KR100890927B1 - 프로브핀 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 특히 단시간내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 도전재질로 일정한 크기를 가지며 하단 일정 위치에서 하방으로 일정한 길이만큼 연장 형성된 연장편(2)이 마련도록 판상의 가공판(3)을 재단하는 재단단계와; 상기 가공판(2)의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편(2)을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 하측으로 일정한 길이만큼 돌출되도록 하는 가공단계로 이루어져 제조되는 프로브핀 및 그 제조방법을 제공한다.

프로브핀, 반도체, 반도체칩, 반도체칩테스트, 반도체칩패키지.

Description

프로브핀 및 그 제조방법{A Probe Pin and The Mathode}

본 발명은 프로브핀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 특히 단시간내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있도록 된 프로브핀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 프로브핀은 단독 또는 다른 종류의 핀과 함께 웨이퍼에 형성된 소자와 반도체칩패키지를 테스트하기 위한 테스트소켓 등에 널리 사용되고 있다.

프로브핀이 테스트소켓에 사용되는 예는 1999년 특허출원 제68258호(고안의 명칭: 패키지용 소켓), 2001년 실용신안등록출원 제31810호(고안의 명칭: 칩 검사용 소켓장치)등에 개시되어 있다.

상기와 같은 프로브핀은 도전재질로 제작되며, 도 12에서 도시된 바와 같이, 양단에 상부걸림턱(111)과 하부걸림턱(112)이 내측을 향해 형성되는 슬리브(110)와, 영역의 일부위가 상기 슬리브(110)의 내부에 각각 장착되는 상부접촉부(120) 및 하부접촉부(130)와, 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)의 사이에 개재하도록 슬리브(110)에 장착되는 코일스프링(140)을 갖고 있다.

상기한 상부접촉부(120)는 슬리브(110)의 내부에 배치되는 상부바디부(121)와, 상부바디부(121)의 상면으로부터 수직으로 연장 형성되는 상부접촉핀(122)을 갖고 있다.

상기 상부접촉부(130)는 상부바디부(121)가 상부걸림턱(111)에 의해 탈출이 저지되도록 슬리브(110)에 장착된다.

상기한 하부접촉부(130)는 슬리브(110)의 내부에 배치되는 하부바디부(131)와 하부바디부(131)의 저면으로부터 수직으로 연장형성되는 하부접촉핀(132)을 갖고 있다.

상기 하부접촉부(130)는 하부바디부(131)가 하부걸림턱(112)에 의해 탈출이 저지되도록 슬리부(110)에 장착된다.

상기한 상부접촉핀(122)과 하부접촉핀(132)의 종단은 외부연결단자의 형태에 항상 맞춤된다.

예를들면, 테스트소켓에 장착하여 프로브핀을 사용하는 경우반도체칩패키지의 외부연결단자가 볼(Ball)타입이면 상부접촉핀(122)의 상단은 하향곡선을 갖도록 형성된다.

상기와 같은 종래의 프로브핀은 상부접촉부(120) 및 하부접촉부(130)에 압력이 인가될 때 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)는 슬리브(110)의 내부에서 상대방을 향해 슬라이딩 이동된다.

상기와 같이 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)가 슬라이딩이동됨에 따라 코일스프링(140)은 수축하고, 이에 따라 상부접촉핀(122)과 하부접촉핀(132)은 각각 대향하는 한 쌍의 외부연결단자에 탄성 접촉된다.

상기와 같이 상부접촉핀(122) 및 하부접촉핀(132)이 각각 외부연결단자에 각각 탄성 접촉된 상태에서 전기신호는 하부접촉부(130), 슬리브(110) 및 상부접촉부(120)로 구성되는 도전경로를 따라 전달된다.

상기와 같은 종래의 프로브핀은 다음과 같은 공정을 통하여 제작이 된다.

먼저 상부접촉부(120)와, 하부접촉부(130), 코일스프링(140) 및 슬리브(111)(양단이 절곡되지 않은 상태)를 각각 제작한다.

