KR102092006B1

KR102092006B1 - 판 스프링 타입의 연결핀

Info

Publication number: KR102092006B1
Application number: KR1020190047266A
Authority: KR
Inventors: 박상량
Original assignee: 박상량
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2020-03-23

Abstract

본 발명은 판 스프링 타입의 연결핀에 관한 것으로, 상부에 절곡 상태의 립부(111)와 하부에 제1 기저부(115)를 갖추고, 수직방향으로 길이연장된 지지 핀(110)과; 상기 립부(111)와 인접하게 수직방향으로 뻗어 있는 상부 탐침부(121)와, 상기 제1 기저부(115)와 동일 높이에 배치된 제2 기저부(126), 상기 상부 탐침부(121)와 상기 제2 기저부(126) 사이에 배치되어 옆으로 누운 V자 형상부(123), 상기 V자 형상부(123)의 상단부와 상기 상부 탐침부(121)의 하단부를 연결하는 상측 절곡부(122), 및 상기 V자 형상부(123)의 하단부와 상기 제2 기저부(126)의 상단부를 연결하는 하측 절곡부(124)를 구비하고, 상기 지지 핀(110)과 소정의 간격으로 이격배치되어 있는 판 스프링(120); 및 상기 지지 핀(110)의 상기 제1 기저부(115)와 상기 판 스프링(120)의 상기 제2 기저부(126) 사이에 개재된 브릿지(130);를 포함하여 구성되며, 상기 브릿지(130)는 상기 제1 기저부(115)의 하단과 상기 제2 기저부(126)의 하단에서 절곡되어 양자를 연결하고, 하부 탐침으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

Description

판 스프링 타입의 연결핀{Leaf spring type connection pin}

본 발명은 판 스프링 타입의 연결핀에 관한 것으로, 특별하기로 판 스프링 타입의 일체형 연결핀에 관한 것이다.

일반적으로, 연결핀은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 이미지 센서, 반도체 패키지 등의 검사장비를 비롯하여 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.

도 1은 종래기술에 따른 연결핀(6)을 개략적으로 도시한 단면도로서, 피검사 소자(예컨대 반도체 패키지)의 외부단자와 접촉되는 금속체의 상부 탐침(12)과, 테스트 보드의 컨택트 패드에 접촉되는 금속체의 하부 탐침(13), 상부 탐침(12)과 하부 탐침(13) 사이에 배치되어 각 탐침에 탄력적으로 접촉될 수 있도록 돕는 코일 스프링(14), 및 상부 탐침(12)의 하단과 하부 탐침(13)의 상단 및 코일 스프링(14)을 수용하는 원통형의 핀 몸체(11)로 구성되어 있다.

도 2는 반도체 소자(3)의 외부단자(3a)와 보드(5)의 컨택트 패드(5a;예컨대 금속배선) 사이의 전기연통을 돕는 다수의 연결핀(6)을 수용하는 반도체용 소켓(30)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 반도체용 소켓(30)은 연결핀들의 변형이나 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하기 위해 절연성 본체(1) 내에 다수의 연결핀(6)을 소정의 간격을 두고 배열될 수 있도록 한다.

검사시, 상부 탐침(12)이 반도체 소자(3)의 외부단자(3a)에 접촉되고, 하부 탐침(13)은 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉되는데, 연결핀(6) 내부의 코일 스프링(14)에 의해 상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)이 탄성 지지되도록 하여 반도체 소자(3)와 보드(5)를 전기적으로 연결하여 반도체 패키지를 정확하게 탑재하거나 검사할 수 있다.

점차적으로 반도체 패키지의 소형화, 집적화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 반도체 패키지용 연결핀(6)의 크기도 작아져야 할 필요성이 대두되고 있다. 구체적으로, 반도체 소자(3)의 외부단자들(3a) 사이의 거리가 가까워지는 만큼 연결핀(6)의 외경도 작아져야 하며, 반도체 패키지와 보드 사이의 전기 저항을 최소화하기 위해서는 연결핀(6)의 길이를 최소화해야 할 뿐만 아니라 연결핀을 지지하는 절연성 본체(1)의 두께도 얇아질 수밖에 없다.

