KR101370409B1 - 반도체 검사용 소켓 - Google Patents

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KR101370409B1
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문해중
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Abstract

본 발명은, 솔더볼이 정확히 접촉될 수 있고, 높이에 대한 제약이 없으며, 홀을 형성하고 도전성 혼합제를 충진하는 것으로 탄성력의 제공 및 전기적 도통이 가능하여 미세한 공정의 반도체 소자에도 용이하게 적용할 수 있으며, 짧은 사이클로 반복적으로 반도체를 검사하여도 오류가 발생하지 않는 반도체 검사용 소켓에 관한 것으로서, 슬라이딩 홀이 상하로 관통 형성된 상부 절연성 본체와; 상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 삽입되어 상하로 승강되는 이동 접촉부와; 상기 상부 절연성 본체의 하부에 결합되되, 상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 대응되는 위치에 패턴홀이 상하로 관통 형성된 하부 절연성 본체; 및 상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 구비되어 상기 이동 접촉부의 승강에 따라 전기적으로 개방 또는 단락되는 도전성 패턴부;를 포함하여 구성되되, 상기 상부 절연성 본체는, 상기 슬라이딩 홀의 상측 단부가 동심원상으로 확장되어 형성되는 가이드부를 더 포함하여 구성되고, 상기 도전성 패턴부는, 상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 충진되는 제 1 도전성 패턴부 및 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면을 덮을 수 있는 크기로 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면에 결합되는 제 2 도전성 패턴부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 검사용 소켓{Semiconductor test socket}
본 발명은, 반도체 검사용 소켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 솔더볼이 정확히 접촉될 수 있고, 높이에 대한 제약이 없으며, 홀을 형성하고 도전성 혼합제를 충진하는 것으로 탄성력의 제공 및 전기적 도통이 가능하여 미세한 공정의 반도체 소자에도 용이하게 적용할 수 있으며, 짧은 사이클로 반복적으로 반도체를 검사하여도 오류가 발생하지 않는 반도체 검사용 소켓에 관한 것이다.
반도체 소자는 제조 과정을 거친 후 전기적 성능의 양불을 판단하기 위한 검사를 수행하게 된다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 단자와 전기적으로 접촉될 수 있도록 형성된 반도체 검사용 소켓을 반도체 소자와 검사 회로 기판 사이에 삽입한 상태에서 수행된다.
반도체 소자의 집적화 기술이 발달하고, 반도체 소자가 소형화됨에 따라 반도체 소자의 단자, 즉, 솔더볼의 크기 및 간격도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 반도체 검사용 소켓의 도전 패턴 상호간의 간격도 미세화하는 방법이 요구되고 있다.
기존의 포고핀(Pogo-pin)을 사용한 반도체 검사용 소켓은, 반도체를 소켓에 올려놓고 가압하여 하부의 검사 회로 기판과 통전시킬 때 포고핀 및 반도체의 파손을 막기 위하여 포고핀 외측에 도전성 스프링을 삽입하는 방식이 주로 사용되어 왔다.
그러나, 이러한 기존의 포고핀 타입은 반도체 검사용 소켓 하우징에 홀을 형성하고, 하우징에 형성된 홀에 스프링이 구비된 포고핀을 삽입하여야 하는데, 솔더볼 사이의 간격이 마이크로미터 단위로 좁아지고, 또한, 이러한 솔더볼의 간격에 의해 발생되는 전기적 단락 현상을 방지하기 위하여 포고핀 및 스프링의 크기도 수십 내지 수백 마이크로미터 단위로 작아져야 하므로, 집적화되는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 검사용 소켓을 제작하는데 한계가 있었다.
이와 같은 반도체 소자의 집적화에 부합되도록 탄성 재질의 실리콘 본체 내부에 도전성을 갖는 도전성 분말을 상하 방향으로 배열시켜 다수의 도전성 패턴을 형성하는 PCR(Pressure Conductive Robber) 타입의 반도체 검사용 소켓이 제안되었다.
