KR20080084571A - 커넥터 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 시험하기 위해 사용되는 커넥터 장치에 관한 것으로서, 컨택트 핀의 접촉성을 개선하여 안정적인 전기 신호를 전달하고, 수커넥터와 암커넥터를 확실하게 락킹하고 용이하게 분리하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명의 수커넥터는, 제2그라운드 핀과 제2시그널 핀이 횡으로 배열되어 형성된 컨택트 핀을 수용하는 제2하우징과, 암커넥터에 삽입되는 삽입부 및 삽입봉을 포함하고, 암커넥터는, 제1그라운드 핀과 제1시그널 핀이 횡으로 배열되어 형성된 컨택트 핀을 수용하는 제1하우징과, 수커넥터와 암커넥터를 락킹하기 위한 레버를 포함하며, 락킹장치에 의해 상기 암커넥터의 제1그라운드 핀을 슬라이딩시키면서 가압하여 수커넥터의 제2그라운드 핀에 락킹하고, 암커넥터의 제1시그널 핀과 상기 수커넥터의 제2시그널 핀을 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 한다.
반도체, 웨이퍼, 커넥터, 컨택트 핀, 시그널 핀, 그라운드 핀
Description
도 1은 종래 기술에 의한 커넥터 장치로서, 1a는 커넥터에 접속부품이 조립되는 상태를 나타낸 단면도, 1b는 컨택트 핀의 전체 조립도, 1c는 컨택트 핀이 락킹되는 상태를 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 커넥터 장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 암커넥터와 수커넥터를 분리한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 암커넥터를 도시한 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 컨택트 핀을 도시한 것으로서, a는 컨택트 핀의 전체 조립도, b는 한쌍의 컨택트 핀을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 컨택트 핀이 락킹되기 전의 상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 컨택트 핀이 락킹장치에 의해 락킹된 상태를 나타낸 도면.
본 발명은 커넥터 장치에 관한 것으로서, 특히, 반도체 웨이퍼(Wafer)의 전기적 특성을 검사하기 위해 탐침기판(Probe Card)과 반도체 검사장비의 PCB(Printed Circuit Board)를 전기적/기계적으로 접속시키는 커넥터 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 상의 칩(Chip)을 검사하는 검사장치는 전기적/기계적으로 매우 높은 정밀도가 요구된다. 반도체 웨이퍼를 직접 접촉하는 수천개의 탐침핀을 구비한 탐침카드 뿐만 아니라, 탐침카드와 반도체 검사장비의 PCB를 연결하는 커넥터 장치도 높은 신뢰성이 요구된다. 특히, 탐침카드와 반도체 검사장비간에 전기신호를 전달하는 커넥터 장치는 제품의 신뢰성에 있어서 중요한 역할을 한다. 또한, 대량으로 생산되는 반도체 산업의 특성상, 검사의 정밀도와 함께 검사시간을 단축시키는 것도 중요한 과제이다.
이러한 커넥터 장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 커넥터 장치는 한국 등록특허 제10-0364065호에 개시된 커넥터 장치로서, 1a는 커넥터(50)에 접속부품(40)이 조립되는 상태를 나타낸 단면도이고, 1b는 컨택트 핀의 전체 조립도이며, 1c는 컨택트 핀이 락킹되는 상태를 간략하게 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 종래의 커넥터 장치는, 커넥터(50)에 접속부품(40)이 조립되는 구조로 이루어져 있다. 상기한 종래의 커넥터는 기판(30)에 전기 신호를 공급하는 전기적 단자(48)를 구비한다. 상기 전기적 단자(48)는 핀 형태로서 전기적 단자 지지부(44)에 의해 지지된다. 상기 전기적 단자(48)는 전기 신호를 전달하는 시그널핀(Signal Pin)과 접지를 위한 그라운드 핀(Ground Pin)으로 이루어져 있다. 본 명세서에서는 시그널 핀과 그라운드 핀을 통칭하여 컨택트 핀(Contact Pin)이라 칭하기로 한다.
