KR20090020298A - Universal insert tool for fixing a bga package under test - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 BGA 패키지를 위한 종래의 인서트에 대한 평면도(top view)이다.1 is a top view of a conventional insert for a BGA package.
도 2는 테스트 상의 BGA 패키지를 위한 종래의 인서트에 대한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional insert for a BGA package under test.
도 3은 본 발명의 바람직한 구체 예에 따른 BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트의 3차원 평면도(top view)이다.3 is a three dimensional top view of a universal insert for carrying a BGA package according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트의 3차원 저면도(bottom view)이다. 4 is a three dimensional bottom view of a universal insert for carrying a BGA package according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 범용 인서트에 대한 분해도이다. 5 is an exploded view of a universal insert according to a preferred embodiment of the present invention in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 범용 인서트의 평면도이다.6 is a plan view of a universal insert according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 프로브 테스트 시에 범용 인서트의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a universal insert in probe test in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 테스트 하에서 BGA 패키지를 수용할 때의 범용 인서트의 평면도이다. 8 is a plan view of a universal insert when receiving a BGA package under test in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명* * Brief description of the major symbols in the drawings *
10: BGA 패키지 20: 테스트 소켓10: BGA Package 20: Test Socket
21: 프로브 100: 범용 인서트21: Probe 100: Universal insert
111: 콤포넌트 캐버티 110: 메쉬드 베이스 111: component cavity 110: meshed base
112: 마운팅 표면 113 및 114: 복수의 정렬 볼홀 112: mounting
115: 덴트 120: 래치 115: dent 120: latch
130: 리프트 핀130: lift pin
기술분야Field of technology
본 발명은 IC 테스트 툴(testing tool)에 관련된다. 특히 본 발명은 다른 기판 치수와는 무관하게 다른 수의 외부 터미널을 가지고 BGA 패키지 테스트를 수행하기 위한 범용 인서트(universal insert)에 관련된다.The present invention relates to an IC testing tool. In particular, the present invention relates to universal inserts for performing BGA package tests with different numbers of external terminals regardless of other substrate dimensions.
배경기술Background
더욱 많은 IC 디바이스가 BGA(Ball Grid Array) 패키지로 패키징 되며, BGA패키지는 더욱 높은 수의 외부 터미널 및 더욱 작은 치수를 달성하기 위해서, 외부 전기 연결을 위한 복수의 솔더볼(solder ball) 또는 동일한 표면상에 배치된 구형 단자(spherical terminals)를 구비한다. More IC devices are packaged in a Ball Grid Array (BGA) package, which allows multiple solder balls or on the same surface for external electrical connections to achieve higher numbers of external terminals and smaller dimensions. It has spherical terminals disposed in it.
예를 들면, DRAM 이나 플래시를 위한 BGA 패키지는 솔더볼 피치에 대한 일반적인 표준을 가지지만, 기판 치수, 솔더볼의 개수, 솔더볼의 위치와 분포는 다르다. 다른 전자제품에서 다른 BGA 패키지를 테스트할 때, BGA 패키지를 휴대하기 위한 인서트들과 테스터의 하이-픽스 보드(Hi-fix board)는 테스트 될 대응 BGA 패키지에 따라 상호교환될 필요가 있어서, 테스터의 낮은 가동률 및 다른 BGA 패키지에 따른 다양한 인서트 사양이 요구된다. For example, BGA packages for DRAM or Flash have a common standard for solder ball pitch, but differ in board dimensions, number of solder balls, and location and distribution of solder balls. When testing different BGA packages in different electronics, the tester's Hi-fix board and the inserts for carrying the BGA package need to be interchanged according to the corresponding BGA package to be tested. Low utilization rates and different insert specifications for different BGA packages are required.
