KR102052918B1 - 포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 포고핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 포고핀에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 일단이 뾰족하게 형성되며, 피검사체와 접촉되는 하나 이상의 접촉부와, 일단에 접촉부의 타단이 결합되며, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제1몸체부와, 일단에 제1몸체부의 타단이 결합되며, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제2몸체부를 포함하며, 제1몸체부 및 제2몸체부는 접촉부의 타단을 기준으로 높이방향으로 적층되며, 적어도 일부가 내부공간이 형성된 파이프 내에 삽입되어, 테스트 소켓에 사용되는 탐침부재를 제공한다.

Description

포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 포고핀{PROBE MEMBER FOR POGO PIN, THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND POGO PIN COMPRISING THE SAME}

본 발명은 포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 이를 포함하는 포고핀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 및 내마모성이 향상된 포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 포고핀에 관한 것이다.

반도체 디바이스는 완성된 후, 정상적인 동작의 유무 또는 신뢰성을 확인하기 위해 전기적인 검사를 진행한다. 이러한 전기적인 검사에는 패드를 포함하는 테스트 장치와 테스트 소켓을 사용한다.

테스트 소켓은 반도체 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드를 연결시키는 것으로, 테스트 소켓에 의해 반도체 디바이스의 단자와 테스트 장치는 전기적인 신호의 교환이 가능하다.

이를 위해 테스트 소켓의 내부에는 접촉수단으로 포고핀이 위치한다. 포고핀은 탐침부재, 탄성부재로 이루어져, 반도체 디바이스와 테스트 장치의 접촉을 원활하게 하고, 접촉 시 발생할 수 있는 기계적인 충격을 완충할 수 있어 많은 테스트 소켓에 사용된다.

도 1에는 종래기술에 따른 포고핀이 개략적으로 도시되어 있다. 포고핀은 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(1004)의 양단에 상부플런저(1005) 및 하부플런저(1006)가 돌출되게 설치되어 있으며, 몸체(1004)의 내부에는 스프링(7)이 삽입되어 있다. 상부플런저(1005)와 하부플런저(1006)는 스프링(1007)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 바이어스 된다. 이때, 상부플런저(1005)는 반도체 디바이스(1001)의 단자(1002)와 접촉되고, 하부플런저(1006)는 테스트 장치(1008)의 패드(1009)와 접촉되어, 반도체 디바이스(1001)의 단자(1002)와 테스트 장치(1008)의 패드(1009)를 전기적으로 연결시킨다.

또 다른 종래기술에 따른 포고핀은 대한민국 등록특허 제10-1439342호에 개시되어 있다. 구체적으로 도2및 도 3을 참조하여 설명하면, 포고핀은 탐침부재(1110)와, 몸체(1120)와, 몸체(1120) 내에 배치되며 탐침부재(1110)를 상측을 향하여 바이어스 시키는 탄성부재(1130)와, 몸체(1120)의 하부 개구를 통해 적어도 일부가 돌출되며, 탄성부재(1130)에 의해 지지되는 하부탐침부재(1140)를 포함하여 구성되며, 탐침부재(1110)는 탐침부(1112a 내지 1116a)과 결합부(1112b 내지 1116b)로 구성된 다수의 탐침판(1112 내지 1116)이 서로 일체화되어 부착되도록 형성된다.

이러한 종래 기술에 따른 포고핀은 다음과 같은 문제점이 있다.

단자와 직접적으로 접촉하는 탐침부가 판형으로 형성되기 때문에, 반도체 디바이스의 단자와의 접촉면적에 한계가 있다.