PCR 타입의 반도체 검사용 소켓은, 도전성 분말이 반도체의 솔더볼에 의해 가압될 때 압력에 의해 도전성을 갖는 특징을 이용하는 것으로서, 집적화되는 반도체 소자의 솔더볼 간격에 용이하게 적용 가능한 장점이 있으나, 상하방향의 두께가 증가하게 되면 반도체에 의한 압력이 내부까지 전달되지 않게 되어 도전성이 발생하지 않게 되고, 따라서 일정 두께 이상의 반도체 검사용 소켓에는 PCR 타입을 적용하지 못하였다.
또한, PCR 타입의 반도체 검사용 소켓은 반복적으로 테스트가 진행됨에 따라 도전성 분말이 파손, 이탈 등 손상이 발생하게 되었고, 손상이 발생된 반도체 검사용 소켓은 도전성을 상실하게 되어 그 수명이 상대적으로 짧아지는 문제가 있었다.
따라서, 반도체 검사용 소켓의 상하방향 길이에 상관없이 적용 가능하고, 집적화되는 반도체 소자에 용이하게 대응할 수 있는 반도체 검사용 소켓이 필요로 하게 되었다.
한국공개특허 제10-2009-0030190호(공개번호) 2009.03.24
본 발명은, 솔더볼의 크기에 대응되는 가이드부의 크기에 의하여 솔더볼과 탐침 돌기가 정확히 접촉될 수 있는 반도체 검사용 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 포고핀의 형태를 갖는 이동 접촉부를 포함하여 구성됨으로써, 반도체 검사용 소켓의 높이에 대한 제약이 없는 반도체 검사용 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 홀을 형성하고 도전성 혼합제를 충진하는 것으로 형성가능한 도전성 패턴부를 포함하여 구성어서, 이동 접촉부에 탄성력을 제공하고, 이동 접촉부의 가압 또는 감압 작용에 따라 전기적으로 단락 또는 개방됨으로써, 별도의 전기적 도통을 위한 공정이 필요치 않아 미세한 공정의 반도체 검사에도 용이하게 적용할 수 있는 반도체 검사용 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 반도체 솔더볼의 간격에 대응되는 도전성 패턴부의 형성 반경에 의하여 짧은 사이클로 반복적으로 반도체를 검사하여도 오류가 발생하지 않는 반도체 검사용 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 슬라이딩 홀이 상하로 관통 형성된 상부 절연성 본체와; 상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 삽입되어 상하로 승강되는 이동 접촉부와; 상기 상부 절연성 본체의 하부에 결합되되, 상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 대응되는 위치에 패턴홀이 상하로 관통 형성된 하부 절연성 본체; 및 상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 구비되어 상기 이동 접촉부의 승강에 따라 전기적으로 개방 또는 단락되는 도전성 패턴부;를 포함하여 구성되되, 상기 상부 절연성 본체는, 상기 슬라이딩 홀의 상측 단부가 동심원상으로 확장되어 형성되는 가이드부를 더 포함하여 구성되고, 상기 도전성 패턴부는, 상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 충진되는 제 1 도전성 패턴부 및 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면을 덮을 수 있는 크기로 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면에 결합되는 제 2 도전성 패턴부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 반도체 솔더볼 중심점간 거리가 0.4mm일 때, 상기 가이드부의 최상단과 상기 이동 접촉부의 최상단 사이의 거리가 30um 내지 120um 인 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 도전성 패턴부는, 인접한 상기 제 2 도전성 패턴부의 외주연간 거리를 a, 상기 제 1 도전성 패턴부의 외주연으로부터 상기 제 2 도전성 패턴부의 외주연까지의 거리를 b 라 할 때, 1/6≤b/a≤1/3 인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 반도체(10)의 솔더볼(11)이 가이드부(110)에 