KR101591013B1 - 셀프결합형 프로브 핀 - Google Patents

Abstract

셀프결합형 프로브 핀이 제공된다. 제공된 셀프결합형 프로브 핀은 상기 프로브 핀은 내부에 중공부가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에서 슬라이딩 이동가능하게 걸림연결된 바텀 플런저(Bottom Plunger)와, 상기 하우징의 단부에 고정된 탑 플런저(Top Plunger) 및 상기 바텀 플런저와 탑 플런저 사이에 개재된 탄성부재를 포함하되, 상기 탑 플런저는 일단에 하우징 내에 삽입되는 연결바가 형성되고, 상기 연결바의 외면에 하우징의 단부를 수용하는 결속홈이 형성되며, 상기 연결바의 타단에 상기 하우징의 단부를 결속홈으로 유도하기 위한 단턱부가 돌출형성되어 제품 생산비용 절감 및 제품 생산성을 향상시킴은 물론, 부품들 간의 낮은 저항적 특성을 갖도록 하여 제품 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

셀프결합형 프로브 핀{Self-Combined Prove Pin}

본 발명은 셀 결합형 프로브 핀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 전기적 특성 검사를 목적으로 사용되는 프로브 핀의 구조 개선을 통해 제품의 조립성을 향상하여 제품 생산비용 절감 및 제품 생산성을 향상시키며, 연결 부품 간에 낮은 저항적 특성을 갖도록 하여 제품 성능을 향상시킬 수 있는 셀프결합형 프로브핀에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 전기적 특성 검사를 위해서는 반도체 소자와 테스터(tester)간에 전기적 연결이 원활하게 이루어져야 한다.

이렇게 반도체 소자와 테스터의 연결을 위한 검사장치는 소켓보드, 프로브카드 및 커넥터 등으로 구분된다. 이때, 소켓보드는 반도체 소자가 반도체 패키지 형태인 경우에 사용되고, 프로브카드는 반도체 소자가 반도체 칩 상태인 경우에 사용되며, 커넥터는 일부 개별소자(discrete device)에서 반도체 소자와 테스터를 연결하는 검사장치로 이용된다.

상기 소켓보드, 프로브카드 및 커넥터와 같은 검사장치의 역할은, 반도체 소자의 단자와 테스터를 서로 연결시켜 전기적인 신호가 양방향으로 교환 가능하도록 하는 것이다.

이러한 검사장치의 핵심 구성요소로서 검사장치 내부에 사용되는 접촉수단이 프로브핀이다.

상기 프로브핀에 대한 선출원된 기술로 대한민국 공개특허 제10-2013-0014486호 "프로브 핀"이 제안되었다.

도 1은 대한민국 공개특허 제10-2013-0014486호 "프로브 핀"을 나타낸 요부단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 프로브 핀은 일방의 단부와 상기 일방의 단부에 대향하는 타방의 단부를 가지고, 일방의 단부로부터 타방의 단부로 통하는 간이 내부에 형성된 도전성의 하우징(1)과, 상기 일방의 단부에 장착되는 도전성의 제1의 플런저(2)와, 상기 타방의 단부에 장착되는 도전성의 제2의 플런저(3)와, 상기 하우징의 내부 공간 내에 수용되고, 제1 및 제2의 플런저의 적어도 일방을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링(4)을 가지고, 상기 코일 스프링은, 코일의 직경이 거의 같은 제1의 코일 부분과, 제1의 코일 부분의 일방에 인접하고 또한 제1의 코일 부분의 직경보다 서서히 코일의 직경이 작아지는 제2의 코일 부분을 가지고, 제2의 코일 부분은, 제1 코일 부분으로부터 기울어진 방향으로 뻗고, 제2의 코일 부분의 단부는, 제1 또는 제2의 플런저에 접속된다.

한편, 상기 프로브핀이 검사장치에 사용되는 예는 대한민국 특허출원 제10-1999-0068258호(패키지용 소켓)과 대한민국 실용출원 제20-2001-0031810호(칩 검사용 소켓장치)를 통해 개시되어 있다.

