KR101749280B1

KR101749280B1 - 포고핀

Info

Publication number: KR101749280B1
Application number: KR1020150172490A
Authority: KR
Inventors: 박정희
Original assignee: (주)엠테크놀로지
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-21
Also published as: KR20170066007A

Abstract

본 발명에 따른 포고핀은, 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체로 형성되는 핀 몸체; 및 상기 핀 몸체를 내부에 수용하되 상기 핀 몸체를 탄성적으로 지지하는 하우징 을 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따른 포고핀은 상기한 구성에 의하여 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체인 핀 몸체를 형성함으로써, 포고핀의 저항값을 일정하게 하여 전기적 특성을 향상시키고 포고핀을 이용한 테스트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

포고핀{POGO PIN}

본 발명은 포고핀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 전자 부품 사이에서 전기 신호를 전달하는 포고핀에 관한 것이다.

일반적으로 완성된 반도체 제품에는 정상동작의 유무 또는 신뢰성을 검사하기 위하여 여러가지 형태의 테스트 들이 수행된다. 이러한 테스트는 반도체 패키지의 모든 입출력 단자를 검사 신호 발생회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선여부를 검사하는 전기적 특성 테스트와, 반도체 패키지의 전원 입력 단자 등 일부 입출력 단자들을 검사신호 발생회로와 연결하여 스트레스를 인가함으로써 반도체 패키지의 수명 및 결함 발생 여부를 체크하는 번인테스트(Burn-in Test)가 있다.

이때, 번인테스트의 경우에는 정상 동작 조건보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하게 된다. 번인테스트를 위해, 별도의 테스트 소켓에 반도체 패키지를 탑재시킨 상태에서 테스트가 진행된다. 그리고, 테스트 소켓은 기본적으로 반도체 패키지의 형태에 따라 그 모양이 결정되고, 반도체 패키지의 외부접속단자와 소켓리드의 기계적인 접촉에 의해 테스트 기판을 연결하는 매개 역할을 한다. 즉, 번인테스트를 위한 테스트 소켓은 반도체 패키지와 연결됨과 동시에 테스트 기판과 연결되고, 반도체 패키지와 테스트 기판을 연결함으로써 테스트 기판의 신호를 반도체 패키지에 전달하여 테스트가 이루어지도록 한다. 또한, 반도체 패키지 중에서 외부접속단자로 솔더볼을 사용하는 볼 그리드 어레이(Ball grid array: BGA) 패키지의 경우에는, 플라스틱 소재의 테스트 소켓핀 몸체 내부에 소켓핀이 내설된 구조를 갖는다. 이러한 소켓핀으로는 프로브핀(Probe pin)이라고도 불리는 포고핀(POGO Pin)이 사용된다.

포고핀(POGO Pin)은 반도체 웨이퍼, LCd 모듈, 카메라모듈, 이미지센서 및 반도체 패키지 등의 검사 장비, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.

이러한 포고핀은 그 제조과정에 있어서, 원통형의 핀 몸체, 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 원통형의 내부의 스프링을 각각 별도로 제작하여 상부 탐침부 및 하부 탐침부를 원통형 핀 몸체 및 스프링과 조립하는 공정을 거쳐야 하므로 매우 복잡하다는 문제점이 있다. 이에 따라, 포고핀의 제조과정에서 많이 시간이 소요되므로 작업시간이 증가하고, 포고핀의 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0032500호 (발명의 명칭: 탐침부 연결형 포고핀 및 그 제조방법, 공개일: 2012.04.05.)가 있다.

본 발명의 목적은 종래 포고핀과는 다르게 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체인 핀 몸체를 형성함으로써, 포고핀의 저항값을 일정하게 하여 전기적 특성을 향상시키고 포고핀을 이용한 테스트의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 포고핀에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적은, 본 발명에 따라, 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체로 형성되는 핀 몸체; 및 상기 핀 몸체를 내부에 수용하되 상기 핀 몸체를 탄성적으로 지지하는 하우징을 포함한다.

