KR910004624B1 - Ic 칩 테스트 장치 - Google Patents

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KR910004624B1
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스몰리 로버트
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티 알 더블유 인코포레이티드
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Abstract

내용 없음.

Description

IC 칩 테스트 장치
제 1 도는 본 발명의 개선된 테스트 탐침 카드 투시도.
제 2 도는 본 발명의 개선된 테스트 탐침 카드의 부분 단면도.
제 3 도는 복수의 충진-와이어 커넥터 소자를 가진 칩 절연 핀의 부분 투시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : IC 칩 테스트 탐침 카드 12 : IC 칩
14 : 테스트 스탠드 18 : 패드
20 : 절연판 30 : 웨이트(weight)
46 : 개구
본 발명은 전자 소자를 테스트하기 위한 장치에 관한 것이며, 특히, 집적 회로(IC) 칩을 포함하는 마이크로 전자 소자를 테스트하기 위한 장치에 관한 것이다.
집적 회로(IC) 칩은 트랜지스터, 레지스터 및 캐패시터와 같은 다수의 마이크로 스코프 회로 소자를 통상 포함한다. 상기 회로 소자는 도전 영역에 접속된 다수의 회로의 입력/출력 리드 또는 IC 칩의 주변부에 배치되는 패드를 가지는 다수의 회로 형태로서 IC 칩내에 상호 접속되어 있다. 각각의 IC 칩에서 다수의 회로가 적절하게 동작하려면, 각각의 IC 칩은 전자 장치의 어떤 타입으로 쉽게 사용될 수 있으며, 각각의 IC 칩은 전자 소자에 설치되기 전에 테스트되어야 한다. 또, IC 칩의 패케이징은 비교적 비용이 많이 들며 시간이 많이 소요되며, 상당수의 IC 칩이 테스팅 공정을 받지 못하여 폐기되므로, 각각의 IC 칩은 칩 패케이지내에 배치되기 전에 테스트를 요하게 된다.
핀 또는 리드가 없는 패케이지되지 않는 IC 칩은 테스트 탐침 카드에 의해 IC 칩 테스팅 장치에 전기적으로 접속될 수 있다. 종래의 테스트 탐침 카드는 가레트선 등이 출원한 미합중국 특허 제3,835,381호에 기술되어 있다. 상기 테스트 탐침 카드는 테스트 회로 기판의 한 종단에 배치되는 개구내에 장착되는 탐침 장치를 구비한다. 내부-돌출, 전기-도전 탐침 와이어의 방사성 배열을 가진 탐침 장치는 패킹되지 않은 IC 칩 주변의 접촉 영역과 전기적으로 접촉되게 한다. 각각의 탐침 와이어는 제작되며, 각 탐침 와이어는 텅스텐 와이어로 제작되며, 각 탐침 와이어의 접촉부는 끝이 가늘어지고 탐침 장치의 축에 수직으로 휘어져서 칩 접촉 영역과 접촉되게 한다. 회로 기판 트레이서는 테스트 회로 기판의 다른 종단에서 에지 카드 커넥터와 탐침 와이어를 전기적으로 접속시킨다. 에지 카드 커넥터는 테스트 회로 기판을 칩 테스팅 장치에 전기적으로 접속시킨다.
비록, 가레스턴 등의 테스트 탐침 카드는 많은 장점을 가지지만, 단점도 가진다. 한 단점은 테스트 탐침 카드의 제작 비용이 많이 소요되어 제한되게 사용된다는 점이다. 또 다른 단점은 테스트 탐침 장치가 매우 정교해서 탐침 와이어는 쉽게 휘어지며 항상 재배치가 요구되는 점이다. 또 다른 단점은 IC 칩의 속도가 항상 증가하므로, 탐침 와이어의 기생 캐패시턴스 및 긴 회로 기판 트레이서는 IC 칩의 고속 테스팅을 상당히 제한시키는 단점을 가진다. 종래의 테스트 탐침 카드를 사용할때 야기되는 단점을 피하거나 또는 최소로 하기 위해, 패키지되지 않는 IC 칩을 테스팅하기 위한 새로운 방법이 요구된다. 새로운 방법은 제작비가 적게들며 긴 수명을 가진다. 새로운 방법은 또, 접촉 저항을 적게하며, 탐침 배치의 어려움을 해소하며, 기생 캐패시턴스를 적게한다. 본 발명은 상기 목적을 위한 것이다.