또한, 탐침부는 반도체 디바이스로부터 전달되는 집중하중에 견디기 위해 높은 마모성이 요구되고, 결합부는 탐침부의 전도도 손실을 보완하기 위해 높은 전도성이 요구되나, 종래 기술의 탐침부는 접촉부위를 기준으로 수평으로 적층되어 탐침부와 결합부는 서로 다른 소재로 형성되어도 그 소재에 따른 고유의 전기적, 기계적 특성을 나타내기 어렵다. 즉, 종래 기술은 포고핀에서 요구되는 내마모성 및 전도성에 취약한 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1439342호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포고핀용 탐침부재를 이루는 접촉부 및 몸체부가 단자와의 접촉부위를 기준으로 수직방향으로 적층되어, 내마모성 및 전도성이 향상된 포고핀용 탐침부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 포고핀을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 일단이 뾰족하게 형성되며, 피검사체와 접촉되는 하나 이상의 접촉부와, 일단에 접촉부의 타단이 결합되며, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제1몸체부와, 일단에 제1몸체부의 타단이 결합되며, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제2몸체부를 포함하며, 제1몸체부 및 제2몸체부는 접촉부의 타단을 기준으로 높이방향으로 적층되며, 적어도 일부가 내부공간이 형성된 파이프 내에 삽입되어, 테스트 소켓에 사용되는 탐침부재를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 일단에 제2몸체부의 타단이 결합되고, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제3몸체부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제2몸체부는 제1몸체부와 제3몸체부에 비해 작은 외경을 가짐으로서, 제2몸체부의 외주면의 적어도 일부에 파이프의 함입부가 고정 설치되거나 또는 제2몸체부의 적어도 일부에 내부공간에 배치된 탄성부재가 고정 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 일단에 제3몸체부의 타단이 결합되고, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제4몸체부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 제3몸체부는 제2몸체부와 제4몸체부에 비해 작은 외경을 가짐으로서, 제3몸체부의 외주면의 적어도 일부에 파이프의 함입부가 고정 설치되거나 또는 제3몸체부의 적어도 일부에 내부공간에 배치된 탄성부재가 고정 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 제3몸체부의 타단에 하나 이상의 추가몸체부가 더 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 접촉부는 일단에서 타단으로 갈수록 단면의 넓이가 점차 증가하거나 동일할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 둘 이상의 접촉부에 있어서, 하나 이상의 접촉부는 상이한 높이로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 접촉부는 옆면이 이등변 삼각형으로 이루어지는 사각뿔 형상으로 형성되고, 이등변 삼각형은 꼭지각이 50° 내지 90°로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 접촉부는 높이가 650μm이하로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재는 둘 이상의 접촉부에 있어서, 서로 인접한 접촉부 사이의 이격거리는 15μm 이상일 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 희생기판에 일단이 뾰족한 하나 이상의 제1홈을 형성하는 단계와, 제1홈에 제1적층소재를 충전시키고, 평탄화하여 접촉부를 형성하는 단계와, 희생기판의 상면에 제1드라이필름을 적층하고, 제1드라이필름에 접촉부가 노출되도록, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제2홈을 형성하는 단계와, 제2홈에 제2적층소재를 충전시키고, 평탄화하여 제1몸체부를 형성하는 단계와, 제1드라이필름의 상면에 제2드라이필름을 적층하고, 제2드라이필름에 제1몸체부의 적어도 일부가 노출되도록, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제3홈을 형성하는 단계와, 제3홈에 제3적층소재를 충전시키고, 평탄화하여 제2몸체부를 형성하는 단계를 포함하며, 제1드라이필름 및 제2드라이필름은 제1홈이 형성된 희생기판의 상면을 기준으로 높이방향으로 적층되고, 적어도 일부가 내부공간이 형성된 파이프 내에 삽입되어 테스트 소켓에 사용되는 포고핀용 탐침부재의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재의 제조 방법은 제2드라이필름의 상면에 제3드라이필름을 적층하고, 제3드라이필름에 제2몸체부가 노출되도록, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제4홈을 형성하는 단계와, 제4홈에 제4적층소재를 충전시키고, 평탄화하여 제3몸체부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제3홈의 넓이는 제2홈과 제4홈의 넓이보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 포고핀용 탐침부재의 제조 방법은 제3드라이필름의 상면에 제4드라이필름을 적층하고, 제4드라이필름에 제3몸체부가 노출되도록, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제5홈을 형성하는 단계와, 제5홈에 제5적층소재를 충전시키고, 평탄화하여 제4몸체부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제4홈의 넓이는 제3홈과 제5홈의 넓이보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1홈은 옆면이 이등변 삼각형으로 이루어지는 사각뿔 형상으로 형성되고, 이등변 삼각형은 꼭지각이 50° 내지 90°로 형성될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 앞서 기재한 탐침부재와, 탐침부재의 일부가 삽입되는 내부공간이 형성된 파이프와, 일부가 내부공간에 삽입되며, 나머지 일부가 파이프의 외측으로 돌출되는 플런저와, 일단이 탐침부재와 결합되어 탐침부재를 파이프의 외측을 향하여 바이어스 시키며, 타단이 플런저와 결합되는 탄성부재를 포함하고, 반도체 디바이스의 단자와 접촉하여, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 포고핀을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 포고핀용 탐침부재는 접촉부 및 몸체부가 단자와의 접촉부위를 기준으로 수직방향으로 적층되며, 접촉부는 경도가 높은 소재로 형성되고, 몸체부는 전도성이 높은 소재로 형성되어, 탐침부재의 효율 및 수명이 증가할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 포고핀의 개략도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 따른 포고핀의 사시도이다.
도 3은 도 2의 종래기술에 따른 포고핀의 분리사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 포고핀용 탐침부재를 포함하여 구성된 포고핀의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 포고핀용 탐침부재를 포함하여 구성된 포고핀의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포고핀용 탐침부재에 있어서, 파이프에 삽입된 포고핀용 탐침부재의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 포고핀용 탐침부재에 있어서, 파이프에 삽입된 포고핀용 탐침부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 포고핀용 탐침부재에 있어서, 탄성부재와 결합된 포고핀용 탐침부재의 정면도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 포고핀용 탐침부재에 있어서, 탄성부재와 결합된 포고핀용 탐침부재의 정면도 및 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포고핀용 탐침부재를 포함하여 구성된 포고핀 작동도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 포고핀용 탐침부재의 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 포고핀용 탐침부재의 일부분을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 포고핀용 탐침부재의 일부분을 주사전사현미경(SEM)을 이용하여 촬영한 사진이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포고핀용 탐침부재(10)를 포함하여 구성된 포고핀(1)의 분해도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 포고핀용 탐침부재(10)를 포함하여 구성된 포고핀(1)의 사시도이다.

