WO2019146831A1 - 양방향 도전성 모듈 - Google Patents

양방향 도전성 모듈 Download PDF

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WO2019146831A1
WO2019146831A1 PCT/KR2018/001728 KR2018001728W WO2019146831A1 WO 2019146831 A1 WO2019146831 A1 WO 2019146831A1 KR 2018001728 W KR2018001728 W KR 2018001728W WO 2019146831 A1 WO2019146831 A1 WO 2019146831A1
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pin
holes
conductive module
elastic
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PCT/KR2018/001728
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문해중
이은주
정주연
임길웅
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주식회사 이노글로벌
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    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks

Definitions

  • the present invention relates to a bidirectional conductive module, and more particularly, to a bidirectional conductive module capable of replacing a pogo-pin type semiconductor test socket, capable of testing at a high speed with stable signal transmission, To a bidirectional conductive module that can be applied to an interposer that stably connects a CPU and a board.
  • the semiconductor device is subjected to a manufacturing process and then an inspection is performed to determine whether the electrical performance is good or not. Inspection is carried out with a semiconductor test socket (or a connector or a connector) formed so as to be in electrical contact with a terminal of a semiconductor element inserted between a semiconductor element and an inspection circuit board. Semiconductor test sockets are used in burn-in testing process of semiconductor devices in addition to final semiconductor testing of semiconductor devices.
  • the size and spacing of terminals or leads of semiconductor devices are becoming finer in accordance with the development of technology for integrating semiconductor devices and miniaturization trends and there is a demand for a method of finely forming spaces between conductive patterns of test sockets.
  • Pogo-pin type semiconductor test sockets have a limitation in manufacturing semiconductor test sockets for testing integrated semiconductor devices.
  • 1 to 3 are views showing an example of a conventional pogo-pin type semiconductor test socket disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0065047.
  • the conventional semiconductor test socket 1100 includes a housing 1110 having a through hole 1111 formed at a position corresponding to the terminal 1131 of the semiconductor device 1130 in a vertical direction, A pogo-pin 1120 mounted in the through-hole 1111 of the housing 1110 and electrically connecting the terminal 1131 of the semiconductor device 1130 and the pad 1141 of the test apparatus 1140, Lt; / RTI >
  • the configuration of the pogo-pin 1120 includes a barrel 1124 having a cylindrical shape that is used as a pogo-pin body and has an interior hollow portion, and a barrel 1124 formed on the lower side of the barrel 1124 A contact tip 1123 and a spring 1122 connected to the contact tip 1123 inside the barrel 1124 for contraction and expansion and a spring 1122 connected to the contact tip 1123, 1130, and a contact pin 1121 that performs up and down movement.
  • the spring 1122 contracts and expands while absorbing the mechanical impact transmitted to the contact pin 1121 and the contact tip 1123, and the terminal 1131 of the semiconductor device 1130 and the test device 1140
  • the pads 1141 are electrically connected to inspect whether there is an electrical failure.
  • a physical spring is used to maintain the elasticity in the vertical direction, and a spring and a pin are inserted into the barrel, and a barrel It is required to be inserted into the through hole of the housing again, so that the process is complicated and the manufacturing cost increases due to the complexity of the process.
  • the physical structure itself for realizing the electrical contact structure having elasticity in the up and down direction has a limitation in realizing the fine pitch, and in recent years, it has already reached a limit to be applied to the integrated semiconductor device.
  • the pogo-pin type semiconductor test socket is connected to the connection tip 1123, the spring 1122, and the connection pin 1121 in the vertical direction of the upper portion And there is a limitation in reducing the length in the up and down direction.
  • the limitation of such a length is a limitation in testing a high-speed device.
  • the Pogo-pin semiconductor test socket is used not only for testing of semiconductor devices but also for the structure of electrically connecting two devices.
  • a high-speed CPU for example, a CPU used for a large-capacity server, and an interposer for connecting the pins of the CPU and the terminals of the board between the boards are applied.
  • a Pogo-pin type interposer connects the two devices elastically in the up and down direction.
  • the pushed state is maintained constantly between the two devices.
  • a metal-made pogo- the elasticity of the pin may be discarded and some pins may be separated from any one of the two devices to cause defects.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high-speed CPU which can replace a pogo-pin type semiconductor test socket, And a bidirectional conductive module applicable to an interposer that stably connects the CPU and the board between the board and the board.