상기 접속부품(40)은 리벳(42)에 의해 상기 기판(30)에 고정된다. 미설명부로 46은 보강판을 나타낸 것이다.
상기 접속부품(40)과 착탈가능하게 결합되는 커넥터(50)의 내부에는 상기 접속부품(40)의 전기적 단자(48)와 접촉하는 다수의 컨택트 핀(70)이 구비된다. 상기 컨택트 핀(70)은 하우징(68)에 의해 지지되며 그 일단에는 상기 전기적 단자(48)에 접촉되는 컨택트부(74)를 구비하고 있다. 상기 접속부품(40)이 커넥터(50)에 삽입되면, 상기 컨택트부(74)에 의해 상기 전기적 단자(48)와 컨택트 핀(70)은 전기적으로 접속하게 된다.
도 1에 도시된 커넥터 장치에 있어서, 접속부품(40)은 본 발명의 수커넥터, 커넥터(50)는 본 발명의 암커넥터에 해당한다. 또한, 도 1에서 전기적 단자(48)는 본 발명의 수커넥터의 컨택트 핀, 컨택트 핀(70)은 본 발명의 암커넥터의 컨택트 핀에 해당한다.
상기 컨택트 핀(70)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 다수의 시그널 핀 및 그라운드 핀이 횡으로 결합되어 구성된다. 즉, 전기적 단자(48)가 컨택트핀(70)의 내부에 삽입되는 형태로 결합이 된다. 또한, 시그널 핀과 그라운드 핀은 그 구조가 동일하게 형성되어 있다.
상기 컨택트 핀(70)은 도 1c에 도시된 바와 같이, 전기적 단자(48)와의 연결을 위한 굴곡진 형상의 컨택트부(74)를 구비하고 있다. 상기 컨택트부(74)의 외측에는 컨택트 핀(70)을 전기적 단자(48)쪽으로 가압하여 접촉시키기 위한 가압부(78)가 설치된다. 상기 가압부(78)는 회전캠(72)과 회전캠 지지부(76)로 구성되 어 컨택트 핀(70)을 전기적 단자(48)와 접촉시킨다. 상기 회전캠(72)은 원주부(75)와 절단부(77)로 이루어져 있고, 회전캠 구동부(도시 생략)에 의해 회전한다. 상기 가압부(78)가 콘택트 핀(70)을 누르면 컨택트부(74)가 전기적 단자(48)에 접촉하여 전기신호를 전달하게 되는 것이다.
그러나, 상기한 종래의 커넥터 장치는, 전기적 단자(48)와 돌기형상의 컨택트부(74)가 접촉하는 구조이므로, 접촉되는 순간 도 1c의 "A" 부분에서 접촉면적의 변화가 발생하게 된다. 따라서, 단자(48)와 컨택트핀(70)이 접촉하는 "A" 부분에서 전류의 흐름에 변화가 발생하게 된다.
이렇게 전류의 흐름에 변화가 발생하면 임피던스가 변화하여 정확한 전기신호를 전달하기가 어렵게 된다. 따라서, 고도의 정밀성을 요구하는 반도체 웨이퍼의 검사작업에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 대량으로 생산되는 반도체 웨이퍼는 고속으로 검사가 가능하면서도 검사의 정확도가 높아야 하는데, 상기한 종래의 커넥터로는 이러한 요구를 충족시키지 못하는 것이다.
