KR20100022720A - 이중 스프링 및 그를 포함한 테스트 소켓 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩의 리드단자와 테스트장비의 테스트단자를 전기적으로 연결하기 위한 테스트 소켓에 이용되는 이중 스프링으로서, 전도성을 가진 제1 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 제1 강선이 접촉하여 감겨진 제1 밀착부와 제1 강선이 이격하여 감겨진 제1 탄성부를 포함하는 제1 스프링; 및 전도성을 가진 제2 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 제2 강선이 접촉하여 감겨진 제2 밀착부와 제2 강선이 이격하여 감겨진 제2 탄성부를 포함하는 제2 스프링;을 포함하며, 제1 스프링은 제2 스프링의 내부로 삽입되어 형성된 것을 특징으로 하는 이중 스프링 및 상기 이중 스프링을 포함하는 테스트 소켓에 관한 것이다.
본 발명에 의한 이중 스프링은 인덕턴스를 감소시켜 신호 전달 특성을 개선하고, 원하는 길이로 형성될 수 있으므로 간단하게 테스트 소켓의 높이 조절을 가능하게 하며, 제작 비용이 매우 저렴하고 내구성이 좋아 적용 분야가 다양하다.
이중 스프링, 테스트 소켓, 하우징, 접촉 시트, 탄성부, 밀착부, 볼록부,

Description

이중 스프링 및 그를 포함한 테스트 소켓{Dual Spring Structure and Test Socket Comprising Thereof}
본 발명은 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 전달 특성이 개선되고 간단하게 높이 조절이 가능하며 제작 비용이 저렴하며 내구성이 좋은 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓에 관한 것이다.
집적회로(IC) 등 반도체 칩(semi-conductor chip)의 제조공정이 끝나면 그 제조된 반도체 칩의 전기적 성능 및 불량 여부 등을 테스트한다. 반도체 칩 테스트 시 테스트장비와 반도체 칩 사이에는 일반적으로 테스트 소켓(test socket)이 마련되어 테스트 장비의 테스트단자와 반도체 칩의 리드단자를 서로 전기적으로 연결된다. 이후 테스트 장비의 테스트단자로부터 테스트 소켓 등을 통하여 반도체 칩의 리드단자로 전류를 흘려보내고, 각 리드단자로부터 출력되는 신호를 분석하여 반도체 칩의 이상 유무를 판별한다.
종래기술에 따른 테스트 소켓은 도 1에 도시한 바와 같이 테스트 장비(60) 위에 탑재되며, 용수철 핀(30)과 그 용수철 핀(30)을 지지하는 하우징(10)으로 이 루어진다. 한편, 용수철 핀(30) 대신에 일명 포고 핀(pogo pin, 미도시)이 이용될 수도 있다.
하우징(10)에는 테스트 장비(60)의 테스트단자(70)와 반도체 칩(40)의 리드단자(50)에 대응되는 위치에 각각 관통공(20)들이 형성되어 있으며, 각각의 관통공(20)에는 용수철 핀(30)이 마련되어 테스트단자(22)와 리드단자(12)를 전기적으로 연결한다.
종래의 용수철 핀(30)은 금속 강선을 나선 형태로 감아서 형성한다. 따라서, 반도체 칩 테스트 시 용수철 핀(30)은 코일과 같은 역할을 하게 되어 인덕턴스(inductance)를 가지며, 그에 따라 용수철 핀(30)에서의 신호 전달 특성이 나빠지는 문제점이 있다. 또한 테스트 소켓의 높이가 높아져 용수철 핀(30)의 길이가 길어지면, 그 용수철 핀(30)의 형상이 유지되기가 힘든 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성이 좋고, 제작 비용이 저렴하고, 개선된 전기 전달 특성을 가지며, 원하는 높이로 제작될 수 있는 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 반도체 칩의 리드단자와 테스트장비의 테스트단자를 전기적으로 연결하기 위한 테스트 소켓에 이용되는 이중 스프링으로서, 전도성을 가진 제1 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 제1 강선이 접촉하여 감겨진 제1 밀착부와 제1 강선이 이격하여 감겨진 제1 탄성부를 포함하는 제1 스프링; 및 전도성을 가진 제2 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 제2 강선이 접촉하여 감겨진 제2 밀착부와 제2 강선이 이격하여 감겨진 제2 탄성부를 포함하는 제2 스프링;을 포함하며, 제1 스프링이 제2 스프링의 내부로 삽입되어 형성된 이중 스프링을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 제1 탄성부는 제2 밀착부와 마주보도록 형성될 수 있다.