도 1에 도시된 바와 같이, 테스트 되는 BGA 패키지(10)를 휴대하기 위한 종래의 인서트(200)는 일반적이지 않으며, 내부에 베이스(210)의 디바이스 캐버티(Cavity)가 기판-정렬 개구(substrate-alignment opening)(211)의 치수는 BGA 패키지(10)의 기판 치수와 동일하다. 기판-배열 개구(211)의 측벽(sidewall)은, 기판-정렬 개구(211)의 가장자리가 BGA 패키지(10)의 측벽(13)을 지탱하고 제한하도록 정렬 프레임(212)으로서 형성되도록 하기 위해, BGA 패키지(10)의 측벽에 정렬된다. BGA 패키지(10)의 볼 배치 표면(11) 상에 배치된 복수의 솔더볼(14)은 기판-정렬 개구(211)로부터 모두 노출된다. 안내 표면(guiding surface)(213)은 BGA 패키지(10)의 위치를 쉽게 결정하여 배열하기 위하여 정렬 프레임(212) 주위에 형성된다. 복수의 홀딩 핑거(holding fingers)(214)는 BGA 패키지(10)가 인서트(200)로부터 떨어져 나오는 것을 막기 위해 기판-정렬 개구(211)에 형성되어 돌출된다. 또한, 두 개의 접합부(joint part)가 윈도우-형 베이스(210)의 두 마주보는 측에 형성되어 도면에 도시되지 않은 캐리어(carrier)에 연결된다. 따라서, 다른 전자제품 들에서 동일 유형의 BGA 패키지(10)를 가진다 해도, 기판 치수는, 대응하는 인서트(200)가 모든 BGA 패키지(10)를 테스트하기 위해 사용되지 않도록 변화될 것이다. 게다가, 다른 전자 제품들은 다른 기판 치수뿐만 아니라, 다른 솔더볼 개수 및 다른 솔더볼 분포를 가지는 다른 BGA 패키지(10)를 사용할 것이다. 따라서, 다른 인서트(100)가 고안되고 구매될 필요가 있다. As shown in FIG. 1, the
BGA 패키지를 휴대하기 위해 알려진 범용 인서트는 대만 특허 번호 1253705에 개재되어 있으며, 풋프린트-배열 개구(footprint-alignment opening)가 기판의 치수보다 작은 테스트 BGA의 솔더볼 분포 영역의 가장 외부의 터미널에 정렬되는 치수를 가지는 윈도우-형 베이스의 콤포넌트 캐버티(component cavity)에 배치된다. 그러므로, 다른 기판 치수를 가지는 다양한 BGA 패키지(10)가 정렬과 테스팅을 위해 구비될 수 있다. 더욱이, 홀딩 핑거가 제거될 수 있다. 하지만, 범용 인서트는 동일한 풋프린트와 동일한 볼의 개수(ball counts)를 가지는 상기 BGA 패키지를 단지 구비할 수 있다. 추가로, 인서트에 의해서 접촉되는 가장 멀리 있는 솔더볼은 쉽게 손상을 입거나 외부의 전단응력(shearing stresses)에 의해서 분리될 수 있다. A universal insert known for carrying a BGA package is disclosed in Taiwan Patent No. 1253705, in which the footprint-alignment opening is aligned to the outermost terminal of the solder ball distribution area of the test BGA smaller than the dimensions of the substrate. It is placed in a component cavity of the dimensioned window-shaped base. Therefore,
해결하고자 하는 과제Challenge to be solved
본 발명의 주요 목적은 BGA 패키지의 기판 치수, 솔더볼의 개수, 또는 솔더볼의 레이아웃(layout)에 의해 제한되지 않고, 동일한 볼 피치를 가지지만 다른 BGA 패키지 스팩을 가지는 다양한 BGA 패키지를 보유할 수 있는, 테스트 시에 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트를 제공하는 것이다. 따라서, 테스트 중에, 인서트를 교환하는 횟수가 감소 되어 테스터의 가동율를 증가시키고 재고 인서트의 개수를 줄일 수 있다. The main object of the present invention is not limited by the substrate dimensions of the BGA package, the number of solder balls, or the layout of the solder balls, and can hold various BGA packages having the same ball pitch but different BGA package specifications, The test is to provide a universal insert to accommodate the BGA package. Thus, during testing, the number of insert exchanges can be reduced, increasing the tester's utilization rate and reducing the number of inventory inserts.
본 발명의 제2 목적은 인서트의 베이스에서 BGA 패키지를 단단히 밀고 잡아주기 위한, 캡슐화제(encapsulant)의 다른 스팩을 수용하기 위해 테스트 시에 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트를 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a universal insert for accommodating a BGA package during testing to accommodate another specification of an encapsulant for firmly pushing and holding the BGA package at the base of the insert.
