KR20200125751A - 임피던스 제어형 금속화된 플라스틱 소켓 - Google Patents

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KR20200125751A
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지아춘 조우
카레드 엘마드볼리
덱시안 리우
노아 웨이첼바움
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스미스 인터커넥트 아메리카스, 인크.
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Abstract

집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결하기 위한 전기 커넥터 조립체를 위한 방법, 시스템 및 장치가 개시된다. 전기 커넥터 조립체는 절연 재료로 만들어진 소켓 본체를 포함한다. 소켓 본체는 상부 표면, 하부 표면, 및 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 포함하는 제1 복수의 캐비티를 가진다. 제1 캐비티 및 제2 캐비티는 금속 접지 쉘을 형성하기 위해 전도성 재료로 도금된 내부 표면을 각각 가진다. 전기 커넥터 조립체는 제1 프로브 및 제2 프로브를 포함하는 복수의 프로브를 포함한다. 제1 프로브는 제1 캐비티 내에 위치되도록 구성되고, 제2 프로브는 제2 캐비티 내에 위치되도록 구성된다. 전기 커넥터 조립체는 제1 캐비티와 제2 캐비티의 금속 접지 쉘들을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 신호 트레이스를 포함한다.

Description

임피던스 제어형 금속화된 플라스틱 소켓
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 2018년 3월 23일자 출원된 "임피던스 제어형 금속화된 플라스틱 소켓"이라는 명칭의 미국 특허 가출원 제62/647,527호에 대해 우선권을 주장한다.
본 명세서는 임피던스 제어형 테스트 시스템을 위한 시스템, 방법 또는 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자 기기 및 반도체 산업에서, 집적 회로 칩을 테스트하는데 사용되는 시스템은 테스트 시스템으로서 지칭될 수 있다. 고주파 집적 회로(IC) 칩을 테스트하도록, 테스트 시스템은 보다 작은 신호 손실을 가지는 고주파 신호를 전송해야 한다. 테스트 시스템은 복수의 캐비티를 한정하는 소켓 본체 및 소켓 리테이너를 포함할 수 있다. 각각의 캐비티는 스프링 프로브일 수 있는 접촉기를 수용할 수 있다. 통상적으로, 테스트 시스템에서 신호 무결성(signal integrity)을 유지하는데 사용되는 두 가지 접근 방식으로서, 상대적으로 짧은 접촉기를 사용하거나 또는 접촉기를 위한 동축 구조물을 사용하는 것이 있다. 짧은 접촉기는 컴플라이언스(compliance)가 작고 압축력이 높은 단점을 가질 수 있으며, 이러한 것은 작은 크기의 집적 회로 패키지에서 그 적용을 제한할 수 있다. 접촉기를 위해 동축 구조물을 사용하는 것은 고주파 집적 회로 패키지 테스트를 수행할 때 사용될 수 있다. 동축 구조물을 가지는 접촉기는 큰 크기의 집적 회로 패키지 및 많은 수의 I/O 패키지를 테스트하는 동시에 성능 표준을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 동축 구조물을 가지는 접촉기는 절연 금속 구조를 가질 수 있지만, 절연 금속 구조를 가지는 이러한 동축 구조물은 약 ~ 56 Gbps의 커스터머로부터의 새로운 요구 사항이 아니다.
따라서, 고주파 IC 칩을 테스트하기 위한 임피던스 제어형 테스트 소켓이 필요하다.
일반적으로, 본 명세서에서 설명된 요지의 하나의 양태는 전기 커넥터 조립체에서 구현될 수 있다. 전기 커넥터 조립체는 집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결한다. 전기 커넥터 조립체는 소켓 본체를 포함한다. 소켓 본체는 절연 재료로 만들어진다. 소켓 본체는 상부 표면, 하부 표면, 및 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 포함하는 제1 복수의 캐비티를 가진다. 제1 캐비티 및 제2 캐비티는 상부 표면으로부터 하부 표면까지 관통 연장된다. 제1 캐비티 및 제2 캐비티는 금속 접지 쉘(metal grounding shell)을 형성하기 위해 전도성 재료로 도금되거나 코팅된 내부 표면을 각각 가진다. 전기 커넥터 조립체에는 복수의 프로브를 포함한다. 복수의 프로브는 제1 프로브와 제2 프로브를 포함한다. 제1 프로브는 제1 캐비티 내에 위치되도록 구성되고, 제2 프로브는 제2 캐비티 내에 위치되도록 구성된다. 전기 커넥터 조립체는 제1 캐비티 및 제2 캐비티의 금속 접지 쉘들을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 신호 트레이스를 포함한다.
