KR101957929B1 - 프로브 핀 - Google Patents

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이병성
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주식회사 제네드
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Abstract

서로 상대적으로 접근 및 이격 가능하도록 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 플런저와 하부 플런저 및 상부 플런저와 상기 하부 플런저 사이에 설치되는 코일스프링을 포함하고, 상부 플런저와 하부 플런저의 상대적인 슬라이딩 이동시, 수평이동을 방지하고 틸팅 운동되도록 편심위치에서 접촉 가이드 하는 편심 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀이 개시된다.

Description

프로브 핀{A PROBE PIN}
본 발명은 프로브 핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자의 전기적 특성 검사를 목적으로 사용되는 프로브 핀에 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 프로브 핀이다.
일반적으로 프로브 핀은 양측 플런저가 슬라이딩 이동하는 더블핀 타입과, 어느 하나의 플런저 만이 슬라이딩 이동하는 싱글핀 타입으로 구분된다.
이러한 프로브 핀은 양측 플런저 사이에 탄성력을 제공하는 스프링이 설치됨으로써, 양측 플런저가 상대적으로 슬라이딩 이동하여 접근 및 이격되고, 접근시 접촉에 의해 전기적 신호를 주고받음으로써 검사 동작이 이루어진다.
그런데 종래의 프로브 핀의 경우에는 플런저와 스프링의 이탈을 방지하고 상호 접근 및 이격되게 슬라이딩 가능하도록 연결하기 위해서, 스프링을 플런저에 압입하여 결합하는 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 따라서 제조 과정이 복잡하고, 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.
또한, 양측의 플런저들이 상호 상대적으로 접근 및 이격되도록 슬라이딩 되는 과정에서 스프링의 변형상태에 따라서 예측하기 어려운 방향으로 미세하게 움직이게 됨으로써, 양측의 플런저 들의 접점이 일관되지 못하게 되어, 일관성 있고 신뢰성 있는 검사결과를 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0145807호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 조립이 용이하여 대량생산이 가능하고, 접점 신뢰성이 향상되도록 구조가 개선된 프로브 핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브 핀은, 서로 상대적으로 접근 및 이격 가능하도록 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 플런저와 하부 플런저; 및 상기 상부 플런저와 상기 하부 플런저 사이에 설치되는 코일스프링;을 포함하고, 상기 상부 플런저와 상기 하부 플런저의 상대적인 슬라이딩 이동시, 수평이동을 방지하고 틸팅 운동되도록 편심위치에서 접촉 가이드 하는 편심 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 프로브 핀의 접점 동작이 일관되게 이루어질 수 있게 되어, 반도체의 검사신뢰도를 높일 수 있다.
여기서, 상기 하부 플런저는, 봉 형상의 하부 플런저 몸체; 상기 하부 플런저 몸체의 상부에 확장 형성되는 하부 걸림턱; 및 상기 하부 걸림턱의 상부로 연장 형성되고, 상단으로부터 상기 하부 플런저가 삽입되어 슬라이딩 결합되는 가이드 결합홀이 형성되는 상부 플런저 결합부;를 가지며, 상기 편심 가이드부는 상기 가이드 결합홀의 내주로 돌출 형성되어 상기 상부 플런저의 외주를 편심되게 접촉 가이드 하는 내부 걸림턱을 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 상부 플런저와 하부 플런저의 상대적인 슬라이딩 이동시에, 상부 플런저가 일정하게 틸팅가이드되도록 하여, 접점위치를 일관되게 제어할 수 있다.
또한, 상기 상부 플런저는, 상부로부터 봉 형상의 상부 플런저 몸체; 상기 상부 플런저 몸체의 하부에서 확장 형성되는 상부 걸림턱; 상기 상부 걸림턱의 하부로 연장 형성되며, 상기 코일스프링이 결합되는 스프링 결합부; 및 상기 스프링 결합부에서 작은 외경을 갖도록 하부로 연장되어, 상기 가이드 결합홀에 삽입되어 왕복 슬라이딩 운동 가능한 슬라이딩 결합부;를 포함하고,
상기 슬라이딩 결합부는, 상기 내부 걸림턱에 상단과 하단이 걸려서 상기 상부 플런저의 승강 이동 거리를 제안하고, 상기 내부 걸림턱에 편심되어 접촉되어 가이드 되도록 상부 및 하부보다 외경이 축소되어 형성되는 승강유격 가이드홈부를 가지는 것이 좋다.
