KR100491137B1

KR100491137B1 - 소켓 테스트 방법

Info

Publication number: KR100491137B1
Application number: KR10-2002-0056633A
Authority: KR
Inventors: 이일영; 변동면; 강태원; 김세웅
Original assignee: (주)세미뱅크; 이일영
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2005-05-27
Also published as: TWI266060B; JP2004109108A; US20040054491A1; US6792376B2; TW200407546A; KR20040024903A

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스를 테스트하기 위한 소켓의 각 컨텍터 핀의 저항값 측정을 정밀하게 행하고, 또한 이의 측정을 자동화하여 비용 및 작업 인력의 소모를 줄이도록 한 소켓 테스트 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적은, 캘리브레이션 피씨비를 폐회로로 구성한 다음 각 채널에 대하여 폐회로 루프를 형성하는 모든 저항값이 포함된 값을 추출하여 저장하는 제 1 과정; 소켓이 장착된 피씨비를 폐회로로 구성한 다음 각 채널에 대하여 폐회로 루프를 형성하는 모든 저항값이 포함된 값을 추출하여 저장하는 제 2 과정; 상기 저장된 캘리브레이션 피씨비의 각 채널값과 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널값의 저항값 차이를 계산하는 제 3 과정; 상기 계산된 저항값 차이를 각 채널별로 화면에 표시하는 제 4 과정;으로 수행됨으로써 달성된다.

Description

소켓 테스트 방법{Method for Testing socket}

본 발명은 소켓 테스트 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 디바이스를 테스트하기 위하여 사용되는 소켓의 컨텍터의 양호 및 불량 상태를 테스트하기 위한 소켓 테스트 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스 즉 반도체 칩의 양호 및 불량을 판단하기 위하여 디바이스를 소켓에 장착한 다음 온도, 전압 등의 각종 특성을 테스트하게 된다.

이러한 테스트 과정 중에 디바이스 자체의 문제로 인하여 불량 판정이 발생하는 경우도 있지만 소켓의 불량, 예를 들면 소켓에 장착된 컨텍터 핀 등의 불량으로 인하여 디바이스가 불량으로 판정되는 경우도 발생한다.

소켓에서 불량이 발생한 경우 어느 컨텍터 핀에서 불량이 발생하였는지를 확인하기 위하여 일일이 수작업으로 컨텍터 핀의 저항값을 측정하게 되는데, 저항 측정 장치의 측정 프로브를 각 컨텍터 단자에 일일이 접촉시켜 저항값이 규정된 값보다 큰 컨텍터 핀이 있는 경우 소켓을 불량으로 판정하게 된다.

그러나 이 경우 일일이 수작업으로 소켓의 불량을 확인하여야하기 때문에 많은 시간과 인력이 소요된다.

또한, 컨텍터 핀 자체가 갖는 고유 저항값이 극히 미세하고, 반면에 저항 측정 장치의 고유 저항 및 프로브 배선에서의 저항값이 컨텍터 핀의 저항값보다 월등히 큰 값이기 때문에 정밀한 측정이 이루어지지 못하여 소켓의 불량 판정 자체도 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

이러한 이유 때문에 디바이스의 불량이 아닌 경우 단순히 소켓의 불량으로 예측 판정하여 고가의 소켓을 폐기 처분함으로써 비용적인 부담이 증가되고, 이는 결국 테스트 비용을 증가시킴으로써 반도체 디바이스의 가격이 증대되는 원인이 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 반도체 디바이스를 테스트하기 위한 소켓의 각 컨텍터 핀의 저항값 측정을 정밀하게 행하고, 또한 이의 측정을 자동화하여 비용 및 작업 인력의 소모를 줄이도록 한 소켓 테스트 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 소켓 테스트 장치는,

캘리브레이션 피씨비의 각 채널에 대한 저항값 및 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널에 대한 저항값을 획득하기 위한 접촉 유니트;

상기 접촉 유니트로부터 입력되는 저항값을 채널링하여 각 채널에서의 저항값을 순차적을 출력하는 멀티플렉서;

상기 멀티플렉서에서 출력되는 켈리브레이션 피씨비의 각 채널값을 메모리에 저장하고, 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널값과의 차이값을 계산하는 저항 측정부;

상기 각 요소의 동작을 제어하고, 저항 측정부의 계산된 값을 디스플레이부로 출력하는 컨트롤러;

상기 컨트롤러의 출력을 디스플레이하는 디스플레이부;로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 접촉 유니트는, 측정 테이블 상에 캘리브레이션 피씨비 또는 소켓이 장착된 피씨비가 위치하고, 그 상부에는 상기 캘리브레이션 피씨비의 패드 또는 소켓의 컨텍터와 접촉하여 폐회로 루프를 구성하는 컨텍트 구조물이 구비되며, 그 컨텍터 구조물을 상기 캘리브레이션 피씨비의 패드 또는 소켓의 컨텍터와 접촉하도록 상하 이동시키는 제 1 이동 수단이 구비됨과 아울러 상기 제 1 이동 수단을 수평 이동시키는 제 2 이동 수단을 구비한다.

