KR101348206B1

KR101348206B1 - 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치

Info

Publication number: KR101348206B1
Application number: KR1020130002226A
Authority: KR
Inventors: 이재학
Original assignee: 주식회사 아이에스시
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-01-10

Abstract

본 발명은 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치에 대한 것으로서, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 탐침장치에 있어서, 상기 피검사 디바이스의 단자 및 상기 검사장치의 패드 중 어느 하나와 접촉되는 제1접촉부와, 상기 제1접촉부로부터 하측으로 연장되는 삽입부를 가지는 제1탐침부재; 상하양단이 개방된 통형상을 가지고 있으며, 개방된 상단을 통하여 상기 제1탐침부재의 삽입부가 삽입되는 몸체부; 상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 패드 중 다른 하나와 접촉되며 적어도 일부가 상기 몸체부에 삽입되어 있는 제2탐침부재; 상기 제1탐침부재의 외면과 상기 몸체부의 외면에 결합되어 상기 제1탐침부재를 상기 몸체부로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제1스프링부재; 및 상기 몸체부의 내부에 삽입되어 있으며 상기 제1탐침부재를 상기 제2탐침부재로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제2스프링부재;를 포함하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치에 대한 것이다.

Description

복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치{Contact device with a plurality of spring members}

본 발명은 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치로서, 더욱 상세하게는 좁은 공간에서 높은 스프링반발력을 얻을 수 있는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치에 대한 것이다.

일반적으로 완성된 반도체 제품에는 정상동작의 유무 또는 신뢰성을 위하여 여러가지 형태의 테스트 들이 수행된다.

이러한 테스트는 반도체 패키지와 같은 피검사 디바이스의 모든 입출력 단자를 검사 신호 발생회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선여부를 검사하는 전기적 특성 테스트와, 반도체 패키지의 전원 입력 단자 등 일부 입출력 단자들을 검사신호 발생 회로와 연결하여 스트레스를 인가함으로써 반도체 패키지의 수명 및 결함 발생 여부를 체크하는 번인테스트(Burn-In Test)가 있다.

이때, 상기 번인테스트의 경우에는 정상 동작 조건 보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하게 된다.

이러한 테스트를 위하여, 별도의 테스트 소켓에 반도체 패키지를 탑재시킨 상태에서 테스트가 진행된다. 그리고, 상기 테스트 소켓은 기본적으로 반도체 패키지의 형태에 따라 그 모양이 결정되고, 반도체 패키지의 외부접속단자와 소켓리드의 기계적인 접촉에 의해 테스트 기판을 연결하는 매개 역할을 한다.

즉, 상기 테스트 소켓은 반도체 패키지와 연결됨과 동시에 테스트 기판과 연결되어 이들을 연결함으로써, 테스트 기판의 신호를 반도체 패키지에 전달하여 테스트가 이루어지도록 하는 것이다.

그리고, 반도체 패키지 중에서 외부접속단자로 솔더볼을 사용하는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array:BGA) 패키지의 경우에는, 플라스틱 소재의 테스트 소켓 몸체 내부에 소켓핀이 내설된 구조를 갖게 된다. 그리고, 이러한 소켓핀으로는 프로브핀(Probe Pin)이라고도 불리는 탐침장치가 사용된다.

도 1에는 종래기술에 의한 일반적인 탐침장치에 의한 반도체 디바이스의 테스트 모습이 개략적으로 도시되어 있다.

이에 보듯이, 피검사 디바이스인 반도체 패키지(1)에는 외부접속단자(2)가 구비되고, 이에 대향하는 위치에는 테스트 기판(8) 및 이에 구비되는 기판패드(9)가 설치된다.

그리고, 탐침장치(3)가 그 사이에 위치하여 양측을 전기적으로 연결하게 되는데, 도 1에는 테스트 소켓 몸체인 하우징은 생략된 상태로 도시되어 있다.

상기 탐침장치(3)는 도시된 바와 같이, 그 몸체(4) 양단에 상부플런저(5)와 하부플런저(6)가 각각 구비되고, 몸체(4)의 내부공간에는 스프링(7)이 삽입된다. 이에 따라 상기 상부플런저(5)와 하부플런저(6)는 스프링(7)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 받게 된다.

