KR101273550B1 - 전기적 검사를 위한 공용 소켓 - Google Patents

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Abstract

반도체 패키지의 크기에 따라 별도의 검사 소켓을 제작하지 않는 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은, 공용 연결부 몸체와, 상기 공용 연결부 몸체에 복수개의 소켓 핀들이 매트릭스 형태로 수직으로 배열된 전기적 연결부와, 상기 공용 연결부 몸체 상부에 탈착 및 부착이 가능하며 검사되는 반도체 패키지의 크기 및 외부연결단자의 개수에 따라 반도체 패키지 탑재부의 크기가 변하는 소켓 상부구조와, 상기 공용 연결부 몸체 및 상기 소켓 상부구조 간의 탈착 및 부착을 위한 체결수단을 구비하되, 상기 체결 수단은 상기 공용 연결부 몸체 내에 형성된 체결 구멍과, 상기 체결 구멍 내부에 측면을 따라 형성된 탄성 가이드와, 상기 소켓 상부 구조의 하부면에 마련되고, 상기 탄성 가이드를 이용하여 상기 체결 구멍에 삽입되어 체결되거나 상기 체결구멍으로부터 이탈될 수 있는 체결공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기적 검사를 위한 공용 소켓{Universal socket for electrical test}
본 발명은 반도체 패키지(semiconductor package)의 전기적 검사(electrical test)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전기적 검사 공정에서 엔지니어의 검증용으로 사용되는 검사용 공용 소켓(universal socket for electrical test))에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지의 전기적 특성 검사를 위해서는 반도체 패키지의 외부연결단자, 예컨대 솔더볼(solder ball), 리드(lead) 혹은 범프(bump)등은 테스터(tester)와 전기적 연결(contact)이 원활히 이루어져야 한다. 이를 위해서 반도체 패키지의 전기적인 검사 공정(electrical final testing)에서 사용되는 보조 장치가 바로 검사 소켓(test socket)이다.
이러한 검사소켓은 테스터에 포함된 퍼포먼스 보오드(performance board) 혹은 소켓 보오드에 연결되며, 이때, 검사 소켓의 역할은 반도체 패키지의 외부연결단자와 테스터의 전기적 신호라인을 서로 연결시켜 전기적인 신호가 양방향으로 교환 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 반도체 패키지의 크기 및 외부연결단자의 개수에 상관없이 공통적 사용할 수 있는 전기적 검사를 위한 공용 소켓을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓은, 공용 연결부 몸체와, 상기 공용 연결부 몸체에 복수개의 소켓 핀들이 매트릭스 형태로 수직으로 배열된 전기적 연결부와, 상기 공용 연결부 몸체 상부에 탈착 및 부착이 가능하며 검사되는 반도체 패키지의 크기 및 외부연결단자의 개수에 따라 반도체 패키지 탑재부의 크기가 변하는 소켓 상부구조와, 상기 공용 연결부 몸체 및 상기 소켓 상부구조 간의 탈착 및 부착을 위한 체결수단을 구비하되,
상기 체결 수단은 상기 공용 연결부 몸체 내에 형성된 체결 구멍과, 상기 체결 구멍 내부에 측면을 따라 형성된 탄성 가이드와, 상기 소켓 상부 구조의 하부면에 마련되고, 상기 탄성 가이드를 이용하여 상기 체결 구멍에 삽입되어 체결되거나 상기 체결구멍으로부터 이탈될 수 있는 체결공을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실험적인 실시예에 의하면, 상기 전기적 연결부의 소켓핀의 상부는, 상기 공용 연결부 몸체 밖으로 노출될 수 있으며, 상기 전기적 연결부의 소켓핀의 하부 역시 상기 공용 연결부 몸체 밖으로 노출되는 것이 적합하다.
삭제
한편, 상기 소켓 상부구조에서 반도체 패키지 탑재부의 형태는, 정사각형 혹은 직사각형으로 형성할 수도 있다.