이러한 프로브 핀은 검사장치에 장착되어 소정거리로 분리된 외부 연결단자들 사이의 전기신호를 전달한다. 상기 프로브핀을 통해 전달된 전기신호를 분석하여 제품의 불량여부를 확인한다.

프로브 핀은 그 실시예에 따라 상기 도 1의 종래 프로브 핀과 같이 양측 플런저가 슬라이딩 이동하는 더블핀 타입과, 어느 하나의 플런저 만이 슬라이딩 이동하는 싱글핀 타입으로 구분된다.

도 2는 종래기술에 따른 프로브 핀의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래 싱글핀 타입의 플로브 핀은 하우징(11)의 양단에 제1,2 플런저(13,15)가 구비되며, 상기 제2 플런저(15)는 그 외면에 요홈부(20)가 형성되고, 상기 한 쌍의 플런저(13,15) 사이에 코일스프링(16)이 개재된다.

이때, 상기 제1 플런저(13)는 하우징(11)에 걸림연결된 상태에서 하우징(11) 내부를 슬라이딩 이동가능하도록 결속되며, 상기 제2 플런저(15)는 하우징(11)의 단부에 고정된다. 즉, 상기 제2 플런저(15)를 하우징에 삽입한 상태에서 상기 하우징(11)의 외면 4점을 가압하면, 상기 하우징(11)의 가압부위는 제2 플런저(15)의 요홈부(20)에 소정깊이 삽입된다.

상기 제2 플런저(15)와 하우징(11)의 연결부위는 별도의 코킹(caulking)장비를 이용하여 상기 제2 플런저(15)가 하우징(11)에서 이탈되지 않도록 마감처리한다.

이러한 종래 프로브 핀은 제조과정에서 높은 제품생산비용이 소요되는 문제점이 있는데, 플런저가 하우징에서 이탈되지 않도록 하우징을 마감처리 하는 코킹장비는 고가의 장비이며, 종래 프로브 핀 제작과정에서 코킹 장비를 미세한 프로브 핀의 조립 조건에 맞도록 셋팅하는데 많은 인력과 시간이 소요되었으며, 금을 도금한 프로브 핀의 표면에 상처를 최소화하기 위해 코킹장비 내부에 부품들의 사상작업을 수행해야 했기 때문이다.

이에 더하여, 프로브 핀의 종류가 바뀔 때마다 코킹 장비를 재셋팅하는 문제점이 있다.

또한, 종래 프로브 핀은 제품의 구조적 문제로 인해 전기신호를 제대로 전달하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 종래 프로브 핀은 하우징과 플런저가 점 고정되어 이들 간의 접지포인트가 좁다. 이에 그 좁은 고정 부위에서 높은 전기저항이 발생하였으며, 이러한 높은 전기저항은 제품 사용과정에서 신호 전달의 오류를 유발하기 때문이다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0014486호 대한민국 특허출원 제10-1999-0068258호 대한민국 실용출원 제20-2001-0031810호

본 발명은 상술한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 프로브 핀의 구조 개선을 통해 제품 생산과정에서 고가의 코킹장비 사용을 제한함으로써, 제품 생산비용의 절감 및 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 셀프결합형 프로브 핀을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 부품 조립과정에서 부품들 간의 접촉 단면적을 확장하여 프로브 핀이 낮은 저항적 특성을 갖도록 함으로써, 제품 성능을 향상시킬 수 있도록 한 셀프결합형 프로브 핀을 제공한다.

