KR20110065047A

KR20110065047A - 테스트 소켓, 그 테스트 소켓의 제작방법 및 포고핀

Info

Publication number: KR20110065047A
Application number: KR1020090121875A
Authority: KR
Inventors: 이재학
Original assignee: 이재학
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15

Abstract

본 발명은 테스트 소켓에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 피검사 디바이스와 검사장치의 사이에 배치되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 단자를 전기적으로 연결하는 피검사 디바이스의 전기적 검사를 위한 테스트 소켓에 있어서, 상기 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 상하방향으로 연장되는 관통공이 형성되어 있으며, 그 상단과 하단에 내측으로 돌출되는 단턱이 형성되어 있는 하우징; 상측은 상기 관통공으로부터 돌출되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 접촉가능하며 하단은 상기 관통공의 내부에 배치되어 있는 핀부재; 상기 관통공의 내부에 배치되되, 하측으로 연장되는 중공형의 파이프부재; 상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파이프부재의 하단 및 상기 하우징의 관통공 하단을 관통하여 하우징의 외부로 돌출되는 스프링부재를 포함하되, 상기 핀부재의 외주면과 밀착된 상태로 일체 결합되고, 상기 스프링부재의 외주면은 상기 파이프부재의 내주면과 접촉되어 있는 테스트 소켓에 대한 것이다.

하우징, 핀부재, 파이프부재, 스프링부재

Description

테스트 소켓, 그 테스트 소켓의 제작방법 및 포고핀{Test socket, the fabrication method thereof and pogo pin}

본 발명은 테스트 소켓, 그 테스트 소켓의 제작방법 및 포고핀에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기적 경로가 단순화되어 전기접속력이 향상되고, 테스트 과정에서 스프링부재가 휘는 등의 문제가 없어 안정적인 접속을 가능하게 하는 테스트 소켓, 그 테스트 소켓의 제작방법 및 포고핀에 대한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 위해서는 반도체 디바이스와 테스트 장치와의 전기적 연결이 안정적으로 이루어져야 한다. 통상 반도체 디바이스와 테스트 장치와의 연결을 위한 장치로서 테스트 소켓이 사용된다.

이러한 테스트 소켓의 역할은 반도체 디바이스의 단자와 테스트장치의 패드를 서로 연결시켜 전기적인 신호가 양방향으로 교환 가능하게 하는 것이다. 이를 위하여 테스트 소켓의 내부에 사용되는 접촉수단으로 포고핀이 사용된다. 이러한 포고핀은 내부에 스프링이 마련되어 있어서 반도체 디바이스와 테스트 장치와의 연결을 원할하게 하고, 연결시 발생할 수 있는 기계적인 충격을 완충할 수 있어 대부분의 테스트 소켓에 사용되고 있다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 종래 기술에 의한 테스트소켓(100)은 상기 반도체 디바이스(130)의 단자(131)와 대응되는 위치에 상하방향으로 관통공(111)이 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 관통공(111) 내에 장착되어 반도체 디바이스(130)의 단자(131) 및 테스트 장치(140)의 패드(141)를 전기적으로 연결시키는 포고핀(120)으로 이루어진다. 상기 포고핀(120)의 구성은, 포고핀 본체로 사용되며 내부가 비어있는 원통형 형태를 가지는 배럴(124)과, 상기 배럴(124)의 하측에 형성되는 접촉팁(123)과, 상기 배럴(124) 내부에서 상기 접촉팁(123)과 연결되어 수축과 팽창 운동을 하는 스프링(122) 및 상기 접촉팁(123)과 연결된 스프링(122) 반대편에 연결되어 반도체 디바이스(130)와의 접촉에 따라 상하운동을 수행하는 접촉핀(121)으로 구성된다.

이때, 상기 스프링(122)은 수축 및 팽창을 하면서 접촉핀(121)과 접촉팁(123)에 전달되는 기계적인 충격을 흡수하면서 반도체 디바이스(130)의 단자(131)와 테스트 장치(140)의 패드(141)를 전기적으로 접속시켜 전기적인 불량여부를 검사하게 한다.

이러한 종래기술에 따른 테스트 소켓은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 반도체 디바이스의 단자가 테스트 과정에서 상기 접촉팁을 누르면 그 접촉팁이 배럴 내의 공간에 삽입되면서 스프링을 가압하게 되는데, 이 과정에서 그 접촉팁과 배럴 사이의 틈새에 이물질이 끼일 염려가 있다. 즉, 반도체 디바이스의 단자에는 통상적으로 이물질 등이 뭍어있게 되는데, 이러한 이물질이 상기 접촉팁과 접촉하는 과정에서 떨어져나오게 되고 이 미세한 이물질이 상기 틈새에 끼여들 어가게 될 염려가 있다. 특히 반복적으로 많은 접촉이 빈번하게 이루어지는 과정에서 많은 양의 이물질이 생성될 수 있는데 이러한 많은 양의 이물질은 시간이 지날수록 그 배럴 내에 쌓이는 양이 많아지게 되고 이러한 이물질은 스프링의 탄성력 저하 내지는 각종 접촉성능을 불량하게 만드는 요인이 될 수 있다.

