KR20200017314A

KR20200017314A - 반도체 디바이스 테스트용 콘택트 및 소켓장치

Info

Publication number: KR20200017314A
Application number: KR1020180141783A
Authority: KR
Inventors: 황동원; 로건 재 황; 황재백
Original assignee: 황동원; 황재백; 로건 재 황
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-02-18

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스를 테스트하기 위한 하이브리드형 콘택트 및 소켓장치에 관한 것으로서, 본 발명의 하이브리드형 콘택트는 금속 판재를 타발하여 형성된 일정 형태의 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 구성된 제1콘택트 유닛과, 이 제1콘택트 유닛 내에 삽입되어 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과, 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 포함하며, 일반적인 핀 타입과 러버 타입의 콘택트의 단점을 보완하여 테스트 디바이스의 요구사항에 따라서 기계적 특성과 전기적 특성의 최적화가 용이하며, 미세 피치용 디바이스의 테스트에 적합하다.

Description

반도체 디바이스 테스트용 콘택트 및 소켓장치{CONTACTS FOR TESTING A SEMICONDUCTOR DEVICE, AND SOCKET DEVICE}

본 발명은 반도체 디바이스를 테스트하기 위한 콘택트 및 소켓장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IC를 테스트하기 위한 테스트 소켓에 내장되어 IC의 단자(lead)와 PCB의 패드(pad)를 전기적으로 연결하거나, 퍼스널 컴퓨터(PC), 모바일 폰 등의 전자제품의 내부에 있는 PCB와 CPU 등의 IC의 단자들을 전기적으로 연결시켜주는 것과 같이, 접점, 단자들 사이의 전기적인 연결을 위한 콘택트 및 소켓장치에 관한 것이다.

테스트 소켓은 반도체 후공정 단계에서 반도체 디바이스의 불량을 검사하기 위한 부품으로서, 제일 종단에서 디바이스와 접촉이 이루어져 테스트 공정 중에 테스트 장치와 테스트 보드를 통해 전달되는 신호를 디바이스에 전달하기 위한 부품이다.

테스트 소켓은 개별 디바이스가 정확한 위치로 이동하여 테스트 보드와의 정확히 접촉이 요구하는 기계적 접촉과 신호 전달 시에 접촉점에서 신호 왜곡 없이 전달 할 수 있도록 안정적인 전기적 접촉 특성이 요구된다.

이러한 테스트 소켓은 반복적인 테스트 공정에 의해 기계적, 전기적인 특성이 저하되는 소모성 부품이기 때문에 그 수명을 연장하여 사용 가능한 횟수를 늘림으로써 테스트 공정의 비용 절감이 절실히 요구된다.

한편 테스트 소켓의 수명을 결정하는 가장 큰 원인으로는 두 가지를 들 수 있다. 첫 번째 원인으로는 기계적 부분에서 불안정한 접촉에 의해 소켓이 파손되는 문제와 두 번째 원인으로는 지속적인 접촉으로 인해 접촉 부위의 오염이 접촉 저항을 상승시켜 전기적 특성을 불안정하게 하는 문제가 있다.

일반적으로 사용되는 테스트 소켓은 반도체 디바이스와 테스트 장치를 연결하는 도전성 수단의 형태에 따라서 핀(pin) 타입과 러버(rubber) 타입으로 구분될 수 있다.

도 1과 도 2는 각각 일반적인 핀 타입과 러버 타입의 테스트 소켓의 단면 구성도이다.

도 1을 참고하면, 핀 타입의 테스트 소켓(10)은 굴곡 형성되어 탄성을 갖는 다수의 콘택트 핀(12)이 마련된 소켓몸체(11)와, 소켓몸체(11) 상부에서 상하 유동 가능한 커버(13)와, 커버(13)의 상하 이동과 연동되어 디바이스(20)의 고정 또는 고정 해제가 이루어지도록 소켓몸체(11)에 회동 가능하게 조립되는 래치(14)를 포함한다.

콘택트 핀(12)은 상하 방향으로 탄성을 갖고 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드를 전기적으로 연결하는 역할을 하며, 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드의 재질과 형태에 따라서 다양한 콘택트 핀이 나와 있으며, 예를 들어, 플런저, 배럴과 스프링으로 구성된 포고핀이 있다.

래치(14)는 가이드슬롯(14a)이 형성되며, 이 가이드슬롯(14a)에는 가이드핀(15a)이 체결되고 이 가이드핀(15a)은 일단이 커버(13)와 힌지 체결되는 구동링크(15)에 고정된다. 커버(13)는 코일스프링(16)에 의해 탄성 지지된다.

이와 같이 구성된 핀 타입의 테스트 소켓(10)은 커버(13)를 누르게 되면, 래치(14)가 바깥으로 벌어지면서 디바이스(20)의 로딩이 가능하며, 커버(13)를 놓게 되면 코일스프링(15)의 탄성 복원력에 의해 래치(14)가 디바이스(20)의 상부를 가압하여 고정이 이루어진다.

