KR20230099360A - 반도체 칩용 테스트 소켓 - Google Patents

반도체 칩용 테스트 소켓 Download PDF

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KR20230099360A
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Abstract

반도체 칩용 테스트 소켓은 테스트 대상인 반도체 칩이 올려지는 칩 거치 몸체 부재; 상기 칩 거치 몸체 부재의 저면에 배치되고, 상기 반도체 칩의 테스트를 위한 회로가 실장되는 기판 부재; 상기 기판 부재의 저면에 배치되어, 상기 기판 부재를 절연시키는 절연 부재; 상기 절연 부재의 저면에 배치되어, 상기 칩 거치 몸체 부재, 상기 기판 부재 및 상기 절연 부재를 지지하는 지지 패널 부재; 및 상기 지지 패널 부재의 저면에 배치되고, 중앙부에 압력 분산을 위한 개구부를 포함하는 홀더 부재를 포함한다.

Description

반도체 칩용 테스트 소켓{TEST SOCKET FOR A SEMICONDUCTOR CHIP}
본 발명은 반도체 칩용 테스트 소켓에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 칩의 전기적 특성들을 테스트하는데 사용되는 소켓에 관한 것이다.
반도체 칩용 테스트 소켓은 테스트 대상인 반도체 칩의 정상 여부를 테스트할 수 있다.
상기 반도체 칩은 테스트 소켓에 장착된 상태에서, 전압을 인가하여, 안정성 테스트가 수행될 수 있다.
상기 반도체 칩용 테스트 소켓은 상기 반도체 칩을 실장하는 칩 거치 몸체 및 상기 칩 거치 몸체에 올려진 상기 반도체 칩을 테스트하기 위한 회로가 실장된 기판을 포함할 수 있다.
그러나, 종래의 테스트 소켓은 칩 거치 몸체와 상기 기판이 볼트에 의해 결합된다. 이로 인해, 상기 반도체 칩용 테스트 소켓이 고온 환경의 테스트 조건(예를 들어 번인 테스트 등)에 노출되는 경우, 금속 재질인 상기 볼트를 통해 고온 환경의 열기가 상기 칩 거치 몸체의 내부까지 전달된다. 이렇게 전달된 열기는 반도체 칩의 테스트 오류를 유발할 수 있다.
또한, 상기 볼트를 이용하여 결합되어 있는 구조이기 때문에, 상기 반도체 칩의 반복적인 로딩 및 언로딩이 반복되면, 그 내구성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
등록특허 제 10-2025765호, 등록일자: 2019.09.20., 발명의 명칭: 반도체 모듈 테스트 소켓
본 발명은 칩 거치 몸체와 기판을 용이하게 결합시키고 분리시킬 수 있는 반도체 칩용 테스트 소켓을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 반도체 칩용 테스트 소켓은 테스트 대상인 반도체 칩이 올려지는 칩 거치 몸체 부재; 상기 칩 거치 몸체 부재의 저면에 배치되고, 상기 반도체 칩의 테스트를 위한 회로가 실장되는 기판 부재; 상기 기판 부재의 저면에 배치되어, 상기 기판 부재를 절연시키는 절연 부재; 상기 절연 부재의 저면에 배치되어, 상기 칩 거치 몸체 부재, 상기 기판 부재 및 상기 절연 부재를 지지하는 지지 패널 부재; 및 상기 지지 패널 부재의 저면에 배치되고, 중앙부에 압력 분산을 위한 개구부를 포함하는 홀더 부재를 포함할 수 있다.
