KR101525120B1

KR101525120B1 - 공차가 확대된 인너브릿지 타입 스프링 프로 브 핀

Info

Publication number: KR101525120B1
Application number: KR1020130135464A
Authority: KR
Inventors: 박상량
Original assignee: (주)아이윈
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-06-02
Also published as: KR20150053480A

Abstract

본 발명에 따른 스프링 프로브핀은, 적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서, 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 측면이 따내어진 공간부를 구비함으로써 상기 코일 스프링의 내경면과의 사이에 유격을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제조상의 공차가 대폭 확대되는 효과가 있으며, 제조상의 넓은 공차를 수용하면서도 탐침 사이의 안정적인 접촉을 유지하고 전기 신호의 안정적인 전달이 가능하게 되는 효과가 있다.

Description

공차가 확대된 인너브릿지 타입 스프링 프로 브 핀{Spring probe pin of inner bridge type having expanded tolerance}

본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전기신호를 전달하는 스프링 프로브 핀에 관한 것이다.

스프링 프로브 핀은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈 및 반도체 패키지 등의 검사 장비를 비롯하여, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.

도 1은 종래의 일반적인 스프링 프로브 핀(10)을 보여주는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12), 하부 탐침(14), 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14)에 대하여 탄성력을 가하는 스프링(16)과, 상부 탐침(12)의 하단과 하부 탐침(14)의 상단 및 스프링(16)을 수용하는 원통형 몸체(18)(또는 외통 이라고도 한다)를 포함한다.

상부 탐침(12)과 하부 탐침(14)은 그 일단이 원통형 몸체(18)에 걸려 원통형 몸체(18)로부터 외부로의 이탈이 방지되며, 스프링(16)에 의해 탄성력을 제공받는다.

도 2는 절연성 몸체(20)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 단면도이다.

반도체 패키지 검사용 소켓(30)은 복수의 스프링 프로브 핀(10)과, 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 소정 간격으로 수용하는 절연성 본체(20)를 포함한다.

복수의 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12)이 절연성 본체(20)의 상면에 돌출되고 하부 탐침(14)이 절연성 본체(20)의 저면에 돌출되도록 절연성 본체(20)에 수용된다. 다수의 스프링 프로브 핀(10)은 상부 탐침(12)에 접촉되는 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)와 동일한 간격으로 절연성 본체(20)에 수용된다. 하부 탐침(14)은 반도체 패키지 검사용 소켓(30)의 아래에 위치되는 테스트 보트(6)의 컨택트 패드(8)와 동일한 간격으로 배열된다.

반도체 패키지(2)의 검사를 위해, 반도체 패키지 검사용 소켓(30)의 아래에 테스트 보드(6)를 위치시키고, 반도체 패키지 검사용 소켓(30)의 상부에는 반도체 패키지(2)를 위치시킨다. 반도체 패키지(2)를 가압하면, 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)들이 스프링 프로브 핀(10)의 상부 탐침(12)에 접촉되고, 하부 탐침(14)은 테스트 보드(6)의 컨택트 패드(8)에 접촉된다. 스프링 프로브 핀(10) 내부의 스프링(16)에 의해 상부 탐침(12)과 하부 탐침(14)이 각각 절연성 본체(20)의 상부와 하부로 탄성 지지됨으로써, 스프링 프로브 핀(10)은 반도체 패키지(2)와 테스트 보드(6)를 확실하게 전기적으로 연결한다.

그런데, 반도체 패키지의 소형화, 집적화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 이를 검사하기 위한 스프링 프로브 핀(10)의 크기도 작아져야 하며, 스프링 프로브 핀(10)을 이용하는 검사용 소켓의 크기도 작아져야 할 필요가 있다. 특히 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)들의 간격이 좁아지는 만큼 스프링 프로브 핀(10)의 외경도 작아져야 한다. 초고집적화된 반도체 패키지(2)의 경우, 요구되는 스프링 프로브 핀(10)의 외경은 밀리미터(mm)이하까지 작아진다.

또한, 고성능화를 구현하기 위해서 반도체 패키지와 테스트 보드 사이의 전기 신호 전달과정에서 전기 신호의 손실과 왜곡을 최소화하여야 한다. 이를 위해서는 전달 경로가 안정적이며, 전달 경로상의 임피던스가 최소화되어야 한다.

그러나, 상기한 통상의 스프링 프로브 핀으로는 이러한 요구들을 만족시키기 어려운 점이 있다. 스프링(16)을 통한 경로는 스프링이 감긴 횟수만큼 경로가 길어지며, 스프링은 상대적으로 전기적 특성이 좋지 않으므로 원하지 않는 임피던스 성분이 많이 발생 된다. 따라서, 스프링(16)을 통한 경로는 전기 신호의 전달 경로로서 적절하지 않다.

이에 따라, 종래의 스프링 프로브 핀(10)에서 중요한 전기 신호의 전달 경로는 상부 탐침(12), 원통형 몸체(18) 및 하부 탐침(14)을 통과하는 경로이다. 그러나, 원통형 몸체(18)를 통한 경로는 또 다른 문제점들을 가진다.

상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14)은 원통형 몸체(18)의 내부에서 자유롭게 상하 이동 가능하여야 한다. 그러므로, 원통형 몸체(18)의 내부에 수용되는 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14)의 외경은 원통형 몸체(18)보다 작아야 한다. 경우에 따라 원통형 몸체(18)와 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14)의 전기적 접촉이 불완전하게 되고 접촉 저항이 현저히 증대될 가능성이 있다. 이에 따라, 전달되는 전기 신호가 손실되거나 왜곡되는 문제점이 발생된다. 특히, 전기 신호를 고속으로 전달해야 하는 경우, 이와 같은 문제는 더욱 심각해진다.

