KR20120032500A - 탐침부 연결형 포고핀 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탐침부와 탄성부로 이루어진 포고핀에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전기 신호를 전달하는 포고핀을 구성하는 원통형의 상부탐침부와 탄성부 및 원통형의 하부탐침부가 일체로 연결되어 형성됨에 따라 제조공정 및 단가를 최소화할 수 있고, 탄성부가 원통형의 하부탐침부를 감싸서 형성됨에 따라 포고핀의 외경을 최소화할 수 있으며, 하부탐침부와 상부탐침부가 면접촉되도록 함으로써 전기신호의 손실과 왜곡을 최소화할 수 있는 탐침부 연결형 포고핀에 관한 것이다.

Description

탐침부 연결형 포고핀 및 그 제조방법 {Plungers interconnected pogo pin and manufacturing method of it}
본 발명은 탐침부와 탄성부로 이루어진 포고핀에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 반도체 패키지, 각종 소켓 등의 전자 부품 사이에서 전기 신호를 전달하는 포고핀을 구성하는 원통형의 상?하부탐침부와 탄성부가 일체로 연결되는 탐침부 연결형 포고핀에 관한 것이다.
스프링 프로브 핀, 일명 포고핀(Pogo Pin)은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈, 카메라모듈, 이미지센서 및 반도체 패키지 등의 검사 장비를 비롯하여, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이다.
종래의 일반적인 포고핀은 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 탐침(12), 하부 탐침(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 몸체(11)로 이루어진다.
상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)은 그 일단이 원통형 몸체(11)에 걸려 원통형 몸체(11)로부터 외부로의 이탈이 방지되며, 상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)의 사이에 설치되는 스프링(14)에 의해 탄성력을 받게 된다.
도 2는 하나의 절연성 몸체에 수용되는 복수의 포고핀을 보여주는 단면도로서, 반도체 패키지 검사용 소켓을 예시한 것이다. 반도체 패키지 검사용 소켓(20)은 다수의 포고핀(6)과, 다수의 포고핀을 소정 간격으로 수용하는 절연성 본체(1)를 포함한다. 다수의 포고핀(6)은 상부 탐침(12)이 절연성 본체(1)의 상면에 돌출되고 하부 탐침(13)이 절연성 본체(1)의 저면에 돌출되도록 하고, 상기 포고핀 간의 간격은 상부 탐침(12)에 접촉되는 반도체 패키지(3)의 외부 단자(3a)의 간격과 동일하고, 하부 탐침(13)에 접촉되는 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)와 동일한 간격이 되도록 절연성 본체(1)에 수용된다.
반도체 패키지 검사를 위하여 상기 반도체 패키지(3)를 가압하면, 반도체 패키지의 외부 단자(3a)들이 포고핀(6)의 상부 탐침(12)에 접촉되고, 하부 탐침(13)은 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉되는데, 상기 포고핀(6) 내부의 스프링(14)에 의해 상부 탐침(12)과 하부 탐침(13)이 탄성 지지되도록 함으로써, 반도체 패키지(3)와 테스트 보드(5)를 전기적으로 연결하여 반도체 패키지를 정확하게 검사할 수 있다.
그런데 상기 도 1, 2에서 보는 바와 같이, 포고핀은 반도체 패키지의 각 단자 간격마다 설치되어야 하는데, 반도체 패키지의 소형화, 집적화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 반도체 패키지 검사를 위한 포고핀의 크기, 즉 포고핀의 외경이 작아져야 하고, 고주파 전기신호를 왜곡 없이 전달하기 위해서는 전달 경로가 안정적이며, 전달 경로상의 임피던스가 최소화되어야 한다. 그러나 종래의 포고핀은 스프링의 외부에 원통형 몸체가 구비됨에 따라 스프링 및 스프링을 수용하는 원통형 몸체 두께만큼의 외경을 만족해야 하므로 일정한 크기 이하로 외경을 줄일 수 없다는 문제점이 있다. 또한 스프링(14)을 통한 경로는 스프링이 감긴 횟수만큼 경로가 길어지고, 코일처럼 나선으로 감겨져 있으므로 저항성분 및 인덕턴스 성분을 포함하게 되어 전기적 경로로써 적당하지 않다. 따라서 종래의 포고핀은 상부탐침(12), 원통형 몸체(11) 및 하부탐침(13)을 통하는 전기적 경로를 이용해야 하므로 상부탐침(12) 및 원통형 몸체(11) 사이와 원통형 몸체(11) 및 하부탐침(13) 사이의 두군데에서 전기적 접촉을 정밀하게 유지해야 하는 문제점이 있다.