그러나 이러한 핀 타입의 테스트 소켓은 콘택트 핀(12)이 탄성을 갖기 위해 나선형 또는 곡선형 구조를 가짐으로써 전류 패스(current path)가 길어져서 신호 손실의 문제가 있으며, 또한 초고주파 대역에서 불리한 구조이다. 또한 미세 피치의 테스트 소켓에서는 콘택트 핀(12)이 수납되는 하우징 구조의 제조과정이 복잡하고 비용이 크게 증가하는 문제점이 있다.

다음으로, 도 2를 참고하면, 러버 타입의 테스트 소켓(30)은 절연성 실리콘 파우더가 고형화되어 신축성을 갖는 커넥터 몸체(31)와, 디바이스(20)의 솔더볼(단자)(21)과 대응되어 커넥터 몸체(31)에 수직으로 관통 형성되는 도전성 실리콘부(32)를 포함한다. 도전성 실리콘부(32)는 커넥터 몸체(31)를 수직으로 관통하여 대략 원통 형태를 갖는다.

이러한 러버 타입의 테스트 소켓의 제조 방법을 설명하면, 절연성 실리콘과 도전성 파우더가 소정의 비율로 혼합된 실리콘 혼합물을 금형 내에 넣고 도전성 실리콘부(32)가 형성될 위치에 자기장을 형성시키면, 실리콘 혼합물의 도전성 파우더가 자기장 형성 위치로 모이게 되고 최종적으로 용융된 실리콘 혼합물을 고형화시켜 도전성 실리콘부(32)가 형성된 테스트 소켓(30)을 얻는다.

이와 같이 제작된 테스트 소켓(30)은 테스트 장치가 하부에 위치하여 도전성 실리콘부(32) 하단은 패드와 접촉되며, 도전성 실리콘부(32) 상단은 디바이스(20)가 상단에서 소정의 압력으로 가압되어 솔더볼(21)과 전기적으로 접촉이 이루어진다.

이러한 러버 타입의 테스트 소켓(30)은 소프트한 소재로 탄성을 갖기 때문에, 도전성 실리콘부(32)의 상부면은 솔더볼(21)을 감싸면서 안정적인 전기적 접촉이 이루어지며, 이때 도전성 실리콘부(32)는 중심 부분이 볼록하게 팽창된다.

그러나 이와 같은 러버 타입의 테스트 소켓(30)은 반복적인 테스트 과정에서 탄성력이 상실되어 사용 수명이 현저히 떨어지는 단점이 있으며, 따라서 사용횟수가 짧고 잦은 교체에 따른 비용 증가가 발생한다.

특히 러버 타입의 테스트 소켓은 미세피치의 디바이스에서 인접한 도전성 실리콘부(32) 사이의 충분한 절연 거리(L)의 확보가 용이하지 않아서 쇼트가 발생될 가능성이 높다.

구체적으로 미세피치의 디바이스용 테스트 소켓에서는 도전성 실리콘부(32) 사이의 거리가 매우 짧아지는 경우에 도전성 실리콘부(32) 사이의 충분한 절연 거리(L) 확보가 매우 중요하다.

그러나 앞서 설명한 것과 같이, 러버 타입의 테스트 소켓(30)은 절연성 실리콘과 도전성 파우더가 혼합된 실리콘 혼합 용융물에 자기장을 인가하여 자로(magnetic path)를 따라서 도전성 파우더가 모여서 도전성 실리콘부(32)를 형성하게 되며, 따라서 자로를 따라서 모이게 되는 도전성 파우더는 정확히 정의된 사이즈(d) 내에 분포하지 못하며, 도전성 파우더의 밀도(D)는 연속적으로 감소하는 구간(δ)을 갖는다.

따라서 러버 타입의 테스트 소켓(30)은 도전성 실리콘부(32)가 정확히 정의된 직경(d)이 아닌 일정한 감쇄구간(δ)을 갖게 되어 인접한 도전성 실리콘부(32) 사이의 절연 거리(L)는 상당히 짧아지는 문제점이 있으며, 이는 미세 피치용 테스트 소켓으로는 사용하기에는 상당히 불리하다.

또한 러버 타입의 테스트 소켓은 제조 과정 중에 실리콘 혼합 용융물에 자기장을 인가하여 자기장이 집중되는 자로를 따라서 충분한 도전성 파우더 밀도를 얻기 위해서는 상당한 시간 동안에 자기장을 인가해야 하므로 제작 공정이 길어지는 단점이 있다.

