KR102566040B1 - 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀 - Google Patents

Abstract

반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀이 발명된다. 프로브핀은, 중공형 원통형상의 도체 슬리브; 일단은 검사 매개체인 디바이스와 접촉하여 연결되며 타단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되는 봉형상의 탑 플런저; 일단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되고 타단은 검사 매개체인 PCB와 접촉하여 연결되고 상하동작 가능한 버텀 플런저; 및 일단은 상기 탑 플런저의 상기 타단과 물리적으로 접촉되고, 타단은 상기 버텀 플런저의 상기 일단과 물리적으로 접촉하여 상기 탑 플런저와 상기 버텀 플런저의 사이에서 탄성을 유지하는 스프링;을 포함하고, 상기 도체 슬리브의 측부에는 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍이 형성되고, 상기 스프링의 표면에는 절연피막이 형성된다. 도체 슬리브의 측부에는 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍이 형성되고, 스프링의 표면에는 절연피막이 형성됨으로써, 슬리브에서 발생되는 상당량의 열을 방열할 수 있기 때문에, 종래의 프로브핀에 비하여 발열 문제가 획기적으로 개선된다.

Description

반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀 {PROBE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE TEST SOCKET}

본 발명은 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사대상인 반도체 디바이스의 성능을 확인하기 위해 검사대상과 테스트 장비를 전기적으로 연결시켜 주는 프로브 카드에 설치되는 프로브핀에 관한 것이다.

상기와 같은 프로브 카드는 복수의 프로브핀을 구비하며, 이러한 복수의 프로브핀은 일정한 압력이 가해진 상태에서 검사대상의 단자와 테스트 장비의 단자에 일시적으로 접속되어, 검사대상의 단자와 테스트 장비의 단자 사이에 전기신호를 전달한다.

이러한 프로브핀은 포고(POGO)핀이라고도 불리우며, 단독으로 또는 다른 종류의 핀과 함께 웨이퍼 상에 형성된 소자 또는 반도체 디바이스(예를 들면, 반도체 패키지) 등을 테스트하기 위한 테스트 소켓 등에 널리 사용되는 탐침이다.

이들 프로브핀은 통상 초소형의 핀 형태의 구조를 가지며 동작부위는 스프링으로 지지되어 움직일 수 있으며, 프로브핀 자체에 의한 전기저항을 최소화하기 위해 전기저항이 낮고 표면강도는 높은 금 또는 로듐 등의 고가의 귀금속으로 표면을 도금하여 사용한다.

종래의 프로브핀은 도 1에 도시된 바와 같이, 탑 플런저(10), 슬리브(20), 버텀 플런저(30) 및 스프링(40)으로 구성되어 있다.

탑 플런저(10)의 상단(도면에서의 좌측단)은 검사 매개체인 디바이스와 접촉하여 연결되며 하단(도면에서의 우측단)은 슬리브(20)의 내측으로 삽입되어 고정형으로 움직이지 않는 구조를 가지거나, 또는 슬리브 내측에 연결되어 상하동작(도면에서의 좌우방향 동작)을 하는 구조를 가질 수도 있다.

슬리브(20)는 원통형상의 외부도체로서, 그의 하단(도면에서의 우측단)은 소정 각도로 압착된 단부 형상을 가져서 버텀 플런저(30)의 상단이 슬리브(20)의 내부에 밀착하여 상하동작을 할 때, 버텀 플런저(30)의 이탈을 방지하게 된다.

버텀 플런저(30)의 하단은 검사 매개체인 PCB와 접촉하여 연결된다.

한편, 스프링(40)의 각 단부는 탑 플런저(10)와 버텀 플런저(30)에 각각 물리적으로 접촉하여 이들 탑 플런저(10)와 버텀 플런저(30) 사이에서 탄성을 유지하기 위한 것이다.

