KR20090059888A - 전선 연결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 테스트 시스템 등에서 사용되는 각종 전선을 연결함에 있어서 구조가 간단하고 집적도 및 내구성이 향상된 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체에 관한 것이다.

본 발명의 전선 연결 장치는 하우징, 상기 하우징에 의해 간격을 두고 지지되는 다수의 포고핀 수납부, 상기 하우징 외부로 돌출된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부에서 신축 가능하도록 탄력 지지되는 신호용 포고핀 및 상기 하우징에 의해 지지된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부 주위에 1개 이상씩 돌출 설치되는 접지핀을 포함하여 이루어진 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터 및 인쇄회로기판으로 이루어지고, 각각의 상기 신호용 포고핀과 전기적으로 접촉되도록 표면 및 이면에 간격을 두고 형성된 신호용 접점부, 각각의 상기 접지핀과 접촉되도록 표면 및 이면에 형성된 접지부 및 각각의 상기 신호용 접점부와 상기 접지부를 전기적으로 절연시키는 절연부를 구비하되, 표면 및 그 직하방에 있는 이면의 상기 신호용 접점부는 전기전도성 관통체에 의해 전기적으로 연결되어 있는 기판체를 포함하여 이루어진다.

반도체, 디바이스, 테스트, 고주파, 임피던스, 다층, 기판, 커넥터

Description

전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체{Electric line Connecting Apparatus and Connector and Circuit Board therein}

본 발명은 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체에 관한 것으로, 특히 반도체 디바이스 테스트 시스템 등에서 사용되는 각종 전선을 연결함에 있어서 구조가 간단하고 집적도 및 내구성이 향상된 전선 연결 장치 및 그 사용되는 커넥터와 기판체에 관한 것이다.

종래 반도체 디바이스 테스트 시스템 등에서 피시험 대상인 반도체 디바이스를 테스트하는 경우에 테스트에 필요한 신호를 생성하는 테스터 제어장치 등과 반도체 디바이스는 예를 들어, 테스트 헤드 등을 매개로 하여 각종 신호의 송수신을 수행한다. 그러나, 최근의 반도체 디바이스의 고성능화에 수반하여 반도체 디바이스의 테스트도 함께 고도화, 예를 들어 고주파수화되는 경향이 있다. 이로 인해 신호를 중계하는 전송로에 있어서의 신호의 열화나 주위에서의 노이즈의 혼입 등이 반도체 디바이스의 테스트를 실시하는데 있어서 장애가 되는 경우가 있다.

이를 감안하여, 특허등록 제599887호에는 신호를 전송하는 복수의 기판 신호선 및 접지된 기판 접지선을 포함하는 기판에 실장되는 커넥터에 있어서, 상기 복 수의 기판 신호선 각각에 대응하여 설치되는 복수의 신호 단자를 포함하며, 상기 각각의 신호 단자는, 선상으로 연장되며 도체로 형성되는 신호 심선; 상기 신호 심선의 축방향으로 연장되며, 상기 신호 심선을 둘러싸도록 상기 신호 심선과 전기적으로 절연된 도체로 형성되는 심선용 쉴드; 상기 신호 심선으로부터 연장하여 형성되며, 상기 신호 심선과 해당 신호 단자에 대응하는 상기 기판 신호선을 접속시키는 신호 전극; 및 상기 심선용 쉴드에서 연장되며, 상기 신호 전극을 사이에 두고 서로 대향하도록 형성되어 상기 심선용 쉴드와 상기 기판 접지선을 각각 접속시키는 복수의 접지 전극을 포함하는 커넥터가 개시되어 있다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 커넥터에 따르면, 암 단자와 수 단자로 이루어진 2가지 형태의 커넥터가 요구되기 때문에 이를 제작하는데 많은 수의 장치가 필요할 뿐만 아니라 그 자체 구조도 복잡하다고 하는 문제점이 있었다.

나아가, 암·수 구조로 결합되기 때문에 그 구조가 정밀해야 할 뿐만 아니라 결합에 소요되는 힘을 적절하게 조절해야 하는 문제점이 있었다.

