KR20110036901A - 내부 연결 스프링 프로브 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스프링 프로브 핀에 따르면, 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패
키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전달되는 전기 신호의 손실 및 왜곡을
최소화할 수 있으며, 물리적인 사이즈가 최소화될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시 예 스프링 프로브 핀은, 일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 1 접촉 부가 구비되고 타측 종단에는 삽입형 연결부가 구비되며 일자형의 판 형태로 형성되는 제 1 탐침(900); 일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 2접촉 부가 구비되고 타측 종단에는 2 개의 리드 선이 구비되는 제 2 탐침 (1000);
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침의 적어도 일부분이 내삽된 상태에서, 상기 제 1 탐침및 상기 제 2 탐침에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 스프링(1100); 을 포함하며,
상기 제 1 탐침(900)의 상기 삽입 형 연결 부(940)는 상기 제 2 탐침의 2 개의 리드선(1040)사이에 적어도 일부분이 삽입되어, 상기 삽입 형 연결 부(940) 및 상기 2개의 리드선(1040)은 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예 스프링 프로브 핀은, 일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 1 접촉 부가 구비되고 타측 종단에는 삽입형 연결부가 구비되며 일자형의 판 형태로 형성되는 제 1 탐침(900);
일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 2접촉 부가 구비되고 타측 종단에는 2 개의 리드선이 구비되는 제 2 탐침 (600);
상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침의 적어도 일부분이 내삽된 상태에서, 상기 제 1 탐침및 상기 제 2 탐침에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 스프링(700); 을 포함하며,
상기 제 1 탐침(900)의 상기 삽입 형 연결 부(940)는 상기 제 2 탐침의 2 개의 리드선(601)사이에 적어도 일부분이 삽입되어, 상기 삽입 형 연결 부(940) 및 상기 2개의 리드 선(601)은 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.

Description

내부 연결 스프링 프로브 핀{Spring Probe Pin with inner Bridge}

본 발명은 스프링 프로브 핀, 일명 포고핀에 관한 것이다. 더욱 상세하게는

반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전기 신호를 전달하는 스프링 프로브 핀에 관한 것이다.

스프링 프로브 핀, 일명 포고핀(Pogo Pin)은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈 및 반

도체 패키지 등의 검사 장비를 비롯하여, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.

도 1은 종래의 일반적인 스프링 프로브 핀을 보여주는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 스프링 프로브 핀(6)은 상부 탐침(12), 하부 탐

침(13), 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(13)에 탄성력을 가하는 스프링(14)과, 상부

탐침(12)의 하단과 하부 탐침(13)의 상단 및 스프링(14)을 수용하는 원통형 몸

체(11)(또는 '외통'이라고도 한다)를 포함한다.

상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)은 그 일단이 원통형 몸체(11)에 걸려 원통형

몸체(11)로부터 외부로의 이탈이 방지되며, 스프링(14)에 의해 탄성력을 받

는다.

도 2는 절연성 몸체(1)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(6)을 보여주

는 단면도로서, 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 것이다.

도 2에서 반도체 패키지 검사용 소켓(4)은 복수의 스프링 프로브 핀(6)과,

복수의 스프링 프로브 핀(6)을 소정 간격으로 수용하는 절연성 본체(1)를 포함한

다.

복수의 스프링 프로브 핀(6)은 상부 탐침(12)이 절연성 본체(1)의 상면에

돌출되고 하부 탐침(13)이 절연성 본체(1)의 저면에 돌출되도록 절연성 본체(1)

에 수용된다. 다수의 스프링 프로브 핀(6)은 상부 탐침(12)에 접촉되는 반도체 패

키지(3)의 외부 단자(3a)와 동일한 간격으로 절연성 본체(1)에 수용된다. 하부 탐

침(13)은 반도체 패키지 검사용 소켓(4)의 아래에 위치되는 테스트 보트(5)의 컨

택트 패드(5)와 동일한 간격으로 배열된다.

반도체 패키지(3)의 검사를 위해, 반도체 패키지 검사용 소켓(4)의 아래에

테스트 보드(5)를 위치시키고, 반도체 패키지 검사용 소켓(4)의 상부에는 반도체

패키지(3)를 위치시킨다. 반도체 패키지(3)를 가압하면, 반도체 패키지(3)의 외부

단자(3a)들이 스프링 프로브 핀(6)의 상부 탐침(12)에 접촉되고, 하부 탐침(13)은

테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉된다. 스프링 프로브 핀(6) 내부의 스프

링(14)에 의해 상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)이 각각 절연성 본체(1)의 상부와

하부로 탄성 지지됨으로써, 스프링 프로브 핀(6)은 반도체 패키지(3)와 테스트 보

드(5)를 확실하게 전기적으로 연결한다.