또한, 종래의 커넥터 장치는 시그널 핀과 그라운드 핀간에 전기적인 간섭이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 커넥터 장치는, 반원형 캠을 이용하여 컨택트핀을 옆으로 밀어 전기적 단자와 컨택트 핀을 접촉시키는 구조이므로, 락킹이 불완전하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 암 커넥터의 컨택트 핀과 수커넥터의 컨택트 핀의 임피던스를 매칭시켜 전달되는 전기 신호가 변하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 시그널 핀과 그라운드 핀의 구조를 다르게 형성하여 한쌍으로 배열함으로써, 조립성을 향상시키고 주어진 공간에 보다 많은 핀을 배치할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 시그널 핀의 형상을 개선하여 전기 신호를 빠르게 전달하고 전기적인 간섭을 방지하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 암커넥터와 수커넥터를 확실하게 락킹하고 용이하게 분리할 수 있는 락킹장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 시험하기 위해 탐침기판과 연결되는 수커넥터와, 반도체 검사 장비의 PCB(Printed Circuit Board)와 연결되는 암커넥터로 이루어지는 커넥터 장치에 있어서, 상기 수커넥터는, 제2그라운드 핀과 제2시그널 핀이 횡으로 다수 배열되어 형성된 컨택트 핀을 수용하는 제2하우징과, 상기 암커넥터에 삽입되는 삽입부 및 삽입봉을 포함하고, 상기 암커넥터는, 제1그라운드 핀과 제1시그널 핀이 횡으로 다수 배열되어 형성된 컨택트 핀을 수용하는 제1하우징과, 상기 수커넥터와 암커넥터를 락킹하기 위한 레버를 포함하며, 락킹장치에 의해 상기 암커넥터의 제1그라운드 핀을 슬라이딩시키면서 가압하여 수커넥터의 제2그라운드 핀에 락킹하고, 상기 암커넥터의 제1시그널 핀과 상기 수커넥터의 제2시그널 핀을 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1그라운드 핀과 제2그라운드 핀의 접촉면은 각각 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1시그널 핀과 제2시그널 핀의 접촉면은 각각 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 암커넥터의 제1그라운드 핀과 제1시그널 핀은 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수커넥터의 제2그라운드 핀과 제2시그널 핀은 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1그라운드 핀, 제2그라운드 핀, 제1시그널 핀, 제2시그널 핀은 서로 다른 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1그라운드 핀의 상부는 완만한 곡선의 사선부로 이루어지고, 하부에는 제2그라운드 핀에 결합되기 위한 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2그라운드 핀에 상기 제1그라운드 핀의 볼록부에 대응하는 오목부가 형성되고, 제2그라운드 핀의 일단부가 내측으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2시그널 핀의 일단부가 상기 제2그라운드 핀의 절곡방향과 반대인 외측으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 락킹장치는, 암커넥터의 일단에 구비된 레버와, 상기 레버의 조작에 의해 회전하는 회전축과, 상기 레버와 제1연결축 및 제2연결축으로 연결되어 회전하는 회전판과, 상기 회전판과 연결되어 회전하는 회전캠과, 상기 회전캠에 연결된 연결부재와, 상기 연결부재에 결합되어 제1그라운드 핀을 제2그라운드 핀의 오목부에 결합하도록 슬라이딩시키는 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전캠은 좌우 양단에 구비되어 2개의 제4연결축으로 연결되고, 상기 레버의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이더는, 상부에 연결부재가 안착되는 반원형의 오목부가 형성되고, 그 하부에 사각형상의 개방부가 형성되며, 상기 개방부의 양쪽 외부는 상기 제1그라운드 핀의 하부 형상에 대응하는 원호상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수커넥터와 암커넥터을 결합하면, 암커넥터의 회전캠이 수커넥터의 제2하우징 내부에 형성된 레일을 따라 하강하여 회전캠과 레버가 자동적으로 언락킹(Unlocking) 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 커넥터 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 암커넥터와 수커넥터를 분리한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 암커넥터를 도시한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 컨택트 핀을 도시한 것으로서, 5a는 컨택트 핀의 전체 조립도, 5b는 한쌍의 컨택트 핀을 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 컨택트 핀이 락킹되기 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 컨택트 핀이 락킹장치에 의해 락킹된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 특징을 설명하기에 앞서, 먼저 커넥터 장치의 일반적인 구조에 대하여 살펴본다.
커넥터 장치는, 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위하여, 반도체 검사장비의 PCB와 웨이퍼상의 반도체 칩을 탐침하는 탐침기판을 접속시키는데 사용된다. 상기 커넥터 장치는, 반도체 웨이퍼 상에 배열된 미세한 칩을 검사해야 하므로, 반도체 검사장비와 탐침기판을 전기적/기계적으로 안정적이면서 정확하게 접속시켜야 한다.