상기 홀더 부재는 상기 지지 패널 부재의 저면을 지지하는 몸체부; 상기 몸체부의 양측면으로부터 위를 향해 연장되어 상기 지지 패널 부재의 양측면들, 상기 절연 부재의 양측면들, 상기 기판 부재의 양측면들 및 상기 칩 거치 몸체 부재의 양측면들을 지지하는 한 쌍의 지지부들; 및 상기 지지부들의 상단들에 형성되어 상기 칩 거치 몸체 부재의 양측면에 걸리는 후크부들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단일품인 홀더 부재가 지지 패널 부재의 저면에 배치되어 지지 패널 부재, 절연 부재, 기판 부재 및 칩 거치 몸체 부재의 양측면들을 지지할 수 있다. 특히, 탄성 물질로 이루어진 홀더 부재의 한 쌍의 클립부들을 칩 거치 몸체 부재의 칩 거치측 클립 연결홈에 삽입시키는 간단한 동작만으로 지지 패널 부재, 절연 부재, 기판 부재 및 칩 거치 몸체 부재를 고정시킬 수 있다. 아울러, 한 쌍의 클립부들 중 어느 하나만을 칩 거치측 클립 연결홈으로부터 이탈시키는 간단한 동작에 의해서 홀더 부재를 칩 거치 몸체 부재로부터 분리시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩용 테스트 소켓을 나타낸 분해 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 칩용 테스트 소켓의 홀더 부재를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 반도체 칩용 테스트 소켓이 도 2에 도시된 홀더 부재에 의해 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩용 테스트 소켓을 나타낸 분해 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반도체 칩용 테스트 소켓의 홀더 부재를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 반도체 칩용 테스트 소켓이 도 2에 도시된 홀더 부재에 의해 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 칩용 테스트 소켓(100)은 칩 거치 몸체 부재(110), 기판 부재(140), 절연 부재(150), 지지 패널 부재(160) 및 홀더 부재(170)를 포함할 수 있다.
홀더 부재(170)는 지지 패널 부재(160)의 저면에 배치되어, 지지 패널 부재(160)의 저면을 지지할 수 있다. 또한, 홀더 부재(170)는 지지 패널 부재(160)의 양측면들, 절연 부재(150)의 양측면들, 기판 부재(140)의 양측면들 및 칩 거치 몸체 부재(110)의 양측면들을 고정할 수 있다. 특히, 홀더 부재(170)는 하나의 단일 부품일 수 있다. 즉, 하나의 부품인 홀더 부재(170)를 이용해서 지지 패널 부재(160), 절연 부재(150), 기판 부재(140) 및 칩 거치 몸체 부재(110)를 견고히 고정시킬 수 있다.
홀더 부재(170)는 몸체부(180), 한 쌍의 지지부(190)들 및 후크부(195)들을 포함할 수 있다. 특히, 몸체부(180), 지지부(190)들 및 후크부(195)들은 일체로 형성될 수 있다. 또한, 몸체부(180), 지지부(190)들 및 후크부(195)들은 탄성 물질을 포함할 수 있다. 즉, 단일 부품인 홀더 부재(170) 전체가 탄성 물질로 이루어질 수 있다. 탄성 물질은 탄성을 갖는 금속을 포함할 수 있으나, 특정 물질로 국한되지 않을 수 있다.
몸체부(180)는 지지 패널 부재(160)의 저면을 지지할 수 있다. 몸체부(180)는 지지 패널 부재(160)의 저면에 맞대어진 중앙판(182), 및 중앙판(182)의 양측면들과 지지부(190)들을 연결하는 한 쌍의 연결판(184)들을 포함할 수 있다. 연결판(184)들은 지지 패널 부재(160)의 저면과 이격 배치될 수 있다. 연결판(184)들이 지지 패널 부재(160)의 저면으로부터 이격되는 것에 의해서 홀더 부재(170)의 탈착이 매우 용이해질 수 있다. 홀더 부재(170)의 탈착 동작에 대해서는 후술한다. 일 실시예로서, 상기 중앙판(182) 내부의 개구부(186)는 추후 합착시 가해지는 압력을 분산시킬 수 있다.
연결판(184)들은 중앙판(182)의 길이보다 짧은 길이를 가질 수 있다. 예를 들어서, 연결판(184)들 각각의 길이는 중앙판(182)으로부터 상기 지지부(190)들로 갈수록 점진적으로 줄어들 수 있다. 다른 실시예로서, 연결판(184)들의 길이는 중앙판(182)의 길이와 동일하거나 또는 중앙판(182)의 길이보다 더 길 수도 있다.
한 쌍의 지지부(190)들은 몸체부(180)의 양측면으로부터 상부로 연장될 수 있다. 즉, 지지부(190)들은 몸체부(180)의 상부면과 실질적으로 직교를 이룰 수 있다. 그러나, 여기에 한정되지 않고, 지지부(190)들은 몸체부(180)의 상부면과 예각 또는 둔각을 이룰 수도 있다. 지지부(190)들은 지지 패널 부재(160)의 양측면들, 절연 부재(150)의 양측면들, 기판 부재(140)의 양측면들 및 칩 거치 몸체 부재(110)의 양측면들을 맞대어져서, 지지 패널 부재(160), 절연 부재(150), 기판 부재(140) 및 칩 거치 몸체 부재(110)의 전체 양측면들을 지지할 수 있다.
