KR20130142069A - 전자부품 테스트 장치 - Google Patents

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KR20130142069A
KR20130142069A KR1020130063595A KR20130063595A KR20130142069A KR 20130142069 A KR20130142069 A KR 20130142069A KR 1020130063595 A KR1020130063595 A KR 1020130063595A KR 20130063595 A KR20130063595 A KR 20130063595A KR 20130142069 A KR20130142069 A KR 20130142069A
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베른하르트 로렌쯔
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물티테스트 엘렉트로니쉐 지스테메 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 기판(9)의 접촉면에 적용될 수 있는 테스트 핀(12)을 구비하는, 기판(9)에 적용되는 전자부품 테스트 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이 장치는 프레임 형태의 지지체(14)가 제공되고, 상기 지지체(14)는 각각의 부품(10)이 지지체(14)의 자유 공간에 배치되도록 기판(9)을 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자부품 테스트 장치{APPARATUS FOR TESTING ELECTRONIC COMPONENT ELEMENTS}
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 전자 부품 테스트 장치에 관한 것이다.
도체판의 공간을 절약하기 위해, 전자부품의 집적도는 계속해서 증가해야 한다. 최근에 이러한 목적을 위해 서로 다른 부품이 수직 방향으로 포개지고 입체적으로 소위 3D-ICs로 연결된다. 개별 부품의 수직 연결은 바람직하게는 TSV-기술(Through-Silicon-Via)로 실시된다. TSV-기술의 경우, 개별 수직 층(layer)간의 연결은 지름 약 5㎛의 수직 금속 연결을 통해 실시된다. 이러한 3D TSV-ICs는 표면과 관련하여 높게 통합되어 있고, 매우 튼튼하게 실행된다.
높은 집적을 통해 제한된 보다 큰 거부율(rejection rate)은 제조된 ICs가 테스트 됨으로써, 그리고 스택(stack)이 항상 테스트 될 경우, 새로운 소자가 기존의 스택과 연결되고 접촉되었을 경우에 최소화될 수 있다. 제조 초기 단계에서 많은 오류가 인식될 수 있고, 가능한한 수정된다.
ICs는 제조를 위해 기판에 배치되고, 이후에 톱질을 통해 분리된다. 개별 ICs 제조 전에 중간 테스트가 기판 위에서 실시되어야 한다.
테스트 핀이 설치될 수 있는 접점은 부품 스택에 대해 기판의 후면에 위치하고 있다. 1000 테스트 접점에 이르는 수량 및 테스트 핀 마다 약 0.2 N의 접지압(contact pressure)의 경우, 약 200 N의 접지압이 발생하며, 이러한 접지압은 ICs의 매우 미세한 면을 가압한다. 기판은 매우 얇기 때문에 기판 내에서 큰 기계적 장력이 발생하며 손상을 야기할 수 있다.
본 발명의 목적은, 기판, 부품 및/또는 기판과 부품 사이의 연결 손상을 발생시키지 않으면서 기판 위의 부품이 제조되는 동안 다수의 테스트 단계가 실시될 수 있는 기판에 적용되는 전자부품 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 1항의 특징부에 따른 전자부품 테스트 장치를 통해 해결된다. 모든 완성된 부품, 또는 제조 중이거나 다른 층이 제공되거나, 또는 수직 스택에서 또 다른 부품과 연결된 부품을 전자부품이라고 한다.
본 발명의 또 다른 구체적인 내용과 장점은 종속항의 대상이다.
본 발명에 따르면, 프레임 형태의 지지체가 제공되고, 상기 지지체는 각각의 부품이 지지체의 자유 공간에 배치되도록 기판을 지지한다. 상기 프레임 형태의 지지체는 폐쇄된 프레임으로 형성될 수 있으며, 이는 또한 부품이 제공되지 않은 기판 부분을 지지하는 개별 섹션들로 구성될 수도 있다. 상기 기판은 완성 부품을 분리하기 위해 나중에 톱질되는 영역에서 프레임 형태의 지지체에 배치된다.
