KR100805947B1 - 슬라이드형 접촉자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스의 좁은 피치에 대응할 수 있으며, 접촉자의 수명이 길고, 동시에, 전기 테스트의 확실성이 향상된 반도체 디바이스의 전기 테스트용 접촉자 및 소켓을 제공하기 위한 것으로 이를 위하여 결속부에 의해 된 복수 개의 막대형 금속 선재 한 쌍이 직선상으로 배치되고, 그들의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 접촉자 및, 반도체 디바이스의 배열에 맞추어 다수의 구멍을 갖는 시트의 각 구멍에, 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형 금속 선재가 고정되어 있는 부재 한 쌍이 대향하여 배치되고, 상기 막대형 금속 선재의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 소켓을 제공한다.

금속 선재, 접촉자, 소켓

Description

슬라이드형 접촉자 {SLIDE TYPE CONTACT}

도 1은 본 발명의 슬라이드형 접촉자를 구성하는, 복수 개의 막대형 금속 선재를 묶은 부재의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 슬라이드형 접촉자의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 3은 도 1의 부재를 시트의 구멍에 고정한 본 발명의 전기 테스트용 부재의 일례의 단면도이다.

도 4는 도 3의 부재를 2장 대향시켜서 겹친 본 발명의 전기 테스트용 소켓의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 전기 테스트용 소켓의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 막대형 금속 선재

2: 선단부

3: 결속부

4: 선단부 끼리를 서로 끼워 맞췄을 때의 결합부

5: 시트

6: 시트에 마련한 구멍

본 발명은, 금속 선재를 복수 개 묶어, 반도체 등의 전기 테스트에 이용되는 막대형의 슬라이드형 접촉자에 관한 것이다.

반도체의 전기 테스트에 사용되는 접촉자는, 포고핀, 프레스 기술로 뚫은 콘택트나 이방성 도전 시트 등의 방식이 있으나, 모두 스프링력을 이용하여 도통(전기적 연결)을 확보하고 있다. 각각의 스프링 방식은, 고유의 하중-변위곡선을 가지며, 변위에 따른 스프링력을 형성하여, 반복의 전기 테스트에 이용된다. 종래의 기술에서 특징적인 것은, 어느 방식이나 스프링 기구를 규정된 좁은 피치의 범위 내에서 마련하고 있는 점이다.

종래의 접촉자와 관련하여 가장 기본적인 문제는, 0.5mm 피치나 그 미만의 좁은 피치의 반도체 디바이스에 이용되는 접촉자는, 더욱 소형화되어져야만 한다. 더욱 소형화한 결과로서, 스프링부가 기계적인 강도를 얻는 동시에서 필요 충분한 크기를 얻을 수 없으며, 반복의 하중과 변형에 의해 스프링부가 영구변형하기 쉬워져, 접촉자로서의 수명이 단명화 한다. 현상황의 0.5mm 피치에서는, 그 수명은 1만회 정도라고 말하여진다.

전기 테스트에 사용되는 접촉자는, 양호·불량품을 확실하고 안정적으로 선별하는 기본적 사명을 띠지만, 소형화의 결과로서 스프링부가 변형하기 쉬워져, 전 기 테스트의 불확실성이 증대하는 폐해가 크다.

협피치화가 진행되는 중에, 필요하고 충분한 강도를 갖는 스프링 기구를, 예를 들면 차세대의 0.4mm 피치의 제약 안에서, 갖게 하는 것에는 한계가 있다. 이것은 장래의 반도체의 다극화나 협피치화에 방해가 되고 있는 것이 현재 상황이다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 없애기 위해 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 반도체 디바이스의 협피치화, 예를 들면 차세대의 0.4mm 피치에도 대응할 수 있으며, 접촉자의 수명이 길고, 동시에, 전기 테스트의 확실성이 향상된 반도체 디바이스의 전기 테스트용 접촉자 및 상기 접촉자를 이용한 반도체 디바이스의 전기 테스트용 소켓을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 과제는 다음의 두 가지 수단에 의해 해결된다. 하나는, 접촉자부로부터 스프링 기구를 개방하는 것이다. 스프링 기구는, 좁은 피치의 제약을 받지 않는 넓은 장소, 예를 들면 외주부에 마련한다. 이에 따라 필요 충분한 스프링력의 확보를 가능하게 한다. 두 번째로, 접촉자는 반도체 디바이스와의 접촉을 확실하게 하고, 이에 더하여 변위에 대해서는 슬라이드(섭동)하는 기구를 마련함으로써, 변위량을 흡수시킨다. 슬라이드에 의해 변위를 흡수함으로써, 응력은 거의 생기지 않으며, 따라서 접촉자로서의 수명을 대폭 늘릴 수 있다.

