JP6570687B2 - クリップスプリングピン及びこれを含むテストソケット - Google Patents

Description

本発明は、クリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットに関し、より詳しくは、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持し、電気接点の密着力が向上するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットに関する。

半導体、ＬＣＤモジュール、イメージセンサ及びカメラモジュールなどは、各部品の組み立て完了後、実装される電子部品と同一の作動信号及び電源を供給して正常動作するか否かなどを確認する品質検査を受ける。

製品の不良判定は、製品自体の問題もあるが、たまに検査機及び関連装備の問題により検査が誤って良品の製品に対して不良と判定されることもある。不良と判定された良品の製品を再品質検査すれば良品と判定されるであろうが、追加品質検査による時間のロスが発生する。

このような問題を防止するためには、検査機の問題を適時に確認し整備して検査機の不良により良品の製品が不良と判定されないようにしなければならない。

テストソケットは、検査機の信号が半導体やカメラモジュールなどに伝達可能なように半導体やカメラモジュールなどを検査機と連結する装置である。テストソケットが検査機とカメラモジュール（または半導体）を連結するため、テストソケットは、信号を伝達するとき、歪曲なしに伝達することができる電気的接触特性が要求される。

このような要求事項を満たすための従来のテストソケットとしては、機械的強度と電気伝導性に優れたポゴピン（Pogo Pin）ソケットやラバー（Rubber) ソケットなどがある。最近は、ラバーソケットよりも電気的接触安定性の高いポゴピンソケットがテストソケットとしてよく使われている。

韓国登録特許公報第１５７７３９６号には電気端子テスト用コンタクトピンが開示されている。韓国登録特許公報第１５７７３９６号の背景技術に開示されているように、半導体パッケージ検査用ソケットは、多数のポゴピンと、多数のポゴピンを所定間隔で収容する絶縁性本体とを含む。多数のポゴピンは、上部プローブが絶縁性本体の上面から突出され、下部プローブが絶縁性本体の底面から突出されるようにし、上記ポゴピン間の間隔は上部プローブに接触する半導体パッケージの外部端子の間隔と同一であり、下部プローブに接触するテストボードのコンタクトパッドと同一の間隔になるように絶縁性本体に収容される。

また、韓国公開特許公報第２０１６−００７８６９８号には導電性フィルムがコーティングされたポゴピンを備えた半導体検査装置が開示されている。韓国公開特許公報第２０１６−００７８６９８号に開示されているように、ポゴピンは、ボード上に提供されたバレルと、バレルに挿入されるプランジャとを含む。バレルは例えば中空の円筒形であり得る。バレルはボードに固設されることができる。バレルの内部にはプランジャと連結されるスプリングが内蔵されることができる。

プランジャは、クラウン（crown）形態の接触チップを有する中実或いは中空の円筒形であり得る。接触チップはクラウン形態で複数のチップを形成して他側のピンと複数の接触点を形成する。しかし、接触チップが複数形成されているとしても、鋭いチップの先端と他側のピンとの接点は極小さい面積を形成し、応力集中による接点部位の早い摩耗をもたらすことになる。

ポゴピンソケットが電気的接触安定性に優れているが、長期間の使用で破損や汚染が生じる場合、他側のピンとの接触が不安定になり両ピン間の接触抵抗（contact resistance）が上昇する。接触抵抗が上昇すれば品質検査に悪影響を及ぼすため、良品が不良品と判定される誤判定が発生し、これにより収率（Yield）が落ちることになる。

韓国登録特許公報第１５７７３９６号 (登録日：２０１５.１２.０８) 韓国公開特許公報第２０１６−００７８６９８号 (公開日：２０１６．０７．０５)

本発明の目的は、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持し、電気接点の密着力が向上するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットを提供することにある。

上記目的は、本発明によって、接続ピンの端部と物理的に接触して電子回路の接点を形成し、上記接続ピンが間に挿入されると互いに反対側で上記接続ピンと第１接点を形成する一対の接続部；及び、上記一対の接続部を連結する連結部；を含むことを特徴とするクリップスプリングピンによって達成される。