이들 및 다른 실시예는 다음의 특징부 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 전기 커넥터 조립체는 소켓 리테이너를 포함할 수 있다. 소켓 리테이너는 절연 재료로 만들어질 수 있다. 소켓 리테이너는 상부 표면, 하부 표면, 및 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 포함하는 제2 복수의 캐비티를 가질 수 있다. 제2 복수의 캐비티는 제1 복수의 캐비티와 정렬될 수 있다.
제1 복수의 캐비티의 제1 캐비티 및 제2 캐비티는 제2 복수의 캐비티의 제1 캐비티 및 제2 캐비티와 정렬될 수 있다. 제1 프로브는 신호 접촉 프로브일 수 있고, 제2 프로브는 접지 접촉 프로브일 수 있다.
제1 복수의 캐비티는 제3 캐비티를 포함할 수 있다. 제3 캐비티는 전력 접촉 캐비티일 수 있다. 전력 접촉 캐비티는 삽입될 때 전력을 제공하는 전력 접촉 프로브를 캡슐화하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 신호 트레이스는 접지 스프링 프로브 캐비티의 금속 접지 쉘과 신호 핀 캐비티 구멍의 금속 접지 쉘을 전기적으로 연결하여 동축 구조물을 형성할 수 있다. 동축 구조물은 신호 무결성을 개선하는 제어형 임피던스를 제공할 수 있다.
제1 복수의 캐비티는 하나 이상의 접지 니들 캐비티를 포함할 수 있다. 하나 이상의 접지 니들 캐비티는 소켓 본체의 길이를 통해 연장될 수 있다. 전기 커넥터 조립체는 하나 이상의 접지 니들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 접지 니들은 노이즈를 필터링하고 무선 주파수 성능을 개선하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 접지 니들은 하나 이상의 접지 니들 캐비티에 위치될 수 있고, 신호 핀 캐비티 구멍에 인접하거나 그 주위에 있을 수 있다.
제1 프로브는 제1 플런저, 제2 플런저, 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에 있는 원통형 쉘을 가질 수 있다. 제1 플런저는 제1 단부에 있을 수 있고, 제2 플런저는 제2 단부에 있을 수 있다. 제1 프로브는 스프링 프로브일 수 있다. 스프링 프로브는 원통형 쉘 내에 스프링을 가질 수 있다.
다른 양태에서, 요지는 전기 커넥터 조립체에서 구현된다. 전기 커넥터 조립체는 집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결한다. 전기 커넥터 조립체는 절연된 몸체를 포함한다. 절연된 몸체는 상부 표면, 하부 표면, 신호 스프링 핀 캐비티 구멍, 및 접지 스프링 프로브 캐비티를 가진다. 신호 스프링 핀 캐비티 구멍과 접지 스프링 프로브 캐비티는 금속 접지 쉘을 형성하도록 전도성 재료로 도금된 내부 표면을 각각 가진다. 전기 커넥터 조립체는 복수의 프로브를 포함한다. 복수의 프로브는 신호 접촉 프로브 및 접지 접촉 프로브를 포함한다. 전기 커넥터 조립체는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍과 접지 스프링 프로브 캐비티의 금속 접지 쉘들을 전기적으로 연결하여 동축 구조물을 형성하는 하나 이상의 신호 트레이스를 포함한다.
