KR100948571B1 - 프로브핀 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 특히 단시간내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있고, 특히 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않도록 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부(2)와 하부에 마련되는 하부접촉부(3)가 탄성적으로 결합되어 마련되는 슬리브(4)로 이루어지되, 상기한 상부접촉부(2) 및 하부접촉부(3) 중 일 접촉부가 슬리브(4)의 일단에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부(5)를 형성하며 종단은 슬리브(4)의 외부로 돌출되도록 연장형성된 연장편(6)으로 이루어지는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 연장편(6)의 탄성부(5)는 코일형상으로 구브려져 형성되며 종단에는 접촉핀(7)이 고정되어 있으며, 상기 슬리브(4)의 상단에는 상기 접촉핀(7)이 외부로 이탈하는 것을 제지하는 연장돌편(8)이 구비되어 있고, 하단에는 상기 하부접촉부(3)를 구성하는 접촉편(9)이 형성되어 있는 프로브핀 및 그 제조방법을 제공한다.

프로브핀, 반도체, 반도체칩, 반도체칩테스트, 반도체칩패키지.

Description

프로브핀 및 그 제조방법{A Probe Pin and The Mathode}

본 발명은 프로브핀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 특히 단시간내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있고, 특히 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않도록 된 프로브핀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 프로브핀은 단독 또는 다른 종류의 핀과 함께 웨이퍼에 형성된 소자와 반도체칩패키지를 테스트하기 위한 테스트소켓 등에 널리 사용되고 있다.

프로브핀이 테스트소켓에 사용되는 예는 1999년 특허출원 제68258호(고안의 명칭: 패키지용 소켓), 2001년 실용신안등록출원 제31810호(고안의 명칭: 칩 검사용 소켓장치)등에 개시되어 있다.

상기와 같은 프로브핀은 도전재질로 제작되며, 도 8에서 도시된 바와 같이, 양단에 상부걸림턱(111)과 하부걸림턱(112)이 내측을 향해 형성되는 슬리브(110) 와, 영역의 일부위가 상기 슬리브(110)의 내부에 각각 장착되는 상부접촉부(120) 및 하부접촉부(130)와, 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)의 사이에 개재하도록 슬리브(110)에 장착되는 코일스프링(140)을 갖고 있다.

상기한 상부접촉부(120)는 슬리브(110)의 내부에 배치되는 상부바디부(121)와, 상부바디부(121)의 상면으로부터 수직으로 연장 형성되는 상부접촉핀(122)을 갖고 있다.

상기 상부접촉부(130)는 상부바디부(121)가 상부걸림턱(111)에 의해 탈출이 저지되도록 슬리브(110)에 장착된다.

상기한 하부접촉부(130)는 슬리브(110)의 내부에 배치되는 하부바디부(131)와 하부바디부(131)의 저면으로부터 수직으로 연장형성되는 하부접촉핀(132)을 갖고 있다.

상기 하부접촉부(130)는 하부바디부(131)가 하부걸림턱(112)에 의해 탈출이 저지되도록 슬리부(110)에 장착된다.

상기한 상부접촉핀(122)과 하부접촉핀(132)의 종단은 외부연결단자의 형태에 항상 맞춤된다.

예를들면, 테스트소켓에 장착하여 프로브핀을 사용하는 경우반도체칩패키지의 외부연결단자가 볼(Ball)타입이면 상부접촉핀(122)의 상단은 하향곡선을 갖도록 형성된다.

상기와 같은 종래의 프로브핀은 상부접촉부(120) 및 하부접촉부(130)에 압력이 인가될 때 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)는 슬리브(110)의 내부에서 상대 방을 향해 슬라이딩 이동된다.

상기와 같이 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)가 슬라이딩이동됨에 따라 코일스프링(140)은 수축하고, 이에 따라 상부접촉핀(122)과 하부접촉핀(132)은 각각 대향하는 한 쌍의 외부연결단자에 탄성 접촉된다.

상기와 같이 상부접촉핀(122) 및 하부접촉핀(132)이 각각 외부연결단자에 각각 탄성 접촉된 상태에서 전기신호는 하부접촉부(130), 슬리브(110) 및 상부접촉부(120)로 구성되는 도전경로를 따라 전달된다.