이에 따라 최근에는 원통형 몸체(18)를 생략하고, 스프링(16)의 내부 공간을 통하여 상부탐침과 하부탐침을 전기적으로 연결하는 기술이 등장하고 있기도 하다. 이때 스프링은 상부 탐침 및 하부 탐침에 대하여 탄성력을 부여하는 동시에, 상부 탐침의 연결다리와 하부 탐침의 연결다리는 서로 슬라이딩하면서 전기적 접촉을 유지하는 구조를 가진다.

그런데, 최근의 이러한 기술에서도 상부 탐침 및 하부 탐침 사이의 접촉력을 일정 수준 유지하는 동시에 끼임 현상 등이 생기지 않도록 하려면, 상부 탐침, 하부 탐침 및 스프링의 제조 있어서 극히 작은 공차(tolerance)를 요구하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전달되는 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있는 스프링 프로브 핀을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 물리적인 사이즈가 최소화될 수 있는 스프링 프로브 핀을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 연결다리를 통해 전기 신호를 전달하는 스프링 프로브 핀에 있어서 공차가 확대된 스프링 프로브 핀을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 스프링 프로브핀은, 적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되되, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상인 것을 특징으로 한단.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양이되, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 중 적어도 하나에는 상기 코일 스프링의 내경면에 당접하는 굽은 등이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 측면이 따내어진 공간부를 구비함으로써 상기 코일 스프링의 내경면과의 사이에 유격을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 상기 제 1 접촉면 및 상기 제 2 접촉면의 반대쪽에 코인닝된 공간부를 구비함으로써 상기 코일 스프링의 내경면과의 사이에 유격을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되되, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이며, 상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며, 상기한 원통 형상인 제 1 외부 접촉부 또는 제 2 외부 접촉부에 있어서, 상기 제 1 결합부 또는 상기 제 2 결합부는 제 1 외부 접촉부 또는 제 2 외부 접촉부로부터 연장하되, 상기 제 1 결합부 또는 상기 제 2 결합부의 단면 중심이 상기 코일 스프링의 단면 중심과 일치하도록 절곡되어 연장하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되되, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이며, 상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며, 상기 제 1 외부 접촉부의 중심축에 상기 제 1 결합부 및 상기 제 1 연결다리의 단면 중심이 일치하고, 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축에 상기 제 2 결합부 및 상기 제 2 연결다리의 단면 중심이 일치하되, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부가 코인닝된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며, 상기 제 1 연결다리 및 상기 제 2 연결다리는 말단 방향으로 갈수록 스프링 프로브 핀을 관통하는 길이방향의 중심축으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 상부 탐침과 하부 탐침이 종래의 원통형 몸체를 거치지 않고 직접 연결되므로, 전기 신호의 전기적 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따르면, 전기 신호의 손실 및 왜곡이 최소화됨에 따라, 스프링 프로브 핀이 적용되는 각종 전자 부품에서의 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따르면, 종래 스프링 프로브 핀에서 이용되던 원통형의 몸체를 생략할 수 있으므로, 스프링 프로브 핀의　외경을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 스프링 프로브 핀의　외경을 최소화할 수 있음에 따라 고집적화된 전자 부품에도 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 원통형의 몸체를 가공해야 하는 복잡한 공정을 생략할 수 있으므로, 고속 대량 생산이 가능하고 이로 인하여 전체적인 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 제조상의 공차가 대폭 확대되는 효과가 있으며, 제조상의 넓은 공차를 수용하면서도 탐침 사이의 안정적인 접촉을 유지하고 전기 신호의 안정적인 전달이 가능하게 되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 탐침이 금속 판형재로 구성되지만, 외부 접촉부가 금속 판형재를 둥글게 만 원통 형상으로 형성됨에 따라, 탐침이 소켓내에서 상하 방향으로 이동하면서도 좌우 방향의 유동이 제한되고 탐침의 자세가 안정될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 공간부에 의해서 연결다리부 사이의 접촉력을 유지하면서도 보다 확대된 공차를 확보하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 예각의 각도로 절곡함으로써, 코일 스프링에 의한 탄성력에 버틸 수 있는 강성이 증가하고 수만회의 작동 과정에서 생길 수 있는 파손의 위험성이 저감되고 신뢰성이 증가되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 좁은 구간의 코일 스프링에 저항하면 되므로 연결다리 및 코일 스프링를 제작함에 있어서 보다 확대된 공차를 가질 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 코일 스프링의 힘을 받게 되는 결합부의 중심이 외부 접촉부의 중심과 일치하게 되는 구조를 용이하게 구현하게 되는 동시에, 탐침 사이의 거리가 가까워 질수록 연결다리부 사이의 접촉력이 증가하는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 결합부의 단면 중심이 원통 형상인 외부 접촉부의 중심축과 일치하도록 구성하여, 코일 스프링에 의한 탄성력에서 수평 방향의 힘이 최소화됨으로써 탐침 및 스프링 프로브 핀의 자세가 안정되는 효과가 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 탐침 사이의 접촉력과 끼임 현상의 정도 등 성능을 동일하게 유지하면서도, 스프링 프로브 핀을 제작함에 있어서 허용되는 공차가 확대되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 스프링 프로브 핀(10)을 보여주는 단면도이다.
도 2는 절연성 몸체(20)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(10)을 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위하여 비교예로서 가상적으로 설정된 스프링 프로브 핀의 사시도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면으로서, 도 4는 사시도이고 도 5는 제 1 탐침의 정면도 및 측면도이며, 도 6은 제 2 탐침의 정면도 및 측면도이며, 도 7은 측단면도이며, 도 8은 도 7의 측단면도에서 B-B 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 스프링 프로브 핀의 외부 접촉부의 장점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 9(A)는 가상적으로 설정된 비교예의 스프링 프로브핀을 소켓에 장착한 경우의 도면이며, 도 9(B)는 제 1 실시예의 스프링 프로브 핀을 소켓에 장착한 경우의 도면이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면으로서, 도 10은 제 1 탐침(120), 제 2 탐침(220) 및 코일 스프링(320)이 결합된 상태의 도면이고, 도 11은 제 1 탐침(120) 및 제 2 탐침(220)을 별도로 도시한 도면이며, 도 12는 도 10서 B-B 부분의 단면도이고, 도 13은 도 10은 A 부분의 확대도이며, 도 14는 제 1 탐침(120) 및 제 2 탐침(220)의 전개도이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예를 변형한 변형예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다. 도 18(A)는 전체 구성도이고 도 18(B)는 D-D 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면이이며, 도 20은 그 변형예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 7 실시에에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면으로서, 도 21(A)는 그 첫번째 형태이며 도 21(B)는 도 21(A)의 E-E 부분의 단면도이며, 도 21(C)는 그 두번째 형태이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 특히, 각 실시예별로 구분하여 설명하고 있으나, 특정 실시예에 설명된 구조는 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면으로서, 도 4는 사시도이고 도 5는 제 1 탐침의 정면도 및 측면도이며, 도 6은 제 2 탐침의 정면도 및 측면도이며, 도 7은 측단면도이며, 도 8은 도 7의 측단면도에서 B-B 부분의 단면도이다.