바람직하게는, 제1 스프링의 길이는 제2 스프링의 길이보다 길게 형성될 수 있거나, 또는 제1 밀착부는 그 일부가 타부보다 큰 직경을 가지도록 형성된 볼록부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 스프링 및 제2 스프링 중의 적어도 하나는 그 표면에 니 켈, 철, 구리, 금 및 은 중에서 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 도금층을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 스프링 및 제2 스프링은 서로 상이한 방향으로 나선 형태로 감겨질 수 있거나, 또는 제1 스프링 및 제2 스프링은 그 상단 또는 하단 부분에서 서로 솔더링 접합될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 반도체 칩의 리드단자와 테스트장비의 테스트단자를 전기적으로 연결하는데 이용되며, 리드단자 및 테스트단자와 접촉하는 이중 스프링; 및 리드단자와 대응되는 위치에 상하 방향으로 다수의 관통공이 형성되며, 관통공에 삽입되어 각각 배치되는 이중 스프링을 지지하는 하우징;을 포함하는 테스트 소켓을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 제2 스프링은 그 외주면에 하우징 외부로 이탈하지 않도록 이탈 방지 수단을 더 포함할 수 있으며, 하우징은 이중 스프링이 하우징 외부로 이탈되지 않도록 관통공 내주면에 걸림부가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 테스트 소켓은 테스트 소켓과 반도체 칩 사이 또는 테스트 소켓과 반도체장비 사이에 배치되는 접촉시트를 더 포함할 수 있고, 접촉시트는 상기 이중 스프링과 접촉되는 전도 패드; 및 이중 스프링과 대응되는 위치에 전도패드가 배열되도록 전도패드를 지지하는 절연 필름을 포함할 수 있으며, 전도패드와 이중 스프링은 서로 솔더링 접합될 수 있다.
바람직하게는, 전도 패드는 리드단자 또는 테스트단자와 접촉하는 부분의 표면에 다이아몬드 입자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이중 스프링은, 반도체 칩 테스트 시 2개의 스프링에 존재하는 밀착부를 통해 전기 신호가 전달됨으로써 신호 전달 특성이 개선되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 이중 스프링은, 원하는 길이로 제작된 스프링을 이용하여 간단히 테스트 소켓의 높이 조절을 가능하게 하고, 2개의 스프링에 도금만을 해서 형성하기 때문에 그 제작 비용이 매우 저렴하여 적용 분야가 다양하며, 2개의 스프링이 반도체 테스트 시 가해지는 압력을 각각 분산하기 때문에 각 스프링의 내구성이 증대되는 효과가 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 이중 스프링(100)은 반도체 칩(40)의 리드단자(50)와 테스트장비(60)의 테스트단자(70)를 전기적으로 연결하기 위한 테스트 소켓에 이용되며, 반도체 칩(40)의 리드단자(50) 및 테스트장비(60)의 테스트단자(70)와 접촉되어 반도체 칩(40)의 테스트를 가능하게 한다. 이중 스프링(100)은 탄성 및 전기 전도성을 가지며, 후술할 테스트 소켓(200)의 하우징(200)에 형성된 다수의 관통공(210)에 각각 삽입되어 배치된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이중 스프링(100)은 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)을 포함하며, 제1 스프링(110)은 제2 스프링(120)의 내부로 삽입된다.
이중 스프링(100)에 포함되는 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 전기 전도성 및 탄성이 우수한 철, 니켈 등의 금속 강선 또는 다양한 금속 합금으로 이루어진 합금 강선으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링을 상세히 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이중 스프링(100)은 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)을 포함하며, 제1 스프링(110)은 제2 스프링(120)의 내부로 삽입되도록 형성된다.
탄성 및 전기 전도성을 위해 제1 및 제2 스프링(110, 120)은 복원력을 가지는 철사형의 가는 금속 강선 또는 합금 강선으로 형성되며, 상기 금속 강선 또는 합금 강선이 어느 일 방향으로 나선형태로 감겨 형성된다. 또한, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 내부로 삽입될 수 있도록 제1 스프링(110)의 외주 직경(a1)은 제2 스프링(120)의 내주 직경(b1)보다 작게 형성되며, 이중 스프링(100)이 하우징의 관통공(210)에 삽입될 수 있도록 제2 스프링(110)의 외주 직경은 관통공(210)의 내주 직경보다 작게 형성된다.
제1 스프링(110)은 제1 밀착부(114)와 제1 탄성부(112)를 포함한다.
제1 밀착부(114)는 제1 강선이 접촉하여 감겨진 부분으로서, 감겨진 제1 강선, 즉 제1 강선의 권선 간에 서로 간격이 없도록 서로 접촉되어 감겨진 부분을 의 미한다. 권선 간에 간격이 있도록 감긴 경우에는, 인덕턴스(inductance)가 생기게 된다. 그러나 권선 간에 간격이 없도록 촘촘히 감긴 경우, 즉 권선이 서로 접촉하도록 감긴 경우, 전류가 권선의 접점을 따라 흐르게 되어 제1 밀착부(114)는 인덕턴스를 가지지 않는다. 다만, 제1 밀착부(114)는 압축력이 작용하는 경우 탄성을 가지지 않는다.
제1 탄성부(112)는 제1 강선이 이격하여 감겨진 부분으로서, 권선 간에 서로 소정의 간격을 가지도록 감겨진 부분을 의미한다. 제1 탄성부(112)에서 전류는 원형으로 흐르므로, 제1 탄성부는 인덕턴스를 가지며 압축력이 작용하여 압축되는 경우 탄성 또한 가진다.
