KR20240059118A - 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테스트 소켓에 관한 것으로, 반도체 패키지가 삽입되어 테스트되는 소켓부를 포함하는 테스트 소켓에 있어서, 상기 소켓부의 저면측에서 상기 반도체 패키지에 접촉되어 상기 반도체 패키지에서 발생한 열을 전도하며, 상기 소켓부의 상면 일부에서 외기와 열교환하여 방열하는 방열부를 더 포함할 수 있다.

Description

방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓{Test socket for improved heat dissipation performance}

본 발명은 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 패키지의 테스트를 위한 테스트 소켓에 관한 것이다.

일반적으로, IC 장치나 IC 패키지 등과 같은 표면 실장형 반도체 장치(SMT)는 LGA(Land Grid Array), BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Sized Package) 타입 등으로 이루어져 있으며, 이들은 고객에게 출하되기 전에 신뢰성 확인을 위해 번인 테스트(burn-in test)를 거치게 된다.

즉, 번인 테스트는 반도체 장치가 전자기기에 적용되기 전에 그 성능 등에 대해 수행되는 테스트로서, 평상시의 작동조건보다 높은 온도와 전압의 조건에서 수행될 수 있다. 이러한 번인 테스트는 해당 반도체 장치가 번인 테스트용 소켓(Burn-in test socket)(또는 “번인 소켓”이라 지칭함)에 장착된 상태에서 수행될 수 있다.

등록특허 10-2219529호(2021년 2월 18일 등록, 방열구조를 갖는 반도체 번인 테스트 장치)에는 반도체의 번인 테스트 과정에서 발생하는 열을 방열하기 위한 구조를 포함하고 있다.

좀 더 구체적으로, 위의 등록특허는 다수의 열전도바를 추가하고, 열전도바를 소켓과 보드에 접착하는 구조를 제안하여 방열을 수행한다.

그러나 방열구조가 다층의 구조로 이루어지며, 소켓과 테스트 보드의 사이에 배치됨에 따라 구조가 복잡해지며, 방열구조를 적용하기 위한 테스트 장치를 다시 설계해야 하는 단점이 있다.

즉, 기존의 테스트 장치를 그대로 사용할 수는 없는 것이며, 방열구조 적용을 위하여 방열유도공, 공냉공기유도홈 등의 새로운 구조를 가지는 장치를 새롭게 제작해야 한다.

또한, 위의 등록특허는 소켓 단위의 열방출이 불가능한 구조이며, 이는 테스트 과정에서 반도체 패키지에서 발생되는 열을 직접 방출하지 못하는 구조이며, 따라서 열방출 효율이 상대적으로 낮은 구조라는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 테스트 과정에서 열이 발생하는 반도체 패키지의 열을 직접 방출할 수 있는 테스트 소켓을 제공함에 있다.

또한, 본 발명 반도체 패키지는 기존의 소켓에 쉽게 적용할 수 있는 방열구조를 제안하여, 소켓의 교체 없이 기존 테스트 소켓을 그대로 활용하면서 방열성능을 향상시킬 수 있는 테스트 소켓을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓은, 반도체 패키지가 삽입되어 테스트되는 소켓부를 포함하는 테스트 소켓에 있어서, 상기 소켓부의 저면측에서 상기 반도체 패키지에 접촉되어 상기 반도체 패키지에서 발생한 열을 전도하며, 상기 소켓부의 상면 일부에서 외기와 열교환하여 방열하는 방열부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 방열부는, 상기 소켓부의 저면 둘레에 배치되어, 일부가 상기 소켓부에 삽입된 반도체 패키지의 저면에 접촉되는 열전달부와, 상기 소켓부의 상면 일부에 배치되고, 상기 열전달부를 통해 전달된 상기 반도체 패키지의 열을 외기와 열교환하는 열교환부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 열전달부는, 반도체 패키지의 저면 일부에 접촉되는 접촉부와, 상기 접촉부의 양단과 상기 열교환부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 접촉부가 상기 연결부의 높이보다 더 높게 배치되도록, 상기 접촉부와 상기 연결부의 사이에는 절곡부가 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 연결부의 끝단에서 상향으로 절곡된 결합부를 더 포함하고, 상기 결합부는 상기 열교환부의 저면에 형성된 결합공에 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 결합부의 일부에는 통공이 형성되고, 상기 열교환부의 몸체부를 관통하는 조정축부가 상기 통공을 관통하여, 상기 열전달부와 상기 열교환부를 결합할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 조정축부는 스크류이며, 일부가 상기 소켓부의 일부에 결합되어 상기 방열부를 고정하며, 회전정도를 조정하여 상기 방열부의 위치를 조정할 수 있다.