상기 탄성부의 상단부는 상기 상부 탐침부로부터 연장되고, 상기 탄성부의 하단부는 상기 하부 탐침부로부터 연장될 수 있다.

상기 탄성부는 코일 스프링으로 마련될 수 있다.

상기 상부 탐침부 및 상기 하부 탐침부는 상기 하우징의 외부로 돌출되되, 가해지는 압력에 따라 상기 하우징의 외부로 돌출되는 길이가 달라질 수 있다.

상기 하우징의 내부에는 상기 핀 몸체를 안정적으로 잡아주기 위한 충진재가 채워질 수 있다.

상기 충진재는 실리콘 러버(silicone rubber)로 제공될 수 있다.

상기 하우징은 일측면이 개방된 구조로 형성되며, 상기 하우징의 개방된 일측면을 덮는 캡을 더 포함하고, 상기 충진재는 상기 핀 몸체가 상기 하우징에 조립된 상태에서 상기 하우징의 개방된 일측면을 통해 상기 하우징 내부로 채워진 후 상기 캡에 의해 밀봉될 수 있다.

상기 충진재에는 전도체 분말이 혼합될 수 있다.

상기 상부 탐침부 및 상기 하부 탐침부에는 상기 하우징의 내부에 수용되는 핀 몸체를 안정적으로 지지하기 위한 지지부재가 끼워질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 포고핀을 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 핀 몸체를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 핀 몸체의 상부 탐침부 및 하부 탐침부의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시한 충진재에 전도체 분말이 일부 포함되어 있는 포고핀을 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 포고핀(100)을 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀(100)을 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 포고핀(100)은 핀 몸체(110), 하우징(120)을 포함한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 핀 몸체(110)는 상부 탐침부(111), 하부 탐침부(112), 탄성부(113)를 포함한다. 다시 말해서, 핀 몸체(110)는 종래 포고핀과 같이 상부 탐침부(111), 하부 탐침부(112) 및 탄성부(113)를 각각 독립적으로 형성한 후에 조립하는 것이 아니라, 금속 재질의 단일 부재를 이용하여 상부 탐침부(111), 하부 탐침부(112) 및 탄성부(113)를 일체로 형성한다. 핀 몸체(110)는 포고핀에 일반적으로 사용되는 베릴륨 구리(berylluim copper) 재질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 핀 몸체(110)의 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)는 테스트를 위한 전기적 접촉부이며, 다양한 형태의 단부로 형성된다. 도 4의 (a)와 같이 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)의 단부가 둥근 형태로 형성될 수 도 있고, 도 4의 (b)와 같이 포크(fork)와 같은 형태로 형성될 수도 있으며, 도 4의 (c)와 같이 갈고리 형태로 형성될 수도 있다. 즉, 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)는 다양한 형태로 형성되되, 상부 탐침부(111)와 하부 탐침부(112)의 형태는 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀(100)을 사용하여 검사하고자 하는 PCB기판 등의 형태에 따라 달라질 수 있다. 핀 몸체(110)의 탄성부(113)는 상부 탐침부(111)와 하부 탐침부(112) 사이에 마련된다. 다시 말해서, 탄성부(113)의 상단부는 상부 탐침부(111)로부터 연장되고, 탄성부(113)의 하단부는 하부 탐침부(112)로부터 연장되어 마련된다. 이때, 탄성부(113)는 일반적인 스프링(spring)의 형태로 마련되며, 바람직하게는 코일 스프링(coil spring)으로 마련된다. 이와 같은 탄성부(113)의 탄성력은 스프링의 형태, 즉 감긴 횟수에 따라 달라질 수 있으며, 이는 테스트하기 위한 전자부품 및 PCB 기판 등에 따라 달라질 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 하우징(120)은 상술한 핀 몸체(110)를 내부에수용하며, 내부에 수용된 핀 몸체(110)를 탄성적으로 지지하기 위한 부재이다. 하우징(120)은 사각형의 형태로 마련되며, 일측면이 개방된 구조로 형성된다. 구체적으로, 하우징(120)의 상단부에는 상부 관통홈(121)이 마련되고, 하우징(120)의 하단부는 개방된 형태를 갖는다. 참고로, 도면에서는 하우징(120)의 상단부가 폐쇄된 형태로 형성되고 하단부가 개방된 형태로 형성되는 것으로 도시하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 하우징(120)의 상단부가 개방된 형태로 마련되고 하단부가 폐쇄된 형태로 마련되거나, 하우징(120)의 상단부 또는 하단부 모두가 개방된 형태로 마련될 수 있다. 이와 같이 하우징(120)의 개방된 형태로 마련되는 양단부 중 어느 하나를 통해 작업자가 하우징(120)의 내부로 핀 몸체(110)를 손쉽게 인출하거나 인입할 수 있다.