따라서, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 먼저 새로운 반도체 패키지를 개발하여 전기적 검사를 수행할 때, 본 발명의 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓을 사용할 수 있기 때문에 별도의 검사소켓을 제작하지 않아도 된다. 이에 따라 검사 도구의 제작비용을 절약할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓은, 반도체 패키지의 전기적 검사를 셋-업(set-up)하는 단계에서 엔지니어(engineer)의 검증용으로 사용할 때 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 공용 연결부 몸체 위에 소켓 상부구조가 결합되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 공용 연결부 몸체의 상부를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 1에서 소켓 상부구조가 변형된 모습을 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 5의 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 1의 소켓 상부구조가 다르게 변형된 모습을 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 7의 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓에서 체결수단을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "연결되어" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 연결되어 있다고" 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 예컨대 "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓(100)은, 공용 연결부 몸체(130)와, 상기 공용 연결부 몸체(130) 내부에 복수개의 소켓 핀(134)들이 수직으로 매트릭스 형태로 배열된 전기적 연결부와, 상기 공용 연결부 몸체(130) 상부에 탈착 및 부착이 가능하며 검사되는 반도체 패키지의 크기 및 외부연결단자의 개수에 따라 반도체 패키지 탑재부(112)의 크기가 변하는 소켓 상부구조(110A)를 포함한다.
상기 공용 연결부 몸체(130)는 절연물질(132)를 사용하여 제작되는 것이 적합하다. 또한 내부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 소켓핀(134)들을 고정하기 위하여 다양한 구조로 변화될 수 있다. 이와 함께 공용 연결부 몸체(130)의 가장자리에는 소켓 상부구조와 체결을 위한 체결구멍(124)이 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 그리고 소켓핀 상부(138)는, 반도체 패키지의 외부연결단자와 연결을 위해 공용 연결부 몸체(130) 위로 노출되어 있는 것이 적합하다.
상기 전기적 연결부의 소켓핀(134)은 포고핀(POGO)을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 포고핀이 아닌 다양한 모양의 소켓핀을 사용하여 구성할 수도 있다. 그리고 소켓 상부구조(110A)는 중앙부에 반도체 패키지가 삽입되어 연결되는 반도체 패키지 탑재부(112A)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 소켓 상부구조(110A)의 하부에는 가장자리를 따라 체결을 위한 체결수단(120), 예컨대 체결공(122)이 형성될 수 있다. 상기 소켓 상부구조(112A)는 절연물질을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.
통상적으로 상기 공용 연결부 몸체(130)에 형성된 소켓핀(134)의 개수 및 형태는, 피검사되는 반도체 패키지의 외부연결단자, 예컨대 솔더볼의 형태에 대응하여 배열된다. 따라서 반도체 패키지의 형태 및 외부연결단자의 배열이 변화될 경우, 소켓은 이에 대응하여 형태 및 내부 구조가 다르게 별도로 제작되어야 한다.
하지만 본 발명은, 상기 공용 연결부 몸체(130)에 형성된 전기적 연결부, 예컨대 소켓핀(134)의 구조가 수용 가능한 모든 반도체 패키지의 외부연결단자와 연결될 수 있도록 보다 많은 개수를 보유하도록 제작된다. 한편, BGA(Ball Grid Array)와 같은 반도체 패키지에서는 외부연결단자의 크기 및 간격(pitch)가 국제 규격에 의해 통일되어 있기 때문에, 상기 소켓핀(134)을 포함하는 전기적 연결부의 배열을 크게 설계해도 큰 문제를 일으키지 않는다.
도 2는 도 1에서 공용 연결부 몸체 위에 소켓 상부구조가 결합되는 모습을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 1의 공용 연결부 몸체의 상부를 보여주는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 특정 크기를 갖는 반도체 패키지 탑재부(112A)가 형성된 소켓 상부구조(110A)는, 체결수단(120)을 이용하여, 소켓핀 상부(138)가 밖으로 노출된 공용 연결부 몸체(130) 위에 탑재된다. 상기 체결수단(120)은 소켓 상부구조(110A)에 형성된 체결공(122) 및 공용 연결부 몸체(130) 위에 형성된 체결 구멍(124)일 수 있다. 한편, 본 발명에서 제공하는 체결수단(120)은 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 제한된 실시예에 지나지 않는다. 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 체결수단(120)은 부착 및 탈착이 용이한 범위내에서, 공지되거나 혹은 새로 개발된 기술을 사용하여 다양한 형태로 변화시킬 수 있다.
