KR20200121241A

KR20200121241A - 멀티-레이어 ｍｅｍｓ 스프링 핀

Info

Publication number: KR20200121241A
Application number: KR1020200043942A
Authority: KR
Inventors: 전진국; 차상훈; 정창모
Original assignee: 주식회사 오킨스전자
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2020-10-23
Also published as: KR102232789B9; KR102232789B1; US20210190822A1

Abstract

본 발명의 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀은, 하층 탑 플런저와 하층 바텀 플런저 사이에 하층 웨이브가 연결되는 하층 스프링 핀, 상층 탑 플런저와 상층 바텀 플런저 사이에 상층 웨이브가 연결되는 상층 스프링 핀, 상기 상층 탑 플런저와 상기 하층 탑 플런저 사이에 개재되는 중층 탑 팁, 및 상기 상층 바텀 플런저와 상기 하층 바텀 플런저 사이에 개재되는 중층 바텀 팁을 포함한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 휨을 방지하고, 다층 스프링의 의하여 스트로크가 안정화되고, 다층 플런저에 의하여 콘택 특성이 강화되는 작용효과가 기대된다.

Description

멀티-레이어 ＭＥＭＳ 스프링 핀{Multi-layer MEMS spring pin}

본 발명은, MEMS를 이용한 멀티-레이어 스프링 핀에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 반도체 기기의 전기적 검사를 수행함에 있어서, 휘기 쉬운 MEMS 원-레이어 스프링 핀을 다단으로 적층하여 휨을 방지하는 동시에 다단 스프링 영역에 의하여 상하 스트로크가 강화되고 다단 플런저 영역을 통해서 각 레이어마다 접속 팁의 길이와 모양을 달리하여 콘택 특성이 강화되는 MEMS 스프링 핀에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 기기의 전기적 특성 검사를 위한 테스트 장치는 스프링 핀을 포함하여 구성된다. 즉, 스프링 핀의 단부가 검사 대상물 즉, 반도체 기기에 마련된 볼 단자에 접촉하면, 전기적 신호가 PCB 기판으로 전송되어, 상기 검사 대상물의 전기적 특성을 검출할 수 있다.

종래에는 상술한 스프링 핀을 제조하는데 있어서, 예컨대 동판을 기계적으로 또는 물리적으로 가공하는 방법으로 제조하였다. 이러한 가공 방법은 스프링 핀 제작 생산율을 낮추고, 비용을 상승시키는 문제가 있다.

다른 한편, 스프링 핀이 검사 대상물에 접촉될 때, 기계적인 충격이 스프링 핀에 전달되고, 수만 번 테스트를 반복하게 됨에 따라 스프링이 그 충격에 의해 탄성 변형된다. 스프링의 탄성이 저하되면 복원력을 상실하고, 콘택 특성이 악화되어 검사의 신뢰성이 저하된다. 결국 테스트 핀을 교체해야 한다.

스프링 핀에서 스프링의 탄성이 유지되지 못하면, 스프링 핀의 수명이 짧아지고, 교체 주기가 빨라지며, 비용 상승의 원인이 된다.