종래 기술의 스프링 프로브핀(10)에서는 원통형 몸체(18)를 통하여 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(16)이 서로 전기적으로 연결되었으나(도 1 참조), 이하의 본 발명에서는 종래의 원통형 몸체(18)를 사용하지 않고 코일 스프링 내부에 위치하는 연결 다리를 이용하여 전기적 경로를 형성한다.

그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프링 프로브 핀(100)은 제 1 탐침(110), 제 2 탐침(210) 및 코일 스프링(310)을 포함한다. 제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)은 상부 탐침 및 하부 탐침에 각각 대응되거나, 하부 탐침 및 상부 탐침에 각각 대응되며, 그 순서는 중요하지 않다.

제 1 탐침(110)의 제 1 외부 외부 접촉부(111) 및 제 2 탐침(210)의 제 2 외부 접촉부(211)는 반도체 패키지의 외부 단자, LCD 패널의 단자, 회로 기판의 단자, 배터리의 단자, 반도체 웨이퍼의 패드 또는 테스트 기판의 패드 등에 접촉하는 부위이다. 제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)은 금속 판형재로 구성되되, 제 1 외부 외부 접촉부(111) 및 제 2 외부 접촉부(211)의 적어도 하나 이상은 상기한 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상으로 형성된다.

코일 스프링(310)은 제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)의 일부를 내측으로 삽입한 상태, 즉 내삽한 상태이다. 코일 스프링(310)은 제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)에 대하여 길이방향으로 탄성력을 부여하며, 제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)을 탄성적으로 지지한다.

제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)은 서로 접촉한 상태에서 슬라이딩 가능하다. 따라서, 전기 신호는 제 1 탐침(110)에서 제 2 탐침(210)으로, 또는 제 2 탐침(210)에서 제 1 탐침(110)으로 직접 전달된다. 도 1에 도시된 종래의 스프링 프로브 핀(10)에서는 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(14) 사이의 원통형 몸체(18)를 통해 전기 신호가 전달되지만, 본 발명에서는 제 1 탐침과 제 2 탐침 사이에 전기 신호가 직접 전달된다.

제 1 탐침(110)과 제 2 탐침(210)은 서로 한 짝을 이루며, 완전히 동일한 구조를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 이하 특별한 설명이 없으면, 제 1 탐침(110)에 관한 설명은 제 2 탐침(210)에 관한 설명과 공통될 수 있다.

제 1 탐침(110)은 일측에 제 1 연결다리부(113)가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부(111)가 형성되며, 제 1 외부 접촉부(111)와 제 1 연결다리부(113)의 사이에 코일 스프링(310)의 일단이 안착되는 제 1 결합부(112)를 구비한다. 그리고 제 1 결합부(112)는, 코일 스프링(310)의 일단이 제 1 탐침(110)의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 제 1 스토퍼(112A), 코일 스프링(310)의 일단이 제 1 연결다리부(113)의 방향으로 빠지는 것을 방지하는 제 1 걸개(112B)를 포함하며, 코일 스프링(310)의 일단은 제 1 스토퍼(112A)와 제 1 걸개(112B) 사이에 안착된다.

마찬가지로, 제 2 탐침(210)은 일측에 제 2 연결다리부(213)가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부(211)가 형성되며, 제 2 외부 접촉부(211)와 제 2 연결다리부(213)의 사이에 코일 스프링(310)의 타단이 안착되는 제 2 결합부(212)를 구비한다. 그리고 제 2 결합부(212)는, 코일 스프링(310)의 타단이 제 2 탐침(210)의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 제 2 스토퍼(212A), 코일 스프링(310)의 타단이 제 2 연결다리부(213)의 방향으로 빠지는 것을 방지하는 제 2 걸개(112B)를 포함하며, 코일 스프링(310)의 타단은 제 2 스토퍼(212A)와 제 2 걸개(212B) 사이에 안착된다.

스토퍼(112A, 212A) 및 걸개(112B,212B)는 탐침(110,210)의 몸체로부터 돌출되는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 걸개(112B,212B)에는 경사면을 형성하며 경사면에 의해 코일 스프링(310)을 조립할 때 코일 스프링(310)이 용이하게 진입할 수 있도록 한다.

그리고 만약, 걸개(112B,212B)의 외곽치수가 코일 스프링(310)의 내경보다 현저히 커서 코일 스프링(310)의 진입이 어려운 경우, 코일 스프링(310)에서 말단부의 원형 단면을 눌러서 타원형으로 만들고 걸개에 걸쳐서 끼운 뒤 누름을 제거하면, 코일 스프링(310)을 걸개 부분에 고정시킬 수 있다.

제 1 탐침(110) 및 제 2 탐침(210)은 제 1 연결다리부(113) 및 제 2 연결다리부(213)에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 제 1 연결다리부(113) 및 상기 제 2 연결다리부(213)는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하다.

연결다리부가 이루는 단면은 대체로 다각형에 가까우나 그 모서리의 일부는 사선으로 눌린 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 연결다리부가 코일 스프링의 작은 공간에 내삽될 때에 연결다리부의 외곽 크기를 최소화하여 내삽을 용이하게 한다.