본 발명은 개별 테스트 소켓마다 반도체 패키지에 직접 접촉되어 반도체 패키지에서 발생하는 열을 방출하는 기술적 수단을 제공하여, 열의 주요 발생원인 반도체 패키지를 직접 방열함으로써, 방열 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다양한 형상의 테스트 소켓에 쉽게 적용 가능한 방열 수단을 제공하여, 기존의 테스트 소켓에 방열성을 부여할 수 있어, 비용의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 방열부의 사시도이다.
도 3은 방열부가 결합된 소켓부의 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 3의 저면도이다.
도 6은 열전달부와 열교환부의 결합을 보인 구성도이다.
도 7은 본 발명 테스트 소켓의 일부 확대 단면도이다.

이하, 본 발명 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방열 성능을 향상시킨 테스트 소켓의 사시도이고, 도 2는 방열부의 사시도이고, 도 3은 방열부가 결합된 소켓부의 사시도이며, 도 4와 도 5는 각각 도 3의 평면도와 저면도이다.

도 1 내지 도 5를 각각 참조하면 본 발명 테스트 소켓은, 테스트 대상인 반도체 패키지(도면 미도시)가 삽입 고정되는 소켓부(10)와, 상기 소켓부(10)의 하부측에 배치되며 다수의 테스트핀(21)을 상기 소켓부(10)의 내측 저면측에 제공하는 핀플레이트(20)와, 상기 핀플레이트(20)와 소켓부(10)를 지지함과 아울러 테스트핀(21)의 타측을 하향 노출시키는 베이스(30)와, 상기 소켓부(10)의 둘레에 배치되는 커버부(50)와, 상기 소켓부(10)의 저면에 배치되어 상기 반도체 패키지의 저면 일부와 접촉되어 열을 전도하며, 소켓부(10)의 상면 일부에서 외기와 열교을 통해 반도체 패키지의 열을 방출하는 방열부(40)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 테스트 소켓의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 반도체 패키지를 전기적으로 테스트하기 위한 테스트 소켓에 관한 것으로, 테스트 대상인 반도체 패키지의 종류와는 무관한 것으로 한다.

아래의 본 발명의 설명에서 테스트 소켓이 소켓부(10), 핀플레이트(20), 베이스(30) 및 커버부(50)를 포함하는 구성으로 도시하고 설명하지만, 적어도 소켓부(10)를 포함하고 테스트핀(21)을 이용하여 반도체 패키지의 전기적인 테스트가 가능한 모든 테스트 소켓에 본 발명이 적용될 수 있다.

소켓부(10)의 형상은 상면이 개방된 육면체 구조이며, 내측에 반도체 패키지가 삽입될 수 있는 공간이 제공된다.

소켓부(10)의 바닥면에는 상기 핀플레이트(20)의 테스트핀(21)이 삽입되어 상향으로 돌출될 수 있도록하는 통공들이 형성될 수 있다.

다른 예로서, 소켓부(10)는 바닥면이 개방된 것일 수 있으며, 다수의 테스트핀(21)이 상하 방향으로 배치되는 핀플레이트(20)의 일부 또는 전부가 개방된 바닥면에 결합되는 구성일 수 있다.

이처럼 소켓부(10)의 형상은 다양하게 변경하여 실시될 수 있으나, 다만 측면의 적어도 마주하는 두 면의 상부 중앙이 주변보다 더 낮은 단차부(11)를 포함하는 것으로 한다.

