KR20200110015A - 테스트 소켓 - Google Patents

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KR20200110015A
KR20200110015A KR1020190029987A KR20190029987A KR20200110015A KR 20200110015 A KR20200110015 A KR 20200110015A KR 1020190029987 A KR1020190029987 A KR 1020190029987A KR 20190029987 A KR20190029987 A KR 20190029987A KR 20200110015 A KR20200110015 A KR 20200110015A
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정영배
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주식회사 아이에스시
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Abstract

본 개시는 피검사 디바이스와 테스트 장비 사이에 배치되는 테스트 소켓에 관한 것이다.

Description

테스트 소켓{TEST SOCKET}
본 개시는 피검사 디바이스와 테스트 장비 사이에 배치되는 테스트 소켓에 관한 것이다.
제조된 반도체 디바이스와 같은 피검사 디바이스의 불량여부를 판단하기 위한 검사 공정에서, 피검사 디바이스와 테스트(test) 장비의 사이에 테스트 소켓이 배치된다. 테스트 소켓은 피검사 디바이스와 테스트 장비를 전기적으로 연결시켜, 피검사 디바이스와 테스트 장비의 통전 여부를 기초로 피검사 디바이스의 불량 여부를 판단하는 검사방법이 알려져 있다.
만약 테스트 소켓이 없이 피검사 디바이스의 단자가 테스트 장비의 단자에 직접 접촉하게 되면, 반복적인 검사 과정에서 테스트 장비의 단자가 마모 또는 파손되어 테스트 장비 전체를 교체해야 하는 소요가 발생할 수 있다. 종래에는, 테스트 소켓을 이용하여 테스트 장비 전체를 교체하는 소요의 발생을 막는다. 구체적으로, 피검사 디바이스의 단자와의 반복적인 접촉으로 테스트 소켓이 마모 또는 파손될 때, 해당하는 테스트 소켓만 교체할 수 있다.
테스트 소켓은 실리콘 등의 탄성 재질로 형성된 절연부 및 절연부 내에서 상하 방향으로 연장되어 상하 방향으로 전기가 흐르게 구성된 복수의 도전부를 포함할 수 있다. 이러한 테스트 소켓의 높이는 일반적으로 0.3 내지 1 mm 정도이고, 피검사 디바이스가 테스트 소켓을 가압할 때의 스토로크(stroke)(전기 접촉을 유지하며 작동되는 범위)가 상당히 작다.
테스트 소켓의 상부 또는 하부에는 컨택트 패드가 구비될 수 있다. 컨택트 패드는 피검사 디바이스 또는 테스트 장비의 단자에 접촉한다.
종래의 테스트 소켓의 경우 컨택트 패드의 배치 위치에 오차가 발생할 수 있다. 특히, 미세 피치(pitch)의 복수의 도전부를 가진 테스트 소켓에서 이러한 문제는 더욱 커질 수 있다.
본 개시의 실시예들은 이러한 종래 기술의 문제를 해결한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 테스트 소켓은 절연부 및 도전부의 상측면에 절연성 재질로 형성된 메쉬(mesh)와, 도전부의 상단 및 피검사 디바이스의 단자를 전기적으로 연결하도록 메쉬에 배치되는 컨택트 패드(contact pad)를 포함할 수 있다.