상기에서 슬리브(111)는 관상의 관으로 일정한 폭을 갖는 봉상의 봉재를 드릴링하여 제작을 하도록 되어 있다.

상기와 같이 각각의 상부접촉부(120)와, 하부접촉부(130), 코일스프링(140) 및 슬리브(111)가 제작되면, 상기 코일스프링(140)을 슬리브(111)의 내부에 삽입한 후, 상기 코일스프링(140)을 사이에 두고 서로 대향되도록 상기 상부바디부(121)와 하부바디부(131)를 슬리부(111)의 양단 내측으로 삽입한 후 슬리브(111)의 양단부를 내측으로 절곡시켜 상기 상부접촉부(120)와 하부접촉부(130)가 슬리브(111)의 내부에서 외부로 이탈되지 않도록 되어 있다.
상기와 같은 프로브핀은 주로 반도체 패키지 테스트 소켓용 프로브핀, 마이크로 프로세스 테스트 소켓용 프로브핀, 전자기기 테스트 소켓용 프로브핀으로 사용이 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 프로브핀은 구성되는 일부품인 슬리브의 제조가 봉재를 일일이 통상의 드릴머신으로 드릴링하여 제작하는 관계로 인하여 불량의 발생이 높아 비경제적이며, 그 내경의 폭(대략 0.4㎜)이 대단히 작아 작업이 불편하며 자동화하기 어려워 생산성이 떨어져 생산단가가 상승하는 비효율적인 문제점이 있었다.

또한 종래의 프로브핀은 상부접촉부와 하부접촉부와 슬리브 및 코일스프링 등으로 구성되어져 있어 각각의 구성품들의 임피던스값에 따른 편차에 의해 안정된 전기신호를 전달하지못하고 불안정하게 전달하므로서 검사의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점을 유발하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소정거리로 분리된 외부연결단자들 사이의 전기신호를 연결하기 위한 프로브핀으로 특히 단시간내에 다량으로 생산할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전기신호의 전달경로를 동일 임피던스를 유지하면서 전달할 수 있도록 하여 안정된 전기적 신호를 전달할 수 있어 신뢰성이 향상된 프로브핀 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브핀의 제조방법은 도전재질로 일정한 크기를 가지며 하단 일정 위치에서 하방으로 일정한 길이 만큼 연장 형성된 연장편이 마련도록 판상의 가공판을 재단하는 재단단계와; 상기 가공판의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 하측으로 일정한 길이만큼 돌출되도록 하는 가공단계로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 재단단계에서 상기한 가공판의 수직상 중앙 일정 부위가 프레싱(Pressing)되어 돌턱부가 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 상기한 재단단계에서 상기한 가공판의 상단부를 상하로 굴곡되는 파(波)형상으로 성형하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 재단단계에서 상기한 가공판의 양측 하부 일정 부위를 절제하여 떼어내고 절제된 측단면의 일정부위를 일정 길이만큼 절개하여 절개되는 부위를 일정각도록 경사지도록 성형하므로서 상기 가공단계에서 상기 연장편이 상하로 왕복될 때 가이드되는 가이드편을 이룰 수 있도록 된 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 상기한 재단단계에서 상기한 연장편의 상부 일정부위를 반원형상으로 굴곡성형하도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 재단단계에서 상기한 연장편이 반타원형상으로 굴곡되며 종단은 상측으로 일정한 길이로 연장된 직선부를 가지도록 성형되는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 상기한 재단단계에서 상기한 가공판의 연장편은 가공판의 상단 일측에서 중앙측으로 일정한 길이만큼 절개되어 형성되는 스프링부와, 상기 스프링부의 상단에서 상부로 일정한 길이만큼 연장형성되며 수평상의 양측면이 서로 포개져 일 정한 강도를 가지도록 된 연장부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하고있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브핀은 외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉부가 마련되며 상기 상부접촉부와 하부접촉부는 탄성적으로 결합되어 있는 슬리브를 포함하는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 슬리브는 원통상의 관체로 이루어지며 상단은 상부접촉부를 구성하고 하단 일정 위치에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부를 형성하며 종단은 관체의 하부로 돌출되어 하부접촉부를 구성하도록 연장형성된 연장편을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 탄성부는 "S" 형상으로 구브러지면서 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 상기한 탄성부는 "ℓ" 형상으로 구브러지면서 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기한 슬리브의 하부 일정 부위는 절재되어 있으며 절재된 내측 상단부위는 양측부가 상측으로 일정 길이만큼 절개되면서 절개된 부위가 외측으로 일정한 경사도록 절곡되어 형성된 가이드편이 구비되어 상기 연장편이 상하로 왕복될 때 슬리브의 내측으로 가이드 될 수 있도록 된 것을 특징으로 하고 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 프로브핀 및 그 제조방법은 하나의 가공판이 성형과 가공에 의한 단순화된 공정으로 그 구성부품 갯수가 줄어들어 자동화가 쉬워 단시간내에 다량으로 생산할 수 있어 생산성이 향상되며, 특히 외부연결단 자와 연결되는 삽부접촉부와 하부접촉부 및 탄성부가 단일 개체로 이루어져 있어 동일한 임피던스를 유지하므로서 안정적으로 전기적 신호를 상호 교통할 수 있어 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 프로브핀과 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조 공정을 보인 도면으로서 본 실시예의 프로브핀의 제조방법은 도전재질로 일정한 크기를 가지며 하단 일정 위치에서 하방으로 일정한 길이만큼 연장 형성된 연장편(2)이 마련도록 판상의 가공판(3)을 재단하는 재단단계와; 상기 가공판(3)의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편(2)을 내측으로 구브리면서 내입시켜 일정한 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 하측으로 일정한 길이만큼 돌출되도록 하는 가공단계로 이루어져 있다.