즉, 본 발명은 하기의 발명을 제공한다.

(1) 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형 금속 선재 한 쌍이 직선상으로 배치되고, 그들의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기용 접촉자.

(2) 다수의 구멍을 갖는 시트의 각 구멍에, 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형금속선재가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 부재.

(3) 다수의 구멍을 갖는 시트의 각 구멍에, 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형 금속 선재가 고정되어 있는 부재 한 쌍이 대향하여 배치되고, 상기 막대형 금속 선재의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 소켓.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태로 아래에 이를 자세하게 설명한다.

본 발명의 접촉자를 구성하는 금속 선재의 세로탄성계수는 7000 Kgf/mm² 이상인 것이 바람직하다. 7000 Kgf/mm² 미만에서는 탄성 영역이 지나치게 좁기 때문에, 금속 선재가 영구변형, 즉 주저앉음을 일으키거나, 조기에 파손하거나 하여 접촉 불량을 일으키는 경우가 있다. 크면 클수록 좋으며, 상한은 특별히 없다.

본 발명에 있어서 막대형이란, 코일과 같이 나선형으로 감겨 있지 않다고 하는 의미이며, 직선형뿐 아니라, 일부가 만곡되어 있어도 된다.

금속 선재로서는, 세로탄성계수가 7000 Kgf/mm² 이상인 탄성체라면, 어떤 재질이라도 된다. 예를 들면, 스테인리스강선, 경(硬)강선, 스프링강, 인청동, 베릴륨-구리 합금 등을 사용할 수 있다. 표면은 도전성이 좋은 금, 니켈·팔라듐, 보론 등으로 도금되어 있어도 된다.

본 발명의 접촉자는, 예를 들면 3 ∼ 10 개의 막대형 선재, 바람직하게는 5 ∼ 7 개를 묶어서 이용하는 것이 바람직하다. 복수 개의 금속 선재의 일부를 예를 들면 압착이나 용착에 의해 일체화한 결속부를 마련해 두는 것이 취급하기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한 결속부는, 끼워 맞추어져 있는 선단부(결합부) 이외에 마련된다.

선재의 직경에 관해서는, 3 ∼ 10 개의 복수 개를 묶은 경우라도 굵기가 솔더볼의 배열 피치 이하이기 위하여, 0.10 mm 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.06 mm 이하이다. 또한 지나치게 가늘면 기계적 강도가 약해지기 때문에 0.02 mm 이상이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.04 mm 이상이다.

선재의 길이는, 굵기에 따르기도 하지만 12 mm 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10 mm 이하이다. 지나치게 길면 접촉자의 소형화에 방해가 되므로 바람직하지않다. 또한 지나치게 짧으면, 취급이 불편하므로 0.8 mm 이상이 바람직하다.

이하에 도면을 이용하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.

도 1은, 복수 개의 막대형의 금속 선재를 이용한 본 발명의 접촉자를 구성하는 한쪽 다발의 일례이다. 끼워 맞추어지는 선단부의 반대 측이 중앙부에서 결속되어 있다. 선단부의 반대 측은 반도체 패키지의 솔더볼이나 리드에 접촉하는 역할을 하고, 패키지의 타입에 따라 변화한다. 금속 선재는 릴에 감겼을 때의 감겨 지는 특성이 있어, 묶었을 때의 선단부는, 활형상으로 갈라진 빗자루모양이 된다.