  • Another object of the present invention is to provide a bidirectional conductive module that is stable and maintains a long lifetime by continuously restoring a vertical restoring force when applied to an interposer.
  • a bidirectional conductive module for electrically connecting an upper device and a lower device according to the present invention.
  • the bidirectional conductive module includes a plurality of through holes penetrating in the vertical direction, An insulative body protruding from the insulator body to form a through hole, the insulator body having an upper protrusion, an upper protrusion, and a lower protrusion, And a plurality of conductive pattern portions formed in the through holes and electrically connecting the upper device and the lower device, wherein the elastic springs are formed in the protrusions and provide an elastic force in a vertical direction,
  • Each of the conductive pattern portions includes an upper pin inserted into the upper hole so as to be exposed to an upper portion of the through hole, a lower pin inserted into the lower hole to be exposed to a lower portion of the through hole, And a connection part for electrically connecting the lower pin to the lower pin.
  • the elastic spring may include a coil spring that is wound along the vertical direction inside the insulating main body around the through hole.
  • the diameter of the upper pin and the lower pin may be larger than the inner diameter of the intermediate hole.
  • the connecting portion may include a plug pin extending from one of the upper pin and the lower pin toward the other; And a receptacle formed on the other of the upper pin and the lower pin and electrically connected to the plug pin by inserting the plug pin.
  • the other of the upper pin and the lower pin may have an insertion hole into which the plug pin can be inserted to form the socket.
  • the plug pin has a first tension projection protruding from an outer surface thereof; A second tension projection protruding inward is formed on an inner surface of the insertion hole; The first tension projection may elastically contact the inner surface of the insertion hole and the second tension projection may elastically contact the outer surface of the plug pin.
  • the connecting portion may include a coil spring connecting the upper pin and the lower pin.
  • connection portion may include a conductive powder filled in the intermediate hole.
  • a bidirectional conductive module applicable to an interposer that stably connects the board is provided.
  • the resilient force in the vertical direction is provided by the elastic spring and the inner protruding portion in the insulative body, so that the resilient force in the vertical direction is continuously maintained when applied to the interposer, Another object is to provide a bidirectional conductive module.
  • Figs. 1 to 3 are views for explaining a conventional pogo-pin type semiconductor test socket
  • Fig. 5 is a view for explaining an example of the configuration of the conductive pattern portion of the bidirectional conductive module of Fig. 1,
  • FIG. 6 is a view for explaining a bidirectional conductive module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a bidirectional conductive module according to a third embodiment of the present invention.
  • a bidirectional conductive module for electrically connecting an upper device and a lower device, the bidirectional conductive module comprising: a plurality of through holes formed in a material having insulation property and penetrating in a vertical direction; An insulating main body protruding from the inner wall of the hole to form the through hole with an inner protrusion forming an upper hole, a lower hole, an upper hole, and an intermediate hole having a smaller inner diameter than the lower hole; A plurality of conductive pattern portions formed in the through holes and electrically connecting the upper device and the lower device, the elastic springs being formed in the inner protrusions to provide an elastic force in a vertical direction; Each of the conductive pattern portions includes an upper pin inserted into the upper hole so as to be exposed to an upper portion of the through hole, a lower pin inserted into the lower hole to be exposed to a lower portion of the through hole, And a connection part for electrically connecting the lower pin.
  • the bidirectional conductive module 10 according to the embodiments of the present invention is applied to electrically connect the upper device and the lower device.
  • the upper device may be a semiconductor device to be tested and the lower device may be an inspection circuit board.
  • the bidirectional conductive module 10 according to the present invention is applied to an interposer, the upper device may be a CPU and the lower device may be a board.
  • the bidirectional conductive module 10 according to the present invention is applied to an interposer.
  • the bidirectional conductive module 10 according to the first embodiment of the present invention includes an insulating main body 100, an elastic spring 300, and a plurality of conductive pattern portions 200.
  • the insulating main body 100 is made of an insulating material, and is made of an elastic material such as silicon.
  • the insulating main body 100 is formed with a plurality of through holes 110 penetrating in the vertical direction.
  • the inner protrusion 120 is formed in each of the through holes 110.
  • the inner protrusion 120 protrudes from the inner wall of each through hole 110 and protrudes from the middle portion of the through hole 110.