디바이스의 열적 스트레스를 테스트하게 되는 번인(burn-in) 테스트 과정에서는 100℃ 이상에서 수십 시간에서 최대 1000 시간까지 테스트가 이루어지며, 따라서 러버 타입의 테스트 소켓은 번인 테스트 과정에서 실리콘의 탄성력이 저하되어 디바이스와 콘택트 사이의 전기적 접촉의 불량이 발생될 수 있다.

이에 본 발명자는 종래기술의 핀(pin) 타입과 러버(rubber) 타입의 단점을 보완하고 장점을 결합할 수 있는 새로운 타입의 하이브리드 콘택트와 테스트 소켓장치를 개발하였으며, 이를 특허출원하고자 하는 것이다.

공개특허공보 제10-2006-0062824호(공개일자: 2006.06.12) 등록특허공보 제10-1860923호(공고일자: 2018.05.24.)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 종래기술의 핀 타입과 러버 타입의 테스트 소켓장치의 단점을 보완하며, 번인 테스트 과정에서 러버 타입의 콘택트의 자체적인 내구성 저하를 개선할 수 있으며, 전기적 특성이 우수하고 사용 수명을 연장할 수 있는 미세 피치의 디바이스에 적합한 테스트 소켓장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은 이러한 미세 피치의 디바이스용 테스트 소켓장치에 적합한 구조를 갖는 하이브리드형 콘택트를 제공하고자 한다.

본 발명에 일 형태에 따른 하이브리드형 콘택트는, 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛과; 상기 제1콘택트 유닛 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과; 상기 제1콘택트 유닛과 상기 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 테스트 소켓은, 상술한 하이브리드형 콘택트를 포함하는 테스트 소켓에 관한 것으로서, 디바이스의 단자와 대응되어 상기 하이브리드형 콘택트가 수납 위치하게 되는 복수의 관통홀이 형성된 마운팅부와; 상기 하이브리드형 콘택트를 상기 마운팅부와 일체로 고정하게 되는 탄성을 갖는 절연몸체부를 포함한다.

본 발명의 하이브리드형 콘택트는, 금속 판재를 타발하여 형성된 일정 형태의 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 구성된 제1콘택트 유닛과, 이 제1콘택트 유닛 내에 삽입되어 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과, 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 포함하여 종래기술의 핀 타입과 러버 타입의 콘택트의 단점을 보완하여 테스트 디바이스의 요구사항에 따라서 기계적 특성과 전기적 특성의 최적화가 용이하며, 미세 피치용 디바이스의 테스트에 적합하다.

또한 본 발명의 하이브리드형 콘택트는 번인 테스트의 장시간의 고온 환경에서도 안정적인 특성을 확보할 수 있으며, 따라서 일반적인 러버 타입의 테스트 소켓장치의 문제점이었던 동작 신뢰성을 개선할 수 있다.

도 1과 도 2는 각각 일반적인 핀 타입과 러버 타입의 테스트 소켓의 단면 구성도,
도 3과 도 4는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예의 하이브리드형 콘택트의 제1콘택트 유닛을 보여주는 도면,
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도,
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도,
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도,
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드형 콘택의 다른 변형예를 보여주는 종단면 구성도,
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도,
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드형 콘택의 다른 변형예를 보여주는 종단면 구성도,
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도,
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따른 테스트 소켓의 평면 구성도,
도 18은 도 17의 A-A 선의 단면 구성도,
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 테스트 소켓의 단면 구성도.

먼저 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 금속 판재를 타발하여 형성된 일정 형태의 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 구성된 제1콘택트 유닛과, 이 제1콘택트 유닛 내에 삽입되어 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과, 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 요부로 하는 하이브리드 타입의 콘택트를 특징으로 하며, 이하, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.

제1실시예

도 3과 도 4는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(100)는 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛(110)과, 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛(120)과, 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(120)을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부(130)를 포함한다.

제1콘택트 유닛(110)은 금속 판재를 타발하여 얻은 일정 형상의 스트립 패턴을 롤링 가공하여 일정 반경( < 1 mm)의 원통형의 핀 타입 콘택트로서, 축방향(C1)으로 탄성을 갖는다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예의 하이브리드형 콘택트의 제1콘택트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 5는 전개된 상태의 스트립 패턴이며, 도 6은 스트립 패턴의 측면도이며, 도 7은 원통 형상으로 롤링 가공된 제1콘택트 유닛의 정면도이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 제1콘택트 유닛의 스트립 패턴(110')은 수평 스트립(111a)과 수직 스트립(111b)으로 구성된 단위 스트립(111a)(111b)이 지그재그 패턴으로 연결되는 탄성부(111)와, 상방향으로 돌출 형성된 상측첨단부(112a)가 마련되어 탄성부(111)의 최상단에서 연장되는 상측머리부(112)와, 하방향으로 돌출 형성된 하측첨단부(113a)가 마련되어 탄성부(111)의 최하단에서 연장되는 하측머리부(113)를 포함한다.