반도체 장치 고도집적화에 따라서 프로브핀의 크기는 점점 작아지며, 반대로 프로브핀에 요구되는 한계 전류치는 증가하고 있어서, 이에 따른 여러가지 문제점들이 발생되고 있다. 현재 사용되고 있는 프로브핀에 요구되고 있는 수준의 테스트 전류를 흘리게 되면, 심한 경우에는 주울열에 의해서 프로브핀이 녹아 버리는 현상이 발생하기도 한다. 특히 슬리브(20)는, 가장 면적이 큰 소자이기 때문에 발열량도 가장 클 수밖에 없다.

반도체 소자에 있어서, 비메모리인 PMIC 반도체는 전력을 관리하여 칩에 필요한 전원이나 클럭을 공급하여 동작하기 때문에 반도체 테스트 시 반도체와 PCB의 중간 매개체 수동소자인 테스트 소켓의 프로브핀에도 고전류가 흐르게 된다. 종전에 쓰이고 있는 테스트 프로브핀의 경우 고전류가 흐르게 되면 핀에 고온의 열이 발생하게 되어 프로브핀 핀이 손상되는 현상이 발생하여 해당 핀을 조기에 교체해야 한다.

프로브핀으로의 전류 인가는, 탑 플런저(10)로부터 슬리브(20)를 거쳐서 버텀 플런저(30)로 통전되는 것이 이상적이다. 하지만, 실제로는 슬리브(20) 뿐만 아니라 스프링(40)으로도 전류가 분산되어 인가되는 것이 일반적이다. 탑 플런저(10), 버텀 플런저(30) 및 슬리브(20)는 전기저항이 낮은 소재를 사용하지만, 스프링(40)은 탄성을 위하여 스프링강 및 스테인레스 소재를 주로 사용하게 되고, 이러한 소재는 일반적으로 전기 저항이 높은 특성이 있다.

높은 전기 저항으로 인하여, 전류 통전시 많은 열이 발생하고, 심한 경우 스프링이 파단에 이르게 되며, 이러한 스프링의 파단으로 인해 고전류 인가가 가능한 프로브핀의 개발에는 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전력반도체의 테스트에 사용되는 프로브핀에 있어서, 발열 문제가 개선된 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 한계 전류치가 향상된 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 스프링의 변형을 방지함으로써, 수명을 연장시킬 수 있는 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀은:

중공형 원통형상의 도체 슬리브;

일단은 검사 매개체인 디바이스와 접촉하여 연결되며 타단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되는 봉형상의 탑 플런저;

일단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되고 타단은 검사 매개체인 PCB와 접촉하여 연결되고 상하동작 가능한 버텀 플런저; 및

일단은 상기 탑 플런저의 상기 타단과 물리적으로 접촉되고, 타단은 상기 버텀 플런저의 상기 일단과 물리적으로 접촉하여 상기 탑 플런저와 상기 버텀 플런저의 사이에서 탄성을 유지하는 스프링;

을 포함하고,

상기 도체 슬리브의 측부에는 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍이 형성되고,

상기 스프링의 표면에는 절연피막이 형성된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 있어서, 상기 방열용 관통구멍은 원형 구멍 또는 장공형 구멍일 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 있어서, 상기 절연피막은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 DLC(Diamond-Like-Carbon) 피막일 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 있어서, 상기 방열용 관통구멍은 상기 슬리브의 양쪽 측부의 길이방향을 따라서 형성될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 있어서, 상기 탑 플런저의 타단은 슬리브에 고정형된 구조를 가지거나, 또는 슬리브 내측에 연결되어 상하방향 동작가능한 구조를 가질 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀에 있어서, 상기 슬리브의 상기 타단은 소정 각도로 압착된 단부 형상을 가져서 상기 버텀 플런저의 상기 일단이 상기 슬리브의 내부에 밀착하여 상하동작을 할 때, 상기 버텀 플런저의 이탈을 방지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스프링의 절연 피막 코팅방식은 침적(Dip Coating)방식이다.