그런데, 반도체 패키지의 소형화, 집적화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 이

를 검사하기 위한 스프링 프로브 핀(6)의 크기도 작아져야 하며, 스프링 프로브

핀(6)을 이용하는 검사용 소켓의 크기도 작아져야 할 필요가 있다. 특히 반도체

패키지(3)의 외부 단자(3a)들의 간격이 좁아지는 만큼 스프링 프로브 핀(6)의 외경 도 작아져야 한다. 초고집적화된 반도체 패키지(3)의 경우, 요구되는 스프링 프로브 핀(6)의 외경은 0.3 mm이하가 될 때도 있다.

또한, 고성능화를 구현하기 위해서 반도체 패키지와 테스트 보드 사이의 전

기 신호 전달과정에서 전기 신호의 손실과 왜곡을 최소화하여야 한다. 이를 위해서는 전달 경로가 안정적이며, 전달 경로상의 임피던스가 최소화되어야 한다.

그러나, 통상의 스프링 프로브 핀으로는 이러한 요구들을 만족시키기 어려운

점이 있다. 스프링(14)을 통한 경로는 스프링이 감긴 횟수만큼 경로가 길어지며,

스프링은 상대적으로 전기적 특성이 좋지 않으므로 원하지 않는 임피던스 성분이

많이 발생된다. 따라서, 스프링(14)을 통한 경로는 전기 신호의 전달 경로로써 적

절하지 않다.

이에 따라, 종래의 스프링 프로브 핀(6)에서 중요한 전기 신호의 전달 경로

는 상부 탐침(12), 원통형 몸체(11) 및 하부 탐침(13)을 통과하는 경로이다. 그러

나, 원통형 몸체(11)를 통한 경로는 또 다른 문제점들을 가진다.

상부 탐침(12) 및 하부 탐침(13)은 원통형 몸체(11)의 내부에서 자유롭게 상

하 이동 가능하여야 한다. 그러므로, 원통형 몸체(11)의 내부에 수용되는 상부 탐

침(12) 및 하부 탐침(13)의 외경은 원통형 몸체(11)보다 작아야 한다. 경우에 따라 원통형 몸체(11)와 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(13)의 전기적 접촉이 불완전하게 되고 접촉 저항이 현저히 증대될 가능성이 있다. 이에 따라, 전달되는 전기 신호가 손실되거나 왜곡되는 문제점이 발생된다. 특히, 전기 신호를 고속으로 전달해야 하는 경우, 이와 같은 문제는 더욱 심각해진다.

본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등

의 전자 부품 사이에서 전달되는 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있는 스프링 프로브 핀을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 물리적인 사이즈가 최소화될 수 있는 스프링 프로브 핀을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 스프링 프로브 핀은, 제 1 몸체부와, 상기 제 1

몸체부로부터 연장되며 상기 제 1 몸체부와 일체로 형성되는 제 1 연결부를 구비하는 제 1 탐침; 제 2 몸체부와, 상기 제 2 몸체부로부터 연장되며 상기 제 2 몸체부와 일체로 형성되는 제 2 연결부를 구비하는 제 2 탐침; 적어도 상기 제 1 탐침의 상기 제 1 연결부 및 제 2 연결부가 내삽된 상태에서, 상기 제 1 탐침 및 제 2 탐침에 대하여 탄성력을 가하는 스프링을 포함하며, 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부를 통하여 서로 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부는 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 스프링 프로브 핀은, 일측 종단에는 외부와의 전

기적 접촉을 위한 제 1 접점부가 구비되고 타측 종단에는 삽입형 연결부가 구비되며 일자형의 판 형태로 형성되는 제 1 탐침; 일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 2 접점부가 구비되고 타측 종단에는 2 개의 리드선이 구비되는 제 2 탐침; 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침의 적어도 일부분이 내삽된 상태에서, 상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 스프링을 포함하며, 상기 제 1 탐침의 상기 삽입형 연결부는 상기 제 2 탐침의 2 개의 리드 선 사이에 적어도 일부분이 삽입되어, 상기 삽입형 연결부 및 상기 2개의 리드선은 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 상부 탐침과 하부 탐침이 종래의 원통형 몸체

를 거치지 않고 직접 연결되므로, 전기 신호의 전기적 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따르면, 전기 신호의 손실 및 왜곡이 최소화됨에

따라, 스프링 프로브 핀이 적용되는 각종 전자 부품에서의 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따르면, 종래 스프링 프로브 핀에서 이용되던 원

통형의 몸체를 생략할 수 있으므로, 스프링 프로브 핀의 외경을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 스프링 프로브 핀의 외경을 최소화할

수 있음에 따라 고집적화된 전자 부품에도 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 원통형의 몸체를 가공해야 하는 복잡한

공정을 생략할 수 있으므로, 고속 대량 생산이 가능하고 이로 인하여 전체적인 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 스프링 프로브 핀을 보여주는 단면도이다.
도 2는 절연성 몸체(1)에 수용되는 복수의 스프링 프로브 핀(6)을 보여주
는 단면도로서, 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명

이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.