제 1 탐침(110)의 제 1 외부 접촉부(111)와 제 2 탐침(210)의 제 2 외부 접촉부(211)은, 반도체 패키지의 외부 단자, LCD 패널의 단자, 회로 기판의 단자, 배터리의 단자, 반도체 웨이퍼의 패드 또는 테스트 기판의 패드 등 각종 외부 단자와 접촉하는 부위이다. 외부 접촉부는 다수의 접촉 점를 가진 원통형 크라운, 한 개의 접촉점을 가진 납작한 창 날 또는 두 개 이상의 접촉점을 가진 평판 등으로 형성될 수 있다.

제 1 연결다리부(113) 및 제 2 연결다리부(213)는 막대 모양이되, 제 1 연결다리부(113) 및 제 2 연결다리부(213) 중 적어도 하나에는 코일 스프링(310)의 내경면에 당접하는 굽은 등(213C)이 형성되며, 굽은 등(213C)은 그 형상이 중절 모자의 단면 모양, ㄷ자 모양, U 자 모양 또는 V 자 모양 등일 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 굽은 등(213C)이 형성된 제 2 탐침(210)이 코일 스프링(310)의 내부에 내삽된 상태에서 코일 스프링(310)의 내부공간이 협소하므로 코일 스프링(310)의 내측면에 의하여 화살표(AR) 방향의 압력을 받는다.

화살표(AR) 방향의 압력을 받는 상태에서, 굽은 등(213C)은 탄력성 및 유연성을 가지며, 굽은 등(213C)의 굽힘 정도는 가해지는 압력의 정도에 따라 탄성 범위 내에서 많게 또는 작게 펴지는 등의 변화가 있을 수 있다.

예를 들어, 코일 스프링(310)이 다소 크거나 작게 제작되는 등, 스프링 프로브 핀을 구성하는 각 구성요소는 제조상의 허용 오차인 공차(tolerance)를 가지는 바, 이때 동일한 성능을 가지면서 공차가 크면 클수록 제조 및 조립 상의 이점을 가진다.

스프링 프로브 핀에 있어서 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213)는 서로 간의 접촉면을 통해서 전기적 신호를 전달해야 하는 바, 제 1 연결다리부(113)의 접촉면과 제 2 연결다리부(213)의 접촉면은 접촉 상태에서 일정 수준이상으로 서로 가압되어야 한다. 이를 위해 조립하기 전 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213)가 결합된 상태에서의 최대 외경이 코일 스프링(310)의 내경 보다 조금 크게 되도록 제작될 수 있다. 이에 따라 코일 스프링(310)의 비좁은 내부는 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213) 사이에 원하는 접촉력을 부여할 수 있다.

그런데, 코일 스프링(310)의 내경이 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213)의 단면상 외곽 크기 보다 일정 수준이상으로 작게 되거나, 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213)의 단면상 외곽 크기가 코일 스프링(310)의 내경 보다 일정 수준 이상으로 크게 되면, 코일 스프링(310)에 제 1 연결다리부(113) 및 제 2 연결다리부(213)가 끼이는 현상을 유발하여 스프링 프로브 핀으로서의 성능에 문제점을 야기할 수 있다.

따라서, 요구되는 접촉력을 가지면서도 끼임 현상 등을 발생시키지 않도록 코일 스프링(310), 제 1 연결다리부(113)와 제 2 연결다리부(213)의 제조에 있어서 공차가 설정되며, 이러한 공차는 종종 수 미크론에 불과하기도 한다. 특히, 마이크로프로세서 및 애플리케이션 프로세서와 같이 수천개의 단자를 가진 반도체 소자를 테스트하는 곳에 이용되는 스프링 프로브 핀의 외경은 종종 1 mm 이하가 요구되는 바, 허용되는 제조상의 오차(공차)는 종종 미크론 단위의 정밀도를 요구하며 이는 제조상의 비용을 기하 급수적으로 증대시킨다.

도 3은 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위하여 비교예로서 가상적으로 설정된 스프링 프로브 핀의 사시도이다.

도 3의 비교예에서는 본 발명의 제 1 실시예와는 달리 '굽은 등'을 가지고 있지 않고 2개의 연결다리부가 모두 곧은 막대 모양을 하고 있다. 비교예에서는 연결다리부 사이의 소정 접촉력을 얻기 위해서 매우 작은 공차 범위에서 스프링 프로브핀(100), 제 1 탐침(100) 및 제 2 탐침(200)이 제조되어야 한다.

이에 반해서, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 스프링 프로브 핀에 있어서 연결다리부에 형성된 굽은 등으로 인해서 제조상의 공차가 대폭 확대되는 효과가 있다. 그리고 이에 따라 제조상의 넓은 허용 오차(공차)를 수용하면서도 탐침 사이의 안정적인 접촉을 유지하고 전기 신호의 안정적인 전달이 가능하게 되는 효과가 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 탐침(110)의 중심선(B1)과 제 2 탐침(210)의 중심선(B1)은 동일 직선상에 있다. 제 1 외부 접촉부(111)의 중심축과 제 2 외부 접촉부(211)의 중심축은 동일 직선상에 있으며, 제 1 연결다리부(113)의 제 1 접촉면과 제 2 연결다리부(213) 제 2 접촉면이 서로 접촉하는 접촉면과 평행하다.

이러한 구조에 따라, 반도체 패키지(2)의 외부 단자(4)들과 테스트 보드(6)의 컨택트 패드(8)의 배열을 일치시켜 배열을 용이하게 할 수 있다.

아울러, 제 1 탐침(110)의 중심선과 제 1 연결다리부(113)의 중심(T1)은 일치하지 않지만 평행하다. 또한, 제 1 연결다리부(113)의 중심은 제 2 연결다리부(213)의 중심과 평행하며, 코일 스프링(310)의 내경을 이어 형성되는 내경선(SP1, SP2)과도 평행하다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서는 코일 스프링에서 내경원의 중심은 연결다리부 사이의 접촉면으로부터 이격되어 있다.