바람직하게는, 상기 스프링의 절연피막은, 0.2 ㎛ 내지 0.6 ㎛ 의 범위이다.

바람직하게는, 전체 슬리브의 겉면적 대비 상기 원형구멍(24)에 의한 슬리브 전체 겉면적의 감소는 7% 이하, 상기 장공형 구멍(26)에 의한 슬리브 전체 겉면적의 감소는 12% 이하이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도체 슬리브의 측부에는 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍이 형성되고, 스프링의 표면에는 절연피막이 형성됨으로써, 슬리브에서 발생되는 상당량의 열을 방열할 수 있기 때문에, 종래의 프로브핀에 비하여 발열 문제가 획기적으로 개선된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프링의 표면에는 절연피막이 형성됨으로써, 스프링을 통한 전류가 방지되기 때문에, 한계 전류치가 비약적으로 향상된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프링의 표면에 형성된 절연피막에 의하여 스프링으로의 전류인가가 방지됨으로써, 발열에 따른 스프링의 변형을 방지할 수 있기 때문에, 스프링의 수명이 연장될 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 이하의 바람직한 일 실시예의 설명 및 첨부 도면으로부터 통상의 지식을 가진 자에게 명백해진다.
도 1은 종래 기술에 의한 프로브핀을 나타내는 도면으로서, 도 1의 (a)는 조립된 상태를 나타내는 도면, 도 1의 (b)는 분해된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면으로서, 도 2의 (a)는 조립된 상태를 나타내는 도면, 도 2의 (b)는 분해된 상태를 나타내는 도면, 도 2의 (c)는 슬리브의 측면도, 도 2의 (d)는 슬리브의 수평 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면으로서, 도 3의 (a)는 조립된 상태를 나타내는 도면, 도 3의 (b)는 분해된 상태를 나타내는 도면, 도 3의 (c)는 슬리브의 측면도, 도 3의 (c)는 슬리브의 수평 단면도이다.
도 4는 프로브핀으로의 통전전류 증가에 따른 발열 온도에 있어서의 증가를 열해석 시뮬레이션으로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 고전류에 의한 스프링의 파손시 하중 감소가 발생하는 지의 여부를 확인하기 위한 실험 데이터로서, 절연피막을 적용한 경우(실시예) 및 절연피막을 적용하지 않은 경우(비교예)에 대하여 1차 실험(스프링강 SWP-H)과 2차 실험(스테인레스강)의 결과를 각각 나타내는 도면이다.
도 6은 슬리브에 절연피막을 형성한 프로브핀의 마찰계수 검증을 위하여 PTFE의 침적 코팅방식을 적용한 스테인레스강 스프링에 대하여 행한 10,000회의 통전전류 실험 이후의 프로프핀의 최저 파손전류를 나타내는 데이터를 나타낸다.
도 7의 (a)는 슬리브에 관통 구멍이 형성되지 않은 종래의 슬리브의 전체면적을 나타내는 도면, 도 7의 (b)는 원형 구멍이 형성된 슬리브의 전체 면적 대비 구멍의 면적의 비율, 도 7의 (c)는 장공형 구멍을 형성한 슬리브의 전체 면적 대비 구멍의 면적의 비율을 계산하는 과정에 대한 도면이다.
도 8은 관통 구멍에 의하여 겉넓이 면적이 감소된 방열 슬리브의 통전전류에 따른 열감소 효과를 열해석 시뮬레이션으로 분석한 도면이다.
본 발명의 특정한 특징이 하나 이상의 도면에 도시되어 있지만, 그 특징은 예시된 도면에 제한되지 않을 수 있다. 이는 단지 각 특징이 본 발명에 따른 다른 특징들 중 일부 또는 전부와 결합될 수 있기 때문에 편의상 행해진 것일 뿐이다. 본 발명의 특징은 도면에 설명되어 있으며 그 중 일부는 전혀 도시되지 않았다. 이러한 특징은 본 발명에 존재하는 임의의 또는 모든 다른 특징과 결합될 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 발명되는 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 실시예들은 단순히 본 발명의 발명이 완전해지도록 하는 목적만을 가진다.