종래 기술에서는 원통형 몸체(18)를 통하여 상부 탐침(12) 및 하부 탐침(16)

이 서로 전기적으로 연결되었으나, 본 발명에서는 종래의 원통형 몸체(18)를 사용

하지 않고 스프링 내부에 위치하는 브릿지를 이용하여 전기적 경로를 형성한다. 이러한 스프링 내부의 전기적 브릿지를 '내부 연결부(Inner Bridge)'라 명명한다.

1. 제 1 실시예

도 3 은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 나타낸

도면이다. 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 스프링 프로브 핀(800)은 제 1 탐침(900), 제2 탐침(1000) 및 스프링(1100)을 포함한다. 제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(1000)은 상부 탐침 및 하부 탐침에 대응되거나, 하부 탐침 및 상부 탐침에 대응되며, 그 순서는 중요하지 않다.

그러나, 이하의 설명에 있어서는 제 1 탐침(900)을 상부 탐침에 대응시키고, 제 2 탐침(1000)을 하부 탐침에 대응시켜 설명하기로 한다. 스프링(1100)은 제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(1000)의 일부분이 내삽되어 제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(1000)에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 기능을 수행한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 탐침의 사시도 및 측면도이다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 탐침(900)은 스프링 프로브 핀의 상부

탐침 또는 하부 탐침의 역할을 수행하며, 일자형의 판 형태로 구현된다.

이를 위하여 제 1 탐침(900)은 제 1 접촉부(910), 제 1 스토퍼(920), 제 1

걸개(930) 및 삽입형 연결부(940)를 포함한다. 제 1 탐침(900)의 일측 종단에는 제 1 접촉부(910)가 구현되고, 반대측에는 삽입형 연결부(940)가 구비된다.

본 발명의 실시 형태로서, 제 1 접촉부(910) 및 제 1 스토퍼(920) 부분의 두

께는 제 1 탐침(900)의 여타 부분들 보다 두껍게 제작될 수 있다. 이를 달리 설명 하자면 판형재의 일부 구간을 압착하여 두께를 줄인 후 두께가 줄어든 구간에 제 1 탐침(900)의 여타 부분들을 형성하고 원래 두께의 구간에 제1 접촉부(910) 및 제 1 스토퍼(920) 부분들을 형성하면 하나의 판형재에 두 가지 두께의 구간을 구현할 수 있는 것이다.

이러한 시도를 통하여 제1 접촉부(910) 및 제 1 스토퍼(920) 부분들이 수직

방향에서의 하중을 반복적으로 받는 것을 고려함과 동시에 제1 접촉부(910)의 단면 적을 크게 하므로 단위 면적당의 하중을 줄여서 마모를 작게 하는 데 도움이 된다.

또한 제 1 탐침(900)의 여타 부분들은 수직방향 하중의 부담이 없는 반면 스

프링(1100)의 매우 협소한 내부 공간 안에 위치하므로 일정 한도까지는 두께를 줄이는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 2 탐침의 사시도 및 측면도이다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 2 탐침(1000)은 스프링 프로브 핀의 하부

탐침 또는 상부 탐침의 역할을 수행하며, 그 단면이 'H'자형으로 형성된다. 이때 제 2 탐침(1000)은 'H'자 형만으로 한정되지는 않으며, 'U'자형 등 일

측이 2개로 구현된 여러 형태가 가능하다.

제 2 탐침(1000)은, 제 2 접촉부(1010), 제 2 스토퍼(1020), 제 2 걸

개(1030) 및 2 개인 각형의 리드선(1040)을 포함한다. 도 5 에서 제 2 스토

퍼(1020) 및 제 2 걸개(1030)는 각각 두 개를 구비한다. 제 2 탐침(1000)의 일측

종단에는 제 2 접촉부(1010)가 형성되고, 반대측에는 2 개인 각형의 리드선(1040)

이 형성된다. '각형'이란 리드선이 각형상의 단면을 형성하는 점을 말한다.

2 개인 각형의 리드선(1040)은 제 1 탐침(900)과 결합되는 경우, 제 1 탐

침(900)의 삽입형 연결부(940)가 삽입되는 부분이다.

제 1 탐침(900)의 제 1 접촉부(910) 및 제 2 탐침(1000)의 제 2 접촉

부(1010)는 반도체 패키지의 외부 단자, LCD 패널의 단자, 회로 기판의 단자, 배터리의 단자, 반도체 웨이퍼의 패드 또는 테스트 기판의 패드 등 각종 외부 단자와 접촉하는 부위이다.

제 1 스토퍼(920)는 스프링(1100)의 말단부가 제 1 탐침(900)의 외부로 이탈

되는 것을 방지하며, 제 1 걸개(930)는 스프링(1100)의 단부가 삽입형 연결부(940)

방향으로 빠지는 것을 방지한다. 제 1 스토퍼(920) 및 제 1 걸개(930)는 스프

링(1100)의 일측단을 제 1 스토퍼(920) 및 제 1 걸개(930) 사이로 위치 제한한다.