한편, 제1 탄성부(112)의 길이(a4)는 제1 스프링(110)의 전체 길이(a2)의 반(50%)보다 작은 것이 바람직하며, 제1 밀착부(114)의 길이(a2-a4)는 제1 탄성부의 길이(a4)보다 긴 것이 바람직하다.
제1 스프링(110)은 스프링의 상단, 중단, 및 하단 전체에 걸쳐 직경이 동일하게 형성되는 것이 바람직하지만, 도 3처럼 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)으로 쉽게 삽입될 수 있도록 반도체 칩(40)의 리드단자(50) 및 테스트 장비(60)의 테스트단자(70)와 접촉하는 제1 스프링(110)의 상단부 및/또는 하단부의 직경이 제1 스프링(110)의 중단부의 직경(a1)보다 작아지도록 형성될 수도 있는 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제2 스프링(120)은 제2 밀착부(124)와 제2 탄성부(122)를 포함한다.
제2 밀착부(124)는 제2 강선이 접촉하여 감겨진 부분으로서 제2 강선의 권선 간에 서로 간격이 없도록 제2 강선이 서로 접촉되어 감겨진 부분이며, 제2 탄성부(122)는 제2 강선이 이격하여 감겨진 부분으로서 권선 간에 소정의 간격이 형성되도록 제2 강선이 감겨진 부분이다.
제2 스프링(120)은 스프링의 상단, 중단, 및 하단 전체에 걸쳐 직경이 동일하게 형성된 것이 바람직하다. 제2 밀착부(124) 및 제2 탄성부(122)는 상기에서 설명한 제1 스프링(110)의 제1 밀착부(114) 및 제1 탄성부(112)와 그 구조 및 기능이 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)에 이용되는 금속 강선, 즉 제1 강선 및 제2 강선은 그 강선의 굵기가 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 내부로 삽입되고, 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 전기전도성을 가지고, 압축되는 경우 탄성을 제공하면 된다.
제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 내부에 삽입되었을 때, 제1 탄성부(112)는 제2 밀착부(1240)와 마주보도록 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 밀착부(114)는 제1 스프링(110)의 하단부에 형성되며, 제1 탄성부(112)는 제1 스프링(110)의 상단부에 형성된다. 한편, 제2 밀착부(124)는 제2 스프링(120)의 상단부에 형성되며, 제2 탄성부(122)는 제2 스프링(120)의 하단부에 형성된다. 제1 스프링(110)을 제2 스프링(120)의 내부로 삽입하였을 때, 제1 탄성부(112)는 제2 밀착부(124)와 마주보고 제1 밀착부(114)는 제2 탄성부(122)와 마주보도록 이중 스프링(100)이 형성된다.
제1 탄성부(112) 및 제2 탄성부(122)는 각각 제1 스프링(110)의 전체 길 이(a2) 및 제2 스프링(120)의 전체 길이(a1)의 50%에 해당하는 길이보다 작은 것이 바람직하다. 따라서, 이중 스프링(100)의 중간 부분에서는 제1 밀착부(114)는 제2 밀착부(124)와 마주보도록 형성될 수 있다.
이중 스프링(100)의 중간 부분에서 제1 밀착부(114)와 제2 밀착부(124)가 마주보는 경우, 이중 스프링(100)에 압축력이 작용하여 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)이 수축되면, 제1 스프링(110)이 옆으로 휘게 되어 제1 밀착부(114)가 제2 밀착부(124)와 접촉하게 된다.
한편, 제1 스프링(110)에서 제1 밀착부(114)는 제1 스프링(110)의 상부에 위치하고 제1 탄성부(112)는 제1 스프링(110)의 하부에 위치할 수도 있다. 이런 경우에는, 제2 스프링(120)에서 제2 밀착부(124)는 제2 스프링(120)의 하부에 위치하고 제2 탄성부(122)는 제2 스프링(120)의 상부에 위치하게 된다.
다시 도 2로 되돌아가 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 제1 스프링(110)의 제1 탄성부(112)는 제2 스프링의 제2 밀착부(124)와 마주보고, 제1 스프링(110)의 제1 밀착부(114)는 제2 스프링(120)의 제2 탄성부(122)와 마주보며, 이중 스프링(100)의 중간 부분에서는 제1 스프링(110)의 제1 밀착부(114)와 제2 스프링(120)의 제2 밀착부(124)가 서로 마주보도록 형성된다.
본 발명에 따른 이중 스프링(100)은 제1 스프링(110)의 길이가 제2 스프링(120)의 길이보다 더 길게 형성될 수 있다. 후술하겠지만, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)보다 길면, 반도체 칩 테스트로 인해 이중 스프링(100)이 가압될 때 이중 스프링(100)의 중간 부분에서 제1 밀착부(114)와 제2 밀착부(124)가 서로 접촉하게 되어 전기신호 전달특성이 개선된다.