  • Each of the through holes 110 has an upper hole 111, a lower hole 112 and an intermediate hole 113 having a smaller inner diameter than the upper hole 111 and the lower hole 112,
  • the through hole 110 having a stepped shape can be formed, as shown in FIG.
  • the elastic spring 300 is formed inside the inner protrusion 120 so as to surround the intermediate hole 113 of the through hole 110 and provides a restoring force in the up and down direction.
  • the elastic spring 300 is formed in the form of a coil spring that is wound along the vertical direction inside the inner protrusion 120 in the vicinity of the intermediate hole 113.
  • Each of the conductive pattern portions 200 is formed in each of the through holes 110 to electrically connect the upper device and the lower device. That is, one conductive pattern unit 200 forms one signal line connecting the upper device and the lower device.
  • the conductive pattern unit 200 includes the upper fin 210, the lower fin 220, and the connection unit 230.
  • the upper pin 210 is inserted into the upper hole 111 so as to protrude to the upper portion of the through hole 110 and the lower pin 220 is inserted into the lower hole 112 to protrude to the lower portion of the through hole 110.
  • the connection part 230 is formed in the intermediate hole 113 to electrically connect the upper pin 210 and the lower pin 220.
  • the conductive pattern portion 200 formed by the upper fin 210, the lower fin 220, and the connection portion 230 forms one signal line, and the bidirectional conductivity
  • the bidirectional conductive module 10 is pressed downward by the upper device in a state where the module 10 is disposed, the lower portion of the upper fin 210 contacts the inner protrusion 120, The inner protrusion 120 of the elastic material elastically provides the restoring force in the upward direction, thereby enabling more stable contact.
  • the restoring force of the elastic spring 300 and the restoring force of the inner protrusion 120 cooperate with each other, so that the life of the product can be stably increased.
  • the upper pin 210 and the lower pin 220 are coupled to each other so that the upper pin 210 and the lower pin 220 can be caught by the inner protrusion 120 of the insulating main body 100,
  • the diameter of the intermediate hole 113 is larger than the inner diameter of the intermediate hole 113.
  • connection portion 230 of the conductive pattern portion 200 may include a plug pin 231 and a receptacle 232, as shown in FIG.
  • the plug pin 231 extends from one of the upper pin 210 and the lower pin 220 toward the other.
  • the receptacle 232 is formed on the other of the upper pin 210 and the lower pin 220 and the plug pin 231 is inserted and electrically connected to the plug pin 231.
  • the plug pin 231 is formed on the upper fin 210 and the receptacle 232 is formed on the lower fin 220.
  • the position of the plug pin 231 is changed Enough is also possible.
  • an insertion hole into which the plug pin 231 can be inserted is provided in the lower pin 220 where the receptacle 232 is formed, and the insertion hole forms the receptacle 232 have.
  • a first tension projection 233 protruding from the surface is formed on the outer surface of the plug pin 231 and a second tension projection 234 protruding inward is formed on the inner surface of the insertion hole.
  • the bidirectional conductive module 10a according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
  • the structure of the insulating main body 100 and the elastic spring 300 of the bidirectional conductive module 10a according to the second embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the conductive pattern portion 200a includes an upper fin 210a, a lower fin 220a, and a connection portion 230a as shown in FIG.
  • the upper pin 210a and the lower pin 220a are accommodated in the upper hole 111 and the lower hole 112.
  • the upper pin 210a and the lower pin 220a correspond to the first embodiment
  • the inner protrusion 120 and the resilient spring 300 are provided with a restoring force in the vertical direction, which corresponds to the first embodiment.
  • the connecting portion 230a is formed as a coil spring connecting the upper pin 210a and the lower pin 220a.
  • the upper pin 210a and the lower pin 220a are elastically supported while electrically connecting the upper pin 210a and the lower pin 220a, thereby providing a restoring force in the vertical direction.
  • the bidirectional conductive module 10b according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
  • the configuration of the insulating main body 100 and the elastic spring 300 of the bidirectional conductive module 10b according to the third embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the conductive pattern portion 200b includes an upper fin 210b, a lower fin 220b, and a connection portion 230b, as shown in FIG.
  • the upper pin 210b and the lower pin 220b are received in the upper hole 111 and the lower hole 112.