또한 종래의 포고핀은 그 제조과정에 있어서, 원통형 몸체, 상부탐침, 하부탐침 및 스프링을 각각 별도로 제작하고, 상부탐침 및 하부탐침을 원통형 몸체와 조립하는 공정을 거쳐야 하므로 제조공정이 복잡하고, 시간이 많이 소요되며, 제조단가가 상승한다는 단점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고성능, 고집적도에의 적용이 적합하도록 그 외경 및 길이를 최소화할 수 있는 포고핀 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한 제조공정을 단순화하여 포고핀의 대량생산이 용이하도록 하고, 제조단가를 최소화할 수 있는 포고핀 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한 효율적인 제조공정의 순서에 의해 재료의 낭비를 방지하고 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있는 포고핀의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한 상부탐침부 또는 하부탐침부에서 감지된 신호가 하부탐침부 또는 상부탐침부로 이동하는 과정에서의 경로를 최소화, 단순화함으로써 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화하고 신호품질을 향상시키는 포고핀 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따르면, 상부탐침부와, 하부탐침부, 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부로 이루어지는 포고핀에 있어서, a) 상기 상부탐침부는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 상단부에 구비된 첨부를 포함하고, 상기 제1몸체는 하단부에 속이 빈 원통형의 개구부를 포함하며, b) 상기 하부탐침부는 제2몸체와, 상기 제2몸체의 하단부에 구비된 첨부, 및 상기 제2몸체의 상단부에 구비되어 상기 개구부에 삽입될 수 있는 직경을 가진 삽입부를 포함하고, c) 상기 탄성부는 일단이 하부탐침부의 제2몸체의 하부 일측에 고정된 상태에서 적어도 상기 삽입부의 외면을 감싸고, 타단이 상부탐침부의 하단부에 고정된 스프링인 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 삽입부는 그 단면이 원형 또는 하나 이상의 트임부를 갖는 원형을 갖도록 하는 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스프링은 상부와 하부가 서로 다른 방향으로 감겨 있는 2방향 스프링인 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스프링은 어느 한 방향으로만 감겨 있는 1방향 스프링인 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부탐침부 또는 하부탐침부 중 어느 하나에는 고정부가 더 구비되는 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부탐침부와 하부탐침부 및 탄성부는 일체로 된 단일부재로 이루어지는 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄성부에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 개구부와 삽입부가 이격되어 있는 탐침부 연결형 포고핀이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상부탐침부와, 하부탐침부, 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부로 이루어지는 포고핀을 제조하는 방법에 있어서, a) 상단부에 첨부전개부가 형성된 상부탐침부전개부와, 하단부에 첨부전개부가 형성된 하부탐침부전개부, 및 상기 상부탐침부전개부와 하부탐침부전개부를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단하는 단계, b) 상기 하부탐침부전개부의 판재를 롤링수단을 이용하여 일부 또는 전부가 원통형인 하부탐침부를 형성시키고, 탄성부전개부가 하부탐침부의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하고, 상부탐침부의 일부 또는 전부가 원통형으로 형성되도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시키는 단계, c) 상기 원형(原形)포고핀을 열처리하여 경화시킨 후, 도금 처리하는 단계,를 포함하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상부탐침부와, 하부탐침부, 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부로 이루어지는 포고핀을 제조하는 방법에 있어서, a) 상단부에 첨부전개부가 형성된 상부탐침부전개부와, 하단부에 첨부전개부가 형성된 하부탐침부전개부, 및 상기 상부탐침부전개부와 하부탐침부전개부를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단하는 단계, b) 상기 상부탐침부전개부와 하부탐침부전개부의 판재를 롤링수단을 이용하여 일부 또는 전부가 원통형인 상부탐침부와 하부탐침부를 형성시키고, 탄성부전개부가 하부탐침부의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시키는 단계, c) 상기 원형(原形)포고핀을 열처리하여 경화시킨 후, 도금 처리하는 단계,를 포함하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 원형(原形)포고핀에 외력이 가해지지 않은 상태에서 하부탐침부는 상부탐침부에 삽입되지 않고 이격되어 있는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 도금 처리는 원형(原形)포고핀을 니켈 도금 후 금도금하는 것인 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명은 종래 포고핀에서 스프링을 감싸기 위해 이용되던 외부몸체를 생략하여 포고핀의 외경을 최소화함에 따라, 배열되는 포고핀 간의 최소 간격을 줄일 수 있어 고집적화된 전자 부품 및 테스트 장비에 사용할 수 있다는 장점이 있다.
