KR20130094100A - 반도체 디바이스를 검사하기 위한 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓 - Google Patents

반도체 디바이스를 검사하기 위한 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓 Download PDF

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KR20130094100A
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Abstract

본 발명은 피검사체의 전기적특성을 검사하기 위한 테스트 소켓에 있어서, 상기 피검사체의 피검사접점에 상기 접촉하는 상부플런저, 띠상 판재를 나선형으로 감아 형성되며 일단이 상기 상부플런저에 접촉하는 스프링, 및 상기 스프링 사이에 끼워져 일단이 상기 상부플런저에 접촉되는 탄성체를 포함하는 프로브와; 상기 프로브를 삽입하여 지지하는 하우징과; 일측이 테스트 보드의 접점에 접촉하고 타측이 상기 스프링과 탄성체의 타단에 접촉하는 복수의 접속부를 갖는 패드연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 디바이스를 검사하기 위한 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓{A PROBE FOR TESTING SEMICONDUCTOR DEVICE AND TEST SOCKET USING THE SAME}
본 발명은 반도체 디바이스를 검사하기 위한 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓, 보다 상세하게는 테스트 시에 접촉저항을 낮추고 전기적 도전성을 향상시킬 수 있는 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓에 관한 것이다.
반도체 칩은 미세한 전자회로가 고밀도로 집적되어 형성되어 있으며, 제조공정 중에 각 전자회로의 정상 여부를 테스트한다.
반도체 칩의 테스트는 반도체 칩의 단자와 테스트 신호를 인가하는 테스트 보드의 패드를 전기적으로 연결하는 반도체 검사용 프로브가 사용된다.
도 9는 종래의 반도체 검사용 프로브를 나타내는 것으로, 원통형의 배럴(20), 원통형 배럴(20)의 상부에 삽입되는 상부 플런저(10), 배럴의 하부에 삽입되는 하부 플런저(40), 상기 배럴(20)의 중앙에 상기 상부 플런저(10)와 하부 플런저(40) 사이에 개재되는 스프링(30)으로 구성되어 있다.
이와 같은 종래 반도체 검사용 프로브는 상부 플런저 팁(12)이 반도체 칩과 같은 피검사체의 단자에 접촉하고 하부 플런저의 팁이 테스트 보드의 패드에 접촉하여 테스트 신호를 전달하는 역할을 한다.
테스트 신호는 피검사체의 단자로부터 상부 플런저(10)를 통해 하부에서 접촉하는 배럴(20)로 전달되고, 배럴(20)를 통과해 하부 플런저(40)로 전달되어 최종적으로 테스트 보드의 패드로 전달된다.
이때, 테스트 신호는 상부 플런저(10)에서 스프링(30)을 통해서도 전달되는데, 상하부 플런저들(10,40)은 중간에 스프링(30)을 사이에 두고 요동하면서 인접하는 스프링 요소들 끼리 불규칙하게 접촉하기 때문에 접촉 저항이 높고 저항편차가 심해지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 테스트 시에 저항편차를 줄일 수 있는 반도체 디바이스 테스트용 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 테스트 시에 접촉저항을 줄일 수 있고 도전성을 향상시킬 수 있는 반도체 디바이스 테스트용 프로브 및 그를 사용하는 테스트 소켓을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예의 피검사체의 전기적특성을 검사하기 위한 테스트 소켓은, 상기 피검사체의 피검사접점에 상기 접촉하는 상부플런저, 판재를 나선형으로 감아서 형성하며 일단이 상기 상부플런저에 접촉하는 스프링, 및 상기 스프링 내에 끼워지며 일단이 상기 상부플런저에 접촉하는 탄성체를 포함하는 프로브와; 상기 프로브를 지지하는 하우징과; 일측이 테스트 보드의 접점에 접촉하고 타측이 상기 스프링의 타단에 접촉하는 복수의 접속부를 갖는 패드연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1실시예에서, 상기 스프링은 인접하는 중첩코일을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예에서, 상기 스프링은 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예에서, 상기 스프링은 중앙부로부터 양단으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예에서, 