한국 공개 특허 10-2017-0055618

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 멤스 공정을 이용하여 다층 스트립 형태의 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 레이어의 휨을 방지하고, 콘택 특성을 유지하기 위하여 스프링을 다단으로 적층되는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 플런저를 다층으로 적층하여 선단의 길이와 형상을 다양화하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀을 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 다른 목적은 하나의 핀을 이용하여 서로 다른 복수의 신호 처리가 가능한 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀은, 하층 탑 플런저와 하층 바텀 플런저 사이에 하층 웨이브가 연결되는 하층 스프링 핀, 상층 탑 플런저와 상층 바텀 플런저 사이에 상층 웨이브가 연결되는 상층 스프링 핀, 상기 상층 탑 플런저와 상기 하층 탑 플런저 사이에 개재되는 중층 탑 팁, 및 상기 상층 바텀 플런저와 상기 하층 바텀 플런저 사이에 개재되는 중층 바텀 팁을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하층 탑 플런저는, 하층 탑 바디 및 하층 탑 팁을 포함하고, 상기 상층 탑 플런저는, 상층 탑 바디 및 상층 탑 팁을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중층 탑 팁은 상기 상/하층 탑 팁보다 상방으로 더 연장될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 상/하층 탑 팁은 상기 중층 탑 팁보다 상방으로 더 연장될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 상층 웨이브와 상기 하층 웨이브 사이에 개재되는 하나 이상의 중층 인터포저를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중층 인터포저는 상기 상/하층 웨이브 중 하나와 접합될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하층 웨이브의 돌부는 상기 상층 웨이브의 홈부와 대응되고, 상기 하층 웨이브의 홈부는 상기 상층 웨이브의 돌부와 대응될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀은, 하층 탑 플런저와 하층 바텀 플런저 사이에 하층 웨이브가 연결되는 하층 스프링 핀과, 상층 탑 플런저와 상층 바텀 플런저 사이에 상층 웨이브가 연결되는 상층 스프링 핀과, 상기 상층 탑 플런저와 상기 하층 탑 플런저 사이에 개재되는 제1절연층과 상기 상층 바텀 플런저와 상기 하층 바텀 플런저 사이에 개재되는 제2절연층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1절연층은 상기 상층 탑 플런저 및 상기 하층 탑 플런저의 상부측으로 돌출되지 않으며, 상기 제2절연층은 상기 상층 바텀 플런저 및 상기 하층 바텀 플런저의 하부측으로 돌출되지 않는 것으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하층 스프링 핀의 하층 웨이브와 상기 상층 스프링 핀의 상층 웨이브의 사이에 위치하는 중간절연층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중간절연층은 둘 이상이며, 각각 상기 하층 웨이브와 상기 상층 웨이브에 교번하여 부착될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하층 탑 플런저는, 하층 탑 바디 및 하층 탑 팁을 포함하고, 상기 상층 탑 플런저는, 상층 탑 바디 및 상층 탑 팁을 포함할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 스프링 핀을 제작함에 있어서, 투-레이어 혹은 쓰리-레이어의 멀티-레이어로 스프링을 적층함으로써, 무엇보다도 상하 스트로크가 안정화되고 각 레이어마다 가지는 탄성력이 복합적으로 작용하기 때문에 장시간 사용이나 과도한 하중에도 불구하고 콘택 특성이 유지되는 작용효과가 기대된다.

둘째, 멤스 공정이나 식각 공정을 이용하기 때문에, 연속 공정에 의한 대량 생산이 가능하고, 불량률이 현저히 저감되어 공정 수율이 크게 개선되는 작용효과가 기대된다.

셋째, 플런저를 다단 레이어로 적층하면, 각 레이어마다 선단의 길이나 모양을 변경하여 콘택 특성을 다양화할 수 있는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서 하나의 핀을 이용하여 복수의 신호를 공급할 수 있는 구조를 제공하여, 적용 범위를 높이고 테스트 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 기대된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 투-레이어 MEMS 스프링 핀의 구성을 각각 나타내는 정면 사시도, 저면 사시도, 정면도, 및 측면도.
도 5는 투-레이어의 제조 방법을 나타내는 사시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀의 구성을 각각 나타내는 사시도, 정면도, 및 측면도.
도 9 및 도 10은 다양한 중층 인터포저를 포함하는 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀의 구성을 각각 나타내는 측면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀의 구성을 나타내는 부분 확대도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MEMS 스프링 핀의 사시도이다.
도 13은 도 12의 측면 구성도이다.
도 14와 도 15는 각각 중간절연층을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MEMS 스프링 핀의 측면 구성도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 발명의 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀은 설명의 편의를 위하여 최종(final) 테스트 소켓에 사용되는 것으로 설명하겠지만, 여기에 제한되는 것은 아니고 번인(burn-in) 테스트 소켓에도 사용될 수 있다.

테스트 소켓(Test socket)은 패키지 IC, MCM 등의 반도체 집적 회로 장치, 집적 회로가 형성된 웨이퍼 등의 반도체 기기의 전기적 검사에서, 검사 대상인 반도체 기기의 접속 단자(가령, 도전 볼)와, 테스트 장치의 접속 단자(가령, 콘택 패드)를 서로 전기적으로 접속하기 위하여, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에 배치되는 것으로 한다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 테스트 소켓의 스프링 핀은, 외부 기기 가령, 반도체 기기의 도전 볼(ball)과 테스트 장치의 콘택 패드(pad)를 전기적으로 연결하여, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 전기적 검사를 수행한다.

