KR200408955Y1 - 개량된 미소피치 콘택터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 접촉단자간의 피치가 미소한 어플리케이션에 사용할 수 있는 미소피치 콘택터(micro-pitch contactor)에 관한 것으로서, 일방향으로 길게 연장된 판 형태의 도전판이 일정 간격을 두고 다수개 겹쳐서 배열된 도전판 배열체와, 상기 도전판 배열체의 실질적인 전체를 덮을 뿐만 아니라, 상기 각 도전판 사이의 간격에도 채워지는 실리콘고무 등의 탄성재료 또는 에폭시 등의 플라스틱재료(충전재)를 포함하여 구성된다. 상기 도전판 배열체를 이루는 각 도전판은 길이방향으로의 일단에 형성되어 전자부품의 단자에 접촉되는 접촉단과, 이 접촉단의 반대단에 형성되어 테스트장비 등에 연결되는 연결단과, 상기 접촉단과 연결단 사이의 중간부로서 두께에 비해 넓은 면적을 갖는 몸체면과, 상기 몸체면에 형성된 적어도 하나 이상의 관통공을 포함한다. 또한 상기 충전재는 상기 각 도전판의 관통공의 내부 공간에도 채워지며, 상기 각 도전판의 접촉단의 끝부분 횡절단면에는 상기 실리콘고무가 덮히지 않는 것을 특징으로 한다.

미소 피치, 실리콘고무, 콘택터, 탄성, 에폭시, 충전재

Description

개량된 미소피치 콘택터{Improved mircro-pitch contactor}

도1은 선등록 미소피치 콘택터의 평면도 및 측단면도.

도2는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터의 기본 구성요소인 도전판.

도3은 본 고안에 따른 미소피치 콘택터의 반제품 상태.

도4는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터를 제조하기 위한 장치의 평면도.

도5는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터를 제조하는 과정 중의 한 과정을 나타내는 개념도.

도6은 도4는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터의 완성된 상태.

도7과 도8은 본 고안에 따른 미소피치 콘택터의 작용상 특징을 설명하기 위한 개념도.

본 고안은 접촉단자간의 피치가 매우 좁은 응용(application)에 사용할 수 있는 미소피치 콘택터(micro-pitch contactor)에 관한 것으로서, 특히, 미소피치 콘택터를 이루는 다수의 도전체의 간격을 종래보다 더욱 미세하면서도 일정하게 유지하면서 다양한 장점을 얻을 수 있도록 개량된 구조의 미소피치 콘택터에 관한 것 이다.

한 전자부품(예를 들어 반도체 리드)과 다른 전자부품(예컨대 테스트 장비)을 전기적으로 연결하는 코넥터나 소켓에는 콘택터(contactor)라는 요소가 필수적으로 포함된다. 일반적으로 콘택터는 탄성이 있는 금속 도전체를 원하는 형태로 가공하여 제작된다. 이는 크게는, 암수 형태로 한 쌍을 제조하여 상호 삽입함으로써 전기적 연결을 하는 방식과, 대략 평평한 패드나 단자 등에 핑거(finger), 니들(needle), 블레이드(blade) 등의 콘택터를 접촉하여 누르는 방식으로 대별된다.

예전에 전자부품의 크기가 크고 개별 부품들이 주로 사용되던 때에는 콘택터를 크게 제작할 수 있었기 때문에 작은 접촉저항 및 접촉신뢰성을 확보할 수 있으며 콘택터의 수명을 충분히 확보할 수 있었으나, 점차 전자부품의 크기가 작아지고 접촉단자 간의 간격(피치)이 축소됨에 따라 콘택터의 크기 및 배열 간격도 줄어들 수 밖에 없어서 접촉저항 및 접촉신뢰성의 확보가 어려워지고 있다.

미소 피치 콘택터에서는 필수적으로, 각 접촉 도체 또는 핀이 좌우로 움직이지 않고 상하로만 미소한 범위 내에서 움직일 수 있도록 해야 하고, 접촉된 후에도 장비의 미세한 진동을 흡수하여 접촉부의 흔들림이 없도록 해야 한다.

이에 본 출원인은 미소피치 콘택터로서, 각 접촉도전체의 간격을 유지하는 재료(에폭시 등의 플라스틱 재료) 또는 배열된 접촉도전체에 탄성력을 부여하는 역할을 하는 탄성재료(실리콘고무 등)를 이용하여 미소 피치로 배열된 접촉도전체를 고정하는 것을 요지로 하는 실용신안을 출원하여 등록받은 바 있다.