테스트 소켓의 메쉬는 씨실과 날실이 고정되어 있지 않는 경우, 메쉬에 배치되는 컨택트 패드 제작 시 컨택트 패드의 배치 위치의 오차가 발생확 확률이 커질 수 있고, 테스트 소켓 사용시에 컨택트 패드의 유동이 발생할 수 있는 문제가 있다. 특히, 미세 피치(pitch)의 복수의 도전부를 가진 테스트 소켓에서 이러한 문제는 더욱 커질 수 있다. 본 개시의 실시예들은 이러한 문제를 해결한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 테스트 소켓은, 상하 방향으로 연장되어 있는 복수의 도전부와 상기 복수의 도전부를 수평 방향으로 이격시키는 절연부를 포함하는 이방성 탄성 도전 시트; 상기 이방성 탄성 도전 시트의 상측 또는 하측에 배치되고, 복수의 절연성 씨실과 복수의 절연성 날실을 포함하는 메쉬; 및 상기 복수의 도전부의 상단 또는 하단과 접촉하며 상기 메쉬에 결합된 복수의 컨택트 패드를 포함한다. 상기 씨실과 상기 날실이 교차하는 부분에서 상기 씨실과 상기 날실이 서로 부착된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 테스트 소켓은, 절연성 재질로 형성된 절연부; 상기 절연부에서 상하 방향으로 연장되어 상하 방향으로 통전을 가능하게 하는 복수의 도전부; 상기 절연부 및 상기 복수의 도전부의 상측에 배치되고, 절연성의 복수의 씨실과 절연성의 복수의 날실을 포함하는 메쉬; 및 상기 복수의 도전부의 상단 및 피검사 디바이스의 단자를 전기적으로 연결하도록 상기 메쉬에 배치되고, 상기 복수의 도전부에 대응되는 위치에 배치되는 복수의 컨택트 패드를 포함한다. 상기 씨실과 상기 날실이 교차하는 부분에서 상기 씨실과 상기 날실이 서로 부착된다.
상기 씨실과 상기 날실이 교차하는 부분에서 상기 씨실과 상기 날실이 서로 열융착되어 고정될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 상기 컨택트 패드의 위치 오차 또는 위치 유동 발생 가능성을 낮출 수 있다. 특히, 본 개시의 실시예들에 따르면, 상기 메쉬의 상기 씨실과 상기 날실이 고정되어 있기 때문에, 상기 씨실과 상기 날실의 교차점의 이동의 발생 확률을 낮출 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 상기 절연부(예를 들어, 실리콘 재질)가 경화되면서 수축되는 경우에도, 메쉬의 변형량을 낮출 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 테스트 소켓(1)의 일부 단면도이다.
도 2는 도 1의 메쉬(150)를 상측으로부터 바라보는 일부 입면도이다.
도 3은 도 2를 보다 입체적으로 표현한 그림이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 메쉬(150) 및 컨택트 패드(170)를 상측으로부터 바라보는 일부 입면도로서, 도 4a는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착되지 않은 실시예를 보여주는 도면이고, 도 4b는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착된 실시예를 보여주는 도면이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도면들을 참고하여, 본 개시를 설명하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축에 의한 공간 직교 좌표계를 기준으로 설명한다. 즉, XYZ 직교 좌표 상에서 실시예들의 각 구성을 설명할 수 있다. 각 축방향(X축방향, Y축방향, Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 ‘+’부호가 붙는 것(+X축방향, +Y축방향, +Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 어느 한 방향인 양의 방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 ‘-’부호가 붙는 것(-X축방향, -Y축방향, -Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 나머지 한 방향인 음의 방향을 의미한다. 이는 어디까지나 본 개시가 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 기준이며, 기준을 어디에 두느냐에 각 방향은 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 테스트 소켓(1)을 기준으로 피검사 디바이스의 단자가 배치되는 방향을 의미하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 테스트 소켓(1)를 기준으로 테스트 장비의 단자가 배치되는 방향을 의미한다. 이는 어디까지나 본 개시가 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 기준이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 상방 및 하방을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
도전부가 연장되는 방향을 Z축 방향으로 하여, X축 방향 및 Y축 방향이 정의된다. 도 1을 참고한 본 실시예에서는, 테스트 소켓(1)의 두께 방향과 Z축 방향이 일치하고, 상측 방향이 +Z축 방향이며, 하측 방향이 -Z축 방향이다. 그러나, 도시되지 않은 다른 실시예에서, 복수의 도전부가 상기 두께 방향에 대해 기울어진 방향으로 연장될 수 있고, 상기 두께 방향과 Z축 방향은 서로 예각을 이루는 서로 다른 방향이 될 수 있다. 이러한 다른 실시예에서는 피검사 디바이스의 단자의 압력에 따라 도전부가 탄성 휨 변형 기능을 발휘하기 쉬워질 수 있다.