제1콘택트 유닛은 주로 베릴륨동(BeCu), 동합금, 또는 스테인레스스틸(SUS) 등을 소재로 하는 판재를 타발하여 일정 패턴으로 제작하고 이를 원통 형상으로 벤딩하여 콘택트로 제작될 수 있으며, 표면에 금, 팔라듐(Pd), 팔라듐(PdNi), 팔라듐니켈(PdNi) 또는 팔라튬코발트(PdCo) 등이 도금될 수 있다.

탄성부(111)는 수평 스트립(111a)과, 이 수평 스트립(111a)의 일단에서 수직으로 연장되어 수평 스트립(111a) 보다는 길이가 짧은 수직 스트립(111b)으로 구성된 단위 스트립(111a)(111b)을 포함하며, 복수의 단위 스트립(111a)(111b)이 지그재그 패턴으로 연결된다.

상측머리부(112)와 하측머리부(113)는 각각 테두리를 따라서 복수의 치형으로 이루어진 상측첨단부(112a)와 하측첨단부(113b)가 마련되어 디바이스의 단자 및 테스트 장치의 패드와 접촉된다.

본 실시예에서 상측머리부(112)와 하측머리부(113)는 탄성부(111)의 수평 스트립(111a)과 동일한 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 폭과 길이가 다를 수 있다.

이러한 판상의 스트립 패턴(110')은 원통 형상으로 벤딩이 이루어지며, 수평 스트립(111a)의 중심을 수직축(C2)으로 하여 원통 형상으로 벤딩된다.

도 7은 원통 형상으로 롤링 가공된 제1콘택트 유닛의 일부가 절개된 상태의 정면도를 보여주고 있다.

한편, 본 실시예에서 제1콘택트 유닛(110)은 다양한 스트립 패턴에 의해 제공될 수 있으며, 예를 들어, 탄성부의 일부 구간에 길이 방향으로 복수의 폐루프가 연결되거나 나선형의 스트립 패턴과 같이 다양한 변형예가 있을 수 있다.

다시 도 3 및 도 4를 참고하면, 제2콘택트 유닛(120)은 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하여 도전성과 탄성을 갖는 부재로서, 바람직하게는, 도전성 입자가 혼입된 탄성을 갖는 절연성의 원기둥 형상을 갖는다. 예를 들어, 제2콘택트 유닛(120)은 도전성의 파우더와 절연성의 실리콘 파우더의 혼합물을 원통 형상의 몰드 내에 충전하고 이를 용융한 후에 고형화함으로써 도전성과 탄성을 갖는 원통 형상의 제2콘택트 유닛(120)을 얻을 수 있다.

도전성을 갖는 입자는 금속물질의 입자일 수 있으며, 또는 금속 또는 비금속 입자의 표면에 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 팔라듐니켈(PdNi), 또는 팔라튬코발트(PdCo) 등을 도금한 입자일 수 있으며, 또는 탄소나노튜브 등이 혼입될 수 있다.

제2콘택트 유닛(120)을 구성하는 절연성의 소재는 탄성 고분자 물질이 사용될 수 있으며, 대표적으로 실리콘이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 제작된 제2콘택트 유닛(120)은 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입되어 가조립된 후에 몰딩부(130)에 의해 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(120)은 일체로 고정된다. 몰딩부(130)의 소재로는 탄성과 절연성을 갖는 소재가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

한편 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(120)은 몰드 또는 금형을 사용하여 개별 단위의 하이브리드형 콘택트로 제작이 이루어질 있으며, 또는 별도의 소켓 몸체에 복수 개의 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛이 가조립된 상태에서 소켓 몸체와 일체로 몰딩 가공에 의해 몰딩부(130)가 마련됨으로써 소켓 단위로 제작이 이루어질 수 있다.

도 3에 예시된 것과 같이, 제2콘택트 유닛(120)는 그 외경이 제1콘택트 유닛(110)의 내경 보다 작아서 일정 간격(d)을 갖고 동심축 상에 위치하며, 따라서 제2콘택트 유닛(120)을 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 과정이 용이하게 이루어질 수 있다. 한편, 제2콘택트 유닛(120)은 일정한 탄성을 갖고 제1콘택트 유닛(110)과 조립이 이루어짐으로써, 제2콘택트 유닛(120)은 제1콘택트 유닛(110)의 내경과 동일한 외경을 갖도록 제작되어 압입되어 제1콘택트 유닛(110)과 조립이 이루어질 수도 있다.

또한 도 3에서 몰딩부(130)는 제1콘택트 유닛(110)의 상측머리부(112)에서 하측머리부(113)까지의 높이에 해당하는 것으로 예시하고 있으나, 필요에 따라서는 상측머리부와 하측머리부 구간을 제외하고 상대적으로 큰 전기적 저항이 발생되는 탄성부 구간에만 마련될 수도 있다.