또한 상부탐침부와 하부탐침부가 직접 면접촉하여 신호를 전달할 수 있도록 함으로써 전기 신호의 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
또한 제조공정의 단순화 및 일원화를 통해 고속, 대량생산이 가능하고, 제조단가 절감의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래의 포고핀의 단면도이다.
도 2는 종래의 포고핀을 이용한 반도체 패키지 검사용 소켓의 단면도이다.
도 3a 내지 3b는 본 발명의 포고핀의 일 실시예의 사시도 및 전개도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 포고핀의 일 실시예의 압축전, 압축후의 단면도이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 포고핀의 다른 실시예의 하부탐침부의 전개도 및 하부탐침부에 형성된 삽입부를 A-A'에서 바라본 단면도이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 포고핀에서 스프링을 형성하는 부분의 각 실시예의 전개도이다.
도 7a 내지 7b는 본 발명의 포고핀의 다른 실시예의 전개도 및 사시도이다.
본 발명은 상부탐침부와, 하부탐침부와, 스프링을 형성하는 탄성부로 구성되는 포고핀에 있어서, 상기 상부탐침부와 하부탐침부의 일부 또는 전부가 원통형의 몸체를 이루고, 탄성부의 외부를 감싸는 별도의 몸체 없이 포고핀을 형성함에 따라 외경을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 포고핀은 도 3a 및 4a에 도시된 바와 같이 상부탐침부(100)와, 하부탐침부(200), 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부(300)로 이루어진다. 상기 포고핀을 구성하는 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200) 및 탄성부(300)는 각각 독립적으로 형성한 후에 상호 결합함으로써 포고핀을 형성하는 것도 가능하나, 제조공정의 단순화 및 대량생산을 용이하게 하기 위하여 일체로 된 단일부재를 하기와 같이 이용하여 포고핀을 형성하는 것이 바람직하다.
도 3b는 본 발명 포고핀의 일실시예의 전개도로서, 얇은 판상의 단일부재를 펀칭(punching)하는 과정을 통해 상기 전개도 모양으로 재단하고, 상기 판재를 절곡하거나, 말거나, 둥글게 구부리거나(roll bending), 또는 감아서 본 발명의 포고핀을 구성할 수 있다.
본 발명의 판상의 단일부재는 전기 전도성이 있는 금속판재로 소정의 연신성이 있고, 열처리를 통하여 탄성 및 강도를 높일 수 있으며, 전기적 저항이 작은 것이 좋다. 이에 따라, 베릴륨 동 합금이 선호되며, 특히 베릴륨 동 25 합금 ASTM C17200이 바람직하나, 기계적, 전기적 물성을 만족하는 다른 소재도 사용 가능하다.
