으로 전기신호의 안정한 경로를 제공하는 것이다.

도9는 커버(520)를 소켓몸체(530)에서 분리하는 상태를 도시한다. 커버(520)가 분리되면 필요에 따라 상부탐침(110) 또는 핀 몸체(100)를 교체할 수 있다.

도10은 상부탐침(110)을 분리하는 상태를 도시한다. 종래의 스프링 프로브 핀(10)을 채용하는 반도체 패키지 테스트 소켓 (30) 의 경우 수용된 다수의 스프링 프로브 핀(10) 중 하나의 불량 스프링 프로브 핀(10)을 교체하게 되면 반도체 패키지 테스트 소켓 (30)의 전기특성이 달라지므로 수용된 모든 스프링 프로브 핀(10)을 교체할 경우가 발생하며 이는 큰 비용을 수반한다.

그러므로 본 발명은 스프링 프로브 핀(10)을 교체하기 보다는 상부탐침(110)만을 교체할 수 있는 반도체 검사 소켓(500)의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지 등을 검사할 수 있는 검사 소켓 또는 각종 전자 장치 사이에서 연결부의 역할을 하며 전기 신호를 전달하는 커낵터에 널리 활용될 수 있다.

2 반도체 패키지, 피검 반도체
4 외부단자
6 테스트보드
8 컨택트 패드
10 종래의 스프링 프로브 핀
12 상부탐침
14 하부탐침
16스프링
18 원형몸체
20 절연성본체
30 반도체 패키지 검사용 소켓
41 몸체내경면
42 하부탐침 상부외경면
43 몸체상부접촉부
44 상부탐침상부외경면
47 상부탐침 하부외경면
100 핀몸체
110 상부탐침
111 상부접촉점
114 하부접촉면
121 상부접촉면
120 상부접촉부
130 하부탐침
131 하부접촉점
140 스프링
200 하부탐침
201 리드선
300 상부탐침
301 삽입형연결부
410 스프링 프로브 핀, 인용되는
500 반도체 검사 소켓
520 커버
530 소켓몸체

Claims

반도체 검사 소켓에 있어서,

소켓 몸체, 커버, 상부탐침, 핀 몸체를 포함하며

상부에 위치하는 커버와 하부에 위치하는 소켓몸체는 조립된 상태에서

소켓 몸체는 핀 몸체를 수용하며
커버는 상부 탐침을 수용하는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서,

소켓 몸체에서 커버를 분리하면 상부탐침을 선택하여 교체 할 수 있는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서,

상부탐침의 하부에는 하부 접촉면을 구비하며

핀 몸체의 상부에는 상부 접촉면를 구비하며

상기 하부 접촉면 과 상기 상부 접촉면은 면접촉을 유지하는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서,

핀몸체는 하부탐침을 포함하며,
하부탐침은 하부접촉점을 구비하며,
소켓 몸체의 하단에는 하부접촉점이 돌출되어 있는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 3 또는 청구항4 에 있어서,

소켓 몸체의 하단에 돌출되어 있는 하부접촉점을
소켓 몸체 안으로 압입하면,

상기 하부 접촉면 과 상기 상부 접촉면 사이의 접촉에
접촉력이 증가하는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서,

상부탐침의 상부 접촉부는 원뿔, 삼각뿔, 다각뿔의 형상을 가지는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 6에 있어서,

상부탐침의 상부 접촉부는 하나 이상의 뿔(들)을 구비하는 것을

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서

소켓 몸체는 한 개의 구멍에 한 개의 핀 몸체 또는 한 개의 상부 탐침을 수용할 수 있는 한 개 이상의 구멍을 구비하며

커버는 한 개의 구멍에 한 개의 핀 몸체 또는 한 개의 상부 탐침을 수용할 수 있는 한 개 이상의 구멍을 구비하며

특징으로 하는 반도체 검사 소켓
청구항 1에 있어서

소켓 몸체는 한 개의 구멍에 한 개의 핀 몸체 수용할 수 있는 한 개 이상의 구멍을 구비하며

커버는 한 개의 구멍에 한 개의 상부 탐침을 수용할 수 있는 한 개 이상의 구멍을 구비하며

특징으로 하는 반도체 검사 소켓