KR101762835B1 - 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피검사접점을 가진 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 검사장치는 피검사체를 수용하는 인서트와; 상기 피검사체의 피검사접점에 일단부가 접촉하는 복수의 프로브를 지지하는 소켓과; 상기 소켓 상에 배치되며, 검사 시 상기 인서트로부터 피검사체를 넘겨받아 안착시키고, 바닥에 상기 피검사체의 피검사접점에 대응하는 프로브공을 갖는 피검사체 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

검사장치{A TEST DEVICE}

본 발명은 반도체와 같은 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사장치에 관한 것이다.

반도체 칩은 미세한 전자회로가 고밀도로 집적되어 형성되어 있으며, 제조공정 중에 각 전자회로의 정상 여부를 테스트한다.

이러한 반도체 칩은 반도체 칩의 범프와 테스트 신호를 인가하는 테스트 보드의 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 프로브들을 지지하는 소켓, 상기 소켓을 가이드하는 소켓 가이드, 및 반도체칩을 수용하는 인서트를 포함하는 검사장치를 이용하여 검사를 수행한다.

검사를 위한 많은 반도체 칩들은 각각 외곽치수, 범프와 같은 피검사접점의 크와 위치가 서로 다를 수 있다.

인서트는 반도체 칩을 수용하는 포켓 및 소켓 가이드의 제1얼라인핀과 맞물리는 제1얼라인공을 포함한다.

소켓 가이드는 인서트의 제1얼라인공에 맞물리는 제1얼라인핀, 및 소켓의 제2얼라인공에 맞물리는 제2얼라인핀을 포함한다.

소켓은 복수의 프로브들, 소켓 가이드의 제2얼라인핀에 맞물리는 제2얼라인 공을 포함한다.

검사 시의 신뢰성은 최종적으로 피검사접점과 프로브의 정렬의 정확성에 결정된다. 그러나, 피검사접점과 프로브의 정렬에 영향을 미치는 요소는 피검사체의 외곽치수, 피검사접점 크기, 위치와 같은 피검사체의 공차, 포켓 크기, 제1얼라인공의 크기와 위치 같은 인서트의 공차, 제1얼라인핀의 크기와 위치, 제2얼라인 핀의 크기와 위치 같은 소켓 가이드의 공차, 및 제2얼라인핀의 크기와 위치, 프로브의 크기와 위치 같은 소켓의 공차 등 많은 요소들이 존재한다.

따라서, 검사의 신뢰성을 높이기 위해서는 많은 요소들을 고려하여야 하기 때문에 검사장치의 제조가 까다롭다. 또한, 실질적으로 모든 요소를 고려하여 제작하더라도 만족할 수 있는 정도의 정확성을 가진 검사장치를 제조하는 것은 매우 어렵다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 피검사접점과 프로브의 정확한 정렬을 위한 요소를 최소한으로 줄이는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 검사장치의 검사의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조비용을 감소시키는 것에 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 검사장치는, 피검사체를 수용하는 인서트와; 상기 피검사체의 피검사접점에 일단부가 접촉하는 프로브를 지지하는 소켓과; 상기 소켓 상에 배치되며, 검사 시 상기 인서트로부터 피검사체를 넘겨받아 안착시키고, 바닥에 상기 피검사체의 피검사접점에 대응하는 프로브공을 갖는 피검사체 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 발명에 따른 검사장치는 검사를 위해 피검사체가 수용된 인서트를 하강시키는 과정에 피검사체를 피검사체 안착부에 넘겨주므로써 실질적으로 피검사체 안착부와 소켓 사이의 공차에 의해 피검사접점과 프로브의 정렬이 이루어질 수 있다.

상기 피검사체 안착부는 상기 소켓 상에 플로팅됨으로써 검사 시에 프로브의 손상을 방지할 수 있다.

상기 인서트와 상기 피검사체 안착부는 상호 정렬을 위한 요철부를 포함함으로써 인서트로부터 피검사체를 소켓가이드의 안착부에 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 피검사체 안착부의 크기 공차를 줄일 수 있다.

