KR20150124092A

KR20150124092A - 반도체 소자 테스트용 소켓장치

Info

Publication number: KR20150124092A
Application number: KR1020140050435A
Authority: KR
Inventors: 황동원; 황재석; 황재백
Original assignee: 황동원; 황재석; 황재백; 하이콘 주식회사
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-11-05
Also published as: WO2015167178A1; US20170045551A1; US10241132B2; CN106561084A; JP2017518489A; KR101585182B1; JP6411546B2; CN106561084B

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 관한 것으로, 콘택트(400)가 삽입 고정되는 몸체요소(100)(200)와; 반도체 소자의 단자와 상기 콘택트의 상단이 접촉이 이루어질 수 있도록 반도체 소자(IC)가 안착 위치하게 되며, 상기 몸체요소(100)(200)에 탄성 지지되어 설정 높이 범위 내에서 상하 이동이 가능하게 마련되는 가동요소(300)(500)와; 상기 가동요소(300)(500)의 상부에 조립되어 상기 몸체요소(100)(200)에 상하 탄성적으로 조립되는 소켓커버(600)와; 상기 커버요소(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 가동요소(300)(500)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자(IC)를 가압 고정하는 반도체 소자 가압부(700)를 포함하며, 상기 반도체 소자 가압부(700)는, 상기 소켓커버(600)의 내측 벽면 구조물 하단에 위치하여 소켓커버(600)의 하방 이동 시에 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자(IC)의 상면을 면접촉하여 가압하는 푸셔 플레이트(710)와; 일단이 상기 커버요소(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와; 일단이 상기 몸체요소(100)(200)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함한다.

Description

반도체 소자 테스트용 소켓장치{Socket device for testing an IC}

본 발명은 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자(IC)용 소켓은 테스트 보드 또는 번인 보드(Burn-In Board)에 구비되어, 보드(테스트 보드, 번인 보드)에 형성된 I/O 단자(입출력 단자)를 통해 IC의 구동에 필요한 전원과 전기적 신호를 입출력할 수 있도록 하는 번인 챔버 또는 그 주변장치와 IC의 특성을 측정하기 위한 별도의 테스트장치들이 연결됨으로써, 일련의 IC 테스트를 위한 시스템에 이용된다.

일반적으로 널리 이용되고 있는 IC 중에서, BGA(Ball Grid Array)형 IC는 IC의 바닥 면 전체에 IC의 단자, 즉 볼(Ball)을 배열하여 IC의 크기 및 두께를 혁신적으로 줄인 것이다.

한편, LGA(Land Grid Array)형 IC는 BGA형 IC에서 패드(PAD)(혹은 Land)에 볼(Ball)이 붙어 있지 않은 상태의 IC이다.

최근 LGA형 혹은 BGA 및 LGA 복합형 IC들도 다양하게 생산되며, LGA형 혹은 복합형 IC를 테스트하기 위한 소켓은 상하 방향으로 소정 탄성력을 갖는 다수개의 콘택트(Contact)를 구비하고 있으며, 콘택트의 하부단자는 PCB와 접촉방식 혹은 솔더링 방식으로 연결된다.

여기서 콘택트의 상부단자는 소켓에 로딩(Loading)되는 IC의 단자와 접촉하도록 형성하고, 전기적으로 안정된 접촉을 위하여 IC를 하향으로 눌러주는 가압장치가 소켓에 구비되어 있어야 한다.

참고적으로 가압장치에 의해 IC 상면에 가해지는 물리적인 힘을 콘택트 수로 나누면, 한 개의 콘택트 당 인가되는 물리적인 힘을 산출할 수 있다.

더욱 상세하게는, 콘택트에 인가되는 물리적인 힘은, 한 개의 콘택트 당 10(gf)정도이며, 예를 들어 IC의 단자가 500개일 경우, 5.0(Kgf)정도의 강력한 물리적인 힘을 인가해야 함을 알 수 있다.

따라서 IC를 테스트하기 위한 소켓은, 상술한 바와 같은 강력한 물리적인 힘을 효과적으로 IC에 인가할 수 있는 가압수단을 구비해야 한다.

최근 혹은 향후 IC의 변화 추세가 단자(LEAD) 수가 증가하고, 단자 피치(LEAD PITCH)가 협피치화되며, IC의 두께가 더욱 얇아지는 IC를 특히 고온에서 장시간 번인(BURN IN) 테스트를 진행할 경우에 IC의 단자들에 가해지는 상 방향 콘택트 힘(CONTACT FORCE)에 대응하여 IC의 전체 면을 수평하게 유지하면서, 강력하게 가압할 수 있는 가압수단을 구비한 소켓이 필요하게 되었다.

도 1의 (a)(b)(c)는 각각 일반적인 IC의 평면도, 측면도 및 저면도로써, 0.35mm 피치(pitch) 의 BGA IC로서 단자(lead) 수가 456이며, IC 사이즈가 14ㅧ15.5에 두께가 0.5mm인 최근 생산되는 대표적이 IC를 보여주고 있다.