또한, 테스트 소켓을 통하여 흐르는 전기적 신호는 접촉핀, 스프링, 접촉팁을 통하여 진행하는 데, 이때 스프링을 통하여 흐르는 전류가 그 스프링의 소선을 따라서 나선방향으로 흐르게 되는데 이러한 과정에서 신호를 위한 전기적 경로가 길어지게 되어 전체적으로 신호특성이 저하되고 저항이 증가되어 바람직하지 못하게 되는 문제점이 있다.

한편, 또 다른 기술로서 본 출원인이 개발한 도 4에 도시된 바와 같은 테스트 소켓이 있다. 이러한 테스트 소켓은 하우징(110) 내에 관통공(111)을 형성한 후에, 그 관통공(111) 내에 접촉핀(150)과, 상기 접촉핀(150)의 하단에 끼워걸리는 스프링(160)으로 이루어진다. 이러한 하우징(110)의 관통공(111)의 상단과 하단에는 각각 단턱(112, 113)이 형성된다. 상기 접촉핀은 기계적인 가공에 의하여 형성된 탐침부(151), 원기둥형태의 제1핀(152), 상기 제1핀(152)의 하단에 형성되며 상기 제1핀(152)보다 큰 직경을 가지며 상기 단턱(112)에 의하여 걸리는 걸림부(153) 및 그 걸림부(153)의 하단에 배치되는 제2핀(154)로 이루어진다. 상기 스프링(160)은 그 상부(161)가 탄성을 가지도록 소선간의 간격이 서로 이격되어 있는 구조를 가지며, 그 하부(162)는 소선간의 간격이 서로 밀착되어 있는 구조를 가지게 된다.

이러한 종래기술에 따른 테스트 소켓은 접촉핀(150)이 하강함에 따라서, 그 스프링(160)의 상부(161)가 탄성적으로 변형되어 그 접촉핀(150)의 하강을 허용하고, 충분히 하강하였을 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 그 접촉핀(150)의 하단이 상기 스프링(160)의 밀착된 하단에 접촉되도록 하는 구조를 가지게 된다. 이에 따라 반도체 디바이스(130)의 단자(131)에 작용하는 전류는 그 접촉핀(150)을 거쳐서 바로 스프링(160)의 하단 밀착부로 전달되게 되며 곧장 테스트 장치(140)의 단자(141)로 흐르게 되는 것이다.(도 5의 화살표는 전류흐름경로를 나타냄) 이러한 도 4 및 5에 도시된 기술에 따른 테스트 소켓은 하부에 접촉팁이 구비되어 있지 않아 구조가 간단하면서도 전류가 직선형으로 흐를 수 있어 전기적 접속 성능이 향상된다는 장점이 있게 되는 것이다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 테스트 소켓도 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 접촉핀이 하강하는 과정에서 스프링이 하우징의 내벽에 직접 접촉함에 따라 홀의 내벽을 깎아 내는 현상이 발생하게 된다. 특히 하우징이 플라스틱 소재로 이루어진 점을 감안하면 이러한 현상이 잘 발생하게 된다. 이와 같이 내벽이 깎여서 만들어진 이물질은 스프링 내에 또는 스프링과 테스트 장치의 단자등에 쌓여서 전기적인 원할한 흐름을 방해하는 원인이 된다.

또한, 접촉핀이 하강하는 과정에서 상기 핀과 하우징의 내벽간의 틈이 발생하게 되는데, 이러한 틈으로 반도체 디바이스의 단자등에 뭍어온 이물질이 새어들어와서 스프링 내부에 쌓일 수 있는 데 이러한 이물질 역시 전기적인 접속성능을 저하시키는 원인이 되고 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 테스트 소켓을 흐르는 전기적인 신호는 접촉 핀과, 그 접촉핀과 스프링의 접촉부분을 거쳐서 테스트 장치로 전달되는데, 이때 핀과 스프링의 접촉부분에서 접촉불량이 발생할 염려가 있게 된다. 즉, 도 5의 확대도에 도시한 바와 같이 접촉핀의 하단 표면과 스프링의 내주면 사이에 접촉이 이루어지지 않는 경우가 발생하게 되는 경우에는 접촉불량 등이 생겨 전체적인 신호특성이 불량해지는 원인이 될 수 있다. 또한 접촉이 되더라도 확실하게 접촉되지 않는 경우가 발생할 염려가 있게 된다.