특히 본 실시예에서 도전성 입자가 혼입된 제2콘택트 유닛(120)은 제1콘택트 유닛(110)의 내측에만 삽입 위치하게 되며, 따라서 축방향(C)으로 탄성력을 갖는 제1콘택트 유닛(110)의 압축 구간에는 탄성 소재인 몰딩부(130)만이 구비되어 도전성 입자에 의한 제1콘택트 유닛(110)의 탄성 변형의 간섭을 방지한다.

제2실시예

도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도이다. 참고로, 제1실시예와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(200)는 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛(110)과, 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하여 도전성과 축방향(C1)으로 탄성력을 갖는 코일 스프링(220)과, 제1콘택트 유닛(110)과 코일 스프링(220)을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부(230)를 포함한다.

바람직하게는, 코일 스프링(220)은 기계적 특성이 우수한 스테인레스 스틸(SUS)에 의해 제공된다. 이러한 코일 스프링(220)은 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하여 제1콘택트 유닛(110)과 함께 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드를 탄성 지지하면서 신호를 전달하는 통전로의 역할을 한다. 특히 스테리인레스 스틸의 코일 스프링(220)은 기계적 특성이 우수하여 번인 테스트와 같은 장시간의 고온 환경에서도 안정적인 특성(탄성력)을 유지하게 되어 제1콘택트 유닛(110)과 몰딩부(230) 만으로 얻을 수 없는 기계적인 특성을 보완하여 신뢰성을 높일 수 있다.

바람직하게는, 코일 스프링(220)의 외경은 제1콘택트 유닛(110)의 내경 보다 작아서 소정의 간격(d)을 가지며, 따라서 코일 스프링(220)을 제1콘택트 유닛(110)에 삽입하여 가조립하는 과정에서 충분한 유격을 가지며, 동작 과정에서 코일 스프링(220)과 제1콘택트 유닛(110)이 서로 간섭이 발생되는 것을 방지한다.

이와 같이 제작된 코일 스프링(220)은 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입되어 가조립된 후에 몰딩부(230)에 의해 제1콘택트 유닛(110)과 코일 스프링(220)은 일체로 고정된다. 이러한 조립 과정은 제1실시예와 동일하다.

제3실시예

도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 및 평면 구성도이다. 앞서의 실시예와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 10 및 도 11에 예시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(300)는 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛(110)과, 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하게 되는 금속 판재를 타발하여 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어진 제2콘택트 유닛(320)과, 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(320)을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부(330)를 포함한다.

제2콘택트 유닛(320)은 제1콘택트 유닛(110)과 동일하게 스트립 패턴을 벤팅하여 가공된 원통 형상의 핀 타입의 콘택트이며, 이때 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(320)은 동일한 스트립 패턴을 갖는 핀 타입의 콘택트일 수 있으며, 또는 서로 다른 스트립 패턴을 갖는 핀 타입의 콘택트일 수 있다.

이러한 제2콘택트 유닛(320)은 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입되어 가조립된 후에 몰딩부(330)에 의해 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(320)은 일체로 고정되며, 이러한 조립 과정은 제1실시예와 동일하다.

제4실시예

도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도이다.

도 12를 참고하면, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(400)는 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛(110)과, 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛(420)과, 제2콘택트 유닛(420) 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제3콘택트 유닛(430)과, 제1콘택트 유닛(110), 제2콘택트 유닛(420) 및 제3콘택트 유닛(430)을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부(440)를 포함한다.

본 실시예에서 제2콘택트 유닛(420)은 코일 스프링이며, 코일 스프링 내측에는 도전성 입자가 혼입된 탄성을 갖는 절연성의 원기둥 형상의 제3콘택트 유닛(430)이 삽입된다. 제3콘택트 유닛(430)은 제1실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 하이브리드형 콘택트(400)는 기계적 특성이 우수한 코일 스프링과 함께 탄성과 도전성을 갖는 제3콘택트 유닛(430)이 조합되어 번인 테스트와 같인 고온의 환경에서도 우수한 전기적 특성과 동작 신뢰성이 얻을 수 있다.

도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드형 콘택의 다른 변형예를 보여주는 종단면 구성도이다.

도 13에 예시된 것과 같이, 본 실시예의 하이브리드형 콘택트(400')는 제2콘택트 유닛(420)의 내측에 제3콘택트 유닛(431)(432)이 삽입되는 것은 앞서 실시예와 동일하며, 제3콘택트 유닛(431)(432)은 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드와 각각 접촉이 이루어지는 제2콘택트 유닛(420)의 상단과 하단 구간에만 마련되고 중앙 구간에는 몰딩부(440)가 충전된다.