도 2는, 도 1의 선단부끼리를 2개 1쌍으로 겹쳐 직선상으로 배치한 본 발명 의 접촉자의 일례이다. 선단부는 활형상으로 갈라진 빗자루모양이므로, 선재간에 간극이 존재하고 있어, 서로의 선단부끼리는 이 간극에 서로 들어가고, 서로의 선단부는 서로 접촉하고 있다. 꼭 칫솔을 2개 맞대는 느낌으로, 선단부는 충돌하지 않고, 서로의 간극에 서로 들어가고, 동시에 접촉이 확실하게 된다. 본 발명의 슬라이드형 접촉자는 도 2와 같이 직선상으로 배치해 서로의 선단부를 겹쳐서 사용하게 된다. 스트로크 방향에 대해서는, 각각의 다발은 끼워 맞추어진 선단부에서 슬라이드 하는 구조이며, 변위에 대해서는 일체 응력이 걸리지 않으며, 영구변형의 우려가 없다.

끼워 맞추어지는 부분(결합부)의 길이는 0.1 mm ∼ 0.2 mm가 바람직하다. 0.1 mm 미만에서는 접촉이 불안정해지고, 결과로서 접촉 저항값이 증대할 우려가 있다. 0.2 mm를 넘으면 선단부가 변형되기 쉬워지는 등의 폐해가 생기므로 0.1 mm ∼ 0.2 mm이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 전기 테스트용 소켓 부재이며, 시트(5)에 테스트할 반도체 디바이스의 피치에 맞춘 구멍(6)을 마련하고, 그 부분에 도 1의 금속 선재의 다발이 고정되어 있다. 선단부(2)와 결속부(3)는 함께 시트의 양 단면에서는 0.1 mm 이상 돌출되어 있다. 이것을 선단부끼리 서로 겹치도록, 도 4에 나타낸 바와 같이 2장 겹쳐서 사용한다. 스트로크 방향으로, 시트가 스프링력을 형성하고, 접촉자는 변형되지 않고 슬라이드하는 구조다. 시트의 재질은, 예를 들면 실리콘 고무와 같은 탄성을 갖는 절연 재료를 이용할 수 있다.

또한 시트의 두께는 0.5 ∼ 3.0 mm이다. 금속 선재의 다발을 확실하게 고정 하기 위해서는, 최저 0.5 mm가 필요하며, 3.0 mm를 넘으면 소켓을 소형화하기에 폐해가 크다. 따라서 시트의 두께는, 0.5 ∼ 1.0 mm이 보다 바람직하다.

금속 선재의 길이는, 시트의 두께에 따라, 양 단면에서 0.1 ∼ 0.2 mm 돌출하도록 설정된다.

구멍의 형상은 도 1의 금속 선재를 수납할 수 있으면 어떤 형태라도 좋지만, 예를 들면 원형이 바람직하다. 금속 선재의 고정은 금속 선재의 결속부에서 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 금속 선재가 결합부와 반대 측의 선단부에서 결속되어 있는 예다. 고정 방법은 성형 기술이나 가공 기술 등 일반적인 수단으로 행한다.

변위에 대해서는, 접촉자는 선단부끼리가 슬라이드(섭동)하고, 스프링력은 시트가 담당한다. 시트 전체의 넓은 면적으로 하중과 변위를 흡수할 수 있는 이점이 있으며, 장기의 반복 하중에 의한 변형을 견디어내는 특징이 있어, 확실하고 안정적인 전기 테스트의 접촉자라고 할 수 있다.

시트(5)는, 시트가 갖는 탄성을 이용하여 스프링력을 형성하고 있다. 종래의 기술에서는 0.5 mm나 그 미만의 좁은 피치에서는, 국부적인 집중 하중의 결과로서, 탄성을 상실하고, 스프링력이 쇠퇴하는 난점이 있었다.

시트와 관련하여, 본 발명에 의한 이점은 두 가지로 요약된다. 하나는, 시트 전체의 넓은 면적으로 받아들임에 따라, 스프링력이 강화되는 점과, 두 번째는, 시트의 외주부에 예를 들면 코일 스프링을 추가하고, 시트에 의한 스프링력을 보강해 미세조정하는 것도 가능하게 된다는 점이다.

종래의 기술에 의한 현재의 접촉자의 수명은 약 1만 회이지만, 본 발명의 슬라이드형 접촉자의 수명은 10만 회로 장기화할 수 있다.

다음에 본발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 한정되는 것은 아니다.