특히, 싱글-레이어 스프링 핀은 통상의 포고 핀과 비교하여 실질적으로 2차원의 스트립 형태로 폭에 비해 두께가 많이 작은 판재 형태로 성형되기 때문에, MEMS(Micro Electro Mechanical System, 미세전자기계시스템) 공정을 이용하여 연속 제작이 가능하고, 정밀 가공이 보장되는 장점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 MEMS를 이용한 멀티-레이터 스프링 핀의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 투-레이어 MEMS 스프링 핀(100)은, 도전 볼 혹은 콘택 패드와 접속되는 탑 플런저(110), 탑 플런저(110)로부터 일체로 연장되고 투-레이어(two-layer)로 적층되는 탄성체(120), 및 콘택 패드 혹은 도전 볼과 접속되고 탄성체(120)와 일체로 연장되는 바텀 플런저(130)를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 스프링 핀(100)은 양단에 탑 플런저(110)와 바텀 플런저(130)가 탄성체를 매개로 일체로 연결되는 양 방향 대칭 타입 이지만, 반드시 대칭일 필요는 없고, 탑 플런저(110)와 바텀 플런저(130)가 비대칭 형태로 제공될 수 있다.

탑 플런저(110)는, 탑 바디(112), 및 탑 바디(112)에서 연장되고, 탑 바디(112)보다 직경이 작은 탑 팁(114)을 포함한다. 바텀 플런저(130)는, 바텀 바디(132), 및 바텀 바디(132)에서 연장되고, 바텀 바디(132)보다 직경이 작은 바텀 팁(134)을 포함한다.

탑 플런저(110)는, 상층 탑 플런저와 하층 탑 플런저가 접착제 내지 체결 수단을 통하여 상호 접합될 수 있다. 혹은 일체로 제공될 수 있다. 어떤 경우이든 탑 플런저(110)는 일체로 동작한다. 바텀 플런저(130)도 마찬가지이다.

따라서 탄성체(120)는 바디(112)로부터 직접 연장된다. 바디(112)가 직접 테스트 소켓에 지지되거나 혹은 배럴에 탑재된 상태로 테스트 소켓에 설치될 수 있다.

투-레이어 탄성체(120)는 하층 웨이브(120a), 및 상층 웨이브(120b)를 포함한다. 각 웨이브(120a, 120b)는 오직 탑/바텀 플런저(110, 130)를 통해서만 연결되고, 상호 간섭하지 않는다. 가령, 상/하층 웨이브(120b, 120a)는 간격을 두고 상하 방향에서 상호 분리되거나 분리되지 않더라도 상호 연결되지 않는 독립된 구조이다.

하층 웨이브(120a)는 중심선을 기준으로 일측에서 돌부와 홈부가 반복되고, 상층 웨이브(120b)는 타측에서 돌부와 홈부가 반복된다.

따라서 중심선의 일측 기준으로 보면, 하층 웨이브(120a)의 돌부는 상층 웨이브(120b)의 홈부와 대응되고, 하층 웨이브(120a)의 홈부는 상층 웨이브(120b)의 돌부와 대응되어 상호 교차하는 구조이다. 중심선에 대하여 대칭이다. 하층 웨이브(120a)의 홈부는 상층 웨이브(120b)의 돌부와 오버랩 되고, 하층 웨이브(120a)의 돌부는 상층 웨이브(120b)의 홈부와 오버랩 되어, 중심선의 대칭 구조이다.

원-레이어 탄성체 구조는 요철 구조에 의하여 중심선을 중심으로 좌우 비대칭 구조가 되나, 투-레이어 탄성체가 상호 교차하면서 중복하게 되면 결국 좌우 대칭 구조가 된다.

코일 스프링 구조와 대비하여 선 스프링 구조에서는 수직으로 작용하는 하중에 대하여 요철이 형성되는 지그재그의 종 방향에서는 충격을 흡수하기 쉽지만, 횡 방향으로는 하중에 매우 취약한 구조이다. 따라서 이를 투-레이어로 형성하면 횡 방향의 하중에 대하여 휨을 방지할 수 있다.

