KR20170070831A - 인터페이스 구조 - Google Patents
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Abstract
[과제]
소켓과 회로 기판 사이의 신뢰성이 높은 전기적 접속을 가능하게 하는 인터페이스 구조를 제공한다.
[해결 수단]
본 발명의 소켓용 어댑터는 플레이트(210)와, 베이스(220)를 포함한다. 플레이트(210)에는 복수의 관통 홀(212)이 형성되고, 베이스(220)에는 관통 홀(212)과 일치하는 위치에 복수의 관통 홀(222)이 형성된다. 관통 홀(222)의 내벽에는 금속 도금이 적용되고, 관통 홀(222)내에는 코일 스프링(230)이 수용된다. 코일 스프링(230)의 일단은 관통 홀(212)에서 삽입된 소켓(100)의 단자에 접속되고, 가동 접점부(236)로서의 타단은 회로 기판(300)의 전극에 접속된다.
소켓과 회로 기판 사이의 신뢰성이 높은 전기적 접속을 가능하게 하는 인터페이스 구조를 제공한다.
[해결 수단]
본 발명의 소켓용 어댑터는 플레이트(210)와, 베이스(220)를 포함한다. 플레이트(210)에는 복수의 관통 홀(212)이 형성되고, 베이스(220)에는 관통 홀(212)과 일치하는 위치에 복수의 관통 홀(222)이 형성된다. 관통 홀(222)의 내벽에는 금속 도금이 적용되고, 관통 홀(222)내에는 코일 스프링(230)이 수용된다. 코일 스프링(230)의 일단은 관통 홀(212)에서 삽입된 소켓(100)의 단자에 접속되고, 가동 접점부(236)로서의 타단은 회로 기판(300)의 전극에 접속된다.
Description
본 발명은, 스프링 컨택트를 이용한 인터페이스 구조에 관한 것으로, 특히, IC 소켓 등의 전자 부품을 기판에 분리 가능하게 접속하는 인터페이스 구조에 관한 것이다.
IC 소켓은, 반도체 장치와 회로 기판 등을 전기적으로 접속하기 위한 인터페이스로 널리 이용되고 있다. BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Sized Package) 또는 LGA(Land Grid Array) 등의 표면 실장용 반도체 장치를 장착하는 IC 소켓은, 반도체 장치의 저면이 장착되는 베이스 부재와, 반도체 장치를 베이스 부재를 향해 밀어붙여, 반도체 장치의 저면의 솔더볼들(solder balls)을 프로브 핀에 접촉시키는 커버 부재를 포함한다(예를 들면, 특허 문헌 1).
또한, IC 소켓은 장착된 반도체 장치의 전기적 특정이나 신뢰성을 측정하기 위해 회로 기판 상에 실장된다. 이러한 실장에 있어서는, 소켓의 단자와 회로 기판이 납땜에 의해 서로 직접적으로 접속되기 때문에, 소켓을 기판으로부터 용이하게 분리할 수 없다. 그래서, 특허 문헌 2에는 소켓을 회로 기판에서 쉽게 탈착 가능하게하는 소켓용 어댑터를 제공하고 있다. 도 1 및 도 2는 특허 문헌 2, 3에 나타낸 소켓용 어댑터를 나타낸다. 소켓용 어댑터(10)는, 회로 기판과 소켓(20)과의 사이에 접속되어, 양자의 전기적인 인터페이스를 제공한다. 소켓(20)에는, 예를 들어, BGA, LGA, QFP 등의 다양한 패키지(1)가 장착 가능하다. 소켓(20)은, 예를 들어, 베이스 부재(30), 베이스 부재(30)에 대해 접근 또는 분리되는 방향으로 왕복 운동이 가능한 커버 부재(40)와, 베이스 부재(30)에 각각 설치된 복수의 콘택트(50)를 포함한다. 패키지(1)는 커버 부재(40)의 개구(42)를 통해 마운팅 부재(mounting member) 상에 로드된다. 한 쌍의 래치 부재(latch members)(44)는 커버 부재(40)의 왕복 운동에 연동하고, 회전축(46)을 중심으로 회전하여 회동 패키지(1)의 상면을 가압한다. 컨택트(50; contacts)는 컨택트 지지부(34)에 의해 지지된다. 컨택트(50)의 상단부는, 패키지(1)의 저면의 단자에 각각 접촉되고, 컨택트(50)의 하단부는 베이스 부재(30)로부터 돌출하여, 어댑터(10)의 관통 홀(hole) 내에 각각 삽입된다. 베이스 부재(30)의 저면의 각 코너부에는, 위치 결정에 이용되는 원통형 포스트부(36)가 형성된다.