상기 기판은 매우 민감한 부품 자체에 직접적인 힘이 작용하지 않도록 지지되는데, 프레임 형태의 지지체가 부품의 측벽과 간격을 두고 있을 뿐만 아니라, 지지체의 바닥도 또 다른 층이 제공되어야 하는 부품의 표면과 간격을 두고 있기 때문이다. 테스트 핀의 압력은 부품 또는 기판에 손상을 주지 않고 프레임 형태의 지지체를 통해 전달될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 형태의 지지체는 하나의 그룹의 부품들 둘레에 배치된다. 예를 들어, 상기 그룹은 기판 위의 일련의 부품으로 형성될 수 있다. 상대적으로 적은 수량의 접점을 갖고, 대응하여 적은 테스트 핀과 접촉되고 작은 힘으로 부하가 걸리게 되는 부품의 경우, 프레임 형태의 지지체는 상기 부품의 다른 그룹 주변, 예를 들어 네 개의 부품 어레이 둘레에 배열하는 것도 충분히 가능할 수 있다.
기판 위에서 일련의 부품이 동시에 테스트 될 경우, 프레임 형태의 지지체를 위하여 수직 라인의 부품을 그룹으로 형성하는 것이 유용할 수 있다. 이에 의하여 한 그룹의 부품을 위한 프레임 형태의 지지체 위에 있는 기판은 개별 부품을 위한 테스트 핀의 힘으로 동시에 부하가 걸리게 된다.
기판 위의 부품의 수량과 배열은 매우 상이하고 부품의 종류에 따라 달라진다. 모든 면, 즉 인접해 있는 모든 부품 간의 간격이 클 경우, 또는 테스트 핀의 압력이 클 경우, 프레임 형태의 지지체는 각각의 부품 둘레에 배열되는 것이 유용하다. 이로 인해, 개별 부품의 모든 면에 지지체가 제공되며, 테스트 핀의 압력이 더 잘 흡수될 수 있다. 이러한 조치는 기판의 부품이 동시에 테스트 되지 않고 순서대로 테스트 되는 경우에 특히 중요하다.
다수의 부품을 동시에 테스트할 때, 바깥쪽 부품의 경우 접촉 면에 가해지는 테스트 핀의 압력으로 인해 기판의 자유 에지(free dege)가 테스트 핀 방향으로 틸팅되고, 이로 인해 부품 영역에서 기판이 약간 휘는 현상이 발생할 수 있다. 어떤 경우에는, 프레임 형태의 지지체에도 불구하고 기판, 부품 또는 기판과 부품 간의 연결이 손상될 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 지지체 맞은편에 하나 이상의 클램프 요소가 제공되며, 상기 클램프 요소는 클램핑 위치에서 기판을 기판면에 수직으로 프레임 형태의 지지체 방향으로 가압하여 상기 지지체에 대하여 고정한다.
이러한 클램핑으로 인해 기판의 자유 에지의 틸팅이 억제되므로, 기판의 벤딩이 감소될 수 있다. 상기 클램프 요소는 프레임 형태의 지지체와 마찬가지로 프레임 형태의 구조를 가지거나 또는 전반적으로 마찬가지의 프레임 형태의 지지체를 제공하는 다수의 개별 클램프 요소가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 형태의 지지체 또는 하나 이상의 클램프 요소가 예비 인장 되어 있다. 이러한 조치를 통해 조임력이 정확하게 조절될 수 있다. 상기 조임력은 기판의 확실한 고정이 예비 인장 효과를 억제하며, 기판을 파괴할 수 있는 힘이 작용하지 않도록 조절될 수 있다. 예비 인장(pre-tension)은 예를 들어, 스프링, 특히 판 스프링, 또는 엘라스토머-성형물로 인해 발생할 수 있다.
본 발명에 따라, 상기 테스트 핀이 기판의 접촉 면에 설치되기 전에 상기 하나 이상의 클램프 요소는 조임력을 형성한다. 이것은 하나 이상의 클램프 요소와 기판 간의 간격이 테스트 핀과 기판의 접촉 면 간의 간격보다 작을 경우에 달성될 수 있다. 기판을 갖는 프레임 형태의 지지체가 테스트 핀 쪽으로 이동할 경우, 우선 하나 이상의 클램프 요소가 상기 기판에 설치되고, 이것은 하나 이상의 클램프 요소와 프레임 형태의 지지체 사이의 조절된 예비 인장력으로 조여진다. 그리고 나서 상기 테스트 핀이 기판의 접촉 면에 설치된다. 특히 바람직하게는 하나 이상의 클램프 요소가 예비 인장 되고 테스트 소켓으로 통합되거나 또는 적어도 상기 테스트 소켓과 단단하게 연결된다.