상기와 같은 종래의 프로브핀은 다음과 같은 공정을 통하여 제작이 된다.

먼저 상부접촉부(120)와, 하부접촉부(130), 코일스프링(140) 및 슬리브(111)(양단이 절곡되지 않은 상태)를 각각 제작한다.

상기에서 슬리브(111)는 관상의 관으로 일정한 폭을 갖는 봉상의 봉재를 드릴링하여 제작을 하도록 되어 있다.

상기와 같이 각각의 상부접촉부(120)와, 하부접촉부(130), 코일스프링(140) 및 슬리브(111)가 제작되면, 상기 코일스프링(140)을 슬리브(111)의 내부에 삽입한 후, 상기 코일스프링(140)을 사이에 두고 서로 대향되도록 상기 상부바디부(121)와 하부바디부(131)를 슬리부(111)의 양단 내측으로 삽입한 후 슬리브(111)의 양단부를 내측으로 절곡시켜 상기 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)가 슬리브(111)의 내부에서 외부로 이탈되지 않도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 프로브핀은 구성되는 일부품인 슬리브의 제조가 봉재를 일일이 통상의 드릴머신으로 드릴링하여 제작하는 관계로 인하여 불량의 발 생이 높아 비경제적이며, 그 내경의 폭(대략 0.4㎜)이 대단히 작아 작업이 불편하며 자동화하기 어려워 생산성이 떨어져 생산단가가 상승하는 비효율적인 문제점이 있었으며, 상부접촉부와 하부접촉부와 슬리브 및 코일스프링 등으로 구성되어져 있어 각각의 구성품들의 임피던스값에 따른 편차에 의해 안정된 전기신호를 전달하지못하고 불안정하게 전달하므로서 검사의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 원인은 상기와 같은 종래의 프로브핀의 문제점들을 해결하기 위하여 프로브핀을 구성하는 부품의 갯수를 줄임과 동시에 자동화 제작이 어려운 슬리브 제작의 자동화를 통해 단시간 내에 다량의 프로브핀을 제작할 수 있도록 하여 불량의 발생률을 줄이고 효율적으로 생산성를 향상시켜 생산단가를 줄여 경제적인 프로브핀 및 그 제조방법을 제안하였다.

상기와 같은 본 원인에 의해 제안된 프로브핀은 한국특허출원번호제2008-155호(명칭: 프로브핀 및 그 제조방법)으로서, 상기의 본 원인에 의해 선제안된 한국특허출원번호제2008-155호의 프로브핀은 출원된 명세서에서 개시된 바와 같이 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉부가 마련되며 상기 상부접촉부와 하부접촉부는 탄성적으로 결합되어 있는 슬리브를 포함하는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 슬리브는 원통상의 관체로 이루어지며 상단은 상부접촉부를 형성하고 하단 일정 위치에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부를 형성하며 종단은 관체의 하부로 돌출되어 하부접촉부를 구성하도록 연장형성된 연장편을 가지도록 되어 있으며, 상기한 슬리브의 하부 일정 부위는 절개되어 있으며 절개된 내측 상단부위는 양측부가 상측으로 일정 길이만큼 절개되면서 절개된 부위가 외측으로 일정한 경사도록 절곡되어 형성된 가이드편이 구비되어 있는 것으로 이루어져 있다.

또한 상기한 본 원인에 의해 선제안된 한국특허출원번호제2008-155호의 프로브핀은 도전재질로 일정한 크기를 가지며 하단 일정 위치에서 하방으로 일정한 길이만큼 연장 형성된 연장편이 마련도록 판상의 가공판을 재단하는 재단단계와; 상기 가공판의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 하측으로 일정한 길이만큼 돌출되도록 하는 가공단계로 이루어져 있는 공정을 통해 제조가 된도록 되어 있다.

그러나 상기와 같이 이루어지는 본 원인의 선 제안된 특허출원번호 제2008-155호의 프로브핀은 외부연결단자와 상부접촉부 및 하부접촉부의 접촉시에 인가되는 가압력이 하부접촉부에 형성된 판형 스프링으로 이루어진 탄성부에 의해 흡수제거되도록 되어 있어, 가압력을 제대로 흡수제거하지 못하여 외부연결단자의 접촉부위가 파손되는 문제점을 유발하였다.