도 1의 (a)(b)(c)를 참고하면, 반도체 소자(1) 상면에는 미세한 돌기(2)가 형성되어 사포의 면과 유사하게 처리되어 있으며, 하면에는 반도체 소자의 단자로서 다수개의 볼(3)이 배열된다.

이러한 반도체 소자의 두께는 향후 0.25mm까지 얇아지게 되고, 단자 피치가 0.30mm, 0.25mm, 0.2mm 로 극소 피치화 되고, 단수의 숫자 역시도 500 이상 약 1000개까지 이를 수 있다.

도 2의 (a)(b)는 각각 종래기술에 따른 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 평면도 및 A-A 선의 단면도이다.

도 2의 (a)(b)를 참고하면, 종래의 반도체 소자 테스트용 소켓장치(10)는, 굴곡형상을 갖는 다수의 콘택트(12)가 마련된 소켓몸체(11)와, 소켓몸체(11) 상부에 상하 유동 가능한 커버(13)와, 커버(13)의 상하 이동과 연동되어 반도체 소자(20)를 고정 또는 고정 해제하도록 소켓몸체(11)에 회동 가능하게 조립되는 래치(14)를 포함한다.

래치(14)는 가이드슬롯(14a)이 형성되며, 이 가이드슬롯(14a)에는 가이드핀(15a)에 체결되고 이 가이드핀(15a)은 일단이 커버(13)와 힌지 체결되는 구동링크(15)에 고정된다. 커버(13)는 코일스프링(16)에 의해 탄성 지지된다.

이러한 종래의 소켓장치는 커버(13)를 누르게 되면, 래치(14)가 바깥으로 벌어지면서 반도체 소자의 로딩이 가능하며, 커버(13)를 놓게 되면, 코일스프링(16)의 탄성 복원력에 의해 래치(14)가 반도체 소자 상부를 눌러 고정하게 된다.

이러한 종래의 소켓장치는 래치의 끝이 반복하여 강한 힘으로 반도체 소자 상부를 눌러서 고정하게 되며, 한편 반도체 소자 상부면은 거친 표면을 갖고 있으므로 반복하여 사용되는 경우에 테스트 횟수의 증가에 따라서 반도체 소자와 접촉하게 되는 래치 선단부의 마모가 심해지면서 결국에는 반도체 소자의 단자와 콘택트들이 전기적으로 안정되게 접촉하지 못하고 테스트 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생한다.

통상적으로 대략 5만회 전후 테스트 시점에서 래치 끝단의 마모에 의해 더 이상 테스트를 할 수 없는 시점이 되고 있다.

또한 종래 LGA형 반도체 소자의 테스트 소켓장치는, 활 모양의 굴곡부를 갖는 콘택트의 조립을 위한 부가적인 부품들에 의하여 콘택트를 배열 조립하여야 하며, 그 부품수가 많고 조립이 어려우며, 강력한 물리적인 힘으로 반도체 소자를 눌러 고정하기 위한 구조와, 구동기구를 필요로 하여 소켓장치의 구조가 복잡하다는 문제점이 있으며, 특히 복잡한 소켓장치의 구조로 인하여 단가의 상승 및 소켓의 전체적인 품질이 낮아진다는 문제점이 있었다.

또한 도 2에서와 같이 바우빔(bow beam) 콘택트, 혹은 일명 버클빔(buckle beam) 콘택트를 사용할 경우 콘택트간의 절연을 확보하기 어렵고 소켓의 조립이 어려우며, 그에 따라서 소켓 가격이 상승되고, 소켓 품질확보가 어렵다. 또한 IC를 고온 장시간 번인(Burn in) 테스트 후에 IC 혹은 IC 내부 웨이퍼(wafer)의 Crack 발생, 휨발생, 뒤틀림이 발생하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0135563호(공개일자: 2013.12.11) 대한민국 등록특허공보 제10-1345816호(공고일자: 2014.01.10)