과제 해결 수단Challenge solution
본 발명에 따라, 테스트 상의 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트는 메쉬드 베이스(meshed base), 래치(latch), 및 복수의 리프트 핀(lift pins)을 포함한다. 메쉬드 베이스는 콤포넌트 캐버티 및 마운팅 표면을 포함하며, 복수의 정렬된 볼홀(aligning ball holes)이 콤포넌트 캐버티 내에 배치되고, 동일한 피치를 가지는 어레이에 배열된다. 정렬된 볼홀의 일부 또는 전부는, 솔더볼이 프로브 테스트를 위해 마운팅 표면상에 대응하는 배열된 볼홀로부터 노출되도록 테스트 상의 복수의 BGA 패키지의 솔더볼에 일-대-일로 배열된다. 래치는, BGA 패키지를 단단히 지지하기 위해서 메쉬드 베이스 내에 배치된다. 리프트 핀은 메쉬드 베이스의 마운팅 표면의 주변으로부터 유연성 있게 확장한다.In accordance with the present invention, a general purpose insert for receiving a BGA package under test includes a meshed base, a latch, and a plurality of lift pins. The meshed base includes component cavities and mounting surfaces, and a plurality of aligning ball holes are disposed within the component cavities and arranged in an array having the same pitch. Some or all of the aligned ball holes are arranged one-to-one with solder balls of the plurality of BGA packages under test so that the solder balls are exposed from corresponding arranged ball holes on the mounting surface for probe testing. The latch is placed in the meshed base to firmly support the BGA package. The lift pins flexibly extend from the periphery of the mounting surface of the meshed base.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용Detailed Description of the Invention
본 발명의 제1 구체예에 따라, 도 2-8에 도시된 바와 같이, BGA 패키지(10)를 휴대하기 위한 범용 인서트(100)가 개시된다. 도 7-8에서 도시된 바와 같이, BGA 패키지(10)은 볼-플레이싱(ball placing) 표면(11), 대응하는 뒷면(112), 그리고 볼-플레이싱 표면(11)과 대응하는 뒷 표면(112) 사이에 측벽을 가진다. 복수의 솔더볼(solder ball)(14) 또는 구형 단자가 BGA 패키지(10)의 내에 배치된 IC에 대한 외부 터미널로서 볼-플레이싱 표면(11) 상에 배치된다. 다른 패키지 디자인에 따라, 적어도 캡슐화제(encapsulant)(15)가 BGA 패키지(10)의 볼-플레이싱 표면(11)의 가장자리로부터 또는 중심으로부터 돌출할 것이다. In accordance with a first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 2-8, a general purpose insert 100 for carrying a
도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트(100)는 메쉬드 베이스(110), 적어도 래치(120), 그리고 복수의 리프트 핀(130)을 포함하며, 상기 메쉬드 베이스(100)는 주로 콤포넌트 케버티, 마운팅 표면(112), 및 콤포넌트 캐버티(111) 내에 복수의 정렬 볼홀(113 및 114)를 구비한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 콤포넌트 캐버티(111)는 테스트 시에 BGA 패키지(10)를 수용하기 위해 사용된다. 테스트 중에, 마운팅 표면(112)은 POGO 핀으로 또한 알려진 복수의 프로브(21)를 구비하는 테스트 소켓(20)과 접촉할 것이다. As shown in FIGS. 3, 4 and 5, the
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 정렬된 볼홀(113 및 114)은 동일한 피치를 가지는 어레이에 배열되며, 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥 표면으로부터 마운팅 표면(112)으로 침투된다. 본 구체예에서, 정렬된 볼홀(113 및 114)은, 각각의 정렬 볼홀(113 및 114)의 중심으로부터 인접한 정렬된 볼홀(113 및 114)의 중심으로 약 0.85㎛의 동일한 피치를 가지는 13 x 29 어레이에 배열된다. 도 7-8에 도시된 바와 같이, 정렬 볼홀(113 및 114)의 일부 또는 전부는, 솔더볼(14)이 프로브(21) 테스트를 위해 마운팅 표면(112) 상에 대응하는 정렬 볼홀(113 및 114)로부터 노출되도록, 테스트 시에 BGA 패키지(10)의 복수의 대응하는 모든 솔더볼(14)에 일-대-일로 정렬된다. 더욱 세부적으로, 정렬 볼홀은 두 그룹으로 나뉘며, 하나는 복수의 제1 정렬 볼홀(113), 그리고 다른 하나는 복수의 제2 정렬 볼홀(114)이며, 제2 정렬 볼홀(114)의 홀 깊이는 제1 정렬 볼홀(113)의 홀 깊이보다 작다. 바람직하게, 제2 볼홀(114)은 (도 7에 도시된 바와 같이) BGA 패키지(10)의 캡슐화제(15)를 수용하기 위해서 마운팅 표면(112)의 맞은 편에 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥 표면에 형성되는 덴트(115) 내에 위치한다. 따라서, BGA 패키지(10)의 볼-플레이싱 표면(11)은 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면을 단단하게 누를 수 있다. 본 구체예에서, 덴트(115)는 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면의 중심 그리고/또는 마주보는 두 측면에 리본과 같이 위치된다. 