제 1 스토퍼(920) 및 제 1 걸개(930)는 제 1 탐침(900)의 몸체로부터 돌출되는 형태로 구현된다. 또한, 제 1 걸개(930)에는 경사면을 형성하여, 스프링(1100)을 조립할 때 스프링(1100)이 용이하게 진입할 수 있도록 한다.

제 2 스토퍼(1020)는 스프링(1100)의 단부가 제 2 탐침(1000)의 외부로 이탈

되는 것을 방지하며, 제 2 걸개(1030)는 스프링(1100)의 단부가 리스선(1040) 방향으로 빠지는 것을 방지한다. 제 2 스토퍼(1020) 및 제 2 걸개(1030)는 스프

링(1100)이 제 2 스토퍼(1020) 및 제 2 걸개(1030) 사이로 위치 제한되도록 한다.

제 2 스토퍼(1020) 및 제 2 걸개(1030)는 제 2 탐침(1000)의 몸체로부터 돌출되는 형태로 구현된다. 또한, 제 2 걸개(1030)에는 경사면을 형성하여, 스프링(1100)을 조립할 때 스프링(1100)이 용이하게 진입할 수 있도록 한다.

이때, 제 1 걸개(930) 또는 제 2 걸개(1030)의 외곽치수가 스프링(1100)의

내경보다 커서 스프링(1100)의 진입이 어려운 경우, 스프링(1100)의 말단부 원형

단면을 눌러서 타원형으로 만들거나 또는 마주보는 두 개의 제 2 걸개(1030) 부분 들을 외부로부터 눌러서 제 2 걸개(1030)들 사이의 간격을 좁혀 놓은 상태에서 스프링(1100)의 내부로 진입시킨 후, 제 1 걸개(930) 또는 제 2 걸개(1030)에 걸쳐서 끼운 뒤 누름을 제거하면, 스프링(1100)을 제 1 걸개(930) 부분 또는 제 2 걸개(1010) 부분에 고정시킬 수 있다.

이에 따라 스프링(1100)의 한쪽 단부는 제 1 스토퍼(920)와 제 1 걸개(930) 사이에 위치하게 되며, 반대쪽 단부는 제 2 스토퍼(1020)와 제 2 걸개(1030) 사이에 위치하게 된다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 탐침과 제 2 탐침이 결합하기 전의 상태와 결합된 후의 상태를 설명하기 위한 측면도이다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 스프링 프로브 핀에서 제 1 탐침(900) 및 제

2 탐침(1000)은 스프링(1100) 양단에 위치하면서 스프링(1100)에 의해 탄성적으로 지지된다. 이때, 제 1 탐침(900)의 삽입형 연결부(940)는 제 2 탐침(1000)의 각형리드선(1040) 사이에 삽입되는 형태로 구현되며, 외부에서 주어지는 하중에 따라 제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(1000)은 각각 길이방향으로 상대적으로 자유롭게 이동한다.

제 2 탐침(1000)을 연속 스탬핑으로 제작할 때, 제 2 탐침(1000)에서 리드

선(1040) 사이의 간격은 제 1 탐침(900)에서 삽입형 연결부(940)의 두께보다 작게 되도록 제작된다. 제 2 탐침(1000)에 구현된 2 개인 각형의 리드선(1040)은 서로 마주보는 상태로 구현되며, 삽입되는 제 1 탐침(900)의 삽입형 연결부(940)를 양면에서 탄성을 가지고 가압한다. 이에 따라 제 1 탐침(900)과 제 2 탐침(1000) 사이의 전기적인 연결이 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 제 1 탐침(900)의 삽입형 연결부(940)가 제 2 탐침(1000)의 2 개의 리

드선(1040)에 접촉된 상태에서 슬라이딩하므로, 전기 신호는 제 1 탐침(900)의 삽

입형 연결부(940)에서 제 2 탐침(1000)의 리드선(1040)으로, 또는 제 2 탐침(1000)

의 리드선(1040)에서 제 1 탐침(900)의 삽입형 연결부(940)로 직접 전달된다.

한편, 2개의 리드선(1040)이 삽입형 연결부(940)를 가압하는 보다 향상된 방

법도 있다. 스프링(1100)의 내측에 위치하는 제 2 탐침(1000)의 일부분에서 단면의 최대 외경은 스프링의 내경보다 크게 제작하고 눌린 상태로 스프링(1100)의 내부로 진입 시킨 후 눌림을 제거한다.

구체적으로 리드선(940)의 일부 또는 전체 구간에 서 2 개의 리드선(940)이 차지하는 단면의 최대 외경을 스프링(1100)의 내경보다 크게 제작하고 눌린 상태로 스프링(1100)의 내부로 진입시킨 후 눌림을 제거한다.