또한, 이중 스프링(100)의 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 그 상단 부분 및/또는 하단 부분에서 서로 솔더링 접합될 수 있다. 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)이 솔더링 접합됨으로써, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 외부로 이탈되는 것이 방지되고, 이중 스프링(100)이 리드단자(50) 및 테스트단자(70)와 접촉하는 부분에서 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120) 간의 전기적 접촉 특성이 개선된다.
또한, 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 서로 상이한 방향으로 나선 형태로 감겨 형성될 수 있다. 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)이 상이한 방향으로 형성되는 경우 인덕턴스를 상쇄시켜 신호 전달 특성이 개선되며, 반도체 칩 테스트 시 가해지는 압력을 서로 상이한 방향으로 분산시키게 되어 이중 스프링(100)의 내구성이 개선되므로 이중 스프링(100)의 형상이 오래도록 유지될 수 있다.
또한, 제1 스프링(110) 또는 제2 스프링(120)은 표면에 니켈, 철, 구리, 금 및 은 중에서 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 도금층을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스프링(110, 120)의 표면에는 구리, 금의 순서대로 도금되는 것이 바람직하며, 금 이외에 은 등의 다양한 금속이 도금소재로 사용될 수 있음은 물론이다. 제1 스프링(110) 또는 제2 스프링(120)의 표면을 전기전도성이 우수한 금속으로 도금함으로써, 신호 전달 특성이 개선된다.
또한, 제2 스프링(120)은 그 외주면에 제2 스프링(120)이 하우징(200)의 관 통공(210) 외부로 이탈하는 것을 방지하는 이탈 방지 수단(126)을 더 포함할 수 있다.
이탈 방지 수단(126)은 제2 스프링(120)의 외주면에 위치하며, 제2 스프링(120)의 길이 방향에 수직한 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이탈 방지 수단(126)은 제2 밀착부(124)의 외주면(이중 스프링의 중간 부분의 외주면)에 고리 형상 또는 도우넛 형상의 금속 또는 합금이 솔더링되거나, 제2 밀착부(124)의 외주면(이중 스프링의 중간 부분의 외주면)에 금속 또는 합금 소재의 돌출부 또는 돌기가 솔더링됨으로써 형성될 수 있다.
이탈 방지 수단(126)의 형상은 상기 형상에 한정되지 않고, 후술할 하우징(200)내 관통공(210)의 걸림부(220)에 걸려 이중 스프링(100)이 이탈되지 않게 하는 형상이면 어떠한 형상이든 가능하다.
본 발명에 따른 이중 스프링(100)은, 반도체 칩 테스트 시에 제1 밀착부(114)와 제2 밀착부(124)를 통해 전기 신호를 전달하기 때문에 인덕턴스의 영향이 감소되므로 전기 신호 전달 특성이 개선된다. 한편 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)의 감긴 방향이 상이한 경우, 각 스프링(110, 120)에서 발생하는 인덕턴스가 서로 상쇄되어, 전체적으로 인덕턴스가 감소될 수 있다.
또한, 이중 스프링(100)은 스프링만으로 구성되기 때문에 종래의 포고핀보다 면적을 작게 차지하며, 테스트 소켓에서 일정 간격을 두고 나란히 배열될 경우 인접한 스프링이 서로 마주보는 면적이 작아져 캐패시턴스도 감소한다.
또한, 반도체 칩(10) 테스트로 인하여 이중 스프링(100)이 반도체 칩(10)과 테스트 장비(20) 사이에서 가압될 때 2개의 스프링(110, 120)으로 압력이 각각 분산됨으로써, 이중 스프링(100)은 하나의 스프링이 있을 때보다 각 스프링(110, 120)의 내구성이 증대되며, 그로 인하여 이중 스프링(100)의 형상이 오래도록 유지되는 효과도 있다.
또한, 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)의 표면에 전도성이 좋은 금속 도금층이 형성됨으로써, 이중 스프링(100)의 신호 전달 특성이 개선되는 효과가 있다.
또한, 이중 스프링(100)은, 원하는 길이로 제조된 스프링(1100, 120) 및 후술할 하우징(200)을 이용하여 소켓의 높이를 자유자재로 조절 가능하고, 제1 및 제2 스프링(110, 120)에 도금만을 해서 형성할 수 있기 때문에 저렴하여 그 적용 분야가 넓다. 예를 들어, 이중 스프링(100)은 후술할 테스트 소켓에서 포고핀 대신에 이용될 수 있으며, 포고핀에서 배럴 내에 삽입되는 종래의 스프링 대신 이용될 수도 있는 등 그 적용분야가 다양하다.
본 발명에 따른 테스트 소켓은 이중 스프링(100) 및 하우징(200)을 포함한다. 이중 스프링(100)은 상기에서 설명한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
테스트 소켓은 테스트 장비(60) 위에 탑재된 상태에서, 핸들러 장비 등에 의하여 운반되어오는 반도체 칩(40)에 접속하게 된다. 구체적으로는 핸들러 장비에 의하여 운반되어 오는 반도체 칩(40)이 하강하여 반도체 칩(40)의 리드단자(50)가 이중 스프링(100)의 상단과 접촉하게 되었을 때, 가압수단(미도시)에 의하여 반도 체 칩(40)이 하측으로 눌리게 되면 반도체 칩(40)의 리드단자(50), 이중 스프링(100), 및 테스트 장비(60)의 테스트단자(70)가 서로 전기적으로 연결된다.