소켓용 어댑터(10)는, 메인 어댑터(12)를 포함하고, 메인 어댑터(12)는, 하부 어댑터(12a) 및 상부 어댑터(12b)를 포함한다. 하부 어댑터(12a) 및 상부 어댑터(12b)의 각각에는 컨택트(50)에 대응하는 위치에 복수의 관통 홀(14)이 형성되어 있다. 또한, 메인 어댑터(12)의 각 코너에는, 소켓(20)의 포스트(36)를 삽입하기 위해 위치 결정용 관통 홀(64)이 형성되어 있다. 관통 홀(14) 내에는 프로브 핀(60)과, 프로브 핀(60)을 가압하는 코일 스프링(62)이 수용되어 프로브 핀(60)은 관통 홀(14)에서 삽입된 컨택트를 지지한다.
도 3은 프로브 핀이 내장된 메인 어댑터의 관통 홀의 확대 단면도이다. 상부 어댑터(12b)가 하부 어댑터 (12a)의 상면에 후크(도면에서 생략)에 의해 고정되고, 프로브 핀(60)이 관통 홀(14) 내에 지지된다. 컨택트(50)는, 상면 개구부(14b)를 통해 프로브 핀(60)의 클립부(clip portion)(68)에 의해 지지진다. 프로브 핀(60)의 하단부는 하부 개구부(14a)로부터 돌출하여, 회로 기판의 전극 패드와 접촉한다.
그러나, 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같은 종래의 소켓용 어댑터는 다음과 같은 문제가 있다. 소켓용 어댑터의 프로브 핀은 회로 기판의 전극 패드의 바로 위에서 접속되기 때문에, 프로브 핀과 전극 패드 사이에는 일정한 압력(pressure force)이 가해진다. 만약 전극 패드의 표면에 이물질이 묻어 있거나 또는 전극 패드의 표면이 산화되는 경우, 프로브 핀과 전극 패드 사이의 전기적인 접속이 불량이거나 또는 그 저항이 크게 되어 버린다. 그 결과, 반도체 장치와 회로 기판 간의 신뢰성이 높은 양호한 전기적 접속을 얻을 수 없으며, 추가로 번인(burn-in) 테스트 공정에서 반도체 장치가 결함이 없더라도 불량으로 판정되어 버릴 수 있다. 또한, 종래의 소켓용 어댑터는 프로브 핀이 코일 스프링과 프로브 핀과 결합시키는 복잡한 작업 공정을 요하므로, 소켓용 어댑터가 비교적 고가로 되어 버린다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하는 것이며, 저렴하고 또한 신뢰성이 높은 전기적 접속을 가능하게 하는 인터페이스 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전자 부품의 인터페이스 구조는, 전기적 절연성의 재료로 구성되고, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면 및 상기 제1 주면으로부터 상기 제2 주면에 이르는 복수의 관통 홀을 포함하고, 각 관통 홀의 내벽에 도전성의 도금이 적용된 본체부와; 전기 전도성 재료로 구성되며, 본체부의 대응하는 관통 홀 내에 수용된 복수의 코일 스프링;을 포함하고, 상기 코일 스프링은, 제1 주면 측의 관통 홀로부터 삽입된 전자 부품의 단자와 접속하는 접속부와, 제2 주면 측의 전도성 영역과 접촉하는 가동 접점부와, 접속부와 가동 접점부의 사이에 연결된 탄성부를 포함한다.
바람직하게는 상기 가동 접점은, 코일 스프링의 축 방향과 직교하는 방향에 대해 경사진 단부를 갖는다. 바람직하게는 상기 가동 접점부가 상기 전도성 영역과 접촉할 때, 상기 가동 접점부는 상기 단부의 경사에 의해 상기 전도성 영역 위를 수평 방향으로 이동한다. 바람직하게는 상기 가동 접점부가 상기 전도성 영역과 접촉할 때, 상기 탄성부의 적어도 일부가 상기 도금에 접촉한다. 바람직하게는 상기 가동 접점부가 상기 전도성 영역과 접촉할 때, 상기 탄성부는 상기 가동 접점의 수평 이동에 의해 좌굴(buckling)된다. 바람직하게는 상기 관통 홀은 제1 주면 측에 개구하는 제1 관통 홀부와, 제2 주면 측에 개구하는 제2의 관통 홀부를 포함하고, 제1의 관통 홀부의 직경은 제2 관통 홀부의 직경보다 크고, 상기 코일 스프링의 접속부의 외경은 상기 탄성부의 외경보다도 크고, 상기 접속부가 제1 관통 홀부와 제2 관통 홀부 사이의 단차부에 의해 지지된다. 바람직하게는 상기 접속부는, 상기 전자 부품의 단자보다도 큰 내경을 가지며, 상기 탄성부는 상기 전자 부품의 단자보다도 작은 내경을 갖는다. 바람직하게는 인터페이스 구조는 또한, 상기 본체부의 제1 주면 상에 가이드 부재를 더 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 본체의 각 관통 홀과 대응하는 위치에 복수의 관통 홀을 포함하고, 상기 가이드 부재의 관통 홀은 전자 부품의 단자를 상기 본체부에 가이드한다. 바람직하게는 상기 가이드 부재의 관통 홀의 직경은, 상기 본체부의 제1 관통 홀의 직경보다 작다. 바람직하게는 상기 전자 부품은, 반도체 장치를 착탈 가능하게 장착된 소켓이고, 상기 도전성 영역은 회로 기판 상에 형성된 전극이다.