본 발명은 이러한 종래의 반도체 소자 테스트용 소켓장치를 개선하고자 하는 것으로써, 최근 혹은 향후 IC의 변화 추세가 단자 수가 증가 하고, 단자 피치(LEAD PITCH)가 협피치화 되며, 그 두께가 더욱 얇아지는 반도체 소자의 특성을 고려하여 소켓장치에 반도체 소자를 효과적으로 가압 고정할 수 있는 수단을 갖는 반도체 소자 테스트용 소켓장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 소켓장치는, 콘택트 삽입을 위한 다수개의 제1수용공(101)이 형성된 소켓몸체(100)와; 상기 소켓몸체(100) 하부에 구비되며, 상기 콘택트(400)의 하측 접촉부가 PCB 단자들에 전기적 접촉이 가능하도록 상기 제1수용공(101)과 연통되는 다수의 제2수용공(201)이 관통 형성된 하측 플레이트(200)와; 상기 소켓몸체(100) 상부에 복수 개의 제1탄성체(S1)에 의해 탄성 지지되어 상하 유동 가능하게 마련되며, 상측면이 반도체 소자의 안착면으로 제공되고 각 콘택트들의 상측 접촉부가 관통하여 위치하게 되는 다수개의 관통공(301)이 형성된 플로팅 플레이트(300)와; 상기 제1수용공(101)과 제2수용공(201)에 삽입되어 하측 접촉부가 PCB의 단자와 접촉되고 상측 접촉부가 상기 관통공(301)을 통하여 반도체 소자의 단자와 접촉하는 다수개의 콘택트(400)와; 상기 플로팅 플레이트(300) 상부에 구비되어 반도체 소자가 상기 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치할 수 있도록 가이드 경사면을 갖는 어댑터 플레이트(500)와; 복수개의 제2탄성체(S2)에 의해 탄성 지지되어 상기 소켓몸체(100) 상부에 상하 유동 가능하도록 복수개의 후크(620)에 의해 상기 소켓몸체(100)와 조립되며, 반도체 소자가 상기 가이드 경사면에 안내되어 로딩 가능하게 개구부(601)가 형성되고 개구부(601)의 내측 벽면에 열림돌기(610)가 돌출 형성된 소켓커버(600)와; 상기 소켓커버(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자를 가압 고정하게 되는 반도체 소자 가압부(700)를 포함하며, 상기 반도체 소자 가압부(700)는, 상기 열림돌기(610)의 하단에 배치되어 상기 열림돌기(610)와 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자의 상면을 면접촉하여 가압하게 되는 푸셔 플레이트(710)와; 일단이 상기 소켓커버(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와; 일단이 상기 소켓몸체(100)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함한다.

본 발명에 따른 실시예에 따른 반도체 소자 테스트용 소켓장치는, 콘택트(400)가 삽입 고정되는 몸체요소(100)(200)와; 반도체 소자의 단자와 상기 콘택트의 상단이 접촉이 이루어질 수 있도록 반도체 소자(IC)가 안착 위치하게 되며, 상기 몸체요소(100)(200)에 탄성 지지되어 설정 높이 범위 내에서 상하 이동이 가능하게 마련되는 가동요소(300)(500)와; 상기 가동요소(300)(500)의 상부에 조립되어 상기 몸체요소(100)(200)에 상하 탄성적으로 조립되는 소켓커버(600)와; 상기 커버요소(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 가동요소(300)(500)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자(IC)를 가압 고정하는 반도체 소자 가압부(700)를 포함하며, 상기 반도체 소자 가압부(700)는, 상기 소켓커버(600)의 내측 벽면 구조물 하단에 위치하여 소켓커버(600)의 하방 이동 시에 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자(IC)의 상면을 면접촉하여 가압하는 푸셔 플레이트(710)와; 일단이 상기 커버요소(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와; 일단이 상기 몸체요소(100)(200)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 푸셔 플레이트(710)와 상기 래치(720)의 힌지축은 제1토션스프링(SS1)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는, 상기 푸셔 플레이트(710)는 상기 래치(720)와 접촉하여 회동각이 제한되도록 회동 정지면(716)을 포함하여 반도체 소자에 대한 가압 초기에 선단부가 먼저 반도체 소자의 상면과 접촉이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 소켓몸체(100)와 상기 링크(730)의 힌지축은 제2토션스프링(SS2)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는, 상기 링크(730)는, 상단과 하단에 각각 래치(720) 및 소켓몸체(100)와 힌지핀으로 조립이 이루어지도록 힌지공이 형성되어 평행하게 마련된 두 개의 링크 플레이트(731)(732)와; 두 링크 플레이트(731)(732)를 서로 고정하며, 상기 제2토션스프링(SS2) 일단을 고정하게 되는 고정홀이 형성된 고정 플레이트(733)로 구성됨을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 몸체요소(100)(200)와 상기 링크(730)의 힌지축은 제2토션스프링(SS2)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 플로팅 플레이트(300)는 반도체 소자의 안착면에 상기 관통공과 연통되어 반도체 소자의 단자가 수용되도록 함몰 형성된 볼컵(320)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 콘택트는 판재를 타발하여 일체형으로 가공된 것으로써, 상방으로 돌출 형성된 상측첨단부(411)를 갖는 상측머리부(410)와; 상측머리부(410)에서 아래로 연장된 상측어깨부(412)에서 원통 형상으로 벤딩된 스트립으로 이루어진 압축부(420)와; 압축부(420) 하단에서 연장된 하측어깨부(432)에서 아래로 연장 형성되어 하단에 하측첨단부(431)를 갖는 하측머리부(430);를 포함하며, 상기 압축부는 코일스프링인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 푸셔 플레이트(710)는 반도체 소자와 직접 접촉이 이루어지는 바닥 가압면에 푸셔 플레이트(710)의 회동 방향을 따라서 다수의 요철(715)이 형성됨을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 소켓몸체(100)는 테스트보드와 복수개의 스크류에 의해 장착되며, 상기 콘택트(400)는 압축성을 갖고 하측첨단부(431)가 테스트보드의 단자와 압축되어 접촉이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 하측 플레이트(200)의 하측에 콘택트를 안내하게 되는 콘택트 가이드 홀이 형성된 가이드 플레이트를 더 구비하고, 상기 콘택트(400)는 압축성을 갖고 하측첨단부(431)가 테스트보드의 단자와 솔더링되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치는, 반도체 소자의 단자들에 가해지는 상방향 접촉력(contact force)에 대응하여 IC의 전체면을 수평하게 유지하면서, 강력하게 가압할 수 있는 수단을 제공하며, 특히 반도체 소자의 로딩 시에 가압수단과 간섭 발생을 최소화할 수 있도록 가압수단인 푸셔 플레이트를 최대한 열어주는 효과가 있다.