상기 상부탐침부(100)는 제1몸체(110)와, 상기 제1몸체(110)의 상단부에 구비된 첨부(120)를 포함하고, 상기 제1몸체는 하단부에 속이 빈 원통형의 개구부(130)를 포함하며, 상기 하부탐침부(200)는 제2몸체(210)와, 상기 제2몸체(210)의 하단부에 구비된 첨부(220), 및 상기 제2몸체(210)의 상단부에 구비되어 상기 개구부(130)에 삽입될 수 있는 직경을 가진 삽입부(230)를 포함한다. 상기 첨부(120, 220)는 본 발명의 포고핀의 양 끝단에 위치하여 테스트 단자, 컨택트 패드 등에 직접 접촉되는 부분으로, 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 테스트 단자 등과의 정확한 접촉을 위해 크라운 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(130)와 삽입부(230)는 후술하는 탄성부(300)에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 서로 이격되어 있도록 간격을 조절하여 형성한다. 다만 본 발명의 포고핀이 탄성부만으로 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)가 연결되는 구조이므로, 개구부(130)와 삽입부(230)를 너무 넓게 이격하면 상?하부탐침부가 상호 접촉하기 어렵고, 포고핀의 구조적 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상기 개구부(130)와 삽입부(230)가 서로 접촉되지 않는 범위에서 적당한 간격으로 이격되도록 한다. 상기 간격은 포고핀을 도금할 때, 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)의 전면에 적절한 두께의 도금이 정확하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로, 개구부(130)와 삽입부(230)의 사이에 도금이 뭉쳐지거나, 도금이 이루어지지 않은 부분이 발생하거나, 도금으로 인하여 개구부(130)와 삽입부(230)가 접촉되는 등 도금으로 인해 발생할 수 있는 문제를 방지할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 이격된 개구부(130)와 삽입부(230)는 외부의 압력이 포고핀에 가해질 때 상기 삽입부(230)가 개구부(130)로 삽입되면서, 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)가 서로 접촉하게 된다. 자세히 설명하면 외력이 상부탐침부(100) 또는 하부탐침부(200)에 가해질 때, 상부탐침부(100) 또는 하부탐침부(200)와 후술하는 탄성부(300)에 상기 외력이 전달되고, 상기 외력에 의해 탄성부(300)가 수축되는 동시에 상기 제2몸체의 상단부에 구비되는 삽입부(230)가 상기 제1몸체의 하단부에 구비되는 속이 빈 원통형의 개구부(130)로 삽입되면서 하부탐침부(200)와 상부탐침부(100)가 면접촉하게 된다. 상기 외력에 의해 수축한 탄성부(300)는 외력이 사라졌을 때, 탄성력에 의해 복원되면서 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)간의 간격을 원상태로 유지하도록 한다.
종래의 포고핀에 따르면, 상부탐침과 원통형 몸체 사이와 원통형 몸체와 하부탐침 사이의 두군데에서 접촉되어야 하나, 본 발명에 따르면 상부탐침부(100) 및 하부탐침부(200) 사이의 한군데 접촉으로 줄어드는 장점이 있다. 또한 종래의 포고핀에 따르면 상부탐침과 원통형 몸체 사이 또는 원통형 몸체와 하부탐침 사이의 접촉면적이 작게 될 수밖에 없다. 본 발명에 따르면 접촉면적을 대폭 확대하는 것이 가능하여 전달되는 신호의 왜곡을 극소화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 하부탐침부(200)와 상부탐침부(100)가 각각 삽입부(230)와 속이 빈 원통형의 개구부(130)로 구성됨에 따라, 외력에 의한 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)의 접촉시 상기 개구부(130)의 원통형 내면을 따라서 이루어지게 된다.
상기 삽입부(230)는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며, 그 단면은 원형 또는 도 5b에 도시된 바와 같이 1개 이상의 트임부(250)가 형성된 원형일 수 있다. 상기 삽입부(230)에 형성된 트임부(250)는 삽입부(230)가 개구부(130)로 삽입될 때, 삽입부(230)의 단면 직경이 축소될 수 있도록 함으로써 내삽을 용이하게 함은 물론, 상기 삽입부(230)와 개구부(130)의 접촉이 확실하게 이루어질 수 있도록 한다. 상기 트임부(250)는 일 내지 수개 형성될 수 있다. 도 5a는 트임부를 갖는 하부탐침부의 전개도이다.