또는 스프링(1100)의 말단부가 위치하는 곳에서 제 2 탐침(1000) 단면의 최대 외경을 스프링의 내경보다 크게 제작하고 눌린 상태로 스프링(1100)의 내부로 진입 시킨 후 눌림을 제거한다. 예를 들어 제 2 스토퍼(1020) 및 제 2 걸개(1030)의 사이부분을 이와 같이 구성할 수 있다.

이에 따라 스프링(1100)은 리드선(1040)을 그 내측 방향으로 더욱 가압할 수

있으며, 리드선(1040)이 삽입형 연결부(940)를 가압하는 힘을 증가시킬 수 있다.

2. 제 2 실시 예

도 8 는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 스프링 프로브 핀의 구조를 나타낸

도면이다. 본 발명의 제 2 실시 예는 제 1 실시 예와 매우 유사하다. 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 스프링 프로브 핀은 제 1 탐침(900), 제 2 탐침(600) 및 스프링(700)을 포함한다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 제 1 탐침(900)은 제 1 실시 예의 제 1탐침 (900)과 그 역할 과 형상이 정확 히 일치 하므로 별도로 도면화 하지 않는다.

제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(600)은 상부 탐침 및 하부 탐침에 대응되거나, 하부 탐침 및 상부 탐침에 대응되며, 그 순서는 중요하지 않다. 그러나, 이하의 설명에 있어서는 제 1 탐침(900)을 상부 탐침에 대응시키고, 제 2 탐침(600)을 하부 탐침에 대응시켜 설명하기로 한다.

스프링(700)은 제 1 탐침(900) 및 제 2 탐침(600)의 일부분이 내삽되어, 제

1 탐침(900) 및 제 2 탐침(600)에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 기능을 수행한다.

도 9은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 제 2 탐침의 사시도이다.

제 2 실시 예에 따른 제 1 탐침(900)은 스프링 프로브 핀의 상부 탐침 또는 하부 탐침의 역할을 수행하며, 일자형의 판 형태로 구현된다.

이를 위하여 제 1 탐침(900)은 제 1 접촉부(910), 제 1 스토퍼(920), 제 1

걸개(930) 및 삽입형 연결부(940)을 포함한다. 이때, 제 1 탐침(900)의 일측 종단

에는 제 1 접촉부(910)가 구현되고, 반대측에는 삽입형 연결부(940)가 구현된다.

삽입형 연결부(940)의 말단은 압착되어 예각의 형상을 가진다. 이에 따라 삽입형 연결부(940)가 2개의 리드선(601)들 사이로 진입하는 것을 용이하게 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 탐침(600)은 스프링 프로브 핀의 하부

탐침 또는 상부 탐침의 역할을 수행하며, 그 측면 형상이 'H'자형으로 구현된다. 이때 제 2 탐침(600)은 'H'자 형만으로 한정되지는 않으며, 'V'자형, 'Y'자형, ' '자형 등 일 측이 2개로 구현된 여러 형태가 가능하다.

제 2 탐침(600)은, 제 2 접촉부(604), 제 2 스토퍼(603), 제 2 걸개(602)

및 2 개인 각형의 리드선(601)을 포함한다. 여기서, 제 2 스토퍼(603) 및 제 2 걸

개(602)는 각각 두 개로 구현될 수도 있다. 이때, 제 2 탐침(600)의 일측 종단에는 제 2 접촉부(604)가 구현되고, 반대측에는 2 개인 각형의 리드선(601)이 구현되다. '각형'이란 리드선이 이루는 단면이 각형상임을 의미한다.

2 개인 각형의 리드선(601)은 제 1 탐침(900)과 결합되는 경우, 제 1 탐

침(900)의 삽입형 연결부(940)가 삽입되는 부분이다.

제 1 탐침(900)의 제 1 접촉부(910) 및 제 2 탐침(600)의 제 2 접촉부(604)

는 반도체 패키지의 외부 단자, LCD 패널의 단자, 회로 기판의 단자, 배터리의 단자, 반도체 웨이퍼의 패드 또는 테스트 기판의 패드 등 각종 외부 단자와 접촉하는 부위이다.

제 1 걸개(930)는 스프링(700)이 삽입형 연결부(940) 방향으로 빠지는 것을

방지하며, 제 1 스토퍼(930)는 스프링(700)이 제 1 탐침(900)의 외부로 이탈되는

것을 방지한다.

그리고 제 1 걸개(930) 및 제 1 스토퍼(920)에 의해 스프링(700)의 말단부는 제 1 스토퍼(920) 및 제 1 걸개(930) 사이로 위치 제한된다. 제 2 걸개(602)는 스프링(700)이 각형의 리드선(601) 방향으로 빠지는 것을 방지하며, 제 2 스토퍼(603)는 스프링(700)이 제 2 탐침(600)의 외부로 이탈되는 것을 방지한다.