또한 본 발명은 반도체 소자의 단자 수가 증가 하고, 단자 피치가 극소 피치화되며, 그 두께가 더욱 얇아지는 반도체 소자를 보다 효과적으로 테스트할 수 있는 극소 피치 다핀용 소켓장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1의 (a)(b)(c)는 각각 일반적인 IC의 평면도, 측면도 및 저면도,
도 2의 (a)(b)는 각각 종래기술에 따른 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 평면도 및 A-A 선의 단면도,
도 3은 본 발명의 따른 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 평면도,
도 4는 도 3의 B-B 선의 단면도,
도 5는 도 3의 C-C 선의 단면도,
도 6의 (a)(b)는 각각 본 발명의 본 발명에 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 콘택트의 정면도 및 D-D 선의 단면도,
도 7은 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 가동요소의 바람직한 실시예를 보여주는 단면 구성도,
도 8의 (a)(b)(c)(d)는 각각 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 소켓커버의 평면도, F-F 선의 단면도, 저면도, 및 E-E 선의 단면도,
도 9의 (a)(b)(c)는 각각 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 링크에 대한 평면도, 좌측면도 및 정면도,
도 10의 (a)(b)(c)(d)는 각각 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 푸셔 플레이트의 정면도, 평면도, 배면도, 저면도, 및 측면도,
도 11의 (a)(b)는 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 반도체 소자 가압부에서 푸셔 플레이트의 반도체 소자 가압 초기 과정을 보여주는 도면,
도 12의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 반도체 소자 로딩과정을 보여주는 도면.

먼저 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치는 콘택트(400)가 삽입 고정되는 몸체요소(100)(200)와; 반도체 소자의 단자와 상기 콘택트의 상단이 접촉이 이루어질 수 있도록 반도체 소자(IC)가 안착 위치하게 되며, 상기 몸체요소(100)(200)에 탄성 지지되어 설정 높이 범위 내에서 상하 이동이 가능하게 마련되는 가동요소(300)(500)와; 상기 가동요소(300)(500)의 상부에 조립되어 상기 몸체요소(100)(200)에 상하 유동 가능하게 탄성적으로 조립되는 소켓커버(600)와; 상기 소켓커버(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 가동요소(300)(500)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자(IC)를 가압 고정하는 반도체 소자 가압부를 포함하며, 상기 반도체 소자 가압부는, 상기 소켓커버(600)와 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자(IC)의 상면을 면접촉하여 가압하는 푸셔 플레이트(710)와; 일단이 상기 소켓커버(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와; 일단이 상기 몸체요소(100)(200)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함한다.

도 6의 (a)(b)는 각각 본 발명의 본 발명에 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 콘택트의 정면도 및 D-D선의 단면도이다.

도 6을 참고하면, 콘택트(400)는 상방으로 돌출 형성된 상측첨단부(411)를 갖는 상측머리부(410)와, 상측머리부(410)에서 아래로 연장된 상측어깨부(412)에서 원통 형상으로 벤딩된 스트립으로 이루어진 압축부(420)와, 압축부(420) 하단에서 연장된 하측어깨부(432)에서 아래로 연장 형성되어 하단에 하측첨단부(431)를 갖는 하측머리부(430)를 갖는다.

압축부(420)는 코일스프링일 수 있으며, 길이 방향의 탄성력을 갖는 압축성 콘택트로써 판재를 일체형으로 타발(stamping)하여 가공한 일체형 콘택트이다.

다음으로 본 실시예에서 몸체요소(100)(200)는 소켓몸체(100)와 하측 플레이트(200)로 구성된다.

소켓몸체(100)는 전체적으로 장방형상 혹은 정방형상의 구조를 가지며, 다수개의 콘택트(100)가 각각 삽입 고정되도록 다수개의 제1수용공(101)이 형성된다. 소켓몸체(100)는 테스트기판(PCB)(미도시)에 복수개의 스크류에 고정될 수 있으며, 소켓몸체(100)에 지지되는 콘택트(100) 하측 접촉부는 테스트기판의 단자에 압축된 상태로 접촉이 이루어진다.

하측 플레이트(200)는 소켓몸체(100) 하부에 구비되며, 제1수용공(101)과 연통되도록 다수의 제2수용공(201)이 형성되어 콘택트(100)의 하측 접촉부는 제2수용공(201)을 관통하여 테스트기판의 단자와 전기적으로 접촉한다.