또한, 원-레이어 탄성체는 오직 하나의 탄성 계수만이 존재하기 때문에 콘택 특성이 단순하고, 장시간 사용으로 콘택 특성이 악화되는 치명적인 결함이 있다. 그러나 투-레이어 탄성체는 다수의 탄성력을 가지는 스프링이 복합적으로 탄력을 가지기 때문에 반복 사용이나 과다 하중에 대하여도 강력한 스트로크로 인하여 콘택 특성이 유지될 수 있다.

본 발명의 각 레이어는, 멤스(MEMS) 공정, 프레스(Press) 공정, 혹은 에칭(Etch) 공정 등을 통해 스트립(strip) 형태로 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 각 레이어(100a, 110b)를 미리 준비하여 두고, 최종적으로 이를 결합할 수 있다. 혹은 증착 및 식각 공정을 통하여 하층 레이어(100a)를 성형하고, 연속해서 하층 레이어(100a) 상에 증착 및 식각 공정을 통하여 상층 레이어(100b)를 성형할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 쓰리-레이어(three-layer) MEMS 스프링 핀을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀(200)은, 하층 탑 플런저(212)와 하층 바텀 플런저(214) 사이에 하층 웨이브(216)가 연결되는 하층 스프링 핀(210), 상층 탑 플런저(222)와 상층 바텀 플런저(224) 사이에 상층 웨이브(226)가 연결되는 상층 스프링 핀(220), 상층 탑 플런저(222)와 하층 탑 플런저(212) 사이에 개재되는 중층 탑 팁(232), 및 상층 바텀 플런저(224)와 하층 바텀 플런저(214) 사이에 개재되는 중층 바텀 팁(234)을 포함한다.

하층 탑 플런저(212)는, 하층 탑 바디(212a) 및 하층 탑 바디(212a)로부터 연장되고 하층 탑 바디(212a)보다 직경이 작은 하층 탑 팁(212b)을 포함한다.

상층 탑 플런저(222)는, 상층 탑 바디(222a) 및 상층 탑 바디(222a)로부터 연장되고 상층 탑 바디(222a)보다 직경이 작은 상층 탑 팁(222b)을 포함한다.

중층 탑 팁(232)은 상/하층 탑 팁(222b, 212b)과 대응되는 형상과 크기로 제공될 수 있다.

혹은 중층 탑 팁(232)은 상/하층 탑 팁(222b, 212b)보다 상방으로 더 연장될 수 있다. 중층 탑 팁(232)이 돌출되기 때문에 콘택 패드와 같이 평면과 접속하기 적합할 수 있다. 내지는 중층 탑 팁(232)과 상/하층 탑 팁(222b, 212b)은 형상 자체가 상이할 수 있다. 중층 탑 팁(232)은 접점이 중앙에 배치되고, 상/하층 탑 팁(222b, 212b)은 접점이 양측에 배치될 수 있다.

혹은 도 11을 참조하면, 중층 탑 팁(232)은 상/하층 탑 플런저(222, 212)의 상/하층 탑 팁(222b, 212b)보다 하방으로 더 단축될 수 있다. 상/하층 탑 팁(222b, 212b)이 돌출되기 때문에 도전 볼과 같이 구 형상과 접속하기 적합할 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상층 웨이브(226)와 하층 웨이브(216) 사이에 개재되는 하나 이상의 중층 인터포저(236)를 더 포함한다.

상기 중층 인터포저(236)는 전기적 전도체이거나 절연체를 사용할 수 있다.

중층 인터포저(236)는 상/하층 웨이브(226, 216) 사이에 설치되고, 접착제 등을 통해 상층 웨이브(226) 혹은 하층 웨이브(216)와 일체로 연결될 수 있다. 이때, 중층 인터포저(236)는 상/하층 웨이브(226, 216)가 횡 방향으로 휘는 것을 방지하기 위한 것으로, 상/하층 웨이브(226, 216) 모두에 접합되면 상/하층 웨이브(226, 216)가 독립적으로 탄성 작용할 수 없다. 따라서 상/하층 웨이브(226, 216) 중 하나와 접합될 수 있다.