또한 상기한 재단단계에서 상기한 가공판(3)의 수직상 중앙 일정 부위가 프레싱(Pressing)되어 돌턱부(9)가 형성되어 있어, 상기 돌턱부(9)가 테스트소켓(104)의 하부핀홀더(103)의 상부면에 지지되어 프로브핀(1)이 외부로 이탈되지 않도록 되어 있다.

그리고 상기한 재단단계에서 상기한 가공판(3)의 상단부를 상하로 굴곡되는 파(波)형상으로 성형하도록 되어 있어 상부접촉부(4)를 이루는 상단부에 굴곡된 파형으로 이루도록 하여 외부연결단자가 곡면으로 이루어져 있을 때 접촉을 원활하게 이루어지도록 되어 있다.

또한 상기한 재단단계에서 상기한 가공판(3)의 양측 하부 일정 부위를 절제하여 떼어내고 절제된 측단면의 일정부위를 일정 길이만큼 절개하여 절개되는 부위를 일정각도록 경사지하여 이루어지는 가이드편(5)을 성형하므로서 상기 가공단계에서 상기 연장편(2)이 상하로 왕복될 때 가이드되도록 되어 있다.

그리고 상기한 재단단계에서 상기한 가공판(3)의 연장편(2)은 도 10a 및 도 10b에서 도시된 바와 같이 가공판(3)의 상단에서 중앙으로 절개되어 형성되는 스프링부(10)와, 상기 스프링부(10)의 상단에서 연장형성되며 수평상의 양측면이 서로 포개지는 연장부(11)로 이루어지도록 가공판(3)을 재단하도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예의 프로브핀의 제조방법은 단일 개체인 가공판(3)을 절개 및 절단하여 성형한 후 구브리고 용접하는 것으로 프로브핀(1)을 제조할 수 있어 그 공정이 단순하여 자동화에 유리하며 빠른 시간에 다량의 프로브핀(1)을 제조할 수 있도록 되어 있다.