또한, 상기 테스트 소켓은 하우징의 내부공간에 배치되어 있으면서 별도로 스프링의 좌우위치를 잡아주는 구성이 부족하여 탄성압축되는 과정에서 그 스프링이 휘어지는 등 구조적인 불안정이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 상기 제1핀의 상단에 뾰족한 다수의 탐침부가 형성되는데 이러한 탐침부는 절삭 등의 기계가공등에 의하여 이루어지는데 이러한 기계가공은 정밀한 탐침부의 형상을 얻어내는데 어려움이 있다. 즉, 접촉핀의 단면적이 적은 경우에는 그러한 탐침부를 정밀하게 원하는 형태로 제작하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 디바이스로부터의 이물질이 테스트 소켓으로 떨어지는 경우에는 전기적 접속성능을 저하시킬 염려가 적으면서, 다양한 전기적 접속경로를 형성함으로서 확실한 전기적 접속의 안정성을 기할 수 있는 테스트 소켓 및 포고핀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 핀부재의 상단에 형성되는 탐침부를 MEMS 기술에 의하여 정밀하게 제작하여 원하는 형태의 탐침부를 구현할 수 있도록 하는 테스트 소켓의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테스트 소켓은, 피검사 디바이스와 검사장치의 사이에 배치되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 단자를 전기적으로 연결하는 피검사 디바이스의 전기적 검사를 위한 테스트 소켓에 있어서,

상기 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 상하방향으로 연장되는 관통공이 형성되어 있으며, 그 상단과 하단에 내측으로 돌출되는 단턱이 형성되어 있는 하우징;

상측은 상기 관통공으로부터 돌출되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 접촉가능하며 하단은 상기 관통공의 내부에 배치되어 있는 핀부재;

상기 관통공의 내부에 배치되되, 하측으로 연장되는 중공형의 파이프부재;

상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파이프부재의 하단 및 상기 하우징의 관통공 하단을 관통하여 하우징의 외부로 돌출되는 스프링부재를 포함하되,

상기 파이프부재는 상기 핀부재의 외주면과 밀착된 상태로 일체 결합되고,

상기 스프링부재의 외주면은 상기 파이프부재의 내주면과 접촉되어 있는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서, 상기 핀부재는,

일부가 상기 관통공으로부터 돌출되고, 상하방향으로 일정한 직경이 유지되는 제1핀;

상기 제1핀의 하단에 마련되며 상기 단턱에 의하여 걸릴 수 있도록 상기 제1핀의 직경보다 큰 직경을 가지는 상단걸림부; 및

상기 상단걸림부의 하측에 배치되되 상기 파이프부재가 끼워걸릴 수 있는 끼움부;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서, 상기 핀부재에는,

상기 끼움부의 하단에 일체로 연결되되, 그 외주면에 상기 스프링부재가 끼워져 결합되는 제2핀이 더 포함되는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서,

상기 스프링부재는 상기 제2핀에 억지끼움되어 있는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서,

상기 스프링부재는, 인접한 소선이 서로 이격되어 감겨있는 스프링부와, 인접한 소선이 서로 밀착된 상태로 감겨있는 밀착부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서, 상기 스프링부는 상기 파이프부재의 내부에 배치되고,

상기 밀착부는 상기 스프링부의 하측에 마련되되 상기 파이프부재의 내부 및 외부에 걸쳐서 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서,

상기 밀착부는 그 외경이 제1직경을 가지며 상측에 배치되는 대직경부와,

그 외경이 상기 제1직경보다 작은 직경을 가지며 상기 대직경부의 하측에 배치되는 소직경부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서,

상기 파이프부재는 그 하단이 내측으로 절곡된 절곡부가 마련되며, 상기 스프링부가 탄성압축되지 않은 상태에서는 그 절곡부는 상기 대직경부의 하단과 접촉상태에 있는 것이 바람직하다.