상기 탄성체는 도전성고무를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예에서, 상기 탄성체는 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예에서, 상기 하우징과 패드연결부 중 어느 하나는 정렬공을 구비하며, 다른 하나는 상기 정렬공에 대응하는 정렬핀을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시예에 따른, 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위해 상기 피검사체의 피검사접점과 테스트보드의 검사접점을 전기적으로 연결하는 프로브는, 내부가 비어 있는 배럴과; 상기 배럴 내에 삽입하며, 상기 피검사체의 피검사접점에 접촉하는 상부플런저와; 상기 테스트보드의 검사접점에 접촉하는 하부플런저와; 판재를 나선형으로 감아서 형성하며 상기 상하플런저 사이에 개재하는 스프링과; 상기 스프링 내에 끼워져 상기 상부플런저와 하부플런저 사이를 개재하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2실시예에서, 상기 스프링은 인접하는 중첩코일을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2실시예에서, 상기 스프링은 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 제2실시예에서, 상기 스프링은 중앙부로부터 양단으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 제2실시예에서, 상기 탄성체는 도전성고무를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2실시예에서, 상기 탄성체는 하부플런측에서 상부플런저측으로 갈수록 좁아지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3실시예에 따른, 피검사체의 전기적특성을 검사하기 위한 테스트 소켓은, 상기 청구항 8항 내지 13항 중 어느 하나의 프로브와; 상기 프로브를 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다..
본 발명에 의하면, 반도체 디바이스의 테스트 시에 상부플런저의 압축에 의해 변형된 탄성체가 횡방향으로 스프링 중첩코일을 가압함으로써 저항 편차와 접촉저항을 감소시킬 뿐만 아니라 도전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 테스트 소켓의 분해사시도이고,
도 2는 도 1의 테스트 소켓의 단면도이고,
도 3은 발명에 따른 테스트 소켓의 사시도이고,
도 4는 프로부의 분해사시도이고,
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 테스트 소켓의 테스트 전후의 상태를 나타낸 부분단면도이고,
도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 테스트 소켓의 테스트 전후의 상태를 나타낸 부분단면도이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 프로브의 단면도이고,
도 8은 도7의 프로브를 분해하여 나타낸 분해사시도이고,
도 9는 종래의 프로브를 나타내는 도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 설명의 편의상 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 테스트 소켓(1)은 프로브(120)를 지지하는 하우징(100)과 상기 하우징(100)의 하부에 지지되는 패드연결부(200)를 포함한다.
상기 하우징(100)은 본 발명의 테스트 소켓(1)과 반드체 디바이스를 수용하는 피검사체 캐리어(미도시)를 서로 정렬하는 제1정렬공(140), 하부의 패드연결부(200)과 하우징(100)을 정렬하는 제2정렬공(210)을 포함한다.
상기 하우징(100)에는 프로브(120)가 지지되어 있다. 하우징(100)의 상면에는 프로브(120)의 상부플런저(122)의 일부가 돌출하도록 개공(130)이 형성되어 있다. 프로브(120)는 하우징(100)의 하부에서 끼워질 수 있다.
프로브(120)는 하우징(100)을 상하 2개의 기판(미도시)으로 제작하고 기판 사이에 중간에 삽입하는 것도 가능하다. 즉, 스프링(120)의 상부는 상부기판에 삽입하고, 스프링(120)의 하부는 하부기판에 삽입하여 상하기판미도)시돗도믿미l을 조립할 수 있다.
상기 프로브(120)는 상기 피검사체(300)의 피검사접점(302)에 접촉하는 상부플런저(122), 판재를 나선형으로 감아서 형성하며 일단이 상기 상부플런저(122)에 접촉하는 스프링(124), 및 상기 스프링(124) 내에 끼워지며 일단이 상기 상부플런저(122)에 접촉하는 탄성체(126)를 포함한다.
