KR102445913B1 - 교체 가능한 프로브 핀 - Google Patents

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KR102445913B1
KR102445913B1 KR1020200125560A KR20200125560A KR102445913B1 KR 102445913 B1 KR102445913 B1 KR 102445913B1 KR 1020200125560 A KR1020200125560 A KR 1020200125560A KR 20200125560 A KR20200125560 A KR 20200125560A KR 102445913 B1 KR102445913 B1 KR 102445913B1
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Abstract

지지바의 양단에 서로 마주하도록 배치되는 상부 및 하부 결합부를 가지는 지지부재와, 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 상부 플런저와, 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플런저와, 상부 플런저에 지지되어 상부 플런저를 하부 플런저에서 멀어지는 방향으로 가압하는 제1탄성부재 및 하부 플런저에 지지되어 상기 하부 플런저를 상부 플런저에서 멀어지는 방향으로 탄성 가압하는 제2탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 프로브 핀이 개시된다.

Description

교체 가능한 프로브 핀{REPLACEABLE SINGLE TYPE PROBE PIN}
본 발명은 프로브 핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플런저를 착탈 방식으로 교체할 수 있는 교체 가능한 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 플런저만이 슬라이딩 이동하는 싱글핀 타입으로 구분된다.
이 중에서 더블핀 타입의 경우에는 파이프 형상의 하우징과, 하우징의 상부 및 하부 각각에 설치되는 상부 플런저와 하부 플런저 및 양측 플런저 사이에 탄성력을 제공하도록 상기 하우징 내에 설치되는 스프링을 구비한다. 상기 구성에서, 상부 및 하부 플런저가 상대적으로 슬라이딩 이동하여 접근 및 이격되고, 접근시 접촉에 의해 전기적 신호를 주고받음으로써 검사 동작이 이루어진다.
그런데 종래의 프로브 핀의 경우에는 오랜 시간 사용시 플런저의 단부가 마모되어 전기적인 접촉 불량이 발생되어 교체를 해주어야 하는데, 플런저를 별도로 분리하여 교환 조립할 수 있는 구성이 아니므로, 프로브 핀 전체를 교체해야만 하였다.
따라서 교체에 따른 비용이 증가하고 유지관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0145807호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 부품을 부분적으로 교환 장착하여 사용할 수 있도록 구조가 개선된 교체 가능한 프로브 핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교체 가능한 프로브 핀은, 지지바의 양단에 서로 마주하도록 배치되는 상부 및 하부 결합부를 가지는 지지부재; 상기 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 상부 플런저; 상기 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플런저; 상기 상부 플런저에 지지되어 상기 상부 플런저를 상기 하부 플런저에서 멀어지는 방향으로 가압하는 제1탄성부재: 및 상기 하부 플런저에 지지되어 상기 하부 플런저를 상기 상부 플런저에서 멀어지는 방향으로 탄성 가압하는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 프로브 핀의 부품들을 부품별로 용이하게 교환장착할 수 있다.
또한, 상기 상부 및 하부 결합부 각각에는, 상기 상부 및 하부플런저 각각이 결합되는 결합홀과, 상기 상부 및 하부 플런저가 출입할 수 있도록 상기 결합홀에 연통되는 조립용 슬릿이 형성되는 것이 바람직하다.
이로써, 상부 플런저와 하부 플런저 각각을 지지바에 용이하게 조립 및 분리장착하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 상부 및 하부 플런저 각각은, 플런저 몸체; 상기 플런저 몸체보다 작은 외경을 가지도록 연장되며, 상기 결합홀에 왕복 이동 가능하게 결합되는 가이드 결합부; 및 상기 가이드 결합부의 단부에서 확장 형성되는 걸림턱;을 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 상부 및 하부 플런저를 각각 지지바에 독립적으로 상하 이동 가능하게 설치할 수 있다.
또한, 상기 조립용 슬릿의 폭은 상기 가이드 결합부의 외경 이하인 것이 좋다.
이로써 상부 및 하부 플런저를 지지바에 소위 원터치 식으로 용이하게 조립할 수 있다.
또한, 상기 제1탄성부재는 상기 상부 결합부와 상기 상부 플런저의 플런저 몸체 사이에 위치하도록 상기 가이드 결합부에 결합되고,
상기 제2탄성부재는 상기 하부 결합부와 상기 하부 플런저의 플런저 몸체 사이에 위치하도록 상기 가이드 결합부에 결합되는 것이 좋다.
이로써, 상부 및 하부 플런저 각각을 탄성 지지하기 위한 탄성부재들을 독립적으로 용이하게 교환 장착할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2탄성부재는 나선형 판스프링을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 상부 및 하부 플런저에 탄성부재를 용이하게 조립할 수 있다.