도1을 참조하여 선등록 고안의 구성과 작용에 대해 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 출원인이 선등록한 실용신안 고안에 따른 콘택터 구조의 평면 및 측단면을 나타낸다. 접촉도전체(20)가 길게 형성되어 있으며 이들이 소정 간격을 두고 다수 배열되어 있다. 접촉도전체(20)의 말단부는 반도체소자의 리드단자나 PCB의 패드에 접촉되는 접촉단을 이루고 있다(22). 상기 접촉도전체(20)는 Be-Cu, Be-Ni, 인청동, 스테인리스 등의 도전성 금속을 식각 또는 판금가공하여 제작하고, 상기 접촉단(22)에는 금 또는 은을 도금하여 접촉저항을 줄이고 내마모성을 향상시킨다. 상기 접촉도전체(20)의 접촉단(22)으로부터 소정 길이까지는 실리콘고무(24)가 덮여 있다. 실리콘고무(24)는 상기 모든 접촉도전체(20)를 덮도록 도포되며, 각 접촉도전체(20)는 서로 이 실리콘고무(24)에 의해서 탄성적으로 절연된다.

그러나 도1과 같은 미소피치 콘택터의 경우에는 그 구조상, 접촉도전체(20)를 나란히 동평면상에 배열시킨 상태에서 실리콘고무를 씌워서 동일한 간격을 유지하기가 매우 어렵다. 제조 과정 중에도 액상 실리콘고무의 점성에 의해서 각 접촉도전체(20)의 평면상 배열상태가 흐트러지게 되며 각 접촉도전체(20) 사이의 간격이 일정하게 유지되기가 쉽지 않은 단점이 존재한다.

특히 이러한 문제 때문에 접촉도전체(20) 사이의 간격을 일정치 이하로는 줄일 수가 없게 되어 극미소 피치의 실현에 장애가 될 뿐만 아니라 각 도전체(20) 사이의 간격이 넓음에 따라 이 사이에 이물질이 들어가게 되어 간격이 벌어지거나 절연성이 저하될 수 있다.

이에, 본 고안자는 상기 선등록 고안의 단점을 개선하기 위하여, 각 도전체 사이의 간격을 일정하게 유지할 뿐만 아니라 동평면을 유지하면서도 각 도전체 사이에 실리콘고무나 에폭시 등의 충전재가 균일하게 채워질 수 있는 구조를 갖는 미소피치 콘택터를 고안하였다.

본 고안에 따른 미소피치 콘택터는, 일방향으로 길게 연장된 판 형태의 도전판이 일정 간격을 두고 다수개 겹쳐서 배열된 도전판 배열체와, 상기 도전판 배열체의 실질적인 전체를 덮을 뿐만 아니라, 상기 각 도전판 사이의 간격에도 채워지는 충전재(실리콘고무 등의 탄성재료 또는 에폭시 등의 플라스틱재료)를 포함하여 구성된다.

상기 도전판 배열체를 이루는 각 도전판은 길이방향으로의 일단에 형성되어 전자부품의 단자에 접촉되는 접촉단과, 이 접촉단의 반대단에 형성되어 테스트장비 등에 연결되는 연결단과, 상기 접촉단과 연결단 사이의 중간부로서 두께에 비해 넓은 면적을 갖는 몸체면과, 상기 몸체면에 형성된 적어도 하나 이상의 관통공을 포함한다. 또한 상기 충전재는 상기 각 도전판의 관통공의 내부 공간에도 채워지며, 상기 각 도전판의 접촉단의 끝부분 횡절단면에는 상기 충전재가 덮히지 않는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 특징으로서, 상기 충전재로서 실리콘고무를 사용할 경우에는 상기 각 도전판의 연결단이 노출되도록 덮혀질 수도 있다. 또한, 상기 각 도전판의 상기 접촉단의 횡절단면은 실리콘고무보다 소정 길이 돌출될 수 있다.

상기 도전체는 Be-Cu, Be-Ni, 인청동, 스테인리스 등의 도전체중 하나로부터 선택될 수 있으며, 부도체 재료에 전기적 통전이 되도록 도전성 물질로 코팅 또는 도금을 할 수도 있다. 또한, 상기 접촉단에는 귀금속류인 금, 백금 또는 팔라듐 등으로 도금을 할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 고안의 일실시예에 대해서 설명한다.