상기 패드연결부(200)는 프로브(120)가 빠지는 것을 방지하도록 하우징(100)의 하부에 지지된다. 패드연결부(200)는 일측이 테스트 보드(400)의 접점에 접촉하고 타측이 상기 스프링(124)의 타단에 접촉하는 복수의 접속부(230)를 포함한다. 즉, 상기 접속부(230)는 스프링(124)의 타단과 테스트보드(400)의 패드(402) 사이에 개재된다. 이와 같이, 접속부(230)는 상기 스프링(124)의 타단이 직접 테스트보드(400)의 접점(패드,402)에 직접 접촉되어 패드(402)를 손상시키는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 하우징(100)과 패드연결부(200)는 정렬핀(240)에 의해 서로 정렬된다. 즉, 정렬핀(240)과 정렬공(210)의 결합은 하우징(100)에 지지되어 있는 프로브(120)와 패드연결부(200)의 일단이 서로 정확하게 정렬되어 접촉되게 한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 프로브(120)의 상부플런저(122)는 4포인트 크라운 팁(Crown Tip,121)과 스프링(124)과 접촉하는 확장부(123)를 포함할 수 있다. 상기 상부플런저(122)의 크라운 팁(121)은 4개로 한정되지 않는다. 상기 확장부(123)는 프로브(120)가 하우징(100)에 지지된 상태에서때 상부플런저(122)가 외부로 빠지지 않고 상하 요동할 수 있게 하는 걸림턱을 포함할 수 있다.
상기 스프링(124)은 긴 판재를 길이방향으로 나선형으로 감아서 형성할 수 있다. 판재를 나선형으로 감는 방법은 롤 성형(Roll Forming)이나 프레스 가공에 의한 방법을 예로 들 수 있다. 물론, 기타 다른 방법에 의해 제작하는 것도 가능하다. 상기 스프링(124)은 내부가 비워져 탄성체(126)가 삽입될 수 있다.
상기 스프링(124)의 인접하는 코일들은 서로 부분적으로 중첩되어 있다. 따라서, 테스트 신호의 도전 경로를 형성하는 스프링은 이 중첩 코일에 의해 도전성을 향상시킬 수 있다.
상기 스프링(124)은 중앙부가 가장 넓고 양단으로 갈수록 점착 좁아지도록 형성될 수 있다. 이와 같은 형태는 스프링(124)이 상부플런저(122)의 압축력을 받아 길이방향으로 신축할 수 있도록 하여 준다.
스프링(124)의 내부에 삽입되는 탄성체(126)는 예를 들면 도전성 실리콘 고무로 형성할 수 있다. 물론 탄성 및 도전성을 가진 재료는 모두 사용할 수 있다.
상부플런저(122)의 압축력에 의해 스프링(124)이 압축될 때 중첩 코일은 서로 간격을 두고 떨어질 수 있다. 이때, 스프링(124) 내에 삽입된 탄성체(126)는 스프링(124)의 압축과 함께 변형되어 상기 떨어진 간격을 횡방향으로 가압하여 중첩 코일을 밀착시릴 수 있다.
이하, 도 5a 및 5b를 참조하여 본 발명에 따른 테스트 소켓(1)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 상부플런저(122)가 압축되지 않은 상태에서 스프링(124)의 내면은 탄성체(126)와 일정 간격을 두고 배치되어 있다.
먼저 반도체 디바이스(300)의 피검사접점(범프,302)을 푸셔(미도시)에 의해 가압하면, 피검사접점(범프,302)은 하우징(100)의 상면에 돌출하여 접촉하고 있는 프로브(120)의 상부플런저(122)를 가압한다.
압력을 받은 상부플런저(122)는 일측에 접촉하고 있는 스프링(124)을 가압한다. 이때 스프링(124)은 가압에 의해 점점 넓어지는 폭의 코일에 좁은 폭의 코일이 들어감으로써 인접하여 중첩된 코일들은 서로 간격을 두고 떨어질 수 있다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, 스프링(126)의 탄성변형과 동시에 상부플런저(122)에 접촉하고 있는 탄성체(126)도 가압되어 변형될 수 있다. 이 변형된 탄성체(126)는 스프링(124)에 끼워져 있기 때문에 그 변형이 스프링(124) 내면으로 한정된다. 즉, 탄성체(126)의 변형은 스프링(124) 내에서 횡방향으로 스프링(1240의 코일들을 가압하여 인접하는 중첩 코일들이 서로 밀착되게 한다. 그 결과, 테스트 신호의 도전 경로가 짧아질 수 있을 뿐만 아니라 불규칙한 접촉으로 인한 저항 편차 및 접촉저항을 줄이는 것이 가능하다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 소켓(1)의 동작을 나타낸 것이다.