조밀한 구조의 연결핀은 상부 탐침과 외통 및 하부 탐침 간에 전기적 접촉 상태와 함께 연결핀과 절연성 본체의 결합상태를 유지해야 하는 문제점을 갖는 한편, 탄성한도 범위 내에 이동거리를 충분히 확보하는데 어려움이 따른다.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 고집적도 및/또는 고성능 분야에 적용할 수 있도록 탐침부의 최대 이동 거리를 확보할 수 있도록 탄성력을 제공하는 판 스프링 타입으로 구성된 연결핀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일체형 구조로 설계되어 상부 탐침부와 하부 탐침부 사이의 신호 경로를 최단화하고 전기 저항을 최소화하여 전기 신호의 손실을 최소화하고 신호품질을 향상시킬 수 있는 연결핀을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 구조적으로 단순하고 일체화되어 연결핀의 용이한 제작 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 상부에 절곡 상태의 립부와 하부에 기저부를 갖추고, 수직방향으로 길이연장된 지지 핀과; 립부에 인접하게 수직방향으로 뻗어 있는 상부 탐침부와, 기저부와 동일 높이에 배치된 하부 탐침부, 상부 탐침부와 하부 탐침부 사이에 배치된 옆으로 누운 V자 형상부, V자 형상부의 상단부와 상부 탐침부의 하단부를 연결하는 상측 절곡부, 및 V자 형상부의 하단부와 하부 탐침부의 상단부를 연결하는 하측 절곡부를 구비하고, 지지 핀과 소정의 간격으로 이격배치되어 있는 판 스프링; 및 지지 핀의 기저부와 판 스프링의 하부 탐침부 사이에 개재된 브릿지;로 이루어질 수 있다. 여기서, 판 스프링은 V자 형상부의 탄성력으로 상부 탐침부를 상하로 왕복이동가능하게 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 상부에 절곡 상태의 립부와 하부에 제1 기저부를 갖추고, 수직방향으로 길이연장된 지지 핀과; 상기 립부와 인접하게 수직방향으로 뻗어 있는 상부 탐침부와, 상기 제1 기저부와 동일 높이에 배치된 제2 기저부, 상기 상부 탐침부와 상기 제2 기저부 사이에 배치되어 옆으로 누운 V자 형상부, 상기 V자 형상부의 상단부와 상기 상부 탐침부의 하단부를 연결하는 상측 절곡부, 및 상기 V자 형상부의 하단부와 상기 제2 기저부의 상단부를 연결하는 하측 절곡부를 구비하고, 상기 지지 핀과 소정의 간격으로 이격배치되어 있는 판 스프링; 및 상기 지지 핀의 상기 제1 기저부와 상기 판 스프링의 상기 제2 기저부 사이에 개재된 브릿지를 포함하여 구성되며, 상기 브릿지는 상기 제1 기저부의 하단과 상기 제2 기저부의 하단에서 절곡되어 양자를 연결하고, 하부 탐침으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 본 발명에 따른 연결핀을 하우징의 핀 홀 내부에 장착하고서 상부 탐침부를 수직 하방으로 이동할 때, 상부 탐침부의 내부면이 립부이 내부면과 접촉가능하도록 배치될 수 있다.

선택가능하기로, V자 형상부는 상협하광 형태의 제1 상향경사부와, 상광하협 형태의 제2 상향경사부, 및 제1 상향경사부와 제2 상향경사부를 탄성 지지되도록 상호 연결하는 절곡부를 구비할 수 있다.

본 발명은 앞서 기술된 바와 같이 상부 탐침부와 립부 간의 접촉 보장 그리고 기저부와 하부 탐침부 사이에 이격 간격을 제공하기 위해서 제1 상향경사부의 길이를 제2 상향경사부의 길이보다 길게 연장할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 절곡부의 폭은 상측 절곡부의 폭과 하측 절곡부의 폭 보다 넓은 크기로 형성될 수 있다.

본 발명은 외팔보의 변형률을 기초로 하여 판 스프링을 직사각형의 단면형상을 갖는 금속 판재로 형성할 수 있다.

추가로, 본 발명은 하부 탐침부를 수직방향으로 뻗어 있는 지지 핀의 배열 상태에서 경사각을 갖도록 방향설정하여, 하우징의 핀 홀 내에서 하부 탐침부의 탄성력을 통해 본 발명에 따른 연결핀을 확실하게 위치고정시킬 수 있다.

본 발명에서, 판 스프링은 하부 탐침부의 하단부에서 기저부로 절곡된 확장부를 추가로 구비할 수 있는데, 확장부의 길이는 브릿지의 길이 보다 짧은 크기를 갖도록 한다.

또한, 지지 핀은 양측 가장자리에서 폭 방향으로 돌출된 한쌍의 걸림턱을 추가로 구비할 수 있다.

특별하기로, 본 발명은 지지 핀과 판 스프링 및 브릿지를 일체로 연결된 단일 부품일 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 신호 경로의 단축과 신호 품질을 향상시킬 수 있는 판 스프링 타입의 일체형 연결핀을 제공할 수 있다.

본 발명은 전기 경로의 전기 저항을 최소화하기 위해 연결핀의 길이를 최소화하는 구조로 설계되어 있다.

특히, 본 발명은 V자 형상부를 통해 소형의 크기를 갖추면서 충분한 탄성복원력을 제공하여 연결핀에 상부 탐침부의 상하 이동 높이를 충분히 확보할 수 있다.

본 발명은 지지 핀과 판 스프링 및 브릿지를 단일 부품으로 형성하여, 제조공정의 단순화와 일원화를 통해 대량 생산이 가능하고 제조 단가의 절감 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 하부 트임이 없어서 연결핀 하단부에 솔더볼을 붙이는 솔더링 작업이 보다 용이한 장점이 있다.