上記一対の接続部は、上記接続ピンが間に挿入されると互いに反対側に反り変形する反り変形部；及び、上記接続ピンを上記反り変形部間に案内する傾斜端部；を含んでなることができる。

上記接続部から互いに対向する方向に延び、上記接続ピンの挿入方向の先端と第２接点を形成する加圧部を含んでなることができる。

上記一対の接続部は、上記接続ピンとの物理的接触によって互いに広がる方向に反り変形し、上記加圧部は、上記接続ピンの挿入方向の先端によって加圧されて上記第１接点が密着するように上記接続部を互いに狭まる方向に反り変形させるようになされることができる。

上記目的は、本発明によって、クリップスプリングピン；上記クリップスプリングピンが挿入される挿入溝が形成されたインサートブロック；上記インサートブロックが挿入される装着溝が形成されたインターフェースブロック；上記インターフェースブロックが結合され、回路基板上に配置されるボトムプレート；及び、上記ボトムプレートを覆うか露出させ、上記接続ピンが備えられたカバープレート；を含み、上記連結部は、上記接続ピンが挿入される方向と反対方向に上記挿入溝の縁にかかり、上記回路基板と上記クリップスプリングピンとの間には、上記接続ピンが挿入される方向と反対方向に上記連結部を加圧しながら電子回路の接点を形成する加圧ピンが介在することを特徴とするテストソケットによって達成される。

本発明によれば、一対の接続部が互いに反対側で間に挿入された接続ピンと第１接点を形成することにより、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットを提供することができる。

また、加圧部が接続部を互いに狭まる方向に反り変形させて第１接点を密着させることにより、電気接点の密着力が向上するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットを提供することができる。

本発明の一実施例によるクリップスプリングピンの斜視図である。 図１のクリップスプリングピンが装着されるインサートブロック及びインターフェースブロックを示した斜視図である。 図１のクリップスプリングピンが装着されるインサートブロック及びインターフェースブロックを示した斜視図である。 図１のクリップスプリングピンが設けられたテストソケットを示した斜視図である。 図４のテストソケットの使用状態を示した部分断面図である。 図４のテストソケットの使用状態を示した部分断面図である。 図１のクリップスプリングピンの使用状態を示した図面である。 図１のクリップスプリングピンの使用状態を示した図面である。 本発明の他の実施例によるクリップスプリングピンを示した図面である。 図９のクリップスプリングピンの使用状態を示した図面である。

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明すれば次の通りである。但し、本発明の説明において、既に公知の機能或いは構成に関する説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略することにする。

本発明のクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットは、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持し、電気接点の密着力が向上するようになされる。

図１は本発明の一実施例によるクリップスプリングピンの斜視図であり、図２及び図３は図１のクリップスプリングピンが装着されるインサートブロック及びインターフェースブロックを示した斜視図であり、図４は図１のクリップスプリングピンが設けられたテストソケットを示した斜視図であり、図５及び図６は図４のテストソケットの使用状態を示した部分断面図であり、図７及び図８は図１のクリップスプリングピンの使用状態を示した図面であり、図９は本発明の他の実施例によるクリップスプリングピンを示した図面であり、図１０は図９のクリップスプリングピンの使用状態を示した図面である。

図５及び図６に示されているように、本発明のクリップスプリングピン１０は、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持し、電気接点の密着力が向上するようになされ、テストソケット１に設けられ接続ピンＰ１の端部と物理的に接触して電子回路の接点を形成する。

テストソケット１は、検査機の信号が半導体やカメラモジュール２などに伝達可能なように半導体やカメラモジュール２などを検査機と連結する装置である。図３にはカメラモジュール２を検査機と連結するテストソケット１が示されている。以下では、本発明のクリップスプリングピン１０がカメラモジュール検査用のテストソケット１に設けられたものとして説明することにする。

携帯電話のカメラモジュール２は、各部品の組み立てが完了した後、ＯＳ（Open-Short）テスト、カラーテスト及びピクセルテストなどモジュールの異常有無に対する検査過程を経ることになる。カメラモジュール２の性能評価時、イメージセンサからの信号を受けてその特性を評価し、実際にカメラモジュール２が装着される電子部品と同一の作動信号及び電源を供給してカメラモジュール２の異常有無をチェックする。