이때, 상기 상부플런저(5)는 상기 반도체 패키지(1)의 외부접속단자(2)와 접속하고, 하부플런저(6)는 테스트 기판(8)의 기판패드(9)와 연결되어, 결과적으로 상기 외부접속단자(2)와 기판패드(9) 사이가 전기적으로 연결된다.

즉, 상기 상부플런저(5)의 일단이 상기 반도체 패키지(1)의 외부접속단자(2)에 접하고, 하부플런저(6)의 일단이 테스트 기판(8)의 기판패드(9)에 접하게 되면, 외부접속단자(2)와 기판패드(9)가 전기적으로 연결되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술에 따른 탐침장치는, 단일스프링으로 이루어져 있어 스프링의 반발력을 높이는데 한계가 있다. 즉, 단일스프링으로 높은 반발력을 높이기 위해서는 스프링 소재의 강성을 높이거나, 스프링 소선의 두께를 증가시키는 등의 방법을 사용해야 하나, 이는 제조비용을 증가시키거나, 전체적인 탐침장치의 폭을 증가시키는 원인이 되고 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 협소한 공간에서도 높은 탄성반발력을 얻을 수 있도록 하기 위한 탐침장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탐침장치는, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 탐침장치에 있어서,

상기 피검사 디바이스의 단자 및 상기 검사장치의 패드 중 어느 하나와 접촉되는 제1접촉부와, 상기 제1접촉부로부터 하측으로 연장되는 삽입부를 가지는 제1탐침부재;

상하양단이 개방된 통형상을 가지고 있으며, 개방된 상단을 통하여 상기 제1탐침부재의 삽입부가 삽입되는 몸체부;

상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 패드 중 다른 하나와 접촉되며 적어도 일부가 상기 몸체부에 삽입되어 있는 제2탐침부재;

상기 제1탐침부재의 외면과 상기 몸체부의 외면에 결합되어 상기 제1탐침부재를 상기 몸체부로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제1스프링부재; 및

상기 몸체부의 내부에 삽입되어 있으며 상기 제1탐침부재를 상기 제2탐침부재로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제2스프링부재;를 포함한다.

상기 탐침장치에서,

상기 몸체부의 외면에는, 상기 제1스프링부재가 끼워져 결합되는 상부접촉부와, 상기 상부접촉부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재의 내경보다 큰 외경을 가지는 걸림부를 포함할 수 있다.

상기 탐침장치에서,

상기 상부접촉부의 상측에는, 상기 상부접촉부보다 작은 외경을 가져서 상기 제1스프링부재와 이격되어 있는 상부연장부가 마련될 수 있다.

상기 탐침장치에서,

상기 제1탐침부재의 제1접촉부는,

단자 및 패드 중 어느 하나와 접촉되는 상측접촉부와, 상기 상측접촉부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재의 내경보다 큰 외경을 가지는 중간부와, 상기 중간부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재가 끼워져 결합되는 하측끼움부를 포함할 수 있다.

상기 탐침장치에서,

상기 제1스프링부재의 외경은 상기 제2스프링부재의 외경보다 클 수 있다.

상기 탐침장치에서,

상기 제2탐침부재는, 상기 몸체부에 삽입되는 대직경부와, 상기 몸체부로부터 돌출되어 있으며 상기 대직경부보다 작은 외경을 가지는 소직경부를 포함할 수 있다.