  • the upper pin 210b and the lower pin 220b correspond to the first embodiment
  • the inner protrusion 120 and the resilient spring 300 are provided with a restoring force in the vertical direction, which corresponds to the first embodiment.
  • connection part 230b may include a conductive powder filled in the intermediate hole 113.
  • the conductive powder is filled in the intermediate hole 113 together with the silicon powder to electrically connect the upper pin 210b and the lower pin 220b.
  • Middle hole 120 Inner protrusion
  • 200, 200a, 200b conductive pattern portions 210, 210a, 210b:
  • the present invention can replace the pogo-pin type semiconductor test socket, can test at high speed with stable signal transmission, and is capable of testing a high-speed interposer (Interposer).

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Abstract

본 발명은 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로, 절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통공이 형성되되, 각각의 상기 관통공 내벽으로부터 내부로 돌출되어 상기 관통공을 상부홀, 하부홀, 상기 상부홀 및 상기 하부홀보다 내경이 작은 중간홀을 형성하는 내부 돌출부가 형성된 절연성 본체와, 상기 관통홀의 상기 중간홀을 감싸도록 상기 내부 돌출부 내부에 형성되어 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 스프링과, 각각의 상기 관통홀에 형성되어 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부를 포함하고; 각각의 상기 도전 패턴부는 상기 관통홀의 상부로 노출되도록 상기 상부홀에 삽입되는 상부핀과, 상기 관통홀의 하부로 노출되도록 상기 하부홀에 삽입되는 하부핀과, 상기 중간홀에 형성되어 상기 상부핀과 상기 하부핀을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 절연성 본체 내부의 탄성 스프링과 내부 돌출부의 구성에 의해 상하 방향으로 복원력을 제공하여, 인터포저(Interposer)에 적용될 때 상하 방향으로의 복원력을 지속적으로 유지하여 보다 안정적이면서도 수명이 오래갈 수 있다.

Description

양방향 도전성 모듈
본 발명은 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 안정적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈에 관한 것이다.
반도체 소자는 제조 과정을 거친 후 전기적 성능의 양불을 판단하기 위한 검사를 수행하게 된다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 단자와 전기적으로 접촉될 수 있도록 형성된 반도체 테스트 소켓(또는 콘텍터 또는 커넥터)을 반도체 소자와 검사회로기판 사이에 삽입한 상태에서 검사가 수행된다. 그리고, 반도체 테스트 소켓은 반도체 소자의 최종 양불 검사 외에도 반도체 소자의 제조 과정 중 번-인(Burn-In) 테스트 과정에서도 사용되고 있다.
반도체 소자의 집적화 기술의 발달과 소형화 추세에 따라 반도체 소자의 단자 즉, 리드의 크기 및 간격도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 테스트 소켓의 도전 패턴 상호간의 간격도 미세하게 형성하는 방법이 요구되고 있다.
그런데, 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓으로는 집적화되는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 테스트 소켓을 제작하는데 한계가 있었다. 도 1 내지 도 3은 한국공개특허 제10-2011-0065047호에 개시된 종래의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓의 예를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 기존이 반도체 테스트 소켓(1100)은 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131)와 대응되는 위치에 상하방향으로 관통공(1111)이 형성된 하우징(1110)과, 하우징(1110)의 관통공(1111) 내에 장착되어 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131) 및 테스트 장치(1140)의 패드(1141)를 전기적으로 연결시키는 포고-핀(Pogo-pin)(1120)으로 이루어진다.
포고-핀(Pogo-pin)(1120)의 구성은, 포고-핀(Pogo-pin) 본체로 사용되며 내부가 비어있는 원통형 형태를 가지는 배럴(1124)과, 배럴(1124)의 하측에 형성되는 접촉팁(1123)과, 배럴(1124) 내부에서 접촉팁(1123)과 연결되어 수축과 팽창 운동을 하는 스프링(1122) 및 접촉팁(1123)과 연결된 스프링(1122) 반대편에 연결되어 반도체 디바이스(1130)와의 접촉에 따라 상하운동을 수행하는 접촉핀(1121)으로 구성된다.
이 때, 스프링(1122)은 수축 및 팽창을 하면서 접촉핀(1121)과 접촉팁(1123)에 전달되는 기계적인 충격을 흡수하면서 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131)와 테스트 장치(1140)의 패드(1141)를 전기적으로 접속시켜 전기적인 불량여부를 검사하게 한다.