또 다른 양태에서, 요지는 전기 커넥터 조립체를 형성하거나 제조하는 방법에서 구현된다. 방법은 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 형성하기 위해 절연된 몸체 상에 하나 이상의 구멍을 가공하거나 인발하는 단계를 포함한다. 방법은 절연된 몸체 상에 전도성 재료의 층을 증착하는 단계를 포함한다. 방법은 절연된 몸체의 상부 표면 상의 전도성 재료의 층 상의 절연 재료 상에 박층을 증착하는 단계를 포함한다. 방법은 제3 캐비티를 형성하기 위해 절연된 몸체 상에 하나 이상의 추가 구멍을 가공하거나 인발하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 캐비티, 제2 캐비티, 및 제3 캐비티 내로 하나 이상의 프로브를 위치시키거나 조립하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징, 및 이점은 다음의 도면 및 상세한 설명을 검토하면 당업자에게 자명할 것이다. 도면에 도시된 구성 부분은 반드시 축척일 필요는 없으며, 본 발명의 중요한 특징을 더욱 잘 예시하기 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 집적 회로 칩(IC)을 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결하기 위한 예시적인 전기 커넥터 조립체를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 하나 이상의 캐비티 내에서의 하나 이상의 프로브의 위치 설정을 도시한다.
도 3a는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 평면 사시도를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 저면 사시도를 도시한다.
도 3c는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 상이한 캐비티의 배열을 도시한다.
도 4는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 다른 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 도 1의 전기 커넥터 조립체의 제조 공정의 예시적인 흐름도이다.
본 명세서에는 고주파 IC 칩을 테스트하기 위한 시스템, 장치, 디바이스 및/또는 방법이 개시된다. 기존 기술이 고주파수(예를 들어, > 56 Gbps 또는 > 70 GHz)를 처리할 수 없음에 따라서 고주파 IC 칩의 테스트를 취급하기 위해 새로운 기술과 제품이 요구된다. 전기 커넥터 조립체는 집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결한다. 본 명세서에서 설명된 전기 커넥터 조립체는 테스트 소켓을 위한 동축 구조물을 가지는 금속화된 플라스틱 복합 재료를 사용한다.
본 명세서에서 설명된 요지의 특정 실시예는 다음 이점 중 하나 이상을 실현하기 위해 구현될 수 있다. 커넥터 조립체는 동축 구조물을 가지는 금속화된 플라스틱 복합 재료를 가진다. 금속화된 플라스틱 복합 재료는 56 Gbps보다 크거나 또는 70 GHz보다 큰 고주파 IC 칩에 대한 성능을 증가시키고 이에 대한 신호 손실을 감소시킨다.
다른 이점 및 장점은 유연한 설계를 포함하는 것이다. 유연한 설계는 커넥터 조립체가 다양한 용도에 사용되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 커넥터 조립체는 작은 피치(예를 들어, < 0.65 mm)로 또한 사용될 수 있다. 하나 이상의 캐비티 및 프로브의 다양한 구성은 상이한 집적 회로(IC) 칩을 테스트하는 것을 가능하게 한다.
도 1은 전기 커넥터 조립체(100)를 도시한다. 전기 커넥터 조립체(100)(또는 "테스트 시스템")는 집적 회로(IC) 칩(101)을 테스트한다. 테스트 시스템(100)은 신호 손실이 적은, 약 56G bps보다 크거나 또는 70 GHz보다 큰 고주파와 같은 높은 주파수에서 IC 칩(101)을 테스트한다. 테스트 시스템(100)은 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)를 가진다. 소켓 본체(102) 및 소켓 리테이너(104)는 소켓(107)으로서 지칭될 수 있다. 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)는 동일한 높이 또는 상이한 높이의 것일 수 있다. 소켓 본체(102) 및 소켓 리테이너(104)는 플라스틱 재료, Peek Rigid 또는 다른 유전체 재료로 만들어질 수 있다. 플라스틱은 집적 회로(IC)(101), 인쇄 회로 기판(105) 및 테스트 시스템(100)의 구성 요소를 보호하고 그 사이의 전기 단락을 방지하는 고강도 유전체 복합 플라스틱 재료 또는 다른 절연 재료일 수 있다.