첨부한 도면에 도시된 예들을 참조하여, 실시예들이 설명된다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
피검사 디바이스(미도시)는 반도체 디바이스 등이 될 수 있다. 상기 피검사 디바이스는 복수의 단자(미도시)를 포함한다. 상기 복수의 단자는 상기 피검사 디바이스의 하측면에 배치된다.
테스트 장비(미도시)는 복수의 단자(미도시)를 포함한다. 상기 테스트 장비의 상기 복수의 단자는 상기 피검사 디바이스의 복수의 단자와 대응될 수 있다. 상기 테스트 장비의 상기 복수의 단자는 상기 테스트 장비의 상측면에 배치된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 테스트 소켓(1)의 일부 단면도이다. 도 1을 참고하여, 상기 피검사 디바이스를 검사할 때, 상기 테스트 장비의 복수의 단자는 테스트 소켓(1)의 도전부(130)의 하측 면에 접촉할 수 있다. 테스트 소켓(1)은 상기 피검사 디바이스와 상기 테스트 장비 사이에 배치되어 상기 피검사 디바이스와 상기 테스트 장비를 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
테스트 소켓(1)은 이방성 탄성 도전시트(110, 130)를 포함할 수 있다.
상기 이방성 탄성 도전시트는 절연성 재질로 형성된 절연부(110)를 포함한다. 절연부(110)는 복수의 도전부(130)를 지지할 수 있다.
상기 이방성 탄성 도전시트는 절연부(110)에서 상하 방향으로 연장되어 상하 방향으로 통전을 가능하게 하는 복수의 도전부(130)를 포함한다.
상기 이방성 탄성 도전시트는 복수의 도전부(130)을 포함할 수 있다. 복수의 도전부(130)는 상하 방향에 수직한 방향으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 도 1에서 단면 상에 2개의 도전부(130)가 배열된 모습을 보여주나, 도전부(130)의 배열 거리나 개수는 이에 제한되지 않는다.
도전부(130)는 상하 방향으로 연장될 수 있다. 도전부(130)는 절연부(110) 내에서 상하 방향으로 연장되어 상하 방향으로 통전을 가능하게 한다.
도전부(130)는 절연부(110)에 배치된다. 도전부(130)는 절연부(110)에 의해 지지될 수 있다.
복수의 도전부(130)는 수평 방향으로 서로 이격된다. 복수의 도전부(130)는 서로 이격되어 배열될 수 있다. 이격 거리는 피검사 디바이스의 단자 배치 내지는 테스트 장비의 단자 배치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도전부(130)의 상하 방향 양단은 절연부(110)의 상하 표면에서 노출된다. 도전부(130)의 상단은 절연부(110)의 상측 표면에 노출되고, 도전부(130)의 하단은 절연부(110)의 하측 표면에 노출된다.
도전부(130)의 상단은 후술하는 컨택트 패드(170)의 하단에 접촉된다. 도전부(130)의 하단은 상기 테스트 장비의 단자에 접촉 가능하도록 구성된다.
도전부(130)는 절연부(110)의 표면에 노출된 노출부(미도시)를 포함한다. 상기 노출부는 도전부(130)의 양단에 위치한다.
도전부(130)는 도전성 재질로 형성된다. 상하로 연장된 하나의 도전부(130)는 복수의 도전성 입자를 포함할 수 있다. 여기서, 도전부(130)는 상기 복수의 도전성 입자외에도 다른 성분을 포함할 수 있음은 물론이다. 도전부(130)는 플랙서블(flexible)하게 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 도전부(130)는 탄성을 가진 탄성 재질과 전도성을 가진 전도성 재질을 혼합하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 재질은 실리콘고무, 고무, 플라스틱, 우레탄 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 재질은 금속 입자, 탄소 섬유, 그래핀(Graphene), 탄소 나노 와이어(Carbon Nano Wire), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube) 등일 수 있다.