본 발명의 일 양상에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 제조 공정중 작은 공간을 따내는 작업이 필요없어서 펀치 및 다이 파손가능성이 작아지고 양산에 용이한 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 연결핀을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연결핀을 배열한 반도체 패키지 검사용 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선으로 절취한 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 전개도이다.
도 6(a)는 본 발명의 제1 실시예 따른 연결핀의 압축 전 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 6(b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연결핀의 압축 후 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 전개도이다.
도 9(a)는 본 발명의 제2 실시예 따른 연결핀의 압축 전 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 9(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연결핀의 압축 후 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 전개도이다.
도 12(a)는 본 발명의 제3 실시예 따른 연결핀의 압축 전 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 12(b)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 연결핀의 압축 후 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 하우징의 핀 홀에 수직방향으로 삽입되어 예컨대 반도체 패키지의 외부단자(혹은 리드)와 인쇄회로기판(이하 PCB)의 패턴 사이를 1 대 1로 전기적으로 연결시켜 주는 전기장치용 콘택트로서, 반도체 패키지와 PCB 사이에 배치된 하우징의 상부면과 하부면에서 상부 탐침부(121)와 하부 탐침부(125)를 외부로 돌출시켜 반도체 패키지의 외부단자와 PCB의 패턴에 접촉될 때 이의 접촉력으로 인해 판 스프링(120)의 탄성변형으로 신뢰할 수 있는 전기연통을 보장하여 전기신호를 왜곡없이 안정적으로 전달할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 핀 홀의 내부면에서 핀 홀의 형성(축선)방향을 따라 수직되게 길이연장된 지지 핀(110)과, 지지 핀(110)과 소정의 간격을 두고 이격배치되어 핀 홀의 내부에 절곡상태로 배치된 판 스프링(120), 및 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 개재된 브릿지(130;bridge)로 이루어져 있다.

바람직하기로, 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 및 브릿지(130)를 단일의 금속 판재로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 연결핀(1)은 예컨대 전기 전도성이 좋은 금속 판재에 펀칭(punching) 공정으로 도 5에 도시된 바와 같이 재단하고, 절취된 일체형 연결핀을 절곡시켜 도 3에 도시된 형상으로 성형할 수 있다.

지지 핀(110)은 전술된 바와 같이 핀 홀 내에 지지될 수 있도록 수직방향으로 길이연장되되, 지지 핀(110)은 이의 상부에 협폭(挾幅)의 립부(111;lip)와, 립부의 하부에서 수직방향으로 일렬로 길이연장된 광폭(廣幅)의 기저부(115), 및 립부(111)와 기저부(115) 사이의 양측 가장자리에서 폭 방향으로 돌출된 한쌍의 걸림턱(116)을 구비한다.

구체적으로, 립부(111)는 지지 핀(110)의 길이방향에서 소정의 각도로 경사지게 배치되는데, 다시 말하자면 판 스프링(120)의 상부 탐침부(121)와 배향(背向)되는 방향으로 절곡된다. 선택가능하기로, 립부(111)는 이의 상단측 일부만을 전술된 바와 같이 소정의 각도로 절곡될 수 있다. 립부(111)의 일부가 앞서 기술된 바와 같이 절곡 상태를 유지하고 뒤로 휘어지며 탄성력을 가지므로 수축 하방이동하는 판 스프링(120)의 상부 탐침부(121)와 양호한 전기적 접촉을 가능하게 한다.

기저부(115)는 핀 홀(31)에서 수직방향으로 삽입되어 핀 홀(31)의 하단 개구부 내에서 지지되는 한편 기저부의 하단부는 하우징(30)에서 하방으로 돌출되어 하부에 구성되는 예컨대 PCB와 전기적으로 접촉될 수도 있다.

여기서, 걸림턱(116)은 하우징(30) 내부와 맞물려져 지지 핀(110)의 위치고정을 돕는다. 하우징(30)의 핀홀(31)은 걸림턱(116)의 하단이 걸릴 수 있도록 걸림턱(116)의 하단 아래에 대응하는 부분에서 단차를 가지고서 좁아진다.

도시된 바와 같이, 판 스프링(120)은 가늘고 긴 밴드형상으로 형성되는데, 지지 핀(110)과 소정의 간격을 두고 나란하게 배열될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절곡 성형 후에도, 지지 핀(110)과 판 스프링(120)은 브릿지(130)를 매개로 하여 소정의 간격으로 이격배치될 수 있다. 판 스프링(120)은 가늘고 긴 밴드를 다수의 지점에서 절곡시켜 판 스프링과 같은 기능을 수행하여 외부 구성요소, 예컨대 반도체 패키지의 외부단자에 눌려 수축 운동가능하게 구성된다. 판 스프링(120)의 폭(W)은 두께(T) 보다 크며 판 스프링(120)의 폭방향으로 절곡선이 있도록 절곡된다.