이와같이 구성되는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명 소켓 테스트 장치의 구조를 보인 개략도로서, 측정 테이블(100)의 상부에 먼저 캘리브레이션(Calibration) 피씨비 또는 소켓이 장착된 피씨비가 장착되고, 실린더(400)의 구동에 의하여 컨텍트 구조물(300)이 'B'방향으로 하향 이동함으로써 하여 상기 피씨비(200)와 접촉하게 된다.

상기 컨텍트 구조물(300)은 도전성이 높은 물질로 된 것으로, 예를 들면 베릴륨동, 금 또는 금도금 물질, 은 또는 은도금 물질 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 예를 들어 구리 뭉치의 구조를 사용한다.

상기 피씨비(200)와 접촉되어 저항값의 측정이 완료되면 실린더(400)가 구동하여 컨텍트 구조물(300)을 'B'방향으로 상향 이동시키게 되고, 다시 실린더(600)가 구동하여 샤프트(500)를 'A'방향의 우측으로 이동시킴으로써 상기 실린더(400) 및 컨텍트 구조물(300)을 우측으로 이동시키게 된다.

그러면, 피씨비(200)가 완전히 노출되어 다른 피씨비로의 교체가 수월하게 되는 것이다.

다른 피씨비가 측정 테이블(100)상에서 교체되면 실린더(600)가 구동하여 샤프트(500)를 'A'방향의 좌측으로 이동시켜 실린더(400)와 컨텍트 구조물(300)이 피씨비(200)의 상부로 이동하게 되고, 실린더(400)가 구동하여 컨텍트 구조물(300)을 하향 이동시켜 피씨비(200)와 전기적으로 접촉하게 되는 것이다.

도 2 는 캘리브레이션 피씨비의 구조를 보인 도로서, 캘리브레이션 피씨비(210)는 소켓의 양측 리드가 닿는 패드(211)가 일체로 형성된다.

또한, 그 패드(211)의 바깥쪽으로는 각 채널에 대하여 패턴(212)이 형성되며, 그 패턴(212)의 단부는 프로브가 각각 접속되기 위한 단자(213)가 형성되어 있다.

여기서 채널이란 소켓의 리드 단자와 동일한 개념이다.

상기 단자(213)에 구리 뭉치로 형성된 컨텍트 구조물(300)이 접촉되어 각 단자가 쇼트(short)된 상태의 폐회로 루프를 구성시키게 된다.

도 3 은 소켓을 테스트할 때 사용되는 피씨비의 구조를 보인 도로서, 이 소켓 피씨비(220)는 소켓의 리드 단자와 동일한 개수의 패드(221)가 형성되어 소켓의 리드 단자가 이의 패드(221)와 접촉된다.

상기 각 패드(221)에는 각 채널에 대하여 패턴(222)이 형성되며, 그 패턴(222)의 단부는 프로브가 각각 접속되기 위한 단자(223)가 형성되어 있다.

또한, 소켓의 리드 단자가 정확히 상기 패드(221)에 접촉될 수 있도록 가이드 홀(224)이 소켓 피씨비(220)의 양측에 형성되어 있다.

마찬가지로, 상기 단자(223)에 구리 뭉치로 형성된 컨텍트 구조물(300)이 각 단자(223)에 접촉된다.

도 4 는 소켓을 테스트할 때 사용되는 소켓 피씨비(220)에 소켓이 장착되고, 그 상부로부터 컨텍트 구조물(300)이 접촉되는 상태를 설명하기 위한 단면도로서, 피씨비(220)의 가이드 홀(224)에 소켓(700)의 가이드 돌기(710)가 삽입되어 소켓(700) 내부의 각 컨텍터 핀(도시하지 않음)이 해당되는 각 패드(221)의 위치에 정확히 접촉된다.