상기 테스트 소켓에서,

상기 제1핀의 상단에는 끝이 뾰족한 다수의 탐침부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테스트 소켓의 제조방법은,

끝이 뾰족한 탐침부를 제작하는 탐침부 제작단계;

상기 제1핀의 상단에 접합물질을 도금하는 접합물질 도금단계; 및

상기 탐침부와 상기 제1핀을 서로 접촉시킨 상태에서 상기 접합물질을 가열 후 냉각시킴에 의하여 상기 탐침부와 상기 핀부재를 서로 일체로 결합하는 탐침부 결합단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제조방법에서, 상기 탐침부를 제작하는 단계는,

제작될 탐침부의 끝과 대응되는 홈을 에칭에 의하여 기판에 생성시키는 단계; 및 상기 기판에 산화막을 증착하고, 포토레지스트(Photo Resist; PR)를 패터닝(patterning)하는 단계; 및 상기 식각된 홈에 Ni-Co 또는 Ni-W 등의 전도성 물질을 도금시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제조방법에서, 상기 접합물질은 은주석(Au-Sn) 합금, 금주석(Au-Sn) 합금인 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포고핀은,

상하방향으로 연장되어 있는 핀부재;

상기 핀부재의 하측 외주면과 밀착된 상태로 일체 결합되며 하단이 개방되어 있는 중공형의 파이프부재;

상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파이프부재의 개방된 하단을 관통하여 외부로 돌출되는 스프링부재를 포함하되,

상기 포고핀에서,

상기 스프링부재는 상기 핀부재에 억지끼움되어 있는 것이 바람직하다.

상기 포고핀에서,

상기 스프링부재는, 인접한 소선이 서로 이격되어 감겨있으며 상기 파이프부재의 내부에 배치되는 스프링부와, 인접한 소선이 서로 밀착된 상태로 감겨있으며 상기 스프링부의 하측에 마련되고 상기 파이프부재의 내부 및 외부에 걸쳐서 배치되어 있는 밀착부로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 테스트 소켓은, 파이프부재가 핀부재에 일체로 결합되면서 그 파이프부재의 내부에 스프링부재 등이 포함되어 있으므로 외부로부터 이물질이 떨어지는 경우에도 상기 스프링부재 등에는 이물질이 쌓이지 않게 되어 보다 확실한 전기적 접속을 가능하게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓은, 스프링부재의 외부에 그 스프링부재의 탄성변형시 형태를 유지시켜주는 파이프부재가 마련되어 있으므로 구조적으로 안정적으로 탄성변형될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓은, 스프링부재가 파이프부재가 배치되어 있어 그 스프링부재가 탄성변형되는 과정에서 외부의 하우징과 집적 접촉되지 않기 때문에 하우징의 관통공 내벽을 깎아내는 일이 발생하기 어려워 전체적인 전기접속성능 향상등을 달성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓은, 직선형의 전기적인 전류경로가 마련되어 있어 보다 확실한 전기적인 접속 및 전기적 저항 손실등을 방지할 수 있다는 장 점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓의 제조방법에 따르면, 핀부재의 탐침부가 MEMS 기법에 의하여 용이하게 제작될 수 있어 원하는 세밀한 형상을 보다 잘 구현할 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테스트 소켓을 나타내는 개략 단면도이고, 도 7은 도 6의 작동도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테스트 소켓은, 반도체 디바이스(50)와 테스트 장치(60)의 사이에 배치되어, 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 테스트 장치(60)의 단자(61)를 서로 전기적으로 연결시키는 것이다. 이러한 테스트 소켓은, 하우징(10)과 포고핀으로 이루어지며, 그 포고핀은 핀부재(20), 파이프부재(30), 스프링부재(40)로 이루어진다.

상기 하우징(10)은, 합성수지소재와 같은 비전도성 소재로 이루어지는 것으로서, 포고핀을 위치고정하는 수단이다. 이러한 하우징(10)에는 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 대응되는 위치에 상하방향으로 관통하는 관통공(11)이 형성된다. 이러한 하우징(10)의 관통공(11)에는 그 상단과 하단에 그 내주면을 따라 돌출형성되는 단턱(12, 13)이 배치된다. 이러한 단턱(12, 13)은 상기 포고핀을 상하위치고정하여 그 포고핀이 상기 하우징(10)으로부터 이탈되는 것을 방지하게 된다.

상기 포고핀은, 상기 하우징(10)의 관통공 내에 삽입되며 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 테스트 장치(60)의 단자(61)를 서로 전기적으로 연결시키는 것으로서, 구체적으로는 그 상단이 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 접촉하고 그 하단이 상기 테스트 장치(60)의 하단(61)과 접촉하되 전도성의 재료로 구성되어 양자를 서로 통전시키게 된다. 한편, 상기 포고핀에는 스프링부재가 배치되어 있어 상기 반도체 디바이스의 단자가 하강하여 그 포고핀을 누르게 되면 압축되면서 상기 포고핀과 단자들간에 확실한 전기적인 접속을 가능하게 할 수 있도록 구성된다.