상기 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)의 사이에 위치하는 탄성부(300)는 일단이 하부탐침부(200)의 하부 일측에 고정된 상태에서 적어도 상기 삽입부(230)의 외면을 감싸고, 타단이 상부탐침부(100)의 하단부에 고정된 스프링으로 구성된다. 상기 스프링(310)은 상부탐침부(100)의 상부 또는 하부탐침부(200)의 하부에서의 외력에 대해 탄성을 갖는다.
본 발명의 상부탐침부(100)의 하단부에 형성된 개구부(130)의 형상이 속이 빈 원통형이고, 스프링 단부가 상부탐침부(100)의 하단부에 고정되므로, 상기 스프링의 외부에 스프링의 움직임을 제어할 별도의 구조물이 위치하지 않아도 안정적인 구조를 유지할 수 있게 된다.
상기 스프링(310)의 일단이 하부탐침부(200)의 하부 일측에 고정된 상태에서 적어도 상기 삽입부(230)의 외면을 감싸도록 형성되고, 상부탐침부(100)의 하단부에 스프링(310)의 타단이 고정되며, 스프링 외부를 감싸는 별도의 구조물이 없으므로, 상기 스프링(310)의 외경을 본 발명 포고핀의 외경으로 할 수 있어 포고핀의 몸체 내부에 탄성부가 위치하는 경우에 비해 작은 외경의 포고핀을 구성할 수 있다는 장점이 있다.
상기 스프링(310)의 내경은 스프링이 적당한 크기의 탄성을 갖도록 하기 위해 일정 이상의 크기를 필요로 하므로, 상기 스프링의 중심부에 제2몸체에 구비된 삽입부가 위치하도록 하는 것이 가능하다.
상기 스프링이 상기 개구부(130)가 형성된 상부탐침부(100)의 외면을 감싸도록 하는 것도 가능하나, 스프링이 상부탐침부(100) 및 하부탐침부(200)의 외부를 감싸는 경우에는 상부탐침부(100)의 외부를 감싸지 않는 경우와 비교할 때, 상기 스프링(310)의 외경의 최소 크기가 개구부가 형성된 상부탐침부(100)의 두께 이상으로 커진다는 문제가 있으므로, 포고핀의 외경을 줄이는데 있어 상부탐침부(100)가 스프링의 내부에 위치하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 탄성부(300)를 이루는 다양한 실시예의 전개도이다. 상기 판재를 이용하여 스프링(310)을 형성하는 방법은, 밀대, 밴딩롤러 등의 기구를 이용하여 말거나 내부에 원통형 통공이 형성된 틀에 판재를 압입하여 원통형 곡면을 따라 판재가 감기도록 하는 등 롤링수단(R)을 이용하여 스프링을 형성하는 것이다.
상기 스프링을 형성하는 판재부분은 도 6a 내지 6c에 도시된 바와 같이, I자, V자, W자 등의 형상이 가능하나, 상기 스프링에 압력이 가해지는 경우 압축되는 스프링의 형태 변화에서의 차이로 인하여 I자 형상의 판재를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 구체적으로, 롤링수단(R)을 이용하여 형성된 스프링의 구조에 있어서 I자는 상부와 하부가 서로 같은 방향으로, 즉 어느 한 방향으로만 감기게 되어 일방향 스프링을 형성함으로써 포고핀에 압력이 가해지는 경우 스프링이 직진하며 압축된다. 반면 V자 또는 W자 형상의 판재는 상부와 하부가 서로 다른 방향으로 감기는 2방향 스프링을 형성하므로, 포고핀에 압력이 가해지는 경우 스프링의 중간부분에서 한쪽 방향으로 치우쳐지면서 스프링이 압축되어 스프링이 휘어지는 문제가 발생할 여지가 있다. 또한 I자 형상의 판재를 이용한 스프링의 경우는 V자 또는 W자 형상의 판재를 이용하는 경우에 비하여 탄성을 일으킬 수 있는 유효구간이 길다는 장점이 있으므로, 스프링의 안정성, 내구성 및 포고핀의 압축범위의 증대 측면에서 일방향 스프링을 형성하는 I자 형상의 판재를 사용하는 것이 바람직하다.