밴드형상의 판 스프링(120)은 상부 탐침부(121)와, 상측 절곡부(122), V자 형상부(123), 하측 절곡부(124), 및 하부 탐침부(125)의 순서로 배열될 수 있다. 판 스프링(120)은 상측 절곡부(122)와 하측 절곡부(124) 사이에 옆으로 누운 V자 형상부(123)를 배치하여 각 탐침부에 탄력적으로 접촉될 수 있도록 V자 형상부의 탄성력을 수단으로 하여 상부 탐침부(121)를 상하로 왕복이동가능한 구조를 갖추고 있다.

상부 탐침부(121)는 하우징(30)에서 수직상방으로 돌출되어 상부에 구성되는 예컨대 반도체 패키지의 외부단자와 원활한 전기적 접촉을 보장할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상부 탐침부(300)는 산(山) 형상, 크라운(crown) 형상, 원뿔(cone) 형상, 편평한 형상의 팁(tip) 등과 같이 다양한 형상을 제공할 수 있다. 상부 탐침부(121)는 앞서 기술된 바와 같이 V자 형상부(123)를 통해 하우징의 핀 홀의 상단 개구부 내부에서 상하로 왕복이동될 수 있다.

이와 대응되게, 하부 탐침부(125)는 지지 핀(110)의 기저부(115)와 유사하게 하우징(30)에서 수직하방으로 돌출되어 하부에 구성되는 예컨대 PCB와 전기적으로 접촉될 수 있다.

판 스프링(120)은 전술되었듯이 상부 탐침부(121)와 하부 탐침부(125) 사이에 V자 형상부(123)를 개재하는데, 옆으로 누운 V자 형상부(123)의 상단부와 상부 탐침부(121)의 하단부를 상측 절곡부(122)로 연결하는 한편 옆으로 누운 V자 형상부(123)의 하단부와 하부 탐침부(125)의 상단부를 하측 절곡부(124)로 연결한다.

바람직하기로, V자 형상부(123)는 상협하광(上狹下廣) 형태의 제1 상향경사부(123a)와, 상광하협(上廣下狹) 형태의 제2 상향경사부(123b), 및 제1 상향경사부(123a)와 제2 상향경사부(123b)에 탄성을 갖도록 연결하는 절곡부(123c)를 구비한다. 절곡부(123c)는 제1 상향경사부(123a)의 하단부와 제2 상향경사부(123b)의 상단부를 일체로 연결하여 제1 상향경사부(123a)의 상단부와 제2 상향경사부(123b)의 하단부 간의 이격 간격을 가변시킬 수 있도록 탄성력을 제공할 수 있다. 이러한 V자 형상부의 탄성력은 상부 탐침부와 하부 탐침부를 탄성 지지하여 외부 구성요소와의 신뢰할 수 있는 전기적 접촉을 보장한다. 참고로, 절곡부(1233c)의 내각은 예각으로 이루어진다.

이외에도, V자 형상부(123)는 제1 상향경사부(123a)의 길이(L123a)를 제2 상향경사부(123b)의 길이(L123b)보다 길게 연장시켜 V자 형상부(123)의 상단부, 즉 상부 탐침부(121)의 내부면을 립부(111)의 내부면에 인접되도록 수직한 동일 선상에 배치할 수 있는바, 이는 상부 탐침부(121)가 외력에 의해 하방이동시 립부(111)의 내부면과 접촉될 수 있는 구조를 갖춘다.

또한, 판 스프링(120)은 제1 및 제2 상향경사부(123a,123b)의 구조 형상에 기인하여 상측 절곡부(122)의 폭(W122)과 하측 절곡부(124)의 폭(W124) 보다 절곡부(123c)의 폭(W123)을 넓게 형성한다. 판 스프링(120)은 상부 탐침부(121)에서 외력이 가해지는 경우에 수축 변위시 통상적으로 절곡부(123c)에서 최대 응력이 발생되기 때문에 절곡부(123c)를 다른 구성부재의 폭 길이 보다 광폭으로 형성하여 효과적으로 응력을 분산시킬 수 있고 V자 형상부의 원활한 휨 변형을 지속적으로 유지할 수 있도록 내구성을 향상시킬 수 있다. 물론, 상측 절곡부(122)의 폭(W122)과 하측 절곡부(124)의 폭(W124)이 상대적으로 협소하기 때문에 판상 부재의 일부를 수직방향으로 배열될 수 있도록 용이하게 절곡시킬 수 있다.