상기 피검사체 안착부는 상기 인서트의 저면부를 부분적으로 수용하며, 상기 피검사체 안착부의 바닥보다 낮은 홈부를 포함함으로써 인서트의 하강 시에 간섭을 효과적으로 회피할 수 있다.

상기 피검사체 안착부는 내부를 향해 좁아지는 경사를 가진 경사벽부를 포함함으로써 인서트로부터 피검사체를 소켓가이드의 안착부에 정확하게 안착시킬 수 있다.

상기 소켓은 검사회로의 검사접점을 향한 면에 돌출하는 프로브 단부를 보호하는 복수의 핀을 포함함으로써 검사장치의 취급 시에 프로브의 손상을 방지할 수 있다.

상기 프로브는 검사회로의 검사접점에 접촉하는 플런저를 포함하며, 상기 플런저는 단차를 두고 반경방향으로 확장된 확장부를 포함함으로써 프로브의 단부가 지나치게 외부로 돌출하는 것을 장지할 수 있다.

본 발명의 검사장치에 의하면, 피검사체가 검사 중에 인서트로부터 피검사체 안착부로 넘겨짐으로써 실질적으로 피검사접점과 프로브의 정확한 정렬을 위한 요소를 피검사체 안착부와 소켓의 각 공차로만 한정될 수 있다. 결과적으로 인서트와 소켓가이드의 정렬에 대한 공차를 여유있게 할 수 있어 검사장치의 제조가 용이하고 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 범프와 외곽 까지의 거리가 짧은 반도체 칩과 같은 피검사체의 검사를 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 검사장치의 취급 시에 소켓으로부터 돌출된 프로브의 단부를 효과적으로 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 사시도,
도 2는 도 1의 인서트의 저면도,
도 3은 도 1의 소켓, 소켓가이드 및 피검사체 안착부의 어셈블리를 나타낸 사시도,
도 4는 도 2의 어셈블리 저면을 나타낸 사시도, 및
도 5 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 동작을 설명하기 위한 부분단면도이다.

이하 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 검사장치(1)를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 검사장치(1)는 반도체칩과 같은 피검사체(10)를 수용하는 인서트(100), 다수의 프로브들을 지지하는 소켓(300), 소켓(300)을 지지하는 소켓가이드(200), 및 인서트(100)로부터 수용된 피검사체(10)를 넘겨받아 안착시키는 피검사체 안착부(400)를 포함한다. 이때, 소켓가이드(200)와 소켓(300)은 일체로 형성될 수도 있다.

피검사체(10)는 전기적 특성을 검사하기 위한 피검사접점, 예를 들면 범프(bump), 리드단자, 패드 등을 포함한다.

인서트(100)는 검사를 위해 피검사체(10)를 수용한 상태에서 이동되어, 자동 또는 수동으로 소켓가이드(200)와 결합된다. 인서트(100)는 검사 완료 후에 소켓 가이드(200)로부터 분리되어 이동한다.

인서트(100)는 피검사체(10)를 수용하는 포켓(110), 소켓가이드(200)의 제1얼라인핀(212)에 맞물리는 제1얼라인공(112), 및 상기 포켓에 수용된 피검사체(10)의 낙하를 방지하기 위한 받침부(115), 피검사체 안착부(400)의 제2얼라인핀(412)에 맞물리는 제2얼라인공(114)을 포함한다.

인서트(100)는 반도체칩과 같은 사각형의 피검사체(10)를 수용하기 적합한 사각 관통공 형상의 포켓(110)을 포함한다. 포켓(110)은 수용된 피검사체(10)가 낙하하는 것을 방지하기 위해 도 2에 나타낸 바와 같이 사각 관통공의 하부로부터 수평으로 돌출하는 받침부(115)가 형성되어 있다. 받침부(115)는 도 2에서와 같이 4모서리 및 각 변 중앙에 배치되어 있다. 여기서, 받침부(115)는 포켓(110) 내부로 수평 돌출하는 길이는 피검사체의 외곽에서 피검사접점(12)까지의 거리보다 작아야 한다. 받침부(115)의 구조는 도 2에 나타낸 형태로만 제한되지 않으며, 피검사체(10)가 낙하하는 것을 방지하면서 피검사접점(12)의 간섭을 피할 수 있다면 어떤 형태로든 적용가능하다.