의해 이동 접촉부(200)의 탐침 돌기(220)에 안내되며, 또한, 솔더볼(11)의 크기에 대응되는 가이드부(110)의 크기에 의하여 솔더볼(11)과 탐침 돌기(220)가 정확히 접촉될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 포고핀의 형태를 갖는 이동 접촉부(200)를 포함하여 구성됨으로써, 반도체 검사용 소켓의 높이에 대한 제약이 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 홀을 형성하고 도전성 혼합제를 충진하는 것으로 형성가능한 도전성 패턴부(400)를 포함하여 구성어서, 이동 접촉부(200)에 탄성력을 제공하고, 이동 접촉부(200)의 가압 또는 감압 작용에 따라 전기적으로 단락 또는 개방됨으로써, 별도의 전기적 도통을 위한 공정이 필요치 않아 미세한 공정의 반도체(10) 검사에도 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체(10) 솔더볼(11)의 간격에 대응되는 도전성 패턴부(400)의 형성 반경에 의하여 짧은 사이클로 반복적으로 반도체(10)를 검사하여도 오류가 발생하지 않는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 제 2 도전성 패턴부의 크기에 따른 오류 발생량을 도시한 그래프.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 제 2 도전성 패턴부의 크기에 따른 복원율을 도시한 그래프.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 제 2 도전성 패턴부의 크기에 따른 오류 발생량을 도시한 그래프이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사용 소켓의 제 2 도전성 패턴부의 크기에 따른 복원율을 도시한 그래프이다.
본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 홀(120)이 상하로 관통 형성된 상부 절연성 본체(100)와, 상부 절연성 본체(100)의 슬라이딩 홀(120)에 삽입되어 상하로 승강되는 이동 접촉부(200)와, 상부 절연성 본체(100)의 하부에 결합되되, 상부 절연성 본체(100)의 슬라이딩 홀(120)에 대응되는 위치에 패턴홀(320)이 상하로 관통 형성된 하부 절연성 본체(300) 및 하부 절연성 본체(300)의 패턴홀(320)에 구비되어 이동 접촉부(200)의 승강에 따라 전기적으로 개방 또는 단락되는 도전성 패턴부(400)를 포함하여 구성된다.
상부 절연성 본체(100)는, 내부에 이동 접촉부(200)가 승강할 수 있도록 상하로 슬라이딩 홀(120)이 관통 형성되며, 하부에 하부 절연성 본체(300)가 결합된다.
슬라이딩 홀(120)은 상부 절연성 본체(100)의 상면과 하면을 관통하여 형성되며, 내측으로 이동 접촉부(200)가 승강할 수 있도록 한다. 이러한 슬라이딩 홀(120)의 상측 단부와 하측 단부는 동심원상으로 확장되어 각각 가이드부(110)와 걸림턱부(130)가 형성된다.
가이드부(110)는 슬라이딩 홀(120)의 상측 단부가 동심원상으로 확장되어 형성되며, 단면 형상은 계단형으로서 단턱지게 형성된다. 이러한 가이드부(110)는 반도체(10)가 하강할 때 반도체(10)의 솔더볼(11)이 정위치가 아닌 경우 이를 안내하여 솔더볼(11)이 이동 접촉부(200)의 탐침 돌기(220)에 용이하게 접촉될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이때 솔더볼(11)의 안내가 용이하도록 상측 단부의 형상을 둥글게 형성한 라운드부(111)를 더 포함할 수 있다. 가이드부(110)는 통상 상부 절연성 본체(100)의 가이드부(110)가 형성될 부분을 제외한 상면에 보호막을 형성한 후 에칭 공정 등을 통하여 가이드부(110)를 단턱지게 형성한 후 가이드부(110)의 라운드부(111) 부분을 연마하여 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이러한 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