상기 절연물질(132)로 이루어진 공용 연결부 몸체(130)의 상부에는 복수개의 소켓핀(134)들이 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 상기 소켓핀(134)의 배열은 피검사되는 반도체 패키지의 외부연결단자의 형태와 대응하는 것이 적합하다. 또한 전체 소켓핀(134)의 개수는 피검사되는 반도체 패키지의 외부연결단자의 개수보다 크게 설계하여 공용으로 사용될 수 있도록 하는 것이 적합하다.
한편, 공용 연결부 몸체(130) 상부의 가장자리를 따라 형성된 체결구멍(124)의 위치는 필요에 따라 중앙부에 위치시키는 방식으로 변형할 수 있으며, 그 개수 역시 필요에 따라 늘리거나 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에서 설명된 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓 위에 반도체 패키지(200A)가 탑재된 형태를 보여준다. 도면에서는 반도체 패키지(200A)에 형성된 외부연결단자, 예컨대 솔더볼(202)의 형태가 8개 X 8개의 형태를 예시적으로 보여주었으나, 이는 필요에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따라 새로운 소켓 상부구조(110A)를 탈착 혹은 부착하여, 다양한 형태로 변형이 가능하다. 이에 대해서는 후속되는 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서 소켓핀(134)의 상부(138)는 외부로 노출되어 반도체 패키지(202A)의 외부연결단자(202)와 전기적으로 연결되고, 소켓핀(134)의 하부(136)는, 전기적 검사를 위한 테스터(tester)의 퍼포먼스 보오드 혹은 소켓 보오드에 전기적으로 연결된다. 또한 상기 반도체 패키지(202A)의 형태는 정사각형인 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 반도체 패키지의 형태는 직사각형으로 변형될 수도 있다. 이와 함께 반도체 패키지(202A)의 외부연결단자(202)를 솔더볼 형태로 예시적으로 도시하였으나, 이는 범프(bump), 랜드(land) 및 리드(lead)와 같이 알려진 다양한 형태로 변형시킬 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 1에서 소켓 상부구조가 변형된 모습을 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 공용 연결부 몸체(130) 위에 도 2와는 다른 형태의 소켓 상부구조(110B)가 체결수단(120)을 통해 결합된 평면이다. 앞서 설명된 도 4는 반도체 패키지는 크기가 크고 외부연결단자의 배열이 8개 X 8개를 갖는 구조였으나, 본 실시예에서 적용된 소켓 상부구조(110B)는, 내부에 형성된 반도체 패키지 탑재부(112B)에 6개 X 6개의 소켓핀 상부(138)가 밖으로 노출되는 구조이다. 즉, 소켓 상부구조(112B)의 간단한 탈착 및 부착만으로 새로운 형태의 반도체 패키지의 전기적 검사가 가능한 구조이다.
상기 반도체 패키지(202B)의 형태는 정사각형인 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 반도체 패키지의 형태는 직사각형으로 변형될 수도 있다. 이와 함께 반도체 패키지(202B)의 외부연결단자(202)를 솔더볼 형태로 예시적으로 도시하였으나, 이는 범프(bump), 랜드(land) 및 리드(lead)와 같이 알려진 다양한 형태로 변형시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 1의 소켓 상부구조가 다르게 변형된 모습을 보여주는 평면도이고, 도 8은 도 7의 전기적 검사를 위한 공용 소켓에 반도체 패키지가 탑재된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 공용 연결부 몸체(130) 위에 도 2와는 다른 형태의 소켓 상부구조(110C)가 체결수단(120)을 통해 결합된 평면이다. 앞서 설명된 도 6는 반도체 패키지는 크기가 중간 크기이고 외부연결단자의 배열이 6개 X 6개를 갖는 구조였으나, 본 실시예에서 적용된 소켓 상부구조(110C)는, 내부에 형성된 반도체 패키지 탑재부(112C)에 4개 X 4개의 소켓핀 상부(138)가 밖으로 노출되는 구조이다. 즉, 소켓 상부구조(112C)의 간단한 탈착 및 부착만으로 새로운 형태의 반도체 패키지의 전기적 검사가 가능한 구조이다.
