KR20090077991A

KR20090077991A - 전도성 러버 핀을 이용한 소켓

Info

Publication number: KR20090077991A
Application number: KR1020080003725A
Authority: KR
Inventors: 오성경
Original assignee: (주)마이크로컨텍솔루션
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2009-07-17

Abstract

본 발명은 전도성 러버 핀을 이용한 소켓에 관한 것이다.

본 발명의 제1 실시형태에 따른 소켓은, 다수의 관통공을 형성한 몸체와, 관통공 각각에 삽입·수용되는 전도성 러버 핀으로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 전도성 러버의 기본적 특징을 이용함과 동시에 종래 포고형 소켓의 포고 핀과 같이 전도성 러버 핀을 개별적으로 교체할 수 있다. 따라서 사용자의 소켓 구매비용의 절감은 물론이고 유지보수의 편의성을 제공할 수 있다.

소켓, 전도성 러버 핀, 반도체 패키지, 솔더 볼

Description

전도성 러버 핀을 이용한 소켓{SOCKET PROVIDED WITH PRESSURE CONDUCTIVE RUBBER PIN}

본 발명은 BGA형 반도체 패키지의 전기적 테스트에 이용되는 소켓에 관한 것이다.

반도체 패키지(IC 칩)는 최종적으로 출하 가능한 제품이 되기까지 다양한 공정 및 테스트를 거치게 되는데, 특히 반도체 패키지에 대한 전기적 테스트는 그 중요도가 높다. 이러한 전기적인 테스트를 위해서는 반도체 패키지와 테스트 보드 간의 연결 수단, 즉 소켓(socket)이 필요하다.

반도체 패키지는 DIP(Dual In-line Package), SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package), BGA(Ball Grid Array) 등의 형태를 갖는데, 각각의 패키지 형태에 따라 소켓의 구성 및 방식이 달라진다.

특히, BGA 패키지를 위한 소켓의 일례로서 포고형 소켓이 있다. 이 포고형 소켓은 반도체 패키지의 외부연결 단자인 솔더 볼(solder ball)과 탄성·접촉하는 포고 핀(POGO pin)을 구성한다. 첨부된 도 1은 포고형 소켓을 예시하고 있다. 도면에는 설명의 편의상 포고형 소켓의 몸체를 도시되어 있지 않으나, 포고 핀(10)은 몸체에 수용된 상태이다. 반도체 패키지(20)가 포고 소켓의 상부에 정위치된 상태에서 외부 힘(F)을 인가받으면, 반도체 패키지(20)의 솔더 볼(21)은 포고 핀(10)의 상부 접촉부(11)와 접촉된다. 그런데 상기한 포고 핀(10)은 내부에 탄성 스프링을 포함하는 구조를 취하고 있는바, 조립상의 어려움은 물론이고 구성의 복잡도가 다소 높아 제조비용에 따른 경쟁력이 떨어진다. 더욱이, 상기 상부 접촉부(11)는 도면과 같이 다소 날카로워 솔더 볼(21)에 손상을 줄 수도 있다.

전술한 포고형 소켓의 손상 문제를 해결하기 위해 전도성 러버를 채용한 기술이 대한민국 등록특허 제0314135호(이하, '선행특허1'이라 한다.)에 공개된 바 있다. 도 2를 참조하여 상기 선행특허를 살펴보면, 포고 핀을 갖는 소켓 보오드(125) 상부에 전도성 러버인 중간연결부(102)가 구비되고, 그 중간연결부(102) 상부에 반도체 패키지(100)가 안착된다. 상술한 선행특허1은 전도성 러버를 통해 반도체 패키지의 솔더 볼 손상 문제를 해소하고는 있으나, 여전히 포고 핀을 구성하고 있을뿐더러, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 소켓보다 구성의 복잡도가 더욱 가중되고 있다.

대한민국 공개특허 제2002-0024419호(이하, '선행특허2'라 한다.)에는 선행특허1과 달리 포고 핀이 제거된 소켓이 개시되어 있다. 첨부도면 도 3은 선행특허2에 따른 소켓을 보인 도면으로, 전도성 러버(도면에서 부재부호 300)가 포고 핀의 기능을 대체 수행하고 있다.

선행특허2에 개시된 판상의 전도성 러버(100)의 내부에는 전도성 입자(40)가 군집을 이루고, 각 군집은 서로 이격 및 절연되어 있다. 군집 간의 절연성은 선행 특허2의 소켓에서 매우 중요하다. 만약, 군집 간의 절연이 완벽히 이루어지지 않으면 오작동으로 이어지기 때문이다.