한편, 가이드부(110)는 반도체(10)의 솔더볼(11)이 용이하게 안내되고, 또한 솔더볼(11)이 이동 접촉부(200)의 탐침 돌기(220)를 완전히 가압할 수 있는 크기로 형성되어야 하는데, 이때 가이드부(110)의 크기는 솔더볼(11)의 형성 크기에 대응된다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 반도체(10)에 형성되는 솔더볼(11)은 각 솔더볼(11)의 중심점간 거리에 따라 그 크기가 결정되는데, 통상적으로 솔더볼(11)의 중심점간 거리가 0.4mm(이하 0.4피치) 일 때, 솔더볼(11)의 높이는 약 190um 가 된다. 이때, 0.4피치의 솔더볼(11)의 허용 오차는 20um 로서, 170um 내지 210um 의 높이를 갖게 된다. 이 경우 상부 절연성 본체(100)의 상면, 즉 가이드부(110)의 최상단과 이동 접촉부(200)의 탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 거리를 c 라 할 때, c는 30um 내지 120um 인 것이 바람직한데, 이는 가이드부(110)의 최상단과 탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 거리 c가 30um 미만인 경우 솔더볼(11)이 가이드부(110) 측면과 탐침 돌기(220)의 사이에 끼어 탐침 돌기(220)의 상단에 안내되지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
반도체(10) 검사 장치는 통상 1만번의 실험에서 오류 발생량이 1회 이상인 경우 상용으로 사용할 수 없으며, 이러한 가이드부(110)의 최상단과 탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 최소 거리에 대하여 반복 실험을 시행한 결과를 표 1 에 기재하였다.
가이드부(110)의 최상단과
탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 거리 (um)		 오류 횟수
(1만회 대비)
33 0
32 0
31 0
30 0
29 2
28 4
27 7
한편, 가이드부(110)의 최상단과 탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 거리 c 가 120um 를 초과하고, 솔더볼(11)이 오차 하한선인 170um 높이인 경우, 솔더볼(11)이 탐침 돌기(220)를 가압하여 이동시킬 때 상부 절연성 본체(100)의 상면과 반도체(10)의 하면이 접촉되어 더이상 이동되지 않는 상태에서의 솔더볼(11)의 이동 거리는 50um 미만이 된다. 이때, 이동 접촉부(200)가 하부의 도전성 패턴부(400)를 가압하여 도전성 패턴부(400)가 전기적으로 단락되기 위해서는 최소 50um 이상 이동 접촉부(200)가 하강하여야 하는데, 상술한 가이드부(110)의 최상단과 탐침 돌기(220)의 최상단 사이의 거리 c 가 120um 를 초과하고 솔더볼(11)의 높이가 170um 인 경우, 솔더볼(11)에 의한 이동 접촉부(200)의 이동 거리가 도전성 패턴부(400)를 전기적으로 단락시키기 위한 최소 거리를 만족하지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
걸림턱부(130)는 슬라이딩 홀(120)의 하측 단부가 동심원상으로 확장되어 형성되며, 단면 형상은 계단형으로서 단턱지게 형성된다. 즉, 상부 절연성 본체(100)의 가이드부(110), 슬라이딩 홀(120), 걸림턱부(130)는 상호 연통 형성되며, 단면 형상은 알파벳 'I' 자와 같은 형태를 형성하게 된다. 이러한 걸림턱부(130)는 이동 접촉부(200)가 상부로 이동될 때 이동 접촉부(200)의 하단부에 외측으로 연장 형성된 스토퍼(230)의 이동을 제한함으로써, 이동 접촉부(200)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 상부 절연성 본체(100)는 플라스틱 등의 비탄성 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상부 절연성 본체(100)가 외력에 의하여 탄력적으로 가변되는 형상일 경우 내측의 이동 접촉부(200)가 용이하게 승강되지 못하기 때문이며, 이동 접촉부(200)가 용이하게 승강되는 비탄성 재질이면 어느 것이든 가능함은 물론이다.