그런데, 상기와 같은 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓은 상하 방향으로의 탄성을 유지하기 위해 물리적인 스프링을 사용하게 되고, 배럴 내부에 스프링과 핀을 삽입하고, 배럴을 다시 하우징의 관통공 내부에 삽입하여야 하므로 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라 공정의 복잡성으로 인해 제조 가격이 상승하는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 상하 방향으로 탄성을 갖는 전기적 접촉 구조의 구현을 위한 물리적인 구성 자체가 미세 피치를 구현하는데 한계가 있으며, 근래에 집적화된 반도체 소자에는 적용하는데 이미 한계치까지 도달해 있는 실정이다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓은 상부의 상하 방향으로 접속팁(1123), 스프링(1122) 및 접속핀(1121)으로 연결되는 구조를 가지고 있어, 상하 방향으로의 길이를 줄이는데 한계가 있는데, 이와 같은 길이의 한계는 하이-스피드의 디바이스를 테스트하는데 한계로 작용하게 된다.
한편, 포고-핀(Pogo-pin)의 반도체 테스트 소켓은 반도체 디바이스의 테스트 외에 두 디바이스를 전기적으로 연결하는 구조에서도 사용된다. 대표적인 예로, 하이-스피드의 CPU, 예컨대 대용량의 서버에 사용되는 CPU와 보드 사이에서 CPU의 핀과 보드의 단자 간을 연결하는 인터포저(Interposer)로 적용되고 있다.
대용량 서버에 사용되는 CPU이 경우, 일반 PC의 CPU 보다 면적이 넓고 핀의 수가 1000여개가 넘는 경우가 많아, 보드의 단자와 직접 접촉시키는 경우 접촉 불량이 발생할 수 있어, CPU와 보드 사이에서 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 인터포저(Interposer)가 상하 방향으로 탄성적으로 두 디바이스를 연결하게 된다.
그런데, 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 인터포저(Interposer)의 경우, 상술한 바와 같이, 피치의 한계로 인해 피치 간격이 좁아지는 CPU에 적용하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 상하 방향으로의 길이 한계로 인해 하이-스피드로 동작하는 CPU의 속도를 따라가기 어려운 문제점이 제기되고 있다.
더욱이, 금속 재질의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 인터포저(Interposer)로 사용되는 경우, 두 디바이스 사이에서 지속적으로 눌린 상태가 유지되는데, 시간이 지날수록 금속 재질의 포고-핀(Pogo-pin)의 탄성이 사려져 일부 핀이 두 디바이스 중 어느 하나와 이격되어 불량이 발생하는 경우가 발생하게 된다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 안정적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 인터포저(Interposer)에 적용될 때 상하 방향으로의 복원력을 지속적으로 유지하여 보다 안정적이면서도 수명이 오래갈 수 있는 양방향 도전성 모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 있어서, 절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통공이 형성되되, 각각의 상기 관통공 내벽으로부터 내부로 돌출되어 상기 관통공을 상부홀, 하부홀, 상기 상부홀 및 상기 하부홀보다 내경이 작은 중간홀을 형성하는 내부 돌출부가 형성된 절연성 본체와, 상기 관통홀의 상기 중간홀을 감싸도록 상기 내부 돌출부 내부에 형성되어 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 스프링과, 각각의 상기 관통홀에 형성되어 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부를 포함하고; 각각의 상기 도전 패턴부는 상기 관통홀의 상부로 노출되도록 상기 상부홀에 삽입되는 상부핀과, 상기 관통홀의 하부로 노출되도록 상기 하부홀에 삽입되는 하부핀과, 상기 중간홀에 형성되어 상기 상부핀과 상기 하부핀을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 탄성 스프링은 상기 관통홀 주변의 상기 절연성 본체 내부에서 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부핀 및 상기 하부핀의 직경은 상기 중간홀의 내경보다 크게 마련될 수 있다.
그리고, 상기 상부 디바이스가 각각의 상기 상부핀과 접촉하여 하부 방향으로 가압할 때 상기 상부핀의 하부가 상기 내부 돌출부에 접촉하고, 상기 탄성 스프링이 상기 상부핀의 가압을 탄성적으로 지지할 수 있다.