도2는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터 구조의 기본 구성요소인 도전체(100)를 나타낸다. 그 형태를 보면, 전체적으로 길게 연장된 얇은 판 형태로 되어 있다. 판 형태의 도전판(100)의 일단은 반도체 리드나 PCB 패드 등의 전자부품에 접촉되는 접촉단(102)을 이루고 있고, 이 접촉단(102)의 반대단은 테스트장비에 연결되는 연결단(104)을 이루고 있다. 그리고 도전체(100)의 중간부 몸체는 두께에 비해 넓은 폭을 갖는 몸체면(105)을 이루고 있는데 이 몸체면(105)에는 적어도 하나 이상의 관통공(106)이 형성되어 있다.

상기 도전체(100)의 재질은 도전용으로 통상 사용되는 Be-Cu, Be-Ni, 인청동, 스테인리스 등의 도전체로 가공할 수 있으며, 부도체 재료에 전기적 통전이 되도록 도전성 물질로 코팅 또는 도금을 할 수도 있다. 또한, 상기 접촉단(102)은 직접적으로 전자부품의 단자에 접촉하는 부분이기 때문에 이 접촉단에는 귀금속류인 금, 백금 또는 팔라듐 등으로 도금을 하는 것이 바람직하다.

도2에서 도시한 도전판(100)의 전체 형태와 접촉단(102) 및 연결단(104)의 형태는 임의적인 것으로서, 본 고안에 따른 미소피치 콘택터가 사용되는 용도 및 그 주변 요소의 형태 등에 따라 당업자가 임의로 설계가능한 것이다.

도3은 도2에 나타낸 도전판(100)을 다수개 겹쳐서 배열한 형태를 나타낸다. 도3에 나타낸 형태는 본 고안에 따른 미소피치 콘택터의 최종 상태를 나타내는 것은 아니고 그 반제품 상태를 나타낸다. 본 고안의 최종 상태는 도6에 나타내었으며 추후에 설명한다.

도3에서, 다수의 도전판(100)이 그 측면끼리 배열되어 있음을 알 수 있다. 도3에서 명확하게 표현되지는 않았지만 각 도전판(100)끼리는 그 사이에 일정한 간격을 두고 배열된다. 도3에서 명백하게, 관통공(106)은 맨 앞쪽의 도전판으로부터 맨 뒤쪽의 도전판까지 전체적으로 연결되어 관통된다. 도3과 같이 다수의 도전판(100)이 미세한 간격을 두고 나란히 배열됨에 따라, 각 접촉단(102)이 미소피치 콘택터 역할을 하게 되는 것이다.

도4는 상기 도3과 같이 도전판(100)을 미소 간격을 두고 배열하기 위한 수단을 나타낸다. 도3과 같이 도전판을 배열하여서 각 접촉단(102)이 미소피치 콘택터가 되는 것이기 때문에, 각 도전판의 간격은 이 미소피치 콘택터가 사용될 제품이 요구하는 간격과 그 허용오차 범위 내에서 유지가 되어야 함은 물론, 그 간격 자체도 매우 좁다(수십 미크론). 이를 위해 도4에서와 같이 배열틀(108)을 제작하였다. 배열틀(108)은 기본적으로 다수의 도전판(100)을 나란히 삽입하여 측면으로 배열하도록 하기 위한 것이다. 도4에서 배열틀(108)은 전체적으로 상측벽, 하측벽, 우측벽, 좌측벽으로 이루어지는 사각의 상자형태로 형성되며(이는 제조 형태에 따라서 변형될 수 있다. 본 고안에서 상기 배열틀은 본 고안에 따른 콘택터의 제조시에만 사용되는 것으로서 제조가 완료되어 실제 제품에 적용될 때에는 제거된다), 그 상 측벽과 하측벽의 내면에는 도전판(100)의 접촉단(102)과 연결단(104)이 끼워지는 오목부(110)가 배열 형성되어 있다. 오목부(110)와 오목부(110) 사이에는 도전판(100) 간에 사이를 띄우기 위하여 볼록부(112)가 형성된다. 실제로 상기 볼록부(112)는 배열틀(108)의 내면에 오목부(110)를 일정 간격으로 형성함에 따라 자연히 형성된 것이지만 설명의 편의상 볼록부(112)로 설명하기로 한다.