포고핀(1)은 테스트 소켓(미도시)에 마련되어, 반도체 디바이스(B, 도 10 참조)와 테스트 장치(미도시)를 연결하는 구성요소로서, 후술할 포고핀(1)의 파이프(20)가 테스트 소켓에 결합될 수 있다.

포고핀용 탐침부재(10, 이하, 탐침부재)를 포함하는 포고핀(1)은 탐침부재(10)를 수용할 수 있도록, 길이방향으로 내부공간(210)이 형성되며 일단과 타단에 내부공간(210)과 연통되는 개구가 형성된 다각형 또는 원형 기둥형상의 파이프(20), 적어도 일부가 파이프(20)의 내부공간(210)에 배치되며, 나머지 일부는 일단 개구를 통해 외부로 돌출되는 탐침부재(10), 적어도 일부가 파이프(20)의 내부공간(210)에 배치되며, 나머지 일부는 타단 개구를 통해 외부로 돌출되는 플런저(40) 및 파이프(20)의 내부공간(210)에 배치되며, 탐침부재(10) 또는 플런저(40)를 외측을 향하여 바이어스 시키는 탄성부재(30)를 포함한다. 이때, 파이프(20)는 포고핀(1)의 기본 외형을 이루는 것으로, 배럴(Barrel) 또는 하우징(Housing)으로 불리기도 하며, 내부공간(210)이 원기둥 형태로 형성될 수 있다.

탐침부재(10)는 반도체 디바이스(B, 도 10 참조)의 전기적 특성을 검사하기 위해 사용되는 것으로서, 상술한 바와 같이 적어도 일부가 파이프(20)의 내부공간(210)으로 삽입되고, 나머지 일부는 일단 개구를 통해 외부로 돌출되어 반도체 디바이스(B)의 단자(b, 도 10 참조)와 접촉될 수 있다.

탐침부재(10)는 일단이 뾰족하게 형성되며, 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 접촉 가능한 복수개의 접촉부(110), 일단에 복수개의 접촉부(110)의 타단이 결합되며 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제1몸체부(120) 및 일단에 제1몸체부(120)의 타단이 결합되며 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제2몸체부(130)를 포함한다. 즉, 제1몸체부(120) 및 제2몸체부(130)는 접촉부(110)의 타단을 기준으로 높이방향으로 차례차례 적층된다. 다시 말해, 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 접촉되는 접촉부위를 기준으로, 접촉부(110), 제1몸체부(120) 및 제2몸체부(130)는 수직방향으로 적층된다. 여기서, 높이방향이라 함은 접촉부(110)의 타단과 멀어지는 방향을 나타내는 것이며, 수직방향이라 함은 단자(b)가 형성된 반도체 디바이스(B)의 일면과 수직하는 방향을 나타내는 것이다.

본 발명의 탐침부재(10)는 접촉부(110) 및 몸체부(120, 130)가 수직방향으로 적층됨으로써 판형으로 형성된 도 2에 도시된 종래의 탐침부재(1110)에 비해 구조적 안정성 및 접촉성이 향상될 수 있다.

접촉부(110)는 일단에서 타단으로 갈수록 단면의 넓이가 점차 증가하도록 형성될 수 있다. 도 4 및 도5는 사각뿔 형상으로 형성된 접촉부(110)를 도시 하고 있다. 사각뿔로 형성된 접촉부(110)는 중앙부의 꼭지점이 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 접촉될 수 있으며, 바닥면이 제1몸체부(120)의 일단에 결합될 수 있다.