図４に示されているように、このような検査は、テストソケット１の内部にカメラモジュール２を装着させた後、カメラモジュール２のコネクタ２ａに形成された各ピンをテストソケット１のピンブロック５１の各端子と連結した後、テストを進行する。

テストソケット１は、開閉可能な構造で構成される。カメラモジュール２をテストするとき、テストソケット１を開いて内部に設けられたモジュールガイド部４１にカメラモジュール２を装着させた後、テストソケット１を閉めてコネクタ２ａのピンとピンブロック５１の端子を連結する。

テストソケット１は、サブ回路基板ＳＢが装着されたカバープレート５０が、回路基板ＭＰ（以下‘メイン回路基板’）上に配置されたボトムプレート４０を覆うか露出させる構造に製作される。テストソケット１は、メイン回路基板ＭＰとサブ回路基板ＳＢが互いに電気的に連結された状態でカメラモジュール２のテストが実施される。

メイン回路基板ＭＰとサブ回路基板ＳＢは、カバープレート５０が回転してテストソケット１が閉まるとき、クリップスプリングピン１０と接続ピンＰ１が物理的に接触して互いに電気的に連結される。

カバープレート５０にはサブ回路基板ＳＢと電気接点を形成する接続ピンＰ１が備えられ、ボトムプレート４０にはメイン回路基板ＭＰと電気接点を形成するクリップスプリングピン１０が備えられる。図４における未説明の図面符号５２は、多数の接続ピンＰ１が装着された接続ピンブロックを意味する。

図１及び図７に示されているように、クリップスプリングピン１０は、接続部１００、連結部２００及び加圧部３００を含んで構成される。

図７及び図８に示されているように、接続部１００は、接続ピンＰ１が間に挿入されると互いに反対側で接続ピンＰ１と第１接点Ｃ１を形成する構成であり、一対に備えられて連結部２００により電気的に連結される。接続部１００は反り変形部１１０及び傾斜端部１２０を含んで構成される。

反り変形部１１０は、接続ピンＰ１が間に挿入されると、接続ピンＰ１との物理的接触によって互いに反対側に反り変形する構成であり、接続ピンＰ１が挿入される方向に長い棒（bar）形態に形成される。図８は、間に挿入された接続ピンＰ１により互いに反対側に反り変形した反り変形部１１０の一部を示している。

一対の反り変形部１１０は、間に挿入された接続ピンＰ１によって互いに反対側に反り変形した後、反り変形による弾性回復によって第１接点Ｃ１で接続ピンＰ１の両側面を加圧して密着する。

接続ピンＰ１が完全に挿入された状態で第１接点Ｃ１間の距離は接続ピンＰ１の直径（または幅）よりも短い。図８（ｂ）において、Ｆ１は、反り変形部１１０の弾性回復によって第１接点Ｃ１で接続ピンＰ１の両側面を加圧する反り変形部１１０の加圧力（以下‘第１加圧力Ｆ１'）を示している。

傾斜端部１２０は、接続ピンＰ１を反り変形部１１０の間に案内する構成であり、接続ピンＰ１が挿入される側の反り変形部１１０の端部に形成される。傾斜端部１２０は、反り変形部１１０の端部で接続ピンＰ１に向かうほど互いに広がる傾斜面１２１を形成する。

接続ピンＰ１は、一対の反り変形部１１０の間に挿入される直前に傾斜端部１２０の傾斜面１２１に接触した後、傾斜面１２１を滑りながら一対の反り変形部１１０の間に進入することになる。

図８（ａ）はカバープレート５０がボトムプレート４０の上部を完全に覆う直前状態を示し、図８（ｂ）はカバープレート５０がボトムプレート４０の上部を完全に覆った状態を示している（図６参照）。

図８（ｂ）に示されているように、加圧部３００は、接続ピンＰ１の挿入方向先端と第２接点Ｃ２を形成する構成であり、反り変形部１１０から互いに対向する方向に延びた形態に形成される。