본 발명은 패키지 되지 않은 IC 칩을 테스트하기 위한 개선된 테스트 탐침 카드에 관한 것이며, 통상 상기 개선된 테스트 탐침 카드는 칩 절연판 및 테스트 회로 기판을 포함한다. 칩 절연판은 패키지되지 않은 IC 칩의 접촉 영역에 대응하는 위치에서 개구를 가지며, 테스트 회로판은 칩 절연판내의 개구에 대응하는 위치에서 내부 접촉 영역을 가진다.
IC 칩과 내부 회로판 사이의 도전 커넥터 소자로 설정된다. 내부 회로판 트레이서는 내부 회로판 접촉 영역을 회로 기판의 주변에 배치되는 외부 접촉 영역에 전기적으로 접속시킨다. 외부 접촉 영역은 동축 케이블을 사용하는 테스팅 장치에 적절하게 접속되며, 상기 케이블은 동축 케이블 접속판을 외부 접촉 영역에 전기적으로 접속시킨다.
본 발명의 적절한 실시예에 있어서, IC 칩은 테스트 스탠드의 리세스 영역내에 장착된다. IC 칩의 노출 상부면은 복수의 금속 접촉 영역을 가지거나 또는 칩 주변에 배치되는 패드를 가지며, IC 칩내의 복수 회로의 입력/출력 리드에 접속되어 있다. 플렉시블 지지 프레임의 내부 영역에 부착된 칩 절연판은 IC 칩과 테스트 회로판 사이에 배치된다. 칩 절연판은 IC 칩 접촉 영역에 대응하는 위치에서 개구를 가지며, 테스트 회로 기판은 칩 절연 기판내의 개구에 대응하는 위치에서 내부 접촉 영역을 가진다.
IC 칩 접촉 영역과 내부 회로 기판 접촉 영역 사이의 전기 접속은 테스트 회로 기판을 웨이트로 IC 칩을 향해 압축시켜, 칩 및 내부 회로 기판 접촉 영역에 대항하는 칩 절연 기판의 개구내에 배치되는 커넥터 소자를 압축시킨다.
회로 기판 트레이서는 내부 회로 기판 접촉 영역을 회로 기판의 주변에 배치되는 외부 회로 기판 접촉 영역과 전기적으로 접속시킨다. 외부 접촉 영역은 동축 케이블을 사용하는 테스팅 장치에 적절하게 접속되며, 상기 케이블은 기판을 접속시키는 동축 케이블로 외부 접촉 영역에 전기적으로 접속된다. 동축 케이블 접속판은 동축 케이블 절연판 및 동축 케이블 지지 프레임을 포함한다. 동축 케이블 절연판은 외부 회로 기판 접촉 영역에 대응하는 위치에서의 개구를 가지며, 동축 케이블지지 프레임은 동축 케이블 절연판내의 개구에 대응하는 위치에서 동축 케이블을 지지한다. 외부 접촉 영역과 동축 케이블의 종단 사이의 전기 접속부는 동축 케이블 지지 프레임을 테스트 회로 기판을 향해 압축시켜서, 절연 기판의 개구에 배치되는 커넥터 소자를 외부 회로 기판 접촉 영역 및 동축 케이블 종단에 대항되게 압축시킨다.