다른 실시예에서, 도전부(130)는 전도성의 탄성 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성의 탄성 고분자 물질은 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 등일 수 있다.
절연부(110)는 상하 방향으로 두께를 가진다. 절연부(110)의 두께(두께 방향의 길이)는 절연부(110)의 상하 방향에 수직한 방향으로의 길이보다 작다. 절연부(110)는 시트(sheet) 형상으로 형성될 수 있다.
절연부(110)는 전기적 절연성의 재질로 형성된다. 절연부(110)는 탄성 변형 가능한 절연성 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 절연부(110)는 절연성을 가진 탄성 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 상기 탄성 고분자 물질은 가교 구조를 갖는 고분자 물질일 수 있다. 상기 가교 고분자 물질을 얻기 위해서 사용할 수 있는 경화성의 고분자 물질 형성 재료의 예로서는, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중 합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무 등의 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물, 스티렌-부타디엔-디엔 블록 공중합체 고무, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 등의 블록 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물, 클로로프렌, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피크롤히드린 고무, 실리콘 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무 등을 들 수 있다.
절연부(110)는 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 실리콘 고무는 폴리실록산 재질일 수 있다. 상기 실리콘 고무는 액상 실리콘 고무(LSR; Liquid Silicone Rubber)일 수 있다. 상기 산화철은 Fe2O3일 수 있다.
상기 테스트 소켓(1)은 컨택트 패드(contact pad)(170)를 포함할 수 있다. 컨택트 패드(170)는 복수의 도전부(130)의 상단 및 피검사 디바이스의 단자를 전기적으로 연결한다. 복수의 컨택트 패드(170)는 피검사 디바이스의 단자 배치에 따라 다양한 배열로 형성될 수 있다. 컨택트 패드(170)는 후술하는 메쉬(150)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 컨택트 패드(170)에 메쉬(150)가 함침되어 컨택트 패드(170)가 메쉬(150)에 고정될 수 있다.
컨택트 패드(170)는 탄성 변형 가능하게 구성될 수 있다. 컨택트 패드(170)는 상하 방향으로 탄성 압축 변형 가능하게 구성될 수 있다.
컨택트 패드(170)는 알려진 다양한 컨택트 패드 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 컨택트 패드(170)는 탄성 변형 가능한 절연성 재질의 시트(미도시)를 포함한다. 컨택트 패드(170)는 상기 시트 내에서 상하 방향으로 연장되는 패드 도전부를 포함한다. 상기 시트는 상기 패드 도전부를 지지할 수 있다. 상기 패드 도전부는 상하 방향으로 통전을 가능하게 한다. 상기 패드 도전부의 하단은 도전부(130)에 접촉된다. 상기 패드 도전부의 상단은 컨택트 패드(170)의 상측으로 노출된다. 상기 패드 도전부는 복수의 도전성 입자를 포함할 수 있다. 상하로 연장된 하나의 상기 패드 도전부는 상하로 배열된 복수의 도전성 입자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 도전성 입자는 서로 접촉됨으로써 전기적 신호를 전달할 수 있다. 복수의 도전성 입자는 상기 시트에 의해 지지될 수 있다.
다른 실시예에서, 컨택트 패드(170)는 도전성의 금속을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 컨택트 패드(170)는 도전성을 가진 PEDOT 등의 고분자물질을 포함할 수 있다.