또한 상기에서 본 발명의 콘택트의 하측 접촉부가 테스트기판에 압축 접촉되도록 소켓몸체를 테스트기판에 스크류 고정하는 방식을 주로 하지만, 하측 플레이트의 하측에 콘택트 리더들을 가이드하는 콘택트 리더 가이드 홀을 형성한 리더 가이드 플레이트를 더 구비하고, 콘택트들의 하측 접촉부가 더 연장되어 PCB에 솔더링 되는 것을 특징으로 하는 소켓구조도 가능하며 본 발명의 변형 실시 예이다.

본 실시예에서 가동요소(300)(500)는 플로팅 플레이트(300)와 어댑터 플레이트(500)로 구성된다.

플로팅 플레이트(300)는 소켓몸체(100) 상부에 복수 개의 제1탄성체(S1)에 의해 탄성 지지되어 상하 유동 가능하게 마련되며, 상측면이 반도체 소자의 안착면으로 제공되고 각 콘택트(400)들의 상측 접촉부가 관통하여 위치하게 되는 다수개의 관통공이 형성된다.

바람직하게는, 플로팅 플레이트(300)는 하부에 다수의 후크(310)가 마련되며, 소켓몸체(100)는 각 후크(310)와 대응되는 걸림단(110)이 돌출 형성되어 소켓몸체(100) 상부에서 상하 유동 가능한 플로팅 플레이트(300)는 상방 이동 높이가 제한되어 제1탄성체(S1)에 의해 탄성 지지된다.

어댑터 플레이트(500)는 플로팅 플레이트(300) 상부에 구비되어 반도체 소자가 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치할 수 있도록 가이드 경사면을 갖는다.

도 7은 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서 가동요소의 바람직한 실시예를 보여주는 단면 구성도이다.

도 7을 참고하면, 플로팅 플레이트(300)는 반도체 소자(IC) 안착면의 주변을 감싸게 되는 측벽을 형성하게 되는 가이드면(511)과, 가이드면(511)에서 불연속적으로 소정의 경사를 갖고 측상방으로 연장되는 경사면(512)이 형성되어 반도체 소자(IC)는 경사면(512)을 따라서 가이드면(511)에 위치하게 되어 정위치에 로딩(loading)이 이루어질 수 있다.

바람직하게는 BGA 타입의 반도체 소자(IC)의 경우에 반도체 소자의 솔더볼(B)을 정위치에 수용하게 되는 볼컵(320)이 플로팅 플레이트(300)에 마련될 수 있으며, 이때 볼컵(320)은 콘택트의 상측 접촉부가 관통하여 위치하게 되는 관통공(301)과 연통된다.

다시 도 3 내지 도 5를 참고하면, 소켓커버(600)는 복수개의 제2탄성체(S2)에 의해 탄성 지지되어 소켓몸체(100) 상부에 상하 유동 가능하도록 복수개의 제2후크(620)에 의해 상기 소켓몸체(100)와 조립되며, 반도체 소자가 가이드 경사면에 안내되어 로딩 가능하게 개구부가 형성된다.

도 8의 (a)(b)(c)(d)는 각각 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 소켓커버의 평면도, F-F선의 단면도, 저면도, 및 E-E선의 단면도이다.

도 8을 참고하면, 소켓커버(600)는 소켓몸체와 동일한 크기의 장방형상 또는 정방형상의 구조를 가지며, 중앙에는 반도체 소자가 삽입되도록 개구부(601)가 형성된다.

바람직하게는 소켓커버(600)의 내측면에는 벽면 구조물로써 돌출 형성된 열림돌기(610)가 마련되며, 열림돌기(610)는 반도체 소자 가압부의 개방 동작을 보조한다. 한편, 이러한 벽면 구조물은 내측 평면에서 돌출된 구조일 수 있으며 또는 소켓커버의 내측면 하단부에 의해 반도체 소자 가압부의 열림캠(711)에 대한 누름 조작이 이루어질 수도 있음을 이해하여야 할 것이며, 이에 대해서는 관련 도면을 참고하여 다시 구체적으로 설명한다.

소켓커버(600)는 하단에 수직하게 연장되어 제1힌지공(631)이 형성된 힌지브라켓(630)이 마련되어 힌지핀을 통해 래치 하단이 회동 가능하게 조립된다.

다시 도 3 내지 도 5를 참고하면, 반도체 소자 가압부는 소켓커버(600)의 상하 위치에 연동되어 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자를 가압 고정한다. 본 실시예에서 반도체 소자 가압부는 좌우 대칭되게 마련되며, 이에 대칭되는 동일 구성에 대해 하나의 도면부호만을 사용하여 설명한다. 한편, 본 발명의 반도체 소자 가압부는 2개 이상으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 좌우 및 전후 방향으로 대칭되게 마련되어 4개로 구성될 수가 있다.

구체적으로 반도체 소자 가압부는 푸셔 플레이트(710)와, 래치(720) 및 링크(730)로 구성된다.

푸셔 플레이트(710)는 반도체 소자의 상면과 면접촉하여 반도체 소자를 가압하게 되며, 좌우 두 개의 푸셔 플레이트가 반도체 소자의 상면 전체를 거의 덮도록 하여 가능하면 푸셔 플레이트와 반도체 소자의 접촉 면적을 크게 함이 바람직할 것이다.