일반적인 커넥터 장치는 수커넥터와 암커넥터의 결합으로 이루어진다. 상기 수커넥터는 웨이퍼 상의 칩을 탐침하는 탐침기판과 전기적으로 연결된다. 상기 암커넥터는 반도체 검사장비와 연결된 PCB와 접속하여, 탐침기판에서 탐침되는 웨이퍼상의 칩의 상태를 전기적인 신호형태로 검사장비에 전달한다.
상기한 수커넥터와 암커넥터가 결합될 때, 암커넥터에 구비된 다수의 컨택트 핀과 수커넥터에 구비된 다수의 컨택트 핀이 전기적으로 확실하게 접속되기 위해서는 일정한 가압력을 필요로 한다.
이때, 가압하는 힘이 너무 강하면 전기적인 접촉성은 향상되지만 동시에 마찰력도 커지게 되므로, 암커넥터에 수커넥터를 삽입하거나 분리하는 것이 곤란하게 된다. 특히, 암커넥터에 많은 컨택트 핀이 설치된 경우나, 다수의 암커넥터에 대하여 수커넥터들을 동시에 삽입해야 하는 경우에는, 수커넥터를 삽입하기 위하여 큰 힘을 가해야만 하기 때문에 문제가 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 삽입력을 필요로 하지 않는 커넥터가 제안된 바 있다. 상기 커넥터는 수커넥터 삽입시 힘이 필요하지 않다는 의미에서 통 상적으로 ZIF(Zero Insertion Force) 커넥터라 불리운다. 상기 ZIF 커넥터에서는 수커넥터가 암커넥터에 삽입된 후에, 레버를 작동시켜 수커넥터와 암커넥터를 전기적/기계적으로 락킹하고 있다. 본 발명도 이러한 ZIF 커넥터의 일종이다.
그러나, 삽입력이 필요하지 않는 ZIF 커넥터라 할지라도, 수커넥터의 삽입시 암커넥터와 수커넥터의 상대적 위치가 약간 어긋나는 경우가 발생할 수 있다. 암커넥터와 수커넥터간에 높은 정밀도가 필요한 경우에는 수커넥터의 미세한 어긋남이 조립시 문제가 되기도 한다. 따라서, ZIF 커넥터에서는 컨택트 핀간에 일정공간을 확보해야 할 필요가 있으며, 이러한 공간에 의해 설치되는 컨택트 핀의 수는 제한을 받게 된다.
일반적으로 미소한 반도체를 시험하기 위하여 사용하는 반도체 시험 장치에서는, 매우 높은 신뢰성이 요구되고 있다. 특히, 대량으로 생산되는 반도체 웨이퍼를 신속하고 정확하게 검사하기 위해서는, 커넥터 장치가 전기적인 신호를 신속하고 정확하게 전달할 수 있어야 한다.
또한, 다양한 반도체 부품을 시험하기 위해서는 반도체에 접촉하는 탐침을 포함하는 다양한 기판을 준비해야 한다. 따라서, 반도체 시험 장치에 사용되는 커넥터는 이러한 다양한 기판을 용이하게 착탈할 수 있어야 한다.
또한, 수커넥터가 암커넥터에 삽입되었을 때, 수커넥터의 컨택트 핀과 암커넥터의 컨택트 핀간에는 임피던스가 서로 매칭되어야 한다. 그렇지 않으면 정확한 전기신호를 전달하기가 어렵게 된다.
웨이퍼의 칩을 탐침하는 탐침기판은 수십에서 수백개의 수커넥터와 연결되 고, 이 연결된 수커넥터들이 검사장비와 연결된 암커넥터와 접속된다. 따라서, 수커넥터와 암커넥터가 조립되었을 때, 전기적으로 안정되는 것이 중요하다. 또한, 수커넥터가 암커넥터에 접속될 때, 분리되지 않도록 기계적으로 정밀하게 락킹(Locking)되어야 한다.