본 발명에 따른 인터페이스 구조는, 반도체 장치를 장착하기 위한 소켓과; 회로 기판과; 상기 소켓과 상기 회로 기판 사이의 인터페이스 접속을 제공하는 소켓용 어댑터;를 포함하고, 상기 소켓용 어댑터는, 전기적 절연성의 재료로 구성되며, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2의 주면 및 상기 제1 주면으로부터 상기 제2 주면에 이르는 복수의 관통 홀을 포함하고, 상기 각 관통 홀의 내벽에 전도성 도금이 적용된 본체부와, 상기 본체부의 대응하는 관통 홀 내에 각각 수용된 전기적 전도성의 재료로 구성되는 복수의 코일 스프링을 포함하며, 상기 코일 스프링은, 상기 제1 주면 측의 관통 홀로부터 삽입된 소켓의 단자와 접속하는 접속부와, 상기 제2 주면 측의 전도성 영역과 접촉하는 가동 접점부와, 상기 접속부와 상기 가동 접점부 사이에 연결된 탄성부를 포함한다. 바람직하게는 상기 소켓은 소켓용 어댑터로부터 제거 가능하다.
본 발명에 의하면, 본체의 관통 홀의 내벽에 도금을 실시하여, 그 관통 홀 내에 컨택트를 위한 코일 스프링을 수용하도록 했기 때문에, 종래의 프로브 핀을 이용하는 구성과 비교하여 저렴하고, 또한 관통 홀의 내벽의 도금을 통해 전류 경로의 단축이 가능해지고, 그 결과 전기 저항을 감소시킬 수 있다.
[도 1] 도 1은 종래의 소켓의 개략 단면도이다.
[도 2] 도 2(A)는, 종래의 소켓용 어댑터의 개략 평면도, 도 2(B)는, 그의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
[도 3] 도 3은, 종래의 소켓용 어댑터의 확대 단면도이다.
[도 4] 도 4(A)는 본 발명의 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 단면도이고, 도 4(B)는 컨택트의 확대도이다.
[도 5] 도 5(A)는, 본 발명의 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 평면도, 도 5(B)는 도 5(A)의 A-A선을 따라 취한 단면도, 도 5(C)는 베이스의 단면도, 도 5(D)는 베이스의 관통 홀의 확대 단면도, 도 5(E)는 코일 스프링의 확대도이다.
[도 6] 도 6(A)는 소켓용 어댑터가 회로 기판에 부착되기 전에 상태를 나타내는 단면도, 도 6(B)는 소켓용 어댑터가 회로 기판에 장착된 후 상태를 나타내는 단면도이다.
[도 7] 도 7은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 제1 조립 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 8] 도 8은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 회로 기판으로의 장착 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 9] 도 9는 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 코일 스프링의 전기적인 접속을 나타내는 도면이다.
[도 10] 도 10은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 가동 접점부의 와이핑을 나타내는 도면이다.
[도 11] 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 제2의 조립 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 12] 제2 조립 동작을 통해 소켓용 어댑터에 소켓을 장착할 때의 개략 단면도이다.
[도 2] 도 2(A)는, 종래의 소켓용 어댑터의 개략 평면도, 도 2(B)는, 그의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
[도 3] 도 3은, 종래의 소켓용 어댑터의 확대 단면도이다.
[도 4] 도 4(A)는 본 발명의 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 단면도이고, 도 4(B)는 컨택트의 확대도이다.
[도 5] 도 5(A)는, 본 발명의 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 평면도, 도 5(B)는 도 5(A)의 A-A선을 따라 취한 단면도, 도 5(C)는 베이스의 단면도, 도 5(D)는 베이스의 관통 홀의 확대 단면도, 도 5(E)는 코일 스프링의 확대도이다.
[도 6] 도 6(A)는 소켓용 어댑터가 회로 기판에 부착되기 전에 상태를 나타내는 단면도, 도 6(B)는 소켓용 어댑터가 회로 기판에 장착된 후 상태를 나타내는 단면도이다.
[도 7] 도 7은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 제1 조립 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 8] 도 8은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 회로 기판으로의 장착 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 9] 도 9는 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 코일 스프링의 전기적인 접속을 나타내는 도면이다.
[도 10] 도 10은 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 가동 접점부의 와이핑을 나타내는 도면이다.