본 발명의 교체 가능한 프로브 핀은 각 부품들을 조립하여 결합한 상태에서, 필요시 분해하여 부품별로 교환 장착이 가능하다.
따라서 종래에 전체 제품을 교환하여 사용할 때보다 유지 관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교체 가능한 프로브 핀을 나타내 보인 결합 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 교체 가능한 프로브 핀의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 교체 가능한 프로브 핀의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 교체 가능한 프로브 핀의 정면도이다.
도 5 내지 도 7 각각은 본 발명의 실시예에 따른 교체 가능한 프로브 핀의 동작상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 교체 가능한 프로브 핀을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교체 가능한 프로브 핀(100)은, 지지부재(110)와, 상부 플런저(120), 하부 플런저(130), 제1탄성부재(140) 및 제2탄성부재(150)를 구비한다.
상기 지지부재(110)는 소정 길이를 가지는 지지바(111)와, 지지바(111)의 상단 및 하단 각각에서 절곡되어 서로 마주하도록 연결되는 상부 결합부(113) 및 하부 결합부(115)를 구비한다. 상기 지지바(111)는 소정 길이를 가지는 기둥모양 또는 소정 두께의 바(bar) 형상이나 봉 형상 또는 판 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 지지바(111)가 판 구조를 가지는 것으로 도시하여 설명하기로 한다. 상부 결합부(113)와 하부 결합부(115) 각각은 서로 대칭되는 형상을 가진다. 구체적으로 보면, 상부 및 하부 결합부(113,115) 각각은 상부 플런저(120)와 하부 플런저(130) 각각이 결합되는 결합홀(113a)(115a)을 가진다. 상기 결합홀(113a)(115a)은 서로 동축적으로 형성된다. 그리고 상부 및 하부 결합부(113)(115)에는 외측면으로부터 결합홀(113a)(115a)과 연통되도록 개방되어 상부 및 하부 플런저(120)(130)가 출입할 수 있는 조립용 슬릿(113b)(115b)이 형성된다.
그리고 조립용 슬릿(113b)(115b)은 결합홀(113a)(115a)의 외측에서 내주면까지 점진적으로 좁아지도록 형성되며, 또한, 바람직할게는 조립용 슬릿(113b)(115b)의 슬릿면(S1,S2)은 경사면인 것이 좋다. 이로써, 결합홀(113a)(115a)에 상부 및 하부 플런저(120,130)를 용이하게 결합할 수 있고, 결합된 상태에서 쉽게 빠지지 않도록 지지할 수 있다.
상기 상부 플런저(120)는 상하 소정 길이의 봉 형상을 가지며, 상부로부터 플런저 몸체(121), 가이드결합부(123) 및 걸림턱(125)을 가진다.
상기 플런저 몸체(121)는 반도체의 검사할 부분이 전기적으로 접촉되는 부분으로서, 상하 소정 길이로 원통형으로 형성되는 몸체부(121a)와, 상기 몸체부(121a)의 상단부에서 돌출되어 형성되는 복수의 접촉팁(121b)을 가진다. 몸체부(121a)는 원통형상을 가지며, 하부에는 상기 가이드 결합부(123)가 연결된다. 상기 접촉팁(121b)은 몸체부(121a)의 중심(C1)을 기준으로 방사상으로 대칭되게 형성되며, 바람직하게는 4개가 대칭되게 형성된다. 접촉팁(121b)은 대략 삼각뿔 형상을 가지는 것이 바람직하며, 몸체부(121a)의 외측면에서 연장되는 외측면(s3)은 라운드지게 형성되고, 중심(C1)에서 연결되는 내측면(s4)은 경사진 평면인 것이 좋다. 이와 같이, 접촉팁(121b)을 중심(C1)을 기준으로 대칭되게 복수 형성함으로써, 검사 대상물(10)의 솔더볼(20)에 대해서 복수의 지점에서 안정적인 접촉이 가능하게 되어, 전기적이 접점의 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 가이드 결합부(123)는 플런저 몸체(121)의 하부로 소정 길이로 연장되며, 원기둥 형상을 가진다. 가이드 결합부(123)는 플런저 몸체(121)와 상부 걸림턱(125)보다 작은 외경을 가진다. 이러한 가이드 결합부(123)는 상부 결합부(113)의 결합홀(113a)에 결합되어, 상하로 왕복 이동 가능하게 된다. 이러한 가이드 결합부(123)는 조립용 슬릿(113b)을 통과하여 결합할 때, 소위 원터치 식으로 결합홀(113a)에 끼워져 조립할 수 있다. 즉, 가이드 결합부(123)이 조립용 슬릿(113b)을 통과할 때, 상부 결합부(113)는 순간적으로 탄성 변형되어 가이드 결합부(123)가 원터치 결합방식으로 결합될 수 있으며, 결합된 상태에서 외력에 의해서 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 된다.
상기 걸림턱(125)은 가이드 결합부(123)의 하단에서 가이드 결합부(123)보다 큰 외경을 갖도록 확장 형성된다. 이러한 걸림턱(125)에 의해서 가이드 결합부(123)의 상부방향으로의 이동거리가 제한되고, 결합홀(113a)에서 빠지지 않게 된다.
또한, 상기 가이드 결합부(123)에는 제1탄성부재(140)가 결합된다. 구체적으로, 제1탄성부재(140)는 상부 결합부(113)와 상부 플런저(120)의 플런저 몸체(121) 사이에 위치하도록 가이드 결합부(123)에 끼워져 설치된다. 이러한 제1탄성부재(140)는 나선형 판스프링 또는 코일스프링을 포함할 수 있다. 제1탄성부재(140)는 상부 플런저(120)가 상부 결합부(113)의 상부로 최대한 상승한 상태를 유지하도록 탄성 가압한다.
