KR102127425B1 - 마이크로 콘택트 핀 조립체 - Google Patents

Abstract

마이크로 콘택트 핀 조립체가 개시되어 있다. 본 발명은, 보드; 상기 보드의 상부면에 형성되어 외곽 테두리를 구성하는 하드실리콘부; 상기 하드실리콘부의 내부에 형성되는 소프트실리콘부; 및 상기 소프트실리콘부의 내부에 구비되면서 외부로 돌출되도록 삽입되는 다수의 핀;을 포함하며,
상기 하드실리콘부의 경도가 상기 소프트실리콘부의 경도보다 높은 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 콘택트 핀 조립체{MICRO CONTACT FIN ASSEMBLY}

본 발명은 마이크로 콘택트 핀 조립체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 소자의 결함 검사 등에 사용되는 마이크로 콘택트 핀 조립체의 구조를 개선함으로써 피검사체와의 직접 접촉시에 반도체 소자들과 보다 정확한 전기적 연결을 할 수 있도록 하는 마이크로 콘택트 핀 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자 등의 제조 공정이 완료되면 테스트 소켓 등과 같은 결함 검사 장비에 의하여 상기 반도체 소자의 전기적 성능을 시험한다.

반도체 소자의 전기적 성능 시험은 결함 검사 장비, 예컨대 테스트 소켓의 콘택부에 반도체 소자의 리드 단자가 접촉되도록 삽입하고, 각 콘택부에 입출력되는 신호를 시험용 회로로써 분석하는 방식으로 이루어지고 있다.

상기 테스트 소켓의 콘택부와 반도체 소자의 리드 단자는 접촉에 의하여 연결이 되므로, 접촉 저항이 작아야 하고, 빈번한 시험에 의하여 접촉 횟수가 많아지므로 이에 대한 내구성을 가져야 한다.

최근 전자제품 등이 초소형화됨에 따라 이에 내장되는 반도체 소자의 리드 단자 또한 초소형화되고, 그 피치가 작아지고 있는데, 종래 일반적으로 사용되던 테스트 소켓은 그 콘택부의 크기가 크고 상기 콘택부에 사용되는 포고 핀 등의 피치가 커 상기와 같이 초소형화되는 반도체 소자의 검사에 사용되기 어려운 문제점이 있다.

특히, 고주파 시험의 경우에는 신호의 전달 경로가 길어짐에 따라, 즉 콘택부의 두께 등이 큰 경우 신호 손실이 많아지게 되어 적정한 검사를 수행할 수 없게 되는 문제점이 있다.

도 1은 종래기술에 의해 제조된 마이크로 콘택트 핀 조립체와 피검사체의 검사방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 마이크로 콘택트 핀 조립체와 피검사체가 결합된 상태를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로 콘택트 핀 조립체(1)는 제조된 반도체 디바이스 등의 전기적인 성능 시험 등을 테스트 하기 위한 것으로서, 테스트보드(8)에 다수의 핀(7)을 배열하고 실리콘 절연부(9)에 의해 지지되어 구성된다. 그리고, 반도체 디바이스 등과 같은 피검사체(3)는 상기 다수의 핀(7)에 접촉하는 복수의 단자(5)들을 구비하고 있다.

따라서, 상기 피검사체(3)가 상기 마이크로 콘택트 핀 조립체(1)에 일정 압력을 가지고 접촉하면서 피검사체(3)의 전기적인 성능 시험을 수행할 수 있는 것이다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 콘택트 핀 조립체(1)의 실리콘 절연부(9)는 유연한 재질로 구성되어 있기 때문에, 상기 피검사체(3)으로부터 압력을 받게 되면, 상기 실리콘 절연부(9)의 외주연부가 외부로 벌어지는 힘을 받으면서 상기 핀(7)이 상기 피검사체(3)의 외곽 밖으로 이탈하는 문제점이 발생하게 된다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1800952호(2017.11.30)

본 발명의 목적은 내측부분보다 최외각 부분을 경도가 높은 재질로 제조함으로써, 초소형화되어 가는 반도체 소자 등의 피검사체 검사를 최적으로 수행할 수 있도록 한 마이크로 콘택트 핀 조립체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 콘택트 핀 조립체는, 보드; 상기 보드의 상부면에 형성되어 외곽 테두리를 구성하는 하드실리콘부; 상기 하드실리콘부의 내부에 형성되는 소프트실리콘부; 및 상기 소프트실리콘부의 내부에 구비되면서 외부로 돌출되도록 삽입되는 다수의 핀;을 포함하며,

상기 하드실리콘부의 경도가 상기 소프트실리콘부의 경도보다 높은 것을 특징으로 한다.