그리고, 상기 연결부는 상기 상부핀과 상기 하부핀 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 연장되는 플러그 핀과; 상기 상부핀과 상기 하부핀 중 다른 하나에 형성되고, 상기 플러그 핀이 삽입되어 상기 플러그 핀과 전기적으로 연결되는 콘센트부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 상부핀과 상기 하부핀 중 다른 하나는 상기 플러그 핀이 삽입 가능한 삽입홀이 마련되어 상기 콘센트부를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 플러그 핀은 외부 표면으로부터 돌출된 제1 텐션 돌출부가 형성되고; 상기 삽입홀의 내부 표면에는 내측으로 둘출된 제2 텐션 돌출부가 형성되며; 상기 제1 텐션 돌출부가 상기 삽입홀의 내부 표면에 탄성적으로 접촉하고, 상기 제2 텐션 돌출부가 상기 플러그 핀의 외부 표면에 탄성적으로 접촉할 수 있다.
그리고, 상기 연결부는 상기 상부핀과 상기 하부핀을 연결하는 코일 스프링을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 연결부는 상기 중간홀에 충진되는 도전성 분말을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 안정적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈이 제공된다.
또한, 절연성 본체 내부의 탄성 스프링과 내부 돌출부의 구성에 의해 상하 방향으로 복원력을 제공하여, 인터포저(Interposer)에 적용될 때 상하 방향으로의 복원력을 지속적으로 유지하여 보다 안정적이면서도 수명이 오래갈 수 있는 양방향 도전성 모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 도 1의 양방향 도전성 모듈의 도전 패턴부의 구성의 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로, 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 있어서, 절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통공이 형성되되, 각각의 상기 관통공 내벽으로부터 내부로 돌출되어 상기 관통공을 상부홀, 하부홀, 상기 상부홀 및 상기 하부홀보다 내경이 작은 중간홀을 형성하는 내부 돌출부가 형성된 절연성 본체와, 상기 관통홀의 상기 중간홀을 감싸도록 상기 내부 돌출부 내부에 형성되어 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 스프링과, 각각의 상기 관통홀에 형성되어 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부를 포함하고; 각각의 상기 도전 패턴부는 상기 관통홀의 상부로 노출되도록 상기 상부홀에 삽입되는 상부핀과, 상기 관통홀의 하부로 노출되도록 상기 하부홀에 삽입되는 하부핀과, 상기 중간홀에 형성되어 상기 상부핀과 상기 하부핀을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예들에 따른 양방향 도전성 모듈(10)은 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는데 적용된다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 양불 검사에 적용되는 경우, 상부 디바이스는 테스트 대상이 되는 반도체 디바이스이고, 하부 디바이스는 검사 회로 기판일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(10)이 인터포저(Interposer)에 적용되는 경우, 상부 디바이스는 CPU이고, 하부 디바이스는 보드일 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(10)이 인터포저(Interposer)에 적용되는 것을 예로 하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10)은 절연성 본체(100), 탄성 스프링(300), 및 복수의 도전 패턴부(200)를 포함한다.
절연성 본체(100)는 절연성 재질로 마련되는데, 실리콘과 같은 탄성을 갖는 재질로 마련되는 것을 예로 한다. 절연성 본체(100)에는 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀(110)이 형성된다.
여기서, 각각의 관통홀(110)에는 내부 돌출부(120)가 형성된다. 내부 돌출부(120)는 각각의 관통홀(110)의 내벽으로부터 내부로 돌출되어 형성되는데, 관통홀(110)의 중간 부분에서 돌출 형성된다. 이에 따라, 각각의 관통홀(110)은 상부홀(111), 하부홀(112), 그리고 상부홀(111) 및 하부홀(112)보다 내경이 작은 중간홀(113)이 형성되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 단차진 형상의 관통홀(110)이 형성 가능하게 된다.
탄성 스프링(300)은 관통홀(110)의 중간홀(113)을 감싸도록 내부 돌출부(120) 내부에 형성되아 상하 방향으로 복원력을 제공하게 된다. 본 발명에서는 탄성 스프링(300)이 중간홀(113)의 주변의 내부 돌출부(120) 내부에 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링 형태로 구성되는 것을 예로 한다.