하우징(200)은 이중 스프링(100)을 지지하는 역할을 하며, 반도체 칩(40)의 리드단자(50) 또는 테스트 장비(60)의 테스트 단자(70)와 대응되는 위치에 각각 상하방향으로 형성된 다수의 관통공(210)을 가진다. 하우징(200)을 이루는 소재로는 FR4, FR5, 베이클라이트 등이 사용가능하며, 이외에도 PCB 제작 소재 및 내열성이 좋은 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재가 사용될 수 있다. 하우징(200)에 형성된 관통공(210)은 상하방향으로 동일한 직경을 가지며, 드릴 등을 이용하여 간편하게 형성될 수 있다.
상기 다수의 관통공(210)에는 본 발명에 따른 이중 스프링(100)이 각각 삽입되어 배치된다. 하우징(200)의 관통공(210)에 이중 스프링(100)이 삽입되도록, 관통공(210)의 내주 직경은 이중 스프링(100)에 포함된 제2 스프링(120)의 외주 직경보다 크다.
테스트 소켓에 포함된 이중 스프링(100)은 반도체 테스트를 위하여 가압될 때 탄성을 제공하여 반도체 칩(10)의 리드단자(12) 및 테스트 장비(20)의 테스트단자(22)와의 접촉을 좋게 하며, 반도체 칩(10)의 리드단자(12) 또는 테스트 장비(20)의 테스트단자(22)의 위치나 높이가 미묘하게 달라져도 접촉을 좋게 한다.
도 2를 참조하면, 상기 하우징(200)의 관통공(210) 내주면에는 걸림부(220)가 형성된다. 걸림부(220)는 관통공(210)보다 직경이 크게 형성되며, 걸림부(220)에 이중스프링(100)의 이탈 방지 수단(126)이 걸리게 되므로, 이중 스프링(100)이 하우징(200) 외부로 이탈되는 것이 방지된다. 걸림부(220)는 이탈 방지 수단(126)이 이중 스프링(100)의 길이 방향으로 걸림부(220) 내에서 상하로 움직일 수 있도록 소정 길이 이상의 깊이를 가진다.
한편, 하우징(200)은 상단 하우징(200_a)과 하단 하우징(200_b)이 결합되어 이뤄질 수 있다. 상단 하우징(200_a)과 하단 하우징(200_b)은 반도체 칩(40)의 리드 단자(50)와 대응하는 위치에 관통공(210)이 형성되며, 상단 하우징(200_a)과 하단 하우징(200_b)이 접합되는 부분의 관통공(210) 주변에 관통공보다 큰 직경 및 소정 길이 이상의 깊이를 가지는 걸림부(220)가 각각 대칭적으로 형성될 수 있다.
도 4는 반도체 칩 테스트 시에 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링의 동작을 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 반도체 칩 테스트 시에 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 반도체 칩(40)의 리드단자(50)와 테스트 장비(60)의 테스트단자(70) 간을 전기적으로 연결한다. 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)은 반도체 칩(40)의 테스트 시에 가압되어 각각 탄성을 가지며, 제1 스프링(110)의 중간 부분이 휘게 되어 A처럼 제1 밀착부(114)의 일부가 제2 밀착부(124)의 일부와 접촉하게 된다.
A처럼 제1 밀착부(114)의 일부가 제2 밀착부(124)의 일부와 접촉하게 되므로, 전기신호는 제2 스프링(120)의 제2 밀착부(124) 및 제1 스프링(110)의 제1 밀착부(114)를 통해 흐르게 된다. 따라서, 이중 스프링(100)은 반도체 칩 테스트 시 탄성을 제공하고, 탄성부가 아닌 밀착부를 통하여 전기신호가 흐르므로 인덕턴스가 감소되며, 두 개의 스프링(110, 120)으로 구성되어 내구성이 향상된다.
또한, 제1 스프링(110)의 길이(a2)는 제2 스프링(120)의 길이(b2)보다 길게 형성될 수 있다. 제1 스프링(110)의 길이(a2)가 제2 스프링(120)의 길이(b2)보다 길게 형성됨으로써, 반도체 칩(40) 테스트로 인하여 이중 스프링(100)이 가압될 때, 제1 스프링(110)의 일부, 특히 제1 밀착부(114)의 일부가 제2 스프링(120)의 제2 밀착부(124)의 일부와 용이하게 접촉할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면이다.
상기에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 이중 스프링(100)은 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)을 포함하며, 제1 스프링(110)은 제2 스프링(120)의 내부로 삽입되도록 형성된다.