또한 상기와 같은 본 실시예의 프로브핀의 제조방법을 통해 제조되는 본 실시예의 프로브핀(1)은 외부연결단자(100)가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부(4)와 하부에 마련되는 하부접촉부(6)가 마련되며 상기 상부접촉부(4)와 하부접촉부(6)는 탄성적으로 결합되어 있는 슬리브(7)를 포함하는 통상의 프로브핀에 있어서; 상기한 슬리브(7)는 원통상의 관체로 이루어지며 상단은 상부접촉부(4)를 구성하고 하단 일정 위치에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부(8)를 형성하며 종단은 관체의 하부로 돌출되어 하부접촉부(6)를 구성하도록 연장형성된 연장편(2)을 가지도록 되어 있다.

또한 상기한 탄성부(8)는 "S" 형상으로 구브러지면서 형성되어 탄성력을 가지도록 외어 있어 하부접촉부(6)가 내부로 유입될 때 탄성부(8)의 일부가 상측으로 이동하면서 일측으로 밀리는 탄성력을 가지도록 되어 있다.

그리고 상기한 슬리브(1)의 하부 일정 부위는 절재되어 있으며 절재된 내측 상단부위는 양측부가 상측으로 일정 길이만큼 절개되면서 절개된 부위가 외측으로 일정한 경사도록 절곡되어 형성된 가이드편(5)이 구비되어 상기 연장편(2)이 상하로 왕복될 때 슬리브(7)의 내측으로 가이드 될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 본 실시예의 프로브핀(1)은 도 5에서 도시된 바와 같이 다수의 핀공(101)이 형성된 상부핀홀더(102)) 및 하부핀홀더(103)를 가지는 통상의 테스트소켓(104)에 설치되어 사용된다.

즉 상기한 슬리브(7)의 하단부가 하부핀홀더(103)에 접촉지지되며, 상기 상부접촉부(4)는 상부핀홀더에(102) 지지되도록 각각의 핀공(101)에 각각 설치된다.

상기와 같이 프로브핀(1)이 설치된 테스트소켓(104)은 하부핀홀더(103)의 저면이 테스트보드(105)의 상면에 접촉하도록 장착된다. 상기와 같이 테스트소켓(104)이 테스트보드(105)에 설치될 때, 프로브핀(1)은 상기 테스트보드(105)의 상면과 하부접촉부(6)와의 밀착에 따라 상기 하부핀홀더(103)를 가이드하여 상승하고 이로 인해 상부접촉부(4)가 외부로 돌출된다.

상기와 같이 테스트보드(105)에 테스트소켓(104)이 설치되면 상기 테스트소 켓(104)의 상부로 반도체칩치패키지(106)가 탑재되며, 이때 반도체칩패키지(106)의 외부연결단자(100)의 저면은 상기 상부접촉부(4)를 가압하면서 접촉하게 되고, 이에 따라 슬리브(7)의 내부에 마련된 연장편(2)의 탄성부(8)에 의해 탄성력이 증가되면서 슬리브(7)가 하방으로 이동되어 탄력적으로 외부연결단자(100)와 접촉되도록 되어 있다.

상기와 같이 반도체칩패키지(106)의 외부연결단자(100)와 테스트보드(105)의 외부연결단자가 프로브핀(1)에 의해 연결되면 테스트보드(105)로부터의 테스트신호 및 반도체칩패키지(106)로부터의 응답신호는 상부접촉부(4)와 슬리브(7)와 하부접촉부(6)를 통해 이루어지는 도전경로를 따라 전달된다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 프로브핀 및 그 제조방법을 보인 도면으로서 본 실시예의 프로브핀의 제조방법은 상기한 재단단계에서 상기한 연장편(2)의 상부 일정부위를 반원형상으로 굴곡성형하도록 되어 있으며, 상기 탄성부(8)는 "ℓ" 형상으로 구브러지면서 형성되도록 되어 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 프로브핀 및 그 제조방법을 보인 도면으로서 본 실시예의 프로브핀의 제조방법은 상기한 재단단계에서 상기한 연장편(2)이 반타원형상으로 굴곡되며 종단은 상측으로 일정한 길이로 연장된 직선부를 가지도록 성형되도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프로브핀 및 그 제조방법은 단일체의 가공판을 일정한 형상으로 제단단 후 가공하여 프로브핀을 제조할 때 상부접촉부와 슬로브와 탄성부 및 하부접촉부를 단일체로하여 제조되고 형성되도록 되어 있어 구 성부품이 간단하며 제조공정이 단순하여 자동화를 유리하게 할 수 있어 대량샌산을 통한 생산성의 향상을 가지도록 된 것을 기술적 특징으로 하는 것으로, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 프로브핀의 제조방법을 보인 개략예시도,