[도 11] 본 실시예에 따른 소켓용 어댑터의 제2의 조립 동작을 나타내는 개략 단면도이다.
[도 12] 제2 조립 동작을 통해 소켓용 어댑터에 소켓을 장착할 때의 개략 단면도이다.
발명을 실시하기
위한 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 인터페이스 구조는, 바람직한 태양에서는 소켓용 어댑터로서 수행된다. 또한, 도면은 알기 쉽게 하기 위해 각 부분을 강조하여 표시되어 있으며, 실제 장치의 스케일과 동일하지 않은 점에 유의해야 한다.
[실시예]
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 구조로서 소켓용 어댑터를 예시한다. 소켓용 어댑터(200)는 소켓(100)과 회로 기판(300) 사이에 접속되어, 소켓(100)과 회로 기판(300) 사이에 전기적·기계적 인터페이스를 제공한다. 소켓(100)에는 예를 들어, BGA, LGA, QFP 등의 표면 실장용 반도체 장치가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
도 4에 표시된 소켓(100)은 전형적인 것을 예시하고 있다. 소켓(100)은, 베이스 부재(110)와, 베이스 부재(110)에 대하여 접근 또는 분리되는 방향으로 왕복 이동 가능한 커버 부재(120)와, 베이스 부재(110)에 내에 설치된 전도성 재료로 이루어지는 복수의 컨택트(130)를 포함한다.
커버 부재(120)는, 스프링 부재(도시되지 않음)에 의해 베이스 부재(110)로부터 분리되는 방향으로 항상 가압되어 있다. 커버 부재(120)가 눌러지면, 각 래치 부재(140)는 이에 연동하여 후퇴한다. 커버 부재(120)와 각 래치 부재(140)는 링크 부재(142)에 의해 각각 연결되고, 래치 부재(140)는 링크 부재(142)의 이동에 연동하여 회전축(144)을 중심으로 회전한다. 반도체 장치(124)는 커버 부재(120)의 중앙 개구(122)를 통해 마운팅 부재(126) 위에 놓여지며, 그런 다음, 커버 부재(120)가 들어 올려져, 래치 부재(140)가 반도체 장치(124)의 상면을 가압한다. 래치 부재(140)의 가압에 의해 마운팅 부재(126)가 약간 하강하고, 이에 따라 마운팅 부재(126)의 관통 홀 내의 컨택트(130)의 접점부(132)가 마운팅 부재(126)의 표면에서 돌출하여, 접점부(132)가 반도체 장치(124)의 저면 단자에 접촉한다.
베이스 부재(110)의 중앙 부분에는 복수의 컨택트(130)를 지지하기 위한 컨택트 지지부재(112)가 설치된다. 복수의 컨택트(130)는 컨택트 지지부재(112)에 의해 이차원 매트릭스 형태로 배열되고, 다른 쪽 단부에 컨택 리드(134)가 베이스 부재(110)의 저면으로부터 돌출한다. 또한, 베이스 부재(110)의 바닥면의 코너에는 위치 결정 및/또는 고정을 위한 복수의 원통형 포스트(140)가 형성된다. 도 4(B)는 컨택트(130)의 확대도를 나타낸다. 컨택트(130)는, 예를 들어, 전도성 금속 부재를 스탬핑함으로써 박판 형태로 가공된다. 바람직하게는 컨택트 리드(134)는, 그 단부로 향하면서 폭이 점차 좁아지는 테이퍼부(134A)를 포함한다.
도 5(A)는, 소켓용 어댑터의 평면도, 도 5(B)는 도 5(A)의 A-A선의 단면도, 도 5(C)는 베이스의 단면도, 도 5(D)는 베이스의 관통 홀의 확대 단면도, 도 5(E)는 코일 스프링의 확대도이다.
소켓용 어댑터(200)는 복수의 관통 홀(212)이 형성된 플레이트(210)와, 플레이트(210)의 저면에 연결되고 관통 홀(212)과 일치하도록 관통 홀(212)과 연통하는 복수의 관통 홀(222)이 형성된 베이스(220)와, 베이스(220)의 각 관통 홀(222) 내에 수용되는 복수의 코일 스프링(230)을 포함하도록 구성된다.
소켓용 어댑터(200)는 플레이트(210)와 베이스(220)의 2층 구조로 되어 구성되지만, 플레이트(210)가 필수로 제공되는 것은 아니다. 바람직하게는 플레이트(210)는 소켓(100)에서 돌출하는 컨택트 리드(134)를 베이스(220)의 관통 홀(222) 내로 가이드 한다. 플레이트(210) 및 베이스(220)는 예를 들어, 내열 에폭시 수지 등의 프린트 회로 기판용 재료로 형성된다. 내열 에폭시 수지 이외에도 폴리에테르설폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS), 액정 폴리머(LCP) 등을 사용할 수 있다.