커넥터 소자는 금속 와이어의 단일 스트랜드로 형성되며, 각각의 스트랜드는 함께 충진되어 거의 원통형인 "버턴" 재질을 형성한다. 충진된 각각의 와이어 커넥터 소자는 칩 또는 동축 케이블의 개구내에서 맞추어져서 절연판의 약간 상부 및 하부로 돌출된다. 충진-와이어 커넥터 소자는 접촉 영역에 대항하여 압축될 때 다중 포인트에서 전기적으로 접촉되게 한다. 상기 타입의 커넥터는 다른 타입의 커넥터에 비해 상당한 장점을 가져서 보존성 및 신뢰성이 있는 접속을 제공한다. 다른 타입의 커넥터에 비교해서, 상기 기계적 접속 소자는 커넥터의 품질에는 영향을 줄 수 있는 관련 변수를 거의 가지지 않는다. 영향을 줄 수 있는 유일한 변수는 커넥터 소자의 크기 및 접속이 되게 하는 압출력이며, 이들 두 변수는 모두 정확하게 제어될 수 있다.
본 발명은 마이크로 전자 소자 테스팅 기술에 있어서 상당한 진전을 나타내는 것을 보여준다. 본 발명의 개선된 테스트 탐침 카드는 제작비가 적게들며, 수명이 길다. 또, 개선된 테스트 탐침 카드의 기생 캐패시턴스는 실질적으로 감소된다. 왜냐하면, 탐침 와이어 및 긴 회로 기판 트레이서는 제거되기 때문이다. 또, 충진된 와이어 커넥터 소자는 매우 적은 접촉 저항을 가지며, 정렬에 있어서의 문제점도 없다. 본 발명의 다른 형태 및 장점은 첨부된 도면으로 본 발명의 원리를 더욱 상세하게 설명하므로 명확하게 된다.
도면에 있어서, 본 발명은 패킹되지 않는 IC 칩용 테스트 탐침 카드에서 구현된다. IC 칩은 다양한 회로 형태를 가지는 IC 칩내에서 상호 접속되는 수많은 마이크로 스코프 회로 소자를 통상 포함한다. 각각의 IC 칩에서의 다수의 회로가 적절하게 동작하기 위해, 각각의 IC 칩은 전자 장치와 같은 타입으로 사용될 수 있으며, 각각의 IC 칩은 전자 장치내에 설치되기 전에 테스트되어야 한다. 또, IC 칩의 패킹은 비교적 많이 들며 시간이 많이 소요되며, 상당한 수의 IC 칩은 테스트 공정을 실패하게 하여 폐기되므로, 각각의 IC 칩은 칩 패키지내에 배치되기 전에 테스트되어야 한다. 테스팅 장치에 접속되는 패키지되지 않은 IC 칩을 허용하는 종래의 테스트 탐침 카드는 IC 칩을 고속으로 테스트하기 위한 적절한 성능을 제공하지 못한다.
본 발명에 부합되어, 개선된 테스트 탐침 카드는 칩 절연판 및 테스트 회로판을 포함한다. 칩 절연판은 패키지되지 않은 IC 칩의 접촉 영역에 대응하는 위치에서 개구를 가지며, 테스트 회로 기판은 클립 절연판 내의 개구에 대응하는 위치에서 내부 접촉 영역을 가진다. IC 칩과 내부 회로 기판 사이의 전기 접속부는 개구내에 배치되는 도전 커넥터 소자로 설정된다. 회로 기판 트레이서는 내부 회로 기판 접촉 영역을 회로 기판의 주변에 배치되는 다른 접촉 영역과 접속시킨다. 외부 접촉 영역은 동축 케이블을 사용하는 테스팅 장치에 적절하게 접속되며, 상기 케이블은 동축 케이블 접속 기판으로 외부 접촉 영역에 전기적으로 접속된다.