즉 탄성력이 코일 스프링에 비하여 비교적 약한 판스프링으로 탄성부가 이루어져 접촉충격을 원활하게 흡수제거하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 본 원인의 선 제안된 특허출원번호 제2008-155호의 프로브핀의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로서, 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있으며, 특히 외부연결단자들과의 접촉시에 탄성적으로 접촉되어 접촉충격을 원활하게 흡수제거하도록 되어 외부연결단자의 접촉부가 손상을 받지 않도록 된 프로브핀 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브핀은 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉 부가 탄성적으로 결합되어 마련되는 슬리브로 이루어지되, 상기한 상부접촉부 및 하부접촉부 중 일 접촉부가 슬리브의 일단에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부를 형성하며 종단은 슬리브의 외부로 돌출되도록 연장형성된 연장편으로 이루어지는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 연장편의 탄성부는 코일형상으로 구브려져 형성되며 종단에는 접촉핀이 고정되어 있으며 상기 슬리브의 상단에는 상기 접촉핀이 외부로 이탈하는 것을 제지하는 연장돌편이 구비되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브핀의 제조방법은 도전재질로 이루어진 판상의 가공판의 하단에서 하방으로 연장 형성된 연장편이 마련되도록 재단하는 재단단계와; 상기 가공판의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 외부로 돌출되도록 성형하는 가공단계를 가지는 통상의 프로브핀의 제조방법에 있어서; 상기한 재단단계에는 상기한 연장편의 종단부위를 와선형으로 재단하고 최종단에 접촉핀이 고정되는 고정공과, 회전부재의 종단이 결합하는 한 쌍의 결합공이 형성되도록 재단되도록 되어 있으며, 상기 가공단계에는 연장편의 와선형의 종단을 회전부재를 결합하여 코일형상으로 성형하고 상기 고정공에 접촉핀을 고정하도록 된 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 재단단계에는 상기 가공판의 상단에 상기 접촉핀이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 제지하는 한 쌍의 연장돌편이 연장 형성되도록 재단하고, 상기 가공판의 하단에는 하부접촉부를 구성하는 접촉편이 연장형성되도록 재단하는 것을 더욱 포함하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 프로브핀 및 그 제조방법은 하나의 가공판을 성형가공에 의해 제조되는 단순화된 공정으로 제조되어 그 구성부품 갯수가 줄어들며 자동화가 쉬워 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있어 생산성이 향상되며, 특히 외부연결단자와 연결되는 상부접촉부와 하부접촉부 및 탄성부가 단일 개체로 이루어져 있어 동일한 임피던스를 유지함으로서 안정적으로 전기적 신호를 상호 교통할 수 있어 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있고, 특히 외부연결단자들과의 접촉시에 코일형상으로 이루어지는 탄성부에 의해 탄성적으로 접촉되어 접촉충격을 원활하게 흡수제거하도록 되어 외부연결단자의 접촉부가 손상을 받지 않는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀을 보인 도면으로서, 본 실시예의 프로브핀(1)은 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부(2)와 하부에 마련되는 하부접촉부(3)가 탄성적으로 결합되어 마련되는 슬리브(4)로 이루어지되, 상기한 상부접촉부(2) 및 하부접촉부(3) 중 일 접촉부가 슬리브(4)의 일단에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부(5)를 형성하며 종단은 슬리브(4)의 외부로 돌출되도록 연장형성된 연장편(6)으로 이루어지는 통상의 프로브 핀에 있어서; 상기한 연장편(6)의 탄성부(5)는 코일형상으로 구브려져 형성되며 종단에는 접촉핀(7)이 고정되어 있으며, 상기 슬리브(4)의 상단에는 상기 접촉핀(7)이 외부로 이탈하는 것을 제지하는 연장돌편(8)이 구비되어 있고, 하단에는 상기 하부접촉부(3)를 구성하는 접촉편(9)이 형성되어 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시예의 프로브핀(1)은 도 3 내지 도 7에서 도시된 바와 같은 공정을 통해 제조가 되는바, 상기 프로브핀(1)의 제조방법은 도전재질로 이루어진 판상의 가공판(10)의 하단에서 하방으로 연장 형성된 연장편(6)이 마련되도록 재단하는 재단단계와; 상기 가공판(10)의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편(6)을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 외부로 돌출되도록 성형하는 가공단계를 가지는 통상의 프로브핀의 제조방법에 있어서; 상기한 재단단계에는 상기한 연장편(6)의 종단부위를 와선형으로 재단하고 최종단에 접촉핀(7)이 고정되는 고정공(11)과, 회전부재(12)의 종단이 결합하는 한 쌍의 결합공(13)이 형성되도록 재단되도록 되어 있으며, 상기 가공단계에는 연장편(6)의 와선형의 종단을 회전부재(12)를 결합하여 코일형상으로 성형하고 상기 고정공(11)에 접촉핀(7)을 고정하도록 되어 있다.