첨부된 도면에서의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 요소가 다른 요소와 "접속된" 것이라고 지칭되는 경우는, 다른 요소와 직접 연결된 것, 또는 중간에 다른 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다"는 용어는, 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

(제 1 실시예)

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면으로서, 도 2의 (a)는 조립된 상태를 나타내는 도면, 도 2의 (b)는 분해된 상태를 나타내는 도면, 도 2의 (c)는 슬리브의 측면도, 도 2의 (d)는 슬리브의 수평 단면도를 각각 나타낸다.

본 실시예에 따른 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀은, 속이 비어 있는 중공형이고 대략 원통형상의 도체 슬리브(20)를 사이에 두고, 그의 일단이 검사 매개체인 디바이스와 접촉하여 연결되며 타단은 상기 슬리브(20)의 내측으로 삽입되는 봉 형상의 탑 플런저(10)와, 일단은 상기 슬리브(20)의 내측으로 삽입되고 타단은 검사 매개체인 PCB와 접촉하여 연결되고 상하동작 가능한 버텀 플런저(30)를 포함한다.

한편, 상기 슬리브(20)의 상기 타단은 소정 각도로 압착된 단부(28)의 형상을 가져서 상기 버텀 플런저(30)의 상기 일단이 상기 슬리브(20)의 내부에 삽입되고 밀착된 상태에서 상하로 동작을 할 때, 상기 버텀 플런저(30)의 이탈을 방지하게 된다.

본 실시예에 있어서는, 상기 탑 플런저(10)의 타단이 슬리브(20)에 고정되어 있는 구조를 가지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 탑 플런저(10)의 타단은 슬리브(20)의 내측에 연결되어 상하방향으로 동작가능한 구조를 가질 수도 있다.

또한, 도 2의 (a)의 부분확대도로 나타낸 바와 같이, 슬리브(20)의 내부에는 후술하는 절연피막 스프링(40)이 내장되고, 슬리브(20)의 일단은 상기 탑 플런저(10)의 상기 타단과 물리적으로 접촉되고, 슬리브(20)의 타단은 상기 버텀 플런저(30)의 상기 일단과 물리적으로 접촉함으로써, 탑 플런저(10)와 버텀 플런저(30)가 상하이동하는 경우 스프링(40)에 의하여 원래의 위치로 복귀하도록 탄성을 유지하게 된다.

본 발명에 있어서의 특징은, 상기 도체 슬리브(20)의 적어도 한 쪽의 측부에 그의 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍(24)이 형성되고, 또한, 상기 스프링(40)의 표면에는 절연피막이 형성되는 점이다.

상술한 바와 같이, 슬리브(20)는 도체일 뿐 아니라 가장 면적이 넓기 때문에 테스트를 위한 전기 신호가 통전될 때, 고전류로 인하여 가장 열이 많이 발생하는 부품이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 일반 프로브 핀의 통전 전류가 증가되면 발열량에 의한 온도에 있어서의 증가가 발생하며, 슬리브에 발생하는 증가온도를 열해석 시뮬레이션으로 분석하여 결과를 나타내면 도 4와 같다.

통전 전류의 발열 온도는 프로브 핀의 부품 (탑 플런저 → 슬리브 → 버텀 플런저) 마다 온도 차이가 있지만, 본 발명의 목적상 방열용 슬리브의 발열 온도를 기준으로 하였다.

도 4의 시뮬레이션에 있어서, 전력반도체 제조사에서 요구하는 일반적인 프로브핀의 통전 전류는 4.0A 기준이며, 이러한 프로브핀은 0.4 피치용으로 외경 Ø0.26 내지 Ø0.31 범위로 사용이 되며, 본 시뮬레이션에서는 외경 Ø031로 선정하고, 시뮬레이션 결과를 보면 1A 조건하에서는 20.1℃, 2A 조건하에서는 20.5℃ 정도의 발열밖에는 없지만, 전류의 증가에 따라 3A에서는 131.2℃, 4.0A에서는 무려 225.2℃의 발열이 발생함을 확인하였다.