이러한 포고핀의 상기 핀부재(20)는 상측이 상기 관통공(11)으로부터 돌출되어 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 접촉가능하며 하단이 상기 관통공(11)의 내부에 배치되어 있는 것이다. 이러한 핀부재(20)는 탐침부(21), 제1핀(22), 상단걸림부(23), 끼움부(24) 및 제2핀(25)이 순차적으로 배치되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

상기 탐침부(21)는 상기 제1핀(22)의 상단에 형성되되 끝이 뾰족한 형태가 다수개 배치되는 구조를 가진다. 이러한 탐침부(21)는 후술하는 MEMS (microelectromechnical System) 공정을 이용하여 제작되는 것이 바람직하며, 그 MEMS 공정에 대해서는 후술하겠다. 한편, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 기계적인 공정에 의하여 그 탐침부가 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 제1핀(22)은, 전체적으로 원기둥형태로 이루어지되 그 직경이 일정하게 상하방향으로 유지되는 전도성의 구성이다. 이러한 제1핀(22)은 금속소재라면 무엇 이나 가능하나 전도성이 우수하며 내구성이 좋은 금속소재가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제1핀(22)의 상단에는 상기 탐침부(21)가 수용될 수 있는 수용부(22a)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 제1핀(22)은 상기 하우징(10)에 삽입되었을 때 일부가 상기 관통공(11)을 통하여 돌출되어 반도체 디바이스(50)와 상기 탐침부(21)를 통해서 접촉될 수 있는 구조를 가질 수 있으며, 탐침부(21)가 없는 경우에는 직접 반도체 디바이스(50)의 단자(51)와 접촉될 수 있는 구조를 가질 수 있다.

상기 상단걸림부(23)는 대략적으로 원형단면을 가지는 것으로서, 상기 제1핀(22)의 하단에 배치되며 소정의 직경을 가지게 된다. 구체적으로는 상기 상단걸림부(23)의 직경은 상기 단턱(12)에 걸릴 수 있도록 상기 단턱(12)에 의하여 형성되는 구멍의 내경보다는 크고, 하우징(10)의 관통공(11) 내부에 삽입될 수 있도록 그 관통공(11)의 내경보다는 작은 직경을 가지게 된다. 이러한 상단걸림부(23)의 하면은 상기 파이프부재(30)의 상면과 밀착접촉되어 그 사이에 이물질등이 들어오는 것을 방지하게 된다.

상기 끼움부(24)는 상단걸림부(23)의 하측에 배치되며 그 하측에 상기 파이프부재(30)가 끼워걸릴 수 있는 구조를 가진다. 구체적으로는 상기 끼움부(24)는 상기 상단걸림부(23)의 직경보다 작은 직경을 가지는 원형단면의 기둥형태를 가지되, 그 직경은 상기 파이프부재(30)의 내경과 대략 동일한 정도를 가지게 된다. 바람직하게는 그 끼움부(24)의 내경이 상기 파이프부재(24)의 내경보다 다소 커서 그 파이프부재(30)가 상기 끼움부(24)에 억지끼움될 수 있는 구조를 가지는 것이 가능 하다.

상기 제2핀(25)은 상기 끼움부(24)의 하단에 일체로 연결되되, 그 외주면에 스프링부재(40)가 끼워져 결합되는 구조이다. 이러한 제2핀(25)은 원기둥형태를 가지되 그 하단의 끝이 뾰족한 탐침의 형태를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 제2핀(25)은 상기 파이프부재(30)의 내부에 배치되고 그 외주면에 스프링부재(40)가 끼워져 접촉되기 때문에 상기 스프링부재(40)의 내경과 대응되는 외경을 가지는 것이 바람직하다.

상기 파이프부재(30)는 상기 관통공(11) 내부에 배치되되, 하측으로 연장된 형태를 가진다. 구체적으로는 상단과 하단이 개구된 원통의 형태를 가지되, 상단은 상기 핀부재(20)의 끼움부(24)에 끼워걸려 그 상단걸림부(23)의 하면에 그 상면이 밀착접촉되는 구조로 이루어진다. 구체적으로는 상기 핀부재(20)의 끼움부(24)의 외주면과 밀착된 상태로 일체로 결합되는 구조를 가진다. 이러한 파이프부재(30)는 압착방식에 의하여 상기 핀부재(20)의 끼움부(24)에 일체로 결합될 수 있다. 상기 파이프부재(30)는 그 상단이 상기 핀부재(20)의 끼움부(24)에 밀착형성된 상태에서 그 중단은 그 내주면이 상기 스프링부재(40)의 외주면과 접촉되고, 그 하단은 내측으로 절곡된 절곡부(31)가 형성된다. 이러한 절곡부(31)는 스프링부재(40)가 그 파이프부재(30)로부터 이탈되는 것을 방지할 뿐만 아니라 파이프부재(30)에 대하여 상하방향의 강성을 부여하는 기능을 수행하게 된다.