상기 탐침장치에서,

상기 제1스프링부재의 중간부분은, 상기 제1탐침부재 및 상기 몸체부와 접촉되지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 탐침장치는, 하나의 스프링부재는 몸체부의 외측에 배치되고, 다른 하나의 스프링부재는 몸체부의 내측에 배치되어 있어 좁은 공간에서도 높은 탄성반발력을 얻을 수 있도록 하여, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 간의 전기적 접속능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 탐침장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 탐침장치를 이용하여 전기적 검사를 실시하기 위한 예시도.
도 4는 도 3의 탐침장치를 이용하여 전기적 검사를 실시하는 모습을 나타내는 작동도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치(100)는, 피검사 디바이스(160)와 검사장치(170)의 사이에 배치되어 피검사 디바이스(160)의 단자(161)와 검사장치(170)의 패드(171)를 서로 전기적으로 연결시키는 것으로서, 상단은 피검사 디바이스(160)의 단자(161)와 접촉하고, 하단은 검사장치(170)의 하단에 접촉된다. 이러한 탐침장치(100)는, 하강하는 피검사 디바이스(160)의 충격을 완충하기 위하여 스프링부재가 마련되는데, 본 실시예에서는 이러한 스프링부재를 복수개 구비하여 탄성반발력을 극대화하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치(100)는, 제1탐침부재(110), 몸체부(120), 제2탐침부재(130), 제1스프링부재(140) 및 제2스프링부재(150)를 포함한다.

상기 제1탐침부재(110)는, 제1접촉부(111)와 삽입부(112)를 포함하여 구성된다. 상기 제1접촉부(111)는 상기 제1탐침부재(110)의 상측에 배치되는 것으로서, 몸체부(120)의 외부에 배치되는 구성이다. 이러한 제1접촉부(111)는, 상측접촉부(111a)와, 중간부(111b)와, 하측끼움부(111c)를 포함한다.

상기 상측접촉부(111a)는 상단에 끝단이 뾰족한 다수의 요철이 마련되어 있는 것으로서 대략 원기둥형상을 가진다. 상기 중간부(111b)는, 상기 상측접촉부(111a)의 하측에 배치되는 것으로서, 대략 상기 상측접촉부(111a)보다 큰 외경을 가지는 것으로서 원판형상을 가진다. 이러한 중간부(111b)는 상기 제1스프링부재(140)의 내경보다 큰 외경을 가지고 있어, 상기 제1스프링부재(140)가 제1탐침부재(110)로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상기 하측끼움부(111c)는, 상기 중간부(111b)의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재(140)가 끼워져 결합되는 것으로서, 상기 제1스프링부재(140)의 상단이 억지끼움되는 부분이다. 이러한 하측끼움부(111c)는 상기 제1스프링부재(140)의 내경과 동등하거나 약간 큰 외경을 가지는 원판형상을 가질 수 있다.

상기 삽입부(112)는, 상기 제1접촉부(111)로부터 하측으로 연장되어 몸체부(120)의 내부에 삽입되는 부분이다. 이러한 삽입부(112)는, 몸체부(120)의 개방된 상단을 통하여 삽입되어 상기 몸체부(120)의 길이방향을 따라서 슬라이드 이동할 수 있도록 구성된다. 상기 삽입부(112)의 하단은 원뿔형태로 이루어져 있어 제2스프링부재(150)의 상단이 용이하게 걸릴 수 있도록 한다. 이러한 삽입부(112)는, 몸체부(120)의 관통공 내면과 접촉시 전기적인 신호전달을 용이하게 할 수 있도록 금과 같은 귀금속으로 도금처리되는 것이 좋다.

상기 몸체부(120)는 상하양단이 개방된 원통형상을 가지는 것으로서, 개방된 상단을 통하여 제1탐침부재(110)의 삽입부(112)가 삽입되고, 개방된 하단을 통하여 제2탐침부재(130)가 삽입된다. 상기 몸체부(120)의 하단은 내측으로 오므려져 있어서 제2탐침부재(130)가 완전하게 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 이러한 몸체부(120)의 내부에 마련된 관통공에는 삽입부(112)가 삽입되어 슬라이드 이동하고, 제2탐침부재(130)가 삽입되어 슬라이드 이동한다.

이러한 몸체부(120)는, 상부연장부(121), 상부접촉부(122) 및 걸림부(123)를 포함한다.