제1 스프링(110)의 외주 직경(a1)이 제2 스프링(120)의 내주 직경(b1)보다 작기 때문에, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 외부로 이탈될 염려가 있다. 따라서, 제1 스프링(110)은 도 5의 B에 나타난 것처럼 그 상단부 또는 하단부에 제2 스프링(120)의 내주 직경(b1)보다 큰 외주 직경을 가지는 끼움부(B)를 더 포함할 수 있다.
도 5의 B처럼 상단부에서의 제1 스프링(110)의 외주 직경을 제2 스프링(120)의 내주 직경(b1)보다 크게 형성하고, 제1 스프링(110)의 하단부를 제2 스프링(120)의 상단부로 삽입한 후, 마지막에 제1 스프링(110)의 상단부를 제2 스프링(120)의 상단부에 끼움으로써, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 제1 스프링(110)에서 상단부를 제외한 부분의 외주 직경은 도 5에서 보는 것처럼 제2 스프링(120)의 내주 직경(b1)보다 작게 형성된 다. 물론, 끼움부(B)가 제1 스프링(110)의 하단부에 형성되는 구조도 당연히 가능하며, 이 경우 제1 스프링(110)의 상단부가 제2 스프링(120)의 하단부로 삽입됨으로써 이중 스프링(110)이 형성될 수 있다.
한편 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120)의 외부로 이탈하지 않게 하는 것은 상기 구조에 한정되지 않으며, 후술하는 제1 스프링(110)과 제2 스프링(120)의 상단부 또는 하단부를 서로 함께 솔더링하거나, 제2 스프링(120)의 밀착부(124)의 어느 한 지점에 얇은 금속판(미도시)을 삽입하고 이 삽입된 금속판이 제1 스프링(110)의 밀착부(114)에 삽입되게 함으로써, 제1 스프링(110)이 제2 스프링(120) 외부로 이탈하지 않게 하는 등 여러 가지 다양한 방법이 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 스프링(100)은 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)을 포함하며, 제1 스프링(110)은 제2 스프링(120)의 내부로 삽입되도록 형성된다. 제1 스프링(110) 및 제2 스프링(120)의 기본적인 사항은 상기에서 설명한 것과 동일하므로 생략하도록 한다.
제1 스프링(110)에 포함된 제1 밀착부(114)는 그 일부가 타부보다 큰 직경을 가지도록 형성된 볼록부(116)를 포함할 수 있다. 볼록부(116)는 앞에서 설명한 제1 밀착부(114)의 직경(a1)보다 큰 직경을 가지도록 제1 강선이 나선형태로 감겨 형성된다. 물론, 제1 볼록부(116)의 외주 직경(제1 밀착부의 길이 방향에 수직한 방향의 외주 직경)은 제2 스프링(120)의 내주 직경보다 작도록 형성된다.
반도체 칩 테스트로 인하여 이중 스프링(100)이 가압될 때, 제1 밀착부(114) 에 볼록부(116)가 형성됨으로써, 제1 밀착부(114)의 볼록부(116)는 제2 스프링(120)의 제2 밀착부(124)와 더욱 용이하게 접촉할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면이다.
제2 스프링(120)은 그 외주면에 제2 스프링(120)이 하우징(200)의 관통공(210) 외부로 이탈하는 것을 방지하는 이탈 방지 수단(126)을 더 포함할 수 있다.
이탈 방지 수단(126)은 제2 스프링(120)의 외주면에 위치한다. 이탈 방지 수단(126)은 제2 스프링(120)의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출되도록 형성되며, 제2 밀착부(124)에 고리 형상 또는 도우넛 형상의 금속 또는 합금을 솔더링하거나 금속 또는 합금 소재의 돌출부 또는 돌기를 제2 밀착부(124)에 솔더링함으로써 형성될 수 있다. 물론 이탈 방지 수단(126)의 형상은 상기 형상에 한정되지 않으며, 하우징(200)내 관통공(210)의 걸림부(220)에 걸려 이중 스프링(100)이 이탈되지 않게 하는 형상이면 어떤 형상이든 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 소켓을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 테스트 소켓은 이중 스프링(100), 하우징(200), 및 접촉시트(300)를 포함한다. 이중 스프링(100) 및 하우징(200)은 앞서 설명한 것과 동일하므로 상세한 설명을 생략하도록 한다.
접촉시트(300)는 이중 스프링(100)과 반도체 칩(40) 사이 및/또는 이중 스프링(100)과 반도체장비(60) 사이에 배치될 수 있으며, 전도 패드(320, 330) 및 절연 필름(310)을 포함한다.
절연 필름(310)은 이중 스프링(100)과 대응되는 위치에 전도 패드(320, 330)가 위치될 수 있도록 다수의 홀(미도시)이 형성되며, 절연 필름(310)은 열변형이 작고 부드러운 폴리이미드(polyimid), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
전도 패드(320, 330)는 이중 스프링(100)과 대응되는 위치, 즉 하우징(200)의 관통공(210)이 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된 절연 필름(310)의 홀에 배열되어 이중 스프링(100)과 접촉하며, 반도체 칩(40)의 리드단자(50)와 테스트 장비(60)의 테스트단자(70)를 전기적으로 연결해준다.