한편, 본 실시예에서 제3콘택트 유닛(431)(432)은 제2콘택트 유닛(420)의 상단과 하단 모두에 마련되는 것을 예시하고 있으나, 상단 또는 하단 중에서 어느 한 곳에만 제3콘택트 유닛이 마련될 수도 있다.

제5실시예

도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도이다.

도 14를 참고하면, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(500)는 금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛(110)과, 제1콘택트 유닛(110) 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛(520)과, 제2콘택트 유닛(520) 내에 삽입 위치하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제3콘택트 유닛(530)과, 제1콘택트 유닛(110), 제2콘택트 유닛(520) 및 제3콘택트 유닛(530)을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부(540)를 포함한다.

본 실시예에서 제2콘택트 유닛(520)은 금속 판재를 타발하여 원통 형상으로 벤딩하여 일체로 이루어진 핀 타입의 콘택트로서, 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(520)은 동일한 스트립 패턴을 갖는 핀 타입의 콘택트일 수 있으며, 또는 서로 다른 스트립 패턴을 갖는 핀 타입의 콘택트일 수 있다.

제2콘택트 유닛(520)의 내측에는 도전성 입자가 혼입된 탄성을 갖는 절연성의 원기둥 형상의 제3콘택트 유닛(530)이 삽입된다. 제3콘택트 유닛(530)은 제1실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 하이브리드형 콘택트(500)는 전기적 특성이 우수한 핀 타입의 제2콘택트 유닛(520)과 함께 탄성과 도전성을 갖는 제3콘택트 유닛(530)이 조합됨으로써, 특히 우수한 전기적 특성이 요구되는 디바이스 테스트에 효과적이다.

도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 다른 변형예를 보여주는 종단면 구성도이다.

도 15를 참고하면, 본 실시예의 하이브리드형 콘택트(500')는 제2콘택트 유닛(520)의 내측에 제3콘택트 유닛(531)(532)이 삽입되며, 특히 제3콘택트 유닛(531)(532)은 디바이스의 단자와 테스트 장치의 패드와 각각 접촉이 이루어지는 제2콘택트 유닛(520)의 상단과 하단 구간에만 마련되고 중앙 구간에는 몰딩부(540)가 충전된다.

한편, 본 실시예에서 제3콘택트 유닛(531)(532)은 제2콘택트 유닛(520)의 상단과 하단 모두에 마련되는 것을 예시하고 있으나, 상단 또는 하단 중에서 어느 한 곳에만 제3콘택트 유닛이 마련될 수도 있다.

제6실시예

도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드형 콘택트의 종단면 구성도이다.

도 16을 참고하면, 본 실시예에 따른 하이브리드형 콘택트(600)는 제1콘택트 유닛(110), 제2콘택트 유닛(120)과 몰딩부(130)는 제1실시예와 실질적으로 동일하며, 제1콘택트 유닛(110)과 제2콘택트 유닛(120)의 상단에 몰딩부(130)에 의해 일체로 고정되는 도전성 입자가 혼입된 탄성 소재의 범퍼 접촉부(bumper contact)(610)를 더 포함한다.

범퍼 접촉부(610)는 제2콘택트 유닛(120)의 제조 과정과 동일하게 도전성 파우더와 실리콘 파우더의 혼합물을 몰드에서 용융 후에 고형화하여 얻을 수 있으며, 제작된 범퍼 접촉부(610)는 가조립된 제1콘택트 유닛(120)과 제2콘택트 유닛(120)의 상단에 배치한 상태에서 몰딩부(130)에 의해 일체로 고정될 수 있다.

이와 같이 상단에 범퍼 접촉부(610)가 마련된 하이브리드형 콘택트(600)는 디바이스의 단자와 접촉을 매개하여 상측첨단부의 마모를 줄일 수 있다.

본 실시예에서는 콘택트의 일단에만 범퍼 접촉부가 마련되는 것을 보여주고 있으나, 콘택트의 양단에 동일한 목적으로 범퍼 접촉부가 구비될 수도 있다. 또한, 제1실시예에 따른 하이브리드형 콘택트에 범퍼 접촉부가 구비되는 것을 예시하고 있으나, 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 하이브리드형 콘택트에도 동일하게 범퍼 접촉부가 구비될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 하이브리드형 콘택트는 금속 판재를 타발하여 형성된 일정 형태의 스트립 패턴을 원통 형상으로 벤딩하여 구성된 핀 타입의 제1콘택트 유닛과, 이 제1콘택트 유닛 내에 삽입하게 되는 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과, 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 요부로 하며, 테스트 디바이스에 따라서 요구되는 피치(pitch), 콘택트 스트로크(contact stroke), 접촉력(contact force), 접촉 저항(contact resistance), 신호의 주파수 대역(bandwidth), 및 온도 조건 등을 고려하여 앞서 예시한 제1콘택트 유닛과 제2콘택트 유닛을 다양한 형태로 조합하거나 제2콘택트 유닛 내에 제3콘택트 유닛을 추가하여 최적화된 콘택트를 얻을 수 있다.