이동 접촉부(200)는, 반도체(10)가 상하로 하강 또는 상승됨에 따라 반도체(10)의 솔더볼(11)에 의해 가압 또는 감압되어 상하로 하강 또는 상승되며, 도전성 패턴부(400)를 가압하거나 감압함으로써 반도체(10) 솔더볼(11)과 기판(500)이 단락되거나 개방되도록 하는 역할을 한다. 이를 위하여 이동 접촉부(200)는 원형 막대 형상의 접촉부 몸체(210)와, 접촉부 몸체(210) 상단부에 형성되어 반도체(10)의 솔더볼(11)에 접촉되는 탐침 돌기(220)와, 접촉부 몸체(210) 하단부에 동심원상으로 연장 형성되는 스토퍼(230)를 포함하여 형성된다.
탐침 돌기(220)는 반도체(10)의 솔더볼(11)과 접촉되며, 접촉 효율을 높이기 위해 접촉부 몸체(210) 상단부의 중심으로부터 방사상으로 돌출 형성된 톱니 형태가 바람직하나, 민무늬형 단부 또는 격자형 무늬 단부 등 어느 것이든 가능하며, 본 발명에서 탐침 돌기(220)의 형상을 한정하는 것은 아니다.
스토퍼(230)는 접촉부 몸체(210)의 하단부 외주연에 접촉부 몸체(210)와 동심원상으로 돌출 형성되며, 상부 절연성 본체(100)의 걸림턱부(130)에 의해 상측 이동이 제한됨으로써 이동 접촉부(200)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
하부 절연성 본체(300)는, 내부에 제 1 도전성 패턴부(410)가 충진될 수 있도록 상하로 패턴홀(320)이 관통 형성되며, 상부 절연성 본체(100)의 하단부에 접착제 등으로 결합되어 반도체 검사용 소켓의 본체를 형성한다.
이러한 하부 절연성 본체(300)의 패턴홀(320)은 상부 절연성 본체(100)의 슬라이딩 홀(120)과 연직 방향에 형성되며, 패턴홀(320)의 형성 반경보다 걸림턱부(130)의 형성 반경이 더 크게 형성됨으로써, 걸림턱부(130)가 형성하는 중공부에 패턴홀(320)이 형성되지 않은 하부 절연성 본체(300)의 상면이 노출되어 압력 분산부(310)가 형성된다.
압력 분산부(310)는 걸림턱부(130)의 내주연 하단부와 패턴홀(320)의 내주연 상단부 사이에 노출되는 하부 절연성 본체(300)의 상면을 지칭하며, 제 2 도전성 패턴부(420) 외측 하단부가 밀착되도록 함으로써, 이동 접촉부(200)가 반도체(10)의 솔더볼(11)에 가압되어 하부 방향으로 하강할 때 제 2 도전성 패턴부(420)를 지지하여 제 1 도전성 패턴부(410)에 가해지는 압력을 분산시킬 수 있도록 한다.
이러한 하부 절연성 본체(300)는 실리콘 고무 등의 탄성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명에서 하부 절연성 본체(300)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
도전성 패턴부(400)는 도전성 재질로 마련되어 이동 접촉부(200)에 의해 가압되면 전도성을 띄게 되어 상부의 반도체(10) 솔더볼(11)과 하부의 검사용 회로 기판(500)의 접촉부(510) 사이를 통전시키는 라인을 형성하는 역할을 한다.
또한, 도전성 패턴부(400)는 탄성력을 가지므로, 이동 접촉부(200)가 승강할 때 탄력적으로 작용하여 이동 접촉부(200)가 반도체(10) 솔더볼(11)에 의해 가압될 때 변형되는 것을 방지하는 역할을 병행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 도전성 패턴부(410) 및 하술할 제 2 도전성 패턴부(420)로 이루어지는 도전성 패턴부(400)는 도전성을 갖는 도전성 분말과 실리콘 분말을 포함하는 도전성 혼합제로 구성되며, 이때, 도전성 혼합제에는 도전성 분말과 실리콘 분말 외에 경화재 등이 더 포함될 수 있다. 즉, 도전성 패턴부(400)는 압력이 가해질 경우 도전성 분말 사이의 거리가 짧아져 압력이 가해진 방향으로 전기를 통할 수 있게 되고, 압력이 해제되면 도전성 분말 사이의 거리가 멀어져 전기가 끊어지게 된다.