전도 패드(320, 330)는 전기전도성이 좋은 다양한 금속소재로 이루어질 수 있으며, 동박에 니켈 및 금 도금층이 형성되어 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 전도 패드(320, 330)의 표면에는 전기 전도성을 좋게 하기 위하여 니켈, 철, 구리, 금, 알루미늄, 및 은 중에서 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 도금층을 포함할 수 있으며, 그 외에 전도성이 우수한 다양한 금속 또는 합금 소재의 도금층을 포함할 수 있다.
한편, 전도 패드(320, 330)와 이중 스프링(100)은 그 접촉하는 부분에서 서로 솔더링되어 접합될 수 있으며, 솔더링 접합으로 인하여 전도 패드(320, 330)와 이중 스프링(100)의 전기적 접촉 특성이 개선되고, 또한 이중 스프링(100)이 하우징(200)의 관통공(210) 외부로 이탈하는 것이 방지되는 효과가 있다.
앞서 설명한 것처럼, 이중 스프링(100)에서 제1 스프링(110)의 길이가 제2 스프링(120)의 길이보다 긴 것이 바람직하다. 제1 스프링(110)의 길이가 제2 스프 링(120)의 길이보다 길고, 제1 스프링(120), 제2 스프링(120), 및 전도 패드(330)가 모두 함께 솔더링되는 경우에, 제1 스프링(110)의 제1 밀착부는 도 8의 A 지점에서 제2 스프링(120)의 제2 밀착부와 접촉하게 된다. 물론 제1 스프링(110)과 제2 스프링(120)의 길이가 동일하더라도, 이중 스프링(100)이 가압되는 경우 제1 밀착부(114)의 일부는 제2 밀착부(124)의 일부와 서로 접촉하게 된다.
또한, 전도 패드(320, 330)에서 리드단자(50) 및/또는 테스트단자(70)와 접촉하게 되는 부분의 표면에는 다이아몬드 분말(미도시)이 도포될 수 있다. 구체적으로는 다이아몬드 분말이 니켈 또는 전기 전도성이 우수한 금속의 도금층에 의하여 전도 패드(320)의 표면에 도금 접합되어 있게 된다.
한편 다이아몬드 분말을 전도 패드(320, 330)에 도포하는 경우, 전기 전도성을 개선하기 위해 니켈 또는 전기 전도성이 우수한 금속 분말이 다이아몬드 분말과 함께 전도 패드(320, 330)의 표면에 함께 도포되어 도금 접합될 수 있다.
다이아몬드 분말이 전도 패드(320, 330)의 표면에 배치됨에 따라 반도체 칩(40)의 리드단자(50) 또는 테스트장비(60)의 테스트단자(70)에 이물질 막(미도시)이 형성되어 있는 경우에도, 상기 다이아몬드 분말은 상기 단자(12, 22) 또는 이중 스프링(100)에 존재하는 이물질 막을 깨뜨릴 수 있다. 이에 따라 이물질막이 다이아몬드 분말에 의하여 제거된 단자(50, 70)가 다이아몬드 분말을 통과하여 전도 패드(320, 330)의 표면에 접촉함에 따라 전기적인 저항이 크게 감소할 수 있다.
이러한 다이아몬드 분말의 입경은 0.1 ~ 50 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 다이아몬드 분말의 입경이 0.1㎛ 작으면 이물질을 쉽게 깨뜨릴 수 없는 문제점이 있 으며, 다이아몬드 분말의 입경이 50㎛보다 크면 상기 단자(50, 70) 표면을 손상시키게 되어 바람직하지 못하다.
도 8에는 접촉 시트(300)가 이중 스프링(100)의 상부 및 하부에 모두 위치하는 것으로 도시되었지만, 접촉 시트는 이중 스프링(100)의 상부 또는 하부 중 어느 한쪽에만 위치할 수 있으며, 또한 양쪽에 모두 위치할 수도 있다.
한편, 접촉시트(300)의 전도 패드(320, 330)와 이중 스프링(100)이 접촉하고 있는 부분에서 접촉 패드(320, 330)와 제1 스프링(112)과 제2 스프링(120)은 솔더링 접합될 수 있다. 또한 절연 필름(310)의 가장자리(끝단) 부분(미도시)은 접착 또는 볼트 결합 등의 방법으로 하우징(200)과 결합 또는 접합될 수 있다. 절연 필름(310)은 하우징(200)과 다양한 방식으로 결합 또는 접합될 수 있다.
본 발명에 따른 접촉시트(300)는 반도체 칩(40)의 리드 단자(50) 또는 테스트장비(60)의 테스트단자(70)와 접촉하는 전도 패드(320)가 절연 필름(310)에 의하여 서로 연결되어 있으므로 반도체 칩(40)의 리드단자(50) 또는 테스트장비(60)의 테스트단자(70)에 묻은 이물질이 하우징(200)의 관통공(210) 내로 들어갈 염려가 없으며, 절연 필름(310)에 의하여 전도 패드(320, 330)의 좌우위치가 일정하게 유지되며, 리드단자(50) 또는 테스트단자(70)와 접촉될 전도 패드(320, 330)의 단면적을 늘리면 각 단자(50, 70)와 접촉될 표면적이 커져 쉽게 전기적 접속을 할 수 있으며, 이중 스프링(100)이 하우징(200)의 관통공(210) 외부로 이탈되는 것을 방지하는 장점이 있다.