도 3의 단면도에 나타낸 바와 같이, 탄성을 갖는 시트에 테스트할 반도체 디바이스의 피치에 맞추어 구멍을 마련하고, 이 구멍에 5∼7 개의 막대형의 금속 선재를 고정한다. 고정 방법은 성형 기술이나 가공 기술 등 일반적인 수단으로 행한다. 선단부와 결속부는 시트의 단부면으로부터는 0.1 ∼ 0.3 mm의 길이로 돌출하게 한다.

이것을 2장 준비하고 도 4에 나타낸 바와 같이 서로의 선단부끼리를 겹쳐, 이것을 1조로 하여 사용된다. 복수 개의 금속 선재의 선단부는 시트단부면으로부터 빗자루모양으로 0.1 ∼ 0.3 mm의 길이로 돌출되어서 결합부(4)를 형성한다. 복수 개의 금속 선재의 선단부가 서로서로 들어가, 접촉이 확실하게 된다. 선재의 개수는, 3개 미만이면 서로의 접촉이 불안정해진다. 5개 이상이 바람직하다. 스트로크 방향으로는, 복수 개의 금속 선재의 선단부가 서로 미끄러져 합쳐지도록 상하 이동하는 슬라이드부가 된다.

스프링력은 탄성을 갖는 시트가 담당한다. 또한 적당히, 외주부에 코일 스프링 등을 배치하고, 스프링력을 미세조정하는 것도 가능하다.

선단부의 반대 측의 결속부는, 시트의 양 단면에서 0.1 ∼ 0.2 mm 돌출되어 있고, 각각 반도체 디바이스의 전극부와 기판에 접촉한다. 이들은, 디바이스나 기 판의 종류나 접속의 형태에 따라 변화한다.

도 5는 피치 배열마다 슬라이드형 접촉자를 조립한 본 발명의 전기 테스트용 소켓의 전체도의 일례이다. 스프링 기구를 탄성을 갖는 시트(5)에 담당시킴으로써, 접촉자의 수명이 길어진다. 즉 확실하고 안정된 전기 테스트용 소켓을 제공할 목적이 달성된다.

이 예는, 종래의 포고핀이나 프레스 기술로 만들어진 콘택트, 또 이방성 도전 시트 등과 치환되는 방법으로 사용한다. 스프링부를 탄성을 갖는 시트에 담당시킨 결과, 종래의 기술보다도 반도체의 협피치화나 소형화, 또 고속화에의 대응에서 우위에 있게 된다.

본 발명의 반도체 디바이스의 전기 테스트용 접촉자 및 소켓은, 반도체 디바이스의 협피치화에 대응할 수 있으며, 접촉자의 수명이 길고, 동시에, 전기 테스트의 확실성이 우수하므로, 산업상의 이용 가치는 지극히 높다.

본 발명을 통하여 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(ㄱ) 복수 개의 막대형 금속 선재를, 예를 들면 탄성을 갖는 시트에 고정하고, 2장을 겹쳐서 슬라이드시키는 방법을 사용함으로써, 반복 사용에 의한 영구 변형의 위기를 회피할 수 있다. 전기 테스트의 신뢰성이 향상된다.

(ㄴ) 스프링력은, 예를 들면 탄성을 갖는 시트 전체면의 넓은 면적으로 대응함으로써, 확실한 전기 테스트가 장기간에 걸쳐 보장된다. 스프링력을 좁은 피치 속에서 형성하는 기구가 아니므로, 예를 들면 코일 스프링 등으로 스프링력을 보강하거나 미세조정하는 것이 가능하게 되고, 종래의 기술에 비해 수백 핀 등 다극화나 협피치화에 지극히 유리한 접촉자이다.

Claims (3)

1. 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형 금속 선재 한 쌍이, 상기 막대형 금속 선재의 길이방향을 따라 직선상으로 배치되고, 그들의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 슬라이드형 접촉자.
2. 삭제
3. 다수의 구멍을 갖는 시트의 각 구멍에, 결속부에 의해 결속된 복수 개의 막대형 금속 선재가 고정되어 있는 부재 한 쌍이, 상기 금속 선재가 서로 접촉하도록 서로에 대하여 대향하여 배치되고, 상기 막대형 금속 선재의 선단부가 서로 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 전기 테스트용 소켓.

Images