상기 소켓(700)의 상부로부터 컨텍트 구조물(300)이 하향 이동하여 소켓(700)의 컨텍터 핀과 접촉하게 되는데, 이때 상기 컨텍트 구조물(300)이 소켓(700)에 접촉할 때 그 충격을 완화시키기 위하여 상하 탄성을 갖는 푸셔(340)를 구비하게 된다.

이 푸셔(340)는 상기 컨텍트 구조물(300)의 저면 내측에 구비된 푸셔 하우징(320)에 삽입되어 고정되고, 상기 푸셔(340)의 상측은 탄성체(330)에 의해 탄성지지된다.

그러므로, 컨텍트 구조물(300)이 하향 이동하여 소켓(700)에 접촉할 때 먼저 푸셔(340)가 탄성을 가지고 접촉되어 충격을 완화시킨 다음 이후 컨텍트 구조물(300)의 몸체가 소켓(700)의 컨텍터에 접촉되는 것이다.

다음으로, 소켓(700)의 각 컨텍터 핀의 저항값을 측정하는 과정을 설명한다.

도 5 는 본 발명 소켓 테스트 장치의 회로 블록을 보인 도로서, 도 1 에 도시한 바와 같이 측정 테이블(100), 피씨비(200), 컨텍트 구조물(300), 실린더(500, 600)으로 구성된 접촉 유니트(800)(별도의 부호 '800'으로 지정함)로부터 캘리브레이션 피씨비(210)의 저항값을 멀티플렉서(900)에서 입력받은 다음 이를 멀티플렉싱 즉 채널링을 하게 되는데, 만일 66개의 채널을 가지는 경우 멀티플렉서(900)는 66개의 각 채널에 대해 순차적으로 멀티플렉싱을 행하게 된다.

이로 인해, 캘리브레이션 피씨비(210)의 각 채널에 대한 저항값이 저항 측정부(910)로 입력되어 메모리(920)에 저장된다.

이후 상기 접촉 유니트(800)로부터 소켓을 테스트하기 위한 소켓 피씨비(220)로의 저항값을 멀티플렉서(900)에서 입력받아 멀티플렉싱한 다음 저항 측정부(910)로 제공하게 되면, 저항 측정부(910)는 메모리(920)에 저장된 각 채널에 대한 캘리브레이션 저항값과 소켓 피씨비(220)의 각 체널에 대한 저항값의 차이를 계산하게 된다.

즉, 소켓의 각 컨텍터 핀의 저항값이 계산되어지는 것이다.

이를 좀 더 자세히 설명한다.

측정 테이블(100)에 캘리브레이션 피씨비(210)가 올려지면 컨트롤러(930)는 실린더(400)를 구동하여 컨텍트 구조물(300)이 캘리브레이션 피씨비(210)에 접촉하도록 한다.

이로 인해, 도 6 에 도시한 바와 같이 'A'의 폐회로 루프가 형성되며, 소켓 피씨비(220)는 제외된 상태가 된다.

즉, 캘리브레이션 피씨비(210)의 패드(211)와 패턴(212)의 자체 저항(R1, R2), 멀티플렉서(900)의 자체의 회로(PCB Pattern) 저항(R5, R7) 및 멀티플렉서 릴레이 저항(R6), 폐회로를 구성하는 배선(Probe Wire) 저항(R3, R4)값이 각 채널별로 측정되어 메모리(920)에 저장됨과 아울러 컨트롤러(930)에 의해 디스플레이부(940)로 출력되어 화면에 표기된다.

이때, 이러한 각 채널에 대한 캘리브레이션 데이터 즉 저항값을 도 7 에 그래프로 표시하였는 바, 66개의 각 캘리브레이션 채널에 대하여 총 5 회의 측정을 반복하여 행하였다.

그 결과 도시한 바와 같이 각 채널에서의 저항값 변화는 거의 발생하지 않고 일정한 범위내에서 그 저항값이 분포한다.

즉, 채널간의 저항값의 차이는 발생하였다하더라도 근본적으로 한 채널에서의 저항값 변화는 거의 발생하지 않는 것을 보여준다.

이는 곧 본 발명에 의한 캘리브레이션 데이터가 신뢰성을 갖고 있다는 것을 의미한다.

도 8 은 이러한 각 캘리브레이션 데이터의 각 채널에 대한 평균값을 수치화하여 나타내는 디스플레이부(940)를 통한 화면을 보여주는 도로서, 화면의 우측 상단에 표기된 캘리브레이션 데이터의 범위(RANGE 2, RANGE 3)인 0.0801Ω∼0.3000Ω의 범위내에 모든 채널의 각 저항값이 분포되어 있는 경우를 보여준다.