프로그레시브 스템핑(progressive stamping)은 금형을 형성하기 위한 공정 즉 펀칭(punching), 코이닝(coining), 롤밴딩(roll bending), 밴딩(bening), 롤링(rolling) 등의 공정 및 자재공급(feeding)을 하나로 합하여 자동화된 시스템에서 시계열적으로 구현되도록 하는 것으로, 본 발명의 포고핀을 형성하기 위하여 상기 프로그레시브 스템핑을 도입함으로써 생산공정을 간소화함에 따라 제조단가를 절감할 수 있으며, 대량생산을 용이하게 할 수 있다.
도 7a 내지 7b는 본 발명 포고핀의 다른 실시예의 전개도 및 사시도이다.
본 발명의 상부탐침부(100) 또는 하부탐침부(200) 중 어느 하나에는 고정부(140, 240)가 더 구비될 수 있다. 상기 고정부(140, 240)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 고정부전개부(140', 240')를 절곡하여 형성될 수 있고, 롤링수단을 이용하여 말거나 감아서 형성될 수도 있으며, 테스트 장비 등의 타구조물에 본 발명의 포고핀을 안정적으로 고정시킬 수 있도록 한다. 상기 고정부(140, 240)는 본 발명 포고핀의 다른 실시예에 적용 가능하다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스프링의 판재가 I자 형상인 포고핀을 제조하기 위한 방법은 다음과 같다.
a) 재단 단계(S1)
상단부에 첨부전개부(120')가 형성된 상부탐침부전개부(100')와, 하단부에 첨부전개부(220')가 형성된 하부탐침부전개부(200'), 및 상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(220')를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부(300')가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단된다. 상기 과정은 재단기 등을 통해 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 프로그레시브 스템핑의 과정 중 펀칭에 의해 이루어진다.
b) 원형(原形)포고핀 형성단계(S2)
상기 하부탐침부전개부(200')의 판재를 롤링수단(R)을 이용하여, 예를 들면 밀대를 돌려가며 감거나, 내부에 원통형 통공이 형성된 틀에 판재를 압입하여 원통형 곡면을 따라 판재가 감기도록 함으로써 일부 또는 전부가 원통형인 하부탐침부를 형성시키고, 탄성부(300)가 하부탐침부(200)의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하고, 상부탐침부(100)의 일부 또는 전부가 원통형으로 형성되도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시킨다. 상기 상부탐침부는 상부탐침부전개부(100')의 판재를 롤링수단(R)을 이용하여 일부 또는 전부가 원통형인 상부탐침부(100)를 형성한다.
도 3b를 기준으로 상기 하부탐침부전개부(200')의 우측 끝단에서부터 상부탐침부전개부(100')의 좌측 끝단까지 좌측방향으로 감아 원형(原形)포고핀을 형성시킬 수도 있고, 상기 상부탐침부전개부(100')를 먼저 좌측에서 우측방향으로 감아 상부탐침부(100)가 형성되도록 한 후 하부탐침부전개부(200')의 우측 끝단에서 하부탐침부전개부(200')와 탄성부전개부(300')를 순차로 우측에서 좌측방향으로 감아 원형(原形)포고핀을 형성할 수도 있으며, 하부탐침부전개부(200')의 우측 끝단에서 하부탐침부전개부(200')와 탄성부전개부(300')를 순차로 우측에서 좌측방향으로 감은 후 상부탐침부전개부(100')를 좌측에서 우측으로 감아 원형(原形)포고핀을 형성하는 것도 가능하다. 상기 원형(原形)포고핀 형성단계는 바람직하게는 프로그레시브 스템핑의 과정 중 롤링, 밴딩, 롤밴딩 중 어느 하나 이상에 의해 이루어진다.
c) 열처리, 도금 단계(S3)
상기 원형(原形)포고핀은 탄성 및 강도를 높이기 위해 열처리하여 경화시킨 후, 니켈 및 금도금 처리함으로써 본 발명의 포고핀을 완성한다.