더욱이, 암·수 구조로 결합되기 때문에 집적도에 많은 제약이 따르고, 내구성도 약하며, 반원형의 형태로 이루어져 있어서 완전 정합이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반도체 디바이스 테스트 시스템 등에서 사용되는 각종 전선을 연결함에 있어서 구조가 간단하고 집적도 및 내구성이 향상된 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전선 연결 장치는 하우징, 상기 하우징에 의해 간격을 두고 지지되는 다수의 포고핀 수납부, 상기 하우징 외부로 돌출된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부에서 신축 가능하도록 탄력 지지되는 신호용 포고핀 및 상기 하우징에 의해 지지된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부 주위에 1개 이상씩 돌출 설치되는 접지핀을 포함하여 이루어진 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터 및 인쇄회로기판으로 이루어지고, 각각의 상기 신호용 포고핀과 전기적으로 접촉되도록 표면 및 이면에 간격을 두고 형성된 신호용 접점부, 각각의 상기 접지핀과 접촉되도록 표면 및 이면에 형성된 접지부 및 각각의 상기 신호용 접점부와 상기 접지부를 전기적으로 절연시키는 절연부를 구비하되, 표면 및 그 직하방에 있는 이면의 상기 신호용 접점부는 전기전도성 관통체에 의해 전기적으로 연결되어 있는 기판체를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 각각의 상기 신호용 포고핀은 동축 케이블의 신호용 심선에 전기적으로 연결되고, 각각의 상기 접지선은 동축 케이블의 접지선에 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터와 상기 기판체에는 상기 신호용 포고핀과 상기 신호용 접점부의 정확한 접촉을 안내하는 위치 정렬 수단이 설치된 것이 바람직한데, 이 경우에 상기 위치 정렬 수단은 상기 기판체의 표면 및 이면의 가장자리에 각각 설치된 적어도 2개의 위치 정렬핀과 상기 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터의 상기 위치 정렬핀과 대응되는 위치에 각각 형성된 위치 정렬공을 포함하여 이루어진다.

더욱이 상기 기판체는 상기 절연부가 상하로 간격을 두고 다층 형성되어 있는 다층 인쇄회로기판으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체에 따르면, 기판체 및 동일한 구조로 이루어진 1쌍의 수 커넥터만이 요구되기 때문에 이를 제작하는데 종래에 비해 적은 수의 장치가 필요할 뿐만 아니라 그 자체 구조도 획기적으로 단순해진다.

나아가, 단순 접촉 구조에 의해 커넥터가 접속되기 때문에 직접도 및 내구성이 향상되고 접지핀이 신호용 포고핀을 사방에서 감싸기 때문에 완전 정합에 유리하다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 전선 연결 장치에서 기판체의 구조를 개략적으로 보인 종단면도, 도 2는 도 1에 도시한 기판체의 평면도, 도 3은 본 발명의 전선 연결 장치에서 커넥터의 구조를 개략적으로 보인 종단면도, 도 4는 도 3에 도시한 커넥터의 평면도, 도 5는 본 발명의 전선 연결 장치의 접속 상태를 보인 종단면도이다.

먼저 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전선 연결 장치는 크게 다수의 신호용 포고핀(230)과 이들 각각의 신호용 포고핀(230) 주위에 설치된 접지핀(240)을 돌출시킨 채로 지지하는 상하 2개의 수 커넥터(200)와 이들 수 커넥터(200)에 마련된 각각의 신호용 포고핀(230)을 전기적으로 연결시키는 인쇄회로기판(이를 간단히 '기판체'라고도 한다)(100)을 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기판체(100)는 그 표면 및 이면의 각각에 대해 다수의 신호용 접점부(122)와 접지부(126)가 배치되어 있는 인터페이스부(120) 및 신호용 접점부(122)와 수 커넥터(200)의 신호용 포고핀(230)의 정확한 접촉을 안내하는 위치 정렬핀(110)을 포함하여 이루어질 수 있다. 전술한 구성에서, 기판체(100)는 예를 들어, 장방형의 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있는데, 이 경우에 위치 정렬핀(110)은 적어도 2개, 예를 들어 대각으로 마주하는 두 모서리 부근에 총 2개가 설치되거나 도 2에 도시한 바와 같이 각 모서리 부근에 총 4개가 설치될 수 있을 것이다. 더욱이 각각의 위치 정렬핀(110)은 수 커넥터(200)를 기판체(100)에 접속하는 과정에서 수 커넥터(200)의 위치 정렬공(후술)과의 사이에 약간의 부정합이 발생하더라도 미끌어져서 정합될 수 있도록 그 단부를 라운딩처리하는 것이 바람직하다.