도 6a에 나타낸 바와 같이, 상기 피검사체(300)의 피검사접점(302)에 접촉하는 상부플런저(122), 판재를 나선형으로 감아서 형성되며 일단이 상기 상부플런저(122)에 접촉하는 스프링(124), 및 상기 스프링(124) 내에 끼워지며 일단이 상기 상부플런저(122)에 접촉하는 탄성체(126)를 포함한다.
상기 스프링(124)은 길이방향의 일측, 예를 들면 접속부(230)측에서 상부플런저측으로 갈수록 좁아지도록 형성되어 있다.
상기 탄성체(126)는 상기 스프링(124)에 상응하는 형태로서 일측, 예를 들면 접속부(230)측에서 상부플런저측으로 갈수록 좁아지도록 형성되어 있다.
결과적으로, 프로브(120)의 스프링(124) 및 탄성체(126)는 서로의 간격을 최소한으로 줄일 수 있다.
반도체 디바이스(300)의 피검사접점(범프,302)를 푸셔(미도시)에 의해 가압하면, 피검사접점(범프,302)은 하우징(100)의 상면에 돌출하여 접촉하고 있는 프로브(120)의 상부플런저(122)를 가압한다.
압력을 받은 상부플런저(122)는 일측에 접촉하고 있는 스프링(124)을 가압한다. 이때 스프링(124)은 가압에 의해 점점 넓어지는 폭의 코일에 좁은 폭의 코일이 들어감으로써 인접하여 중첩된 코일들은 서로 간격을 두고 떨어질 수 있다.
도 6b에 나타낸 바와 같이, 스프링(126)의 탄성변형과 동시에 상부플런저(122)에 접촉하고 있는 탄성체(126)도 가압되어 변형될 수 있다. 이 변형된 탄성체(126)는 스프링(124)에 끼워져 있기 때문에 그 변형이 스프링(124) 내면으로 한정된다. 즉, 탄성체(126)의 변형은 스프링(124) 내에서 횡방향으로 스프링(1240의 코일들을 가압하여 인접하는 중첩 코일들이 서로 밀착되게 한다. 그 결과, 테스트 신호의 도전 경로가 짧아질 수 있을 뿐만 아니라 불규칙한 접촉으로 인한 저항 편차 및 접촉저항을 줄이는 것이 가능하다.
도 5a의 실시예와 비해, 도 6a의 실시예는 스프링(124) 내부의 탄성체(126) 변형이 스프링(124)의 내부에서 균형있게 전체적으로 일어나 보다 넓은 면적의 중첩 코일을 가압할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브(120)의 구조를 나타낸 것으로, 내부가 비어 있는 배럴(125)과, 상기 배럴(125) 내에 삽입하며 상기 피검사체(300)의 피검사접점(302)에 상기 접촉하는 상부플런저(122)와, 상기 테스트보드(400)의 검사접점(402)에 접촉하는 하부플런저(127)와, 판재를 나선형으로 감아서 형성하며 상기 상부플런저(122)와 하부플런저(127) 사이에 개재하는 스프링(124)과, 상기 스프링(124) 내에 끼워지며 상기 상부플런저(122)와 하부플런저(127) 사이에 개재하는 탄성체(126)를 포함한다.
상기 배럴(125)은 도전성을 갖는 금속 원통으로 형성할 수 있으며, 내부에 상하플런저(122,127), 스프링(124) 및 탄성체(126)를 삽입한 후에 상하플런저(122,127)가 빠지지 않도록 가압성형한다. 즉, 배럴(125)의 상하 입구를 가압 성형하여 상하 입구 모서리가 상하플런저(122,127)의 걸림턱에 걸리도록 한다.