상기 상부연장부(121)는, 상기 제1스프링부재(140)의 내부에 배치되는 것으로서, 상기 제1스프링부재(140)의 내경보다 작은 외경을 가지고 있으며 상기 제1스프링부재(140)로부터 이격되어 배치된다. 이러한 상부연장부(121)가 상기 제1스프링부재(140)로부터 이격되어 있음에 따라서 제1스프링부재(140)가 압축 및 신장하는 과정에서 상기 상부연장부(121)에 접촉되지 않고 이에 따라서 제1스프링부재(140)의 운동이 용이할 수 있으며, 이와 함께 삽입부(112)가 충분히 길게 몸체부(120) 내에 삽입될 수 있게 한다.

상기 상부접촉부(122)는, 상기 상부연장부(121)의 하측에 배치되는 것으로서, 외면에 제1스프링부재(140)가 억지끼움되어 결합되는 것으로서, 상기 제1스프링부재(140)의 내경과 동등하거나 약간 큰 외경을 가지게 된다.

상기 걸림부(123)는, 상기 상부접촉부(122)의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재(140)의 내경보다 큰 외경을 가지는 것으로서, 상기 제1스프링부재(140)가 상기 걸림부(123)에 걸려 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 한편, 상기 걸림부(123)의 하측에는 상기 걸림부(123)보다 작은 외경을 가지는 하부연장부(124)가 마련되어 있으며 상기 걸림부(123)와 상기 하부연장부(124)의 사이에는 단턱이 마련되어 있어서 상기 단턱이 하우징에 걸릴 수 있도록 한다.

상기 제2탐침부재(130)는, 검사장치(170)의 패드(171)와 접촉되며 적어도 일부가 상기 몸체부(120)에 삽입되는 것으로서, 상기 몸체부(120)에 삽입되는 대직경부(131)와, 상기 몸체부(120)로부터 돌출되어 있으며, 상기 대직경부(131)보다 작은 외경을 가지는 소직경부(132)를 포함한다. 상기 대직경부(131)와 소직경사이에는 단턱이 마련되어 있으며 상기 단턱이 상기 몸체부(120)의 하단의 오므려진 부분에 걸림으로서 상기 제2탐침부재(130)가 상기 몸체부(120)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

상기 제1스프링부재(140)는, 상기 제1탐침부재(110)의 외면과, 상기 몸체부(120)의 외면에 결합되어 상기 제1탐침부재(110)를 상기 몸체부(120)로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 것이다. 이러한 제1스프링부재(140)는, 상기 제1탐침부재(110)의 하측끼움부(111c)에 상단이 억지끼움되고, 상기 몸체부(120)의 상부접촉부(122)에 하단이 억지끼움된다. 이러한 제1스프링부재(140)는 표면에 금과 같은 귀금속으로 도금처리될 수 있다. 이러한 제1스프링부재(140)의 중간부(111b)분은 압축과 팽창과정에서도 제1탐침부재(110) 및 상기 몸체부(120)와 접촉되지 않게 되어 보다 용이한 동작이 가능하게 된다.

상기 제2스프링부재(150)는, 상기 몸체부(120)의 내부에 삽입되어 있으며, 상기 제1탐침부재(110)를 상기 제2탐침부재(130)로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 것이다. 이러한 제2스프링부재(150)는 통상의 압축코일스프링일 수 있다. 이러한 제2스프링부재(150)의 표면에는 신호전달특성을 극대화할 수 있도록 금과 같은 귀금속으로 표면처리될 수 있다. 한편, 상기 제2스프링부재(150)는 상기 몸체부(120)의 내부에 삽입되어 있기 때문에 상기 제1스프링부재(140)보다는 작은 외경을 가지게 된다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치(100)는 다음과 같은 작용효과를 가진다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 탐침장치(100)를 피검사 디바이스(160)와 검사장치(170)의 사이에 배치한다. 이때 검사장치(170)의 패드(171)에 상기 탐침장치(100)의 제2탐침부재(130)의 하단이 접촉될 수 있도록 한다. 이후에, 상기 피검사 디바이스(160)를 하강시키면 상기 피검사 디바이스(160)의 단자(161)가 상기 제1탐침부재(110)와 접촉하면서 상기 제1탐침부재(110)를 하방으로 누르게 되는데, 이때 상기 제1탐침부재(110)를 누르는 힘은 제1스프링부재(140) 및 제2스프링부재(150)에 축적되게 된다. 특히, 2개의 스프링부재가 동시에 제1탐침부재(110)의 하강압력을 받고 있기 때문에 충분한 탄성반발력을 가질 수 있게 된다. 충분한 압력이 검사장치(170)의 패드(171) 측으로 전달되면 검사장치(170)로부터 소정의 신호가 인가되고 이 신호는 탐침장치(100)를 거쳐서 피검사 디바이스(160) 측으로 이동하게 되며 이에 따라서 전기적인 검사가 이루어진다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치(100)는, 2개의 스프링부재가 제1탐침장치(100)를 탄성가압하고 있기 때문에 충분한 탄성력을 가질 수 있다는 장점이 있다. 특히 협소한 공간에서도 2개의 스프링부재로 인한 충분한 탄성반발력을 얻을 수 있으므로 미세피치를 가지는 피검사 디바이스(160)에 대한 검사를 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침장치를 다음과 같이 변형되는 것도 가능하다.