소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)는 도 2a에 도시된 바와 같이 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)를 홀딩하는 카트리지를 형성할 수 있다. 카트리지는 상부 부분(120) 및 하부 부분(122)을 가질 수 있다. 상부 부분(120)은 소켓 본체(102)를 포함할 수 있고, 상부 표면(112) 및 하부 표면(114)을 가질 수 있다. 하부 부분(122)은 소켓 리테이너(104)를 포함할 수 있고, 상부 표면(216) 및 하부 표면(218)을 가질 수 있다. 조립 동안, 하부 부분(122)은, 하부 부분(122)의 상부 표면(216)이 상부 부분(120)의 하부 표면(114)과 접촉하고 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)가 정렬되도록 상부 부분(120)에 인접하게 위치될 수 있다. 카트리지는 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)를 포함하는 부분(120, 122)들의 각각에 다수의 측부 표면(116)을 가질 수 있다. 하부 부분(122) 및/또는 상부 부분(120)은 절연 재료로 만들어질 수 있다.
상부 표면(112) 및 하부 표면(114)상에는 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)를 위한 하나 이상의 구멍 또는 개구가 있다. 하나 이상의 개구는 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)의 캐비티의 개구이고 캐비티로 이어질 수 있다. 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 원통형으로 형상화될 수 있으며, 상부 표면(112)으로부터 하부 표면(114)까지 전체 소켓 본체(102)의 높이를 연장할 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 캐비티(106)는 사다리꼴, 삼각형, 직사각형 또는 다른 다각형 형상일 수 있다. 대응하는 프로브는 유사하게 원통형, 사다리꼴, 삼각형, 직사각형 또는 다른 다각형 형상일 수 있다.
일부 구현에서, 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 도 2b에 도시된 바와 같이 소켓 본체(102)에 인접하여 그 아래에 위치될 수 있는 전체 소켓 리테이너(104)를 통해 연장될 수 있다. 소켓 리테이너(104)의 상부 표면(216)은 소켓 본체(102)의 하부 표면(114)에 인접하게 위치될 수 있다. 캐비티(106, 108, 110)의 상부 부분이 소켓 본체(102) 내에 있고 캐비티(106, 108, 110)의 하부 부분이 소켓 리테이너(104) 내에 있도록, 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 소켓 리테이너(104)를 통해 연장될 수 있다. 소켓 본체(102) 및 소켓 리테이너(104) 내에 있는 캐비티(106, 108, 110)의 2개의 부분은 캐비티(106, 108, 110)의 전체를 형성할 수 있다.
일부 구현에서, 소켓 본체(102) 및 소켓 리테이너(104)는 별도의 캐비티(106, 108, 110)를 각각 가지며, 소켓 리테이너(104) 및 소켓 본체(102)가 서로 인접하게 배치되고 정렬될 때, 별도의 캐비티(106), 108, 110)가 정렬되고 형성된다. 소켓 리테이너(104) 및 소켓 본체(102)는 소켓 본체(102)의 하부 표면(114)이 캐비티(106, 108, 110)를 형성하도록 소켓 리테이너(104)의 상부 표면(216)과 접촉할 때 서로 인접한다. 소켓 리테이너(104) 및 소켓 본체(102)의 모든 가장자리가 일치할 때, 소켓 리테이너(104) 및 소켓 본체(102)가 정렬되고, 따라서 소켓 리테이너측 및 소켓 본체측 상의 복수의 캐비티(106, 108, 110)가 정렬된다. 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)는 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110) 내에 삽입될 때 소켓 본체(102)의 상부 표면(112) 및 소켓 리테이너(104)의 하부 표면(218)을 통해 외측으로 연장될 수 있다.
하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 접지 접촉 프로브를 위한 적어도 하나의 캐비티, 신호 접촉 프로브를 위한 적어도 하나의 캐비티, 및 전력 접촉 프로브를 위한 적어도 하나의 캐비티의 적어도 3개의 캐비티를 포함할 수 있다. 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 하나 이상의 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106), 하나 이상의 접지 스프링 프로브 캐비티(108), 및 하나 이상의 전력 접촉 캐비티(110)을 포함할 수 있다.