一対の加圧部３００は、（反り変形部１１０が第１接点Ｃ１を形成した状態で）接続ピンＰ１の挿入方向先端によってそれぞれ加圧されて接続ピンＰ１の先端に密着される。図８（ｂ）において、Ｆ２は、接続ピンＰ１の挿入方向先端から加圧部３００に加えられる加圧力（以下‘第２加圧力Ｆ２’）を示している。

第２加圧力Ｆ２によって加圧部３００と反り変形部１１０の連結部分Ａには互いに反対方向のモーメントＭが形成される。モーメントＭの大きさは大略下の数式の通りである。

図８（ｂ）に示されているように、反り変形部１１０の連結部分ＡにモーメントＭが形成されると、一対の接続部１００はモーメントＭによって互いに狭まる方向に反り変形することになる。より詳しくは、‘第１接点Ｃ１と連結部分Ａの間を除いた反り変形部１１０’は、モーメントＭによって互いに狭まる方向に反り変形することになり、よって、第１接点Ｃ１には‘第１接点Ｃ１と連結部分Ａの間を除いた反り変形部１１０’の反り変形による加圧力（以下‘第３加圧力Ｆ３’）が第１加圧力Ｆ１と同一の方向に形成される。結果的に、第１接点Ｃ１は、第１加圧力Ｆ１と第３加圧力Ｆ３との合力によってより密着される。

韓国公開特許公報第２０１６−００７８６９８号に開示されているように、従来のテストソケット１で他側のピンと接点を形成するポゴピンはクラウン（crown）形態の接触チップを通して他側のピンと接触点を形成する。しかし、接触チップが複数形成されているとしても、鋭いチップの先端と他側のピンとの接点は極めて小さな面積を形成し、応力集中による接点部位の早い摩耗をもたらすことになる。

ポゴピンソケットは、電気的接触安定性に優れているが、長期間の使用で破損や汚染が生じる場合、他側のピンとの接触が不安定になり両ピン間の接触抵抗（contact resistance）が上昇する。接触抵抗が上昇すると、品質検査に悪影響を及ぼすため、良品が不良品と判定される誤判定が発生し、このため収率（Yield）が落ちることになる。

本発明のクリップスプリングピン１０は、反り変形部１１０の反り変形によって接続ピンＰ１の両側面に一対の第１接点Ｃ１を形成すると共に、接続ピンＰ１の挿入方向への加圧によって接続ピンＰ１の先端と一対の第２接点Ｃ２を形成し、接点分散により応力集中を防止することで、接点部位の早い摩耗を防ぐ。

また、クリップスプリングピン１０と接続ピンＰ１が第１接点Ｃ１で第１加圧力Ｆ１と第３加圧力Ｆ３との合力により更に密着することで、従来技術よりも電気接点の密着力が向上するとの利点がある。

図２乃至図４に示されているように、クリップスプリングピン１０は、インサートブロック２０及びインターフェースブロック３０によってボトムプレート４０の特定位置に配置される。

図２及び図３に示されているように、インサートブロック２０にはクリップスプリングピン１０が挿入される多数の挿入溝Ｈ１が形成され、インターフェースブロック３０にはインサートブロック２０が挿入される装着溝Ｈ２が形成される。インターフェースブロック３０はボルトなどによってボトムプレート４０に結合される。

図５及び図６に示されているように、連結部２００は、接続部１００と段差を形成し、これにより接続ピンＰ１が挿入される方向と反対方向に挿入溝Ｈ１の縁に係ることになる。

テストソケット１のメンテナンス時、作業者はボトムプレート４０からインターフェースブロック３０を分離した後、インサートブロック２０を新しいもの（新しいクリップスプリングピン１０が装着されたインサートブロック２０）に交換する簡単な過程によって多数のクリップスプリングピン１０を同時に交換することができる。

メイン回路基板ＭＰとクリップスプリングピン１０との間には、接続ピンＰ１が挿入される方向と反対方向に連結部２００を加圧しながら電子回路の接点を形成する加圧ピンＰ２が介在する。加圧ピンＰ２は、一般のポゴピン（Pogo Pin）に備えられることができる。