단차부(11)는 소켓부(10)의 측면 중 서로 마주하는 두 측면에 배치되며, 소켓부(10)의 바닥면과 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

만약 소켓부(10)가 바닥면이 개방된 구조인 경우라면, 결합된 핀플레이트(20)의 상면과 동일한 높이로 형성될 수 있다.

이와 같은 단차부(11)의 높이는 이후에 설명할 방열부(40)의 구조적 특징에 부합하도록 하기 위한 것으로 이해될 수 있다.

본 발명에 적용되는 방열부(40)는 소켓부(10)에 장착되는 반도체 패키지의 저면 일부가 접촉되도록 상기 소켓부(10)의 저면 둘레에 배치되어, 반도체 패키지에서 발생하는 열을 전도하는 열전달부(41)와, 상기 단차부(11)의 상부에 위치하며, 열전달부(41)를 통해 전도된 열을 외기와 열교환하여 방출하는 열교환부(42)를 포함하여 구성된다.

상기 열전달부(41)는 판상의 금속재를 사용할 수 있으며, 소켓부(10)의 저면에 배치되는 연결부(41a)와, 상기 연결부(41a)보다 더 높은 위치에 위치하며 상기 소켓부(10)의 내측에서 노출되어 반도체 패키지의 저면 일부에 접촉되는 접촉부(41b)를 포함한다.

상기 연결부(41a)는 상기 열교환부(42)와 결합을 위한 결합부를 포함하며, 결합부의 구성에 대해서는 이후에 다른 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 열교환부(42)는 상기 열전달부(41)에 연결되는 몸체부(42a)와, 상기 몸체부(42a)의 상면에 다수로 마련된 방열핀(42b)을 포함하여 구성된다.

열교환부(42)는 소켓부(10)의 단차부(11) 상에 고정되며, 외기와 접촉되어 반도체 패키지에서 발생한 열을 방출한다.

상기 소켓부(10)의 하부에는 상기 핀플레이트(20)가 배치됨과 아울러 베이스(30)가 결합되어 소켓부(10)와 상기 핀플레이트(20)를 고정한다. 이때 베이스(30)의 저면에는 상기 핀플레이트(20)의 테스트핀(21)의 하부측이 노출되는 것으로 한다.

상기 베이스(30)는 인쇄회로기판 등에 고정되는 것일 수 있으며, 하부측으로 노출된 테스트핀(21)들도 인쇄회로기판에 전기적으로 연결될 수 있다.

위에서는 베이스(30)의 하부로 노출되는 테스트핀(21)이 핀플레이트(20)에 고정된 테스트핀(21)의 하부측인 것으로 설명하였으나, 테스트핀(21)과 전기적으로 연결되는 다른 핀일 수 있다.

테스트 소켓의 구조에 따라 베이스(30)와 핀플레이트(20)의 사이에는 탄성체를 이용하여 핀플레이트(20) 및 테스트핀(21)에 상하 방향으로 탄성을 부여할 수 있다.

이와 같은 구조에서 커버부(50)는 소켓부(10)의 둘레를 감싸도록 배치된다. 커버부(50)는 베이스(30)에 결합되어 고정될 수 있다.

커버부(50)는 기구적인 고정 수단을 제공하여 소켓부(10) 내에 반도체 패키지가 삽입된 상태에서, 반도체 패키지을 이탈을 방지하기 위한 것일 수 있다.

상기 커버부(50)는 상부와 하부가 개방된 중공형의 육면체일 수 있다. 즉, 평면상 윈도우 프레임의 형상일 수 있다.

앞서 설명한 열전달부(41)의 연결부(41a)는 상기 소켓부(10)의 저면 둘레를 따라 배치되며, 이때 소켓부(10)의 저면 둘레에는 연결부(41a)가 삽입되는 가이드홈이 형성된 것일 수 있다.

상기 연결부(41a)는 소켓부(10)의 단차부(11)의 중앙을 중심으로 대칭되는 두 개의 선형 구조물일 수 있으며, 각 선형 구조물의 중앙부에는 접촉부(41b)가 배치된다. 연결부(41a)와 접촉부(41b)는 기능상 부여한 명칭이며 실질적으로 단일한 연속구조인 것으로 한다.