그리고 상기한 재단단계에는 상기 가공판(10)의 상단에 상기 접촉핀(7)이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 제지하는 한 쌍의 연장돌편(8)이 연장 형성되도록 재단하고, 상기 가공판(10)의 하단에는 하부접촉부(3)를 구성하는 접촉편(14)이 연장형성되도록 재단하도록 되어 있다.

상기한 접촉편(14)의 하단은 굴곡진 파형상으로 이루어지는 것이 가장 바람 직하다.

상기와 같이 재단되는 연장돌편(8)들은 성형공정시에 내측으로 접혀지어 상기 접촉핀(7)의 측부를 지지함으로서 접촉핀(7)이 탄성부(5)에 의해 외부로 완전히 돌출되는 것을 방지하도록 되어 있다.

그리고 도 5에서 표현된 바와 같이 연장편(6)을 와선부분을 코일형상으로 구브리는 것은 일 방향으로 회전시켜 꼬아지도록 하면 되는 것으로, 이를 보다 용이하게 하기 위하여 도 7에서 도시된 바와 같이 상기 연장편(6)의 종단에 형성된 결합공(13)에 상기 회전부재(12)를 결합한 후 내주면에 나선홈(15)이 형성된 성형관체(16)의 나선홈(15)에 상기 회전부재(12)의 외주면을 끼운 후 나선홈(15)을 가이드하면서 회전시키면 상기 회전부재(12)가 회전과 더불어 상승함과 아울러 연장편(6)이 일방향으로 구브로지면서 꼬아지도록 되어 보다 용이하게 연장편(6)의 외선부분을 코일형상으로 구브릴 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 연장편(6)의 와선부분이 코일형상으로 형성되면, 상기 연장편(6)의 종단에 형성된 고정공(11)에 접촉핀(7)을 고정한 후 상기 연장편(6)이 내부에 위치되도록 가공판(10)의 양측부를 서로 맞물리도록 성형하여 슬리브(4)를 성형하고 상기 연장돌편(8)을 내측으로 절곡시키어 상기 접촉핀(7)이 연장돌편(8)에 의해 지지되어 외측으로 완전히 돌출되지 않도록 하면 제조가 완료된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시예의 프로브핀(1)은 다수의 핀공이 형성된 상부핀홀더 및 하부핀홀더를 가지는 통상의 테스트소켓에 설치되어 사용된다.

즉 상기한 슬리브(4)의 하단부가 하부핀홀더에 접촉 지지되며, 상기 상부접 촉부(2)는 상부핀홀더에 지지되도록 각각의 핀공에 각각 설치된다.

상기와 같이 프로브핀(1)이 설치된 테스트소켓은 하부핀홀더의 저면이 테스트보드의 상면에 접촉하도록 장착된다.

상기와 같이 테스트소켓이 테스트보드에 설치될 때, 프로브핀(1)은 상기 테스트보드의 상면과 하부접촉부(3)와의 밀착에 따라 상기 하부핀홀더를 가이드하여 상승하고 이로 인해 상부접촉부(2)가 외부로 돌출된다.