도 9는 본 발명의 스프링 프로브 핀의 외부 접촉부의 장점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 9(A)는 가상적으로 설정된 비교예의 스프링 프로브핀을 소켓에 장착한 경우의 도면이며, 도 9(B)는 제 1 실시예의 스프링 프로브 핀을 소켓에 장착한 경우의 도면이다.

반도체 소자가 소켓에 탈착되는 과정에서 스프링 프로브 핀의 상부 탐침은 코일 스프링의 탄성적인 지지를 받으면서 도면상 상하 방향(Z1, Z2)로 이동한다.

그런데, 도 9(A)의 비교예에 따른 스프링 프로브 핀의 경우, 상부 탐침은 소켓의 공간내에서 수직으로 기립된 자세가 흐트러지고 특히 도면상 좌우방향(P1)으로 원하지 않는 이동을 할 가능성이 높다.

이에 반해서, 본 발명의 스프링 프로브 핀은 상부 탐침 및 하부 탐침의 모두가 금속 판형재로 구성되지만, 상부 탐침의 외부 접촉부가 상기한 금속 판형재를 둥글게 만 원통 형상으로 형성됨에 따라, 상부 탐침이 소켓내에서 상하 방향(Z2)으로 이동하면서도 좌우 방향(Z2)의 유동이 제한되고 상부 탐침의 자세가 안정될 수 있는 효과가 있다.

도 10 내기 도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면으로서, 도 10은 제 1 탐침(120), 제 2 탐침(220) 및 코일 스프링(320)이 결합된 상태의 도면이고, 도 11은 제 1 탐침(120) 및 제 2 탐침(220)을 별도로 도시한 도면이며, 도 12는 도 10서 B-B 부분의 단면도이고, 도 13은 도 10은 A 부분의 확대도이며, 도 14는 제 1 탐침(120) 및 제 2 탐침(220)의 전개도이다.

스프링 프로브핀의 제 1 탐침(120)에는 일측에 제 1 연결다리부(123)가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부(121)가 형성되며 그 사이에 코일 스프링(320)의 일단이 안착되는 제 1 결합부(122)가 형성된다. 그리고 제 2 탐침(220)에는 일측에 제 2 연결다리부(223)가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부(221)가 형성되며, 그 사이에 코일 스프링(320)의 타 단이 안착되는 제 2 결합부(222)가 형성된다.

코일 스프링(320)은 제 1 연결다리부(123) 및 상기 제 2 연결다리부(223)를 내삽한 상태에서 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지한다.

제 1 탐침(120) 및 상기 제 2 탐침(220)은 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하다.

제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)는 막대 모양으로서, 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)의 길이 방향을 따라 측면이 따내어진 공간부(CS)를 구비한다(도 11 및 도 12 참조). 그리고, 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)는 적어도 코일 스프링과 접촉하는 부분에서 모따기(CC)가 되어 있을 수 있다.

공간부(CS)는 제 1 탐침(120) 및 제 2 탐침(220)을 제조하는 과정에서 별도의 공정으로 형성될 수도 있으나, 도 14에서 도시된 바와 같이 금속 판형재를 펀칭할 때 동시에 형성될 수도 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)에 형성된 공간부(CS)로 인해서 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)는 코일 스프링(320)의 내경면과의 사이에 유격(t1,t2)을 형성한다. 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223)에 구비되는 공간부는, 코일 스프링(320)의 중심에 대하여 서로 대칭되는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 공간부(CS)에 의해서 제 1 연결다리부(123) 및 제 2 연결다리부(223) 사이의 접촉력을 유지하면서도 보다 확대된 공차를 확보하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 비교예의 스프링 프로브 핀과 비교하여, 다른 조건이 동일할 때 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프링 프로브 핀은 공차가 3배 내외로 확대된 결과를 얻기도 하였다.

한편, 도 5에서 보인 스프링 프로브 핀에서는 제 1 접촉부(111)와 제 1 결합부(112)가 서로 결합함에 있어서, 90도 정도를 2 번 절곡하여 형성되어 있다.

이에 반해서, 도 10 내지 도 13에 따른 스프링 프로브 핀에서는 제 1 외부 접촉부(121)와 제 1 결합부(122) 및/또는 제 2 외부 접촉부(221)와 제 2 결합부(222)는 서로 결합하되, 제 1 예각의 각도(AA1) 및 제 2 예각의 각도(AA2)로 절곡 형성된다. 제 1 외부 접촉부(121) 및/또는 제 2 외부 접촉부(221)는 예각의 각도로써 지그재그로 절곡된 상태에서 제 1 결합부(122) 및/또는 제 2 결합부(222)와 결합한다.

도 5에서 보인 스프링 프로브 핀과 같이 90도 정도를 절곡한 것에 비하여, 예각의 각도로 절곡함으로써, 코일 스프링에 의한 탄성력에 버틸 수 있는 강성이 증가하고 수만회의 작동 과정에서 생길 수 있는 파손의 위험성이 저감되며 신뢰성이 증가되는 효과가 있다.

도 15는 본 발명의 제 2 실시예를 변형한 변형예를 도시한 도면이다.

도 15의 변형예에서는 제 2 실시예와 비교하여, 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부의 구성을 달리하고 있는 바, 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부에 있어서, 공간부를 포함하는 가상의 폭이 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부의 말단 방향으로 갈수록 증가는 구간을 구비한다. 연결다리부에 있어서 말단 부분에서의 폭(T)는 시작 부분에서의 폭(t)에 비하여 크다.

제 2 실시예에서와 같이 연결다리부의 폭이 일정하면, 코일 스프링의 내경면에 의한 압력은 연결다리부의 전체에 걸쳐서 고르게 분포할 수 있다.

반면, 변형예에서 연결다리부의 최대 외경은 연결다리부의 말단으로 갈수록 증가하며, 이에 따라 코일 스프링의 내경면에 의해 가해지는 힘은 연결다리부의 말단 부분에 집중 분포된다.