테스트 핀을 갖는 테스트 소켓은 일반적으로 로드 보드(load board)를 통해 테스트 헤드와 연결된다. 이러한 테스트 헤드는 다시 다수의 라인을 통해 컴퓨터와 연결된다. 상기 테스트 헤드는 테스트 소켓과 함께 제 위치에서 고정되고 움직이지 않게 된다. 따라서, 바람직하게는 기판을 갖는 프레임 형태의 지지체는 압력 스탬프에 의해 하나 이상의 클램프 요소 및 테스트 핀에 대해 압력이 가해진다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 클램프 요소는 하나의 그룹의 부품 둘레에 배열되는 프레임 형태의 지지체에 대하여 상기 기판을 가압한다. 하나의 그룹은 일련의 부품, 예를 들어 네 개의 부품 어레이 또는 기판 위의 모든 부품으로 구성될 수 있다.
다른 부품 사이에 배열되어 있는 부품의 경우, 인접한 부품에 가해지는 테스트 핀의 힘이 이러한 부품 둘레의 프레임 형태의 지지체를 가압하기 때문에, 큰 변형이 발생할 수 있다. 그러나, 하나의 그룹 에지에 배열되어 적어도 한 면에 부품이 없거나 인접 부품이 매우 떨어져 배열되어 있는 부품의 경우, 이러한 힘은 "개방된 면" 또는 "개방된 면들"이 아닌 인접 부품이 있는 면에만 존재한다. 따라서, 상기 기판을 하나의 그룹의 부품들 둘레 영역에서 조이는 것이 특히 중요하다.
특히 작은 부품이 넓은 간격을 두고 기판에 분배되어 있을 경우, 기판을 각 부품 둘레에서 조이는 것이 중요할 수 있다. 다수의 테스트 핀이 요구되고, 이로 인해 상대적으로 작은 지점에서 높은 접지압이 상기 기판에 적용될 경우, 이러한 조치를 통해, 기판의 응력뿐 아니라 기판과 부품 간의 연결 지점의 응력이 감소될 수 있다. 상기 하나 이상의 클램프 요소는 바람직하게는 각각의 부품 둘레에 배열되어 있는 프레임 형태의 지지체에 대하여 상기 기판을 가압한다.
가능한 강한 조임력을 달성하기 위해, 상기 하나 이상의 클램프 요소가 하나 또는 다수의 지점에서 특히 넓게 제공되어 있다면, 상기 기판에 틸팅 모멘트가 작용하는 것은 반드시 억제되어야 한다. 상기 하나 이상의 클램프 요소의 일 부분이 상기 프레임 형태의 지지체의 너비를 넘어 돌출되고, 이 돌출 부분은 프레임 형태의 지지체의 적어도 두 개의 평행한 부분에 지지되도록 구성될 수 있다. 이러한 조치로 인해 틸팅 모멘트가 억제될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체적인 내용과 장점은 이하의 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통한 상세한 설명에서 더 명확히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판에 적용되는 전자부품 테스트 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 기판을 위한 서로 다른 프레임 형태의 지지체의 평면도,
도 3은 테스트 될 전자부품의 기판의 평면도,
도 4는 테스트 소켓과 프레임 형태의 지지체의 일부 단면도,
도 5는 프레임 형태의 지지체와 클램프 요소의 일 실시예의 측면도이다.
도 1에 도시된 장치는 나사산 로드(5)를 통해 상하 이동될 수 있는 압력 스탬프(4) 포함한다. 압력 스탬프 위에는 네스트(6)가 제공되어 있으며, 네스트는 본 도면에서 식별되지 않는 기판을 위한 마운트(7)를 포함하고, X-Y-슬라이딩 장치(도시되지 않음)와 함께 기판(9)을 위한 포지셔닝 장치 및 고정 장치(도 3 참조)를 형성한다.
상기 네스트(6)를 통해 기판(9)은 테스트 소켓(3) 하단에 매우 정확하게 배치될 수 있다. 기판(9) 위에는 도 3에 도시된 부품(10)이 제공된다.
상기 압력 스탬프(4)와 네스트(6) 위에는 테스트 헤드(1)가 움직일 수 없는 고정된 모듈로서 장착되어 있다. 상기 테스트 헤드(1)와 테스트 소켓(3)은 로드 보드(2)를 통해 연결된다.
부품(10)을 테스트하기 위해 압력 스탬프(4)는 위로 이동되고, 기판(9) 위의 접점은 테스트 소켓(3)의 테스트 핀에 대해 큰 힘으로 가압된다. 부품(10)은 접점에 대해 기판의 하단 면에 제공되어 있다.