후크부(195)들은 지지부(190)들의 상단들에 형성될 수 있다. 후크부(195)들은 칩 거치 몸체 부재(110)의 양측면에 걸리도록 구성되어, 홀더 부재(170)가 순차적으로 적층된 지지 패널 부재(160), 절연 부재(150), 기판 부재(140) 및 칩 거치 몸체 부재(110)를 견고히 고정시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 후크부(195)들 각각은 상기 후크부(195)들 각각의 단부로부터 아래를 향해 연장된 삽입부(197)를 포함할 수 있다. 삽입부(197)가 칩 거치 몸체 부재(110)에 걸려 지지될 수 있다. 또한, 후크부(195)들 각각은 상기 지지부(190)들의 상단들 양측에 배치된 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 이에 국한되지 않고 하나 또는 3개 이상으로 이루어질 수도 있다.
칩 거치 몸체 부재(110)는 테스트 대상인 반도체 칩(도시되지 않음)을 상부면에 탑재할 수 있다. 칩 거치 몸체 부재(110)는 칩 거치 몸체(111) 및 클립부(115)를 포함할 수 있다.
칩 거치 몸체(111)의 저면에서는 칩 올림부(114)와 전기적으로 연결되는 연결 전극(113)이 돌출될 수 있다. 연결 전극(113)은 후술되는 기판 전극(142)과 전기적으로 연결됨에 따라, 상기 연결 전극(113)을 통해 상기 칩 올림부(114)에 상에 탑재된 반도체 칩에 전기적 신호가 인가될 수 있다.
도면 번호 112는 칩 거치 몸체(111)의 저면에서 돌출된 결합 안내 돌기를 지시한다. 결합 안내 돌기(112)는 후술될 기판 몸체(141)에 형성된 가이드 홈(미도시)에 삽입될 수 있다. 이와 같은 결합 안내 돌기(112)에 의해 칩 거치 몸체(111)가 기판 몸체(141)의 정해진 위치와 결합될 수 있다.
상기 클립부(115)는 칩 거치 몸체(111)에 형성되어, 홀더 부재(170)의 후크부(195)들이 걸리는 부분일 수 있다. 상기 클립부(115)는 칩 거치 몸체(111)의 양측면에 형성될 수 있다. 클립부(115)에는 칩 거치측 클립 연결홈(116)이 형성될 수 있다. 후크부(195)의 삽입부(197)들이 칩 거치측 클립 연결홈(116)에 삽입될 수 있다.
상기 칩 거치측 클립 연결 홈(116)은 상기 클립부(115)의 상면에 형성되되, 하방으로 일정 깊이 함몰된 형태로 형성되어, 삽입부(197)들이 걸려 연결되는 것이다.
칩 거치 몸체 부재(110)는 칩 거치 상체(120), 연결 스프링(125), 칩 누름 레버(130) 및 연결 레버(135)를 포함할 수 있다.
칩 거치 상체(120)는 칩 거치 몸체(111)의 상부에서 위치되며, 칩 거치 몸체(111)에 대해 승강하도록 구성된다. 상기 칩 거치 상체(120)는 예컨대, 내부가 빈 직육면체 구조를 가질 수 있고, 그 상부를 통해 반도체 칩이 칩 올림부(114)에 올려지거나 칩 올림부(114)로부터 외부로 반출될 수 있다.
연결 스프링(125)은 칩 거치 몸체(111)와 칩 거치 상체(120)의 각 모서리에 각각 적용되는 것으로, 압축 스프링이 그 예로 제시될 수 있다.
작업자 등의 외력에 의해 칩 거치 상체(120)가 칩 거치 몸체(111) 쪽으로 하강되면, 연결 스프링(125)이 탄성 변형되면서 압축되었다가, 그 외력이 제거되면, 연결 스프링(125)의 복원력에 의해 칩 거치 상체(120)가 상승되면서 원위치로 복귀될 수 있다.
칩 누름 레버(130)는 그 말단부가 누름 레버 연결축(131)에 의해 칩 거치 상체(120)에 회전 가능하게 연결되어, 칩 올림부(114)에 올려진 상기 반도체 칩을 눌러줄 수 있다.