상기 도금 단계는 전기저항을 낮추는 등 원형(原形)포고핀의 물성을 개선하기 위하여 수행하는 것으로, 전기적 저항이 작은 금과 같은 재료를 사용하는 것이 바람직하나, 금도금을 원형(原形)포고핀의 표면에 수행하는 것보다는 니켈 하지도금을 먼저 수행하고, 그 위에 금도금을 하는 것이 바람직하다. 상기 니켈 하지도금으로 인하여 금도금 층을 보다 얇게 형성할 수 있고, 기저금속인 동합금층 표면에 기공을 감소시켜 표면의 부식을 막아주며, 금의 내마모성을 증가시키는 역할을 한다.
또한 상기 도금 단계는 원형(原形)포고핀을 형성한 후 열처리하여 경화시킨 다음에 수행하도록 한다. 재단 단계 전 또는 원형(原形)포고핀 형성단계 전에서 금속판재에 바로 도금하는 것도 가능하나, 이 경우 상기 재단 단계 또는 원형(原形)포고핀 형성단계에서 판재가 밀대 등에 의해 말리면서 도금부분에 손상이 가해져 불량품이 발생할 우려가 있고, 도금에 의해 소재의 특성이 바뀌어져 롤링수단으로 원형(原形)포고핀을 형성하는 데 어려움이 있다. 앞서 언급된 바와 같이 본 발명의 개구부와 삽입부가 적당한 간격으로 이격되어 형성됨으로써 원형(原形)포고핀에 직접 도금하여도 도금이 이루어지지 않는 부분이 발생할 여지가 없으므로 원형(原形)포고핀 형성단계 후 도금하는 것이 바람직하다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스프링의 판재가 V자 또는 W자 형상인 경우에 있어서의 포고핀 제조방법은 다음과 같다.
a) 재단 단계(S1')
상단부에 첨부전개부(120')가 형성된 상부탐침부전개부(100')와, 하단부에 첨부전개부(220')가 형성된 하부탐침부전개부(200'), 및 상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(200')를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부(300')가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단된다. 상기 과정은 재단기 등을 통해 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 프로그레시브 스템핑의 과정 중 펀칭에 의해 이루어진다.
b) 원형(原形)포고핀 형성단계(S2')
상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(200')의 판재를 롤링수단(R)을 이용하여, 예를 들면 밀대를 돌려가며 감거나, 내부에 원통형 통공이 형성된 틀에 판재를 압입하여 원통형 곡면을 따라 판재가 감기도록 함으로써 일부 또는 전부가 원통형인 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)를 형성시키고, 탄성부(300)가 원통형의 하부탐침부(200)의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시킨다. 상기 원형(原形)포고핀 형성단계는 바람직하게는 프로그레시브 스템핑의 과정 중 롤링, 밴딩, 롤밴딩 중 어느 하나 이상에 의해 이루어진다.
c) 열처리, 도금 단계(S3')
상기 원형(原形)포고핀은 탄성 및 강도를 높이기 위해 열처리하여 경화시킨 후, 니켈 및 금도금 처리함으로써 본 발명의 포고핀을 완성한다.