다음으로, 인터페이스부(120)는 기판체(100)의 위치 정렬핀(110)을 제외한 부분에 배치될 수 있다. 이러한 인터페이스부(120)는 전술한 바와 같이 다수의 신호용 접점부(122)와 이들을 제외한 부분에 형성되는 접지부(126) 및 각각의 신호용 접점부(122)와 접지부(126)를 전기적으로 절연시키는 절연부(124)로 이루어지게 된 다. 여기에서, 신호용 접점부(122)는 기판체(100)의 표면 및 이면에 전후좌우로 간격을 두고 배치되게 되는데, 그 표면에 배치된 신호용 접점부(122)는 기판체(100)를 상하로 관통하도록 배치된 전기전도성 관통체, 예를 들어 금속체에 의해 그 직하방의 기판체(100) 이면에 배치된 신호용 접점부(122)와 전기적으로 연결되어 있다. 결과적으로, 전기전도성 관통체의 양단부가 기판체 표면 및 이면의 신호용 접점부(122)로 기능하게 될 것이다.

한편, 각각의 신호용 접점부(122)는 소정의 직경을 갖는 원형 접점으로 구현될 수 있을 것인바, 이에 따라 각각의 신호용 접점부(122)와 접지부(126)를 전기적으로 절연시키는 절연부(124) 역시 상기 전기전도성 관통체를 소정의 폭으로 에워싸는 환형 통체로 구현되게 될 것이다. 마지막으로 접지부(126)는 상기 전기전도성 관통체가 소정의 임피던스, 예를 들어 신호용 포고핀(230)과 동일하게 50Ω을 유지할 수 있도록 도 1에 도시한 바와 같이 다층 인쇄회로기판을 사용하여 상기 전기전도성 관통체 주위를 적절한 상하 간격, 예를 들어 0.5㎜ 간격으로 동축상으로 에워싸는 것이 바람직하다. 결과적으로, 절연부(126)를 형성하는 환형 통체는 각 층의 접지 패턴에 의해 한정되게 될 것이다.

다음으로, 각각의 수 커넥터(200)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 커넥터 하우징(210) 및 이러한 커넥터 하우징(210)에 의해 지지되는 다수의 신호용 포고핀(230) 및 그 주위에 설치되는 접지핀(240)을 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 커넥터 하우징(210)은, 예를 들어 장방형의 함체로 이루어질 수 있는데, 이러한 커넥터 하우징(210)에는 기판체(100)의 위치 정렬핀(110)의 개수 및 위치에 대응하여 대각으로 마주하는 모서리 부근에 총 2개 또는 도 4에 도시한 바와 같이 각 모서리 부근에 총 4개의 위치 정렬공(215)이 형성되어 수 커넥터(200)와 기판체(100)의 접속시 수 커넥터(200)에 설치된 위치 정렬핀(110)을 수납하게 될 것이다. 그리고 이 경우에 위치 정렬핀(110)과의 사이에서 약간의 부정합이 발생하더라도 미끌어져서 정합될 수 있도록 그 입구 주위를 테이퍼 처리할 수도 있을 것이다.

한편, 다수의 신호용 포고핀(230)은 그 끝단이 동축 케이블(250)의 신호용 심선(미도시)과 연결된 채로 포고핀 수납부(220) 내에서 스프링에 의해 탄력 지지되어 신축되는데, 수 커넥터(200)를 기판체(100)와 접속할 때 기판체(100)의 각각의 신호용 접점부(122)에 접촉하게 된다. 이러한 포고핀(POGO pin)의 구조는 당업계에서는 이미 널리 공지되어 있기에 그 상세한 설명은 생략한다. 다음으로, 접지핀(240)은 각 신호용 포고핀(230) 주위에 1개 이상씩 고정 설치되는데, 이러한 접지핀(240)은 비록 도시하지는 않았으나 해당 동축 케이블(250)의 접지선(미도시)에 전기적으로 연결되게 된다. 본 실시예에서는 각 동축 케이블(250)의 접지선에서 2개의 접지핀(240)이 인출되는데, 이에 따라 각 신호용 포고핀(230)의 전후좌우의 간격을 일정하게 하는 경우에 각 신호용 포고핀(230) 주위를 총 4개의 접지핀(240)이 에워싸게 된다. 신호용 포고핀(230)은 외력의 무인가시, 즉 기판체(100)와 접속되지 않은 상태에서는 그 단부가 접지핀(240)보다 길게 신장되어 있다가 기판체(100)와의 접촉시 기판체(100)에 의한 반작용력으로 수축되어 접지핀(240)과 같은 길이를 유지하게 되는데, 이러한 구조에 의해 수 커넥터(200)와 기판체(100)가 항상 안정적으로 접촉되게 되거, 더욱이 암·수 결합 구조가 아니라 단순 접촉 구조이기 때문에 접속을 위한 힘 조절이 용이해지고 그 내구성도 현저하게 향상되게 된다.