플레이트(210)는 평탄한 상면 및 평탄한 바닥을 포함하는 대체로 직사각형의 형태를 갖고, 그 중앙부에는 상면에서 하면으로 관통하는 복수의 관통 홀(212)이 형성된다. 관통 홀(212)의 피치는 컨택트(130)의 피치에 대응하고, 관통 홀(212)의 수는 적어도 컨택트(130)의 수 이상이다. 관통 홀(212)의 직경은 컨택트 리드(134)가 통과하는데 충분한 크기이다. 또한, 플레이트(210) 및 베이스(220)의 각 코너에는, 소켓(100)의 포스트부(140)를 삽입하기 위한 개구부(216)가 형성되어 있다. 바람직하게는 포스트부(140)는 개구부(216)에 착탈 가능하게 결합되어, 즉, 소켓(100)이 소켓용 어댑터(200)로부터 용이하게 제거될 수 있다.
베이스(220)는 평탄한 상면 및 평탄한 저면을 포함하는 대체로 직사각형의 형태를 가지며, 플레이트(210)와 거의 동일한 크기를 갖는다. 베이스(220)의 중앙부에는 플레이트(210)의 관통 홀(212)과 일치하는 위치에 상면으로부터 저면에 관통하는 복수의 관통 홀(222)이 형성된다. 관통 홀(222)은 도 5(C)에 나타낸 바와 같이, 상부 관통 홀(222A)과 하부 관통 홀(222B)의 2개 크기의 관통 홀을 포함하도록 구성된다. 상부 관통 홀(222A)은, 플레이트(210)의 관통 홀(212)의 직경보다 약간 큰 직경을 가지며, 하부 관통 홀(222B)은 상부 관통 홀(222A)의 직경보다 약간 작은 직경을 갖는다. 플레이트(210)의 관통 홀(212)과 상부 관통 홀(222A) 사이에 제1 단차부가 구비되고, 상부 관통 홀(222A)과 하부 관통 홀(222B) 사이에 제2 단차부가 구비된다. 더욱 바람직한 실시예에서는 관통 홀(222)의 내벽에는 금속 재료에 의한 도금(224)이 적용된다. 도금(224)은, 예를 들어, Ni 베이스 코팅의 Au 도금이다. 또한, 내마모성을 향상시키기 위해, 예를 들면 Ni 베이스 코팅을 NiW로 치환하거나 Ni 도금 및 Au 도금 사이에 NiW 도금을 형성할 수 있다.
코일 스프링(230)은, 도 5(E)에 나타낸 바와 같이, 콘택트 리드(130)를 수용하기 위한 밀착 권부(232)와, 축 방향(C)의 탄성을 제공하기 위한 탄성부(234)와, 회로 기판의 전극 패드에 접속되는 가동 접점부(236)를 포함한다. 밀착 권부(232)의 외경은 중간부(234)의 외경보다도 크고, 밀착 권부(232)는 예를 들어, 그와 같은 코일을 복수 회(예를 들어, 두세 번) 밀착하도록 감아 구성된다. 밀착 권부(232)의 내경은 컨택트 리드(134)가 통과하는데 충분한 크기를 갖는다.
탄성부(234)의 외경은 밀착 권부(232)의 외경보다 작고, 그 내경은 컨택트 리드(134)의 폭(테이퍼부(134A)의 폭이 아님)보다 작다. 그러므로, 테이퍼부(134A)가 탄성부(234)의 내경에 진입되지만, 컨택트 리드(134)는 탄성부(234)의 내벽에 박혀 거기에서 정지된다. 또한 탄성부(234)의 축 방향의 길이는 코일 스프링(230)이 베이스(220)의 관통 홀(222)에 삽입된 때, 가동 접점부(236)가 베이스(220)의 저면으로부터 돌출되도록 조정된다. 가동 접점부(236)는, 코일을 복수 회(예를 들어, 두세 번) 밀착하도록 감아 구성되고, 이는 탄성부(234)와 거의 동일한 외경을 가지며, 가동 접점부(236)의 단부는 축 방향(C)에 대하여 각도(θ)를 갖도록 경사되어 있다. 각도 (θ)는 예를 들어 10∼20°의 범위, 보다 바람직하게는 15°이다. 가동 접점부(236)는, 후술하는 바와 같이 축 방향(C)의 힘을 받았을 때, 축 방향(C)로 이동할 뿐만 아니라, 그 분력에 의해 축 방향(C)와 직교하는 방향(수평방향)으로도 약간 이동한다.