한편, 접촉시트(300)는 다음의 방법들로 간단히 제작될 수 있다. 우선, 이중 스프링(100)과 대응되는 위치에 홀(미도시)을 가지는 절연 필름(310)을 마련하고, 절연필름(310)의 홀을 중심으로 상하부에 각각 비아 홀(340)을 가진 원판형의 상부 전도 패드(320)와 하부 전도 패드(330)를 위치시키고, 전도성을 가지는 금속 또는 합금 소재를 이용한 솔더링 또는 도금 등의 방법으로 절연 필름(310)의 홀 및 상하부 전도 패드(321)의 비아 홀(340)을 충진하여 접촉 시트(300)를 제작한다.
절연 필름(310)을 마련하고, 이중 스프링(100)과 대응되는 위치에 각각 원판형의 상부 전도 패드(320)와 하부 전도 패드(330)를 접착시키고, 상하부 전도 패드(320, 330)의 중앙에 절연 필름(310)을 관통하도록 비아 홀(340)을 형성한 후, 전도성을 가지는 금속 또는 합금 소재를 이용하여 상하부 전도 패드(320, 330)를 도금함으로써 상하부 전도 패드(320, 330)가 전기적으로 연결되는 접촉 시트(300)를 제작한다. 한편, 접촉시트(300)의 제조와 관련해서는 상기의 제작 방법들에 한정되지 않고 다양한 방법으로 제작될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 다른 테스트 소켓을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링 및 이중 스프링을 포함한 테스트 소켓을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링을 상세히 나타낸 도면.
도 4는 반도체 칩 테스트 시 본 발명의 실시예에 따른 이중 스프링의 동작을 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 스프링을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 소켓을 나타낸 도면.

Claims (11)

  1. 반도체 칩의 리드단자와 테스트장비의 테스트단자를 전기적으로 연결하기 위한 테스트 소켓에 이용되는 이중 스프링으로서, 상기 이중 스프링은
    전도성을 가진 제1 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 상기 제1 강선이 접촉하여 감겨진 제1 밀착부와 상기 제1 강선이 이격하여 감겨진 제1 탄성부를 포함하는 제1 스프링; 및
    전도성을 가진 제2 강선이 나선 형태로 감겨 형성되되, 상기 제2 강선이 접촉하여 감겨진 제2 밀착부와 상기 제2 강선이 이격하여 감겨진 제2 탄성부를 포함하는 제2 스프링;을 포함하며,
    상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 내부로 삽입되어 형성된 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 탄성부는 상기 제2 밀착부와 마주보도록 형성된 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스프링의 길이는 상기 제2 스프링의 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 밀착부는
    그 일부가 타부보다 큰 직경을 가지도록 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링 중의 적어도 하나는
    그 표면에 니켈, 철, 구리, 금 및 은 중에서 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은
    서로 상이한 방향으로 나선 형태로 감겨진 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은
    그 상단 또는 하단 부분에서 서로 솔더링 접합되는 것을 특징으로 하는 이중 스프링.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따른 이중 스프링을 포함하는 테스트 소켓으로서, 상기 테스트 소켓은
    상기 리드단자와 대응되는 위치에 상하 방향으로 다수의 관통공이 형성되며, 상기 관통공에 삽입되어 각각 배치되는 상기 이중 스프링을 지지하는 하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 스프링을 이용한 테스트 소켓.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 스프링은 그 외주면에 상기 하우징 외부로 이탈하지 않게 하는 이탈 방지 수단을 더 포함하며,
    상기 하우징은 상기 이중 스프링이 상기 하우징 외부로 이탈되지 않도록 상기 관통공 내주면에 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 스프링을 이용한 테스트 소켓.
  10. 제8항에 있어서, 상기 테스트 소켓은
    상기 테스트 소켓과 상기 반도체 칩 사이 또는 상기 테스트 소켓과 상기 반도체장비 사이에 배치되는 접촉시트를 더 포함하고,
    상기 접촉시트는
    상기 이중 스프링과 접촉되는 전도 패드; 및
    상기 이중 스프링과 대응되는 위치에 상기 전도패드가 배열되도록 상기 전도패드를 지지하는 절연 필름을 포함하며,
    상기 전도패드와 상기 이중 스프링은 서로 솔더링 접합된 것을 특징으로 하는 이중 스프링을 이용한 테스트 소켓.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전도 패드는
    상기 리드단자 또는 상기 테스트단자와 접촉하는 부분의 표면에 다이아몬드 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 스프링을 이용한 테스트 소켓.
KR1020080081372A 2008-07-18 2008-08-20 이중 스프링 및 그를 포함한 테스트 소켓 KR101025027B1 (ko)

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