제 1 도 및 제 2 도는 패키지되지 않는 IC 칩(12)을 테스트하기 위한 개선된 IC 칩 테스트 탐침 카드(10)를 도시한 것이다. IC 칩(12)은 테스트 스탠드(14)의 리세스 영역에 장착되며 진공 라인(16)에 의해 적절한 위치에서 고착된다. IC 칩의 노출 상부면은 복수의 박막 금속화 접촉 영역 또는 칩(12)의 주변에 배치되는 패드(18)를 가지며, 상기 칩은 IC 칩(12)에서의 다수 회로의 입력/출력 리드에 접속된다. 플렉시블 지지 프레임(22)의 내부에 부착되는 칩 절연 기판(20)은 IC 칩(12)과 테스트 회로 기판(24) 사이에 배치된다. 제 3 도에 더욱 상세하게 표시된 칩 절연판(20)은 IC 칩 접촉 영역(18)에 관련된 위치에서 개구(26)를 가진다. 테스트 회로 기판(24)의 하부 표면은 칩 절연판(20)의 개수(26)에 대응하는 부분에서 내부 접촉 영역(28)를 가진다. IC 칩 접촉 영역(18)과 내부 회로 기판 접촉 영역(28)사이의 전기 접속부는 테스트 회로 기판(24)을 웨이트(30)로 IC 칩(12)을 향해 압축시켜서, 칩 절연판(20)의 개구에 배치되는 커넥터 소자(32)를 칩 접촉 영역(18) 및 내부 회로 기판 접촉 영역(28)에 대항되게 배치되게 한다.
테스트 회로 기판(24)의 상부 표면상의 회로 기판 트레이서(34)는 내부 회로 기판 접촉 영역(28)를 회로 기판(24)의 주변에 배치되는 외부 회로 기판 접촉 영역(36)에 접속시킨다. 외부 접촉 영역(36)은 동축 케이블 접속판(40)으로 외부 접촉 영역(36)에 전기적으로 접속되는 동축 케이블(38)을 사용한 테스팅 장치(도시되어 있지 않음)에 적절하게 접속되어 있다. 동축 케이블 접속판(40)은 동축 케이블 절연판(42) 및 동축 케이블 지지 프레임(44)을 포함한다. 동축 케이블 절연판(42)는 외부 회로 기판 접촉 영역(36)에 대응하는 위치에서 개구(46)를 가지며, 동축 케이블 지지 프레임(44)은 동축 케이블 절연판(42)에서의 개구(46)에 대응하는 위치에서 동축 케이블(38) 지지한다. 외부 접촉 영역(36)과 동축 케이블 종단 사이의 전기 접속부는 동축 케이블 지지 프레임(44)는 테스트 회로 기판(42)을 향하도록 압축시켜 절연판(42)의 개구(46)에 배치되는 커넥터 소자(32)를 외부 회로 기판 접촉 영역(36) 및 동축 케이블(38)의 종단에 대항되게 배치시킨다.
본 발명의 적절한 실시예에 있어서, 커넥터 소자(32)는 함께 충진된 금속 와이어의 단일 스트랜드로부터 각각 형성되어 20 내지 30% 사이의 밀도를 가지는 거의 원통형인 "버턴" 재질을 형성한다. 충진된 각각의 와이어 커넥터 소자(32)는 칩 절연판(20)의 개구 또는 동축 케이블 절연판(44)의 개구(46)내에서 적절하게 맞추어져서 절연판의 약간 상하로 돌출되게 한다. 충진-와이어 커넥터 소자(32)는 접촉 영역에 대항하여 압축될 때 다중 포인트에서 전기 접속이 되게 한다. 상기 타입의 커넥터는 다른 타입의 커넥터에 비해 상당한 장점을 가지며, 높은 보존성 및 신뢰성 있는 접속을 제공한다. 다른 타입의 커넥터에 비해, 상기 기계적 커넥터 소자는 커넥터의 품질에 영향을 줄 수 있는 변수는 거의 가지지 못한다. 영향을 줄 수 있는 유일한 변수는 소자의 크기 및 접속에 영향을 주는 압축력이며, 상기 두 변수는 정확하게 제어될 수 있다.