본 발명은 상기한 사항들을 고려하여 이루어진 것으로서, 도 2는 본 발명에 따른 커넥터 장치의 조립도, 도 3은 수커넥터와 암커넥터가 분리된 상태를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 커넥터 장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 탐침기판(도시 생략)과 연결되는 수커넥터(200)와 반도체 검사장비의 PCB(305)와 연결되는 암커넥터(300)로 이루어진다.
상기 수커넥터(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 컨택트 핀(203)이 양쪽으로 배치된 제2하우징(201)을 구비한다. 상기 제2하우징(201)의 양단에는 암커넥터(300)에 삽입하기 위한 삽입부(206)가 다수 구비된다. 또한, 상기 제2하우징(201)의 일단에는 원형의 삽입봉(205)이 구비된다. 도 3에는 상기 삽입봉(205)이 제2하우징(201)의 한쪽에만 형성되어 있으나, 상기 삽입봉(205)은 상기 제2하우징(201)의 양단에 구비될 수도 있다.
상기 컨택트 핀(203)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2그라운드 핀(203b)과 제2시그널 핀(203a)이 횡으로 다수 배열되어 이루어진다.
상기 암커넥터(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 컨택트 핀(303)이 양쪽으로 배치된 제1하우징(301)을 구비한다. 상기 제1하우징(301)의 일측에는 수커넥 터(200)와 암커넥터(300)를 락킹하기 위한 락킹장치가 구비된다.
상기 락킹장치는, 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 암커넥터(300)의 일단에 구비된 레버(302a)와, 상기 레버(302a)의 조작에 의해 회전하는 회전축(312b)과, 상기 레버(302a)와 제1연결축(308) 및 제2연결축(309)으로 연결되어 회전하는 회전판(310)과, 상기 회전판(310)과 연결되어 회전하는 회전캠(304)과, 상기 회전캠(304)에 연결된 연결부재(307)와, 상기 연결부재(307)에 결합되어 제1그라운드 핀(303b)을 제2그라운드 핀(203b)의 오목부(203c)에 결합하도록 슬라이딩시키는 슬라이더(306)를 포함한다.
상기 회전캠(304)은 좌우 양단에 구비되어 2개의 제4연결축(312)으로 연결되어 있고, 상기 레버(302a)의 회전방향과 반대방향으로 회전한다.
상기 슬라이더(306)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상부에 연결부재(307)가 안착되는 반원형의 오목부가 형성되어 있고, 그 하부에는 사각형상의 개방부가 형성되어 있다. 또한, 상기 슬라이더(306)의 개방부 양쪽 외부는, 상기 제1그라운드 핀(303b)의 하부 형상에 대응하는 원호상으로 형성되어 있다.
상기한 락킹장치에 의해, 상기 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)을 슬라이딩시키면서 가압하여 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)에 락킹할 수 있다. 이때, 상기 제1그라운드 핀(303b)에 형성되어 있는 완만한 곡선으로 이루어진 절곡부분과 상기 제2그라운드 핀(203b)에 형성되어 있는 절곡부분이 서로 맞닿아 결합되면서 전기적으로 접속된다. 이와 동시에, 상기 암커넥터(300)의 제1시그널 핀(303a)과 수커넥터(200)의 제2시그널 핀(203a)도 전기적으로 접속된다(도 5b 참 조).
또한, 상기 수커넥터(200)와 암커넥터(300)를 결합하면, 암커넥터(300)의 회전캠(304)이 수커넥터(200)의 제2하우징(201) 내부에 형성된 레일을 따라 하강하여 회전캠(304)과 레버(302a)가 자동적으로 언락킹(Unlocking) 상태가 되도록 한다. 이 상태에서 레버(302a)를 회전시키면 암커넥터와 수커넥터가 락킹상태가 된다.
본 발명에 따른 수커넥터(200)와 암커넥터(300)의 컨택트 핀(203,303)은, 도 5a에 도시된 바와 같이 배치된다.
즉, 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 제1시그널 핀(303a)은 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치되고, 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)과 제2시그널 핀(203a)도 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치된다.