도4를 보면 배열틀(108)의 상하 내면에 형성된 오목부(110)에 도전판(100)이 끼워져서 배열되어 있음을 알 수 있다. 또한 도전판(100) 사이가 소정의 간격(101)을 두고 배열되어 있음을 볼 수 있다. 도4와 같은 배열틀(108)을 사용함으로써 도3과 같이 도전판(100)을 배열할 때에 각 도전판 사이에 미소한 간격을 유지하면서 배열할 수 있다.

도5는 도4와 같이 배열틀(108)에 다수의 도전판(100)을 배열해 놓은 상태에서 디스펜서(114)에 의해 액상 실리콘고무(116)를 도전판(100) 배열체 위에 가한다. 액상 실리콘고무(116)는 액체 성질을 갖기 때문에 배열된 도전판(100) 사이사이의 간격에 침투하여 채우게 되고, 또한 점액질이기 때문에 표면응집력이 강해서 도전판(100)의 몸체면(105)에 형성되어 있는 관통공(106)에서는 서로 응집되어 관통공이 관통된 길이 전체에 걸쳐서 채워지게 된다. 액상 실리콘고무(116)가 서로 응집되더라도 도전판(100)은 배열틀(108)의 오목부(110)에 의해 위치가 유지되기 때문에 도전판 사이의 간격은 항상 일정하게 유지된다.

상기와는 다른 방안으로서, 상기의 액상 실리콘고무 대신에 에폭시 등의 플라스틱 재료를 사용하여 도전판 사이의 간격을 소정 간격으로 유지되도록 한 상태 에서 응고시킨 후에, 콘텍터로 사용되는 양 끝단을 강한 산 물질로 부식시키거나 태워서 금속 부분이 노출되도록 플라스틱 재료를 제거할 수도 있다. 이 경우에, 플라스틱 재료가 제거되어 노출된 금속 부분은 제품과의 전기적인 접촉을 유지시키는 접촉부가 되므로, 텐션이 이루어지는 부분까지에 있는 플라스틱 재료를 부식시키거나 태워서 제거한 부분에는 위에서 설명한 것과 같은 액상 실리콘 또는 다른 유동성 고체 재료로 채운다(물론, 제품의 구조에 따라서는 채우지 않고 놓아둘 수도 있다).

이렇게 도5에서와 같이 에폭시 등의 플라스틱재료 또는 액상 실리콘고무를 도포한 후에 이를 경화시키고 상부면을 평탄하게 후가공하면 도6에서와 같은 미소피치 콘택터(200)가 완성된다. 도6에서 보는 바와 같이 접촉단(102)이 소정 간격으로 배열되며, 배열된 접촉단(102)의 주위 및 그 사이사이에 경화된 실리콘고무 또는 에폭시 등의 플라스틱 재료(118)(이하, "충전재"라 함)가 채워져 있다.

도6의 아래에 표시된 그림은 위의 그림에 원으로 표시된 부분(A)의 상세도이다. 여기서 볼 때, 접촉단(102)의 끝단의 횡절단면(103)은, 충전재(118)로서 실리콘고무를 사용한 경우에는, 그 끝단의 측면(109)보다 돌출될 수도 있지만, 실제로는 양자가 동일 평면이어도 무방하다. 왜냐하면, 충전재(118)로서의 실리콘고무가 탄성을 갖고 있기 때문에 접촉단(102)이 전자부품에 비스듬히 접촉하게 되면 실리콘고무가 눌리면서 접촉단(102)이 노출되어 전자부품에 접촉될 수 있기 때문이다.