또한, 둘 이상의 접촉부(110)중 적어도 하나의 접촉부(110)는 타 접촉부와 상이한 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 접촉부는 타 접촉부보다 경도 높은 소재로 이루어지도록 하고, 타 접촉부보다 높게 형성되도록 한다. 경도가 높은 적어도 하나의 접촉부가 타 접촉부보다 먼저 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 접촉하면서 단자(b)에 묻어 있는 이물질을 제거하거나 단자(b)의 표면에 형성된 산화막을 깨트리는 기능을 수행하고, 그 이후에 타 접촉부가 단자(b)에 접촉됨으로써 효과적인 전기전도의 기능을 수행할 수 있다.

또한, 앞서 기재한 바와 같이 적어도 하나의 접촉부는 타 접촉부와 다른 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 접촉부는 니켈합금을 포함한 고경도 소재로 형성될 수 있으며, 타 접촉부는 금, 은 등과 같이 전도성이 우수한 금속 소재로 형성될 수 있다. 고경도 소재의 접촉부는 단자(b)의 표면에 형성된 산화막을 깨트리는 기능을 수행하고, 타 접촉부가 우수한 전도성을 구현할 수 있다.

도 4 및 도5는 총 4(2x2)개의 접촉부(110)가 형성된 탐침부재(10)를 개시하고 있지만, 9(3x3)개의 접촉부(110)로도 이루어질 수 있으며, 접촉부(110)의 개수는 자유롭게 변경 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 탐침부재(10)는 제3몸체부(140)를 더 포함할 수 있다. 제3몸체부(140)는 다각형 또는 원형 기둥형상을 가지며, 일단에 제2몸체부(130)의 타단이 결합될 수 있다. 제3몸체부(140)도 타 몸체부(120, 130)와 동일하게 접촉부(110)의 타단을 기준으로 높이방향으로 적층될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탐침부재(10)에 있어서, 파이프(20)에 삽입된 탐침부재(10)의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 접촉부(110)는 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 직접 접촉하는 일단을 포함하는 일영역은 일단에서 타단으로 갈수록 단면의 넓이가 점차 증가하는 형태로 형성될 수 있으며, 제1몸체부(120)의 일단과 직접 접촉하는 타단을 포함하는 나머지 영역은 다각형 또는 원형 기둥 형태로 형성될 수 있다. 도 6은 단자(b)와 집적 접촉하는 일단을 포함하는 일영역이 사각뿔 형상으로 형성되고, 제1몸체부(120)와 접촉하는 타단을 포함하는 나머지 영역이 육면체 형상으로 형성된 접촉부(110)를 도시하고 있다.

제1몸체부(120)의 단면의 넓이는 내부공간(210)의 단면의 넓이보다 넓게 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 탐침부재(10)는 제1몸체부(120)에 의해 파이프(20)의 내부로 완전히 삽입되지 않을 수 있다.

또한, 제2몸체부(130)의 단면의 넓이는 제1몸체부(120), 제2몸체부(130) 및 내부공간(210)의 단면의 넓이보다 작게 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 제2몸체부(130)와 대응되는 파이프(20)의 일영역을 가압하여 함입부(220)를 형성해, 함입부(220)에 의해 탐침부재(10)가 파이프(20)에 고정되도록 할 수 있다. 더욱 상세하게, 함입부(220)가 형성된 영역의 내부공간(210)의 단면의 넓이는 제1몸체부(120) 및 제3몸체부(140)의 단면의 넓이보다 작게 형성되기 때문에, 함입부(220)는 제1몸체부(120)와 제3몸체부(140) 사이에 걸리게 되며, 이로 인해 탐침부재(10)와 파이프(20)의 상대운동이 억제 또는 제한될 수 있다.

이때, 제3몸체부(140)의 단면의 넓이는 내부공간(210)의 단면의 넓이보다 작게 형성되거나 동일하게 형성되어, 내부공간(210)에 삽입될 수 있도록 한다. 제3몸체부(140)의 단면의 넓이가 내부공간(210)의 단면의 넓이와 동일하게 형성되는 경우, 제3몸체부(140)는 내부공간(210)에 끼움 결합될 수 있다.

즉, 제3몸체부(140)의 끼움 결합으로 탐침부재(10)와 파이프(20)가 일차적으로 결합될 수 있으며, 함입부(220)의 형성으로 탐침부재(10)와 파이프(20)가 이차적으로 결합될 수 있다.

사각뿔로 형성된 접촉부(110) 또는 접촉부(110)의 일영역은 옆면이 이등변 삼각형으로 이루어질 수 있으며, 이등변 삼각형의 꼭지각(a)은 50° 내지 90°로 형성될 수 있다. 이등변 삼각형의 꼭지각(a)이 50° 미만으로 형성되는 경우, 접촉부(110)의 내구성 약하며, 구조적으로 불안정하다. 또한, 이등변 삼각형의 꼭지각(a)이 90°를 초과하여 형성되는 경우, 단자(b)와의 접촉성이 떨어질 수 있다.