제 1 도전성 패턴부(410)는 하부 절연성 본체(300)의 패턴홀(320)에 충진되며, 상단부는 하부 절연성 본체(300)의 상면에 노출되어 제 2 도전성 패턴부(420)에 의해 덮여지고, 하단부는 하부의 검사용 회로 기판(500)의 접촉부(510)에 접촉된다. 이러한 제 1 도전성 패턴부(410)는 탄성을 갖는 하부 절연성 본체(300) 내에 충진되므로, 이동 접촉부(200)에 의해 상하 방향으로 가압될 때 외주연 방향으로 볼록하게 퍼지게 되며, 이동 접촉부(200)의 압력이 해제되면 다시 원상태로 복귀하며 이동 접촉부(200)를 상부로 밀어내게 된다.
제 2 도전성 패턴부(420)는 원판형으로 형성되어 제 1 도전성 패턴부(410)의 상단부를 덮는 형태로 구비된다. 이러한 제 2 도전성 패턴부(420)는 제 1 도전성 패턴부(410)의 실리콘 분말 대비 도전성 분말의 비율이 더 높게 형성되어 제 1 도전성 패턴부(410)보다 딱딱한 형태로 형성되며, 제 1 도전성 패턴부(410)가 이동 접촉부(200)에 의해 가압될 때 파손되는 것을 방지하기 위하여 제 1 도전성 패턴부(410)와 이동 접촉부(200) 사이에 구비되도록 한다.
이러한 제 2 도전성 패턴부(420)의 하면 중앙부에는 제 1 도전성 패턴부(410)의 상면이 접촉되고, 제 2 도전성 패턴부(420)의 하면 외측부에는 하부 절연성 본체(300)의 상면, 즉 압력 분산부(310)가 접촉된다. 따라서, 이동 접촉부(200)가 하강하여 제 2 도전성 패턴부(420)를 가압하게 되면 제 2 도전성 패턴부(420)의 하면에 접촉된 제 1 도전성 패턴부(410)가 가압되고, 각 도전성 패턴부(400)는 상하방향으로 통전되어 전기가 통할 수 있는 라인을 형성하게 된다. 이때, 제 2 도전성 패턴부(420)는 하부 외측면이 압력 분산부(310)에 의해 지지되어 압력이 분산되고, 또한 제 1 도전성 패턴부(410)에 비해 딱딱한 형태로 형성되어 압력 분산부(310)에 의해 탄력적으로 지지되므로, 제 1 도전성 패턴부(410)에 가해지는 기계적 스트레스를 감소시켜 제 1 도전성 패턴부(410)의 파손을 방지할 수 있게 된다.
한편, 반도체(10) 솔더볼(11)의 간격이 0.4 피치일 때 제 1 도전성 패턴부(410)는 200um 의 직경으로 형성되고, 제 1 도전성 패턴부(410)를 구성하는 도전성 분말은 60um 로 형성된다. 이때 제 1 도전성 패턴부(410)의 경도는 20 인 것이 바람직한데, 이는 0.5초 내지 2초 간격으로 반복되는 반도체(10) 테스트 주기에 있어서, 현행 테스트가 끝나고 다음 테스트가 시작되기 직전까지의 시간인 인덱스 타임(Index time)동안 80퍼센트 이상의 회복율을 가져야 솔더볼(11)의 압력에 의한 단락 또는 개방이 확인되어 올바른 테스트가 진행될 수 있기 때문이다.