본 발명의 전선 연결 장치 및 그 커넥터와 기판체는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 각각의 신호용 포고핀 주위에 단지 1개의 접지핀만을 사용하거나 이와는 달리 총 4개의 접지핀을 사용할 수도 있을 것이다. 더욱이 위치 정렬핀을 커넥터 하우징에 설치하는 반면에 위치 정렬공을 기판체에 형성할 수도 있을 것이다. 더욱이 각각의 신호용 포고핀의 단부를 반원형으로 하고, 기판체의 신호용 접점부를 신호용 포고핀의 직경보다 큰 직경을 갖도록 오목하게 라운딩처리할 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명의 전선 연결 장치는 반도체 디바이스, 예를 들어 각종 메모리 등을 테스트하는 반도체 디바이스 테스트 시스템에서 반도체 디바이스가 탑재되는 하이픽스 보드와 테스트 헤드 사이의 전기적인 연결을 확립하는데 보다 유용하게 채택될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 전선 연결 장치에서 기판체의 구조를 개략적으로 보인 종단면도,

도 2는 도 1에 도시한 기판체의 평면도,

도 3은 본 발명의 전선 연결 장치에서 커넥터의 구조를 개략적으로 보인 종단면도,

도 4는 도 3에 도시한 커넥터의 평면도,

도 5는 본 발명의 전선 연결 장치의 접속 상태를 보인 종단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 기판체, 110: 위치 정렬핀,

120: 인터페이스부, 122: 신호용 접점부,

124: 절연부, 126: 접지부,

200: 수 커넥터, 210: 커넥터 하우징,

215: 위치 정렬공, 220: 포고핀 수납부,

230: 신호용 포고핀, 240: 접지핀,

250: 동축 케이블

Claims (7)

1. 하우징, 상기 하우징에 의해 간격을 두고 지지되는 다수의 포고핀 수납부, 상기 하우징 외부로 돌출된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부에서 신축 가능하도록 탄력 지지되는 신호용 포고핀 및 상기 하우징에 의해 지지된 채로 각각의 상기 포고핀 수납부 주위에 1개 이상씩 돌출 설치되는 접지핀을 포함하여 이루어진 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터 및

   인쇄회로기판으로 이루어지고, 각각의 상기 신호용 포고핀과 전기적으로 접촉되도록 표면 및 이면에 간격을 두고 형성된 신호용 접점부, 각각의 상기 접지핀과 접촉되도록 표면 및 이면에 형성된 접지부 및 각각의 상기 신호용 접점부와 상기 접지부를 전기적으로 절연시키는 절연부를 구비하되, 표면 및 그 직하방에 있는 이면의 상기 신호용 접점부는 전기전도성 관통체에 의해 전기적으로 연결되어 있는 기판체를 포함하여 이루어진 전선 연결 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 신호용 포고핀은 동축 케이블의 신호용 심선에 전기적으로 연결되고, 각각의 상기 접지선은 동축 케이블의 접지선에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전선 연결 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터와 상기 기판체에는 상기 신호용 포고핀과 상기 신호용 접점부의 정확한 접촉을 안내하는 위치 정렬 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 전선 연결 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 위치 정렬 수단은 상기 기판체의 표면 및 이면의 가장자리에 각각 설치된 적어도 2개의 위치 정렬핀과 상기 1 쌍의 상측 및 하측 수 커넥터의 상기 위치 정렬핀과 대응되는 위치에 각각 형성된 위치 정렬공을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전선 연결 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 기판체는 상기 절연부가 상하로 간격을 두고 다층 형성되어 있는 다층 인쇄회로기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하는 전선 연결 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 전선 연결 장치에 사용되는 수 커넥터.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 전선 연결 장치에 사용되는 기판체.

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