덧붙여서, 판 스프링(120)은 임의의 지점에서 단면 폭(W)과 두께(T)를 갖는 직사각형 단면형상의 금속 판재로 이루어지는 것이 바람직하다. 직사각형 단면형상의 외팔보에서 탄성변형 가능한 최대 변위량은 단면 폭에 비례하고 두께의 세제곱에 반비례한다. 다시 말하자면, 직사각형 단면형상을 갖는 판 스프링은 두께를 1/2배로 줄이면 동일한 외력 하에서 변위량은 8배가 된다. 본 발명은 두께(T) 보다 폭(W)을 크게 할 수 있는 구조로 하여, V자 형상부에 탄성변형 가능한 최대 변위량을 극대화시키는 동시에 탄성력을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 브릿지(130)를 개재하여 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 소정의 간격으로 이격배치시킬 뿐만 아니라 지지 핀(110)과 판 스프링(120)을 전기연통가능하게 연결시킬 수 있다. 구체적으로, 브릿지(130)는 지지 핀(110)의 기저부(115)의 일 측면과 판 스프링(120)의 하부 탐침부(125)의 타 측면 사이에 배치되되, 하측 절곡부(124) 보다 아래에 배치될 수 있도록 한다. 이는 하측 절곡부(124) 아래에 일렬로 배치된 하부 탐침부(125)를 기저부(115)와 동일한 수직방향으로 쉽게 절곡시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 기저부(115)와 하부 탐침부(125)를 동일 높이에서 배치하는데, 하우징 장착 전에는 기저부와 하부 탐침부를 서로 평행하게 마주보지 않고 지지 핀(110)에 대해서 판 스프링(120), 특히 하부 탐침부(125)를 경사각(θ)으로 경사지게 배치된다. 즉, 하부 탐침부(125)가 전반적으로 브릿지(130)에서 수평방향으로 멀어질수록 기저부(115)와의 간격을 벌어지도록 절곡되어 있다.

덧붙여서, 본 발명의 일 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 지지 핀(1)의 립부(111) 상에 수직상방으로 길이연장된 상부 탐침부(121)를 배치하는데, 외력이 가해지기 전에 상부 탐침부(121)와 립부(111) 사이에는 이격거리를 갖도록 한다. 또한, 연결핀(1)은 전기 저항을 낮추고 내식성을 향상시킬 수 있도록 이의 외부면 둘레에 도금 공정을 실시하게 되는데, 자유상태에서 립부(111)과 상부 탐침부(121) 사이에는 일정한 유격이 유지되어 도금이 가능하도록 한다.

전술된 바와 같이 상부 탐침부와 립부 사이에 이격거리를 제공하여 도금 공정을 효과적으로 진행할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)과 하우징(30)의 체결 상태를 확인할 수 있는 도면들이다. 하우징(30)은 연결핀들의 변형이나 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하기 위해 절연성 본체에 두께방향으로 천공된 다수의 핀 홀(31)에 개별적으로 연결핀을 소정의 간격으로 배열시킬 수 있게 한다.

도 6(a)는 절연성 재질로 제작된 하우징(30)의 핀 홀(31) 내부에 연결핀(1)을 삽통한 상태를 도해한 것으로, 판 스프링의 상부 탐침부(121)가 상부에서 외력이 가해지기 전을 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 연결핀(1)이 핀 홀(31)의 하단 개구부에 배치되면서 경사각(θ)으로 벌어져 있던 판 스프링의 하부 탐침부(125)를 기저부(115)와 평행하게 압축시켜 연결핀(1)이 핀 홀(31)의 하단 개구부에 확실하게 위치고정될 수 있게 된다. 본 발명에 따른 연결핀(1)의 기저부(115)의 하단측 및/또는 하부 탐침부(125)의 하단측을 외부로 돌출시켜 하부에 구성되는 예컨대 PCB와 전기적 접촉을 수행할 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연결핀(1)은 기저부(115)의 하단부와 하부 탐침부(125)의 하단부를 동일 수준(level)으로 배열시켜 PCB와 신뢰할 수 있는 접촉상태를 유지할 수 있다. 이때, 하부 탐침부(125)는 탄성복원력으로 핀 홀의 내부면을 가압하여 핀 홀의 하단 개구부 내부면에서 지지될 수 있다.

이러한 구조는 하우징(30)에서 핀홀(31)의 하단부 단면을 비교적 크게, 예를 들면 0.2mm X 0.2mm 정도로 크게 사출로써 형성하는 것을 가능하게 한다. 기저부(115), 브릿지(13) 및 하부 탐침부(125)가 이루는 단면은 정사각형 또는 이에 근접하는 사각형이며 이러한 구조물을 수용할 수 있는 구멍을 사출물에 형성하는 것은 비교적 용이하다.

예를 들어 하우징(30)에 0.2mm X 0.04mm 와 같이 슬릿형 관통홀을 사출로써 형성하는 것은 매우 어려운 일이다.

본 발명에 따르면 기저부(115), 브릿지(13) 및 하부 탐침부(125)가 'ㄷ'자 단면을 이루게 하여 하우징(30)에서 핀홀(31)의 형성을 보다 용이하게 한다.