이 부분은 도7과 도8에 상세히 표현하였다. 도7에서와 같이, 본 고안의 콘택터를 전자부품(가령, PCB상의 패드(120))에 접촉시킬 경우에, 수평면에 대해 소정 의 각도로 접촉단(102)이 기울어져서 패드(120)에 접촉시키면, 도7에서와 같이 패드(120)에 접촉단(102)이 접촉하기 전에 충전재(118)로서의 실리콘고무의 모서리 부분이 먼저 접촉한다. 이 상태에서 접촉단(102)이 아래로 더 압력을 받게 되면, 도8에서와 같이 패드(120)에 접촉단(102)의 횡절단면(103)이 접촉하기 전에 먼저 닿은 실리콘고무의 모서리 부분이 눌리게 되고 그 상태에서 접촉단(102)이 패드(120)에 접촉될 것이다. 이와 같이 접촉단(102)의 끝과 실리콘고무의 끝이 동일 평면상에 있게 되면, 접촉단(102)대 패드(120)의 "금속대 금속 접촉" 이외에 실리콘고무에 의한 접촉이 추가되어 "금속대 고무의 접촉"이 함께 이루어지게 되므로 패드(120) 표면에서 접촉단(102)이 횡방향으로 미끄러지는 일이 방지되며, 장비가 흔들리더라도 실리콘고무의 탄성에 의해서 흔들림이 흡수되므로 접촉 상태가 더욱 더 공고해지는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 접촉부위에서의 실리콘고무의 형태는 콘택터가 접촉하기 위하여 눌릴 때 고무의 팽창량이 콘택터의 피치 변형이 되지 않는 범위 내에 맞도록 그 형태와 실리콘 고무의 면적이 변경될 수 있으며, 또한 이는 제품이 요구하는 조건에 따라서 변경될 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 미소피치 콘택터에 있어서는, 제품으로부터의 오염물질이 콘택 핀과 핀 사이에 끼어서 컨텍터로서의 기능이 상실되거나 부적합해 지는데, 충전재(118)가 콘택 핀과 핀 사이에 형성되어 있으므로 이물질이 핀과 핀 사이에 침투되지 않으며 별도의 세척용 테이프 등을 사용함으로써 쉽게 제거되므로, 종래의 미소피치 콘택터의 결함을 혁신적으로 해결하여 품질 및 수명, 단가, 납기 등을 향상시킬 수 있다.

지금까지 구체적인 실시예를 통해 본 고안의 기술사상에 대해 설명하였다. 그러나 본 고안의 기술은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 고안의 기술적 범위는 첨부한 등록청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면, 충전재(실리콘고무 등의 탄성재료나 에폭시 등의 플라스틱 재료)에 의해서 인접한 도전체의 간격을 일정하게 유지하도록 각 도전체를 고정할 뿐만 아니라, 접촉단이 전자부품에 접촉될 때에 도전체가 횡방향으로 움직이는 것을 최소화하여 항상 일정한 피치 간격을 유지하도록 하고, 접촉시에 장비 등의 외부에서 발생하는 진동이 접촉부에 주는 영향을 최소화하여 접촉상태를 안정하게 해주는 역할을 하는 미소피치 콘택터의 장점은 물론, 충전재가 배열틀에 배열된 도전체 사이의 간격에 침투되고 도전체 몸체에 형성된 관통공을 서로 연결하게 됨으로써 각 도전체 사이의 간격이 일정하게 유지되기 때문에, 도전체 사이의 간격이 기존의 것에 비해 대폭 감소하게 되고 그에 따라 현재의 미소피치 추세 기술에 적극 대응할 수 있다.

Claims (7)

1. 일방향으로 길게 연장된 판 형태의 도전판이 소정의 간격을 두고 다수개 겹쳐서 배열된 도전판 배열체와,

   상기 도전판 배열체의 실질적인 전체를 덮을 뿐만 아니라, 상기 각 도전판 사이의 간격에도 채워지는 충전재를 포함하되,

   상기 도전판 배열체를 이루는 각 도전판은

   길이방향으로의 일단에 형성되어 전자부품의 단자에 접촉되는 접촉단과, 이 접촉단의 반대단에 형성되어 테스트장비 등에 연결되는 연결단과, 상기 접촉단과 연결단 사이의 중간부로서 두께에 비해 넓은 면적을 갖는 몸체면을 포함하고,

   상기 각 도전판의 접촉단의 끝부분 횡절단면에는 상기 충전재가 덮히지 않는 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
2. 제1항에 있어서, 상기 충전재는 상기 각 도전판의 연결단이 노출되도록 덮히는 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉단의 횡절단면은 충전재보다 소정 길이 돌출되는 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
4. 제1항에 있어서, 상기 도전체는

   Be-Cu, Be-Ni, 인청동, 스테인리스 중 하나로 제작되거나

   부도체에 전기적 통전이 되도록 도전성 물질로 코팅 또는 도금을 하여 제작되는 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
5. 제1항에 있어서, 상기 접촉단은 금, 백금, 팔라듐 도금층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
6. 제1항~제5항 중 한 항에 있어서, 상기 충전재는 실리콘고무인 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.
7. 제1항~제5항 중 한 항에 있어서, 상기 충전재는 에폭시 등의 플라스틱 재료인 것을 특징으로 하는, 미소피치 콘택터.

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