도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 프로브핀을 보인 결합단면예시도,

도 5는 동 사용상태 예시도,

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조방법을 보인 개략예시도,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조방법을 보인 개략예시도,

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 프로브핀 및 그 제조방법을 보인 개략예시도,

[도면중 중요한 부분에 대한 부호의 설명

1 : 프로브핀, 2 : 연장편,

3 : 가공판, 4 : 상부접촉부,

5 : 가이드편, 6 : 하부접촉부,

7 : 슬리브, 8 : 탄성부,

9 : 돌턱부, 10 : 스프링부,

11 : 연장부,

100 : 외부연결단자, 101 : 핀공,

102 : 상부핀홀더, 103 : 하부핀홀더,

104 : 테스트소켓, 105 : 테스트보드,

106 : 반도체칩패키지.

Claims (11)

1. (정정)

   도전재질로 일정한 크기를 가지며 하단에서 하방으로 연장 형성된 연장편이 마련도록 판상의 가공판을 재단하는 재단단계와;

   상기 가공판의 양측부를 서로 연결하여 원통상의 관으로 형성하되 상기 연장편을 내측으로 구브리면서 내입시켜 탄성력을 가지도록 하면서 종단이 하측으로 돌출되도록 하는 가공단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
2. 제 1항에 있어서;

   상기한 재단단계에서 상기한 가공판(3)의 상단부를 상하로 굴곡되는 파(波)형상으로 성형하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
3. (삭제)
4. 제 1항에 있어서;

   상기 가공단계에서 탄성력을 가지도록 하기 위하여 "S" 형상으로 구브러지도록 가공하는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
5. 제 1항에 있어서;

   상기 가공단계에서 탄성력을 가지도록 하기 위하여 "ℓ" 형상으로 구브러지도록 가공하는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
6. (정정)

   제 1항에 있어서;

   상기한 재단단계에서 상기한 연장편을 반원형상으로 굴곡성형하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
7. (정정)

   제 1항에 있어서;

   상기한 재단단계에서 상기한 연장편(2)이 반타원형상으로 굴곡되며 종단은 직선부를 가지도록 성형되도록 되 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
8. (정정)

   제 1항에 있어서;

   상기한 재단단계에서 상기한 가공판의 수직상 중앙 부위가 프레싱(Pressing)되어 돌턱부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브핀의 제조방법
9. (삭제)
10. (정정)

    외부연결단자가 접촉하도록 상부에 마련되는 상부접촉부와 하부에 마련되는 하부접촉부가 마련되며 상기 상부접촉부와 하부접촉부는 탄성적으로 결합되어 있는 슬리브를 포함하는 통상의 프로브핀에 있어서;

    상기한 슬리브는 원통상의 관체로 이루어지며 상단은 상부접촉부를 형성하고 하단에서 내부로 구브러지면서 내재되어 탄성부를 형성하며 종단은 관체의 하부로 돌출되어 하부접촉부를 구성하도록 연장형성된 연장편을 가지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀
11. (정정)

    제 10항에 있어서;

    상기한 슬리브의 하부 일정 부위는 절재되어 있으며, 절재된 내측 상단부위는 양측부가 상측으로 절개되면서 절개된 부위가 외측으로 경사지도록 절곡되어 형성된 가이드편이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브핀

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