그리고 하우징(30)과 연결핀(1)의 신뢰할 수 있는 결합 상태를 유지할 수 있는 장점을 제공하는 바, 기저부(115), 브릿지(13) 및 하부 탐침부(125)가 'ㄷ'자 단면을 이루면서 기저부(115) 및 하부 탐침부(125)가 벌어지려는 힘에 의해 핀홀의 내부를 가압함으로써, 제조 공정중, 또는 제조후 연결핀(1)이 하우징(30)에 결합된 상태에서 유동이 있거나 뒤집어도 연결핀(1)이 하우징(30)으로부터 이탈되지 않도록 한다.

하우징(30)에서는 상부 탐침부(121)가 립부(111)와 접촉하면서 하강할 때 립부(111)가 뒤로 휘어질 수 있는 공간을 제공하는 공간부(32)를 구비한다.

도 6(b)는 하우징(30)의 핀 홀(31) 내부에 삽통된 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 일체형 연결핀(1)의 상부 탐침부(121)를 상부에 구성되는 예컨대 반도체 패키지를 통해 상부에서 외력을 가하여 V자 형상부(123)를 압축 수축시켜 상부 탐침부(121)의 하강 상태를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 연결핀(1)은 압력을 받아 V자 형상부(123)를 수축시키는 과정에서 V자 형상부의 절곡부(123c;도 3 참조)의 휨 변형을 통해 V자 형상부의 탄성변형을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 전술된 바와 같이 상부 탐침부(121)를 예컨대 반도체 패키지의 외부단자에 의해 강하게 접촉될 때 탄성복원력을 제공할 수 있게 된다. 상부 탐침부(121)에 외력이 가해지는 경우에 V자 형상부(123)가 압축되면서 상부 탐침부(121)가 하우징(30)의 핀 홀(31) 내부로 하방이동하면서 립부(111)와 접촉될 수 있다. 외력이 해제되면, V자 형상부(123)의 탄성복원력에 의해 상부 탐침부(30)를 원위치로 복귀시킨다.

상부 탐침부(121)가 하강 이동으로 립부(111)에 접촉되면서, 본 발명의 연결핀(1) 내에서 전기 신호의 최단화된 이동 경로를 제공할 수 있으며 전기적 경로의 단면적을 증가시켜 전기 신호의 손실을 줄일 수 있게 된다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 7 내지 도 9에 도해된 판 스프링 타입의 연결핀은 도 3 내지 도 6에 도해된 판 스프링 타입의 연결핀의 다른 변형예로서, 판 스프링의 하단측 구성을 제외하고는 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀(1)은 하우징의 핀 홀 내부에서 수직방향으로 삽입 배치되어, 외부 구성요소와 접촉가능하도록 탄성력을 갖도록 핀 홀의 관통방향을 따라 길이연장된 지지 핀(110)과, 지지 핀(110)과 소정의 간격을 두고 이격배치되어 핀 홀의 내부에 절곡 상태로 배치된 판 스프링(120), 및 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 개재된 브릿지(130)로 이루어져 있다.

도시된 바와 같이, 판 스프링(120)은 상부 탐침부(121)와, 상측 절곡부(122), V자 형상부(123), 하측 절곡부(124), 하부 탐침부(125), 및 하부 탐침부에서 하방으로 길이연장된 확장부(126)로 이루어진 가늘고 긴 밴드형상을 갖는다.

특별하기로, 확장부(126)는 기저부(115)를 향해 수평방향으로 절곡되어 하부에 구성된 예컨대 PCB의 배선과의 접촉면적을 증대시키고, 예컨대 솔더가 지지부(115)와 하부 탐침부(125) 사이의 틈새를 따라 유입되는 현상을 저감할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 연결핀(1)은 기저부(115)의 하단부와 확장부(126)를 동일 수준으로 배열한다.

본 발명은 확장부(126)의 길이(L126)를 브릿지(130)의 길이(L130) 보다 짧거나 이와 동일한 크기를 갖도록 한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀을 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 10 내지 도 12에 도해된 판 스프링 타입의 연결핀은 도 3 내지 도 6에 도해된 판 스프링 타입의 연결핀의 다른 변형예로서, 판 스프링의 하단측 구성을 제외하고는 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.

도 10 내지 도 12를 참조로 하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 하우징의 핀 홀(32)에 수직방향으로 삽입되어 예컨대 반도체 패키지의 외부단자(혹은 리드)와 인쇄회로기판(이하 PCB)의 패턴 사이를 1 대 1로 전기적으로 연결시켜 주는 전기장치용 콘택트로서, 반도체 패키지와 PCB 사이에 배치된 하우징의 상부면과 하부면에서 상부 탐침부(221)와 브릿지(230)를 외부로 돌출시켜 반도체 패키지의 외부단자와 PCB의 패턴에 접촉될 때 이의 접촉력으로 인해 판 스프링(120)의 탄성변형으로 신뢰할 수 있는 전기연통을 보장하여 전기신호를 왜곡없이 안정적으로 전달할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 핀 홀의 내부면에서 핀 홀의 형성(축선)방향을 따라 수직되게 길이연장된 지지 핀(110)과, 지지 핀(110)과 소정의 간격을 두고 이격배치되어 핀 홀의 내부에 절곡상태로 배치된 판 스프링(120), 및 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 개재된 브릿지(130;bridge)로 이루어져 있다.