이하, 이러한 하이브리드형 콘택트(이하, "콘택트"로도 약칭함)를 이용한 테스트 소켓에 대하여 상세히 설명한다.

제1실시예

도 17은 본 발명의 제1실시예에 따른 테스트 소켓의 평면 구성도이며, 도 18은 도 17의 A-A 선의 단면 구성도이다.

도 17 및 도 18을 참고하면, 본 실시예에 따른 테스트 소켓(700)은 디바이스(40)의 단자(41)와 대응되어 콘택트(300)가 수납 위치하게 되는 복수의 관통홀(711a)이 형성된 마운팅부(710)와, 콘택트(300)를 마운팅부(710)와 일체로 고정하게 되는 탄성을 갖는 절연몸체부(720)를 포함한다.

마운팅부(710)는 판상의 부재로서, 디바이스(40)의 단자(41)와 대응되는 복수의 관통홀(711a)이 형성되어 콘택트(300)의 하단 일부가 삽입되며, 상부면에 절연몸체부(720)가 구비된다. 마운팅부(710)는 테스트 소켓을 장착하기 위한 복수의 마운팅 홀(701)과, 테스트 소켓의 조립 위치를 안내하는 역할을 하는 복수의 가이드홀(702)이 마련될 수 있다.

본 실시예에서 마운팅부(710)는 수지와 같은 절연성의 소재의 제1마운팅부(711)와, 금속(SUS) 또는 수지로 이루어져 소켓 베이스를 구성하는 제2마운팅부(712)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1마우팅부(711) 단독으로 사용될 수 있다.

절연몸체부(720)는 탄성을 갖는 절연성 부재로서, 콘택트(300)와 마운팅부(710)를 일체로 고정하며, 상면에 디바이스(40)가 안착된다.

한편, 절연몸체부(720) 상면에는 디바이스(40)가 직접 안착하게 되는 마운팅 시트(730)가 추가될 수 있으며, 절연성을 갖는 수지에 의해 제공될 수 있다.

절연몸체부(720)는 절연성의 실리콘에 의해 제공될 수 있다. 절연몸체부(720)는 각 콘택트(300)가 수납되는 수납홀(721)이 형성되며, 이러한 수납홀(721)은 별도의 몰드에 실리콘액을 주입하고 이를 경화시킨 후에 몰드를 제거함으로써 절연몸체부(720)에 수납홀(721)이 형성될 수 있다. 다음으로, 마운팅부(710), 절연몸체부(720) 및 마운팅 시트(730)를 적층하고 콘택트(300)를 삽입한 후에 일체로 몰딩하여 테스트 소켓을 제작할 수 있다.

바람직하게는, 콘택트(300)는 하측첨단부가 일정 길이(b1) 만큼 관통홀(711a) 바깥으로 돌출 위치하여 테스트 장치의 패드와 접촉성을 높일 수 있다.

콘택트(300)의 상측첨단부 역시도 디바이스(40)와 대면하게 되는 절연몸체부(720)의 상부면 바깥으로 일정 길이(b2) 만큼 돌출되어 디바이스(40)의 단자(41)와의 접촉성을 높일 수 있다. 한편, 절연몸체부(720)의 상부에 마련되는 마운팅 시트(730)은 디바이스(40)가 직접 안착 위치하게 되며, 이때 마운팅 시트(730)의 높이는 콘택트(3000)의 상단 보다는 높을 수 있으나, 디바이스의 마운팅 시에 마운팅 시트(730)는 압축되면서 디바이스(40)의 단자(41)와 콘택트(300) 상단의 접촉이 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 콘택트(300)는 제3실시예의 콘택트(도 10 참고)를 예시하여 보여주고 있으며, 다른 실시예에 따른 콘택트 역시도 동일하게 적용된다.

제2실시예

도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 테스트 소켓의 단면 구성도로서, 볼 타입(ball type)과 랜드 타입(land type)의 단자(51)(52)가 혼합된 복합형 디바이스(50)에 적합한 테스트 소켓을 보여주고 있다.

도 19를 참고하면, 본 실시예에 따른 테스트 소켓(800)은 디바이스(50)의 단자(51)(52)에 따라서 서로 다른 높이를 갖는 동일(또는 이종)의 콘택트(300A)(300B)가 구비될 수 있다.

디바이스에 따라서 볼 타입의 단자(51)와 랜드 타입의 단자(52)가 혼합된 복합형 디바이스(50)인 경우에는 각 단자에 적합한 콘택트(300A)(300B)가 마련될 수 있으며, 이때 콘택트(300A)(300B)는 BGA타입 또는 LGA형의 콘택트가 사용되며, 앞서 실시예에서와 설명한 것과 같이 각 단자에 적합한 타입의 콘택트가 절연몸체부(820) 및 마운팅 시트(830)와 함께 마운팅부(810)에 일체로 고정된다.