제 1얼라인공(112)은 소켓가이드(200)의 제1얼라인핀(212)에 결합되어 1차적으로 피검사체(10)와 피검사체 안착부(400)가 정렬한다. 이후 피검사체 안착부(400)의 제2얼라인핀(412)과 인서트(100)의 저면에 형성된 제2얼라인공(114)이 맞물려 2차적으로 피검사체(10)와 피검사체 안착부(400)가 정렬한다. 제2얼라인핀(412)과 제2얼라인공(114)의 결합에 의해 피검사체(10)가 정확하게 피검사체 안착부(400)에 놓일 수 있다.

도 3 및 4는 소켓 가이드(200), 소켓(300) 및 피검사체 안착부(400)의 어셈블리를 나타낸 도면이다.

소켓가이드(200)는 중앙에 관통공을 포함한다. 소켓가이드(200)는 고정나사(324)를 통해 관통공에 소켓(300)을 수용하여 고정한다. 또한, 소켓가이드(200)는 지지된 소켓(300)의 프로브들(330)과 피검사체(10)의 피검사접점들(12)을 정렬하는 제1얼라인핀(212)을 포함한다.

제1얼라인핀(212)은 도 4에 나타낸 바와 같이 소켓가이드(200)의 상면으로 돌출할 뿐만 아니라 저면으로도 돌출한다. 이 저면으로 돌출된 제1얼라인핀(212)은 검사회로기판(500)의 얼라인공(미도시)에 정렬을 위해 맞물린다.

소켓(300)은 도 5에 나타낸 바와 같이 복수의 프로브들(330)을 지지하고 있다.

프로브들(330)은 소켓(300)의 상면으로 부분 돌출하여 피검사체(10)의 피검사접점(12)에 접촉하는 상부플런저(332), 소켓(300)의 저면으로 부분 돌출하여 검사회로기판(500)의 검사접점(502), 예를 들면 패드에 접촉하는 하부플런저(334), 상기 상하플런저(332,334)를 부분 수용하는 배럴(336), 및 상기 배럴(336)에 수용되어 상기 상하플런저 중 적어도 하나를 탄성적으로 신축 운동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(미도시)를 포함한다. 물론, 프로브(330)는 전술한 형태로만 제한되지 않으며, 다양한 형태의 프로브들이 적용될 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이 하부플런저(334)는 단차(335)를 두고 단면적이 줄어든 단부를 포함한다. 이와 같은 하부플런저(334)의 단차를 가진 단부는 소켓(300)의 저면으로부터 돌출하는 크기를 제한하여 프로브 단부 손상을 방지할 수 있다.

소켓(300)의 저면에는 돌출하는 프로브 단부, 즉 하부플런저(334) 단부의 높이보다 더 높은 4개의 핀(322)를 포함한다. 이 핀(322)은 소켓(300) 또는 검사장치(1)의 취급 시에 돌출된 프로브(330)의 단부를 보호하는 역할을 할 수 있다.

피검사체 안착부(400)는 소켓(300) 상에 스프링과 같은 탄성체(420)에 의해 플로팅되게 배치된다.

피검사체 안착부(400)는 바닥 상부에 피검사체(10)의 피검사접점(12)을 부분적으로 수용하고 안내공(415)과 상기 안내공(415)에 연통하여 하부로부터 프로브의 상부 플런저(332)가 삽입되는 프로브공(415)를 포함한다.

피검사체 안착부(400)는 피검사체(10)에 놓이는 피검사체 안착공간(410)을 포함한다. 이때, 피검사체 안착공간(410)은 피검사체(10)의 외형과 유사한 형태, 예를 들면 4각형 홈으로 형성된다. 피검사체 안착공간(410)은 상기 안내공(415)이 배치된 바닥 및 이 바닥을 둘러싸는 다수의 벽부(417)에 의해 형성된다. 벽부(417)는 피검사체 안착공간(410)의 각 변마다 2개씩 총 8개의 분리되어 돌출된다. 마주보는 변의 4 벽부(417)의 상부에는 제2얼라인핀(412)이 형성된다. 돌출된 벽부(417)와 벽부(417) 사이의 공간에는 인서트(100)의 저면부를 수용하도록 홈부(419)가 형성된다. 이 홈부(419)는 피검사체 안착공간(410)의 바닥보다 낮아야 인서트(100)에 수용된 피검사체(10)를 피검사체 안착공간(410)에 넘겨주는 것이 가능하다.

