KR101031634B1 - 프로브핀 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있고, 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않고, 특히 생산이 간편하여 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부(2)와 하부에 마련되는 하부접촉부(3)가 탄성적으로 결합되는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 상부접촉부(2)와 하부접촉부(3)의 사이에는 코일형상의 탄성부(4)가 구비되며 상기 상부접촉부(2)와 하부접촉부(3)가 일체로 형성되며, 판상의 가공판(50)을 상부접촉부(2) 및 하부접촉부(3)를 구성하는 한 쌍의 판상의 접촉편(51)과 상기 한 쌍의 접촉편(51)의 사이를 지그재그 형태로 연결하는 탄성편(52)으로 재단하는 재단단계와; 상기 접촉편(51)을 원통형으로 성형하고, 상기한 탄성편(52) 중에 상측부위와 그 하측부위를 서로 대향하는 방향으로 당기어 펴지도록 하여 원형의 코일 형태로 성형하는 성형단계로 이루어진 제조방법을 통해 제조되는 프로브핀을 제공한다.

프로브핀, 반도체, 반도체칩, 반도체칩테스트, 반도체칩패키지.

Description

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

본 발명은 프로브핀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있고, 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않고, 특히 생산이 간편하여 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 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 9에서 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, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있고, 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않고, 특히 생산이 간편하여 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 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 결합되는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 상부접촉부와 하부접촉부의 사이에는 코일형상의 탄성부가 구비되며 상기 상부접촉부와 하부접촉부가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 하부접촉부는 상하로 관통된 원통형의 관으로 이루어지며 상기 탄성부는 상기한 하부접촉부의 내부로 절곡되어 위치하며 상기 상부접촉부는 상기 하부접촉부의 상측으로 돌출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 상부접촉부의 하부에 연결되어 형성되는 탄성부의 종단은 상기한 하부접촉부의 측면에 연결되도록 형성되며 상기 하부접촉부의 내측으로 절곡되어 위치하며 상기 상부접촉부는 상기 하부접촉부의 상측으로 돌출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브핀의 제조방법은 판상의 가공판을 상부접촉부 및 하부접촉부를 구성하는 한 쌍의 판상의 접촉편과 상기 한 쌍의 접촉편의 사이를 지그재그 형태로 연결하는 탄성편으로 재단하는 재단단계와; 상기 접촉편을 원통형으로 성형하고, 상기한 탄성편 중에 상측부위와 그 하측부위를 서로 대향하는 방향으로 당기어 펴지도록 하여 원형의 코일 형태로 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 성형단계에서 상기한 탄성편을 상기 일 접촉편의 내측으로 절곡시킨 후 상기 접촉편을 원통형으로 성형하도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 프로브핀 및 그 제조방법은 소정거 리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로서, 전기신호의 전달경로인 상부접촉부와 탄성부 및 하부접촉부가 일체로 이루어져 있어 동일 임피던스를 가짐으로써 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 되어 있으며, 외부연결단자와의 접촉시 탄성적으로 가압력을 흡수제거하여 손상을 받지 않고, 특히 재단단게와 성형단계로 이루어지는 생산공정이 간편하여 단순하여 생산성이 향상됨으로써 단시간 내에 다량으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여본 발명의 바람직한 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀을 보인 도면으로써, 본 실시예의 프로브핀(1)은 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부(2)와 하부에 마련되는 하부접촉부(3)가 탄성적으로 결합되는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 상부접촉부(2)와 하부접촉부(3)의 사이에는 코일형상의 탄성부(4)가 구비되며 상기 상부접촉부(2)와 하부접촉부(3)가 일체로 형성되어 있다.

상기와 같은 본 실시예의 프로브핀(1)은 다음과 같은 공정을 통해 제조되는바, 본 실시예의 프로브핀의 제조방법은 판상의 가공판(50)을 상부접촉부(2) 및 하부접촉부(3)를 구성하는 한 쌍의 판상의 접촉편(51)과 상기 한 쌍의 접촉편(51)의 사이를 지그재그 형태로 연결하는 탄성편(52)으로 재단하는 재단단계와; 상기 접촉편(51)을 원통형으로 성형하고, 상기한 탄성편(52) 중에 상측부위와 그 하측부위를 서로 대향하는 방향으로 당기어 펴지도록 하여 원형의 코일 형태로 성형하는 성형단계를 가진다.

즉 상기한 접촉편(51)들을 원통형으로 성형하고 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 탄성편(52)을 잡아당겨 코일형태로 성형하면 제조가 완료되는 단순한 공정으로 이루어져 있어 대량생산에 적합하도록 되어 있다.

또한 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 프로브핀을 도시한 것으로 본 실시예의 프로브핀(1)은 상기한 하부접촉부(3)는 상하로 관통된 원통형의 관으로 이루어지며 상기 탄성부(4)는 상기한 하부접촉부(3)의 내부로 절곡되어 위치하며 상기 상부접촉부(2)는 상기 하부접촉부(3)의 상측으로 돌출되도록 되어 있어, 최종적으로 상기 하부접촉부(3)의 내주면에 탄성부(4)가 내재되도록 됨으로써, 탄성부(4)가 측부로 휘는 휨이 발생하지 않고 상하로 탄성압축 및 탄발되도록 되어 있어, 보다 유연하게 충격을 흡수 제거할 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기한 바와 같은 본 실시예의 프로브핀(1)을 제조하기 위하여 상기한 성형단계에서 상기한 탄성편(52)을 상기 일 접촉편(51)의 내측으로 절곡시킨 후 상기 접촉편(51)을 원통형으로 성형하도록 되어 있어, 최종적으로 탄성부(4)가 상기 하부접촉부(3)이 내부에 위치되도록 하여 제조가 완료된다.