그리고 제 2 걸개(602) 및 제 2 스토퍼(603)에 의해 스프링(700) 의 말단부는 제 2 스토퍼(603) 및 제 2 걸개(602) 사이로 위치 제한된다. 이를 위하여, 제 2 스토퍼(603) 및 제 2 걸개(602)는 제 2 탐침(600)의 몸체로부터 돌출되는 형태로 구현된다.

또한, 제 1 걸개(930)에는 걸개면(605)을 형성하며 및 제 2 걸개(602)에도 경사면이 형성 되어 이러한 경사면들은 스프링(700)을 조립할 때 스프링(700)이 용이하게 진입할 수 있도록 한다.

만약, 제 1 걸개(930) 또는 제 2 걸개(602)의 외곽치수가 스프링(700)의 내

경보다 현저히 커서 스프링(700)의 진입이 어려운 경우, 스프링(700)의 말단부 원

형 단면을 눌러서 타원형으로 만들거나 또는 마주보는 두 개의 2 걸개(602) 부분들 을 외부로부터 눌러서 제2걸개(602)들 사이의 간격을 좁혀 놓은 상태에서 스프링(700)의 내부로 진입시킨 후, 제 1 걸개(502) 또는 제 2 걸개(602)에 걸쳐서 끼운 뒤 누름을 제거하면, 스프링(700)을 제 1 걸개(502) 부분 또는 제 2 걸개(602)부분에 고정시킬 수 있다.

이에 따라 스프링(700)의 한쪽 말단부는 제 1 스토퍼(920)와 제 1 걸개(930) 사이에 위치하게 되며, 반대쪽 말단부는 제 2 스토퍼(603)와 제 2 걸개(602) 사이에 위치하게 된다. 그리고 2 개인 각형의 리드선(601) 사이에 형성된 틈새는 삽입형 연결부(940)의 두께보다 작도록 절곡된다. 삽입형 연결부(940)가 리드선(601) 사이의 틈새로 진입할 때 작은 틈새를 벌리며 진입함으로써, 리드선(601)과 삽입형 연결부(940) 사이의 접촉을 확실히 하기 위한 의도이다.

또한 도 9은 제 2 실시예에 따른 스프링 프로브 핀에서 제 2 탐침(600)의 단면을

도시하고 있다. 제 2 탐침(600)의 리드선(601)의 말단은 압착등에 의해 예각의 각도를 지니도록 형성되며, 이는 조립시 제 1 탐침(900)의 삽입형 연결부(940)가 리드선(601) 사이로 용이하게 진입할 수 있도록 한다.

제 2 탐침(600)의 리드선(601)은 모기의 등처럼 굽은 형상을 가진 모기

등(650)을 포함한다. 모기등(650)은 제 2 탐침(600)이 스프링(700)의 내부에 내삽

된 상태에서 스프링(700)의 내부공간이 협소하므로 스프링(700)의 내 측면에 의하여 압력을 받는다.

스프링(700)의 내 측면에 의하여 압력을 받는 상태에서, 상기 모기등(650)은 탄력성 및 유연성을 가지며, 모기등(650)의 굽힘 정도는 외부에서 가해지는 압력의 정도에 따라 탄성 범위 내에서 많게 또는 작게 펴지는 등의 변화가 있다.

공차 범위 내에서 스프링(700)이 다소 크거나 작더라도 제 2 탐침(600)이 스프링(700)에 내삽 되는 것을 가능하게 하며, 또한 2 개의 리드선(601)들이 탄성을 가지고 삽입형 연결부(940)를 압박하여 확실한 전기적 접촉을 이루게 한다.

도 8 및 도9에서는 모기등(609)이 한 쪽의 리드선(601)에만 형성되는 것을 도시하고 있으나, 양 쪽의 리드선(601)에 모두 형성해도 된다. 아울러, 도 8의 예에서는 모기등(608)이 굽은 정도가 보기에 현저하나, 미세하게 굽은 형상도 가능하다.

상기와 같은 구성들에 의하여 전기 신호의 안정적인 전달이 더욱 보장된다.

3. 본 발명에 따른 스프링 프로브 핀의 제조 방법

이상에서 언급된 본 발명에 따른 스프링 프로브 핀은 금속 판형재를 가공하

여 제조될 수 있다. 타발 및 절곡 등으로 구성되는 연속 스템핑으로 금속 판형재를 가공한 후, 열처리 및 도금하는 과정을 통해 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 각각 제조 할 수 있다. 여기서, 열처리 또는 도금하는 과정은 타발 및 절곡 가공하는 과정 이전에 실시할 수도 있다.

도 4는 제 1 실시 예 내지 제 2 실시 예에서 있어서, 제 2 탐침을 만드는 데 있어동일한 형상의 두 금속 판형재를 절곡선(1210)을 따라 총 180도 정도 절곡하여 'H'자 형태로 만든다.