본 발명에 있어서는, 이러한 발열에 대한 대책으로서, 슬리브(20)의 측부에 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍(24)을 형성하고, 이 관통구멍(24)들로부터 열을 방출하도록 하고 있다.

이러한 관통구멍(24)의 갯수 및 규격에는 특별한 제한이 없으며, 슬리브(20)의 도전율 및 발열량을 감안하여 적절한 크기 및 갯수를 설계할 수 있다.

도 2에 나타낸 실시예에 있어서는, 상기와 같은 방열용 관통구멍은 상기 슬리브(20)의 양쪽 측부의 길이방향을 따라서 복수 개 형성된 것으로 도시되어 있지만, 측부의 어느 한쪽의 길이방향을 따라서만 형성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 있어서는, 스프링(40)의 표면에 절연피막을 형성하도록 한다. 상술한 바와 같이, 슬리브(20)에 인가되는 전류가 스프링(40)으로 분산되어 흐르지 않도록 스프링(40)의 표면에 절연피막을 형성함으로써, 슬리브(20)로만 전류가 흐르도록 유도하는 것이다.

본 발명자 등의 실험에 따르면, 동일한 재료 및 규격의 프로브핀을 사용하였을 때, 스프링(20)의 표면에 절연피막을 형성하지 않은 경우에 비하여 절연피막을 형성한 프로브핀의 쪽이 약 1A 이상 높은 전류를 통전하는 것이 가능함을 확인할 수 있었다.

이를 확인하기 위한 2회에 걸친 실험 중, 1차 실험을 위하여는, 스프링(20)의 재질을 스프링강인 SWP-H로 하고 절연피막을 적용한 것(실시예)과, 적용하지 않은 것(비교예)로 하여 각각 5개의 샘플을 제작하였으며, 전류의 증가는 0.1A로부터 시작하여 0.1A → 0.5A → 1.0A → 1.5A → 2.0A → 2.5A 까지는 0.5A 씩 증가하고, 그 이후는 0.1A 단위로 5.0A 까지의 전류를 인가하고, 고전류에 의한 스프링의 파손시 하중 감소가 발생하는 지의 여부를 확인하였다.

실험결과를 도 5에 나타내며, 절연피막을 적용하지 않은 5개의 샘플(비교예) 중에서 가장 빨리 프로브핀의 파손이 발생된 때의 인가전류는 2.9A 였고, 절연피막을 적용한 5개의 샘플(실시예)에 대해서는 인가전류가 3.9A 였을 때 파손이 발생되었다.

한편, 2차 실험은 스프링의 재질을 스테인레스강으로 변경한 경우이며, 상기 1차 실험의 조건하에 동일한 실험을 진행한 결과, 실시예에서 가장 빠른 파손이 발생한 프로브핀에 인가된 전류가 4.3A 임을 확인하였다.

따라서, 2차에 걸친 실험의 결과, 스프링에 대하여 절연피막을 적용한 본 발명의 실시예에 있어서는 비교예에 비하여 약 1A 이상 높은 전류를 인가하는 것이 가능함을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 절연피막의 재질은, 부도체를 형성할 수 있는 것이라면 어떤 재질이든지 제한이 없으며, 대표적인 재질로서는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌: 상품명 "테플론") 및 DLC(Diamond-Like-Carbon)코팅을 들 수 있다.

절연피막 스프링의 코팅방식으로서, 종래에는 패럴린 코팅이 사용되고 있었으며 패럴린 코팅은 화학적 증착방식(PCV, CVD)이다. 이에 대하여, 본 발명의 실시예에 적용되는 스프링 코팅방식은 침적(Dip Coating)방식이며, 전기분해를 이용한 코팅 방식이다.