상기 하드실리콘부의 경도 또는 상기 소프트실리콘부의 경도는 실리콘고무에 첨가하는 유연제 또는 희석제의 양을 조절하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 콘택트 핀 조립체의 제조방법은, 금형의 하부에 보드를 위치하는 단계; 상기 보드의 상부면 외곽에 경도가 큰 실리콘을 투입하여 외곽테두리 부분인 하드실리콘부를 제조하는 단계; 다수의 홀이 형성된 필름을 상기 하드실리콘부 내부에 설치하는 단계; 상기 다수의 홀에 핀을 삽입하는 단계; 및 핀의 삽입이 완료된 후에 상기 하드실리콘부의 내부에 상기 하드실리콘부를 형성한 실리콘보다 경도가 낮은 연질의 실리콘을 투입하여 소프트실리콘부를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소프트실리콘부는 전체 중량대비 유연제 10중량% 내지 20중량%가 함유된 실리콘고무 또는 희석제 20중량%가 함유된 실리콘고무이고,

상기 하드실리콘부는 전체 중량대비 유연제 중량10%가 함유된 실리콘고무 또는 희석제 10중량%가 함유된 실리콘고무인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 마이크로 콘택트 핀 조립체의 내측부분보다 최외각 부분을 경도가 더 높은 재질로 제조함으로써, 초소형화되어 가는 반도체 소자 등의 피검사체 검사를 최적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의해 제조된 마이크로 콘택트 핀 조립체와 피검사체의 검사방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 마이크로 콘택트 핀 조립체와 피검사체가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 마이크로 콘택트 핀 조립체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 콘택트 핀 조립체에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 마이크로 콘택트 핀 조립체의 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 콘택트 핀 조립체(10)는 보드(17)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 보드(17)의 외곽 테두리에 하드실리콘부(13)을 구비하고, 상기 하드실리콘부(13)의 내부에는 소프트실리콘부(11)를 구비한다. 상기 소프트실리콘부(11)의 내부에는 다수의 핀(15)이 외부로 돌출되도록 삽입되어 구성된다.

이와 같은 구성을 통해서, 상기 피검사체(3)가 마이크로 콘택트 핀 조립체(10)에 접촉할 때에, 하방으로 힘이 가해지면 상기와 같은 이종 재질의 실리콘부에 의해서(즉, 하드실리콘부(13)가 내측의 소프트실리콘부(11)로 인입하려는 작용에 의해서), 상기 다수의 핀(15)들이 부드러운 내측으로 쏠리는 현상이 발생한다. 이와 같이 다수의 핀이 쏠리는 방향을 일정하게 하여 핀에 가해지는 힘을 약하게 하고 이로 인해 핀의 수명을 크게 증가시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 마이크로 콘택트 핀 조립체의 제조방법에 대하여 간략히 설명한다.

먼저, 금형(미도시)의 하부에 보드(17)를 위치하고, 외곽에 경도가 큰 실리콘을 투입하여 외곽테두리 부분인 하드실리콘부(13)을 제조한다.

그리고, 다수의 홀이 형성된 필름(20)을 상기 하드실리콘부(13) 내부에 설치한 후에 상기 다수의 홀에 핀(15)을 삽입한다.

핀의 삽입이 완료된 후에 상기 하드실리콘부(13)의 내부에 상기 하드실리콘부(13)을 형성한 실리콘보다 경도가 낮은 연질의 실리콘을 투입하여 소프트실리콘부(11)를 제조한다.

한편, 아래의 실험예를 통해서, 실리콘 고무에 희석제(점도), 유연제(경도)를 첨가함에 따라 경화 시 육안 및 상태 변화를 관찰하고, 첨가량에 따른 탄성도를 비교할 것이다.

<실험예>

Ceramic(600㎛ x 3EA)를 이용하여 첨가제의 종류 및 함유량에 따른 실리콘 고무 샘플을 제작한다. 하중 테스트용 지그를 준비하고 현미경을 세팅한다. 측정용 지그를 이용하여 사진을 촬영한다. 현상을 기록하고 관찰한다. 추의 무게(1.5kg)를 변화시켜가면서 상태변화를 측정한다.

공통조건으로는 실리콘고무의 높이는 1.8mm이고, 탄성(하중) 테스트 시 추의 무게는 1.5Kg이고, 경화 시간은 10분이며, 유연제(Slacker)와 희석제(Thinner)를 첨가하였다. 첨가량은 전체 실리콘고무의 제조시 투입되는 유연제 또는 희석제의 중량%를 기준으로 하였다. 그리고, 도 5a 내지 도 5g를 참조하여, 각각의 시료에 대하여 관찰한 결과 및 특성을 하기에 기재하였다.