예를 들어, 제 1 연결다리부와 제 2 연결다리부 사이에 동일한 가압력을 얻으려고 할 때, 제 2 실시예에서는 넓은 범위의 코일 스프링 구간을 이용하나 변형예에서는 보다 좁은 구간의 코일 스프링을 이용하게 된다.

그렇다면, 변형예에서는 보다 좁은 구간의 코일 스프링을 이용하므로, 연결다리 및 코일 스프링를 제작함에 있어서 보다 확대된 공차를 가질 수 있게 되는 효과가 있다. 예를 들어, 연결다리를 제작함에 있어서 동일 오차 크기만큼 연결다리의 최대 외경이 크게 제작된 경우에 있어서, 제 2 실시예와 같이 일정한 폭을 지닌 연결다리보다는 말단부에서 확대된 크기를 지니는 연결다리에서 끼임 현상의 발생 가능성은 줄어드는 효과가 있다.

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다.

제 3 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서, 제 1 탐침(160)의 제 1 연결다리와 제 2 탐침(260) 제 2 연결다리는 말단 방향으로 갈수록 스프링 프로브 핀을 관통하는 길이방향의 중심축으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 1 탐침(160) 및 제 2 탐침(260)에 있어서, 외부 접촉부 및 결합부는 스프링 프로브 핀을 관통하는 길이방향의 중심축 상에 있고 양자의 중심이 일치하는 동축 구간(S)에 있는 반면, 연결다리부는 말단 방향으로 갈수록 중심축으로부터 이격됨으로써, 탈축 구간(R)을 형성하며 연결다리부는 중심축에 대하여 각도(P)를 가진다.

제 3 실시예에 따른 스프링 프로브 핀은 코일 스프링의 힘을 받게 되는 결합부의 중심이 외부 접촉부의 중심과 일치하게 되는 구조(이러한 구조의 효과에 대해서는 후술함)를 용이하게 구현하는 동시에, 제 1 탐침(160) 및 제 2 탐침(260)의 거리가 가까워 질수록 연결다리부 사이의 접촉력이 증가하는 효과가 있다.

도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다.

제 1 탐침(170) 및 제 2 탐침(270)은 금속 판형재로 구성되되, 제 1 외부 접촉부(171) 및/또는 제 2 외부 접촉부는 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이다.

제 1 탐침(170)은 제 1 외부 접촉부(171)와 제 1 연결다리부(173)의 사이에 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부(172)를 구비하고, 제 2 탐침(270)은 제 2 외부 접촉부와 제 2 연결다리부의 사이에 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비한다.

그리고, 원통 형상인 외부 접촉부에 있어서, 결합부는 외부 접촉부로부터 연장하되, 결합부의 단면 중심이 코일 스프링의 단면 중심 및 원통 형상인 외부 접촉부과 일치하도록 절곡되어 연장한다. 도시된 바와 같이, 결합부의 단면 중심이 코일 스프링의 단면 중심과 일치하도록 결합부와 연결다리부 사이도 절곡되어 있다.

코일 스프링의 단면 중심은 결합부의 단면 중심과 일치되도록 자리잡게 되는 바, 도 10에 도시된 바와 같이 결합부의 단면 중심이 외부 접촉부의 중심축과 이격되어 있는 경우, 외부 접촉부의 중심축과 이격된 위치에서 코일 스프링의 탄성력을 받게 된다. 이에 따라 탐침에 가해지는 탄성력은 길이 방향의 힘이외에도 수평 방향의 힘도 증가하는 문제점이 있다.

이에 반해, 본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 결합부의 단면 중심이 원통 형상인 외부 접촉부의 중심축과 일치하도록 구성하여, 코일 스프링에 의한 탄성력에서 수평 방향의 힘이 최소화됨으로써 탐침 및 스프링 프로브 핀의 자세가 안정되는 효과가 있다.

도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스프링 프로브 핀을 도시한 도면이다. 도 18(A)는 전체 구성도이고 도 18(B)는 D-D 단면도이다.

제 1 탐침(150)의 제 1 연결다리부와 제 2 탐침(250)의 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 제 1 연결다리부의 길이 방향을 따라 제 1 접촉면의 반대쪽에 코인닝된 공간부(CP)를 구비하며, 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 제 2 접촉면의 반대쪽에 코인닝된 공간부(CP)를 구비한다.

제 1 연결다리부에 구비되는 공간부와 제 2 연결다리부에 구비되는 공간부는, 코일 스프링(350)의 중심에 대하여 서로 대칭되는 위치에 형성된다.

연결다리부의 코인닝된 공간부는 코일 스프링(350)의 내경면과의 사이에 유격을 형성하며, 연결다리부에서 코인닝되지 않은 부분은 코일 스프링(350)의 내경면과 접촉하여 코일 스프링(350)으로부터 가압된다.

이에 따라 제 1 탐침(150) 및 제 2 탐침(250)의 접촉면 사이의 접촉력과 끼임 현상의 정도 등 성능을 동일하게 유지하면서도, 스프링 프로브 핀을 제작함에 있어서 허용되는 공차가 확대되는 효과가 있다.

도 19는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면이며, 도 20은 그 변형예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면이다.

제 1 탐침(180,190) 및 제 2 탐침(280,290)은 금속 판형재로 구성되되, 제 1 외부 접촉부(181,191) 및 제 2 외부 접촉부(281,291)은 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이다. 그리고, 제 1 탐침은 제 1 외부 접촉부와 제 1 연결다리부의 사이에 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부(182,192)를 구비하고, 제 2 탐침은 제 2 외부 접촉부와 제 2 연결다리부의 사이에 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부(282,292)를 구비한다.

그리고, 제 1 외부 접촉부의 중심축에 제 1 결합부와 제 1 연결다리의 단면 중심까지 일치하고, 제 2 외부 접촉부의 중심축에 제 2 결합부와 상기 제 2 연결다리의 단면 중심까지 일치한다. 따라서, 결합부와 연결다리부 사이에 절곡이 없으면서도 연결다리부가 곧게 뻗은 형상으로 구성될 수 있다.

