KR102212346B1 - 프로브 핀 - Google Patents

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KR102212346B1
KR102212346B1 KR1020190168542A KR20190168542A KR102212346B1 KR 102212346 B1 KR102212346 B1 KR 102212346B1 KR 1020190168542 A KR1020190168542 A KR 1020190168542A KR 20190168542 A KR20190168542 A KR 20190168542A KR 102212346 B1 KR102212346 B1 KR 102212346B1
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이병성
최영진
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주식회사 제네드
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Abstract

피검사물의 피검사접점에 접촉하는 제1플런저와 검사회로의 검사접점에 접촉하는 제2플런저를 포함하는 프로브 핀에 있어서, 제1 또는 제2플런저는, 일정한 단면적을 가지면서 연장되는 기둥부와, 기둥부로부터 단면적이 감소하여 연장되고 최선단의 제1 및 제3팁이 피검사접점 또는 검사접점에 접촉하는 접촉부를 포함하며, 제1 및 제2팁은 기둥부의 중심축에 대해서 대칭되는 위치에 대칭되는 형상으로 형성되는 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.
이러한 프로브 핀은 반도체 칩의 단자에 접촉되는 상부 플런저, 상기 상부 플런저의 반대측에 배치되어 검사회로의 패드에 접촉하는 하부 플런저, 상기 상부 플런저와 하부 플런저 사이에 배치되어 검사시 상기 상부 플런저와 하부 플런저 중 적어도 하나에 압축에 따른 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 상부 및 하부 플런저 각각의 단부의 접촉부 즉, 팁(Tip)은 수많은 테스트를 거치면서 마모가 발생하게 되고, 이러한 마모에 의해 수명이 저하될 수 있다. 또한, 반복되는 검사에 의한 마모로 인하여, 팁의 표면적이 넓어져서 이물질, 예를 들면 주석(Tin)의 축적이 용이하며, 결과적으로 높은 Sn 전이량으로 인한 접촉저항을 상승시켜 검사의 신뢰성을 떨어뜨리는 원인이 된다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0145807호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 피검사물의 피검사접점 또는 검사회로의 검사접점에 접촉하는 접촉부의 선단부에 이물질의 축적을 감소시키고 접촉 안정성을 향상시킬수 있는 프로브 핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브 핀은, 피검사물의 피검사접점에 접촉하는 제1플런저와 검사회로의 검사접점에 접촉하는 제2플런저를 포함하는 프로브 핀에 있어서, 상기 제1 또는 제2플런저는, 일정한 단면적을 가지면서 연장되는 기둥부; 상기 기둥부로부터 단면적이 감소하여 연장되고, 최선단의 제1 및 제2팁이 상기 피검사접점 또는 상기 검사접점에 접촉하는 접촉부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2팁은 상기 기둥부의 중심축에 대해서 대칭되는 위치에 대칭되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 프로브 핀을 위한 피검사물의 검사시 접촉저항을 최소화하여 검사 신뢰성을 높일 수 있다.
여기서, 상기 접촉부는, 상기 제1 및 제2팁이 사각뿔의 꼭짓점을 이루도록 상기 제1 및 제2팁 각각을 기준으로 경사지게 형성되는 제1 내지 제4경사면을 가지며, 상기 한 쌍의 제1경사면은 상기 제1 및 제2팁으로부터 상기 중심축에 직교하는 경계선까지 연장되게 상기 중심축을 기준으로 마주하도록 형성되고,
상기 한 쌍의 제2경사면은 상기 제1 및 제2팁을 기준으로 상기 제1경사면의 반대 방향에서 상기 접촉부의 원형의 외주면에 접하도록 형성되고,
상기 한 쌍의 제3 및 제4경사면 각각은 상기 제1 및 제2경사면들 각각에 접하도록 상기 제1 및 제2팁을 기준으로 양측으로 대칭되게 형성되는 것이 좋다.