제 1 탐침 및 제 2 탐침이 획득되면, 스프링의 한쪽 말단부를 제 2 탐침의

제 2 스토퍼 및 제 2 걸개의 사이에 위치하도록 조립한다. 이때 스프링의 한쪽 말단부를 누른 상태에서 제 2 탐침의 제 2 걸개를 통과시키면 더욱 용이하게 조립할수 있다.

그리고, 제 2 탐침과 스프링이 조립된 상태에서 제 1 탐침을 결합한다. 구체

적으로 제 1 탐침의 제 1 연결부와 제 2 탐침의 제 2 연결부를 결합하거나(제 1 실시예), 제 1 탐침의 삽입형 연결부를 제 2 탐침의 2개의 리드선 사이로 삽입하여 결합되도록 한다(제 1 실시예 내지 제 2 실시예). 그리고 스프링의 반대쪽 말단부 를 제 1 탐침의 제 1 스토퍼 및 제 1 걸개 사이에 고정시킨다. 이때에도 스프링의 반대쪽 말단부를 누른 상태에서 제 1 탐침의 제 1 걸개를 통과시키면 더욱 용이하게 조립할 수 있다.

본 발명에 따른 내부 연결 스프링 프로브 핀을 형성함에 있어서, 제 1 탐침 및 제 2 탐침은 각각 하나의 금속 판형재로부터 형성될 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따라 제 1 탐침 및 제 2 탐침은 절곡 가공 단계에서 소

정의 연신성이 있고, 열처리를 통하여 탄성 및 강도를 높일 수 있으며, 전기적 저

항이 작은 것이 좋다. 이에 따라, 베릴륨 동 합금이 선호되며, 특히 베릴륨 동 25

합금인 ASTMC17200이 좋으나, 기계적, 전기적 요구 조건을 만족시키는 다른 재료도 사용될 수 있다.

한편, 도금 재료로는 금과 같은 전기 저항이 낮은 재료가 사용될 수 있으며,

소둔(Annealing), 공랭(Normalizing), 급랭(Quenching), 뜨임(Tempering) 등의 열

처리가 사용될 수 있다.

스프링의 소재는 탄성 강도, 인장 강도 및 피로 강도가 매우 높은 것을 사용

하는 것이 유리하다. 이때, 전기적 저항이 낮을 필요는 없다. 스프링의 재료로서는 스프링 강이나 스테인레스 강 등이 좋으나, 기계적 요구 조건을 만족시키는 다른 재료도 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제 1 탐침과 제 2 탐침은 스프링에 의해 탄성적으로 지지

되고, 외부에서 주어지는 하중에 따라 각각 길이방향으로 이동 가능한 기구학적 특징을 가진다.

또한, 제 1 연결부 및 제 2 연결부, 또는 삽입형 연결부 및 2개의 리드선은

자유롭게 이동하여 위치가 변하는 상태에서도 유지되는 접촉을 통해 전기 신호를

안정적으로 전달할 수 있으며, 이에 따라 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수있으므로, 고집적 및 고주파회로의 용도에 채택될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 스프링 프로브 핀에서 사용되는 원통형 몸

체를 생략할 수 있다. 종래의 스프링 프로브 핀에서 이용되던 원통형 몸체는

0.05mm 이상의 두께를 필요로 한다. 또한, 원통형 몸체와 스프링 사이에 필요한 유격으로서 0.015mm가 요구된다.

그렇다면 종래의 스프링 프로브 핀에서는, 원통형 몸체 두께의 2배에 해당되는 0.1mm와, 유격의 2배에 해당되는 0.03mm을 합친 0.13mm의 공간이 원통형 몸체 및 유격으로 소모된다. 예를 들어, 초고집적 반도체 장치에 이용되는 0.3mm 외경의 스프링 프로브 핀을 만들고자 할 때, 본 발명을 이용하면 스프링 프로브 핀의 외경을 0.13mm 줄일 수 있으며, 이는 전체 외경에서 43%의 감소를 의미한다. 본 발명에 따르면 종래의 원통형 몸체 및 유격을 생략할 수 있으므로 초고집적 반도체 장치에 이용되는 스프링 프로브 핀의 외경을 획기적 으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 스프링 프로브 핀 제조 과정에 있어서, 원통형 몸체를 가공하

는 공정은 매우 까다로우므로, 원통형 몸체 안에서 부품을 조립하는 단가는 매우

높다. 그러나, 본 발명에 따른 스프링 프로브 핀에서는 원통형 몸체가 생략되므로,

원통형 몸체 안에 다른 부품을 조립할 필요가 없으며, 이에 따라 생산 과정에서 절감되는 비용이 높아지므로 전체적인 생산 단가가 크게 줄어든다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리

범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명에 의한 스프링 프로브 핀은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전기 신호를 전달하는 경로로 사용 될 수 있다.