이로써, 상부 플런저와 하부 플런저 사이에 코일 스프링을 개재시킨 상태로 용이하게 조립할 수 있고, 조립된 상태에서 상부 및 하부 플런저의 상대적인 슬라이딩 거리를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 슬라이딩 결합부는, 상기 스프링 결합부보다 작은 외경으로 연장 형성되어 상기 코일 스프링이 통과하는 슬라이딩부; 상기 슬라이딩부와의 사이에 상기 승강유격 가이드홈부가 위치하도록, 상기 승강 유격 가이드홈부의 하단에서 확장되며, 상기 상부 플런저의 하강 이동시 상기 하부 플런저의 가이드 결합홀 내주에 접촉되어 접점을 이루는 접점부;를 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 상부 플런저의 접점부가 일정한 위치에서 반복하여 일관되게 이루어지게 되어 반도체 검사결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 프로브 핀은, 상부 및 하부 플런저 사이에 코일스프링이 개재되도록 조립하는 과정이 용이하고, 특히 상부 및 하부 플런저가 분리되지 않고 일정 거리 상대적으로 슬라이딩 운동 가능하도록 조립하는 공정이 용이하여 대량 생산이 가능한 이점이 있다.
또한, 프로브 핀의 동작시, 상부 플런저가 하부 플런저에 대해 상대적으로 틸팅 운동하면서 슬라이딩 되도록 가이드 함으로써, 접점 동작이 안정적으로 이루어지며, 특히 점점 위치를 일관성 있게 제어할 수 있다.
따라서 반도체의 검사결과의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 프로브 핀을 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로브 핀의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 프로브 핀과 핀 결합지그의 분리 사시도이다.
도 4는 도 1의 프로브 핀이 핀 결합지그에 결합된 상태를 나타내 보인 정면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 6은 도 5의 상태에서 상부 프로브 핀이 눌려서 하강된 상태를 보인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 프로브 핀을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀(100)은 상부 플런저(110)와, 하부 플런저(120) 및 코일스프링(130)을 구비한다.
상기 상부 플런저(110)는 상하 소정 길이의 봉 형상을 가지며, 상부로부터 상부 플런저 몸체(111), 상부 걸림턱(113), 스프링 결합부(115), 슬라이딩 결합부(117)가 순차적으로 연결되어 형성된 구조를 가진다.
상부 플런저 몸체(111)는 반도체의 검사할 부분이 전기적으로 접촉되는 부분이며, 상하 소정 길이로 형성된다. 상부 걸림턱(113)은 스프링 결합부(115)와 상부 플런저 몸체(111) 사이에 확장 형성되며, 코일스프링(130)의 상단이 접촉 지지된다. 이를 위해 상부 걸림턱(113)의 직경은 코일스프링(130)의 스프링 내경보다 크게 형성된다.
상기 스프링 결합부(115)는 상부 걸림턱(113)으로부터 소정 길이로 형성되며, 코일스프링(130)이 끼워져 결합된다. 바람직하게는 코일스프링(130)이 스프링 결합부(115)에 억지 끼워져 결합될 수 있도록, 코일스프링(130)의 내경에 대응되는 직경을 갖도록 형성되는 것이 좋다.
상기 슬라이딩 결합부(117)는 스프링 결합부(115) 보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 이러한 슬라이딩 결합부(117)는 하부 플런저(120)에 삽입되어 슬라이딩 동작되는 부분으로서, 구체적으로는 슬라이딩부(117a)와, 승강유격 가이드홈부(117b) 및 접점부(117c)를 가진다. 상기 승강유격 가이드홈부(117b)는 슬라이딩부(117a)와 접점부(117c) 사이에 소정 길이로 형성되며, 슬라이딩부(117a)와 접점부(117c)에 비해서 외경이 축소되어 형성된다. 따라서 후술할 하부 플런저(120)의 내부 가이드턱(127)이 승강유격 가이드홈부(115b)의 상부턱과 하부턱 각각에 간섭되어 상하 이동 거리가 결정된다. 또한, 슬라이딩부(117a)와 접점부(117c)는 후술할 하부 플런저(120)의 가이드 결합홀(125a)의 내경보다 작은 외경을 가짐으로써, 하부 플런저(120)의 가이드 결합홀(125a) 내부에서 자연스럽게 슬라이딩 운동 가능하게 된다.