즉, 중층 인터포저(236)는 독립적으로 위치하지 않고, 상층 웨이브(226) 또는 하층 웨이브(216) 중 하나에 고정된다.

중층 인터포저(236)는 도 9에 도시한 바와 같이 하나만 존재 할 수 있고, 도 10과 같이 두 개가 상층 웨이브(226)와 하층 웨이브(216)의 사이에 위치할 수 있다.

도 10과 같이 두 개의 중층 인터포저(236)가 존재하는 경우, 각기 다른 웨이브에 고정될 수 있다. 즉, 도면에서 상부에 위치하는 중층 인터포저(236)는 상층 웨이브(226)에 고정되고 하부에 위치하는 중층 인터포저(236)는 하층 웨이브(216)에 고정될 수 있다.

반대로 상부에 위치하는 중층 인터포저(236)는 하층 웨이브(216)에 고정되고 하부에 위치하는 중층 인터포저(236)는 상층 웨이브(226)에 고정될 수 있다.

이처럼 다수의 중층 인터포저(236)를 사용할 때 각각 다른 웨이브에 고정하는 이유는 상기 상층 웨이브(226)와 하층 웨이브(216)가 균등한 탄성력을 가지도록 하기 위함이다.

하층 웨이브(216)는 중심선의 일측 기준으로 돌부와 홈부가 반복되고, 상층 웨이브(226)는 중심선의 타측 기준으로 돌부와 홈부가 반복된다. 따라서 중심선의 일측 기준으로 보면, 하층 웨이브(216)의 돌부는 상층 웨이브(226)의 홈부와 대응되고, 하층 웨이브(216)의 홈부는 상층 웨이브(226)의 돌부와 대응되어 상호 교차하는 구조이다.

마찬가지로, 하층 바텀 플런저(214)는, 하층 바텀 바디(214a) 및 이보다 직경이 작은 하층 바텀 팁(214b)을 포함한다. 상층 바텀 플런저(224)는, 상층 바텀 바디(224a) 및 이보다 직경이 작은 상층 바텀 팁(224b)을 포함한다. 중층 바텀 팁(234)은 상/하층 바텀 팁(224b, 214b)과 대응되는 형상과 크기로 제공될 수 있다.

이와 같이, 각 레이어를 MEMS 공정을 이용하여 제작하면 플런저의 정밀 제작이 가능하고, 대량 생산에 이바지할 수 있다. 특히, 플런저를 MEMS 공정에 의하여 제공하게 되면, 플런저에서 도전 볼이나 도전 패드와 콘택을 형성하는 접촉 팁의 가공이 더욱 세밀하고, 플런저 상에 증착이나 도금 공정을 통하여 다양한 합금을 형성하여 도전성을 개선할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도면에 도시되어 있지 않지만, 포-레이어 이상으로 제공될 수 있다.

포-레이어 혹은 파이브-레이어로 플런저를 적층하면, 이때 접속 팁은 크라운 형태로 입체적으로 설계될 수 있다.

특히 각 레이어마다 탄성 계수를 달리할 수 있어 콘택 특성이 다양할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티-레이어 ＭＥＭＳ 스프링 핀의 사시도이고, 도 13은 측면도이다.

도 12와 도 13에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 앞서 설명한 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀(200)의 구조를 이용한다.

즉, 하층 탑 플런저(212)와 하층 바텀 플런저(214) 사이에 하층 웨이브(216)가 연결되는 하층 스프링 핀(210), 상층 탑 플런저(222)와 상층 바텀 플런저(224) 사이에 상층 웨이브(226)가 연결되는 상층 스프링 핀(220)을 포함한다.

다만 중층 탑 플런저와 중층 바텀 팁의 사용을 생략하고, 상층 탑 플런저(222)와 하층 탑 플런저(212) 사이 및 상층 바텀 플런저(224)와 하층 바텀 플런저(214) 사이에 각각 위치하는 제1절연층(241)과 제2절연층(242)을 포함한다.

이와 같은 구조에서 상기 하층 스프링 핀(210)과 상층 스프링 핀(220)은 개별적으로 탄성 동작을 할 수 있을 뿐만 아니라 절연층(240)에 의해 상호 전기적으로 분리된 구조가 된다.