상기 하부 플런저(130)는 상부 플런저(120)에 대칭되게 하부 결합부(115)에 결합된다. 이러한 하부 플런저(130)는 상부 플런저(120)와 동일한 구조를 가지며 구체적으로 보면, 하부로부터 플런저 몸체(131), 하부 가이드결합부(133) 및 걸림턱(135)을 가진다.
상기 플런저 몸체(131)는 전기를 인가하기 위한 테스터의 접속부에 접촉되는 부분으로서, 상하 소정 길이로 원통형으로 형성되는 몸체부(131a)와, 상기 몸체부(131a)의 하단부에서 돌출되어 형성되는 복수의 접촉팁(131b)을 가진다. 몸체부(131a)는 원통형상을 가지며, 하부에는 상기 가이드 결합부(133)가 연결된다. 상기 접촉팁(131b)은 몸체부(131a)의 중심을 기준으로 방사상으로 대칭되게 형성된다. 이러한 접촉팁(131b)은 앞서 설명한 상부 플런저(120)의 접촉팁(121b)의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 가이드 결합부(133)는 플런저 몸체(131)의 상부로 소정 길이로 연장되며, 원기둥 형상을 가진다. 가이드 결합부(133)는 플런저 몸체(131)와 하부 걸림턱(135)보다 작은 외경을 가진다. 이러한 가이드 결합부(133)는 상기 하부 결합부(115)의 결합홀(115a)에 결합되어, 상하로 왕복 이동 가능하게 된다.
이러한 가이드 결합부(133)는 하부 결합부(115)의 조립용 슬릿(115b)을 통과하여 결합할 때, 소위 원터치 식으로 결합홀(115a)에 끼워져 조립할 수 있다. 즉, 가이드 결합부(133)가 조립용 슬릿(115b)을 통과할 때, 하부 결합부(115)는 순간적으로 탄성 변형되어 가이드 결합부(133)가 원터치 결합방식으로 결합될 수 있으며, 결합된 상태에서 외력에 의해서 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 된다.
상기 걸림턱(135)은 가이드 결합부(133)의 상단에서 가이드 결합부(133)보다 큰 외경을 갖도록 확장 형성된다. 이러한 걸림턱(125)에 의해서 가이드 결합부(123)의 상부방향으로의 이동거리가 제한되고, 결합홀(113a)에서 빠지지 않게 된다.
또한, 상기 가이드 결합부(133)에는 제2탄성부재(150)가 결합된다. 구체적으로, 제2탄성부재(140)는 하부 결합부(115)와 하부 플런저(130)의 플런저 몸체(131) 사이에 위치하도록 가이드 결합부(133)에 끼워져 설치된다. 이러한 제2탄성부재(150)는 나선형 판스프링 또는 코일스프링을 포함할 수 있다. 제2탄성부재(150)는 하부 플런저(130)가 하부 결합부(115)의 하부로 최대한 하강한 상태를 유지하도록 탄성 가압한다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀(100)이 조립을 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 플런저(120)와 하부 플런저(130) 각각에 제1 및 제2탄성부재(140,150)를 먼저 결합한다.
그리고 상기 지지바(110)의 상부 결합부(113)에 상부 플런저(120)를 끼워서 결합한다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상부 결합부(113)의 조립용슬릿(113b)을 통해서 상부 플런저(120)의 가이드결합부(123)를 소위 원터치 식으로 결합홀(113a)에 결합된다.
또한, 제2탄성부재(150)가 결합된 하부 플런저(130)도 상부 플런저(120)와 같은 방법으로, 하부 결합부(115)에 원터치 식으로 결합된다.
조립된 프로브 핀(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 플런저(120)는 제1탄성부재(140)에 의해 상부로 최대한 상승한 상태로 유지되고, 하부 플런저(130)는 제2탄성부재(150)에 의해 최대한 하강한 상태로 유지된다.
이 상태에서 검사대상물(10)을 테스트할 경우, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 플런저(120)는 하강하는 검사대상물(10)의 솔더볼(20)에 접촉되어 하강하면서 안정적으로 접촉하고, 하부 플런저(130)는 테스트부의 접속부에 접촉되어 상승하면서, 탄성력에 의해 안정적으로 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 핀(100)은 상부 플런저(120)는 지지부재(110)의 상부 결합부(113)에 움직임 가능하게 조립되고, 하부 플런저(130)는 하부 결합부(115)에 움직임 가능하게 조립된다.
이러한 구성의 프로브핀(100)은 외력에 의해서 상부 및 하부 플런저(120,130)가 독립적으로 상하 왕복 이동 가능한 구성으로서, 오랜 시간 사용시 마모 등에 의해 교환이 요구될 때, 상부 또는 하부 플런저(120,130)를 상부 및 하부 결합부(113,115)로부터 분리한 후, 새로운 부품으로 조립하여 사용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상부 플런저(120)를 교환하고자 할 경우, 상부 플런저(120)를 상부 결합부(113)의 조립용슬릿(113b)을 통해서 강제로 빼내어 분리한다. 그런 다음에, 새로운 상부 플런저(120)를 조립용슬릿(113b)을 통해 소위 원터치 식으로 결합홀(113a)에 용이하게 결합하여 조립할 수 있다. 이러한 방법과 동일하게 하부 플런저(130)도 용이하게 교환장착할 수 있다. 물론, 제1 및 제2탄성부재(140,150)는 나선형 판스프링인 경우 용이하게 조립 및 분리하여 교환할 수 있다.
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 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100..프로브 핀 110..지지부재
111..지지바 113..상부 결합부
115..하부 결합부 120..상부 플런저
130..하부 플런저 140,150..제1, 제2탄성부재