도 2는 상기 테스트 소켓(3)에 통합되는 다양한 클램프 요소들(8a-8c)을 도시하고 있다. 또한 상기 마운트(7)는 도 2a-2c에 도시된 것에 대응하는 지지체를 구비한다. 도 3에 도시된 바와 같이 부품(10)이 차례대로 기판(9)에 제공될 때, 마운트(7)를 위한 프레임 형태의 지지체가 제공되며, 예컨대 도 2a에 도시된 형태에 대응하여 기판의 마운트를 위한 프레임 형태의 지지체가 제공된다.
다수의 테스트 핀이 요구되고, 이로 인해 각각의 부품(10)에 큰 힘이 작용한다면, 기판(9)은 모든 개별 부품(10)의 모든 면을 지지하는 것이 바람직하다. 프레임 형태의 지지체의 형태는 도 2b에 도시되어 것에 대응하는 형태일 수도 있다. 도 2b에 대응하는 프레임 형태의 지지체의 변형예의 경우, 플레이트가 제공되고, 상기 플레이트는 각각의 부품(10)을 위한 대응하는 개구를 구비한다. 상기 지지체의 개구는 부품(10)의 경계면이 접촉되지 않도록 형성되어 있다.
프레임 형태의 지지체는 자체 폐쇄 구조를 형성하여서는 안된다. 도 2c에 도시된 형태도 마찬가지로 가능하다. 이 구조는 왼쪽으로 연장될 수 있어, 각 개구에 기판(9)의 모든 부품(10)이 삽입될 수 있는 격자(grid)가 형성될 수 있다. 그러나, 기판(9) 위의 일련의 부품(10)을 위해 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같은 개별 프레임 지지체가 제공될 수도 있다.
상기 테스트 소켓(3)에는 하나 이상의 클램프 요소(8a 내지 8c)가 통합되어 있다. 일반적으로, 다수의 부품(10)이 테스트 소켓(3)에서 동시에 테스트된다. 상기 클램프 요소는 기판(9)을 동시에 테스트 될 부품 주변에서 조이기 위한 것이다. 예를 들어 상기 클램프 요소(8a)는 일련의 부품(10)이 기판(9) 위에서 동시에 테스트 되도록 제공된다. 다수의 테스트 핀이 사용되는 경우, 바람직하게는 기판을 동시에 테스트 될 부품을 바깥쪽으로 조이는 클램프 요소 뿐 아니라, 도 8b 및 8c에 도시된 것과 같이 기판(9)을 동시에 테스트 될 부품들 사이에서도 조이는 클램프 요소도 사용될 수 있다.
부품(10)의 테스트가 진행되는 동안, 기판(9)이 마운트(7)에 고정되기 때문에, 프레임 형태의 지지체는 테스트가 진행되는 동안 상대적 지점에서 지지되도록 형성될 수 있다. 이와 반대로, 모든 부품(10)을 동시에 테스트하기 위한 테스트 소켓이 사용될 경우, 조일 때 전체 기판이 고려되어야 한다. 부품의 하나의 그룹만 동시에 테스트 될 경우, 일련의 부품 또는 부품의 어레이 영역에서만 기판이 조여져야 한다. 개별 테스트의 경우에도 이와 유사하게 실시된다. 모든 부품(10)이 차례대로 테스트 될 경우, 기판의 테스트 될 부품 주변 영역이 조여진다.
클램프 요소의 형태 및 프레임 형태의 지지체의 형태는 서로 대응하여야 한다. 개별 부품 주변에서 기판을 지지하는 격자 형태의 프레임 지지체의 경우, 도 2a에 대응하는 클램프 요소를 사용하는 것이 유용할 수 있다. 특히, 테스트 소켓(3)으로 기판(9) 위의 일련의 부품(10)이 동시에 테스트 되어야 한다면, 조합이 적용된다.
본 발명에 따른 장치는 도 4에 더 상세하게 도시되어 있다. 테스트 소켓(3)은 엘라스토머-요소(11)가 삽입된 리세스를 포함한다. 상기 엘라스토머-요소(11)는 예비 응력(prestress)하에 클램프 요소(8)를 고정하고, 플랜지(13)는 클램프 요소(8)가 엘라스토머-요소(11)로부터 테스트 소켓(3)의 리세스 밖으로 밀려나오는 것을 방지한다. 여기서 개략적으로 블록으로 도시되어 있는 테스트 핀(12)도 마찬가지로 예비 응력을 받고 있다. 기판(9)과 테스트 핀의 간격은 기판(9)에 대한 클램프 요소(8)의 간격보다 크다.