본 실시예에서 콘택트(300A)(300B)는 높이가 다른 동종의 콘택트가 사용된 것을 예시하고 있으나, 서로 다른 종류의 콘택트가 조합될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100, 200, 300, 400, 500, 600 : 하이브리드형 콘택트
110 : 제1콘택트 유닛
120, 320, 420, 520 : 제2콘택트 유닛
130, 230, 330, 440, 540 : 몰딩부
430, 530 : 제3콘택트 유닛 220 : 코일 스프링
610 : 범퍼 접촉부 700, 800 : 테스트 소켓
710, 810 : 마운팅부 720, 820 : 절연몸체부
730, 830 : 마운팅 시트

Claims

금속 판재를 타발하여 형성된 스트립 패턴을 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 제1콘택트 유닛과;
상기 제1콘택트 유닛 내에 삽입 위치하되, 외경이 적어도 상기 제1콘택트 유닛의 내경보다는 작거나 같은 도전성과 탄성을 갖는 제2콘택트 유닛과;
상기 제1콘택트 유닛과 상기 제2콘택트 유닛을 일체로 고정하게 되는 절연성을 갖는 탄성 소재의 몰딩부를 포함하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 있어서, 상기 제2콘택트 유닛은 도전성 입자가 혼입된 탄성 소재의 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 있어서, 상기 제2콘택트 유닛은 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 있어서, 상기 제2콘택트 유닛은 금속 판재를 타발하여 원통 형상으로 롤링하여 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 있어서, 상기 제1콘택트 유닛과 상기 제2콘택트 유닛의 상단에 상기 몰딩부에 의해 일체로 고정되는 도전성 입자가 혼입된 탄성 소재의 범퍼 접촉부를 더 포함하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 있어서, 상기 제1콘택트 유닛은,
수평 스트립과, 상기 수평 스트립의 일단에서 수직으로 연장되고 상기 수평 스트립 보다는 길이가 짧은 수직 스트립으로 구성된 단위 스트립이 지그재그 패턴으로 연결되어 원통 형상으로 벤딩되는 탄성부와;
상방향으로 돌출 형성된 상측첨단부가 마련되어 상기 탄성부의 최상단에서 연장되어 원통 형상으로 벤딩되는 상측머리부와;
하방향으로 돌출 형성된 하측첨단부가 마련되어 상기 탄성부의 최하단에서 연장되어 원통 형상으로 벤딩되는 하측머리부;를 포함하는 하이브리드형 콘택트.
제1항에 따른 하이브리드형 콘택트를 포함하는 테스트 소켓에 관한 것으로서,
디바이스의 단자와 대응되어 상기 하이브리드형 콘택트가 수납 위치하게 되는 복수의 관통홀이 형성된 마운팅부와;
상기 하이브리드형 콘택트를 상기 마운팅부와 일체로 고정하게 되는 탄성을 갖는 절연몸체부를 포함하는 테스트 소켓.
제7항에 있어서, 상기 마운팅부는 마운팅을 위한 홀과 조립 위치를 안내하게 위한 홀이 형성된 절연성의 판상 부재를 포함하는 테스트 소켓.
제7항에 있어서, 상기 마운팅부는,
상기 관통홀이 형성되고 상기 절연몸체부가 지지되는 절연성의 제1마운팅부와;
상기 제1마운팅부의 상부에 안착 위치하는 제2마운팅부를 포함하며,
상기 제1마운팅부와 상기 제2마운팅부는 마운팅을 위한 홀과 조립 위치를 안내하게 위한 홀이 관통 형성됨을 특징으로 형성되는 테스트 소켓.
제7항에 있어서, 상기 절연몸체부의 상면에는 상기 관통홀과 대응되어 홀이 관통 형성된 절연성을 갖는 마운팅 시트를 더 포함하는 테스트 소켓.
제10항에 있어서, 상기 하이브리드형 콘택트는 하측첨단부가 상기 관통홀 바깥으로 돌출 위치하고 상측첨단부가 상기 디바이스와 대면하게 되는 상기 마운팅 시트의 상부면 바깥으로 돌출 위치하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제10항에 있어서, 상기 하이브리드형 콘택트는 상측첨단부가 상기 디바이스와 대면하게 되는 상기 마운팅 시트의 상부면보다 낮게 위치하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
제7항에 있어서, 상기 하이브리드형 콘택트는 상단에 도전성과 탄성을 갖는 범퍼 접촉부를 더 포함하는 테스트 소켓.
제7항에 있어서, 상기 하이브리드형 콘택트는 길이가 다른 복수개의 콘택트로 구성되어 이종의 단자를 갖는 복합형 디바이스의 테스트가 가능한 테스트 소켓.