도 1을 참조하면, 하우징(120)의 내부에는 핀 몸체(110)의 위치를 안정적으로 잡아주기 위한 충진재(122)가 채워진다. 다시 말해서, 하우징(120)과 하우징(120)의 내부에 수용되는 핀 몸체(110) 사이에 별도의 충진재(122)가 채워지고, 그에 따라 하우징(120)이 핀 몸체(110)를 안정적으로 잡아줄 수 있게 된다. 이때, 충진재(122)는 딱딱한 재질로 마련되는 것이 아니라, 말랑말랑한 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 충진재(122)는 말랑말랑하며 탄성력을 가지는 실리콘 러버(silicone rubber) 재질로 마련된다. 따라서, 하우징(120) 및 하우징(120)의 내부에 채워지는 실리콘 러버 재질의 충진재(122)에 의하여 외부에서 가해지는 압력에 따라 그 형태가 달라지는 핀 몸체(110)를 안정적으로 지지할 수 있게 된다. 한편, 하우징(120)의 외부에는 골드 도금 처리를 수행한다. 하우징(120)의 외부면을 도금처리 하는 것은, 핀 몸체(110)의 상부 탐침부(111)로 인가되는 전류가 하우징(120)의 외부 또는 하우징(120)과 인접해 있는 다른 포고핀(100) 등으로 전달되지 못하도록 하기 위함이다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기와 같은 충진재(122)에는 전도체 분말(124)이 혼합된다. 전도체 분말(124)에 충진재(122)의 내부에 포함됨에 따라 상부 탐침부(111)에서 인가되는 전류가 하부 탐침부(112)까지 전달 될 때, 전달되는 전류의 손실이 없도록 하기 위한 것이다. 즉, 충진재(122)에 포함되는 전도체 분말(124)은 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀(100)의 전기적 특성을 향상시킨다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도체 분말(124)은 공업용 골드(gold)나 니켈(nickel) 분말 등으로 마련되나, 전도성을 가진 금속 분말로 대체될 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 하우징(120)의 개방된 일측면을 덮는 캡(cap, 130)을 포함한다. 구체적으로, 캡(130)은 물체의 개방된 면을 막아주기 위해 사용되는 부재이다. 이러한 캡(130)은 일종의 마개 형태로 마련된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캡(130)은 하우징(120)을 개방된 일측면을 덮을 뿐만 아니라 하우징(120)의 내부에 채워진 충진재(122)가 하우징(120)의 외부로 빠져나오지 못하도록 막아주며, 충진재(122)가 채워진 하우징(120)의 내부를 밀봉한다. 캡(130)은 상술한 핀 몸체(110), 하우징(120)과 같은 재질인 베릴륨 구리 재질로 마련된다. 또한, 캡(130)에는 하부 관통홈(131)이 마련되며, 하우징(120)의 내부에 수용된 핀 몸체(110)의 하부 탐침부(112)가 하부 관통홈(131)을 관통하여 하우징(120)의 외부로 돌출된다. 이에 따라, 하부 관통홈(131)의 크기는 하부 탐침부(112)의 직경보다 약간 크게 마련되어야만 하부 관통홈(131)으로 관통되는 하부 탐침부(112)가 원활하게 인입 또는 인출될 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 핀 몸체(110)의 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)에는 각각 지지부재(140)가 끼워진다. 다시 말해서, 지지부재(140)는 상부 탐침부(111)와 탄성부(113) 사이, 탄성부(113)와 하부 탐침부(112) 사이에 각각 끼워져 핀 몸체(110)를 하우징(120)의 내부에서 안정적으로 위치될 수 있도록 한다. 이와 같은 지지부재(140)는 다양한 형태로 마련되되, 패킹(packing) 등의 형태로 마련될 수 있으며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 1 및 도 5를 참조하면, 상술한 바와 같이 하우징(120)의 내부에 핀 몸체(110)가 수용되며, 하우징(120)은 핀 몸체(110)를 탄성적으로 지지한다. 이때, 상부 탐침부(111)는 하우징(120)의 상부 관통홈(121)을 관통하여 하우징(120)의 외부로 돌출되고, 하부 탐침부(112)는 하우징(120)의 개방된 일단부를 폐쇄하는 캡(130)의 하부 관통홈(131)을 관통하여 하우징(120)의 외부로 돌출된다. 하우징(120)의 외부로 돌출되는 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)의 돌출 길이는 탄성부(113)의 탄성력 및 감긴 횟수에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)의 단부에 탄성부(113)의 탄성력보다 큰 압력이 가해지면 탄성부(113)는 압축되게 된다. 탄성부(113)가 압축되면, 하우징(120)의 외부로 돌출된 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)의 돌출된 길이는 줄어들게 된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상부 탐침부(111)의 단부에는 프로브 장비(probe device, 미도시)가 접속될 수 있고, 하부 탐침부(112)의 단부에는 테스트를 위한 메인 PCB 기판(미도시)이 접촉된다. 즉, 상부 탐침부(111)에 가해지는 압력은 프로브 장비이고, 하부 탐침부(112)에 가해지는 압력은 PCB 기판을 미는 힘이다. 이에 따라, 상부 탐침부(111)에 연결되는 프로브 장비를 통해 하부 탐침부(112)의 단부에 접촉되는 PCB 기판을 테스트 할 수 있게 되는 것이다.