상기한 과제해결을 위한 본 발명의 셀프결합형 프로브 핀은 반도체 소자의 전기적 특성 검사를 위해 반도체 소자와 검사장비를 전기적으로 연결하기 위한 프로브 핀에 있어서, 상기 프로브 핀은 내부에 중공부가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에서 슬라이딩 이동가능하게 걸림연결된 바텀 플런저(Bottom Plunger)와, 상기 하우징의 단부에 고정된 탑 플런저(Top Plunger) 및 상기 바텀 플런저와 탑 플런저 사이에 개재된 탄성부재를 포함하되, 상기 탑 플런저는 일단에 하우징 내에 삽입되는 연결바가 형성되고, 상기 연결바의 외면에 하우징의 단부를 수용하는 결속홈이 형성되며, 상기 연결바의 타단에 상기 하우징의 단부를 결속홈으로 유도하기 위한 단턱부가 돌출형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 하우징은 그 단부에 결속홈 내에서 용이하게 굽힘가공될 수 있도록 테이퍼부가 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탑 플런저의 결속홈과 단턱부는 하우징의 테이퍼부를 결속홈 내에서 상기 하우징 내측으로 굽힘가공할 수 있도록 소정각도 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 셀프결합형 프로브 핀은 별도의 코킹 장비 없이도 하우징에 탑 플런저를 고정할 수 있도록 함으로써, 고가의 코킹 장비 사용을 제한하고, 코킹 장비 사용을 위한 셋팅시간이 소요되지 않도록 하여 제품 생산비용의 절감 및 제품 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 셀프결합형 프로브핀 자체가 코킹 장비를 대신하여 어셈블리 효과를 가지게 되어, 코킹 장비를 대체할 수 있다. 이에 더하여, 코팅 장비를 사용하는 프로브핀의 종류가 바뀔 때마다 코킹 장비를 재 셋팅하는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 상기 하우징과 탑 플런저의 연결부위 개선을 통해 이들 간의 접촉 단면적을 확장하여 연결부위가 낮은 저항적 특성을 갖도록함으로써, 전기 신호를 전달하는 프로브 핀의 제품 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 대한민국 공개특허 제10-2013-0014486호 "프로브 핀"을 나타낸 요부단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 프로브 핀의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 요부단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀의 조립과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀을 나타낸 요부단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 프로브 핀(100)은 하우징(11)과, 바텀 플런저(Bottom Plunger; 13)와 탑 플런저(Top Plunger;15) 및 탄성부재(16)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(11)은 프로브 핀(100)를 구성 구성요소들을 결속시킴은 물론, 기본 틀 역할을 수행하는 구성수단이다.

이때, 상기 하우징(11)은 그 내부에 중공부를 갖는 원통 구조의 금속재질로 성형되며, 그 단부에 상기 하우징(11)의 두께 보다 더 얇은 두께를 갖는 테이퍼부(110)가 형성된다. 상기 하우징(11)은 그 실시예에 따라 도전율을 높이기 위해 외피에 별도의 금속을 증착시킬 수 있다.

상기 바텀 플런저(13)는 피검사체인 반도체 소자와 전기적인 접촉 동작을 수행한다. 상기 바텀 플런저(13)는 상기 하우징(11) 내에서 슬라이딩 이동가능하게 연결되며, 상기 바텀 플런저(13)가 연결된 하우징(11)의 단부는 라운딩 처리되어 상기 바텀 플런저(13)가 하우징(11) 내에서 이탈되지 않도록 가공처리된다.

상기 탑 플런저(15)는 그 일부가 상기 하우징(11)의 외부로 돌출되어 피검사체인 반도체 소자의 전기적 특성검사를 위한 검사장비의 피씨비와 전기적 접촉 동작을 수행한다. 상기 탑 플런저(15)는 그 다른 일부가 상기 하우징(11) 내에 인입된 상태로 고정된다.

상기 탑 플런저(15)는 그 일단에 하우징(11) 내에 삽입되는 연결바(151)가 형성되고, 상기 연결바(151)의 외면에 하우징(11)의 단부인 테이퍼부(110)를 수용하는 결속홈(153)이 형성되며, 상기 연결바(151)의 타단에 상기 하우징(11)의 테이퍼부(110)를 결속홈(153) 측으로 유도하기 위한 단턱부(155)가 돌출형성되어 있다. 여기서, 상기 결속홈(153)과 단턱부(155)는 하우징(11)의 테이퍼부(110)를 상기 결속홈(153) 내에서 상기 하우징(11) 내측으로 굽힘가공할 수 있도록 상기 하우징(11)의 내측으로 소정각도 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재(16)는 하우징(11) 내부에서 상기 바텀 플런저(13)와 탑 플런저(15) 사이에 개재된다. 상기 탄성부재(16)는 바텀 플런저(13)와 탑 플런저(15) 간에 탄성을 유지하며, 상기 하우징(11) 내에서 슬라이딩 이동하는 바텀 플런저(13)의 위치를 설정한다. 여기서, 상기 탄성부재(16)는 자체 탄성력을 갖는 물품이면 어떠한 것이든 적용 가능하나, 본 발명에서는 탄성력을 갖는 대표적인 물품인 스프링을 적용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀은 제품 생산비용 절감 및 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 이에 따른 연결관계 및 이를 통해 나타나는 작용효과를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀프결합형 프로브 핀의 조립과정을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 단부가 라운딩 가공처리된 하우징(11) 내에 바텀 플런저(13)와 탄성부재(16)를 순차적으로 삽입한다. 상기 바텀 플런저(13)는 단부가 라운딩 가공처리된 하우징(11) 내에서 슬라이딩 이동가능하게 걸림연결된다