한편, 이와 같은 선행특허2의 전도성 러버에서 어느 한 개소의 군집에 구조적 문제(예: 전도성 입자들이 서로 접촉되지 않아 전기적 경로가 끊기는 문제)가 발생할 경우, 전도성 러버 전체를 교체해야 하는 문제점이 있다. 또한, 군집 간의 이격거리는 반도체 패키지의 솔더 볼 피치에 대응해야 하는데, 날로 협 피치(narrow pitch)화가 진행되는 동향을 감안하면, 군집 간의 이격 거리를 줄임과 동시에 절연성을 확보하는 것이 쉽지 않다는 기술적 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전도성 러버를 기반으로 반도체 패키지와 테스트 보드 간의 전기적 연결을 구현하되, 반도체 패키지의 솔더 볼과 일대일 대응하는 전도성 러버 핀을 채용한 소켓을 제안한다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 실시형태별로 다음의 구성을 개시한다.

제1 실시형태에 따른 소켓은, 다수의 관통공을 형성한 몸체와, 관통공 각각에 삽입·수용되는 전도성 러버 핀을 구성한다.

제2 실시형태에 따른 소켓은, 다수의 관통공을 형성하고 관통공의 하부에 단차 공간을 형성한 몸체와, 하부에 단차부를 형성하여 단차 공간에 맞물리도록 관통공 각각에 삽입·수용되는 전도성 러버 핀을 구성한다.

제3 실시형태에 따른 소켓은, 종단면상으로 사다리꼴 형상을 갖는 다수의 관통공을 형성한 몸체와, 관통공 각각에 삽입·수용되되 종단면상으로 사다리꼴 형상을 갖는 전도성 러버 핀을 구성한다.

상기한 본 발명의 구성에 따르면, 전도성 러버의 기본적 특징을 이용함과 동시에, 종래 포고형 소켓의 포고 핀과 같이 전도성 러버 핀을 개별적으로 교체할 수 있다. 따라서 사용자의 소켓 구매비용의 절감은 물론이고 유지보수의 편의성을 제 공할 수 있다.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 소켓의 평면도이다. 이하에서는, 도 4의 종단면도에 따른 다수의 도면을 참조하여, 본 발명이 개시하고자 하는 실시형태 및 변형예들을 설명한다.

[ 제1 실시형태 ]

도 5는 도 4의 종단면선(A-A')에 의한 제1 실시형태의 소켓 종단면도이다. 제1 실시형태에 따른 소켓(100)은, 원기둥형 전도성 러버 핀(10)과, 상기 전도성 러버 핀(10)을 수용할 수 있도록 이격·배열된 다수의 관통공(110)을 형성한 몸체(120)로 이루어진다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(120)에 형성된 관통공(110)은 몸체를 두께 방향으로 관통하고 있으며, 관통공(110)의 상부에는 반도체 패키지(미도시)의 솔더 볼이 정위치되도록 유도하기 위한 경사 가이드(112)가 형성되어 있다.

전도성 러버 핀(10)은 도 7과 같이, 절연 고무에 조밀하게 분포된 다수의 전도성 입자(P)를 구성한 것으로, 상하 방향의 외부 압력이 인가되면 절연 고무의 수축변형에 의해 전도성 입자들이 서로 접촉됨으로써, 상하 방향의 전기적 경로가 형 성되는 특징이 있다.

도 8은 제1 실시형태에 따른 소켓(100)을 매개로 테스트 보드(B)와 반도체 패키지(1)의 솔더 볼(2)이 전기적으로 연결되는 상태를 예시하고 있다. 앞서 언급한 바와 같이 전기적 연결이 유지되기 위해서는 소켓에 가압수단을 마련하여, 이를 통해 반도체 패키지(1)의 상부에서 하측 방향으로 외부 압력이 지속적으로 인가되도록 해야 한다. 가압수단은 일반적 소켓에 널리 채용되는 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 9 및 도 10은 전도성 러버 핀의 변형예를 보인 도면이다. 전도성 러버 핀(10)은 도 9의 전도성 러버 핀(10)은 중앙에 관통된 홀(11)을 형성하고 있다. 이러한 구조의 전도성 러버 핀(10)은 솔더 볼의 하부면이 아닌 대략 측면과 접촉된다. 도 10의 전도성 러버 핀(10)은 내구성 증대를 위해 상부에 금속단자(12)를 구비한 형태이다.

한편, 전도성 러버 핀에 상측에서 하측 방향으로의 외부 압력이 인가될 경우, 그 압력으로 인해 전도성 러버 핀의 하부가 소정 비율로 팽창하게 된다. 이러한 점을 고려하여, 제1 실시형태에 따른 관통공(110)의 하부에는 도 11과 같이, 관통공의 중간 부분의 직경보다 더 큰 직경을 갖도록 단차 공간(114)을 형성한다. 첨부도면 도 12를 살펴보면, 미설명 부호 [A]는 전도성 러버 핀(10)에 압력이 인가되기 전의 상태를 예시하고 있으며, [B]는 전도성 러버 핀(10)이 솔더 볼(2)을 통해 압력을 받았을 때를 예시하고 있다. [B]의 경우, 앞서 설명한 바와 같이 전도성 러버 핀(10)의 하부가 단차 공간(114)으로 원활히 팽창됨을 확인할 수 있다.

[ 제2 실시형태 ]

제2 실시형태는 제1 실시형태와 같이 관통공(110) 하부에 단차 공간(114)을 형성한 경우에 적용될 수 있는 전도성 러버 핀의 변형예를 요지로 한다.