연결 레버(135)는 일정 길이의 바 형태로 형성되어, 그 전단부가 전단 연결축(132)에 의해 칩 누름 레버(130)의 중앙부에 회전 가능하게 연결되고, 그 후단부가 후단 연결축(116)에 의해 클립부(115)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
작업자 등의 외력에 의해 칩 거치 상체(120)가 칩 거치 몸체(111) 쪽으로 하강되면, 누름 레버 연결축(131)에 의해 칩 거치 상체(120)에 연결된 칩 누름 레버(130)의 말단부가 하강된다. 이 때 칩 누름 레버(130)의 중앙부는 연결 레버(135)와 연결된 상태여서 하강되지 않고, 칩 누름 레버(130)의 전측부가 들려지면서 칩 누름 레버(130)가 기울어져서 칩 올림부(114)가 개방된다.
상기와 같이 칩 거치 상체(120)가 칩 거치 몸체(111) 쪽으로 하강되면서 칩 올림부(114)가 개방되면, 연결 스프링(125)이 탄성 변형되면서 압축된다.
칩 올림부(114)가 개방된 상태에서 반도체 칩이 칩 올림부(114)에 올려지거나 반도체 칩이 칩 올림부(114)로부터 외부로 반출되고, 그런 다음 칩 거치 상체(120)에 가해진 외력이 제거되면, 연결 스프링(125)의 복원력에 의해 칩 거치 상체(120)가 상승하게 되고, 그에 따라 칩 누름 레버 (130)의 말단부도 상승하게 되면서 칩 누름 레버(130)의 전측부가 하강되어 칩 올림부(114) 또는 칩 올림부(114)에 올려진 반도체 칩을 누르면서 칩 올림부(114)를 닫게 된다.
칩 누름 레버(130)와 연결 레버(135)는 한 쌍으로 구성되고, 서로 대면되도록 칩 거치 상체 (120)의 양측부에 각각 연결됨으로써, 한 쌍의 칩 누름 레버(130)와 연결 레버(135)가 함께 칩 올림부(114)를 개폐시킬 수 있게 된다.
기판 부재(140)는 상기 칩 거치 몸체 부재(110)의 저면에 배치되고, 상기 반도체 칩의 테스트를 위한 회로가 실장되는 것이다.
기판 부재(140)는 기판 몸체(141), 기판 관통 홀(143) 및 기판 함몰 홀(144)을 포함할 수 있다.
기판 몸체(141)는 회로가 실장되는 것으로, 일정 면적의 플레이트 형태로 형성되어, 칩 거치 몸체(111)의 저면과 접할 수 있다.
기판 몸체(141)의 저면에서는 그 하방으로 복수 개의 기판 전극(142)이 돌출되고, 기판 전극(142)이 외부의 전원(미도시)과 연결됨으로써, 기판 전극(142)을 통해 회로, 칩 올림부(114) 및 칩 올림부(114)에 올려진 반도체 칩에 테스트를 위한 전기가 인가될 수 있다.
기판 관통 홀(143)은 기판 몸체(141)의 일 측부를 관통하도록 형성되어, 홀더 부재(170)의 지지부(190)들 중 하나가 관통되는 것이다.
기판 함몰 홀(144)은 기판 몸체(141)에서 기판 관통 홀(143)과 이격되도록 기판 몸체(141)의 타 측부에 형성되되, 기판 몸체(141)의 타 측부의 외곽으로부터 일정 깊이 함몰된 형태로 형성되어, 홀더 부재(170)의 지지부(190)들 중 다른 하나가 지나가게 되는 것이다.
절연 부재(150)는 기판 부재(140)의 저면에 배치되어, 기판 부재(140)를 절연시키는 것으로, 지지 패널 부재(160)의 면적과 동일한 면적으로 이루어질 수 있다.
지지 패널 부재(160)는 절연 부재(150)의 저면에 배치되어, 칩 거치 몸체 부재(110), 기판 부재(140) 및 절연 부재(150)를 지지하는 것으로, 금속 재질로 이루어질 수 있다.
이하, 홀더 부재(170)의 탈착 동작들을 상세히 설명한다.
먼저, 지지 패널 부재(160), 절연 부재(150), 기판 부재(140) 및 칩 거치 몸체 부재(110)가 순차적으로 적층된 상태에서, 홀더 부재(170)를 지지 패널 부재(160)의 저면을 향해서 위로 진입시킬 수 있다.
상승하는 홀더 부재(170)의 지지부(190)들이 지지 패널 부재(160), 절연 부재(150), 기판 부재(140) 및 칩 거치 몸체 부재(110)의 양측면들에 맞대어질 수 있다. 홀더 부재(170)의 지지부(190)들은 탄성력을 갖고 있으므로, 지지부(190)들은 양측으로 약간 벌어질 수 있다.