그 밖에 하층 탑 플런저(212)는, 하층 탑 바디(212a) 및 하층 탑 바디(212a)로부터 연장되고 하층 탑 바디(212a)보다 직경이 작은 하층 탑 팁(212b)을 포함하며, 상층 탑 플런저(222)는, 상층 탑 바디(222a) 및 상층 탑 바디(222a)로부터 연장되고 상층 탑 바디(222a)보다 직경이 작은 상층 탑 팁(222b)을 포함한다.

도 12와 도 13에서는 탑측에 위치하는 제1절연층(241)이 상층 탑 팁(222b)과 하층 탑 팁(212b)의 사이에 위치하는 것으로 도시하고, 바텀측에 위치하는 제2절연층(242)이 상층 바텀 팁(224b)과 하층 바텀 팁(214b)에 위치하는 것으로 도시하였다.

그러나 제1절연층(241)이 상층 탑 바디(222a)와 하층 탑 바디(212a)의 사이에 위치할 수 있으며, 마찬가지로 제2절연층(242)이 상층 바텀 바디(224a)와 하층 바텀 바디(214a)에 위치할 수 있다.

아울러 제1절연층(241)이 하층 탑 플런저(212)와 상층 탑 플런저(222)의 사이 전체에 위치할 수 있으며, 동일하게 제2절연층(242)이 하층 바텀 플런저(214)와 상층 바텀 플런저(224)의 사이 전체에 위치할 수 있다.

이와 같은 배치에서 중요한 점은 제1절연층(241)은 상/하층 탑 팁(222b, 212b)보다 상방으로 더 돌출되지 않도록 하고, 제2절연층(242)은 상/하층 바텀 팁(224b, 214b)보다 하향으로 돌출되지 않도록 한다.

즉, 제1절연층(241)과 제2절연층(242)이 각각 탑 플런저와 바텀 플런저보다 돌출되지 않도록 함으로써, 신호의 전달 및 검출이 가능하도록 한다.

이처럼 본 발명은 하층 스프링 핀(210)과 상층 스프링 핀(220)의 사이에 제1절연층(241) 및 제2절연층(242)을 부가하여, 하층 스프링 핀(210)과 상층 스프링 핀(210)이 개별 핀으로 사용될 수 있게 한다.

따라서 하층 스프링 핀(210)과 상층 스프링 핀(220)에 서로 구분되는 개별적인 신호를 인가할 수 있다.

예를 들어 전압과 전류를 각각 패키지의 볼 등 시험이 필요한 요소에 인가할 수 있으며, 서로 다른 주파수의 신호를 인가할 수도 있다.

이처럼 하나의 구조이지만 실질적으로 두 개의 핀을 이용하여 서로 다른 다양한 신호를 시험 대상에 공급할 수 있어, 파인 피치(fine pitch) 대응이 용이하게 된다.

도 14와 도 15는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 구성도이다.

도 14와 도 15에 도시한 본 발명은 앞서 도 13을 참조하여 설명한 본 발명의 구성에서 하층 스프링 핀(210)의 하층 웨이브(216)와 상층 스프링 핀(220)의 상층 웨이브(226)의 사이에 중간절연층(243, 244, 245)를 적용한 예를 도시하였다.

앞서 설명한 제1절연층(241)과 제2절연층(242)은 각각 상/하층 탑 플런저의 사이와 상/하층 바텀 플런저의 사이에 위치하며, 상층 스프링 핀(220)과 하층 스프링 핀(210) 모두에 접합되는 것이다.

도 14에서 하층 웨이브(216)와 상층 웨이브(216)의 사이에 위치하는 중간절연층(243)은 하층 웨이브(216) 또는 상층 웨이브(226)에만 부착되어 있다.

따라서 하층 웨이브(216)와 상층 웨이브(226)는 개별적으로 압력에 의해 탄성 작용을 하게 된다.

또한, 도 15에서는 두 개의 중간절연층(244, 245)가 하층 웨이브(216)와 상층 웨이브(226)의 사이에 위치하는 것을 도시하였다. 이때 두 중간절연층(244, 245)은 각각 서로 다른 웨이브에 부착된다.