또한, 접촉부(110)는 일단에서 타단까지의 높이(h)가 650μm이하로 형성될 수 있다. 접촉부(110)는 높이가 650μm를 초과하는 경우, 접촉부(110) 내에서 과도한 전류 손실이 발생할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 탐침부재(11)에 있어서, 파이프(21)에 삽입된 탐침부재(11)의 단면도이다.

제2실시예는 제1실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제1실시예와 구별되는 점을 위주로 설명한다.

제2실시예에 따른 탐침부재(11)는 제1실시예의 탐침부재(10)와 달리 하나의 접촉부(111)가 형성되어 있으며, 일단에서 타단으로 갈수록 단면의 넓이가 점차 증가하도록 형성될 수 있다. 본 발명에서 접촉부(111)의 형성 개수는 사용자의 설계에 따라 달라질 수 있는 요소이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 탐침부재(11)는 제4몸체부(151)를 더 포함할 수 있다. 제4몸체부(151)는 다각형 또는 원형 기둥형상을 가지며, 일단에 제3몸체부(141)의 타단이 결합될 수 있다. 제4몸체부(151)도 타 몸체부(121, 131, 141)와 동일하게 접촉부(111)의 타단을 기준으로 높이방향으로 차례차례 적층될 수 있다.

제3몸체부(141)는 제2몸체부(131), 제4몸체부(151) 및 내부공간(211)의 단면의 넓이보다 작게 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 제3몸체부(141)와 대응되는 파이프(21)의 일영역을 가압하여 함입부(221)를 형성해, 함입부(221)에 의해 탐침부재(11)가 파이프(21)에 고정되도록 할 수 있다. 더욱 상세하게, 함입부(221)가 형성된 영역의 내부공간(211)의 단면의 넓이는 제2몸체부(131) 및 제4몸체부(151)의 단면의 넓이보다 작게 형성되기 때문에, 파이프(21)의 함입부(221)는 제2몸체부(131)와 제4몸체부(151) 사이에 걸리게 되며, 이로 인해 탐침부재(11)와 파이프(21)의 상대운동이 억제 또는 제한될 수 있다. 이때, 제4몸체부(151)의 단면의 넓이는 내부공간(211)의 단면의 넓이보다 작게 형성되거나 동일하게 형성되어, 내부공간(211)에 삽입될 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 제2몸체부(131)도 파이프(21)의 내부공간(211)으로 삽입되도록, 제2몸체부(131)의 단면의 넓이도 내부공간(211)의 단면의 넓이보다 작게 형성되거나 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 제2몸체부(131) 또는 제4몸체부(151)의 단면의 넓이가 내부공간(211)의 단면의 넓이와 동일하게 형성되는 경우, 내부공간(211)에 끼움 결합될 수 있다. 즉, 제2몸체부(131) 또는 제4몸체부(151)의 끼움 결합으로 탐침부재(11)와 파이프(21)가 일차적으로 결합될 수 있으며, 함입부(221)의 형성으로 탐침부재(11)와 파이프(21)가 이차적으로 결합될 수 있다.

탐침부재(11)는 제1몸체부(121) 내지 제4몸체부(151) 이외에도 추가 몸체부가 형성될 수 있다. 추가 몸체부도 타 몸체부(121 내지 151)와 동일하게 접촉부(110)의 타단을 기준으로 높이방향으로 차례차례 적층된다.

이와 같이 본 발명의 탐침부재는(10, 11) 각 몸체부의 단면의 넓이를 상이하게 형성하여, 다단구조를 편리하게 형성할 수 있으며, 이로 인해 파이프(20, 21)와의 결합이 용이하다.

또한, 탐침부재(10, 110)는 파이프(20, 21)에 삽입되는 몸체부가 원기둥형상으로 형성 가능하기 때문에, 원기둥형상으로 형성된 파이프의 내부공간에 용이하게 삽입될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 탐침부재(10)에 있어서, 탄성부재(30)와 결합된 탐침부재(10)의 정면도 및 단면도이다. 도 8의 (a)는 탐침부재(10)의 정면도를 도시한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 탐침부재(10)는 네 개의 접촉부(110)가 제1몸체부(120)의 일단에 서로 이격되어 결합되어 있다. 이때, 서로 인접한 접촉부(110) 사이의 이격 거리(d)는 15μm 이상일 수 있다. 서로 인접한 접촉부(110) 사이의 이격 거리(d)가 15μm 미만일 경우, 인접한 접촉부(110) 간의 간섭이 발생할 수 있다.