제 6 실시예 및 그 변형예에 따른 스프링 프로브 핀에서는 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에, 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부가 코인닝되어 있다.

다만, 제 6 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서는 코인닝된 제 1 연결다리의 접촉면(183A)과 코인닝된 제 2 연결다리 사이의 접촉면(283A)은 모두 제 1 외부 접촉부 및 제 2 외부 접촉부의 중심축 상에 있으며, 변형예에서는 코인닝된 제 1 연결다리의 접촉면(193A)과 코인닝된 제 2 연결다리 사이의 접촉면은 제 1 외부 접촉부 및 제 2 외부 접촉부의 중심축으로부터 이격되어 있다. 변형예에 따른 스프링 프로브 핀은 연결다리의 중심축으로부터 접촉면(193A,293A)이 각각 이격거리 t₁ 및 t₂만큼 이격되어 있으며, 제 1 탐침 및 제 2 탐침이 겹치는 정도가 증가할수록 두 접촉면 사이의 접촉 압력이 증가한다.

도 21은 본 발명의 제 7 실시에에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 도시한 도면으로서, 도 21(A)는 그 첫번째 형태이며 도 21(B)는 도 21(A)의 E-E 부분의 단면도이며, 도 21(C)는 그 두번째 형태이다.

제 7 실시예에서는 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부가 코인닝됨에 있어서, 제 1 연결다리부 및/또는 제 2 연결다리부의 말단부에 돌출되는 컨택부를 구비하도록 코인닝되는 것을 특징으로 한다.

도 21(A)의 첫번째 형태에서는 연결다리의 한쪽에만 돌출되는 컨택부(Ct)를 구비하도록 하였으며, 도 21(C)의 두번째 형태에서는 연결다리의 양쪽 모두에 돌출되는 컨택부(Ct)를 형성하고 2개의 컨택부로 하여금 제 1 탐침(420) 및 제 2 탐침(520) 사이의 걸쇠로 기능하도록 한다.

그리고, 제 7 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서는 말단부에 돌출되는 컨택부를 가지되, 구간(f)에서 폭이 좁아지도록 하고 또한 한 쪽 연결다리부의 폭(W)을 좁게 또는 말단부로 갈수록 좁아지게 함으로써, 코일 스프링 내부에서 끼임 현상이 더욱 생기지 않도록 한다. 또한, 눌림공간을 g 만큼 확보함으로써 연결다리부의 자체 탄성을 효과적으로 이용하면서 접촉하도록 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스프링 프로브 핀에서, 제 1 외부 접촉부의 중심축과 제 2 외부 접촉부의 중심축은 동일 직선상에 있을 수 있으며, 제 1 외부 접촉부의 중심축과 제 2 외부 접촉부의 중심축은 연결다리부가 서로 접촉하는 접촉면을 지나거나, 서로 접촉하는 접촉면과 평행일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스프링 프로브 핀에서, 코일 스프링의 내경을 이어 형성되는 내경선과 제 1 연결다리부의 중심 및 제 2 연결다리부의 중심은 평행일 수 있다. 그리고 제 1 탐침 및 제 2 탐침이 코일 스프링에 결합되기 전, 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부가 결합된 상태의 최대 외경은 코일 스프링의 내경 보다 크다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 스프링 프로브 핀의 제조 방법을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서 제 1 탐침 및 제 2 탐침은 다양한 방법으로 제조될 수 있으나, 선호되기로 금속 판형재를 가공하여 제조된다.

타발 및 절곡 등으로 구성되는 연속 스템핑으로 금속 판형재를 가공한 후, 열처리 및 도금하는 과정을 통해 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 각각 제조할 수 있다. 여기서, 열처리 또는 도금하는 과정은 타발 및 절곡 가공하는 과정 이전에 실시할 수도 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 전개도의 형상대로 금속판형재를 타발하고 외부 접촉부가 될 부분 등을 절곡함으로써 도 10에 도시된 제 1 탐침 및 제 2 탐침의 형상을 얻고 열처리 및 도금 과정을 수행할 수 있다.

제 1 탐침 및 제 2 탐침이 획득되면, 스프링의 말단부를 탐침의 스토퍼 및 걸개의 사이에 위치하도록 조립한다. 이때 코일 스프링의 한쪽 말단부를 누른 상태에서 탐침의 걸개를 통과시키면 더욱 용이하게 조립할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 제 1 탐침 및 제 2 탐침은 절곡 가공 단계에서 소정의 연신성이 있고, 열처리를 통하여 탄성 및 강도를 높일 수 있으며, 전기적 저항이 작은 것이 좋다. 이에 따라, 베릴륨 동 합금이 선호되며, 특히 베릴륨 동 25 합금인 ASTMC17200이 좋으나, 기계적, 전기적 요구 조건을 만족시키는 다른 재료도 사용될 수 있다.

한편, 도금 재료로는 금과 같은 전기 저항이 낮은 재료가 사용될 수 있으며, 소둔(Annealing), 공랭(Normalizing), 급랭(Quenching), 뜨임(Tempering) 등의 열처리가 사용될 수 있다.

코일 스프링의 소재는 탄성 강도, 인장 강도 및 피로 강도가 매우 높은 것을 사용하는 것이 유리하다. 이때, 전기적 저항이 낮을 필요는 없다. 코일 스프링의 재료로서는 스프링 강이나 스테인레스 강 등이 좋으나, 기계적 요구 조건을 만족시키는 다른 재료도 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제 1 탐침과 제 2 탐침은 코일 스프링에 의해 탄성적으로 지지되고, 외부에서 주어지는 하중에 따라 각각 길이방향으로 이동 가능한 기구학적 특징을 가진다.

