JP2012181218A - 半導体チップ検査用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の接触パッドが接触するプランジャが導電性シートの定位置に安定に結合して検査の信頼性が向上する半導体チップ検査用ソケットを提供する。
【解決手段】半導体チップ検査用ソケットであって、中心部に締結孔が上下に貫設された平板状のベースカバーと；前記ベースカバーの締結孔に結合され、導電材料が絶縁体内から厚さ方向に形成された導電部、及び弾性絶縁体でなる、前記導電部以外の領域である絶縁部を含む導電性シートと；前記導電性シートの導電部の上部に装着されて半導体チップの端子に接触する多数のプランジャと；前記導電性シートが結合された前記ベースカバー上部及び側面を取り囲む形態で前記ベースカバーを下部空間に収容結合させるハウジングと；を含んでなり、前記それぞれのハウジングは連結部によって互いに連結される。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体チップ検査用ソケットに係り、より詳しくは導電性素材をソケットとして利用し、構造が安定的でプランジャの交替が容易な半導体チップ検査用ソケットに関する。

通常半導体チップはチップが正常に作動するか否かを検査しなければならない。検査のためには、検査用ソケットに検査用探針装置（ｐｒｏｂｅ）などを装着し半導体チップに接触させて検査用電流を検査用回路基板に印加する方法で半導体チップを検査することになる。

このような半導体チップ検査装置の中で、半導体の接続端子（ソルダボール）の損傷を減らすように提案されたものがシリコン材質などの胴体に金属ボール（パウダー）などを垂直に配置して導電性シリコン部を形成し、これを通じて検査電流を下部の検査用回路基板に印加して半導体チップの正常作動状態を判断する異方導電性シートなどが使用される。

半導体素子などの初期エラーを探して選択するために、異方導電性シートを、加熱テスト、熱−サイクルテストなどに使用されるテストソケットに電気的接続部材として利用するとき、樹脂膜内に位置決めホールが提供された異方導電性シートが利用されたら、樹脂膜の熱膨張によって異方導電性シートの電極と測定体の電極間の電極の位置オフセットが発生することができ、その結果、安定して良好な電気的接触を得にくくなる。そのため、結果として正確な測定が難しくなる。
このような問題点を解決するために、特許文献１には‘位置決め部を備えた異方導電性シート’が開示されている。

前記従来技術は、比較的微細な電極間ピッチを有する回路構成要素に対して異方導電性シートの電極位置を正確に決めることができる位置決め部を備えた異方導電性シートを提供し、回路構成要素または回路ボードの検査または測定の際、異方導電性シートを回路構成要素または回路ボード間の電気的接続部材として利用するとき、安定した導電を可能にする安定した接触を得ることができるようにするものである。

前記従来技術は、図１または図２に示すように、導電材料が絶縁体内で厚さ方向に結合している導電部１２と、弾性絶縁体でなる、前記導電部以外の領域である絶縁部８を含む異方導電性シート１１と、前記異方導電性シートの周辺部上に配列される位置決め部１０が形成された位置決め金属板１６と；から構成される。
前記のように構成される従来技術は、異方導電性シート１１を回路構成要素と回路ボードの間に挟支し、加圧固着ジグなどで異方導電性シート１１を押し付けることで、回路構成要素と回路ボードの間に電気的接続がなされる。

この際、回路電極に対する異方導電性シート１１の導電部１２の位置決めと、回路ボードの電極グループに対する異方導電性シート１１の導電部１２の位置決めは、位置決め金属板１６の位置決めホールなどの位置決め部１０を利用してなすことができる。
しかし、前記のような従来技術は、反復的な検査過程で導電性シートの導電部１２の上面が損傷されて検査信頼性が落ちる問題点などが存在する。

他の従来技術としては、本出願人が出願したもので、特許文献２に‘半導体チップ検査用ソケット’が開示されている。
前記従来技術は、図３及び図４に示すように、半導体チップ検査用ソケットにおいて、中心部に上下に締結孔が貫設された平板状の支持プレート６０と；前記締結孔に結合され、上側に突出部１２が突設されたシリコン部１０と；前記突出部に金属ボールを垂直に配置してなった多数の導電性シリコン部２０と；前記導電性シリコン部の上部に装着されて半導体チップのソルダボールに接触する多数のプランジャ３０と；前記プランジャ３０に対応する位置に貫通孔８２が形成され、下部に収容部８６が形成されて前記突出部１２を収容し、前記シリコン部１０に結合して前記プランジャ３０を固定させるキャップ８０と；から構成され、前記支持プレートに位置決めホールが形成される。