도 8의 (b)는 탐침부재(10)의 단면도를 도시한다. 탄성부재(30)는 압축하려는 힘에 저항하도록 형성된다. 즉, 탄성부재(30)는 복수개의 원형 회선부가 이어진 형태로 형성되며, 각각의 원형 회선부는 자유장일 때 이어진 다음 원형 회선부와 이격 공간(s)을 두고 배치된다.

제2몸체부(130)의 단면의 넓이는 탄성부재(30)의 내주면의 단면의 넓이보다 작거나 동일하게 형성되어, 탄성부재(30) 내로 삽입될 수 있으며, 제1몸체부(120)의 단면의 넓이는 탄성부재(30)의 내주면의 단면의 넓이보다 넓게 형성되어, 탄성부재(30)의 일단은 제1몸체부(120)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 제3몸체부(140)의 단면의 넓이는 탄성부재(30)의 내주면의 단면의 넓이보다 넓게 형성되어, 제3몸체부(140)는 하나의 원형 회선부과 하나의 원형 회선부와 이어진 다음 원형 회선부 사이의 이격 공간(s)에 삽입될 수 있다. 이로 인해, 탐침부재(10)와 탄성부재(30)는 별도의 결합부재 없이 결합될 수 있다. 이때, 제3몸체부(140)의 두께는 원형 회선부와 이어진 다음 원형 회선부 사이의 이격 공간(s)보다 작거나 동일하게 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 탐침부재(11)에 있어서, 탄성부재(31)와 결합된 탐침부재(11)의 정면도 및 단면도이다. 도 9의 (a)는 탐침부재(11)의 정면도를 도시한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 탐침부재(11)는 한 개의 접촉부(111)가 제1몸체부(121)의 일단에 결합되어 있다. 이때, 접촉부(111)의 단면의 넓이는 제1몸체부(121)의 단면의 넓이보다 작게 형성되어, 제1몸체부(121)에 의해 완전히 지지될 수 있다.

도 9의 (b)는 탐침부재(11)의 단면도를 도시한다. 제3몸체부(141)의 단면의 넓이는 탄성부재(31)의 내주면의 단면의 넓이보다 작거나 동일하게 형성되어, 탄성부재(31) 내로 삽입될 수 있으며, 제2몸체부(131)의 단면의 넓이는 탄성부재(31)의 내주면의 단면의 넓이보다 넓게 형성되어, 탄성부재(31)의 일단은 제2몸체부(131)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 제4몸체부(151)의 단면의 넓이는 탄성부재(31)의 내주면의 단면의 넓이보다 넓게 형성되어, 제4몸체부(151)는 원형 회선부와 다음 원형 회선부 사이의 이격 공간(s)에 삽입될 수 있다. 이로 인해, 탐침부재(11)와 탄성부재(31)는 별도의 결합부재 없이 결합될 수 있도록 한다. 이때, 제4몸체부(151)의 두께는 원형 회선부와 이어진 다음 원형 회선부 사이의 이격 공간(s)보다 같거나 작게 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 탐침부재(10, 11)는 각 몸체부의 단면의 넓이를 상이하게 형성하여, 다단구조를 편리하게 형성할 수 있으며, 이로 인해 탄성부재(30, 31)와의 결합이 용이하다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탐침부재(10)를 포함하여 구성된 포고핀(1)의 작동도이다.

먼저, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 디바이스(B)의 단자(b)를 포고핀(1)과 대응되는 위치에 위치시킨 후, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같은 반도체 디바이스(B)를 하강하거나 포고핀(1)을 상승하여, 반도체 디바이스(B)의 단자(b)와 탐침부재(10)의 접촉부(110)가 접촉되도록 한다.

복수의 접촉부(110)가 형성된 본 발명의 탐침부재(10)는 설계자의 의도에 따라서 접촉부(110)의 형태, 위치, 높이를 자유롭게 구현될 수 있기 때문에, 반도체 디바이스(B)의 단자(b)에 맞는 최적의 접촉형태를 가질 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침부재의 제조 방법을 도시하는 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 탐침부재의 제조 방법은 희생기판에 하나 이상의 제1홈을 형성하는 단계(S100), 제1홈에 제1적층소재를 충전하는 단계(S110), 제1홈에 충전된 제1적층소재를 평탄화하는 단계(S120), 희생기판의 상면에 제1드라이필름을 적층하는 단계(S130), 제1드라이필름에 제1적층소재가 노출되도록 제2홈을 형성하는 단계(S140), 제2홈에 제2적층소재를 충전하는 단계(S150), 제2홈에 충전된 제2적층소재를 평탄화하는 단계(S160), 제1드라이필름의 상면에 제2드라이필름을 적층하는 단계(S170), 제2드라이필름에 제2적층소재의 적어도 일부가 노출되도록 제3홈을 형성하는 단계(S180), 제3홈에 제3적층소재를 충전하는 단계(S190) 및 제3홈에 충전된 제3적층소재를 평탄화하는 단계(S200)을 포함하며, 이와 같은 단계를 거칠 경우, 접촉부, 제1몸체부 및 제2몸체부를 포함하는 탐침부재가 제조될 수 있다.이후, 드라이필름을 모두 제거하고 희생기판으로부터 제조된 탐침부재를 분리하여 제조공정을 완료할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 탐침부재는 MEMS (Micro Electro Mechanical System, 미세전자기계시스템)공정을 통해 제작될 수 있다.