제 2 도전성 패턴부(420)는 상술한 제 1 도전성 패턴부(410)의 기계적 스트레스를 완충하여 복원력을 높이고 수명을 연장시키며, 이동 접촉부(200)와의 접촉 저항을 감소시킬 수 있도록, 직사각형의 단면 형상을 갖는 약 260um 직경의 원판형으로 형성되어 제 1 도전성 패턴부(410)의 상면에 결합되며, 제 2 도전성 패턴부(420)를 구성하는 도전성 분말의 직경은 제 1 도전성 패턴부(410)를 형성하는 도전성 분말의 직경의 절반인 30um 로서 조밀하게 형성하여 제 2 도전성 패턴부(420)의 경도가 160 을 달성하도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 도전성 패턴부(420)의 높이는 100um 내지 130um 인 것이 바람직한데, 이는 제 2 도전성 패턴부(420)의 높이가 100um 미만인 경우 이동 접촉부(200)의 가압에 의해 지나치게 휘어 제 1 도전성 패턴부(410)의 기계적 스트레스를 완충시키지 못하고, 제 2 도전성 패턴부(420)의 높이가 130um 를 초과하는 경우 횡측으로의 변형이 심하여 인접한 다른 제 2 도전성 패턴부(420)와 전기적 쇼트 현상이 일어날 수 있기 때문이다.
이러한 제 2 도전성 패턴부(420)의 직경은 상술한 기재에서 약 260um 로 형성되는 것을 언급하였으나, 더욱 상세하게는, 인접한 두 제 2 도전성 패턴부(420)의 외주연 간 거리를 a, 제 1 도전성 패턴부(410)의 외주연으로부터 제 2 도전성 패턴부(420)의 외주연까지의 거리를 b 라 하였을때,
Figure 112012101017445-pat00001
인 것이 바람직하다. 이는 인접한 두 제 2 도전성 패턴부(420)의 외주연 간 거리에 비해 제 1 도전성 패턴부(410) 외측으로 돌출되는 제 2 도전성 패턴부(420)의 길이가 일정 비율 이상인 경우, 이동 접촉부(200)의 가압에 의해 횡측으로 변형되어 전기적 쇼트 현상이 일어날 가능성이 있고, 인접한 두 제 2 도전성 패턴부(420)의 외주연 간 거리에 비해 제 1 도전성 패턴부(410) 외측으로 돌출되는 제 2 도전성 패턴부(420)의 길이가 일정 비율 이하인 경우, 이동 접촉부(200)의 가압으로부터 제 1 도전성 패턴부(410)의 기계적 스트레스를 충분히 완충하지 못하여 인덱스 타임동안 도전성 패턴부(400)가 80퍼센트 이상 회복되지 못할 가능성이 있기 때문이다.
이러한 제 2 도전성 패턴부(420)의 직경에 대하여 반복 실험을 시행한 결과를 표 2 및 표 3 에 기재하고 도 2 및 도 3 에 도시하였다.
b/a 오류횟수 (1만회 대비)
1/5 0
2/9 0
1/4 0
2/7 0
1/3 0
2/5 5
1/2 20
b/a 회복율 (%, 자유상태 대비 회복율 1만회 평균, 소수점이하 절삭)
0.5초 1초 2초
1/8 72 73 76
2/15 74 76 79
1/7 75 78 82
2/13 78 81 85
1/6 81 83 90
2/11 82 85 92
1/5 83 86 93
2/9 86 89 95
1/4 87 90 99
표 2 및 도 2 에 따르면, b/a 가 1/3 보다 작거나 같을 경우 오류가 전혀 없는데 비해, e/d 가 1/3보다 클 경우 오류 횟수가 증가하였으며, 표 3 및 도 3 에 따르면, 50um의 상하방향 압력을 가한 후 각 인덱스 타임에서의 자유 상태 대비 회복율이 b/a 가 1/6 보다 크거나 같을 경우 0.5초의 인덱스 타임에서 80퍼센트 이상의 회복율을 보인데 비해, b/a 가 1/6보다 작을 경우 0.5초의 인덱스 타임에서 80퍼센트 미만의 회복율을 보였다.