상기 기판(9)은 프레임 형태의 지지체의 마운트-레그(14) 위에 놓여 있다. 프레임 형태의 지지체는 부품(10)이 기판(9)의 하단 면에서 접촉되지 않도록 형성되어 있다. 또한 베이스(15)는 부품(10)과 대응하는 간격을 갖는다.
압력 스탬프(4)가 네스트(6) 및 마운트(7)와 함께 위로 이동되면(도 1 참조) 우선 기판(9)은 클램프 요소(8)와 접촉하게 된다. 조임력은 엘라스토머-요소(11)를 통해 조절되며, 테스트 핀(12)이 기판(9)의 접촉 면에 닿기 전에 기판(9)을 고정한다. 이로 인해 테스트 핀(12) 영역에 있는 기판(9)의 벤딩이 상당히 감소 될 수 있다.
도 5는 프레임 형태의 지지체와 클램프 요소 간의 또 다른 가능한 결합을 도시하고 있다. 도시된 실시예에서 기판(9) 위의 일련의 부품은 동시에 테스트 되어야 한다. 이를 위해, 테스트 소켓(3)은 테스트 될 일련의 부품(10)에 대응하여 배열되는 다수의 테스트 핀(12)을 구비한다. 프레임 형태의 지지체는 마운트-레그(14) 및 베이스(15)로 형성되고, 위에서 볼 때 격자 네트 형태를 형성하고 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 개별 부품 열 사이의 간격은 일 열의 나란히 놓인 부품 사이의 간격보다 넓다. 클램핑 요소(8)는 두 개의 평행한 마운트-레그(14)에 걸쳐 연장되는 너비를 가진다. 이러한 방식으로 클램프 요소(8)로 인해 기판(9)에 틸팅 모멘트가 작용하는 것을 방지하면서 높은 고정력이 달성될 수 있다.
1: 테스트 헤드
2: 로드 보드
3: 테스트 소켓
4: 압력 스탬프
5: 나사산 로드
6: 네스트
7: 프레임 형태의 지지체를 갖는 마운트
8: 클램프 요소
9: 기판
10: 부품
11: 엘라스토머-요소
12: 테스트 핀
13: 플랜지
14: 마운트-레그
15: 베이스

Claims (10)

  1. 기판(9)의 접촉면에 적용될 수 있는 테스트 핀(12)을 구비하는, 기판(9)에 적용되는 전자부품 테스트 장치에 있어서,
    프레임 형태의 지지체(14)가 제공되고, 상기 지지체(14)는 각각의 부품(10)이 지지체(14)의 자유 공간에 배치되도록 기판(9)을 지지하는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 형태의 지지체(14)는 하나의 그룹의 부품(10)들 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임 형태의 지지체(14)는 각각의 부품(10) 둘레에 배열되는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체(14)의 맞은편에는 하나 이상의 클램프 요소(8)가 제공되며, 상기 클램프 요소(8)는 조임 위치에서 상기 기판(9)을 기판면에 수직으로 가압하여 상기 프레임 형태의 지지체(14)에 대하여 고정하는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 형태의 지지체(14) 또는 상기 하나 이상의 클램프 요소(8)는 프리스트레스(prestress)가 적용되는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 클램프 요소(8)는 상기 테스트 핀(12)이 상기 기판(9)의 접촉면에 적용되기 전에 조임력을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(9)이 제공된 프레임 형태의 지지체(14)는 압력 스탬프(4)에 의해 상기 하나 이상의 클램프 요소(8) 및 테스트 핀(12)에 대해 가압 되는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 클램프 요소(8)는, 하나의 그룹의 부품(10)들 둘레에 배열되는 프레임 형태의 지지체(14)에 대하여 상기 기판(9)을 가압하는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 클램프 요소(8)는, 각각의 부품(10) 둘레에 배열되는 프레임 형태의 지지체(14)에 대하여 상기 기판(9)을 가압하는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 클램프 요소(8)의 일 부분은 상기 프레임 형태의 지지체(14)의 너비를 넘어 돌출되고, 상기 하나 이상의 클램프 요소(8)의 돌출된 부분은 상기 프레임 형태의 지지체(14)의 적어도 두 개의 평행한 부분에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자부품 테스트 장치.
KR1020130063595A 2012-06-18 2013-06-03 전자부품 테스트 장치 KR20130142069A (ko)

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