상기와 같이 컨택트 핀(203,303)을 쌍으로 배치함으로써, 핀간의 전기적인 간섭을 방지할 수 있고, 제1시그널 핀(303a)과 제1그라운드 핀(303b), 제2시그널 핀(203a)과 제2그라운드 핀(203b)간의 간격을 줄일 수 있다. 따라서, 주어진 공간 내에서 보다 많은 컨택트 핀을 배치할 수 있으므로, 검사 시간을 단축할 수 있다.
또한, 제1시그널 핀(303a)과 제1그라운드 핀(303b), 제2에 제1및 제2 그라운드 핀(303b,203b)을 배치함으로써, 상기 제1시그널 핀(303a)과 제2시그널 핀(203a)이 접촉할 때 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 5b를 참조하여 본 발명에 따른 컨택트 핀의 구성을 더욱 상세히 설명한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 한쌍의 컨택트 핀은, 제1그라운드 핀(303b), 제2그라운드 핀(203b), 제1시그널 핀(303a), 제2시그널 핀(203a)으로 이루어진다.
또한, 상기 제1그라운드 핀(303b), 제2그라운드 핀(203b), 제1시그널 핀(303a), 제2시그널 핀(203a)은 서로 다른 형상으로 되어있다.
상기 제1그라운드 핀(303b)은, 한쪽은 완만한 곡선부로 형성되고, 다른 한쪽은 제2그라운드 핀(203b)에 결합되기 위한 볼록부(303c)가 형성되어 있다.
상기 제2그라운드 핀(203b)은, 한쪽에 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)에 대응하는 오목부(203c)가 형성되어 있다. 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)가 제2그라운드 핀(203b)에 결합됨으로써 암커넥터(300)와 수커넥터(200)의 락킹이 이루어진다. 상기 제2그라운드 핀(203b)의 일단부는 내측으로 절곡되어 있다.
상기 제2시그널 핀(203a)은, 그 일단부가 상기 제2그라운드 핀(203b)의 절곡방향과 반대인 외측으로 절곡되어 있다.
상기 제1그라운드 핀(303b)과 제2그라운드 핀(203b)이 접촉되는 부분과, 제1시그널 핀(303a)과 제2시그널 핀(203a)이 접촉되는 부분(C2 부분)은, 핀들의 접촉성을 향상시키기 위해 경사면으로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 핀들이 접촉되는 부분을 경사면으로 형성함으로써, 전류의 흐름을 일정하게 할 수 있다. 따라서, 종래와 커넥터에서와 같이, 임피던스가 변화하여 전기적 신호에 영향을 주는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1시그널 핀(303a) 및 제2시그널 핀(203a)의 형상은, 제1그라운 드 핀(303b) 및 제2그라운드 핀(203b)의 형상보다 단순화하는 것이 바람직하다. 이는 신호 전달을 보다 확실하게 하고 전기적인 특성을 개선하기 위한 것이다. 이에 따라, 임피던스의 변화를 방지하여 전기적으로 안정되게 동작할 수 있다.
한편, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1그라운드 핀(303b)에는 볼록부(303c)가 형성되고, 제2그라운드 핀(203b)에는 이와 대응되는 오목부(203c)가 형성된다. 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)와 제2그라운드 핀(203b)의 오목부(203c)는 암커넥터(300)와 수커넥터(200)를 락킹시킬 때 서로 맞물리게 된다.
본 발명은 상기 제1그라운드 핀(303b)과 제2그라운드 핀(203b)를 정확하고 안정되게 접촉시키기 위해, 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)의 중간단면과 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)의 끝단면을 접촉(C1 참조)시킨다. 또한, 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)의 굴곡부(303c)와 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)의 오목부(203c)를 접촉시킨다(C2 참조).
즉, 제1시그널 핀(303a)과 제2시그널 핀(203a)의 접촉은 C1 부분에서 경사면 접촉 상태가 되고, 제1그라운드 핀(303b)과 제2그라운드 핀(203b)의 접촉은 C1부분에서 경사면 접촉상태가 되는 동시에, C2 부분에서는 굴곡 접촉상태가 된다.