접촉부(41b)는 연결부(41a)의 높이에 비하여 더 높은 위치에 있도록 접촉부(41b)와 연결부(41a) 사이에는 절곡부가 위치한다. 따라서 접촉부(41b)는 소켓부(10)의 내측에서 노출되어 소켓부(10)에 장착된 반도체 패키지의 저면 일부가 접촉된다.

도 6은 열전달부(41)와 열교환부(42)의 결합관계를 보인 구성도이다.

상기 연결부(41a)의 두 선형 구조물의 양단은 상향으로 90도 절곡된 것으로 할 수 있다.

이 절곡된 부분을 결합부(41c)로 명명한다. 결합부(41c)는 몸체부(42a)의 저면에서 상향으로 형성된 결합공에 삽입된다.

결합부(41c)의 일부에는 통공이 형성되어 있으며, 통공에 조정축부(42c)가 삽입되어 열전달부(41)와 열교환부(42)가 결합될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일부 확대 단면도로서, 도 7을 참조하면, 상기 조정축부(42c)는 몸체부(42a)에 관통 삽입되어 있다. 조정축부(42c)는 스크류이며, 일단이 소켓부(10)의 일부에 결합되어 방열부(40)를 고정할 수 있다.

또한, 조정축부(42c)의 회전 정도에 따라 방열부(40)의 위치를 조정할 수 있다.

조정축부(42c)의 작용에 의해 몸체부(42a) 및 방열핀(42b)는 소켓부(10)의 중앙과 멀어지는 방향 또는 가까워지는 방향으로 위치가 조정될 수 있다. 이는 유동량 제어를 위한 것으로 이해될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기존의 테스트 소켓 구조에 방열부(40)를 부가하여, 테스트시 반도체 패키지에서 발생한 열을 원활하게 방열할 수 있으며, 반도체 패키지에 직접 접촉되는 방열부(40)의 적용에 의해 방열 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:소켓부 20:핀플레이트
30:베이스 40:방열부
41:열전달부 42:열교환부
50:커버부

Claims (7)

1. 반도체 패키지가 삽입되어 테스트되는 소켓부를 포함하는 테스트 소켓에 있어서,
   상기 소켓부의 저면측에서 상기 반도체 패키지에 접촉되어 상기 반도체 패키지에서 발생한 열을 전도하며, 상기 소켓부의 상면 일부에서 외기와 열교환하여 방열하는 방열부를 더 포함하는 테스트 소켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방열부는,
   상기 소켓부의 저면 둘레에 배치되어, 일부가 상기 소켓부에 삽입된 반도체 패키지의 저면에 접촉되는 열전달부; 및
   상기 소켓부의 상면 일부에 배치되고, 상기 열전달부를 통해 전달된 상기 반도체 패키지의 열을 외기와 열교환하는 열교환부를 포함하는 테스트 소켓.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열전달부는,
   반도체 패키지의 저면 일부에 접촉되는 접촉부; 및
   상기 접촉부의 양단과 상기 열교환부를 연결하는 연결부를 포함하는 테스트 소켓.
4. 제3항에 있어서,
   상기 접촉부가 상기 연결부의 높이보다 더 높게 배치되도록,
   상기 접촉부와 상기 연결부의 사이에는 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
5. 제3항에 있어서,
   상기 연결부의 끝단에서 상향으로 절곡된 결합부를 더 포함하고,
   상기 결합부는 상기 열교환부의 저면에 형성된 결합공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
6. 제5항에 있어서,
   상기 결합부의 일부에는 통공이 형성되고,
   상기 열교환부의 몸체부를 관통하는 조정축부가 상기 통공을 관통하여,
   상기 열전달부와 상기 열교환부를 결합하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
7. 제6항에 있어서,
   상기 조정축부는 스크류이며,
   일부가 상기 소켓부의 일부에 결합되어 상기 방열부를 고정하며,
   회전정도를 조정하여 상기 방열부의 위치를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
   
   

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