각각의 도전 패턴부(200)은 각각의 관통홀(110)에 형성되어 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결한다. 즉, 하나의 도전 패턴부(200)는 상부 디바이스와 하부 디바이스를 연결하는 하나의 신호 라인을 형성하게 된다.
본 발명에서는 도전 패턴부(200)가 상부핀(210), 하부핀(220) 및 연결부(230)를 포함하는 것을 예로 ㅎ나다. 상부핀(210)은 관통홀(110)의 상부로 돌출되도록 상부홀(111)에 삽입되고, 하부핀(220)은 관통홀(110)의 하부로 돌출되도록 하부홀(112)에 삽입된다. 그리고, 연결부(230)는 중간홀(113)에 형성되어 상부핀(210)과 하부핀(220)을 전기적으로 연결한다.
상기와 같은 구성에 따라, 상부핀(210), 하부핀(220) 및 연결부(230)로 구성되는 도전 패턴부(200)가 하나의 신호 라인을 형성하는데, 상부 디바이스와 하부 디바이스 사이에 양방향 도전성 모듈(10)이 배치된 상태로 상부 디바이스에 의해 양방향 도전성 모듈(10)이 하부 방향으로 가압되는 경우, 상부핀(210)의 하부가 내부 돌출부(120)에 접촉되고, 탄성 스프링(300)과 탄성 재질의 내부 돌출부(120)가 탄성적으로 상부 방향으로 복원력을 제공하게 되어, 보다 안정적인 접촉이 가능하게 된다.
또한, 탄성 스프링(300)의 복원력과 내부 돌출부(120)의 복원력이 함께 작용하여 안정적이면서도 제품 수명을 늘릴 수 있는 효과가 제공된다. 특히, 종래의 포고-핀(Pogo-pin)과는 달리 도전성을 갖는 재질로 제작할 필요가 없어, 일반적인 금속 재질보다 수명이 긴 재질의 탄성 스프링(300)을 제작할 수 있어, 수명을 연장시키는데 제약을 받지 않게 된다.
본 발명에서는 상부핀(210)과 하부핀(220)이 절연성 본체(100)의 내부 돌출부(120)에 걸릴 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부핀(210)과 하부핀(220)의 직경이 중간홀(113)의 내경보다 크게 마련되는 것을 예로 한다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전 패턴부(200)이 연결부(230)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 플러그 핀(231)과 콘센트부(232)를 포함할 수 있다.
플러그 핀(231)은 상부핀(210)과 하부핀(220) 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 연장된다. 그리고, 콘센트부(232)는 상부핀(210)과 하부핀(220) 중 다른 하나에 형성되고, 플러그 핀(231)이 삽압되어 플러그 핀(231)과 전기적으로 연결된다. 본 발명에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 플러그 핀(231)이 상부핀(210)에 형성되고, 콘센트부(232)가 하부핀(220)에 형성되는 것을 예로 하나는데, 그 위치가 바뀌엉도 무방하다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 콘센트부(232)가 형성되는 하부핀(220)에 플러그 핀(231)이 삽입 가능한 삽입홀이 마련되어, 해당 삽입홀이 콘센트부(232)를 형성하는 것을 예로 하고 있다.
*또한, 플러그 핀(231)의 외부 표면에는 표면으로부터 돌출된 제1 텐션 돌출부(233)가 형성되고, 삽입홀의 내부 표면에는 내측으로 돌출된 제2 텐션 돌출부(234)가 형성되는 것을 예로 한다. 이에 따라, 플러그 핀(231)이 삽입홀에 삽입될 때, 제1 텐션 돌출부(233)가 삽입홀의 내부 표면에 탄성적으로 접촉되고, 제2 텐션 돌출부(234)가 플러그 핀(231)의 외부 표면에 탄성적으로 접촉 가능하게 되어 보다 안정적인 접촉이 가능하게 된다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10a)에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10a)의 절연성 본체(100)와 탄성 스프링(300)의 구성은 제1 실시예에 대응하는 바, 그 상세한 설명은 생략한다.