따라서, 솔더볼(11) 간격이 0.4 피치인 경우, 인접한 두 제 1 도전성 패턴부(410)의 중심점 간 거리는 솔더볼(11)의 간격과 동일한 400um, 제 1 도전성 패턴부(410)의 직경은 200um 이므로, 인접한 두 제 1 도전성 패턴부(410) 사이의 거리는 200um 이며, 위의 수학식 1 을 대입하여 제 2 도전성 패턴부(420)의 직경을 도출해보면, 250um 내지 280um 의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 반도체(10)의 솔더볼(11)이 가이드부(110)에 의해 이동 접촉부(200)의 탐침 돌기(220)에 안내되며, 또한, 솔더볼(11)의 크기에 대응되는 가이드부(110)의 크기에 의하여 솔더볼(11)과 탐침 돌기(220)가 정확히 접촉될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 포고핀의 형태를 갖는 이동 접촉부(200)를 포함하여 구성됨으로써, 반도체 검사용 소켓의 높이에 대한 제약이 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 홀을 형성하고 도전성 혼합제를 충진하는 것으로 형성가능한 도전성 패턴부(400)를 포함하여 구성어서, 이동 접촉부(200)에 탄성력을 제공하고, 이동 접촉부(200)의 가압 또는 감압 작용에 따라 전기적으로 단락 또는 개방됨으로써, 별도의 전기적 도통을 위한 공정이 필요치 않아 미세한 공정의 반도체(10) 검사에도 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체(10) 솔더볼(11)의 간격에 대응되는 도전성 패턴부(400)의 형성 반경에 의하여 짧은 사이클로 반복적으로 반도체(10)를 검사하여도 오류가 발생하지 않는 효과가 있다.
11: 솔더볼 100 : 상부 절연성 본체
200 : 이동 접촉부 300 : 하부 절연성 본체
400 : 도전성 패턴부 410 : 제 1 도전성 패턴부
420 : 제 2 도전성 패턴부

Claims (6)

  1. 슬라이딩 홀이 상하로 관통 형성된 상부 절연성 본체와;
    상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 삽입되어 상하로 승강되는 이동 접촉부와;
    상기 상부 절연성 본체의 하부에 결합되되, 상기 상부 절연성 본체의 상기 슬라이딩 홀에 대응되는 위치에 패턴홀이 상하로 관통 형성된 하부 절연성 본체; 및
    상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 구비되어 상기 이동 접촉부의 승강에 따라 전기적으로 개방 또는 단락되는 도전성 패턴부;
    를 포함하여 구성되되,
    상기 상부 절연성 본체는, 상기 슬라이딩 홀의 상측 단부가 동심원상으로 확장되어 형성되는 가이드부를 더 포함하여 구성되고,
    상기 도전성 패턴부는, 상기 하부 절연성 본체의 상기 패턴홀에 충진되는 제 1 도전성 패턴부 및 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면을 덮을 수 있는 크기로 상기 제 1 도전성 패턴부의 상면에 결합되는 제 2 도전성 패턴부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부는, 계단형 단면 형상을 갖도록 단턱지게 형성되며,
    반도체 솔더볼 중심점간 거리가 0.4mm일 때, 상기 가이드부의 최상단과 상기 이동 접촉부의 최상단 사이의 거리를 c 라 할 때,
    30um≤c≤120um
    인 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도전성 패턴부는, 직사각형의 단면 형상을 갖는 원판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
  4. 제 3 항에 있어서,
    반도체 솔더볼 중심점간 거리가 0.4mm일 때,
    상기 제 2 도전성 패턴부는, 인접한 상기 제 2 도전성 패턴부의 외주연간 거리를 a, 상기 제 1 도전성 패턴부의 외주연으로부터 상기 제 2 도전성 패턴부의 외주연까지의 거리를 b 라 할 때,
    1/6≤b/a≤1/3
    인 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 도전성 패턴부는, 100um 내지 130um 의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 도전성 패턴부의 도전성 분말의 직경은 상기 제 1 도전성 패턴부의 도전성 분말의 직경의 절반인 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 소켓.
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