바람직하기로, 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 및 브릿지(130)를 단일의 금속 판재로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 연결핀은 예컨대 전기 전도성이 좋은 금속 판재에 펀칭(punching) 공정으로 도 11에 도시된 바와 같이 재단하고, 절취된 일체형 연결핀을 절곡시켜 도 10에 도시된 형상으로 성형할 수 있다.

제1 기저부(115)와 제2 기저부(126)는 핀 홀(32)에서 수직방향으로 삽입되어 핀 홀(32)의 하단 개구부 내에서 지지되는 한편, 브릿지(130)는 하우징(30)에서 하방으로 돌출되어 하부에 구성되는 예컨대 PCB와 전기적으로 접촉될 수도 있다.

여기서, 걸림턱(116)은 하우징(30) 내부와 맞물려져 지지 핀(110)의 위치고정을 돕는다. 하우징(30)의 핀홀(32)은 걸림턱(116)의 하단이 걸릴 수 있도록 걸림턱(116)의 하단 아래에 대응하는 부분에서 단차를 가지고서 좁아진다.

도시된 바와 같이, 판 스프링(120)은 가늘고 긴 밴드형상으로 형성되는데, 지지 핀(110)과 소정의 간격을 두고 나란하게 배열될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 절곡 성형 후에도, 지지 핀(110)과 판 스프링(120)은 브릿지(130)를 매개로 하여 소정의 간격으로 이격배치될 수 있다. 판 스프링(120)은 가늘고 긴 밴드를 다수의 지점에서 절곡시켜 판 스프링과 같은 기능을 수행하여 외부 구성요소, 예컨대 반도체 패키지의 외부단자에 눌려 수축 운동가능하게 구성된다.

밴드형상의 판 스프링(120)은 상부 탐침부(121)와, 상측 절곡부(122), V자 형상부(123), 하측 절곡부(124), 및 제2 기저부(126)의 순서로 배열될 수 있다. 판 스프링(120)은 상측 절곡부(122)와 하측 절곡부(124) 사이에 옆으로 누운 V자 형상부(123)를 배치하여 각 탐침부에 탄력적으로 접촉될 수 있도록 V자 형상부의 탄성력을 수단으로 하여 상부 탐침부(121)를 상하로 왕복이동가능한 구조를 갖추고 있다.

제2 기저부(126)는 지지 핀(110)의 제1 기저부(115)와 대응되는 위치에 있으며, 브릿지(130)는 제1 기저부(115)의 하단과 제2 기저부(126)의 하단에서 절곡되고 연장되어 양자를 연결하고 연결핀의 하부 탐침으로 기능한다. 브릿지(130)는 하우징(30)에서 수직하방으로 돌출되어 하부에 구성되는 예컨대 PCB와 전기적으로 접촉될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 브릿지(130)를 개재하여 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이에 소정의 간격으로 이격배치시킬 뿐만 아니라 지지 핀(110)과 판 스프링(120)을 전기연통가능하게 연결시킬 수 있다.

제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 하부 트임이 있어서 솔더링(Soldering)할때 틈새로 솔더(solder) 액이 타고 올라와 연결핀 하단부에 솔더볼(Solder Ball)을 붙이는 작업이 용이하지 않는 측면이 있으나, 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 하부 트임이 없어서 연결핀 하단부에 솔더볼을 붙이는 솔더링 작업이 보다 용이한 장점이 있다.

또한, 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 그 전개도상 지지 핀(110)과 판 스프링(120) 사이의 작은 공간을 따내는 작업이 필요하나(도 5 참조), 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 작은 공간을 따내는 작업이 필요 없어서(도 11 참조) 펀치 및 다이 파손가능성이 작아지고 양산에 용이한 장점이 있다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 판 스프링 타입의 연결핀과 하우징(30)의 체결 상태를 확인할 수 있는 도면들이다. 하우징(30)은 연결핀들의 변형이나 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하기 위해 절연성 본체에 두께방향으로 천공된 다수의 핀 홀(32)에 개별적으로 연결핀을 소정의 간격으로 배열시킬 수 있게 한다.

도 12(a)는 절연성 재질로 제작된 하우징(30)의 핀 홀(32) 내부에 연결핀을 삽통한 상태를 도해한 것으로, 판 스프링의 상부 탐침부(121)가 상부에서 외력이 가해지기 전을 도시한 측면도이다.