종래의 패럴린 코팅은 대량생산에 적용할 때 시간이 오래 소요되며 ㎛ 단위의 코팅 두께 조절이 어렵고, 모재와 코팅막과의 밀착력이 떨어지기 때문에 제품 수명에 영향을 준다는 단점을 가진다.

이에 비하여 본 실시예의 침적 코팅방식은, ㎛ 단위의 두께 조절이 가능하며 스프링 코팅후 두께 편차로 인한 스프링 하중에 있어서의 편차를 최소화할 수 있어서 프로브핀의 하중 오차범위에 적용하기가 용이하다는 장점을 가진다. 또한 마찰 계수가 낮아서 코팅의 수명이 길다.

본원발명에 있어서의 절연 피막을 형성한 프로브핀의 마찰계수 검증을 위하여 PTFE의 침적 코팅방식을 적용한 10개의 스테인레스강 스프링에 대하여 1,000회 단위로 10번의 상하동작을 반복 진행하여 10,000회 이후 통전전류 실험을 진행한 결과, 도 6에서 나타낸 바와 같이, 프로브핀의 최저 파손 전류는 4.7A로 절연피막이 벗겨지지 않았다는 실험 결과를 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 실시예에 있어서, 침적 코팅 방식을 적용한 절연피막은, 스테인레스 강 스프링에 대하여 PTFE 절연피막의 경우, 0.2 ㎛ 내지 0.6 ㎛ 의 범위로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

(제 2 실시예)

다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면으로서, 도 3의 (a)는 조립된 상태를 나타내는 도면, 도 3의 (b)는 분해된 상태를 나타내는 도면, 도 3의 (c)는 슬리브의 측면도, 도 3의 (d)는 슬리브의 수평 단면도를 각각 나타낸다.

제 2 실시예에 있어서, 상술한 제 1 실시예와의 차이점은, 슬리브(20)의 측면에 길이방향을 따라서 형성된 복수 개의 방열용 관통구멍(26)의 형상에 있다. 즉, 제 1 실시예에서의 관통구멍(24)의 형상은 원형임에 대하여, 제 2 실시예에 따른 방열용 관통구멍(26)의 장공형으로 되어 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 장공형의 관통구멍(26)이 슬리브(20)의 한 쪽 측면에 길이방향을 따라서 형성되지만, 양 쪽 측면의 길이방향으로 갯수 및 규격을 임의로 형성할 수 있음은 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 자명함을 알 수 있다.

이러한 슬리브의 홀(관통 구멍)의 규격에 대해서, 슬리브에 관통 구멍이 형성되지 않은 종래의 슬리브와, 원형 구멍 또는 장공형 구멍을 형성한 슬리브의 전체 면적 대비 구멍의 면적의 비율에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7의 (a)는 종래의 원통형 슬리브를 펼친 상태를 나타내는 도면으로서, 슬리브의 전체 겉넓이는 3.14314mm² 이다.

도 7의 (b)는 원형 구멍(24)을 14개 가지는 슬리브에 대한 전체 겉넓이를 나타내는 도면으로서, 원형 구멍(24)들의 넓이를 제외한 슬리브의 전체 넓이는 2.9488368mm² 이다.

도 7의 (c)는 장공형형 구멍(26)을 6개 가지는 슬리브에 대한 전체 겉넓이를 나타내는 도면으로서, 원형 구멍(26)들의 넓이를 제외한 슬리브의 전체 넓이는 2.77135mm² 이다.

이러한 상태에서, 종래의 방열구멍을 가지지 않은 슬리브의 전체 면적에 대비하여 원형 구멍(24)을 가지는 슬리브의 면적 감소비율은 6.18%이고, 장공형 구멍(26)을 가지는 슬리브의 면적 감소비율은 11.83% 였다.