이로써, 플런저를 접점과 접촉하여 검사할 때, 마모에 의한 변형을 줄이고, 먼지 등에 의한 오염을 최소화하여 전기적인 저항이 증가하는 것을 방지하여 검사 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제4경사면은 동일한 경사각을 가지도록 형성되는 것이 좋다.
이로써, 플런저의 접촉부의 팁들의 마모 정도가 일정하도록 하고, 접촉시의 전기적 특성이 균일하도록 하여 검사 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2팁 간의 간격은 상기 기둥부의 반경보다는 크고 직경보다는 작은 것이 좋다.
이로써, 팁 간의 간격을 적절히 유지하여 서로 간의 전기적 간섭을 최소화하고, 접촉 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 상기 제1경사면들의 경계선은 상기 제2경사면의 최저 지점(P1)과 상기 제3 및 제4경사면의 최저 지점(P2) 사이에 위치하며, 상기 최저 지점(P2)에 치우치게 형성되는 것이 좋다.
이로써, 플런저의 접촉부의 복수의 팁들 주변의 경사면이 동일한 각을 이루도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2팁은 상기 기둥부의 직경에 대응되는 간격으로 배치되고, 상기 접촉부는 상기 제1 및 제2팁으로부터 상기 중심축을 기준으로 서로 마주하여 대칭되게 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사면을 가지는 것이 좋다.
이로써, 한 쌍의 팁을 최대한 넓게 이격되게 형성하되, 접촉시의 저항 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 경사면들의 경사각은 예각을 이루는 것이 좋다.
이로써, 접촉부의 팁의 오염을 최소화하여 검사의 신뢰도를 높이고, 클리닝 주기를 연장하여 유지 관리 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 프로브 핀에 따르면, 피검사물에 접촉되는 접촉부의 선단부에 복수의 팁을 가지되, 상기 팁들은 예각을 이루는 경사면들 또는 경사면과 수직면에 접하도록 형성됨으로써, 전기적인 접촉시에 접촉저항을 최소화할 수 있고, 오염을 최소화할 수 있다.
따라서, 팁과 피검사물의 접촉시의 마모량을 줄이고, 접촉시의 먼지 등의 이물질이 누적되는 것을 억제하여 전기 저항을 줄일 수 있어 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 플런저의 접촉부의 팁 오염을 억제하여 팁을 클리닝 하기 위한 주기를 연장할 수 있게 되어, 이에 따른 유지 관리 비용을 절감하고, 제품의 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀을 나타내 보인 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로브 핀의 정면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1플런저의 요부를 발췌하여 보인 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1플런저의 요부를 나타내 보인 측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 제1플런저의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1플런저의 요부를 나타내 보인 정면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1플런저의 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 제1플런저의 측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀(100)은 제1플런저(110)와, 제2플런저(120)와, 파이프 형상의 하우징(130) 및 스프링(140)을 구비한다.
상기 하우징(130)은 내부에 스프링(140)이 압축 및 팽창 변형 가능하게 수용된다. 그리고 하우징(130)의 하부에 제2플런저(120)가 끼워져 결합되고, 제2플런저(120)의 하단이 하우징(130)의 외부로 돌출되게 설치된다. 하우징(130)의 상단에는 제1플런저(110)가 끼워져 고정 결합된다.
이러한 구성에 의하면, 검사시 제1플런저(110)가 피검사물 즉, 반도체 소자의 피검사접점에 접촉되고, 제2플런저(120)의 하단은 검사회로의 검사접점에 접촉하며, 접촉시의 압력에 의해서 스프링(130)이 압축되면서 제2플런저(120)가 상하 이동될 수 있다. 물론, 제1플런저(110)가 하우징(130)에 상하 이동 가능하게 설치되고, 제2플런저(120)가 하우징(130)에 고정될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1플런저(110)가 하우징(130)의 상부에 고정 결합되는 소위 상부 플런저인 것을 예로 들어 도시하고 설명하기로 한다.