상기 스프링부재(40)는, 상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재(20)의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파 이프부재(30)의 하단 및 상기 하우징(10)의 관통공(11) 하단을 관통하여 하우징(10)의 외부로 돌출되는 구조를 가진다. 이러한 스프링부재(40)는, 상기 제2핀(25)에 억지끼움되어 있는 것으로서, 스프링부(41)와 밀착부(42)로 이루어진다. 상기 스프링부(41)는 코일형으로 감겨있는 소선이 서로 이격되도록 감겨있는 것으로서, 상하방향으로 압축가능한 상태로 놓이고 탄성변형들이 가능한 구조를 가진다. 이러한 스프링부(41)는 파이프부재(30)의 내부에 배치되며 상기 스프링부재(40)의 상측을 이룬다.

상기 밀착부(42)는 인접한 소선이 서로 밀착된 상태로 감겨있는 것으로서, 탄성변형이 어렵고 다만 서로간에 밀착되어 있으므로 전류가 직선형으로 상하방향으로 흐를수 있도록 한다. 이러한 밀착부(42)는 상기 스프링부(40)의 하측에 배치되되, 구체적으로는 그 밀착부(42)의 상측은 상기 파이프부재(30)의 내부에 배치되고 그 하측은 파이프부재(30)의 내부 및 외부 또한 하우징을 관통하여 외부로 노출된다. 이러한 밀착부(42)는 대직경부(42a)와 소직경부(42b)로 이루어진다.

상기 대직경부(42a)는 그 외경이 제1직경을 가지되 밀착부(42)에서 상측에 배치되는 것이다. 이러한 대직경부(42a)의 직경은 상기 스프링부(41)의 외경과 대응되는 직경을 가지되 구체적으로 상기 파이프부재(30)의 내경과 대응되는 외경을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 파이프부재(30)를 흐르는 전류가 상기 밀착부(42)를 따라서 하측으로 이동할 수 있게 되는 것이다.

상기 소직경부(42b)는 그 외경이 제1직경보다 작은 직경을 가지되 상기 대직경부(42a)의 하측에 배치된다. 구체적으로는 상기 파이프부재(30)의 절곡부(31)를 통과하여 외부로 돌출된 수 있는 직경을 가지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 대직경부(42a)로부터 소직경부(42b)의 사이에는 외경이 점점 감소되는 테이퍼구간이 배치되는데, 이러한 테이퍼구간에 절곡부(31)가 접촉상태에 놓이는 것이 바람직하다. 즉, 스프링부(41)가 탄성압축되지 않은 상태에서 그 절곡부(31)가 상기 대직경부(42)의 하단 및 테이퍼구간과 접촉되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 테스트 소켓에서 상기 탐침부를 상기 제1핀의 상단에 형성하는 과정을 도 8을 참조하면서 하기에서 설명하겠다.

먼저, MEMS 공정에 의하여 탐침부(21)를 제작한다. 구체적으로는 Wet 에칭에 의하여 제작된 탐침부의 끝(또는 끝단의 뾰족한 부분)과 대응되는 홈(70a)을 기판(70)에 생성시킨 후에, 상기 기판(70)에 산화막(71)을 증착하고, 포토레지스트(Photo Resist; PR)를 패터닝(patterning)한다. 또한, 이후에 식각된 홈에 Ni-Co 또는 Ni-W 등의 전도성 물질을 도금시켜 탐침핀(21)을 완성한다.

이후에는, 상기 제1핀(22)의 상단에 접합물질(21a)을 도금한다. 상기 접합물질(21a)은 은주석(Au-Sn) 합금 또는 금주석(Au-Sn) 합금으로 이루어진다. 이러한 접합물질(21a)은 도금의 방식에 의하여 상기 접촉핀(21)의 타단에 도금하나 이외에도 다양한 방법이 사용가능하다.

이후에, 상기 탐침부(21)와 상기 제1핀(22)를 서로 접촉시킨 상태에서 상기 접합물질(21a)을 가열후 냉각시킴에 의하여 상기 탐침부(21)와 제1핀(22)을 서로 일체로 결합하게 된다.

이러한 본 발명에 따른 테스트 소켓은 다음과 같은 작용효과를 가진다.