래치(720)는 일단이 소켓커버(600)와 힌지 조립되며 타단은 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립이 이루어진다.

링크(730)는 일단이 소켓몸체(100)와 힌지 조립되며 타단은 래치(720)와 힌지 조립된다.

바람직하게는 푸셔 플레이트(710)와 래치(720)의 힌지축은 제1토션스프링(SS1)에 의해 탄성 지지되며, 또한 소켓몸체(100)와 링크(730)의 힌지축은 제2토션스프링(SS2)에 의해 탄성 지지된다. 제1토션스프링(SS1)과 제2토션스프링(SS2)은 푸셔 플레이트(710)가 닫힘(close) 상태를 유지하도록 한다.

이와 같이 구성된 반도체 소자 가압부는 링크(730) 하단이 고정된 힌지축이 되어 소켓몸체(600)의 상하 조작에 따라서 래치(720) 하단의 힌지축이 상하 이동하여 푸셔 플레이트(710)의 개폐(open/close) 동작이 이루어진다.

특히 본 발명에서 푸셔 플레이트(710)는 개방 동작 시에 소켓커버(600)와 직접 접촉이 이루어는 열림캠이 마련되어 푸셔 플레이트(710)의 개방 회전각을 크게 함을 특징으로 하며, 이하 반도체 소자 가압부의 주요 구성에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.

도 9의 (a)(b)(c)는 각각 본 발명의 링크에 대한 평면도, 좌측면도 및 정면도를 나타낸다.

도 9를 참고하면, 링크(730)는 한 쌍의 평행하게 마련된 링크 플레이트(731)(732)와, 두 링크 플레이트(731)(732)를 서로 고정하게 되는 고정 플레이트(733)로 구성될 수 있다.

링크 플레이트는 상단과 하단에 각각 제2힌지공(732a)과 제3힌지공(732b)이 형성되며, 제2힌지공(732a)은 힌지핀에 의해 래치와 조립되고 제3힌지공(732b)은 힌지핀에 의해 소켓몸체(100)와 조립된다.

고정 플레이트(733)는 제2토션스프링(SS2) 일단을 고정하기 위한 고정홀(732c)이 마련될 수 있다.

도 10의 (a)(b)(c)(d)는 각각 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 푸셔 플레이트의 정면도, 평면도, 배면도, 저면도, 및 측면도이다.

도 10을 참고하면, 푸셔 플레이트(710)는 래치와 힌지 조립을 위한 축공(712)이 마련되며, 힌지핀(713)에 의해 래치와 회동 가능하게 조립된다.

축공(712)의 후단으로 상방으로 돌출 형성된 열림캠(711)이 형성되며, 열림캠(711)은 푸셔 플레이트(710)의 개방 동작 시에 소켓커버(600)의 열림돌기(610)가 열림캠(711)을 상대적으로 가압하여 푸셔 플레이트(710)의 개방 회전각을 크게 할 수 있다.

푸셔 플레이트(710)는 제1토션스프링(SS1) 일단을 고정할 수 있도록 요홈(714)이 형성된다.

푸셔 플레이트(710)는 반도체 소자와 직접 접촉이 이루어지는 바닥 가압면에 푸셔 플레이트(710)의 회동 방향을 따라서 다수의 요철(715)이 형성되어 푸셔 플레이트(710)와 반도체 소자가 접촉하여 반도체 소자를 가압하는 과정에서 마찰력 발생을 줄일 수 있다.

또한 푸셔 플레이트(710)는 래치와 접촉하여 푸셔 플레이트(710)의 회동각을 제한하도록 하는 회동 정지면(716)이 형성될 수 있으며, 바람직하게는 푸셔 플레이트(710)의 회동각 제한은 반도체 소자의 로딩 과정에서 푸셔 플레이트(710)가 반도체 소자를 가압하는 초기에 푸셔 플레이트(710)의 끝단이 먼저 반도체 소자의 상면을 누르면서 가압이 이루어지도록 할 수 있다.

도 11의 (a)(b)는 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치에 있어서, 반도체 소자 가압부에서 푸셔 플레이트의 반도체 소자 가압 초기 과정을 설명하기 위한 도면으로, 이해를 돕기 위하여 하나의 반도체 소자 가압부(700)만을 중심으로 도시한다.

도 11의 (a)를 참고하면, 반도체 소자(IC)가 로딩된 후에 푸셔 플레이트(710)가 회전하여 반도체 소자(IC)를 가압하게 되는 초기에는 제1토션스프링(SS1)의 탄성력에 의해 푸셔 플레이트(710)의 회동 정지면(716)은 래치(720)와 접촉된 상태에서 푸셔 플레이트(710) 끝단이 하방을 지향한 상태에서 회전이 이루어져 푸셔 플레이트(710) 끝단이 먼저 반도체 소자(IC)와 접촉이 이루어진다.

한편 도 11의 (b)를 참고하면, 이후 푸셔 플레이트(710)가 가압 방향으로 계속 회전이 이루어지면 푸셔 플레이트(710) 전체가 반도체 소자(IC)와 완전히 접촉되어 반도체 소자(IC)를 견고히 고정하게 되며, 이때 푸셔 플레이트(710)의 회동 정지면(716)은 래치(720)와는 이격된다.