희생기판에 제1홈을 형성하는 단계(S100) 내지 제1홈에 충전된 제1적층소재를 평탄화하는 단계(S120)는 탐침부재의 접촉부를 형성하기 위한 단계이고, 희생기판에 제1드라이필름을 적층하는 단계(S130) 내지 제2홈에 충전된 제2적층소재를 평탄화하는 단계(S160)는 탐침부재의 제1몸체부를 형성하기 위한 단계이며, 제1드라이필름에 제2드라이필름을 적층하는 단계(S170) 내지 제3홈에 충전된 제3적층소재를 평탄화하는 단계(S200)는 탐침부재의 제2몸체부를 형성하기 위한 단계이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 추가 몸체부를 형성하고자 하는 경우, 상기와 같이 드라이필름을 적층한 후, 홈을 형성하고, 홈에 적층소재를 충전하며, 적층소재를 평탄화하는 단계를 통해 추가 몸체부를 형성할 수 있다. 즉, 차례차례 적층되는 몸체부의 개수는 사용자의 설계에 따라 달라질 수 있는 요소이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제1홈에 제1적층소재를 충전하는 단계(S110) 이전에, 제1홈이 형성된 희생기판의 상면에 전도층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전도층이 형성되는 경우, 제조될 탐침부재의 전기전도율을 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 희생기판에 제1드라이필름을 적층하는 단계(S130) 이전에, 희생기판의 상면에 전도층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전도층이 형성되는 경우, 제조될 탐침부재의 전기 전도율을 높일 수 있다.

또한, 제2홈을 형성하는 단계(S140)는 제1드라이필름의 성질(네거필름, 포지필름)에 따라 제2홈 형성될 영역 또는 제2홈 이 형성되지 않는 영역을 빛에 노출시켜 제2홈을 형성하는 단계일 수 있다. 이때, 형성되는 제2홈은 제조될 제1몸체부와 동일한 형상을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제1드라이필름에 제2드라이필름을 적층하는 단계(S170) 이전에, 제1드라이필름의 상면에 전도층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전도층이 형성되는 경우, 제조될 탐침부재의 전기 전도율을 높일 수 있다.

또한, 제3홈을 형성하는 단계(S180)는 제2드라이필름의 성질(네거필름, 포지필름)에 따라 제3홈 형성될 영역 또는 제3홈 이 형성되지 않는 영역을 빛에 노출시켜 제3홈을 형성하는 단계일 수 있다. 이때, 형성되는 제3홈은 제조될 제2몸체부와 동일한 형상을 갖는다.

MEMS공정을 통해 제작되는 탐침부재는 다단구조를 갖도록 제작될 수 있으며, 다단구조로 인해 파이프 또는 탄성부재와 용이하게 결합될 수 있다. 상기와 같은 단계로 접촉부를 형성하고 복수의 몸체부를 형성하고 나면, 드라이필름을 모두 제거하고 희생기판으로부터 제조된 탐침부재를 분리하여 제조공정을 완료할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 탐침부재의 일부분을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 촬영한 사진이다. 이를 통하여, 일단을 포함하는 일영역이 사각뿔 형상으로 형성된 네 개의 접촉부를 확인할 수 있으며, 접촉부를 지지하는 몸체부가 접촉부의 타단에 적층된 것을 확인할 수 있다.

도 13은 제2실시예에 따른 탐침부재의 일부분을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 촬영한 사진이다. 이를 통하여, 사각뿔 형상으로 형성된 하나의 접촉부를 확인할 수 있으며, 접촉부를 지지하는 몸체부가 접촉부의 타단에 적층된 것을 확인 할 수 있다.