먼저, 포고핀이 상기 하우징(10)의 관통공(11) 내에 배치된 테스트 소켓을 테스트 장치(60)에 탑재한다. 구체적으로는 포고핀의 하단이 상기 테스트 장치(60)의 단자(61)에 접촉하도록 배치한다. 이후에, 반도체 디바이스(50)를 하강하면서 그 반도체 디바이스(50)의 단자(51)를 상기 핀부재(20)에 접촉시키면서 가압한다. 이때, 상기 핀부재(20)가 하강하면서 스프링부재(40)를 탄성변형시킨다. 구체적으로는 스프링부재(40)의 스프링부(41)가 압축되면서 상기 핀부재(20)와 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)가 서로 확실하게 접촉되도록 한다. 한편, 제2핀(25)이 그 스프링부재(40)의 밀착부(42)의 내면에 접촉되어 확실한 전기적인 접속가능한 상태에 놓이게 된다. 또한, 밀착부(42)의 외면은 파이프부재의 내면에 접촉되어 있으므로 파이프부재로부터 흐르는 전류가 상기 밀착부를 통하여 흐를 수 있는 상태에 놓이게 된다.

이러한 상태에서 테스트 장치(60)로부터 전류가 흘러나와 상기 반도체 디바이스(50)의 단자(51)로 흐르고 그 반대신호가 되돌아온게 되는데, 이러한 과정에서는 도 7에 도시된 바와 같이 어느 한 신호는 제2핀(25)의 하단을 거쳐서 밀착부(42)를 통하여 테스트 장치(60)의 단자(61)로 전달(제1경로=> A로 표시 )되거나, 또는 핀부재(20)를 거쳐서 파이프부재(30)를 통과한 후에 밀착부(42)를 거쳐서 테스트 장치(60)의 단자(61)로 전달(제2경로 => B로 표시)된다. 두 경로 모두 직선형으로 이루어져 있어 전기적인 신호를 신속하고 안정적으로 전달될 수 있게 한다. 한편, 이때 제1경로에서 제2핀이 상기 밀착부의 내주면에 확실하게 접촉되지 못하게 되는 경우에는 제2경로를 통하여 전류가 흐를수 있으며, 제2경로에서 파이프부 재와 밀착부의 외주면이 확실하게 접촉되지 못하게 되는 경우에는 제1경로로 전류가 흐를수 있게 되어 확실하게 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 한다.

또한, 스프링부재의 내주면에 전기적인 통전을 용이하게 하기 위한 도금층이 형성되지 않더라도 스프링부재의 외주면에는 도금등이 용이하게 때문에 스프링부재의 외주면에 금도금층을 형성시키게 되면 보다 확실하게 전류가 흐를 수 있도록 할 수 있는 장점도 있다.

또한, 스프링부재가 파이프부재의 내부에서 상하이동하게 되므로 안정적인 구조적 운동을 할 수 있게 되어 바람직하다.

또한, 스프링부재가 직접 하우징의 관통공 내주면에 접촉하기 않게 되어 관통공 내부면을 깎아내지 않게 되어 불필요한 이물질이 발생할 염려가 적게된다.

또한, 반도체 디바이스로부터 이물질이 떨어지는 경우에도 파이프부재의 상단은 핀부재와 밀착형성되어 외부의 이물질이 그 내부에 들어오는 것을 방지할 수 있으므로 그 내부의 스프링부재 등에 이물질이 뭍게 되는 것을 방지할 수 있어 전기적 안정성을 확보할 수 있는 장점도 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법에 따르면 MEMS 공정에 의하여 탐침부를 원하는 형태로 쉽게 제작할 수 있어 기계적인 가공에 비해서 정밀도 높은 형상을 구현할 수 있다는 장점도 있다.

이상에서 설명한 테스트 소켓은 다음과 같이 변형되는 것도 가능하다.

먼저, 상술한 실시예에서는 핀부재가 상하방향으로 일정한 직경이 유지되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 직경을 상하서로 달리하는 것도 고 려할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 핀부재에 제2핀을 포함하고 있었으나 제2핀이 없는 것도 가능하다. 또한, 상술한 실시예에서는 파이프부재의 하단에 절곡부를 형성한 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 절곡부가 없이 파이프부재의 직경이 하단까지 일정하게 유지되는 것도 가능하다.

이상에서 실시예 및 변형예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 테스트 소켓을 나타내는 도면.

도 2의 작동도.

도 3은 도 1의 테스트 소켓 내부에 배치된 포고핀의 단면도.

도 4는 종래기술에 따른 또 다른 테스트 소켓을 나타내는 도면.

도 5는 도 4의 작동도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테스트 소켓을 나타내는 도면.

도 7은 도 6의 작동도.