상기 상부탐침부와 하부탐침부는 본 발명의 포고핀을 설명하기 위해 도면에 표시된 바대로 명명한 것일 뿐, 그 사용에 있어서는 포고핀이 어떠한 위치에 어떠한 방향으로 설치되어도 사용상의 문제가 발생하지 않는다. 즉 상부탐침부가 반도체 패키지의 외부단자에 대응하도록, 상부탐침부를 위로 향하게 하여 사용하는 것은 물론, 상부탐침부가 테스트 보드의 컨텍트 패드에 대응하도록, 상부탐침부를 아래로 향하게 하여 사용하는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 하기의 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
100: 상부탐침부 110: 제1몸체
120, 220: 첨부 130: 개구부
140, 240: 고정부 200: 하부탐침부
210: 제2몸체 230: 삽입부
250: 트임부 300: 탄성부
310: 스프링 100': 상부탐침부전개부
120', 220': 첨부전개부 140', 240': 고정부전개부
200': 하부탐침부전개부 300': 탄성부전개부
R: 롤링수단

Claims (11)

  1. 상부탐침부(100)와, 하부탐침부(200), 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부(300)로 이루어지는 포고핀에 있어서,
    a) 상기 상부탐침부(100)는 제1몸체(110)와, 상기 제1몸체(110)의 상단부에 구비된 첨부(120)를 포함하고, 상기 제1몸체는 하단부에 속이 빈 원통형의 개구부(130)를 포함하며,
    b) 상기 하부탐침부(200)는 제2몸체(210)와, 상기 제2몸체(210)의 하단부에 구비된 첨부(220), 및 상기 제2몸체(210)의 상단부에 구비되어 상기 개구부(130)에 삽입될 수 있는 직경을 가진 삽입부(230)를 포함하며,
    c) 상기 탄성부(300)는 일단이 하부탐침부(200)의 하부 일측에 고정된 상태에서 적어도 상기 삽입부(230)의 외면을 감싸고, 타단이 상부탐침부(100)의 하단부에 고정된 스프링(310)인 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  2. 제1항에 있어서, 상기 삽입부(230)는 단면이 원형 또는 하나 이상의 트임부(250)를 갖는 원형을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  3. 제1항에 있어서, 상기 스프링(310)은 어느 한 방향으로만 감겨 있는 1방향 스프링인 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  4. 제1항에 있어서, 상기 스프링(310)은 상부와 하부가 서로 다른 방향으로 감겨 있는 2방향 스프링인 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부탐침부(100) 또는 하부탐침부(200) 중 어느 하나에는 고정부(140, 240)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200) 및 탄성부(300)는 일체로 된 단일부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  7. 제6항에 있어서, 상기 탄성부(300)에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 개구부(130)와 삽입부(230)가 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀
  8. 상부탐침부(100)와, 하부탐침부(200), 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부(300)로 이루어지는 포고핀을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 상단부에 첨부전개부(120')가 형성된 상부탐침부전개부(100')와, 하단부에 첨부전개부(220')가 형성된 하부탐침부전개부(200'), 및 상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(200')를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부(300')가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단하는 단계,
    b) 상기 하부탐침부전개부(200')의 판재를 롤링수단을 이용하여 일부 또는 전부가 원통형인 하부탐침부(200)를 형성시키고, 탄성부(300)가 하부탐침부(200)의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하고, 상부탐침부(100)의 일부 또는 전부가 원통형으로 형성되도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시키는 단계,
    c) 상기 원형(原形)포고핀을 열처리하여 경화시킨 후, 도금 처리하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법
  9. 상부탐침부(100)와, 하부탐침부(200), 및 상기 상부탐침부와 하부탐침부 사이에 위치하는 탄성부(300)로 이루어지는 포고핀을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 상단부에 첨부전개부(120')가 형성된 상부탐침부전개부(100')와, 하단부에 첨부전개부(220')가 형성된 하부탐침부전개부(200'), 및 상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(200')를 연결하는 띠형상의 탄성부전개부(300')가 하나의 금속판재에 전개된 상태로 재단하는 단계,
    b) 상기 상부탐침부전개부(100')와 하부탐침부전개부(200')의 판재를 롤링수단을 이용하여 일부 또는 전부가 원통형인 상부탐침부(100)와 하부탐침부(200)를 형성시키고, 탄성부(300)가 하부탐침부(200)의 외면을 감싸는 형태로 감겨지도록 하여, 상부탐침부, 하부탐침부, 및 탄성부가 일체로 된 원형(原形)포고핀을 형성시키는 단계,
    c) 상기 원형(原形)포고핀을 열처리하여 경화시킨 후, 도금 처리하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 원형(原形)포고핀에 외력이 가해지지 않은 상태에서 하부탐침부(200)는 상부탐침부(100)에 삽입되지 않고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 도금 처리는 원형(原形)포고핀을 니켈 도금 후 금도금하는 것을 특징으로 하는 탐침부 연결형 포고핀을 제조하는 방법
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