前記のように構成される従来技術において、プランジャ３０の上側には検査対象物であるデバイスなどが接触する。そして、前記支持プレート６０の下面に結合された下部絶縁テープ５０の下側にはＰＣＢなどの回路ボードが接触することで、前記デバイスと前記回路ボードが電気的に接続される。

しかし、前記従来技術は、デバイスの電極に対するプランジャ３０の位置決めと、回路ボードの電極グループに対するソケットの導電性シリコン部２０の位置決めは支持プレートに形成された位置決めホールによってなされ、プランジャ３０の固定はキャップ８０によってなるが、デバイスに加わる横圧力などによって前記シリコン部及びキャップの側面遊動などが発生するため、前記プランジャ３０が定位置に安定に位置することができなくて検査信頼性が落ちる問題点が存在する。
また、高弾性を持つシリコン部に多量のプランジャを安定に固定させることが難しいという問題点が存在する。

大韓民国特許公開第２０００−４５９４１号明細書 大韓民国特許出願第１０−２００９−００１７３９３号明細書

したがって、本発明は前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、検査対象物の接触パッドが接触するプランジャが導電性シートの定位置に安定に結合して検査の信頼性が向上する半導体チップ検査用ソケットを提供することをその目的とする。

前記目的を達成するための本発明は、半導体チップ検査用ソケットにおいて、中心部に締結孔が上下に貫設された平板状のベースカバーと；前記ベースカバーの締結孔に結合され、導電材料が絶縁体内から厚さ方向に形成された導電部、及び弾性絶縁体でなる、前記導電部以外の領域である絶縁部を含む導電性シートと；前記導電性シートの導電部の上部に装着されて半導体チップの端子に接触する多数のプランジャと；前記導電性シートの上部及び前記ベースカバーの側面を取り囲むように前記導電性シート及びベースカバーを下部空間に収容結合させるハウジングと；を含んでなり、前記ハウジングは、前記プランジャに対応する位置に貫通孔が形成され、前記導電性シートの上側に位置して前記プランジャを前記導電部の上部に固定させる上部ハウジングと；前記上部ハウジングから段差を置いて一体的に延設され、前記ベースカバーを取り囲むように形成され、位置決め部が形成された下部ハウジングと；を含んでなる、半導体チップ検査用ソケットを提供する。

前記位置決め部は上下部に貫設された通孔であってもよい。
前記ベースカバーの締結孔の隣接部には通孔が上下に貫設されることができる。
前記導電部の上部には下側に陷沒した陷沒部が形成されることができる。
前記陷沒部の中心には下側にさらに陷沒した収容部が形成されることができる。
前記ベースカバーとハウジングの結合はボルト結合によってなされることができる。

前記プランジャは、円柱状の胴体部と；前記胴体部の上側に形成されて半導体チップの端子と接触する探針部と；前記胴体部の下側に形成されて前記導電部と接触する接触部と；を含んでなることができる。
前記接触部の下部には下側に突出した突部が形成されることができる。
前記胴体部には外周面に沿って環状突起が外側に突設されることができる。
前記導電性シートの絶縁部には上部から下側に陥没孔が形成されることができる。

前記の構成による本発明は、前記ハウジングが前記導電性シートの上部及び前記ベースカバーの側面を取り囲むように前記導電性シート及びベースカバーを下部空間に収容して結合させる形態に前記プランジャを前記導電性シート導電部の定位置に安定に結合させるので、検査の信頼性が向上する効果がある。

そして、プランジャを入れ替ろうとする場合、前記ハウジングとベースカバーを結合させ、新しいプランジャを装着させた後、再び組立てれば良いので、プランジャの交替が容易であるという効果がある。