66개의 각 채널에 대한 저항값은 우측에 표기된 바와 같이 순차적으로 나타난다. 이는 현재 메모리(920)에 저장된 값인 것이다.

다음으로, 측정 테이블(100)에 소켓 피씨비(220)가 올려지면 컨트롤러(930)는 또한 실린더(400)를 구동하여 컨텍트 구조물(300)이 캘리브레이션 피씨비(210)에 접촉하도록 한다.

이로 인해, 도 6 에 도시한 바와 같이 'B'의 폐회로 루프가 형성되며, 캘리브레이션 피씨비(210)는 제외된 상태가 된다.

즉, 소켓 피씨비(220)의 패드(221)와 패턴(222)의 자체 저항(R8, R10), 그리고 컨텍터 핀 저항(R9), 멀티플렉서(900)의 자체의 회로(PCB Pattern) 저항(R5, R7) 및 멀티플렉서 릴레이 저항(R6), 폐회로를 구성하는 배선(Probe Wire) 저항(R3, R4)값이 각 채널별로 측정되어 메모리(920)에 저장된다.

이때, 저항 측정부(910)는 메모리(920)에 저장된 캘리브레이션 피씨비(210)의 각 채널별 저항값과 소켓 피씨비(220)의 각 채널별 저항값의 차이값을 각각 계산하여 도 9 에 도시한 바와 같이 디스플레이부(940)를 통하여 출력하게 된다.

이러한 각 채널별 저항값은 순수한 컨텍터 핀의 저항값이 되는 것이다. 즉, 컨텍터 핀이 포함되지 않은 시스템 전체의 저항값과 컨텍터 핀의 저항값이 포함된 전체 시스템의 저항값의 차이는 곧 컨텍터 핀 자체의 고유한 저항인 것이다.

도 9 는 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널에서의 저항값을 측정하여 화면상에 보인 도로서, 우측에는 이러한 각 채널별 저항값의 차이가 표기되어 있다.

8번 채널의 저항값 즉, 컨텍터 핀의 저항값이 0.2325Ω, 35번 채널의 저항값이 0.2678Ω으로 나타나 있어 다른 컨텍터 핀의 저항값보다 지나치게 크므로 즉, 불량으로 판정할 수 있는 0.2001Ω이상의 범위에 해당하므로 해당 컨텍터 핀의 불량이 발생한 경우라는 것을 알 수 있다.

한편, 비록 0.2001Ω이상의 범위에 있지 않다고 하더라도 위험 수준인 0.0801Ω∼0.20000Ω의 범위에 든 컨텍터 핀(4번, 5번, 19번, 22번, 29번)도 확인할 수 있다.

따라서, 불량이 발생한 컨텍터 핀만을 쉽게 확인하여 교체할 수 있어 고가의 소켓을 재사용할 수 있으며, 불량이 예고되는 컨텍트 핀 즉 위험 수준의 컨텍터 핀도 필요에 따라서 적절히 교체함으로서 신뢰성있는 소켓의 재사용이 가능한 것이다.

이렇게 디스플레이부(940)를 통해 디스플레이되는 화면 좌측 상단에는 캘리브레이션 피씨비(210)를 측정하였을 때 특정 저항값 범위내(RANGE 1, RANG2, RANGE 3, RANG 4)에서의 채널 빈도수가 나타나는데 모두 0.0801Ω∼0.30000Ω의 범위(RANGE 2, RANGE 3)에 있는 것을 쉽게 확인할 수 있다.

또한, 화면의 좌측 중간에는 소켓이 장착된 피씨비(220)를 측정하였을 때 특정 저항값 범위내에서의 채널 빈도수가 나타나는데, 0.0801Ω∼0.30000Ω의 범위(RANGE 2, RANGE 3)에 60개의 채널이 존재하고, 0.3001Ω이상의 범위(RANGE 3, RANGE 4, RANGE 5)에서 6개의 불량 채널이 나타난 것을 알 수 있다.

마지막으로, 화면의 좌측 하단에는 상기 두 피씨비(210, 220)의 채널 빈도수의 차이값이 특정 저항값 범위내에서 나타나는 빈도수가 차례로 표기되는데, 0.0000Ω∼0.0800Ω의 범위(RANGE 1)에 59개의 채널이 양호한 상태로 존재하고, 0.0801Ω이상의 범위(RANGE 2, RANGE 3, RANGE 4)에서 7개의 불량 채널이 나타난 것을 한눈에 쉽게 알 수 있는 것이다.