상술한 컨택트 패드(170)의 실시예들은 몇몇의 예시들일 뿐, 컨택트 패드(170)의 구현은 위의 예시들로 제한되지 않는다. 상기 테스트 소켓(1)은 메쉬(150)를 포함한다. 도 4a 및 도 4b는 도 1의 메쉬(150) 및 컨택트 패드(170)를 상측으로부터 바라보는 일부 입면도로서, 도 4a는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착되지 않은 실시예를 보여주는 도면이고, 도 4b는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착된 실시예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 메쉬(150)를 상측으로부터 바라보는 일부 입면도이다. 도 3은 도 2를 보다 입체적으로 표현한 그림이다. 도 1 내지 도 3을 참고하여, 테스트 소켓(1)은 절연부(110) 및 복수의 도전부(130)의 상측에 배치되는 메쉬(150)를 포함한다. 메쉬(150)는 절연성의 복수의 씨실(151)과 절연성의 복수의 날실(153)을 포함한다.
씨실(151)은 X축 방향으로 연장된다. 복수의 씨실(151)이 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
날실(153)은 Y축 방향으로 연장된다. 복수의 날실(153)이 X축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
씨실(151)은 컨택트 패드(170)를 X축 방향으로 통과하며 배치될 수 있다. 날실(153)은 컨택트 패드(170)를 Y축 방향으로 통과하며 배치될 수 있다.
복수의 씨실(151)과 복수의 날실(153)이 서로 엮어져 메쉬(150)를 형성할 수 있다. 메쉬(150)는 XY 평면 상에 배치될 수 있다. 메쉬(150)는 절연부(110)의 상측부에 고정 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 씨실(151)과 날실(153)이 교차하는 부분(A)에서 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착된다. 복수의 씨실(151)과 복수의 날실(153)이 서로 교차하는 복수의 부분 중 적어도 일부에서, 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착된다. 씨실(151)과 날실(153)이 교차하는 부분(A)에서 씨실(151)과 날실(153)이 서로 열융착되어 고정될 수 있다.
씨실(151)과 날실(153)은 절연성의 재질로 형성된다. 일 예로, 씨실(151) 및/또는 날실(153)은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로, 씨실(151) 및/또는 날실(153)은 전기적 절연성을 가진 금속 재질로 형성될 수 있다. 상술한 씨실(151) 및/또는 날실(153)의 재질은 몇몇의 예시들일 뿐, 씨실(151) 및/또는 날실(153)의 재질은 위의 예시들로 제한되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 메쉬(150) 및 컨택트 패드(170)를 상측으로부터 바라보는 일부 입면도로서, 도 4a는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착되지 않은 실시예를 보여주는 도면이고, 도 4b는 씨실(151)과 날실(153)이 서로 부착된 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4 a의 실시예에서, 각각의 씨실(151)과 날실(153)이 고정되어 있지 않아, 씨실(151)이 X축 방향으로 유동 가능하고(화살표 mx 참고), 날실(153)이 Y축 방향으로 유동 가능하다(화살표 my 참고). 이에 따라, 컨택트 패드(170)의 위치 정확도가 감소할 수 있다.
도 4b의 실시예에서, 씨실(151)과 날실(153)의 교차점이 고정되어 있어, 컨택트 패드(170)의 위치가 상대적으로 변하지 않게 된다.
상술한 실시예에서는, 컨택트 패드와 메쉬가 이방성 탄성 도전 시트의 상측에 배치되어 있었으나, 이들 구성은 이방성 도전 시트의 하측에 배치될 수도 있고, 상하측에 모두 배치될 수도 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (1)

  1. 상하 방향으로 연장되어 있는 복수의 도전부와 상기 복수의 도전부를 수평 방향으로 이격시키는 절연부를 포함하는 이방성 탄성 도전 시트;
    상기 이방성 탄성 도전 시트의 상측 또는 하측에 배치되고, 복수의 절연성 씨실과 복수의 절연성 날실을 포함하는 메쉬; 및
    상기 복수의 도전부의 상단 또는 하단과 접촉하며 상기 메쉬에 결합된 복수의 컨택트 패드를 포함하고,
    상기 씨실과 상기 날실이 교차하는 부분에서 상기 씨실과 상기 날실이 서로 부착되는,
    테스트 소켓.
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