스탠드(14)의 상부는 테스트 탐침 카드를 지지하기 위한 외부 원호영 부분(48) 및 IC 칩(12)을 장착시키기 위한 중앙부분(50)을 가진다. 외부, 원호형 부분(48)은 중앙부분(50)보다 약간 높아서 테스트 탐침 카드(10)와 IC 칩(12)사이의 전기 접촉이, 웨이트(30)가 테스트 탐침 카드(10)상에 배치된 후에만 행해지게 한다. 외부, 원호형 부분(48)은 테스트 탐침 카드(10)에 홀(54)을 맞물리게 하는 수직 포스트(52)를 가져서, 테스팅 공정 동안에 테스트 탐침 카드(10)가 적절한 장소에서 확실하게 고착되게 한다.
플렉시블 지지 프레임(22)는 디스크(56)의 중앙부내로 뻗어있는 복수의 리브(58)을 가진 환형 디스크(56)이며 칩 절연판(20)을 유연하게 지지한다. 지지 프레임(22)은 약 0.001 내지 0.002인치의 두께를 가진 스텐레스 스틸로 적절하게 제작된다. 지지 프레임(22)의 유연성은 웨이트(30)가 테스트 탐침 가드(10)상에 배치될 때 IC 칩(12)과 전기적으로 접촉되게 한다.
테스트 회로 기판(24)은 종래의 회로 기판이며, 원형이며, 내부 회로 기판 접촉 영역(28)에서 외부 회로 기판 접촉 영역(36)으로 뻗어있는 회로 기판의 최소한 한 표면상의 전기 도전 트레이서(34)를 가진다. 제 2 도에 도시된 바와 같이, 충진 와이어 커넥터 소자(32)와 전기적으로 접촉되는 회로 기판(24)의 하부 표면상의 내부 접촉 영역(28)은 홀(60)을 거쳐 플레이트되므로 회로 기판(24)의 상부 표면상의 회로 기판 트레이서(34)에 전기적으로 접속된다. 회로 기판 트레이서(34)는 종래의 테스트 탐침 카드의 12 내지 14인치 길이의 회로 트레이서에 비해 약 2인치 정도 길게되어 테스트 탐침 카드(10)의 기생 캐패시턴스를 실질적으로 감소시킨다.
동축 케이블 접속판(40)은 환형이 되어 웨이트(30)가 테스트 회로 기판(24)상에 직접 배치되게 한다. 동축 케이블(38)의 외부 도체는 동축 케이블 지지 프레임(46)에 접지되며, 동축 케이블(38)의 내부 도체는 내부 도체를 커넥터 소자(32)에 전기적으로 접속시키기 위해 평면 접촉 영역에서 터미네이트되게 한다.
동축 케이블 절연판(42) 및 칩 절연판(20)은 글래스 세라믹과 같은 절연 재질로부터 제작된다. 충진 와이어 커넥터 소자(32)는 니켈 또는 벨리륨 및 구리의 합금, 은 및 구리 또는 인 및 청동으로 제조된 와이어로 만들어진다. 가압하에서, 각각의 충진 와이어 커넥터 소자(32)는 접촉 영역과 다중 접촉을 하게 되어, 다중 도전 통로를 제공한다. 또, 충진 와이어 커넥터 소자(32)로 제조된 각각의 접촉자는 매우 높은 압력을 받는데, 왜냐하면, 충진 와이어에 의해 형성되는 스프링의 타입 및 각 접촉 포인트의 적은 영역 때문이다. 충진 와이어 커넥터 소자의 압축은, 웨이트(30)의 압축력이 제거될 때, 거의 탄성적이 되며, 충진 와이어 커넥터 소자(32)를 본래의 형태로 되게 하여, 수명이 긴 테스트 탐침 카드를 제공한다. 상술한 실시예에 있어서, 충진-와이어 커넥터 소자(32)는 미합중국, 뉴져지, 피스 카타웨이에 소재하는 테크니컬 와이어 프로덕츠사의 상표면 퓨즈 버턴으로 제작된다.