1) 시료1: Si Rubber(DC5050 A+B)

- 점도, 경도의 기준점이 되는 실리콘 고무의 특성

- DC5050 A+B 사용

- 500g, 700Kg, 1Kg의 무게로는 눌리는 모습이나 탄성력을 육안으로 관찰하기 힘듬

- 1.5Kg 추를 사용 시 눌린 모습

- 도 5a 참조

2) 시료2-1: Si Rubber(DC5050 A+B + 유연제 10%)

- 기존 DC5050 A+B의 실리콘 고무와 크게 다르지 않음.

- 경도 육안 측정을 위해 하중 시 큰 차이 없음.

- 손으로 구부릴 경우에도 크게 차이를 느끼지 못하였음.

- 도 5b 참조

3) 시료2-2: Si Rubber(DC5050 A+B + 유연제 20%)

- 유연제 10% 첨가 샘플과 비교할 때는 큰 차이가 없으나 기존 실리콘 고무와 비교 시 연해짐.

- 육안 측정 시 큰 차이 없음.

- 손으로 구부릴 경우에는 기존의 러버와 경도가 약해진 차이는 있음.

- 도 5c 참조

4) 시료2-3: Si Rubber(DC5050 A+B + 유연제 30%)

- 기존 실리콘 고무와 유연제를 10, 20% 함유한 샘플과는 차이가 있음.

- 많이 연해진 상태로 눌렸으며, 손으로 구부릴 경우에는 기존의 러버와 확연한 차이가 있음.

- 경도가 많이 떨어짐.

- 도 5d 참조

5) 시료3-1: Si Rubber(DC5050 A+B + 희석제 10%)

- 기존 DC5050 A+B의 실리콘 고무와 크게 다르지 않음

- 점도 육안 측정을 위해 하중 시 큰 차이 없음.

- 손으로 구부릴 경우에도 크게 차이를 느끼지 못하였음.

- 도 5e 참조

6) 시료3-2: Si Rubber(DC5050 A+B + 희석제 20%)

- 경화전 실리콘 고무를 배합하는 과정에서의 점도는 떨어짐.

- 경화 후 점도와 같이 경도도 떨어져 보임.(유연제와 영상자료 비교시 비슷한 경도를 보임)

- 도 5f 참조

7) 시료3-3: Si Rubber(DC5050 A+B + 희석제 30%)

- 점도와 경도가 기존 실리콘 고무보다 크게 떨어짐.

- 손으로 구부릴 경우 경도, 점도가 매우 약하게 느껴졌으며, 유연제 30%와 비교 시에도 크게 차이가 나지 않았음.

- 경화 전 점도 매우 낮음.

- 도 5g 참조

상기와 같은 실험결과를 토대로, 본 발명에 있어서, 상기 소프트실리콘부(11)는 유연제 10% 내지 20%가 함유된 실리콘고무 또는 희석제 20%가 함유된 실리콘고무인 것이 바람직하고, 상기 하드실리콘부(13)는 유연제 10%가 함유된 실리콘고무 또는 희석제 10%가 함유된 실리콘고무인 것이 바람직하다.

상기 소프트실리콘부(11)에서의 유연제 또는 희석제의 범위를 초과한다면, 실리콘고무가 너무 약해져서 핀을 효과적으로 지지하기가 어려운 문제점이 발생한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 마이크로 콘택트 핀 조립체 11: 소프트실리콘부
13: 하드실리콘부 15: 핀
17: 보드 20: 필름

Claims (4)

1. 보드;
   상기 보드의 상부면에 형성되어 외곽 테두리를 구성하는 하드실리콘부;
   상기 하드실리콘부의 내부에 형성되는 소프트실리콘부; 및
   상기 소프트실리콘부의 내부에 구비되면서 외부로 돌출되도록 삽입되는 다수의 핀;을 포함하고,
   상기 하드실리콘부의 경도가 상기 소프트실리콘부의 경도보다 높게 형성됨으로써, 피검사체가 마이크로 콘택트 핀 조립체에 접촉할 때, 상기 하드실리콘부가 내측에 형성된 상기 소프트실리콘부로 인입하려는 작용에 의해 상기 다수의 핀이 내측으로 향하도록 하여 핀에 가해지는 힘을 약하게 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 콘택트 핀 조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하드실리콘부의 경도 또는 상기 소프트실리콘부의 경도는 실리콘고무에 첨가하는 유연제 또는 희석제의 양을 조절하여 제조하는 것을 특징으로 하는 마이크로 콘택트 핀 조립체.
   
   
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