코일 스프링(230)의 조립에 있어서, 먼저 플레이트(210)와 베이스(220)가 서로 분리되고, 도 5(C)의 도시와 같이 코일 스프링(230)이 베이스(210)의 상측에서 관통 홀(222) 내로 삽입된다. 코일 스프링(230)의 밀착 권부(232)는 상부 관통 홀(222A)과 하부 관통 홀(222B) 사이의 단차에 의해 지지되고, 그에 따라 코일 스프링(230)이 떨어져 이탈하는 것을 방지한다. 이 때, 가동 접점부(236)는, 베이스(220)의 하단보다 약간만 돌출되어 있다. 코일 스프링(230)의 삽입 후, 베이스(220)의 상면에 플레이트(210)의 하면이 연결된다. 양자의 연결을 위해 적당한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 양 부재의 면 사이를 접착제에 의해 접합하거나 또는 플레이트(210) 및 베이스(220)에 공통의 관통 홀(214)을 이용하여 볼트 등의 체결 부재를 사용하여 양 부재를 고정해도 된다. 도 6(A)는, 코일 스프링을 조립한 상태를 나타내고 있다. 플레이트(210)의 관통 홀(212)의 직경은 밀착 권부(232)의 외경보다 작기 때문에, 코일 스프링(230)은 플레이트를 향해 이탈되지 않고 관통 홀(212)에 지지된다. 또한, 코일 스프링(230)은 소켓의 컨택트에 대응하는 부분에만 설치할 수 있는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 도 4 및 5의 예에서는 중앙의 3개의 관통 홀(222)에는 컨택트 리드(134)가 삽입되지 않기 때문에, 코일 스프링(230)이 그 안에 설치되지 않는다.
다음으로, 본 실시예의 소켓용 어댑터의 제1 조립 동작에 대해 설명한다. 먼저, 도 7에 나타낸 바와 같이, 반도체 장치(124)가 소켓(100)에 장착된 후, 소켓(100)이 소켓용 어댑터(200)에 장착된다. 소켓(100)의 포스트부(140)가 소켓용 어댑터(200)의 대응되는 개구부(216)에 삽입되어, 컨택트 리드(134)가 대응하는 관통 홀(212, 222)에 삽입된다. 이러한 상태가 도 6(B)에 나타나 있다. 즉, 콘택트 리드(134)는 플레이트(210)의 관통 홀(212)에 의해 가이드되어, 베이스(220)의 상부 관통 홀(222A) 내의 코일 스프링(230)의 밀착 권부(232)를 통과하여, 탄성부(234)의 내벽에 접촉한다. 그 결과, 컨택트 리드(134)가 코일 스프링(230)에 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 소켓용 어댑터(200)가 회로 기판(300)에 장착된다. 소켓용 어댑터(200)와 회로 기판(300)은 임의의 적당한 방식으로 고정될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(300)의 뒷면 측으로부터 소켓용 어댑터(200)의 관통 홀(214) 내를 통과하는 나사 부재를 삽입하고 나사 부재의 가장 자리를 베이스 부재(110)의 체결용 홀(150)과 결합하여 이루어질 수 있다. 이러한 상태는 도 9에 나타나 있다. 코일 스프링(230)의 가동 접점부(236)가 회로 기판(300)의 도전성 랜드 또는 전극에 접촉되며, 그에 따라 코일 스프링(230)에 축 방향(C)의 하중이 가해진다. 플레이트(210)의 관통 홀(212)은 밀착 권부(232)의 외경보다 작기 때문에, 밀착 권부(232)가 플레이트(210)의 저면에 의해 지지되고, 그에 따라 탄성부(234)가 축 방향으로 압축된다. 그리하여 컨택트 리드(134)와 회로 기판(300)의 전극이 적당한 접촉 압력으로 서로 전기적으로 접촉된다. 또한, 코일 스프링(230)의 탄성부(234)가 축 방향(C)으로부터 오프셋된 방향으로 좌굴되어, 코일 스프링(230)이 관통 홀(222)의 내벽의 도금(224)과 접촉한다(도 5(D) 참조). 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 코일 스프링(230)의 좌굴 부분(K1, K2, K3)이 도금(224)에 접촉한다. 이것에 의해, 컨택트 리드(134)로부터 회로 기판(300)의 전극(310)까지의 전류 경로가 단축되어 전기 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 코일 스프링을 이용한 경우, 도 10에 나타낸 바와 같이 회로 기판(300)의 전극(310)이 와이핑될 수 있다. 도 10(A)에 나타낸 바와 같이, 가동 접점부(236)가 전극(310)에 접촉하여, 축 방향(C)의 하중을 받을 때, 가동 접점부(236)의 단부가 각도(θ)로 경사져 있기 때문에, 가동 접점부(236)는 수평 방향의 분력이 작용한다. 