즉, 도면상 상부측에 위치하는 중간절연층(244)은 하층 웨이브(216)에 부착되고, 하부측에 위치하는 중간절연층(245)은 상층 웨이브(226)에 부착된다.

반대로 중간절연층(244)이 상층 웨이브(226)에 부착되고, 중간절연층(245)은 하층 웨이브(216)에 부착될 수 있다.

이처럼 다수의 중간절연층(244, 245)를 사용할 때 각각 다른 웨이브에 고정하는 이유는 상기 상층 웨이브(226)와 하층 웨이브(216)가 균등한 탄성력을 가지도록 하기 위함이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 원-레이어 스프링 핀은 탄성 변형이 용이하고, 반복 사용으로 인하여 콘택 특성을 유지하기 곤란하지만, 멀티-레이어 스프링 핀은 복수 핀을 이용하여 콘택 특성이 유지되는 특히 플런저를 다층으로 구성하면 다양한 접속 팁의 형상과 모양을 제공하는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: 투-레이어 MEMS 스프링 핀 110: 탑 플런저
120: 투-레이어 탄성체 120a: 하층 웨이브
120b: 상층 웨이브 130: 바텀 플런저
200: 쓰리-레이어 MEMS 스프링 핀 210:하층 스프링 핀
220:상층 스프링 핀 241:제1절연층
242:제2절연층 243, 244, 245:중간절연층

Claims

하층 탑 플런저와 하층 바텀 플런저 사이에 하층 웨이브가 연결되는 하층 스프링 핀;
상층 탑 플런저와 상층 바텀 플런저 사이에 상층 웨이브가 연결되는 상층 스프링 핀;
상기 상층 탑 플런저와 상기 하층 탑 플런저 사이에 개재되는 중층 탑 팁, 및
상기 상층 바텀 플런저와 상기 하층 바텀 플런저 사이에 개재되는 중층 바텀 팁을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 1 항에 있어서,
상기 하층 탑 플런저는, 하층 탑 바디 및 하층 탑 팁을 포함하고,
상기 상층 탑 플런저는, 상층 탑 바디 및 상층 탑 팁을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 2 항에 있어서,
상기 중층 탑 팁은 상기 상/하층 탑 팁보다 상방으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 2 항에 있어서,
상기 상/하층 탑 팁은 상기 중층 탑 팁보다 상방으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 2 항에 있어서,
상기 상층 웨이브와 상기 하층 웨이브 사이에 개재되는 하나 이상의 중층 인터포저를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 5 항에 있어서,
상기 중층 인터포저는 상기 상/하층 웨이브 중 하나와 접합되는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제 2 항에 있어서,
상기 하층 웨이브의 돌부는 상기 상층 웨이브의 홈부와 대응되고,
상기 하층 웨이브의 홈부는 상기 상층 웨이브의 돌부와 대응되는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
하층 탑 플런저와 하층 바텀 플런저 사이에 하층 웨이브가 연결되는 하층 스프링 핀;
상층 탑 플런저와 상층 바텀 플런저 사이에 상층 웨이브가 연결되는 상층 스프링 핀;
상기 상층 탑 플런저와 상기 하층 탑 플런저 사이에 개재되는 제1절연층; 및
상기 상층 바텀 플런저와 상기 하층 바텀 플런저 사이에 개재되는 제2절연층을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제8항에 있어서,
상기 제1절연층은 상기 상층 탑 플런저 및 상기 하층 탑 플런저의 상부측으로 돌출되지 않으며,
상기 제2절연층은 상기 상층 바텀 플런저 및 상기 하층 바텀 플런저의 하부측으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제9항에 있어서,
상기 하층 스프링 핀의 하층 웨이브와 상기 상층 스프링 핀의 상층 웨이브의 사이에 위치하는 중간절연층을 더 포함하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제10항에 있어서,
상기 중간절연층은 둘 이상이며,
각각 상기 하층 웨이브와 상기 상층 웨이브에 교번하여 부착되는 것을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.
제8항에 있어서,
상기 하층 탑 플런저는, 하층 탑 바디 및 하층 탑 팁을 포함하고,
상기 상층 탑 플런저는, 상층 탑 바디 및 상층 탑 팁을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 멀티-레이어 MEMS 스프링 핀.