상기 하부 플런저(120)는 봉 형상을 가지며, 상부 플런저(110)의 하부에 결합되어, 상대적으로 슬라이딩 운동하면서 상부 플런저(110)와 접촉 및 이격되어 전기적인 접점동작이 이루어지도록 한다. 이러한 하부 플런저(120)는 하부로부터 봉 형상을 가지는 하부 플런저 몸체(121)와, 하부 걸림턱(123) 및 상부 플런저 결합부(125)를 가진다. 하부 걸림턱(123)은 코일스프링(130)의 하단을 지지할 수 있도록 코일스프링(130)보다 큰 외경을 갖도록 형성된다.
상기 상부 플런저 결합부(125)의 상단으로부터 소정 깊이로 가이드 결합홀(125a)이 형성된다. 상부 플런저 결합부(125)의 외측에는 코일 스프링(130)이 끼워져 압축 및 팽창 이동 가능하게 결합된다. 상기 가이드 결합홀(125a)은 상부 플런저 결합부(125)의 상단으로부터 하부 플런저 몸체(121)의 하부까지 연장되게 형성되는 것이 바람직하다. 이 가이드 결합홀(125a) 내부로 상부 플런저(110)의 슬라이딩 결합부(117)가 끼워져 결합되며, 결합된 상태에서 소정 거리 왕복 슬라이딩 가능하게 된다.
또한, 상기 하부 플런저(120)는 상부 플런저(110)와 상기 하부 플런저(120)의 상대적인 슬라이딩 이동시, 수평이동을 방지하고 틸팅 운동되도록 편심위치에서 접촉 가이드 하는 편심 가이드부를 더 구비한다.
구체적으로, 상기 편심 가이드부는 가이드 결합홀(125a)의 내부로 돌출 형성되는 내부 가이드턱(127)을 구비한다.
상기 내부 가이드턱(127)은 하부 플런저(120)의 외측을 소정 툴을 이용하여 가압하여 가이드 결합홀(125a) 내부로 일부분이 돌출되도록 가공하여 성형 된다. 이러한 내부 가이드턱(127)은 하부 걸림턱(123)에 인접하여 형성되는 것이 바람직하며, 하나만 형성되어 상부 플런저(110)의 승강유격 가이드홈부(117b)에 대응되는 깊이로 돌출 형성된다. 따라서 내부 가이드턱(127)은 상부 플런저(110)의 상대적인 상하 이동을 가이드하고, 승강 거리를 제한하는 역할을 한다. 또한, 내부 가이드턱(127)은 상부 플런저(127)의 승강유격 가이드홈부(117b)의 외주면에 접촉된 상태로 왕복 이동을 가이드하게 되는데, 한 지점에서만 접촉된 상태로 가이드 함으로써, 상부 플런저(110)는 일정한 방향 및 각도로만 편심 가이드 되어 이동될 수 있다. 따라서 실제 상부 플런저(110)의 접점부(117c)가 하부 플런저(120)의 가이드 결합홀(125a) 내부에서 접점을 이루는 위치를 일정하게 관리될 수 있다.
또한, 상부 플런저(110)는 내부 가이드턱(127)에 의해 편심되게 접촉된 상태로 이동함으로써, 가이드 이동시 틸팅 동작이 이루어지게 되어 하부 플런저(120)와의 상대적인 수평 운동은 발생하지 않고, 틸팅 운동을 하게 된다. 따라서 상부 플런저(110)의 접점부(117c)는 하부 플런저(120)의 가이드 결합홀(125a) 내주에 반드시 접촉하게 됨으로써, 전기적인 신호를 전달할 수 있게 된다.
따라서 반도체 검사 공정시 접점 불량으로 인한 오류발생을 방지할 수 있으며, 안정적인 검사공정이 이루어지고 검사결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
특히, 틸팅동작이 일정하게 이루어짐으로써, 접점위치가 일정하게 관리될 수 있게 되어 반도체의 전기적 특성 검사의 결과를 객관화하여 검사할 수 있다. 따라서, 검사 결과의 신뢰도를 높일 수 있다.