이와 같이 반도체 소자의 초기 가압 시에 푸셔 플레이트(710) 전체가 반도체 소자와 접촉이 이루어지는 것과 비교하여 푸셔 플레이트(710)의 전단부가 먼저 반도체 소자와 접촉하면서 가압이 이루어짐에 따라서 로딩되는 반도체 소자의 두께 차이가 발생되더라도 안정적으로 반도체 소자의 고정이 이루어질 수 있다.

도 12의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 반도체 소자 테스트용 소켓장치의 반도체 소자 로딩과정을 보여주는 도면이다.

도 12의 (a)는 소켓의 자연 상태를 보여주고 있으며, 제1탄성체(S1)와 제2탄성체(S2)에 의해 소켓커버(600)와 플로팅 플레이트(300)는 상단에 위치한다.

도 12의 (b)는 소켓커버(600)를 가압한 상태를 보여주고 있으며, 이때 소켓커버(600)와 힌지 체결된 래치(720) 하단이 같이 아래로 이동하면서 소켓몸체(100)와 힌지 체결된 링크(730) 하단을 고정 회전축으로 하여 링크(730)가 회전하여 푸셔 플레이트(710)는 소켓 중앙에서 바깥으로 회전한다.

도 12의 (c)는 소켓커버(600)를 최대로 누른 상태이며, 이때 푸셔 플레이트(710)는 래치(720) 상단과 힌지 체결된 축을 회전축으로 하여 열림캠(711)이 소켓커버(600)의 열림돌기(610)에 의해 눌리면서 바깥으로 최대한 회전하여 벌어진다.

참고로, 도 12의 (c)에서 점선으로 표시된 푸셔 플레이트(710a)는 열림캠(711)이 없는 상태에서 소켓커버(600)를 동일 변위만큼 누른 상태의 푸셔 플레이트를 보여주고 있으며, 이때 푸셔 플레이트(710a) 사이의 개방 거리(M)는 본 발명에서의 개방 거리(N)와 비교하여 짧은 것을 알 수 있으며, 따라서 본 발명은 푸셔 플레이트의 개방 회전각을 크게 확보함으로써 반도체 소자의 로딩 시에 푸셔 플레이트와의 간섭을 방지할 수 있다.

도 12의 (d)는 반도체 소자의 로딩이 완료된 후에 소켓커버(600)를 가압하였던 누름력을 제거하게 되면, 제2탄성체(S2)의 탄성력에 의해 소켓커버(600)는 상단으로 이동하게 되며, 소켓커버(600)와 힌지 체결된 래치(720) 하단이 같이 상단으로 이동하면서 래치(730)가 닫히게 되면서 푸셔 플레이트(710)는 반도체 소자(IC)를 가압하고 반도체 소자(IC)에 대한 테스트가 진행된다.

한편 도 11에서 설명한 것과 같이, 푸셔 플레이트(710)가 반도체 소자(IC)를 가압하게 되는 초기에는 푸셔 플레이트(710) 전단부가 먼저 반도체 소자(IC)와 접촉하면서 가압면 전체가 반도체 소자(IC)를 가압하게 됨이 바람직할 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 소켓몸체 101 : 제1수용공
110 : 걸림단 200 : 하측 플레이트
201 : 제2수용공 300 : 플로팅 플레이트
301 : 관통공 310 : 후크
400 : 콘택트 500 : 어댑터플레이트
600 : 소켓커버 610 : 열림돌기
700 : 반도체 소자 가압부 710 : 푸셔 플레이트
711 : 열림캠 720 : 래치
730 : 링크 S1 : 제1탄성체
S2 : 제2탄성체 SS1 : 제1토션스프링
SS2 : 제2토션스프링