상기와 같이 테스트보드에 테스트소켓이 설치되면 상기 테스트소켓의 상부로 반도체칩치패키지가 탑재되며, 이때 반도체칩패키지의 외부연결단자의 저면은 상기 상부접촉부(2)를 가압하면서 접촉하게 되고, 이에 따라 상부접촉부(2)는 슬리브(4)의 내부로 가이드되면서 하강을 하게 되고, 슬리브(4)의 내부에 위치하는 탄성부(5)는 하방으로 가압되어 오므라지면서 탄성력이 증대되면서 가압력을 제거하면서 외부연결단자와 접촉되도록 되어 있다.

즉 상부접촉부(2)가 외부연결단자와 접촉되어 하방으로 가압될 때 상기 가압력은 코일형상으로 이루어져 탄성력이 종래보다 증대된 탄성부(5)에 의해 흡수 제거되도록 되어 있다.

상기와 같이 반도체칩패키지의 외부연결단자와 테스트보드의 외부연결단자가 프로브핀(1)에 의해 연결되면 테스트보드로부터의 테스트신호 및 반도체칩패키지로부터의 응답신호는 상부접촉부(2)와 슬리브(4)와 하부접촉부(3)를 통해 이루어지는 도전경로를 따라 전달되도록 되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 프로브핀은 반도체 패키지 테스트 소켓용 프로브핀, 마이크로 프로세스 테스트 소켓용 프로브핀, 전자기기 테스트 소켓용 프로브핀으로 사용이 되도록 되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀을 보인 사시 예시도,

도 2는 동 단면 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀의 제조방법을 보인 것으로 가공판이 재단되는 상태를 보인 개략예시도

도 4는 동 가공판을 도시한 개략예시도,

도 5는 동 연장편을 성형하는 것을 보인 예시도,

도 6은 동 가공판을 성형하는 것을 보인 상태도,

도 7은 연장편을 가공하는 것을 보인 예시도,

도 8은 종래의 프로브핀을 보인 단면예시도,

[도면 중 중요한 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 프로브핀, 2 : 상부접촉부,

3 : 하부접촉부, 4 : 슬리브,

5 : 탄성부, 6 : 연장편,

7 : 접촉핀, 8 : 연장돌편,

9 : 접촉편, 10 : 가공판,

11 : 고정공, 12 : 회전부재,

13 : 결합공, 14 : 접촉편,

15 : 나선홈, 16 : 성형관체.

Claims (3)

1. 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉부가 탄성적으로 결합되어 마련되는 슬리브로 이루어지되, 상기한 상부접촉부 및 하부접촉부 중 일 접촉부가 슬리브의 일단에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부를 형성하며 종단은 슬리브의 외부로 돌출되도록 연장형성된 연장편으로 이루어지는 통상의 프로브핀에 있어서;

   상기한 연장편의 탄성부는 코일형상으로 구브려져 형성되며 종단에는 접촉핀이 고정되어 있으며;

   상기 슬리브의 상단에는 상기 접촉핀이 외부로 이탈하는 것을 제지하는 연장돌편이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀
2. 도전재질로 이루어진 판상의 가공판의 하단에서 하방으로 연장 형성된 연장편이 마련되도록 재단하는 재단단계와; 상기 가공판의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 외부로 돌출되도록 성형하는 가공단계를 가지는 통상의 프로브핀의 제조방법에 있어서;

   상기한 재단단계에는 상기한 연장편의 종단부위를 와선형으로 재단하고 최종단에 접촉핀이 고정되는 고정공과, 회전부재의 종단이 결합하는 한 쌍의 결합공이 형성되도록 재단되도록 되어 있으며;

   상기 가공단계에는 연장편의 와선형의 종단을 회전부재를 결합하여 코일형상으로 성형하고 상기 고정공에 접촉핀을 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
3. 제 2항에 있어서;

   상기한 재단단계에는 상기 가공판의 상단에 상기 접촉핀이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 제지하는 한 쌍의 연장돌편이 연장 형성되도록 재단하고;

   상기 가공판의 하단에는 하부접촉부를 구성하는 접촉편이 연장형성되도록 재단하는 것을 더욱 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법

Images