시뮬레이션 결과에 따르면, 실제적으로 유의미한 열전달 결과에 따른 실제적인 가공 비율은, 원형 구멍(24) 방열슬리브의 경우 전체 겉면적 7% 이하, 장공형 구멍(26) 방열슬리브의 경우 전체 겉면적 12% 이하인 것이 바람직하였다.

또한, 도 8에서는 겉넓이 면적이 감소된 방열 슬리브의 통전 전류에 따른 열 감소 효과를 열해석 시뮬레이션으로 분석하여 방열효과에 대한 결과를 나타내었다.

시뮬레이션 설정 사항으로 상술한 바와 같이 4.0A의 통전전류가 발생될 때의 슬리브의 온도가 약 230℃ 이며, 이는 탑 플런저의 온도가 300℃의 열이 발생하였을 때 슬리브에 전달되는 온도에 해당한다.

종래의 슬리브 프로브핀(Pin. 1)에 대한 결과값으로 보면, 탑 플런저에서 버텀 플런저로 열발생시 온도의 변화 차이는 106℃이며, 원형구멍 방열 슬리브 프로브핀(Pin. 2)의 온도 차이는 113℃, 장공형 구멍 방열 슬리브 프로브핀(Pin. 3)의 온도 차이는 116℃ 이다.

따라서, 종래의 슬리브 프로브핀과 원형 구멍 또는 장공형 구멍 방열 슬리브 프로브핀을 비교하면 타입의 열전달 온도의 차이는 7~10℃가 발생하여 슬리브 관통 구멍에서 열이 방출되는 것을 확인할 수 있었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 의거하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특징의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경 및 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 해석된다.

10 : 탑 플런저 20 : 슬리브
24 : 방열용 관통구멍 26 : 장공형 방열용 관통구멍
28 : 슬리브(20)의 단부 30 : 버텀 플런저
40 : 스프링

Claims (9)

1. 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀으로서,
   중공형 원통형상의 도체 슬리브;
   일단은 검사 매개체인 디바이스와 접촉하여 연결되며 타단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되는 봉형상의 탑 플런저;
   일단은 상기 슬리브의 내측으로 삽입되고 타단은 검사 매개체인 PCB와 접촉하여 연결되고 상하동작 가능한 버텀 플런저; 및
   일단은 상기 탑 플런저의 상기 타단과 물리적으로 접촉되고, 타단은 상기 버텀 플런저의 상기 일단과 물리적으로 접촉하여 상기 탑 플런저와 상기 버텀 플런저의 사이에서 탄성을 유지하는 스프링;
   을 포함하고,
   상기 도체 슬리브의 적어도 한 쪽 측부에는 길이 방향을 따라서 복수 개의 방열용 관통구멍이 형성되고,
   상기 스프링의 표면에는 절연피막이 형성되고,
   상기 방열용 관통구멍은 원형 구멍 또는 장공형 구멍이고,
   전체 슬리브의 겉면적 대비 상기 원형구멍(24)에 의한 슬리브 전체 겉면적의 감소는 7% 이하, 상기 장공형 구멍(26)에 의한 슬리브 전체 겉면적의 감소는 12% 이하인, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀,
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 절연피막은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 DLC(Diamond-Like-Carbon) 피막인, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 방열용 관통구멍은 상기 슬리브의 양쪽 측부의 길이방향을 따라서 형성되는, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 탑 플런저의 타단은 슬리브에 고정된 구조를 가지거나, 또는 슬리브 내측에 연결되어 상하방향 동작가능한 구조를 가지는, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 슬리브의 상기 타단은 소정 각도로 압착된 단부의 형상을 가져서 상기 버텀 플런저의 상기 일단이 상기 슬리브의 내부에 밀착하여 상하동작을 할 때, 상기 버텀 플런저의 이탈을 방지하는, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링의 절연 피막 코팅방식은 침적(Dip Coating)방식인, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스프링의 절연피막은, 0.2 ㎛ 내지 0.6 ㎛ 의 범위인, 반도체 디바이스 테스트 소켓용 고전류 프로브핀.
   
9. 삭제

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