따라서, 본 발명은 마이크로 전자 소자의 테스트 기술에 있어서 상당한 진보를 나타낸다. 본 발명의 개선된 테스트 탐침 카드는 제작비가 비교적 적게들며 긴 수명을 가진다. 또, 개선된 테스트 탐침 카드의 기생 캐패시턴스는 실질적으로 감소되는데, 왜냐하면, 탐침 와이어 및 긴 회로 기판 트레이서가 제거되기 때문이다. 또, 충진 와이어 커넥터 소자는 매우 적은 접촉 저항을 가지며 정렬에 있어서 문제점도 제거된다. 비록 본 발명의 적절한 실시예로 설명하였지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변경 및 변화시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구범위를 제외하고는 한정 되지 않는다.

Claims (9)

  1. 다수의 접촉 영역을 가지는 IC 칩을 테스트하기 위한 장치에 있어서, IC 칩 접촉 영역(18)에 대응하는 위치에서 관통하는 다수의 개구(36)를 가진 칩 절연판(20)과, 칩 절연판(20)내의 몇몇의 개구에 대응하는 위치에서 내부 접촉 영역(28)과, 내부 접촉 영역(28)을 테스트 회로 기판 주위에 배치된 다수의 외부 접촉 영역(36)에 전기적 접속시키는 트레이서(34)로, 테스트 회로 기판(24)의 최소한 한 측면상에 다수의 전기적 도전 트레이서(34)를 가지는 테스트 회로 기판(24)과, 칩(12)과 내부 접촉 영역(28) 사이에 전기적 접속을 위해 칩 절연판(20)내의 선택된 한 개구내에 배치된 다수의 도전 커넥터 소자(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 커넥터 소자(32)는 압축될 때 변형되는 도전 와이어의 충진 스트랜드를 포함하며, 칩(12) 및 내부 접촉 영역(28)과 다중 전기 접촉을 하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 외부 접촉 영역(36)을 테스팅 장치에 전기적으로 접속시키기 위한 수단은 외부 접촉 영역(36)을 동축 케이블(38)을 사용하는 테스팅 장치에 접속시키기 위한 동축 케이블 접속판(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 동축 케이블 접속판(40)은 외부 회로 기판 접촉 영역(36)에 대응하는 위치에서 관통하는 다수의 개구를 갖는 동축 케이블 절연판(42)와, 동축 케이블 절연판(42)내의 다수의 개구에 대응하는 위치에서 동축 케이블(38)을 지지하기 위한 동축 케이블 지지 프레임(44)와, 접촉 영역(36)과 동축 케이블(38)의 종단 사이에 전기적 접속을 위해 동축 케이블 절연판(42)내의 선택된 한 개구내에 배치된 다수의 도전 커넥터 소자(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 각각의 커넥터 소자(32)는 압축될때 변형되는 도전 와이어의 충진 스트랜드를 포함하며, 외부 접촉 영역(36) 및 동축 케이블(38)의 종단과 다중 전기 접촉을 하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 칩 절연판(20)은 플렉시블 지지 프레임(22)의 내부 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 플렉시블 지지 프레임(22)은 디스크의 중앙부내에 뻗어있는 다수의 리브(58)를 갖는 환형 디스크이며, 칩 절연판(20)을 유연하게 지지하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 칩 절연판(20) 및 테스트 회로 기판(24)을 지지하기 위한 외부, 환형부 및 IC 칩(12)을 장착시키기 위한 중앙부(50)를 갖는 테스트 스탠드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 테스트 회로 기판(24)을 IC 칩(12)으로 압축시켜서, 커넥터 소자(32)를 압축시키며, 칩(12)과 내부 접촉 영역(28) 사이에 전기적 접촉이 되게 하는 것을 특징으로 하는 IC 칩 테스트 장치.
KR1019870014358A 1986-12-15 1987-12-15 Ic 칩 테스트 장치 KR910004624B1 (ko)

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