도 1 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀(100)의 제조과정을 간단히 설명한다.

먼저, 금속 재질, 구체적으로는 베릴륨 구리의 단일 부재를 이용하여, 상부 탐침부(111), 하부 탐침부(112) 및 탄성부(113)가 일체로 형성된 핀 몸체(110)를 형성한다. 핀 몸체(110)는 사출 등의 제조 과정을 통하여 한번에 형성한다. 이때, 베릴륨 구리를 이용하여 형성된 핀 몸체(110)는 저항을 줄이기 위하여 외부면에 도금처리 할 수 있다.

그 다음, 내부에 중공인 하우징(120)을 형성한다. 이때 하우징(120)은 양단부 중에서 한 쪽 단부는 개방된 형태를 갖도록 형성한다. 하우징(120)로 베릴륨 구리 재질을 이용하여 사출 등의 제조과정을 이용하여 한번에 형성한다. 여기서 하우징(120)의 상단부에는 상부 관통홈(121)을 형성한다. 여기서, 하우징(120)의 외부 및 내부에는 인접한 위치의 포고핀이나 다른 물체로 전기가 전달되는 것을 방지하기 위하여 골드 등으로 도금처리 할 수도 있다.

그 다음, 핀 몸체(110)를 하우징(120)의 내부에 위치시킨다. 이때, 핀 몸체(110)의 상부 탐침부(111)는 하우징(120)의 상부 관통홈(121)을 관통하여 하우징(120)의 외부로 돌출시킨다. 여기서, 핀 몸체(110)의 상부 탐침부(111)와 탄성부(113) 사이, 탄성부(113)와 하부 탐침부(112)의 사이에는 지지부재(140)가 끼워진다. 이에 따라, 핀 몸체(110)가 하우징(120)의 내부에서 안정적으로 위치될 수 있게 된다.