더욱 구체적으로 살펴보면, 상기 제1플런저(110)는 하우징(130)의 일단에 결합된다. 이러한 제1플런저(110)는 일단 즉, 하단이 하우징(130)에 끼워져 결합되는 결합부(111)와, 결합부(111)의 상부에 원기둥 형상으로 가지는 기둥부(113) 및 기둥부(113)에서 단면적이 감소하도록 연장되는 접촉부(115)를 가진다.
상기 접촉부(115)는 선단에 제1 및 제2팁(T1,T2)이 동일 높이에서 서로 이격되게 형성된다. 상기 제1 및 제2팁(T1,T2) 간의 간격은 상기 기둥부(113)의 직경보다 작고, 반경보다는 크게 형성된다. 그리고 제1 및 제2팁(T1,T2)은 기둥부(113)의 중심축(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성된다.
상기 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각은 사각뿔 도형의 꼭짓점에 해당될 수 있도록, 4개의 제1 내지 제4경사면(S1,S2,S3,S4)이 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각으로부터 연결되게 형성된다. 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각에서 연결되는 한 쌍의 제1경사면(S1)은 서로 마주하도록 형성되며, 중심축(C)과 직교하는 경계선(L1)에서 접하여 대칭되게 형성된다. 이러한 제1경사면(S1)은 제3 및 제4경사면(S3,S4)과 경계를 두고 접한다.
상기 제2경사면(S2)은 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각에서 제1경사면(S1)에 대칭되게 반대측으로 경사지게 형성된다. 따라서 제2경사면(S2)은 제1경사면(S1)과 동일한 경사각을 가지며, 기둥부(133)에서 연장된 원형의 외주면에 접한다.
상기 제3 및 제4경사면(S3, S4) 각각은 제1 및 제2팁(T1,T2)을 기준으로 양측으로 서로 대칭되게 형성되며, 동일한 경사각으로 형성된다. 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각에서 연결되는 제2경사면(S3)은 서로 동일 평면상에 위치하여 연결되며, 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각에서 연결되는 제4경사면(S4)도 서로 동일 평면상에 위치하여 연결된다.
또한, 상기 제1 내지 제4경사면(S1,S2,S3,S4)은 동일한 경사각을 갖는 것이 좋고, 바람직하게는 25°내지 35°사이의 경사각을 갖는 것이 좋다.
이로써, 서로 마주하는 제1경사면(S1)들의 경계선(L1)은 제2경사면(S1)의 최저 지점(P1) 보다는 낮고, 제3 및 제4경사면(S3,S4)의 최저 지점(P2)보다는 높은 위치에 형성된다. 또한, 상기 경계선(L1)은 상기 최저 지점(P2) 지점 쪽에 더 치우치게 형성됨으로써, 상기 제1 및 제2팁(T1,T2)이 중심축(C)보다는 외주면에 치우치게 형성되도록 할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀(100)은 제1플런저(110)의 접촉부(115)의 선단부에 제1 및 제2팁(T1,T2)을 형성하여 피검사물의 검사를 위해 접촉시에, 서로 이격된 두 지점에서 접점이 이루어지도록 하여 안정적으로 전기적 접속이 이루어지도록 할 수 있다.
특히, 제1 및 제2팁(T1,T2)이 서로 이격되되, 기둥부(113)의 반경보다 크게 이격되게 배치됨으로써, 각각이 피검사물과 전기적인 접속시에 서로에게 영향을 최소화하고, 접촉저항을 최소화할 수 있다. 또한, 제1 및 제2팁(T1,T2) 각각이 사각뿔의 꼭짓점에 해당하도록 제1 내지 제4경사면들(S1,S2,S3,S4)을 형성하되, 그 경사각이 35°이하의 예각을 이루도록 형성함으로써, 제1 및 제2팁(T1,T2)이 오랜 시간 테스트를 위해 사용되어 마모되더라도 전기적인 접촉면적이 넓어지는 것을 최소화하여 접촉저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 먼지 등의 누적으로 인한 저항이 증가하는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 제1플런저(110')는 기둥부(113)의 상부에 접촉부(115')를 구비하되, 접촉부(115')는 동일 높이에서 서로 이격되게 형성되는 제1 및 제2팁(T1',T2')을 가진다.