각 벽부(417)는 피검사체 안착공간(410)기 내부를 향해 경사진 경사면(415)을 포함한다. 벽부(417)의 경사면(415)은 넘겨지는 피검사체(10) 정확하게 피검사체 안착공간(410)에 놓이지 않더라도 경사면을 통해 미끄러져 안착될 수 있게 한다.

이하 도 5 내지 7을 참조하여 본 발명의 검사장치(1)의 검사 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 인서트(100)의 제1얼라인공(112)와 소켓가이드(200)의 제1얼라인핀(212)의 결합한다. 결과적으로 인서트(100)의 저면은 피검사체 안착부(400)를 향해 접근한다. 도 5 내지 7에는 제1얼라인공(112)와 제1얼라인핀(212)의 결합 상태는 생략하였다.

이후, 피검사체 안착부(400)의 제2얼라인핀(412)와 인서트(100)의 저면에 있는 제2얼라인공(114)가 결합하면서, 도 6에 나타낸 바와 같이 인서트(100)의 저면, 특히 받침부(115)는 피검사체 안착부(400)의 바닥보다 낮은 홈부(419)로 내려가면서 피검사체(10)가 피검사체 안착부(400)의 안착공간(410)의 바닥에 놓이게 된다.

다음에, 핸들러의 푸셔(미도시)를 통해 피검사(10)를 가압하면,도 7에 나타낸 바와 같이 플로팅된 피검사체 안착부(400)가 가압되면서 하부에 위치한 프로브(330)의 상부플런저(332) 단부와 피검사체(10)의 피검사접점(12)에 접촉하게 되어 검사를 수행할 수 있다.

검사가 완료되면, 역순으로 가압하는 푸셔(미도시)를 들어올리고, 인서트(100)를 들어올리면 피검사체 안착부(400)에 놓인 피검사체(10)가 인서트(100)의 받침부(115)에 의해 인서트(100)로 다시 넘겨진다.

이상과 같이, 본원 발명의 검사장치(10)는 실제 검사가 피검사체 안착부(400)에 놓인 피검사체(10)와 소켓(300)의 프로브(330)에 의해 수행됨으로써 소켓(300), 피검사체 안착부(400) 및 피검사체(10) 공차만으로 검사의 신뢰성에 영향을 미친다. 즉, 인서트(100) 및 소켓가이드(200)와 관련된 공차는 완전히 배제할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 검사장치
100: 인서트
200: 소켓가이드
300: 소켓
400: 피검사체 안착부
500: 검사회로기판

Claims (7)

1. 피검사접점을 가진 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사장치에 있어서,
   피검사체를 수용하는 인서트와;
   상기 피검사체의 피검사접점에 일단부가 접촉하는 복수의 프로브를 지지하는 소켓과;
   상기 소켓 상에 배치되며, 검사 시 상기 인서트로부터 피검사체를 넘겨받아 안착시키고, 바닥에 상기 피검사체의 피검사접점에 대응하는 프로브공을 갖는 피검사체 안착부와;
   상기 피검사체 안착부의 외곽에 상기 피검사체 안착부보다 높게 돌출하며, 상기 피검사체 안착부를 향해 하향 경사진 경사면을 가진 다수의 벽부와;
   상기 인서트의 저면과 상기 벽부의 상면에 형성된 상호 결합 가능한 정렬부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 피검사체 안착부는 상기 소켓 상에 플로팅되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 피검사체 안착부는 상기 인서트의 저면부를 부분적으로 수용하며, 상기 피검사체 안착부의 바닥보다 낮은 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 소켓은 검사회로의 검사접점을 향한 면에 돌출하는 프로브 단부를 보호하는 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 프로브는 검사회로의 검사접점에 접촉하는 플런저를 포함하며,
   상기 플런저는 단차를 두고 반경방향으로 확장된 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.

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