従来技術による異方導電性シートの斜視図である。 図１の要部縦断面図である。 他の従来技術によるチップ検査用ソケットの要部断面図である。 図３の分解斜視図である。 本発明による半導体チップ検査用ソケットの斜視図である。 図５の分解斜視図である。 ベースカバーの斜視図である。 プランジャが結合されたソケットの要部縦断面図である。 プランジャが分離されたソケットの要部縦断面図である。 ベースカバーと導電性シートが結合された形状を示す要部縦断面図である。 プランジャの斜視図である。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図５は本発明による半導体チップ検査用ソケットの斜視図、図６は分解斜視図、図７はベースカバーの斜視図、図８はプランジャが結合されたソケットの要部縦断面図、図９はプランジャが分離されたソケットの要部縦断面図、図１０はベースカバーと導電性シートが結合された形状を示す要部縦断面図、図１１はプランジャの斜視図である。
図示のように、本発明による半導体チップ検査用ソケットは、大別してベースカバー１００、導電性シート２００、プランジャ３００及びハウジング４００でなる。

まず、ベースカバー１００について説明する。
前記ベースカバー１００は板状の合成樹脂材で構成され、中央部には上下に貫通した締結孔１１０が形成され、前記締結孔１１０に後述する導電性シート２００が結合形成される。そして、前記締結孔１１０の隣接部には、上下に貫通して前記締結孔１１０よりは相対的に小さな通孔１２０が形成される。

ここで、後述する導電性シート２００は、一般的にインサート射出成形によって前記ベースカバー１００の締結孔１１０に形成される。より堅固な結合力を提供するために、前記ベースカバー１００の周縁には通孔１２０が形成され、インサート射出成形の際、シリコンなどの絶縁部２２０が前記通孔１２０を通じてベースカバー１００に固定されることにより、前記導電性シート２００がベースカバー１００に堅く固定されるようにする。このような技術は従来の検査用ソケットに係わる先行技術にも利用される公知の技術であるので、その詳細な説明は省略する。

また、前記ベースカバー１００の端部の隣接部にはボルト結合孔５００が形成されるので、ベースカバー１００がボルト６００によって後述のハウジング４００と結合される。

前記導電性シート２００は、大別して導電部２１０及び絶縁部２２０でなる。
前記絶縁部２２０はシリコンなどをインサート射出成形してなるもので、所定厚さを持ち、板状になって前記ベースカバー１００に結合されるように形成される。この際、前記絶縁部２２０の中間部の多数箇所には電気が通じる導電部２１０が垂直に形成される。前記導電部２１０は導電材料である金属粉末などを垂直方向に配置して積層した形態のもので、多数の導電部２１０が絶縁部２２０内に形成される。

すなわち、前記導電部２１０は、金属粉末が上下に積層される形態に形成され、上部から下部に電気が通じるように形成され、前記導電部２１０の上部には後述するプランジャ３００が接触し、導電部２１０の下部にはＰＣＢなどの基板の端子が接触する。

前記導電部２１０の上部は下側に陷沒した陷沒部２１１が形成され、前記陷沒部２１１の中央部には下側にさらに陷沒した収容部２１２が形成される。前記陷沒部２１１及び収容部２１２は後述するプランジャ３００が結合される部分で、陷沒部２１１にはプランジャ３００の接触部が結合し、前記収容部２１２には突部が収容結合して、プランジャ３００と導電部２１０が電気的に連結される。

前記導電部２１０の上部にはプランジャ３００が結合される。前記プランジャ３００は導電性材質で形成され、大きく胴体部３１０と、探針部３２０と、接触部３３０とから構成され、測定しようとするデバイスと前記導電性シート２００の導電部２１０を電気的に連結する。

ここで、前記絶縁部２２０には上部から下側に所定深さだけ陷沒した陥没孔２２１が形成される。前記陥没孔２２１は、前記プランジャ３００の押圧力によって導電部２１０に圧力が伝達される場合、導電部２１０の膨脹圧力を解消する空間の役目をすることになる。

前記胴体部３１０は所定長さを持つ円柱状のもので、プランジャ３００の中心部の役目をし、前記胴体部３１０の上部が後述するハウジング４００の貫通孔の上部に突出する。

前記胴体部３１０の上部には、前記胴体部３１０と一体的にクラウン状の探針部３２０が形成されて、前記探針部３２０が測定しようとするデバイスの端子と電気的に接触する。ここで、前記探針部３２０は後述するハウジング貫通孔４１０の上側に突出した形態となる。