Claims (7)

  1. 지지바의 양단에 서로 마주하도록 배치되는 상부 및 하부 결합부를 가지는 지지부재;
    상기 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 상부 플런저;
    상기 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플런저;
    상기 상부 플런저에 지지되어 상기 상부 플런저를 상기 하부 플런저에서 멀어지는 방향으로 가압하는 제1탄성부재: 및
    상기 하부 플런저에 지지되어 상기 하부 플런저를 상기 상부 플런저에서 멀어지는 방향으로 탄성 가압하는 제2탄성부재;를 포함하며,
    상기 상부 및 하부 결합부 각각에는, 상기 상부 및 하부플런저 각각이 결합되는 결합홀과, 상기 상부 및 하부 플런저가 출입할 수 있도록 상기 결합홀에 연통되는 조립용 슬릿이 형성되고,
    상기 상부 및 하부 플런저 각각은, 플런저 몸체; 상기 플런저 몸체보다 작은 외경을 가지도록 연장되며, 상기 결합홀에 왕복 이동 가능하게 결합되는 가이드 결합부; 및 상기 가이드 결합부의 단부에서 확장 형성되는 걸림턱;을 포함하며,
    상기 제1탄성부재는 상기 상부 결합부와 상기 상부 플런저의 플런저 몸체 사이에 위치하도록 상기 가이드 결합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 프로브 핀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조립용 슬릿의 폭은 상기 가이드 결합부의 외경 이하인 것을 특징으로 하는 교체 가능한 프로브 핀.
  5. 삭제
  6. 지지바의 양단에 서로 마주하도록 배치되는 상부 및 하부 결합부를 가지는 지지부재;
    상기 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 상부 플런저;
    상기 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 하부 플런저;
    상기 상부 플런저에 지지되어 상기 상부 플런저를 상기 하부 플런저에서 멀어지는 방향으로 가압하는 제1탄성부재: 및
    상기 하부 플런저에 지지되어 상기 하부 플런저를 상기 상부 플런저에서 멀어지는 방향으로 탄성 가압하는 제2탄성부재;를 포함하며,
    상기 상부 및 하부 결합부 각각에는, 상기 상부 및 하부플런저 각각이 결합되는 결합홀과, 상기 상부 및 하부 플런저가 출입할 수 있도록 상기 결합홀에 연통되는 조립용 슬릿이 형성되고,
    상기 상부 및 하부 플런저 각각은, 플런저 몸체; 상기 플런저 몸체보다 작은 외경을 가지도록 연장되며, 상기 결합홀에 왕복 이동 가능하게 결합되는 가이드 결합부; 및 상기 가이드 결합부의 단부에서 확장 형성되는 걸림턱;을 포함하며,
    상기 제2탄성부재는 상기 하부 결합부와 상기 하부 플런저의 플런저 몸체 사이에 위치하도록 상기 가이드 결합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 프로브 핀.
  7. 제1항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2탄성부재는 나선형 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 프로브 핀.

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