이 때문에 코일 스프링(230)이 압축되면, 도 10(B)에 나타낸 바와 같이, 가동 접점부(236)가 전극(310) 위를 수평 방향(H)으로 이동하고, 그에 따라 전극(310)을 와이핑한다. 이것에 의해, 전극 (310)의 표면에 형성된 산화막 및/또는 이물질을 제거하여 전극(310)과의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 가동 접점부(236)가 수평 방향(H)으로 이동함으로써, 탄성부(234)의 좌굴을 확실하게 일으키는 것이 가능해진다. 수평 방향으로 이동하는 가동 접점부가 없는 코일 스프링에서는 좌굴의 발생이 확실하지 않고, 몇몇 코일 스프링에 좌굴이 발생하고 몇몇 스프링에는 좌굴이 발생하지 않으며, 이는 컨택트 간의 전기 저항의 편차를 증가시킨다. 또한 번-인(burn-in) 테스트 소켓인 경우, 코일 스프링(230)에 큰 열 변화가 부여됨으로 인한, 코일 스프링의 열팽창 또는 열압축이 좌굴을 불안정하게 하고, 그 결과, 콘택트 사이의 전기 저항이 불안정해진다. 본 실시예에서는, 가동 접점부(236)에 수평 방향(H)의 힘이 적용되어, 코일 스프링(230)의 좌굴이 촉진 및 안정화되며, 이에 따라 콘택트 사이의 전기 저항의 편차가 억제된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 베이스의 관통 홀의 내벽에 도금을 하는 것으로 전기적 경로를 단축할 수 있고, 또한 종래의 스프링 컨택트에서는 실행되지 않던 와이핑을 실시할 수 있으며, 그에 따라 신뢰성이 높은 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 또한, 기존의 소켓 및 번-인 소켓이 저렴한 표면 실장 타입의 소켓으로 이용될 수 있다. 또한, 종래의 소켓용 어댑터와 같이 고가의 프로브 핀을 이용하지 않기 때문에, 저렴한 표면 실장 타입의 소켓이 제공 가능하다. 또한, 소켓은 소켓용 어댑터로부터 분리되기 때문에, 소켓의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 소켓용 어댑터의 제2 조립 동작에 대해 설명한다. 제1의 조립 동작은 소켓(100)을 먼저 소켓용 어댑터(200)에 장착하고, 그 후, 회로 기판을 장착했지만, 이들의 조립 순서는 임의이다. 제2 조립 동작에서는, 먼저 소켓용 어댑터(200)가 회로 기판(300)에 장착되고, 이어서, 소켓(100)이 소켓용 어댑터(200)에 장착된 후, 소켓(100)에 반도체 장치가 장착된다.
도 11(A)에 나타낸 바와 같이, 회로 기판(300)에 소켓용 어댑터(200)가 장착된다. 이러한 상태는 도 11(B) 및 11(C)에 나타나 있다. 도 11(B)에 나타낸 바와 같이, 코일 스프링(230)의 가동 접점부(236)가 회로 기판(300)의 전극(310)에 접촉하고, 이어서 코일 스프링(230)은, 회로 기판(300)으로부터 축 방향의 하중을 받는다. 이것에 의해, 코일 스프링(230)은 밀착 권부(232)가 플레이트(210)의 저면에 접촉할 때까지 들어 올려진다. 또한, 가동 접점부(236)에 축 방향의 하중이 가해지면 탄성부(234)가 축 방향으로 압축하고, 이 때 가동 접점부(236)는 수평 방향으로 약간 이동하여, 전극(310)의 표면을 와이핑한다.
다음으로 소켓(100)이 소켓용 어댑터(200)에 설치된다. 도 12(A)에 나타낸 바와 같이, 소켓(100)의 저면으로부터 돌출 컨택트 리드(134)가, 플레이트(210)의 관통 홀(212)에 의해 가이드되고, 베이스(220)의 관통 홀(222) 내에 삽입된다. 이러한 상태가 도 12(B) 및 12(C)에 나타나 있다. 도 12(B)에 나타낸 바와 같이, 컨택트 리드(134)의 테이퍼부(134A)가 밀착 권부(232)의 내경을 통과하고, 테이퍼부(134A)가 탄성부(234)의 내경부에 접촉한다. 이어서, 컨택트 리드(134)가 아래로 더 푸시되면, 탄성부(234)가 그와 대응되게 압축된다. 이 때, 탄성부(234)의 적어도 일부가 좌굴되고, 또한 가동 접점부(236)가 수평 방향으로 약간 이동하여 전극(310)을 와이핑한다.
상기 실시예에서는 인터페이스 구조로서, 소켓과 회로 기판을 접속하는 소켓용 어댑터를 예시하나, 본 발명의 인터페이스 구조는 다른 전자 부품과 회로 기판을 접속하거나 복수의 전자 부품 간의 접속을 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시형태에 관하여 상술하였으나, 본 발명은, 발명의 일 측면에 따른 특정의 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다.