前記胴体部３１０の下端部には外周面に沿って外側に突出した環状突起３１１が形成され、前記環状突起３１１の上端部が後述するハウジング４００の貫通孔４１０の下面に係止されることにより、前記プランジャ３００が前記導電部２１０に良好に接触するようにするとともに前記プランジャ３００がハウジング４００の外部に偶然に分離されることを防止する。

前記環状突起３１１の下部には逆円錐状の接触部３３０が一体的に形成される。前記接触部３３０は前記導電部２１０の陷沒部２１１に装着される。そして、前記接触部３３０の下部には下側に突出した形状の突部３３１が一体的に形成され、前記突部３３１が前記導電部２１０に形成された収容部２１２に収容結合される。ここで、前記プランジャ３００に接触部３３０及び突部３３１を形成し、前記導電部２１０に陷沒部２１１及び収容部２１２を形成して互いに結合させる理由は、前記プランジャ３００と導電部２１０の電気的接触を良好にするためである。

前記ハウジング４００は前記導電性シート２００の上部及び前記ベースカバー１００の側面を取り囲む状態で前記導電性シート２００及びベースカバー１００を下部空間に収容結合するように前記ベースカバー１００にネジで結合される。

前記ハウジング４００は、大別して上部ハウジング４５０と下部ハウジング４６０とからなる。
前記上部ハウジング４５０は合成樹脂材の板状に形成され、前記プランジャ３００に対応する位置に上下に貫通孔４１０が形成されるもので、前記導電性シート２００の上側に位置して前記プランジャ３００を前記導電部２１０の上部に固定させる。

前記プランジャ３００の胴体部３１０の上部は前記上部ハウジング４５０の貫通孔４１０の上側に突出し、前記プランジャ３００の接触部３３０は貫通孔４１０の下側に位置する。前記胴体部３１０に形成された環状突起３１１の上端部は前記貫通孔４１０の下面側に接触することで前記プランジャ３００が前記上部ハウジング４５０に安定に結合されるようにして、偶然に分離されることを防止する。また、前記上部ハウジング４５０の端部の隣接部には、前記ベースカバー１００に形成されたボルト結合孔５００に対応する位置にボルト結合孔７００が形成されることにより、前記ベースカバー１００とハウジング４００はボルト６００によって互いに結合される。

前記下部ハウジング４６０は前記上部ハウジング４５０から段差を置いて一体的に延設されるもので、前記ベースカバー１００の上部及び側面を取り囲むように延設される。そして、延びた前記下部ハウジング４６０の端部の隣接部には位置決め部が形成される。位置決め部は上下に貫通した通孔４６１でなり、前記通孔４６１に整合ピンなどが結合されることにより、デバイスまたはデバイスジグと位置整合される。

ここで、前記ハウジング４００の上部ハウジング４５０は導電性シート２００が結合されたベースカバー１００の上部を取り囲むように収容し、下部ハウジング４６０は前記ベースカバー１００の側面を取り囲む方式でベースカバー１００を前記ハウジング４００の下部に形成された収容部に収容するように結合させることにより、前記導電性シート２００に結合されるプランジャ３００が導電性シート２００の導電部２１０に安定に結合されるようにする。

前記構成による作動効果はつぎのようである。
まず、前記導電性シート２００が形成されたベースカバー１００を完成する。その後、前記導電性シート導電部２１０の上部にプランジャ３００を位置させ、前記ハウジング４００とベースカバーのボルト結合孔５００、７００にボルト６００を結合させることで半導体チップ検査用ソケットが完成される。

この状態でデバイス検査をしようとする場合、前記ソケットの上部にはデバイスを位置させ、前記ソケットの下側にはＰＣＢなどの基板を位置させる。この際、前記ソケットとデバイスの位置整合、ソケットと基板の位置整合は、前記ソケットに形成された通孔４６１に整合ピンなどを結合させる方式でなされる。

この際、前記プランジャ３００の探針部３２０の上部にはデバイスの電極が接触し、導電性シート２００の導電部２１０の下部には前記基板の接触パッドなどが接触する。

この状態で測定が行われる。この際、前記デバイスが下方への圧力を受けることになり、デバイスの電極、プランジャ３００、導電部２１０及び基板の接触パッドは電気的に連結され、デバイスの検査が行われる。