상술한 실시예에서는, 제1탐침부재가 피검사 디바이스의 단자와 접촉하고, 제2탐침부재가 검사장치에 접촉하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1탐침부재가 검사장치의 패드와 접촉하고 제2탐침부재가 피검사 디바이스의 단자와 접촉되는 것도 가능함은 물론이다.

이러한 본 발명에 따른 탐침장치는 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위에 의하여 합리적으로 해석되는 범위라면 확대되어 해석될 수 있음은 물론이다.

100...탐침장치 110...제1탐침부재
111...제1접촉부 111a...상측접촉부
111b...중간부 111c...하측끼움부
112...삽입부 120...몸체부
121...상부연장부 122...상부접촉부
123...걸림부 124...하부연장부
130...제2탐침부재 131...대직경부
132...소직경부 140...제1스프링부재
150...제2스프링부재 160...피검사 디바이스
161...단자 170...검사장치
171...패드

Claims

피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 탐침장치에 있어서,
상기 피검사 디바이스의 단자 및 상기 검사장치의 패드 중 어느 하나와 접촉되는 제1접촉부와, 상기 제1접촉부로부터 하측으로 연장되는 삽입부를 가지는 제1탐침부재;
상하양단이 개방된 통형상을 가지고 있으며, 개방된 상단을 통하여 상기 제1탐침부재의 삽입부가 삽입되는 몸체부;
상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 패드 중 다른 하나와 접촉되며 적어도 일부가 상기 몸체부에 삽입되어 있는 제2탐침부재;
상기 제1탐침부재의 외면과 상기 몸체부의 외면에 결합되어 상기 제1탐침부재를 상기 몸체부로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제1스프링부재; 및
상기 몸체부의 내부에 삽입되어 있으며 상기 제1탐침부재를 상기 제2탐침부재로부터 멀어지는 방향으로 탄성바이어스시키는 제2스프링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체부의 외면에는, 상기 제1스프링부재가 끼워져 결합되는 상부접촉부와, 상기 상부접촉부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재의 내경보다 큰 외경을 가지는 걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제2항에 있어서,
상기 상부접촉부의 상측에는, 상기 상부접촉부보다 작은 외경을 가져서 상기 제1스프링부재와 이격되어 있는 상부연장부가 마련되는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제1항에 있어서,
상기 제1탐침부재의 제1접촉부는,
단자 및 패드 중 어느 하나와 접촉되는 상측접촉부와, 상기 상측접촉부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재의 내경보다 큰 외경을 가지는 중간부와, 상기 중간부의 하측에 배치되며 상기 제1스프링부재가 끼워져 결합되는 하측끼움부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제1항에 있어서,
상기 제1스프링부재의 외경은 상기 제2스프링부재의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제1항에 있어서,
상기 제2탐침부재는, 상기 몸체부에 삽입되는 대직경부와, 상기 몸체부로부터 돌출되어 있으며 상기 대직경부보다 작은 외경을 가지는 소직경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.
제1항에 있어서,
상기 제1스프링부재의 중간부분은, 상기 제1탐침부재 및 상기 몸체부와 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 복수의 스프링부재를 가지는 탐침장치.