상기 제1그라운드 핀(303b)과 제2그라운드 핀(203b)의 접촉형태를 경사면 접촉과 굴곡 접촉을 병행함으로써, 암커넥터(300)와 수커넥터(200)의 결합시 힘이 가해지더라도 그 힘이 분산되면서 안정적으로 접촉될 수 있다.
한편, 상기 제2그라운드 핀(203b)의 오목부(203c)의 홈은, 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)보다 수직방향으로 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)가 슬라이더(306)에 의해 아래방향으로 가압될 때, 상기 제2그라운드 핀(203b)은 상방향으로 약간 상승하게 된다. 따라서, C1부분에서의 접촉성이 보다 향상될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서의 탐침기판은 수커넥터(200)에 연결되고, 반도체 웨이퍼의 검사장비는 PCB(305)를 통해 암커넥터(300)와 접속된다. 상기 PCB(305)가 암커넥터(300)에 접속되면, 상기 PCB(305)의 전기단자와 암커넥터(300)의 컨택트 핀인 제1그라운드 핀(303b) 및 제1시그널 핀(303a)들이 접촉된다.
이때, 약간 휘어진 형태로 PCB(305)가 삽입되더라도, 상기 제1그라운드 핀(303b)과 제1시그널 핀(303a)은 스프링과 같은 탄성을 지니고 있으므로, PCB(305)의 전기단자를 맞물면서 용이하게 접속될 수 있다.
또한, 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)에 굴곡을 주어 서로 맞물리게 결합하는 구조이므로, 암커넥터(300)와 수커넥터(200)는 조립시 기계적으로 완전한 락킹상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 암커넥터(300)와 수커넥터(200)의 락킹구조를 설명한다.
도 6은 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)이 락킹되기 전의 상태를 도시한 것이고, 도 7은 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)이 락킹된 상태를 도시한 것이다.
먼저, 수커넥터(200)와 암커넥터(300)를 결합하면, 회전캠(304)의 돌기가 수 커넥터(200)의 제2하우징(201)의 내부에 형성된 홈을 따라 내려가면서, 회전캠(304)과 레버(302a)를 자연스럽게 언락킹(Unlocking) 상태로 이동시킨다. 즉, 도 6에 도시한 상태가 된다. 이는 암커넥터(300)와 수커넥터(200)를 처음 결합할 때, 컨택트 핀들이 락킹된 상태에서 접촉하는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기한 언락킹 상태에서 암커넥터(300)의 레버(302a)를 도 6에서 오른쪽 방향으로 움직이면, 상기 레버(302a)와 제1연결축(308) 및 제2연결축(309)으로 연결된 회전판(310)이 오른쪽으로 회전하게 된다.
상기 회전판(310)이 오른쪽으로 회전하면, 상기 회전판(310)과 결합된 회전캠(304)은 왼쪽방향으로 회전하면서 이와 연결된 연결부재(307)를 아래 방향으로 밀어낸다. 그러면, 연결부재(307)는 이와 연결된 슬라이더(306)를 아래쪽 방향으로 밀게 되고, 슬라이더(306)는 아래쪽으로 하강하면서 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)를 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)의 오목부(203C)에 가압하여 암커넥터(300)와 수커넥터(200)를 락킹시킨다.
본 발명의 락킹구조는, 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)에 굴곡부를 형성하여 결합시킨뒤 슬라이더(306)로 가압하는 구조이므로 기계적으로 확실하게 락킹시킬 수 있다.