또한, 제 1 연결다리부 및 제 2 연결다리부는 자유롭게 이동하여 위치가 변하는 상태에서도 유지되는 접촉을 통해 전기 신호를 안정적으로 전달할 수 있으며, 이에 따라 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있으므로, 고집적 및 고주파회로의 용도에 채택될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 탄성적인 접촉을 가지면서도 전기 신호를 전달하는 스프링 프로브 핀에 이용된다.

100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,410 : 제 1 탐침
200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,510 : 제 2 탐침
300,310,320,330,340,350,360,370,380,390 : 코일 스프링

Claims

적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되며,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양인 데 비하여, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상인 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며,
상기 제 1 외부 접촉부는 예각의 각도로써 지그재그로 절곡된 상태에서 상기 제 1 결합부와 결합하거나, 상기 제 2 외부 접촉부는 예각의 각도로써 지그재그로 절곡된 상태에서 상기 제 2 결합부와 결합하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며,
상기 제 1 결합부는, 상기 코일 스프링의 일단이 상기 제 1 탐침의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 제 1 스토퍼; 상기 코일 스프링의 일단이 상기 제 1 연결다리부의 방향으로 빠지는 것을 방지하는 제 1 걸개;를 포함하고,
상기 제 2 결합부는, 상기 코일 스프링의 타단이 상기 제 2 탐침의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 제 2 스토퍼; 상기 코일 스프링의 타단이 상기 제 2 연결다리부의 방향으로 빠지는 것을 방지하는 제 2 걸개;를 포함하는,
것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 중 적어도 하나에는 상기 코일 스프링의 내경면에 당접하는 굽은 등이 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 4에 있어서,
상기 굽은 등은 그 형상이 중절 모자의 단면 모양, ㄷ자 모양, U 자 모양 또는 V 자 모양인 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되며,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 측면이 따내어진 공간부를 구비함으로써 상기 코일 스프링의 내경면과의 사이에 유격을 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 6에 있어서,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 있어서,
상기 공간부를 포함하는 가상의 폭이 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 말단 방향으로 갈수록 증가는 구간을 구비하거나, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 시작 부분에 비하여 말단 부분에서 큰 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되며,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 막대 모양으로서, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부의 길이 방향을 따라 상기 제 1 접촉면 및 상기 제 2 접촉면의 반대쪽에 코인닝된 공간부를 구비함으로써 상기 코일 스프링의 내경면과의 사이에 유격을 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제 1 연결다리부에 구비되는 공간부와 상기 제 2 연결다리부에 구비되는 공간부는, 상기 코일 스프링의 중심에 대하여 서로 대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되되, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이며,
상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며,
상기한 원통 형상인 제 1 외부 접촉부 또는 제 2 외부 접촉부에 있어서, 상기 제 1 결합부 또는 상기 제 2 결합부는 제 1 외부 접촉부 또는 제 2 외부 접촉부로부터 연장하되, 상기 제 1 결합부 또는 상기 제 2 결합부의 단면 중심이 상기 코일 스프링의 단면 중심과 일치하도록 절곡되어 연장하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되되, 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 적어도 하나 이상은 상기 금속 판형재가 둥글게 말린 원통 형상이며,
상기 제 1 탐침은 상기 제 1 외부 접촉부와 상기 제 1 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 일단이 안착되는 제 1 결합부를 구비하고; 상기 제 2 탐침은 상기 제 2 외부 접촉부와 상기 제 2 연결다리부의 사이에 상기 코일 스프링의 타단이 안착되는 제 2 결합부를 구비하며,
상기 제 1 외부 접촉부의 중심축에 상기 제 1 결합부 및 상기 제 1 연결다리의 단면 중심이 일치하고, 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축에 상기 제 2 결합부 및 상기 제 2 연결다리의 단면 중심이 일치하되,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부가 코인닝된 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 11에 있어서,
상기 코인닝된 상기 제 1 연결다리의 접촉면과 상기 코인닝된 상기 제 2 연결다리 사이의 접촉면은 모두 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축 상에 있거나,
상기 코인닝된 상기 제 1 연결다리의 접촉면과 상기 코인닝된 상기 제 2 연결다리 사이의 접촉면은 상기 제 1 외부 접촉부 및 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1, 청구항 4, 청구항 6 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 외부 접촉부의 중심축과 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축은 동일 직선상에 있으며, 상기 제 1 외부 접촉부의 중심축과 상기 제 2 외부 접촉부의 중심축은 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접촉하는 접촉면을 지나거나, 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접촉하는 접촉면과 평행인 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1, 청구항 4, 청구항 6, 청구항 8 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일 스프링의 내경을 이어 형성되는 내경선과 상기 제 1 연결다리부의 중심 및 상기 제 2 연결다리부의 중심은 평행한 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제 2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부를 내삽한 상태에서 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링;을 포함하는 스프링 프로브 핀에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부에 각각 형성된 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 통하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩 가능하며,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 금속 판형재로 구성되며,
상기 제 1 연결다리 및 상기 제 2 연결다리는 말단 방향으로 갈수록 스프링 프로브 핀을 관통하는 길이방향의 중심축으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 1, 청구항 4, 청구항 6, 청구항 8, 청구항 10, 청구항 11 또는 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침이 상기 코일 스프링에 결합되기 전,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부가 결합된 상태의 최대 외경은 상기 코일 스프링의 내경 보다 큰 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 11에 있어서,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부가 코인닝됨에 있어서,
상기 제 1 연결다리부 또는 상기 제 2 연결다리부의 말단부에 돌출되는 컨택부를 구비하도록 코인닝되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
청구항 11에 있어서,
상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부 사이의 접촉면이 있는 쪽에 상기 제 1 연결다리부 및 상기 제 2 연결다리부가 코인닝됨에 있어서,
상기 제 1 연결다리부의 말단부 및 상기 제 2 연결다리부의 말단부에 각각 돌출되는 제 1 컨택부 및 제 2 컨택부를 구비하도록 코인닝되며, 상기 제 2 컨택부 및 상기 제 2 컨택부는 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침 사이의 걸쇠로 기능하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.