그리고 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 프로브핀을 도시한 것으로 본 실시예의 프로브핀(1)은 상기한 상부접촉부(2)의 하부에 연결되어 형성되는 탄성부(4)의 종단은 상기한 하부접촉부(3)의 측면에 연결되도록 형성되며 상기 하부접촉부(3)의 내측으로 절곡되어 위치하며, 상기 상부접촉부(2)는 상기 하부 접촉부(3)의 상측으로 돌출되도록 되어 있다.

즉 상기한 탄성편(52)이 일 접촉편(하부접촉부를 구성하는 접촉편)(51)의 하부 또는 측부에 선택적으로 연결되도록 되어 있어 필요에 따라 선택적으로 제조할 수 있도록 된 것으로, 이는 단순한 설계변경에 의한 가능하다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 프로브핀(1)은 다수의 핀공(11)이 형성된 상부핀홀더(12) 및 하부핀홀더(13)를 가지는 통상의 테스트소켓(10)에 설치되어 사용된다.

즉 상기한 하부접촉부(3)가 하부핀홀더(13)에 접촉 지지되며, 상기 상부접촉부(2)는 상부핀홀더(12)에 지지되도록 각각의 핀공(11)에 각각 설치된다.

상기와 같이 프로브핀(1)이 설치된 테스트소켓(10)은 하부핀홀더(13)의 저면이 테스트보드(14)의 상면에 접촉하도록 장착된다.

상기와 같이 테스트소켓(10)이 테스트보드(14)에 설치될 때, 프로브핀(1)은 상기 테스트보드(14)의 상면과 하부접촉부(3)와의 밀착에 따라 상기 하부핀홀더(13)를 가이드하여 상승하고 이로 인해 상부접촉부(2)가 외부로 돌출된다.

상기와 같이 테스트보드(14)에 테스트소켓(10)이 설치되면 상기 테스트소켓(10)의 상부로 반도체칩치패키지(15)가 탑재되며, 이때 반도체칩패키지(15)의 외부연결단자(16)의 저면은 상기 상부접촉부(2)를 가압하면서 접촉하게 되고, 이에 따라 상부접촉부(2)는 탄성부(4)의 탄성에 따라 하강을 하게 되고, 탄성부(4)는 하방으로 가압되어 오므라지면서 탄성력이 증대되면서 가압력을 제거하면서 외부연결단자(16)와 접촉되도록 되어 있다.

즉 상부접촉부(2)가 외부연결단자(16)와 접촉되어 하방으로 가압될 때 상기 가압력은 코일형상으로 이루어져 탄성력이 종래보다 증대된 탄성부(4)에 의해 흡수 제거되도록 되어 있다.

상기와 같이 반도체칩패키지(15)의 외부연결단자(16)와 테스트보드(14)의 외부연결단자가 프로브핀(1)에 의해 연결되면 테스트보드(14)로부터의 테스트신호 및 반도체칩패키지(15)로부터의 응답신호는 상부접촉부(2)와 탄성부(4) 및 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 프로브핀이 제조되기 전 단계의 가공판을 보인 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀을 보인 사시 예시도,

도 3은 동 사용상태 예시도,

도 4은 프로브핀을 성형하는 성형단계의 일부를 도시한 일부 발췌 사시 예시도,

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 프로브핀 및 제조 전의 가공판을 보인 개략예시도,

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 프로브핀 및 제조 전의 가공판을 보인 개략예시도,

[도면 중 중요한 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 프로브핀, 2 : 상부접촉부,

3 : 하부접촉부, 4 : 탄성부,

50 : 가공판, 51 : 접촉편,

52 : 탄성편.

Claims (5)

1. 삭제
2. 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉부가 탄성적으로 결합되고;

   상기한 상부접촉부와 하부접촉부의 사이에는 코일형상의 탄성부가 구비되며 상기 상부접촉부와 하부접촉부가 일체로 형성되는 프로브핀에 있어서;

   상기한 하부접촉부는 상하로 관통된 원통형의 관으로 이루어지며 상기 탄성부는 상기한 하부접촉부의 내부로 절곡되어 위치하며 상기 상부접촉부는 상기 하부접촉부의 상측으로 돌출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀
3. 제 2항에 있어서;

   상기한 상부접촉부의 하부에 연결되어 형성되는 탄성부의 종단은 상기한 하부접촉부의 측면에 연결되도록 형성되며 상기 하부접촉부의 내측으로 절곡되어 위치하며 상기 상부접촉부는 상기 하부접촉부의 상측으로 돌출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀
4. 판상의 가공판을 상부접촉부 및 하부접촉부를 구성하는 한 쌍의 판상의 접촉 편과 상기 한 쌍의 접촉편의 사이를 지그재그 형태로 연결하는 탄성편으로 재단하는 재단단계와;

   상기 접촉편을 원통형으로 성형하고, 상기한 탄성편 중에 상측부위와 그 하측부위를 서로 대향하는 방향으로 당기어 펴지도록 하여 원형의 코일 형태로 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
5. 제 4항에 있어서;

   상기한 성형단계에서 상기한 탄성편을 상기 일 접촉편의 내측으로 절곡시킨 후 상기 접촉편을 원통형으로 성형하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법

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