하부플런저(127)는 테스트보드의 검사접점(패드)에 접촉하는 접촉단을 포함한다. 상기 접촉단은 상부플런저(122)와 같이 다점 접촉 팁을 갖도록 형성할 수도 있다.
상기 배럴(125) 및 하부플런저(127)를 제외한 다른 구성은 도 4에 나타낸 구성과 유사하므로 생략한다.
이와 같이 도전성 배럴(125)을 사용하면 테스트 신호의 도전경로를 보다 다양하게 할 수 있다.
테스트신호의 도전경로 중 하나는 테스트보드(400)의 검사접점, 하부플런저(127), 배럴(125), 상부플런저(122), 및 피검사체(300)의 피검사접점(302) 순으로 형성될 수 있다.
테스트신호의 도전 경로 중 다른 하나는 테스트보드(400)의 검사접점, 하부플런저(127), 스프링(124), 상부플런저(122), 및 피검사체(300)의 피검사접점(302) 순으로 형성될 수 있다. 물론 스프링(124)을 통과하는 경로는 판재의 길이방향이 아니라 탄성체(126)의 가압을 통한 서로 중첩되는 코일을 통해 최단 경로이다.
테스트신호의 도전 경로 중 또 다른 하나는 테스트보드(400)의 검사접점, 하부플런저(127), 도전성고무(126), 상부플런저(122), 및 피검사체(300)의 피검사접점(302) 순으로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8에 나타낸 프로브(120)는 도시하지 않았지만, 도 2에서와 같이 하우징(100)에 삽입될 수 있다. 또한, 도 6a 에 나타낸 바와 같이, 스프링(124)과 탄성체(126)는 일측에서 타측으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성할 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 실시예를 변형할 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 범위는 지금까지 설명된 실시예로 정해지는 것이 아니라 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
1 : 테스트 소켓
100: 하우징
120: 프로브
122: 상부플런저
124: 스프링
126: 탄성체
127: 하부플런저
200: 패드연결부
210: 정렬공
240: 정렬핀

Claims (14)

  1. 피검사체의 전기적특성을 검사하기 위한 테스트 소켓에 있어서,
    상기 피검사체의 피검사접점에 접촉하는 상부플런저, 판재를 나선형으로 감아서 형성하며 일단이 상기 상부플런저에 접촉하는 스프링, 및 상기 스프링 내에 끼워지며 일단이 상기 상부플런저에 접촉하는 탄성체를 포함하는 프로브와;
    상기 프로브를 지지하는 하우징과;
    일측이 테스트 보드의 접점에 접촉하고 타측이 상기 스프링의 타단에 접촉하는 복수의 접속부를 갖는 패드연결부를 포함하는 테스트 소켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스프링은 인접하는 중첩코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링은 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스프링은 중앙부로부터 양단으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는 도전성고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 탄성체는 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 패드연결부 중 어느 하나는 정렬공을 구비하며, 다른 하나는 상기 정렬공에 대응하는 정렬핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  8. 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위해 상기 피검사체의 피검사접점과 테스트보드의 검사접점을 전기적으로 연결하는 프로브에 있어서,
    내부가 비어 있는 배럴과;
    상기 배럴 내에 삽입하며, 상기 피검사체의 피검사접점에 상기 접촉하는 상부플런저와;
    상기 테스트보드의 검사접점에 접촉하는 하부플런저와;
    판재를 나선형으로 감아서 형성하며, 상기 상부플런저와 하부플런저 사이에 개재하는 스프링과;
    상기 스프링 내에 끼워지며 상기 상부플런저와 하부플런저 사이에 개재하는 탄성체를 포함하는 프로브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스프링은 인접하는 중첩코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스프링은 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 프로브.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스프링은 중앙부로부터 양단으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 프로브.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 탄성체는 도전성고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 탄성체는 길이방향의 일측에서 타측으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 프로브.
  14. 피검사체의 전기적특성을 검사하기 위한 테스트 소켓에 있어서,
    상기 청구항 8항 내지 13항 중 어느 하나의 프로브와;
    상기 프로브를 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
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