다시 도 6-7에도시된 바와 같이, 바람직하게, 제1 정렬 볼홀(113)은 제1 직경(D1)를 가지고, 제2 정렬 볼홀은 제2 직경(D2)를 가지며, 제2 정렬 볼홀(114)이 주변에서 솔더볼(14)과 잘못 정렬되어 제2 정렬 볼홀(114)과 솔더볼(14) 사이가 테스트 동안에 전기적으로 개방되게 하는 메쉬드 베이스(110)와 테스트 중인 BGA 패키지(10) 사이의 열적 팽창(thermal expansion) 문제를 피하기 위해서 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면의 비-중심 영역에서 보다 큰 허용한계(tolerance)가 가능하도록 제2 직경(D2)이 제1 직경(D1)보다 더 크다. 따라서, 더 큰 패키지 뒤틀림(warpage)를 구비하는 BGA 패키지(10)가 테스트를 위해 수용될 수 있다. As shown in FIG. 6, the plurality of aligned
도 2 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 베이스(110)은 추가로 콤포넌트의 캐버티(111)의 중심에 위치한 중심 개구(116)를 구비하며, 테스트 중인 BGA 패키지(10)의 정렬 정확성을 육안으로 확인하기 위해서 정렬 홀(113 및 114)로 둘러싸여 있다.As shown in FIGS. 2 and 6, the base 110 preferably has a
일반적으로, 메쉬드 베이스(110)는, 솔더볼(14)이 정렬 볼홀(113 및 114)과 접촉되는 동안에 메쉬드 베이스(110)의 쇼트(short)를 피하기 위해서 전기적 절연물질로 만들거나 절연물질로 코팅된다. In general, the
도 5에서 도시된 바와 같이, 래치(120)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 콤포넌트 캐버티(111)로 돌출되며, 압착 및 지지력(pressing and holding forces)을 제공하기 위해서 래치 스프링(122)에 연결된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 래치(120)는, 대응하는 정렬 볼홀(113 또는 114)로부터 BGA 패키지(10)의 솔더볼(14)이 풀리는 것을 피하기 위해서, BGA 패키지(10)의 뒷쪽 표면을 압착하고 지지할 수 있다.As shown in FIG. 5, the
도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(130)은 메쉬드 베이스(110)의 마운팅 표면(112)의 주변으로부터 유연성 있게 확장할 수 있으며, 복수의 리프트 스프링(131)은 리프트 핀(130)에 대해 미는 힘(extruding forces)을 제공한다. 도 7에서와 같이, 테스트가 진행되는 동안, 리프트 핀(130)은, 테스트 베이스(20) 내에 프로브(21)가 메쉬드 베이스(110)의 정렬 캐버티(113 및 114)에 정확하게 정렬될 수 있도록 테스트 소켓(20)의 정렬 홀 내에 내장된다. As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the lift pins 130 may extend flexibly from the periphery of the mounting
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 구체예에서, 범용 인서트(100)는, 콤 포넌트 캐버티(111)를 커버하지 않고 메쉬드 베이스(110) 내에 내장된 커버(140)를 추가로 포함한다. 복수의 액추에이션 스프링(actuation spring)(141)은, 범용 인서트(100)가 단단히 연결될 수 있도록 커버(140) 및 메쉬드 베이스(110) 사이에 배치된다. 각각의 접합홀(joint hole)(118)을 구비하는 복수의 날개-형 접합부(117)가 테스트 보드에 연결되도록 범용 인서트(110)의 측면에 형성된다.As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the
따라서, BGA 패키지(10)의 솔더볼(14)은, 범용 인서트(100)가 BGA 패키지(100)를 휴대할 때, 정렬 볼홀(113 및 114)의 일부에 일-대-일로 정렬될 수 있다. 솔더볼(14) 사이에 간격이 동일한 한, 다른 전자 제품에서의 모드 종류의 BGA 패키지(10)는, 다른 기판 치수, 솔더볼의 개수, 그리고 솔더볼의 레이아웃에도 불구하고 범용 인서트(100)내에 정렬되고 보유될 수 있다. 그러므로, 동일한 피치의 솔더볼(14)를 구비하는 다른 BGA를 테스트하는 동안에, 범용 인서트(100)는 빈번한 교환 없이 뛰어난 범용 특성을 가진다. 인서트를 교환하는 횟수는, 테스트 소켓을 교환하는 것과 같이, 테스터의 가동률을 증가시키고, 재고 인서트의 개수를 줄이도록 감소될 수 있다. Thus, the
본 발명의 상기 상세한 설명은 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명을 제한하지 않는다. 본 발명의 다른 구체예들은 상기 개시의 관점에서 당업자에게는 자명한 것이다. The above detailed description of the invention is for the purpose of understanding and does not limit the invention. Other embodiments of the invention are apparent to those skilled in the art in view of the above disclosure.
본 발명의 범용 인서트는, 테스트 중에, 인서트를 교환하는 횟수가 감소 되 어 테스터의 가동율를 증가시키며, 재고 인서트의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다. The general-purpose insert of the present invention has the effect of reducing the number of insert inserts during the test, thereby increasing the operation rate of the tester by reducing the number of insert replacements.
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