*본 발명의 제2 실시예에 따른 도전 패턴부(200a)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부핀(210a), 하부핀(220a) 그리고 연결부(230a)를 포함한다. 상부핀(210a)과 하부핀(220a)이 상부홀(111) 및 하부홀(112)에 수용되는 구성은 상술한 제1 실시예에 대응하며, 상부핀(210a) 및 하부핀(220a)이 내부 돌출부(120) 및 탄성 스프링(300)에 의해 상하 방향으로 복원력을 제공받는 점도 제1 실시예에 대응한다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연결부(230a)는 상부핀(210a)과 하부핀(220a)을 연결하는 코일 스프링으로 마련되는 것을 예로 한다. 이를 통해, 상부핀(210a)과 하부핀(220a)을 전기적으로 연결하면서도, 탄성적으로 상부핀(210a)과 하부핀(220a)을 지지하게 되어 상하 방향으로 복원력을 제공하게 된다.
이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10b)에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(10b)의 절연성 본체(100)와 탄성 스프링(300)의 구성은 제1 실시예에 대응하는 바, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 도전 패턴부(200b)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부핀(210b), 하부핀(220b) 그리고 연결부(230b)를 포함한다. 상부핀(210b)과 하부핀(220b)이 상부홀(111) 및 하부홀(112)에 수용되는 구성은 상술한 제1 실시예에 대응하며, 상부핀(210b) 및 하부핀(220b)이 내부 돌출부(120) 및 탄성 스프링(300)에 의해 상하 방향으로 복원력을 제공받는 점도 제1 실시예에 대응한다.
여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 연결부(230b)는 중간홀(113)에 충진되는 도전성 분말을 포함할 수 있다. 여기서, 도전성 분말은 실리콘 분말과 함께 중간홀(113)에 충진되어 상부핀(210b)과 하부핀(220b)을 전기적으로 연결하게 된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
<부호의 설명>
10,10a,10b : 양방향 도전성 모듈
100 : 절연성 본체 110 : 관통홀
111 : 상부홀 112 : 하부홀
113 : 중간홀 120 : 내부 돌출부
200,200a,200b : 도전 패턴부 210,210a,210b : 상부핀
220,220a,220b : 하부핀 230,230a,230b : 연결부
300 : 탄성 스프링
본 발명은 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 안정적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능하다.

Claims (9)

  1. 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 있어서,
    절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통공이 형성되되, 각각의 상기 관통공 내벽으로부터 내부로 돌출되어 상기 관통공을 상부홀, 하부홀, 상기 상부홀 및 상기 하부홀보다 내경이 작은 중간홀을 형성하는 내부 돌출부가 형성된 절연성 본체와,
    상기 관통홀의 상기 중간홀을 감싸도록 상기 내부 돌출부 내부에 형성되어 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 스프링과,
    각각의 상기 관통홀에 형성되어 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부를 포함하고;
    각각의 상기 도전 패턴부는 상기 관통홀의 상부로 노출되도록 상기 상부홀에 삽입되는 상부핀과, 상기 관통홀의 하부로 노출되도록 상기 하부홀에 삽입되는 하부핀과, 상기 중간홀에 형성되어 상기 상부핀과 상기 하부핀을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 스프링은 상기 관통홀 주변의 상기 절연성 본체 내부에서 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부핀 및 상기 하부핀의 직경은 상기 중간홀의 내경보다 크게 마련되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 디바이스가 각각의 상기 상부핀과 접촉하여 하부 방향으로 가압할 때 상기 상부핀의 하부가 상기 내부 돌출부에 접촉하고, 상기 탄성 스프링이 상기 상부핀의 가압을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는
    상기 상부핀과 상기 하부핀 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 연장되는 플러그 핀과;
    상기 상부핀과 상기 하부핀 중 다른 하나에 형성되고, 상기 플러그 핀이 삽입되어 상기 플러그 핀과 전기적으로 연결되는 콘센트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부핀과 상기 하부핀 중 다른 하나는 상기 플러그 핀이 삽입 가능한 삽입홀이 마련되어 상기 콘센트부를 형성하는 것을 특지응로 하는 양방향 도전성 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플러그 핀은 외부 표면으로부터 돌출된 제1 텐션 돌출부가 형성되고;
    상기 삽입홀의 내부 표면에는 내측으로 둘출된 제2 텐션 돌출부가 형성되며;
    상기 제1 텐션 돌출부가 상기 삽입홀의 내부 표면에 탄성적으로 접촉하고, 상기 제2 텐션 돌출부가 상기 플러그 핀의 외부 표면에 탄성적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 상부핀과 상기 하부핀을 연결하는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 중간홀에 충진되는 도전성 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
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