홀더 부재(170)의 몸체부(180)가 지지 패널 부재(160)의 저면에 맞대어질 때까지 홀더 부재(170)를 상승시킨다. 그러면, 홀더 부재(170)의 후크부(195)들이 칩 거치 몸체 부재(110)의 양측면들에 형성된 칩 거치측 클립 연결홈(116) 내로 진입될 수 있다. 이어서, 후크부(195)들이 탄성 복원력에 의해서 안쪽으로 오므려지게 됨으로써, 삽입부(197)들이 칩 거치측 클립 연결홈(116)에 삽입될 수 있다. 이때, 몸체부(180)의 연결판(184)들은 지지 패널 부재(160)의 저면에 맞대어지지 않고 지지 패널 부재(160)의 저면으로부터 이격될 수 있다.
홀더 부재(170)를 분리시키려면, 후크부(195)들 중 어느 하나에 후크부(195)의 탄성력보다 강한 외력을 인가하여 해당 후크부(195)를 벌릴 수 있다. 이에 따라, 삽입부(197)는 칩 거치측 클립 연결홈(116)으로부터 이탈될 수 있다. 이러한 후크부(195)의 벌어지는 동작은 몸체부(180)의 연결판(184)들이 지지 패널 부재(160)의 저면으로부터 이격되어 연결판(184)들과 지지 패널 부재(160) 사이의 공간이 존재하는 것에 의해서 용이하게 이루어질 수 있다. 이와 같이, 후크부(195)들 중 어느 하나가 칩 거치측 클립 연결홈(116)으로부터 이탈되면, 나머지 후크부(195)는 칩 거치측 클립 연결홈(116)으로부터 외력 인가 없이도 자연스럽게 빠질 수가 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이 하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 실시예들에 따르면, 단일 부품인 홀더 부재가 지지 패널 부재의 저면에 배치되어 지지 패널 부재, 절연 부재, 기판 부재 및 칩 거치 몸체 부재의 양측면들을 지지할 수 있다. 특히, 탄성 물질로 이루어진 홀더 부재의 한 쌍의 클립부들을 칩 거치 몸체 부재의 칩 거치측 클립 연결홈에 삽입시키는 간단한 동작만으로 지지 패널 부재, 절연 부재, 기판 부재 및 칩 거치 몸체 부재를 고정시킬 수 있다. 아울러, 한 쌍의 클립부들 중 어느 하나만을 칩 거치측 클립 연결홈으로부터 이탈시키는 간단한 동작에 의해서 홀더 부재를 칩 거치 몸체 부재로부터 분리시킬 수가 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 ; 반도체 칩용 테스트 소켓 110 ; 칩 거치 몸체 부재
140 ; 기판 부재 150 ; 절연 부재
160 ; 지지 패널 부재 170 ; 홀더 부재
180 ; 몸체부 182 ; 중앙판
184 ; 연결판 190 ; 지지부
195 ; 후크부 197 ; 삽입부

Claims (2)

  1. 테스트 대상인 반도체 칩이 올려지는 칩 거치 몸체 부재;
    상기 칩 거치 몸체 부재의 저면에 배치되고, 상기 반도체 칩의 테스트를 위한 회로가 실장되는 기판 부재;
    상기 기판 부재의 저면에 배치되어, 상기 기판 부재를 절연시키는 절연 부재;
    상기 절연 부재의 저면에 배치되어, 상기 칩 거치 몸체 부재, 상기 기판 부재 및 상기 절연 부재를 지지하는 지지 패널 부재; 및
    상기 지지 패널 부재의 저면에 배치되고, 중앙부에 압력 분산을 위한 개구부를 포함하는 홀더 부재를 포함하는 반도체 칩용 테스트 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더 부재는
    상기 지지 패널 부재의 저면을 지지하는 몸체부;
    상기 몸체부의 양측면으로부터 위를 향해 연장되어 상기 지지 패널 부재의 양측면들, 상기 절연 부재의 양측면들, 상기 기판 부재의 양측면들 및 상기 칩 거치 몸체 부재의 양측면들을 지지하는 한 쌍의 지지부들; 및
    상기 지지부들의 상단들에 형성되어 상기 칩 거치 몸체 부재의 양측면에 걸리는 후크부들을 포함하는 반도체 칩용 테스트 소켓.
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