도 13의 전도성 러버 핀(10)은 하부에 단차부(13)를 형성한다. 전도성 러버 핀(10d)이 관통공(110)의 하부를 통해 삽입되면, 단차부(13)가 관통공(110)의 단차 공간(114)에 맞물려 전도성 러버 핀(10)은 상측 방향으로의 이탈이 방지된다. 즉, 단차 공간(114)은 전도성 러버 핀(10)의 이탈 방지 수단으로도 이용될 수 있는 것이다. 한편, 제2 실시형태의 전도성 러버 핀(10)은 중앙에 관통된 홀(11)을 형성할 수 도 있으며, 상부에 금속단자(12)를 구비할 수 있다(도 14 참조).

[ 제3 실시형태 ]

제3 실시형태 또한 제1 실시형태를 기반으로 하며, 제2 실시형태에서 언급한 이탈 방지 수단의 다른 예를 제시한다.

첨부된 도 15에 예시된 소켓(100) 몸체(120)에 형성된 관통공(110)의 종단면을 살펴보면, 경사 가이드(112)의 끝점(112a)을 기점으로 사다리꼴 형상을 취하고 있다. 그리고 전도성 러버 핀(10) 역시 종단면 상으로 사다리꼴 형상을 취한다. 따라서, 전도성 러버 핀(10)이 관통공(110)의 하부를 통해 삽입·수용되면 상측 방향으로의 이탈이 자연스레 방지된다.

제3 실시형태의 전도성 러버 핀(10)은 앞서 예시한 바와 같이 관통된 홀(11)을 형성한 형태, 또는 상부에 금속단자(12)를 구비한 형태로도 설정될 수 있다(도 16 참조).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시형태 및 변형예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 종래 포고형 소켓을 보인 예시도,

도 2는 선행특허1의 소켓을 보인 예시도,

도 3은 선행특허2의 소켓을 보인 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 소켓의 평면도,

도 5 및 도 6은 제1 실시형태에 따른 소켓을 보인 종단면도,

도 7은 제1 실시형태에 따른 전도성 러버 핀을 보인 예시도,

도 8은 제1 실시형태에 따른 소켓이 테스트 보드와 반도체 패키지 사이에 전기적으로 연결되는 상태를 보인 예시도,

도 9 및 도 10은 제1 실시형태에 따른 전도성 러버 핀의 변형예를 보인 예시도,

도 11 및 도 12는 제1 실시형태에 따른 관통공 하부의 단차 공간을 보인 예시도,

도 13은 제2 실시형태에 따른 전도성 러버 핀을 보인 예시도,

도 14는 제2 실시형태에 따른 전도성 러버 핀의 변형예를 보인 예시도,

도 15는 제3 실시형태에 따른 소켓을 보인 예시도,

도 16은 제3 실시형태에 따른 전도성 러버 핀의 변형예를 보인 예시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 본 발명의 소켓

110 : 관통공 112 : 경사 가이드

114 : 단차 공간 120 : 몸체

10 : 전도성 러버 핀 11 : 관통된 홀

12 : 금속단자 13 : 단차부

Claims

반도체 패키지의 솔더 볼과 테스트 보드 간의 전기적 연결을 위한 소켓에 있어서,

다수의 관통공을 형성한 몸체; 및

상기 관통공 각각에 삽입·수용되는 전도성 러버 핀; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 1에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

중앙에 관통된 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 1에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

상부에 금속단자를 구비한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 1에 있어서,

상기 관통공의 상부에 상기 솔더 볼을 정위치되도록 유도하기 위한 경사 가 이드를 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 1에 있어서,

상기 관통공의 하부에 단차 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
반도체 패키지의 솔더 볼과 테스트 보드 간의 전기적 연결을 위한 소켓에 있어서,

다수의 관통공을 형성하고, 상기 관통공의 하부에 단차 공간을 형성한 몸체; 및

하부에 단차부를 형성하여, 상기 단차 공간에 맞물리도록 상기 관통공 각각에 삽입·수용되는 전도성 러버 핀; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 6에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

중앙에 관통된 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 6에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

상부에 금속단자를 구비한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 6에 있어서,

상기 관통공의 상부에 상기 솔더 볼을 정위치되도록 유도하기 위한 경사 가이드를 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
반도체 패키지의 솔더 볼과 테스트 보드 간의 전기적 연결을 위한 소켓에 있어서,

종단면상으로 사다리꼴 형상을 갖는 다수의 관통공을 형성한 몸체; 및

상기 관통공 각각에 삽입·수용되되, 종단면상으로 사다리꼴 형상을 갖는 전도성 러버 핀; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 10에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

중앙에 관통된 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 10에 있어서,

상기 전도성 러버 핀은,

상부에 금속단자를 구비한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.
청구항 10에 있어서,

상기 관통공의 상부에 상기 솔더 볼을 정위치되도록 유도하기 위한 경사 가이드를 형성한 것을 특징으로 하는 전도성 러버 핀을 이용한 소켓.