100 : 소켓
110 : 베이스 부재
120 : 커버 부재
130 : 컨택트
134 : 컨택트 리드
200 : 소켓용 어댑터
210 : 플레이트
212 : 관통 홀
220 : 베이스
222 : 관통 홀
222A : 상부 관통 홀
222B : 하부 관통 홀
230 : 코일 스프링
232 : 밀착 권부
234 : 탄성부
236 : 가동 접점부
300 : 회로 기판
310 : 전극
110 : 베이스 부재
120 : 커버 부재
130 : 컨택트
134 : 컨택트 리드
200 : 소켓용 어댑터
210 : 플레이트
212 : 관통 홀
220 : 베이스
222 : 관통 홀
222A : 상부 관통 홀
222B : 하부 관통 홀
230 : 코일 스프링
232 : 밀착 권부
234 : 탄성부
236 : 가동 접점부
300 : 회로 기판
310 : 전극
Claims (12)
- 전기적 절연성의 재료로 구성되고, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면 및 상기 제1 주면으로부터 상기 제2 주면에 이르는 복수의 관통 홀을 포함하고, 상기 각 관통 홀의 내벽에 도전성의 도금이 적용된 본체부; 및
전기 전도성 재료로 구성되며, 각각 상기 본체부의 대응하는 관통 홀 내에 수용된 복수의 코일 스프링을 포함하고,
상기 코일 스프링은, 상기 제1 주면 측의 관통 홀로부터 삽입된 전자 부품의 단자와 접속하는 접속부와, 상기 제2 주면 측의 전도성 영역과 접촉하는 가동 접점부와, 상기 접속부와 가동 접점부의 사이에 연결된 탄성부를 포함하는 전자 부품의 인터페이스 구조. - 제1항에 있어서,
상기 가동 접점부는 코일 스프링의 축 방향과 직교하는 방향에 대해 경사진 단부를 구비하는 인터페이스 구조. - 제2항에 있어서,
상기 가동 접점부가 상기 도전성 영역과 접촉할 때, 상기 가동 접점부는 상기 단부의 경사에 의해 상기 도전성 영역 위를 수평 방향으로 이동하는 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 접점부가 상기 전도성 영역과 접촉할 때, 상기 탄성부의 적어도 일부가 상기 도금에 접촉하는 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 접점부가 상기 전도성 영역과 접촉할 때, 상기 탄성부는 상기 가동 접점부의 수평 이동에 의해 좌굴되는 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통 홀은, 상기 제1 주면 측에 개구하는 제1 관통 홀부와, 상기 제2 주면 측에 개구하는 제2 관통 홀부를 포함하고, 상기 제1 관통 홀부의 직경은 상기 제2 관통 홀부의 직경보다 크고, 상기 코일 스프링의 접속부의 외경은 상기 탄성부의 외경보다도 크고, 상기 접속부는 상기 제1 및 제2 관통 홀부 사이의 단차부에 의해 지지되는 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접속부는 상기 전자 부품의 단자보다도 큰 내경을 가지며, 상기 탄성부는 상기 전자 부품의 단자보다도 작은 내경을 갖는 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부의 상기 제1 주면 상에 가이드 부재를 더 포함하고,
상기 가이드 부재는 상기 본체부의 각 관통 홀과 대응하는 위치에 복수의 관통 홀을 포함하며, 상기 가이드 부재의 관통 홀은 전자 부품의 단자를 상기 본체부에 가이드하는 인터페이스 구조. - 제8항에 있어서,
상기 가이드 부재의 관통 홀의 직경은, 상기 본체부의 상기 제1 관통 홀의 직경보다 작은 인터페이스 구조. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 부품은 반도체 장치가 착탈 가능하게 장착되는 소켓이고, 상기 도전성 영역은 회로 기판 상에 형성된 전극인 인터페이스 구조. - 반도체 장치를 장착하기 위한 소켓;
회로 기판; 및
상기 소켓과 상기 회로 기판 사이의 인터페이스 접속을 제공하기 위한 소켓용 어댑터를 포함하고,
상기 소켓용 어댑터는
전기적 절연성의 재료로 구성되며, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2의 주면 및 상기 제1 주면으로부터 상기 제2 주면에 이르는 복수의 관통 홀을 포함하고, 상기 각 관통 홀의 내벽에 전도성 도금이 적용된 본체부와,
전기적 전도성의 재료로 구성되며, 각각 상기 본체부의 대응하는 관통 홀 내에 수용된 복수의 코일 스프링을 포함하며,
상기 코일 스프링은, 상기 제1 주면 측의 관통 홀로부터 삽입된 소켓의 단자와 접속하는 접속부와, 상기 제2 주면 측의 전도성 영역과 접촉하는 가동 접점부와, 상기 접속부와 상기 가동 접점부 사이에 연결된 탄성부를 포함하는 인터페이스 구조. - 제11항에 있어서,
상기 소켓은 상기 소켓용 어댑터로부터 제거 가능한 인터페이스 구조.
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