상기 암커넥터(300)와 수커넥터(200)를 분리하고자 할 경우에는, 상기 레버(302a)를 왼쪽으로 돌린 후 수커넥터(200)를 암커넥터(300)로부터 빼내면 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않고 다 양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 커넥터 장치에 의하면, 암커넥터의 컨택트 핀과 수커넥터의 컨택트 핀이 접촉되는 부분을 경사면으로 형성함으로써, 컨택트 핀들간의 임피던스를 매칭시켜 안정적인 전기 신호를 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시그널 핀과 그라운드 핀의 구조를 각각 다르게 형성하여 한쌍으로 배열함으로써, 조립성을 향상시킬 수 있고 전기적인 간섭을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컨택트 핀간의 간격을 줄여 주어진 공간내에 보다 많은 핀들을 배치할 수 있으므로, 웨이퍼의 탐침시간을 절약하여 검사시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 암커넥터와 수커넥터를 전기적/기계적으로 안정적이고 확실하게 접속시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (13)
- 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 시험하기 위해 탐침기판과 연결되는 수커넥터(200)와, 반도체 검사 장비의 PCB(Printed Circuit Board)(305)와 연결되는 암커넥터(300)로 이루어지는 커넥터 장치에 있어서,상기 수커넥터(200)는, 제2그라운드 핀(203b)과 제2시그널 핀(203a)이 횡으로 다수 배열되어 형성된 컨택트 핀(203)을 수용하는 제2하우징(201)과, 상기 암커넥터(300)에 삽입되는 삽입부(206) 및 삽입봉(205)을 포함하고,상기 암커넥터(300)는, 제1그라운드 핀(303b)과 제1시그널 핀(303a)이 횡으로 다수 배열되어 형성된 컨택트 핀(303)을 수용하는 제1하우징(301)과, 상기 수커넥터(200)와 암커넥터(300)를 락킹하기 위한 레버(302a)를 포함하며,락킹장치에 의해 상기 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)을 슬라이딩시키면서 가압하여 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)에 락킹하고, 상기 암커넥터(300)의 제1시그널 핀(303a)과 상기 수커넥터(200)의 제2시그널 핀(203a)을 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1그라운드 핀(303b)과 제2그라운드 핀(203b)의 접촉면은 각각 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1시그널 핀(303a)과 제2시그널 핀(203a)의 접촉면은 각각 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 암커넥터(300)의 제1그라운드 핀(303b)과 제1시그널 핀(303a)은 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 수커넥터(200)의 제2그라운드 핀(203b)과 제2시그널 핀(203a)은 횡으로 서로 번갈아가면서 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1그라운드 핀(303b), 제2그라운드 핀(203b), 제1시그널 핀(303a), 제2시그널 핀(203a)은 서로 다른 형상인 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 6항에 있어서,상기 제1그라운드 핀(303b)의 한쪽은 완만한 곡선의 사선부로 이루어지고, 다른쪽에는 제2그라운드 핀(203b)에 결합되기 위한 볼록부(303c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 6항에 있어서,상기 제2그라운드 핀(203b)에 상기 제1그라운드 핀(303b)의 볼록부(303c)에 대응하는 오목부(203c)가 형성되고, 제2그라운드 핀(203b)의 일단부가 내측으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 6항에 있어서,상기 제2시그널 핀(203a)의 일단부가 상기 제2그라운드 핀(203b)의 절곡방향과 반대인 외측으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 락킹장치는, 암커넥터(300)의 일단에 구비된 레버(302a)와, 상기 레버(302a)의 조작에 의해 회전하는 회전축(312b)과, 상기 레버(302a)와 제1연결축(308) 및 제2연결축(309)으로 연결되어 회전하는 회전판(310)과, 상기 회전판(310)과 연결되어 회전하는 회전캠(304)과, 상기 회전캠(304)에 연결된 연결부재(307)와, 상기 연결부재(307)에 결합되어 제1그라운드 핀(303b)을 아래방향으로 슬라이딩시키는 슬라이더(306)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 10항에 있어서,상기 회전캠(304)은 좌우 양단에 구비되어 2개의 제4연결축(312)으로 연결되 고, 상기 레버(302a)의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 10항에 있어서,상기 슬라이더(306)는, 상부에 연결부재(307)가 안착되는 반원형의 오목부가 형성되고, 그 하부에 사각형상의 개방부가 형성되며, 상기 개방부의 양쪽 외부는 상기 제1그라운드 핀(303b)의 하부 형상에 대응하는 원호상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 수커넥터(200)와 암커넥터(300)을 결합하면, 암커넥터(300)의 회전캠(304)이 수커넥터(200)의 제2하우징(201) 내부에 형성된 레일을 따라 하강하여 회전캠(304)과 레버(302a)가 자동적으로 언락킹(Unlocking) 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 커넥터 장치.
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