다음으로, 상기 테이퍼부(110)가 형성된 하우징(11)의 단부에 탑 플런저(15)를 연결한다. 상기 탑 플런저(15)의 연결바(151)를 상기 하우징(11) 내에 삽입한 상태에서 상기 하우징(11)의 단부가 상기 단턱부(155)에 맞닿도록 한다.

다음으로, 상기 탑 플런저(15)를 상기 하우징(11) 측으로 가압하면, 상기 하우징(11)의 단부는 상기 단턱부(155)가 유도하는 데로 결속홈(153)에 삽입되며, 그 과정에서 상기 하우징(11)의 단부는 상기 탑 플런저(15)를 하우징(11) 측으로 가압하는 힘에 의해 굽힘가공된다.

여기서, 상기 결속홈(153)으로 삽입되는 하우징(11) 단부는 상기 하우징(11)의 두께 보다 더 얇은 두께를 갖는 테이퍼부(110)가 된다. 이에, 상기 하우징(11)은 상기 테이퍼부(110)를 통해 결속홈(153) 내에서 용이하게 굽힘가공됨과 동시에 상기 탑 플런저(15)가 하우징(11)에 고정된다.

본 발명의 셀프결합형 프로브 핀은 별도의 코킹 장비 없이도 하우징에 탑 플런저를 고정할 수 있도록 함으로써, 고가의 코킹 장비 사용을 제한하고, 코킹 장비 사용을 위한 셋팅시간이 소요되지 않도록 하여 제품 생산비용의 절감 및 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.즉, 본 발명의 셀프결합형 프로브핀 자체가 코킹 장비를 대신하여 어셈블리 효과를 가지게 되어, 코킹 장비를 대체할 수 있다. 이에 더하여, 코팅 장비를 사용하는 프로브핀의 종류가 바뀔 때마다 코킹 장비를 재 셋팅하는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 상기 하우징과 탑 플런저의 연결부위 개선을 통해 이들 간의 접촉 단면적을 확장하여 연결부위가 낮은 저항적 특성을 갖도록함으로써, 전기 신호를 전달하는 프로브 핀의 제품 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

11 : 하우징 13 : 바텀 플런저
15 : 탑 플런저 16 : 틴성부재
110 : 테이퍼부 151 : 연결바
153 : 결속홈 155 : 단턱부

Claims (3)

1. 중공부가 형성된 하우징;
   상기 하우징 내에서 슬라이딩 이동가능하게 걸림 연결된 바텀 플런저(Bottom Plunger);
   상기 하우징의 단부에 고정되며, 상기 하우징 내에 삽입되는 연결바의 외면에 하우징의 단부를 수용하는 결속홈이 형성되고, 상기 연결바의 타단에 단턱부가 돌출형성된 탑 플런저(Top Plunger); 및
   상기 바텀 플런저와 탑 플런저 사이에 개재된 탄성부재를 포함하되,
   상기 하우징은,
   상기 결속홈 내에서 용이하게 굽힘 가공될 수 있도록 단부에 테이퍼부가 형성되고,
   상기 결속홈과 단턱부는 하우징의 테이퍼부를 결속홈 내에서 상기 하우징 내측으로 굽힘 가공할 수 있도록 소정각도 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 셀프결합형 프로브 핀.
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