본 발명에 의한 스프링 프로브 핀은 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화 할 수 있으므로, 고집적 및 고주파회로의 용도에 채택될 수 있다.

또한, 종래의 스프링 프로브 핀에서 사용되는 원통형 몸체를 생략할 수 있다. 종래의 스프링 프로브 핀에서 이용되던 원통형 몸체는 0.05mm 이상의 두께를 필요로 한다. 또한, 원통형 몸체와 스프링 사이에 필요한 유격으로서 0.015mm가 요구된다.

그렇다면 종래의 스프링 프로브 핀에서는, 원통형 몸체 두께의 2배에 해당되는 0.1mm와, 유격의 2배에 해당되는 0.03mm을 합친 0.13mm의 공간이 원통형 몸체 및 유격으로 소모된다. 예를 들어, 초고집적 반도체 장치에 이용되는 0.3mm 외경의 스프링 프로브 핀을 만들고자 할 때, 본 발명을 이용하면 스프링 프로브 핀의 외경을 0.13mm 줄일 수 있으며, 이는 전체 외경에서 43%의 감소를 의미한다. 본 발명에 따르면 종래의 원통형 몸체 및 유격을 생략할 수 있으므로 초고집적 반도체 장치에 이용되는 스프링 프로브 핀의 외경을 획기적 으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 스프링 프로브 핀 제조 과정에 있어서, 원통형 몸체를 가공하

는 공정은 매우 까다로우므로, 원통형 몸체 안에서 부품을 조립하는 단가는 매우

높다. 그러나, 본 발명에 따른 스프링 프로브 핀에서는 원통형 몸체가 생략되므로,원통형 몸체 안에 다른 부품을 조립할 필요가 없으며, 이에 따라 생산 과정에서 절감되는 비용이 높아지므로 전체적인 생산 단가가 크게 줄어든다.

900 : 제 1 탐침
600, 1000 : 제 2 탐침
700, 1100 : 스프링
910 : 제 1 접촉부
604, 1010 : 제 2 접촉부
930 : 제 1 걸개
602, 1030 : 제 2 걸개
920 : 제 1 스토퍼
603, 1020 : 제 2 스토퍼
940 : 삽입형 연결부
601, 1040 : 리드선

Claims (11)

1. 스프링 프로브 핀에 있어서,
   
   일 측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제1 접촉부가 구비되고 타측
   종단에는 삽입형 연결부가 구비되며 일자형의 판 형태로 형성되는 제 1 탐침;
   
   일측 종단에는 외부와의 전기적 접촉을 위한 제 2 접촉부가 구비되고 타측
   종단에는 2 개의 리드선이 구비되는 제 2 탐침;
   
   상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침의 적어도 일부분이 내삽된 상태에서, 상
   기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침에 대하여 길이방향으로 탄성력을 가하는 스프링을 포함하며,
   
   상기 제 1 탐침의 상기 삽입형 연결부는 상기 제 2 탐침의 2 개의 리드선 사
   이에 적어도 일부분이 삽입되어,
   
   상기 삽입형 연결부 및 상기 2개의 리드선은 서로 접촉된 상태에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   
   상기 제 1 탐침은, 상기 제 1 탐침으로부터 돌출하는 제 1 스토퍼 및 제 1 걸개를 더 구비하여 상기 스프링의 일단이 상기 제 1 스토퍼 및 상기 제 1 걸개 사이에 있도록 위치 제한하며,
   
   상기 제 2 탐침은, 상기 제 2 탐침으로부터 돌출하는 제 2 스토퍼 및 제 2 걸개를 더 구비하여 상기 스프링의 타단이 상기 제 2 스토퍼 및 제 2 걸개 사이에 있도록 위치 제한하는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 걸개 및 상기 제 2 걸개의 외곽치수는 상기 스프링의 내경보다 큰
   것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 탐침은 그 측면 형상이 'H'자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 탐침 및 상기 제 2 탐침은 각각 금속 판형재로부터 형성되는 것을
   특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 리드선의 일부 또는 전체 구간에서 상기 2 개의 리드선이 차지하는 단
   면의 최대 외경은 상기 스프링의 내경보다 크게 제작되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 스프링의 타단이 위치하는 상기 제 2 탐침의 단면에서 상기 제 2 탐침
   의 최대 외경은 상기 스프링의 내경보다 크게 제작되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 삽입형 연결부 또는 상기 리드선의 말단은 압착으로 예각의 형상을 가
   진 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 2개의 리드선 중 적어도 하나의 리드선에는 굽은 형상의 모기등이 형성
   되는 것을 특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 탐침 또는 상기 제 2 탐침은 베릴륨 동 합금으로 형성되는 것을
    특징으로 하는 스프링 프로브 핀.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 접촉 부는 상기 삽입형 연결부보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로
    하는 스프링 프로브 핀.

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