ここで、前記プランジャ３００は前記ベースカバー１００の側面及び上面を同時に支持するハウジング４００の内部に安定に結合された状態で測定が行われるので、プランジャ３００が前記導電性シート導電部２１０の定位置に安定に結合して検査の信頼性が向上する。

この際、デバイスの特性上、プランジャ３００の胴体の長さが長くなければならない場合、使用者は前記ベースカバー１００とハウジング４００を分離させ、プランジャ３００をすべて入れ替って結合させた後、ベースカバー１００とハウジング４００をさらに結合させれば良いので、必要時にプランジャ３００の交替が容易である。

以上のように、本発明はプランジャをハウジングによって導電性シートに結合させる構造を採択する。このような本発明は基本的な思想の範疇内で、当該分野の通常の知識を持った者によって多様な他の変形が可能であるのはいうまでもない。

本発明は、検査対象物の接触パッドが接触するプランジャが導電性シートの定位置に安定に結合して検査の信頼性が向上する半導体チップ検査用ソケットに適用可能である。

１００ ベースカバー
１１０ 締結孔
１２０ 通孔
２００ 導電性シート
２１０ 導電部
２１１ 陷沒部
２１２ 収容部
２２０ 絶縁部
２２１ 陥没孔
３００ プランジャ
３１０ 胴体部
３１１ 環状突起
３２０ 探針部
３３０ 接触部
３３１ 突部
４００ ハウジング
４１０ 貫通孔
４５０ 上部ハウジング
４６０ 下部ハウジング
４６１ 通孔
５００ ボルト結合孔
６００ ボルト
７００ ボルト結合孔

Claims (11)

1. 半導体チップ検査用ソケットにおいて、
   中心部に締結孔が上下に貫設された平板状のベースカバーと；
   前記ベースカバーの締結孔に結合され、導電材料が絶縁体内から厚さ方向に形成された導電部、及び弾性絶縁体でなる、前記導電部以外の領域である絶縁部を含む導電性シートと；
   前記導電性シートの導電部の上部に装着されて半導体チップの端子に接触する多数のプランジャと；
   前記導電性シートの上部及び前記ベースカバーの側面を取り囲むように前記導電性シート及びベースカバーを下部空間に収容結合させるハウジングと；を含んでなり、
   前記絶縁部は,
   上部から下側に所定深さだけ陷沒した陥没孔が形成されることを特徴とする、半導体チップ検査用ソケット。
2. 前記ハウジングは、
   前記プランジャに対応する位置に貫通孔が形成され、前記導電性シートの上側に位置して前記プランジャを前記導電部の上部に固定させる上部ハウジングと；
   前記上部ハウジングから段差を置いて一体的に延設され、前記ベースカバーを取り囲むように形成され、位置決め部が形成された下部ハウジングと；を含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の半導体チップ検査用ソケット。
3. 前記位置決め部は上下部に貫設された通孔であることを特徴とする、請求項2に記載の半導体チップ検査用ソケット。
4. 前記ベースカバーの締結孔の隣接部には通孔が上下に貫設されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体チップ検査用ソケット。
5. 前記導電部の上部には下側に陷沒した陷沒部が形成されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体チップ検査用ソケット。
6. 前記陷沒部の中心には下側にさらに陷沒した収容部が形成されることを特徴とする、請求項5に記載の半導体チップ検査用ソケット。
7. 前記ベースカバーとハウジングの結合はボルト結合によってなされることを特徴とする、請求項1に記載の半導体チップ検査用ソケット。
8. 前記プランジャは、
   円柱状の胴体部と；
   前記胴体部の上側に形成されて半導体チップの端子と接触する探針部と；
   前記胴体部の下側に形成されて前記導電部と接触する接触部と；を含んでなることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の半導体チップ検査用ソケット。
9. 前記接触部の下部には下側に突出した突部が形成されることを特徴とする、請求項8に記載の半導体チップ検査用ソケット。
10. 前記胴体部には外周面に沿って環状突起が外側に突設されることを特徴とする、請求項8に記載の半導体チップ検査用ソケット。
11. 前記導電性シートの絶縁部には上部から下側に陥没孔が形成されることを特徴とする、請求項8に記載の半導体チップ検査用ソケット。