Claims

콘택트 삽입을 위한 다수개의 제1수용공(101)이 형성된 소켓몸체(100)와;
상기 소켓몸체(100) 하부에 구비되며, 상기 콘택트(400)의 하측 접촉부가 PCB 단자들에 전기적 접촉이 가능하도록 상기 제1수용공(101)과 연통되는 다수의 제2수용공(201)이 관통 형성된 하측 플레이트(200)와;
상기 소켓몸체(100) 상부에 복수 개의 제1탄성체(S1)에 의해 탄성 지지되어 상하 유동 가능하게 마련되며, 상측면이 반도체 소자의 안착면으로 제공되고 각 콘택트들의 상측 접촉부가 관통하여 위치하게 되는 다수개의 관통공(301)이 형성된 플로팅 플레이트(300)와;
상기 제1수용공(101)과 제2수용공(201)에 삽입되어 하측 접촉부가 PCB의 단자와 접촉되고 상측 접촉부가 상기 관통공(301)을 통하여 반도체 소자의 단자와 접촉하는 다수개의 콘택트(400)와;
상기 플로팅 플레이트(300) 상부에 구비되어 반도체 소자가 상기 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치할 수 있도록 가이드 경사면을 갖는 어댑터 플레이트(500)와;
복수개의 제2탄성체(S2)에 의해 탄성 지지되어 상기 소켓몸체(100) 상부에 상하 유동 가능하도록 복수개의 후크(620)에 의해 상기 소켓몸체(100)와 조립되며, 반도체 소자가 상기 가이드 경사면에 안내되어 로딩 가능하게 개구부(601)가 형성되고 개구부(601)의 내측 벽면에 열림돌기(610)가 돌출 형성된 소켓커버(600)와;
상기 소켓커버(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 플로팅 플레이트(300)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자를 가압 고정하게 되는 반도체 소자 가압부(700)를 포함하며,
상기 반도체 소자 가압부(700)는,
상기 열림돌기(610)의 하단에 배치되어 상기 열림돌기(610)와 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자의 상면을 면접촉하여 가압하게 되는 푸셔 플레이트(710)와;
일단이 상기 소켓커버(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와;
일단이 상기 소켓몸체(100)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
콘택트(400)가 삽입 고정되는 몸체요소(100)(200)와;
반도체 소자의 단자와 상기 콘택트의 상단이 접촉이 이루어질 수 있도록 반도체 소자(IC)가 안착 위치하게 되며, 상기 몸체요소(100)(200)에 탄성 지지되어 설정 높이 범위 내에서 상하 이동이 가능하게 마련되는 가동요소(300)(500)와;
상기 가동요소(300)(500)의 상부에 조립되어 상기 몸체요소(100)(200)에 상하 탄성적으로 조립되는 소켓커버(600)와;
상기 커버요소(600)의 상하 위치에 연동되어 상기 가동요소(300)(500)에 안착 위치하게 되는 반도체 소자(IC)를 가압 고정하는 반도체 소자 가압부(700)를 포함하며,
상기 반도체 소자 가압부(700)는,
상기 소켓커버(600)의 내측 벽면 구조물 하단에 위치하여 소켓커버(600)의 하방 이동 시에 접촉이 가능한 열림캠(711)을 포함하여 반도체 소자(IC)의 상면을 면접촉하여 가압하는 푸셔 플레이트(710)와;
일단이 상기 커버요소(600)와 힌지 조립되고 타단이 상기 푸셔 플레이트(710)와 힌지 조립되는 래치(720)와;
일단이 상기 몸체요소(100)(200)와 힌지 조립되고 타단이 상기 래치(720)와 힌지 조립되는 링크(730);를 포함하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 푸셔 플레이트(710)와 상기 래치(720)의 힌지축은 제1토션스프링(SS1)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항에 있어서, 상기 소켓몸체(100)와 상기 링크(730)의 힌지축은 제2토션스프링(SS2)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제2항에 있어서, 상기 몸체요소(100)(200)와 상기 링크(730)의 힌지축은 제2토션스프링(SS2)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제3항에 있어서, 상기 푸셔 플레이트(710)는 상기 래치(720)와 접촉하여 회동각이 제한되도록 회동 정지면(716)을 포함하여 반도체 소자에 대한 가압 초기에 선단부가 먼저 반도체 소자의 상면과 접촉이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항에 있어서, 상기 플로팅 플레이트(300)는 반도체 소자의 안착면에 상기 관통공과 연통되어 반도체 소자의 단자가 수용되도록 함몰 형성된 볼컵(320)이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제4항에 있어서, 상기 링크(730)는,
상단과 하단에 각각 래치(720) 및 소켓몸체(100)와 힌지핀으로 조립이 이루어지도록 힌지공이 형성되어 평행하게 마련된 두 개의 링크 플레이트(731)(732)와;
두 링크 플레이트(731)(732)를 서로 고정하며, 상기 제2토션스프링(SS2) 일단을 고정하게 되는 고정홀이 형성된 고정 플레이트(733)로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 콘택트는 판재를 타발하여 일체형으로 가공된 것으로써,
상방으로 돌출 형성된 상측첨단부(411)를 갖는 상측머리부(410)와;
상측머리부(410)에서 아래로 연장된 상측어깨부(412)에서 원통 형상으로 벤딩된 스트립으로 이루어진 압축부(420)와;
압축부(420) 하단에서 연장된 하측어깨부(432)에서 아래로 연장 형성되어 하단에 하측첨단부(431)를 갖는 하측머리부(430);를 포함하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제9항에 있어서 상기 압축부는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 푸셔 플레이트(710)는 반도체 소자와 직접 접촉이 이루어지는 바닥 가압면에 푸셔 플레이트(710)의 회동 방향을 따라서 다수의 요철(715)이 형성됨을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항에 있어서, 상기 소켓몸체(100)는 테스트보드와 복수개의 스크류에 의해 장착되며, 상기 콘택트(400)는 압축성을 갖고 하측첨단부(431)가 테스트보드의 단자와 압축되어 접촉이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.
제1항에 있어서, 상기 하측 플레이트(200)의 하측에 콘택트를 안내하게 되는 콘택트 가이드 홀이 형성된 가이드 플레이트를 더 구비하고, 상기 콘택트(400)는 압축성을 갖고 하측첨단부(431)가 테스트보드의 단자와 솔더링되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 소켓장치.