상기 제1 및 제2팁(T1',T2')은 기둥부(113)의 직경에 대응되는 간격으로 배치되며, 기둥부(113)의 외주에 접하도록 형성된다. 또한, 제1 및 제2팁(T1',T2')은 서로 기둥부(113)의 중심축(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되어 서로 마주하는 제1 및 제2경사면(S5,S6) 각각에 접하도록 형성된다. 상기 경사면들(S5,S6)이 접하는 경계선(L1')은 상기 중심축(C)과 직교하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 및 제2팁(T1',T2')은 중심축(C)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 형성되고, 제1 및 제2경사면(S5,S6)도 동일한 경사각으로 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 이로써, 제1 및 제2팁(T1',T2')은 상기 경계선(L1')과 수평을 이루도록 접촉부(115') 최상단 외주면에 접하는 접선들(L2,L3)에 접점에 위치하게 된다. 여기서, 상기 경사면들(S5,S6)의 경사각은 예각을 이루는 것이 좋으며, 바람직하게는 25°내지 35°사이의 경사각을 이루도록 형성되는 것이 좋다.
이처럼 서로 이격된 제1 및 제2팁(T1',T2')을 기둥부(113)의 직경에 대응되는 간격으로 배치하되, 예각의 경사면과 원형의 외주면 사이의 경계 부분에 형성함으로써, 피검사물의 검사를 위한 접촉시에 복수 지점에서의 안정적인 접촉이 가능하게 된다.
또한, 두 지점에서의 접촉시 접촉면적으로 줄여서 전기적인 저항을 줄일 수 있으며, 먼지 등의 이물질이 누적되는 것을 최소화하여 검사 신뢰성을 높일 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100..프로브 핀 110..제1플런저
111..결합부 113..기둥부
115,115'..접촉부 120..제2플런저
130..하우징 140..스프링
T1,T1'..제1팁 T2,T2'..제2팁

Claims (7)

  1. 피검사물의 피검사접점에 접촉하는 제1플런저와 검사회로의 검사접점에 접촉하는 제2플런저를 포함하는 프로브 핀에 있어서,
    상기 제1 또는 제2플런저는,
    일정한 단면적을 가지면서 연장되는 기둥부;
    상기 기둥부로부터 단면적이 감소하여 연장되고, 최선단의 제1 및 제2팁이 상기 피검사접점 또는 상기 검사접점에 접촉하는 접촉부;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2팁은 상기 기둥부의 중심축에 대해서 대칭되는 위치에 대칭되는 형상으로 형성되고,
    상기 접촉부는,
    상기 제1 및 제2팁이 사각뿔의 꼭짓점을 이루도록 상기 제1 및 제2팁 각각을 기준으로 경사지게 형성되는 제1 내지 제4경사면을 가지며,
    상기 한 쌍의 제1경사면은 상기 제1 및 제2팁으로부터 상기 중심축에 직교하는 경계선까지 연장되게 상기 중심축을 기준으로 마주하도록 형성되고,
    상기 한 쌍의 제2경사면은 상기 제1 및 제2팁을 기준으로 상기 제1경사면의 반대 방향에서 상기 접촉부의 원형의 외주면에 접하도록 형성되고,
    상기 한 쌍의 제3 및 제4경사면 각각은 상기 제1 및 제2경사면들 각각에 접하도록 상기 제1 및 제2팁을 기준으로 양측으로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4경사면은 동일한 경사각을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2팁 간의 간격은 상기 기둥부의 반경보다는 크고 직경보다는 작은 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1경사면들의 경계선은 상기 제2경사면의 최저 지점(P1)과 상기 제3 및 제4경사면의 최저 지점(P2) 사이에 위치하며, 상기 최저 지점(P2)에 치우치게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2팁은 상기 기둥부의 직경에 대응되는 간격으로 배치되고,
    상기 접촉부는 상기 제1 및 제2팁으로부터 상기 중심축을 기준으로 서로 마주하여 대칭되게 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경사면들의 경사각은 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
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