도 10 은 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널에서의 저항값을 측정하여 화면상에 보인 도의 다른 실시 예로서, 우측의 상단에는 각 채널별 저항값의 차이가 표기되어 있다.

1번부터 66번 채널의 수치적인 저항값이 나타나 있고, 그 우측 하단에는 각 채널에 대한 저항값의 크기가 그래프화 되어 시각적으로 표시됨으로써 저항값이 월등 큰 경우나 작은 경우의 채널에 따른 저항값의 크기를 쉽게 확인할 수 있도록 한다.

화면의 좌측 상단에는 상기 두 피씨비(210, 220)의 채널 빈도수의 차이값이 특정 저항값 범위내에서 나타나는 빈도수가 차례로 표기되고, 좌측 하단에는 측정된 데이터에 대한 통계창이 구비되는데 이는 아이템(Min, Max, Average, Mean, Median,..)에 따른 각 값이 표기된 창이다.

이와 같은 본 발명 소켓 테스트 방법은, 소켓의 각 컨텍터의 저항값을 정밀하게 측정함으로써 업무 효율을 향상시킴과 아울러 소켓의 유지 보수가 용이하므로 설비 가동률, 생산성의 향상시키고, 불량 컨텍터만의 교체로 인한 고가의 소켓을 재사용함으로써 원가절감의 효과가 있다.

또한, 소켓이나 피씨비 뿐만 아니라 여타의 고정밀도의 측정을 요하는 분야에서도 폭넓게 활용할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명 소켓 테스트 장치의 구조를 보인 개략도.

도 2 는 캘리브레이션 피씨비의 구조를 보인 도.

도 3 은 소켓을 테스트할 때 사용되는 피씨비의 구조를 보인 도.

도 4 는 소켓이 피씨비에 장착되어 테스트가 행해질 때의 상태를 설명하기 위한 단면도.

도 5 는 본 발명 소켓 테스트 장치의 회로 블록을 보인 도.

도 6 은 본 발명 소켓 테스트의 개념을 설명하기 위한 도.

도 7 은 캘리브레이션 피씨비를 이용하여 각 채널에서의 저항값의 변화 상태를 보인 도.

도 8 은 도 7 의 데이터를 화면상에 수치적으로 보인 도.

도 9 및 도 10 은 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널에서의 저항값을 측정하여 화면상에 보인 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 측정 테이블 200 : 피씨비

210 : 캘리브레이션 피씨비 211 : 패드

212 : 패턴 213 ; 단자

220 : 소켓 피씨비 221 : 패드

222 : 패턴 223 : 단자

300 : 컨텍트 구조물 400 : 실린더

500 : 실린더 샤프트 600 : 실린더

700 : 소켓 800 : 접촉 유니트

900 : 멀티플렉서 910 : 저항 측정부

920 : 메모리 930 : 컨트롤러

940 : 디스플레이부

Claims

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캘리브레이션 피씨비를 폐회로로 구성한 다음 각 채널에 대하여 폐회로 루프를 형성하는 모든 저항값이 포함된 값을 추출하여 저장하는 제 1 과정;

소켓이 장착된 피씨비를 폐회로로 구성한 다음 각 채널에 대하여 폐회로 루프를 형성하는 모든 저항값이 포함된 값을 추출하여 저장하는 제 2 과정;

상기 저장된 캘리브레이션 피씨비의 각 채널값과 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널값의 저항값 차이를 계산하는 제 3 과정;

상기 계산된 저항값 차이를 각 채널별로 화면에 표시하는 제 4 과정;으로 수행되며,

상기 제 4 과정에 의하여 표시되는 화면은, 화면의 좌측에 캘리브레이션 피씨비를 측정하였을 때 특정 저항값 범위내에서의 채널 빈도수, 소켓이 장착된 피씨비를 측정하였을 때 특정 저항값 범위내에서의 채널 빈도수, 상기 두 피씨비의 채널 빈도수의 차이값이 특정 저항값 범위내에서 나타나는 빈도수 등이 차례로 표기되고, 우측에는 캘리브레이션 피씨비의 각 채널값과 소켓이 장착된 피씨비의 각 채널값의 저항값 차이가 채널별로 표기되는 것을 특징으로 하는 소켓 테스트 방법.
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