본 발명의 탐침부재는 접촉부와 접촉부의 타단에 적층된 몸체부가 서로 다른 소재로 형성될 수 있다. 이때, 접촉부는 마모에 대한 저항성이 큰 경도가 높은 소재로 형성되어, 다수회의 사용에도 쉽게 마모되지 않을 수 있다. 따라서, 탐침부재는 다수회의 사용에는 단자와의 접촉성을 유지할 수 있다. 또한, 몸체부는 전도성이 높은 소재로 형성되어, 탐침부재 내에서의 전류 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명의 탐침부재는 접촉부와 몸체부가 서로 다른 소재로 형성됨으로써, 효율 및 사용 수명이 증가될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 포고핀
10, 11 : 탐침부재
20, 21 : 파이프
30, 31 : 탄성부재
40 : 플런저
110, 111 : 접촉부
120, 121 : 제1몸체부
130, 131 : 제2몸체부
140, 141 : 제3몸체부
151 : 제4몸체부

Claims (13)

1. 적어도 일부가 내부공간이 형성된 파이프 내에 삽입되어, 테스트 소켓에 사용되는 포고핀용 탐침부재로서,
   하단에서 상단으로 연장되어 다각형 또는 원형 기둥형상을 가지는 제2몸체부;
   상기 제2몸체부의 상단에 적층되며, 상기 제2몸체부 보다 큰 외경을 가지며, 하단에서 상단으로 연장되어 다각형 또는 원형 기둥형상을 가지는 제1몸체부; 그리고
   뿔의 형상을 가지며, 상기 제1몸체부의 상단에 형성된 상면에 적층되고, 하단은 상기 제1 몸체부의 상면에 위치하며, 상단은 뾰족하게 형성되어 피검사체와 접촉되는, 하나 이상의 접촉부를 포함하고,
   상기 하나 이상의 접촉부는,
   상기 제1 몸체부의 상면에서 상부로 연장되어 형성되고, 기둥 형상의 기둥 부분; 그리고
   상기 기둥 부분에서 상부로 연장되며, 상부로 갈수록 뾰족해지는 뿔 형상의 뿔 부분을 포함하며,
   상기 하나 이상의 접촉부는,
   서로 이격된 복수의 접촉부를 포함하는,
   포고핀용 탐침부재.
2. 제1항에 있어서,
   상단에 상기 제2몸체부의 하단이 결합되고, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제3몸체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2몸체부는 상기 제1몸체부와 상기 제3몸체부에 비해 작은 외경을 가지며,
   상기 제2몸체부의 외주면의 적어도 일부에 상기 파이프의 함입부가 고정 설치되거나 또는 상기 제2몸체부의 적어도 일부에 상기 내부공간에 배치된 탄성부재가 고정 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
4. 제2항에 있어서,
   상단에 상기 제3몸체부의 하단이 결합되고, 다각형 또는 원형 기둥형상을 가진 제4몸체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제3몸체부는 상기 제2몸체부와 상기 제4몸체부에 비해 작은 외경을 가지며,
   상기 제3몸체부의 외주면의 적어도 일부에 상기 파이프의 함입부가 고정 설치되거나 또는 상기 제3몸체부의 적어도 일부에 상기 내부공간에 배치된 탄성부재가 고정 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 접촉부 중 일 접촉부는 고경도 금속 소재로 형성되고,
   상기 하나 이상의 접촉부 중 타 접촉부는 고전도성 금속 소재로 형성되는,
   포고핀용 탐침부재.
7. 제6항에 있어서,
   상기 하나 이상의 접촉부는 일단에서 타단으로 갈수록 단면의 넓이가 점차 증가하거나 동일한 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
8. 제7항에 있어서,
   상기 일 접촉부는,
   상기 타 접촉부 보다, 상기 제1몸체부로부터 더 높게 형성된,
   포고핀용 탐침부재.
9. 제1항에 있어서,
   상기 뿔 부분은, 옆면이 이등변 삼각형으로 이루어지는 사각뿔 형상으로 형성되고,
   상기 이등변 삼각형은 꼭지각이 50° 내지 90°로 형성되는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
10. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는 높이가 650μm이하로 형성되는 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
11. 제1항에 있어서,
    둘 이상의 상기 접촉부에 있어서, 서로 인접한 접촉부 사이의 이격거리는 15μm 이상인 것을 특징으로 하는, 포고핀용 탐침부재.
12. 반도체 디바이스의 단자와 접촉하여, 상기 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 포고핀으로서,
    제1항에 따른 탐침부재와,
    상기 탐침부재의 일부가 삽입되는 내부공간이 형성된 파이프와,
    일부가 상기 내부공간에 삽입되며, 나머지 일부가 파이프의 외측으로 돌출되는 플런저와,
    일단이 상기 탐침부재와 결합되어 상기 탐침부재를 상기 파이프의 외측을 향하여 바이어스 시키며, 타단이 상기 플런저와 결합되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포고핀.
13. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 접촉부는,
    서로 이격되되 격자식으로 배열되는 4개의 접촉부를 포함하는,
    포고핀용 탐침부재.

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