연결핀은 하우징(30)의 핀 홀에 수직방향으로 삽입되되 하우징(30)의 상부면과 하부면에서 상부 탐침부(121)와 상기 브릿지(130)를 외부로 돌출시키며, 지지핀(110), 구체적으로 지지핀(110)의 제1 기저부(115)에는 핀홀(32)의 측벽과 접촉하는 돌기부(117)를 구비한다. 또한, 제2 기저부(126)에 핀홀(32)의 측벽과 접촉하는 다른 돌기부(미도시)를 구비토록 할 수도 있다. 돌기부는 하우징(30)의 핀홀(32)에 연결핀을 쉽게 삽입할 수 있도록 하는 동시에 제조 공정중, 또는 제조후 연결핀이 하우징(30)에 결합된 상태에서 유동이 있거나 뒤집어도 하우징(30)으로부터 연결핀이 쉽게 이탈되지 않도록 한다.

도 12(b)는 하우징(30)의 핀 홀(32) 내부에 삽통된 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 일체형 연결핀의 상부 탐침부(121)를 상부에 구성되는 예컨대 반도체 패키지를 통해 상부에서 외력을 가하여 V자 형상부(123)를 압축 수축시켜 상부 탐침부(121)의 하강 상태를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 연결핀은 압력을 받아 V자 형상부(123)를 수축시키는 과정에서 V자 형상부의 절곡부(123c)의 휨 변형을 통해 V자 형상부의 탄성변형을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

상부 탐침부(121)의 하강 이동으로 립부(111)에 접촉되면서, 본 발명의 연결핀 내에서 지지핀(110)을 통한 경로와 판 스프링(120)을 통한 경로의 2개 경로를 제공하며, 전기 신호의 최단화된 이동 경로를 제공할 수 있으며 전기적 경로의 단면적을 증가시켜 전기 신호의 손실을 줄일 수 있게 된다.

당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판 스트링 타입의 연결핀은 반도체 소자와 PCB를 전기적으로 연결하는 소켓 등에 적용할 수 있다. 또한 반도체 소자를 검사할 수 있도록 피검사 소자와 테스트 보드 사이를 상호 전기연통하는 반도체 패키지 검사용 소켓 등에 사용할 수도 있다.

이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 판 스프링 타입의 연결핀은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1 ----- 연결핀,
30 ----- 하우징,
110 ----- 지지 핀,
120 ----- 판 스프링,
130 ----- 브릿지.

Claims

상부에 절곡 상태의 립부(111)와 하부에 제1 기저부(115)를 갖추고, 수직방향으로 길이연장된 지지 핀(110)과;
상기 립부(111)와 인접하게 수직방향으로 뻗어 있는 상부 탐침부(121)와, 상기 제1 기저부(115)와 동일 높이에 배치된 제2 기저부(126), 상기 상부 탐침부(121)와 상기 제2 기저부(126) 사이에 배치되어 옆으로 누운 V자 형상부(123), 상기 V자 형상부(123)의 상단부와 상기 상부 탐침부(121)의 하단부를 연결하는 상측 절곡부(122), 및 상기 V자 형상부(123)의 하단부와 상기 제2 기저부(126)의 상단부를 연결하는 하측 절곡부(124)를 구비하고, 상기 지지 핀(110)과 소정의 간격으로 이격배치되어 있는 판 스프링(120); 및
상기 지지 핀(110)의 상기 제1 기저부(115)와 상기 판 스프링(120)의 상기 제2 기저부(126) 사이에 개재된 브릿지(130);를 포함하여 구성되며,
상기 브릿지(130)는 상기 제1 기저부(115)의 하단과 상기 제2 기저부(126)의 하단에서 절곡되어 양자를 연결하고, 하부 탐침으로 기능하는 것을 특징으로 하는, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 탐침부(121)의 내부면이 상기 립부(111)의 내부면과 접촉가능하도록 배치되는, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
상기 V자 형상부(123)는,
제1 상향경사부(123a)와; 제2 상향경사부(123b); 및 상기 제1 상향경사부(123a)와 상기 제2 상향경사부(123b)에 탄성을 갖도록 연결하는 절곡부(123c);를 구비하는, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 핀(110)은 양측 가장자리에서 폭 방향으로 돌출된 한쌍의 걸림턱(116)을 추가로 구비하는, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 핀(110)과 상기 판 스프링(120) 및 상기 브릿지(130)는 단일 부품으로 이루어져 있는, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
자유상태에서 상기 립부(111)과 상기 상부 탐침부(121) 사이에는 유격이 유지되어 도금이 가능한, 판 스프링 타입의 연결핀.
청구항 1에 있어서,
상기 연결핀은, 하우징(30)의 핀 홀에 수직방향으로 삽입되되 상기 하우징(30)의 상부면과 하부면에서 상기 상부 탐침부(121)와 상기 브릿지(130)를 외부로 돌출시키며,
상기 지지핀(110)에는 상기 핀홀의 측벽과 접촉하는 돌기부(117)를 구비하는, 판 스프링 타입의 연결핀.