그 다음, 하우징(120)의 내부에 핀 몸체(110)가 수용되면, 하우징(120)의 내부에 실리콘 러버 재질의 충진재(122)를 채운다. 여기서, 핀 몸체(10)의 상부 탐침부(111)로 인가되는 전류의 전기적 특성을 향샹시키기 위하여 충진재(122)에 골드, 니켈 분말과 같은 전도체 분말(124)를 일부 포함한다.

그 다음, 캡(130)을 이용하여 하우징(120)의 개방된 일측면을 막아 내부를 밀봉시킨다. 이때, 캡(130)에 마련된 하부 관통홈(131)을 통해 핀 몸체(110)의 하부 탐침부(112)가 하우징(120)의 외부로 돌출된다. 여기서, 하우징(120)의 외부로 돌출된 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)는 상부 탐침부(111) 및 하부 탐침부(112)에 가해지는 압력에 따라 하우징(120)의 외부로 돌출되는 길이가 달라진다.

그 다음, 위와 같은 과정을 통하여 제조 및 조립된 포고핀(100)을 이용하여 다양한 전자 제품을 테스트한다.

상기한 구성에 의하여 본 발명의 실시예에 따른 포고핀은 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체인 핀 몸체를 형성함으로써, 포고핀의 저항값을 일정하게 하여 전기적 특성을 향상시키고 포고핀을 이용한 테스트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 포고핀은, 상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체로 형성된 핀 몸체를 수용하는 하우징의 내부에 실리콘 러버 재질을 채움으로써, 하우징이 핀 몸체를 안정적으로 수용 지지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 포고핀
110: 핀 몸체 111: 상부 탐침부
112: 하부 탐침부 113: 탄성부
120: 하우징 121: 상부 관통홈
122: 충진재 124: 전도체 분말
130: 캡 131: 하부 관통홈
140: 지지부재

Claims

상부 탐침부, 하부 탐침부 및 탄성부가 일체로 형성되는 핀 몸체; 및
상기 핀 몸체를 내부에 수용하되 상기 핀 몸체를 탄성적으로 지지하는 하우징;을 포함하고,
상기 하우징의 내부에는 상기 핀 몸체를 안정적으로 잡아주기 위한 충진재가 채워지며,
상기 하우징은 일측면이 개방된 구조로 형성되며,
상기 하우징의 개방된 일측면을 덮는 캡을 더 포함하고,
상기 충진재는 상기 핀 몸체가 상기 하우징에 조립된 상태에서 상기 하우징의 개방된 일측면을 통해 상기 하우징 내부로 채워진 후 상기 캡에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제1항에 있어서,
상기 탄성부의 상단부는 상기 상부 탐침부로부터 연장되고, 상기 탄성부의 하단부는 상기 하부 탐침부로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제2항에 있어서,
상기 탄성부는 코일 스프링으로 마련되는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제1항에 있어서,
상기 상부 탐침부 및 상기 하부 탐침부는 상기 하우징의 외부로 돌출되되, 가해지는 압력에 따라 상기 하우징의 외부로 돌출되는 길이가 달라지는 것을 특징으로 하는 포고핀.
삭제
제1항에 있어서,
상기 충진재는 실리콘 러버(silicone rubber)로 제공되는 것을 특징으로 하는 포고핀.
삭제
제1항에 있어서,
상기 충진재에는 전도체 분말이 혼합되는 것을 특징으로 하는 포고핀.
제1항에 있어서,
상기 상부 탐침부 및 상기 하부 탐침부에는 상기 하우징의 내부에 수용되는 핀 몸체를 안정적으로 지지하기 위한 지지부재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 포고핀.