加圧ピンＰ２は、プランジャを通して接続ピンＰ１が挿入される方向と反対方向に連結部２００を加圧する状態を維持する。これにより、クリップスプリングピン１０が接続ピンＰ１の加圧力によって挿入溝Ｈ１から離脱する（下方に抜ける）現象が防止される。

図９及び図１０は、クリップスプリングピン１０’の他の実施例を示している。本発明の他の実施例によるクリップスプリングピン１０’は、加圧部３００が接続部１００の長手方向全体にかけて形成されて反り変形に抵抗する接続部１００の剛性を強化する機能をすることになる。

本発明によれば、一対の接続部が互いに反対側で間に挿入された接続ピンと第１接点を形成することにより、他側のピンと広い電気接点を形成すると共に、使用経過期間が長くても広い電気接点を維持するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットを提供することができる。

また、加圧部が接続部を互いに狭まる方向に反り変形させて第１接点を密着させることにより、電気接点の密着力が向上するようになされるクリップスプリングピン及びこれを含むテストソケットを提供することができる。

先に本発明の特定の実施例が説明及び図示されているが、本発明は記載の実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であることは、本技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明なことである。従って、かかる修正例または変形例は本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施例は本発明の特許請求の範囲に属するものとされなければならない。

１０、１０'：クリップスプリングピン
１００：接続部
２００：連結部
３００：加圧部
１１０：反り変形部
１２０：傾斜端部
Ｃ１：第１接点
Ｃ２：第２接点
Ｆ１：第１加圧力
Ｆ２：第２加圧力
Ｆ３：第３加圧力
Ａ：連結部分
１：テストソケット
２０：インサートブロック
３０：インターフェースブロック
４０：ボトムプレート
５０：カバープレート
Ｈ１：挿入溝
Ｈ２：装着溝
Ｐ１：接続ピン
Ｐ２：加圧ピン
ＳＢ：サブ回路基板
ＭＰ：回路基板

Claims (3)

1. 接続ピンの端部と物理的に接触して電子回路の接点を形成し、
   上記接続ピンが間に挿入されると互いに反対側で上記接続ピンと第１接点を形成する一対の接続部；
   上記一対の接続部を連結する連結部；及び、
   上記接続部から互いに対向する方向に延び、上記接続ピンの挿入方向の先端と第２接点を形成する加圧部；を含み、
   上記一対の接続部は、上記接続ピンとの物理的接触によって互いに広がる方向に反り変形し、
   上記加圧部は、上記接続ピンの挿入方向の先端によって加圧されて上記第１接点が密着するように上記接続部を互いに狭まる方向に反り変形させることを特徴とするクリップスプリングピン。
2. 上記一対の接続部は、
   上記接続ピンが間に挿入されると互いに反対側に反り変形する反り変形部；及び、
   上記接続ピンを上記反り変形部間に案内する傾斜端部；を含むことを特徴とする請求項１に記載のクリップスプリングピン。
3. 接続ピンの端部と物理的に接触して電子回路の接点を形成し、
   上記接続ピンが間に挿入されると互いに反対側で上記接続ピンと第１接点を形成する一対の接続部；及び、
   上記一対の接続部を連結する連結部；を含むクリップスプリングピン；
   上記クリップスプリングピンが挿入される挿入溝が形成されたインサートブロック；
   上記インサートブロックが挿入される装着溝が形成されたインターフェースブロック；
   上記インターフェースブロックが結合され、回路基板上に配置されるボトムプレート；及び、
   上記ボトムプレートを覆うか露出させ、上記接続ピンが備えられたカバープレート；を含み、
   上記連結部は、上記接続ピンが挿入される方向と反対方向に上記挿入溝の縁にかかり、
   上記回路基板と上記クリップスプリングピンとの間には、上記接続ピンが挿入される方向と反対方向に上記連結部を加圧しながら電子回路の接点を形成する加圧ピンが介在することを特徴とするテストソケット。

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