한편, 상기 구성을 가지는 프로브 핀(100)의 조립을 위해서는, 먼저 상부 플런저(110)에 코일스프링을 결합하고, 이어서 하부플런저(120)의 가이드 결합홀(125a)로 상부 플런저(110)의 가이드 결합부(117)를 삽입하여 끼워 넣는다. 그리고 접점부(117c)가 하부 플런저(120)의 하부 걸림턱(123)보다 더 하부로 이동되도록 위치시킨 상태에서, 소정의 가공툴을 이용하여 하부 플런저(120)의 상부 플런저 결합부(125)의 외측을 가압하여 변형시켜서 내부 걸림턱(127)을 성형한다. 그러면, 내부 걸림턱(127)에 의해 접점부(117c)가 걸리게 되어, 상부 플런저(110)와 하부 플런저(120) 사이에 코일 스프링(130)이 개제된 상태로 조립될 수 있다.
그리고 이와 같이 조립된 프로브 핀(100)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 핀 결합지그(140)의 결합부(141)에 끼워서 결합한다. 이때, 핀 결합지그(140)를 기준으로 상부에 상부 플런저(110)와 코일스프링(130)이 위치하고, 하부에 하부 플런저(120)가 위치하여 지지된다. 그리고 상부 플런저(110)에 검사할 반도체가 접촉하여 눌리면, 도 6과 같이 상부 플런저(110)가 눌려서 하부로 이동하면서 코일스프링(130)이 압축되고, 접점부(117c)가 하부 플런저(120)의 가이드 결합홀(125a) 내부에서 이동하다가 접점위치에서 정확하게 접점이 이루어짐으로써, 반도체의 전기적 특성을 효과적으로 검사할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 프로브 핀 110 : 상부 플런저
111 : 상부 플런저 몸체 113 : 상부 걸림턱
115 : 스프링 결합부 117 : 슬라이딩 결합부
120 : 하부 플런저 121 : 하부 플런저 몸체
123 : 하부 걸림턱 125 : 상부 플런저 결합부
127 : 내부 걸림턱 130 : 코일 스프링

Claims (4)

  1. 서로 상대적으로 접근 및 이격 가능하도록 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 플런저와 하부 플런저; 및
    상기 상부 플런저와 상기 하부 플런저 사이에 설치되는 코일스프링;을 포함하고,
    상기 상부 플런저와 상기 하부 플런저의 상대적인 슬라이딩 이동시, 수평이동을 방지하고 틸팅 운동되도록 편심위치에서 접촉 가이드 하는 편심 가이드부를 포함하고,
    상기 하부 플런저는,
    봉 형상의 하부 플런저 몸체;
    상기 하부 플런저 몸체의 상부에 확장 형성되는 하부 걸림턱; 및
    상기 하부 걸림턱의 상부로 연장 형성되고, 상단으로부터 상기 하부 플런저가 삽입되어 슬라이딩 결합되는 가이드 결합홀이 형성되는 상부 플런저 결합부;를 가지며,
    상기 편심 가이드부는 상기 가이드 결합홀의 내주로 돌출 형성되어 상기 상부 플런저의 외주를 편심되게 접촉 가이드 하는 내부 걸림턱을 포함하며,
    상기 상부 플런저는,
    상부로부터 봉 형상의 상부 플런저 몸체;
    상기 상부 플런저 몸체의 하부에서 확장 형성되는 상부 걸림턱;
    상기 상부 걸림턱의 하부로 연장 형성되며, 상기 코일스프링이 결합되는 스프링 결합부; 및
    상기 스프링 결합부에서 작은 외경을 갖도록 하부로 연장되어, 상기 가이드 결합홀에 삽입되어 왕복 슬라이딩 운동 가능한 슬라이딩 결합부;를 포함하고,
    상기 슬라이딩 결합부는,
    상기 내부 걸림턱에 상단과 하단이 걸려서 상기 상부 플런저의 승강 이동 거리를 제안하고, 상기 내부 걸림턱에 편심되어 접촉되어 가이드 되도록 상부 및 하부보다 외경이 축소되어 형성되는 승강유격 가이드홈부를 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 결합부는,
    상기 스프링 결합부보다 작은 외경으로 연장 형성되어 상기 코일 스프링이 통과하는 슬라이딩부;
    상기 슬라이딩부와의 사이에 상기 승강유격 가이드홈부가 위치하도록, 상기 승강유격 가이드홈부의 하단에서 확장되며, 상기 상부 플런저의 하강 이동시 상기 하부 플런저의 가이드 결합홀 내주에 접촉되어 접점을 이루는 접점부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
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