도 8은 도 6의 테스트 소켓에서 탐침부를 제1핀에 부착하는 방법을 나타내는도면

<도면부호의 상세한 설명>

10...하우징 20...핀부재

30...파이프부재 40...스프링부재

Claims

피검사 디바이스와 검사장치의 사이에 배치되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 상기 검사장치의 단자를 전기적으로 연결하는 피검사 디바이스의 전기적 검사를 위한 테스트 소켓에 있어서,

상기 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 상하방향으로 연장되는 관통공이 형성되어 있으며, 그 상단과 하단에 내측으로 돌출되는 단턱이 형성되어 있는 하우징;

상측은 상기 관통공으로부터 돌출되어 상기 피검사 디바이스의 단자와 접촉가능하며 하단은 상기 관통공의 내부에 배치되어 있는 핀부재;

상기 관통공의 내부에 배치되되, 하측으로 연장되는 중공형의 파이프부재;

상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파이프부재의 하단 및 상기 하우징의 관통공 하단을 관통하여 하우징의 외부로 돌출되는 스프링부재를 포함하되,

상기 파이프부재는 상기 핀부재의 외주면과 밀착된 상태로 일체 결합되고,

상기 스프링부재의 외주면은 상기 파이프부재의 내주면과 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제1항에 있어서,

상기 핀부재는,

일부가 상기 관통공으로부터 돌출되고, 상하방향으로 일정한 직경이 유지되는 제1핀;

상기 제1핀의 하단에 마련되며 상기 단턱에 의하여 걸릴 수 있도록 상기 제1핀의 직경보다 큰 직경을 가지는 상단걸림부; 및

상기 상단걸림부의 하측에 배치되되 상기 파이프부재가 끼워걸릴 수 있는 끼움부;를 포함하는 테스트 소켓.
제2항에 있어서,

상기 핀부재에는,

상기 끼움부의 하단에 일체로 연결되되, 그 외주면에 상기 스프링부재가 끼워져 결합되는 제2핀이 더 포함되는 테스트 소켓.
제3항에 있어서,

상기 스프링부재는 상기 제2핀에 억지끼움되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제1항에 있어서,

상기 스프링부재는, 인접한 소선이 서로 이격되어 감겨있는 스프링부와, 인접한 소선이 서로 밀착된 상태로 감겨있는 밀착부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제5항에 있어서,

상기 스프링부는 상기 파이프부재의 내부에 배치되고,

상기 밀착부는 상기 스프링부의 하측에 마련되되 상기 파이프부재의 내부 및 외부에 걸쳐서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제6항에 있어서,

상기 밀착부는 그 외경이 제1직경을 가지며 상측에 배치되는 대직경부와,

그 외경이 상기 제1직경보다 작은 직경을 가지며 상기 대직경부의 하측에 배치되는 소직경부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제7항에 있어서,

상기 파이프부재는 그 하단이 내측으로 절곡된 절곡부가 마련되며, 상기 스프링부가 탄성압축되지 않은 상태에서는 그 절곡부는 상기 대직경부의 하단과 접촉상태에 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제2항에 있어서,

상기 제1핀의 상단에는 끝이 뾰족한 다수의 탐침부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제9항에 따른 테스트 소켓의 제조방법으로서,

끝이 뾰족한 탐침부를 제작하는 탐침부 제작단계;

상기 제1핀의 상단에 접합물질을 도금하는 접합물질 도금단계; 및

상기 탐침부와 상기 제1핀을 서로 접촉시킨 상태에서 상기 접합물질을 가열 후 냉각시킴에 의하여 상기 탐침부와 상기 제1핀을 서로 일체로 결합하는 탐침부 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 탐침부를 제작하는 단계는,

에칭에 의하여 제작될 탐침부의 끝과 대응되는 홈을 기판에 생성시키는 단계; 및 상기 기판에 산화막을 증착하고, 포토레지스트(Photo Resist; PR)를 패터닝(patterning)하는 단계; 및 상기 식각된 홈에 Ni-Co 또는 Ni-W 등의 전도성 물질을 도금시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 접합물질은 은주석(Au-Sn) 합금, 금주석(Au-Sn) 합금인 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조방법.
상하방향으로 연장되어 있는 핀부재;

상기 핀부재의 하측 외주면과 밀착된 상태로 일체 결합되며 하단이 개방되어 있는 중공형의 파이프부재;

상단은 상기 파이프부재의 내부에 배치된 상태에서 상기 핀부재의 하단과 접촉되되, 그 상단으로부터 하측으로 연장되어 상기 파이프부재의 개방된 하단을 관통하여 외부로 돌출되는 스프링부재를 포함하되,

상기 스프링부재의 외주면은 상기 파이프부재의 내주면과 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제13항에 있어서,

상기 스프링부재는 상기 핀부재에 억지끼움되어 있는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제13에 있어서,

상기 스프링부재는, 인접한 소선이 서로 이격되어 감겨있으며 상기 파이프부재의 내부에 배치되는 스프링부와, 인접한 소선이 서로 밀착된 상태로 감겨있으며 상기 스프링부의 하측에 마련되고 상기 파이프부재의 내부 및 외부에 걸쳐서 배치되어 있는 밀착부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포고핀.