상기 반도체 패키지(202C)의 형태는 정사각형인 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 반도체 패키지의 형태는 직사각형으로 변형될 수도 있다. 이와 함께 반도체 패키지(202C)의 외부연결단자(202)를 솔더볼 형태로 예시적으로 도시하였으나, 이는 범프(bump), 랜드(land) 및 리드(lead)와 같이 알려진 다양한 형태로 변형시킬 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 전기적 검사를 위한 공용 소켓에서 체결수단을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 체결수단(120)은, 공용 연결부 몸체의 절연재질(132) 내에 형성된 체결 구멍(124)과, 소켓 상부 구조(110)의 하부면에 마련된 체결공(122)을 포함한다. 상기 체결 구멍(124)은 내부에 측면을 따라 형성된 탄성 가이드(126)가 설치되어 있다. 상기 탄성 가이드(126)는 화살표와 같이 좌우로 이동이 가능하다. 따라서, 상기 탄성 가이드(126)는 체결공(122)이 삽입될 때에는 자체 탄성에 의해 바깥으로 밀려나며, 체결공(122)의 삽입이 완료된 후에는 탄성력을 복원하여 체결 공(122) 상부를 고정시키는 역할을 수행한다. 상기 탄성 가이드(126)가 자체 탄성을 갖게 하기 위해, 공용 연결부 몸체의 절연재질(132) 내에 스프링과 같은 탄성수단을 설치할 수 있다.
반대로 상기 공용 연결부 몸체(130)에서 소켓 상부구조(110)를 탈착하기 위해서는, 소켓 상부구조(110)를 상부 방향으로 빼어내면, 상기 탄성 가이드(126)는 바깥쪽으로 잠시 밀려났다가 탈착이 완료되면 다시 탄성력을 복원하게 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
100: 전기적 검사를 위한 공용 소켓, 110: 소켓 상부구조,
120: 체결수단, 122: 체결 공,
124: 체결 구멍, 126: 탄성가이드,
130: 공용 연결부 몸체, 132: 절연체,
134: 소켓핀, 136: 소켓핀 하부,
138: 소켓핀 상부, 200: 반도체 패키지,
202: 외부연결수단.

Claims (5)

  1. 공용 연결부 몸체;
    상기 공용 연결부 몸체에 복수개의 소켓 핀들이 매트릭스 형태로 수직으로 배열된 전기적 연결부;
    상기 공용 연결부 몸체 상부에 탈착 및 부착이 가능하며 검사되는 반도체 패키지의 크기 및 외부연결단자의 개수에 따라 상기 반도체 패키지 탑재부의 크기가 변하는 소켓 상부구조; 및
    상기 공용 연결부 몸체 및 상기 소켓 상부구조 간의 탈착 및 부착을 위한 체결수단을 구비하되,
    상기 체결 수단은 상기 공용 연결부 몸체 내에 형성된 체결 구멍과, 상기 체결 구멍 내부에 측면을 따라 형성된 탄성 가이드와, 상기 소켓 상부 구조의 하부면에 마련되고, 상기 탄성 가이드를 이용하여 상기 체결 구멍에 삽입되어 체결되거나 상기 체결구멍으로부터 이탈될 수 있는 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 검사를 위한 공용 소켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 연결부의 소켓핀의 상부는, 상기 공용 연결부 몸체 밖으로 노출되는 것을 특징으로 하는 전기적 검사를 위한 공용 소켓.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 연결부의 소켓핀의 하부는, 상기 공용 연결부 몸체 밖으로 노출되는 것을 특징으로 하는 전기적 검사를 위한 공용 소켓.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소켓 상부구조에서 반도체 패키지 탑재부의 형태는,
    정사각형 혹은 직사각형인 것을 특징으로 하는 전기적 검사를 위한 공용 소켓.
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