하나 이상의 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)은 신호 접촉 프로브(204)를 수용하거나, 에워싸거나, 홀딩하거나, 또는 포함할 수 있고, 하나 이상의 접지 스프링 프로브 캐비티(108)는 접지 접촉 프로브(202)를 수용하거나, 에워싸거나, 또는 그렇지 않으면 홀딩할 수 있다. IC(101) 및 인쇄 회로 기판(105)의 전도성 패드와 접촉하는 신호 접촉 프로브(204)와 함께 하나 이상의 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)은 신호 접촉 프로브(204)가 내부에 있을 때 테스트 시스템(100)을 통해 IC(101)와 인쇄 회로 기판(105) 사이에 신호를 전달한다. 접지 접촉 프로브(202)와 더불어 하나 이상의 접지 스프링 프로브 캐비티(108)는 전기 연결을 접지한다.
신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 하나 이상의 접지 스프링 프로브 캐비티(108)는 내부 표면을 가질 수 있고, 내부 표면은 전도성 재료로 도금되며 전기적으로 연결될 때 동축 구조물을 형성할 수 있다. 하나 이상의 전력 접촉 캐비티(110)는 전력 접촉 프로브(206)를 수용하거나, 에워싸거나, 또는 그렇지 않으면 홀딩할 수 있다. 전력 접촉 프로브(206)가 하나 이상의 전력 접촉 캐비티(110) 내로 삽입될 때, 전력은 테스트 시스템(100) 전체에 제공된다.
각각의 캐비티(106, 108, 110)는 내측 또는 내부 표면을 가진다. 캐비티의 내부 표면은 구리와 같은 전도성 재료를 사용하여 만들어지거나 균일하게 도금될 수 있는 금속 접지 쉘(222, 224)을 가질 수 있다. 예를 들어, 접지 스프링 프로브 캐비티(108) 및 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)의 내부 표면은 전도성 재료로 도금될 수 있다. 다른 예에서, 금속 접지 쉘(222, 224)은 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108)에서 구축될 수 있다. 금속 접지 쉘(222, 224)은 임피던스 제어를 제공하는 동축 구조물을 형성할 수 있다.
하나 이상의 캐비티(106, 108, 110)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 매트릭스 또는 어레이로 배열될 수 있다. 도 3a는 소켓 본체(102)의 상부 표면(112) 상에서의 상이한 캐비티(106, 108, 110)의 배열을 도시한다. 상부 표면(112)은 전기 단락을 유발할 수 있는 이물질과의 접촉으로부터 테스트 시스템(100)의 상부에서의 절연 층을 가질 수 있다. 도 3b는 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)과 더불어 소켓 본체(102)의 하부 표면(114) 또는 소켓 리테이너(104)의 하부 표면(218)의 관점에서 상이한 캐비티(106, 108, 110)의 배열을 도시한다. 상부 표면(112) 및 하부 표면(114) 상에서의 상이한 캐비티(106, 108, 110)의 배열은 아래에서 추가로 설명된다.
테스트 시스템(100)은 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)을 가진다. 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)은 소켓 본체(102)의 표면을 덮는다. 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)은 예를 들어 상부 표면(112) 상에 형성될 수 있다. 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인은 다양한 캐비티(106, 108)에 있는 접지된 금속 차폐 쉘들을 연결한다. 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)은 다양한 캐비티(106, 108)에 있는 접지된 금속 차폐 쉘들을 연결하여서, 상이한 프로브가 다양한 캐비티(106, 108) 내로 삽입될 때, 동축 구조물이 형성된다.
테스트 시스템(100)은 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)와 같은 하나 이상의 다른 구멍을 가질 수 있다. 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)는 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너의 높이 또는 길이를 연장할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)는 하부 표면(114) 및 상부 표면(216)에 있는 구멍을 통해 상부 부분(120) 및/또는 하부 부분(122)을 통해 연장될 수 있다. 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)는 상부 부분(120)을 통해 부분적으로 또는 전체적으로 및/또는 하부 부분(122)을 통해 전체적으로 또는 부분적으로 연장될 수 있다.
하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)는 하나 이상의 다른 캐비티(106, 108, 110) 주위에 위치될 수 있다. 하나 이상의 프로브(204, 206, 208)가 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110) 내에 위치되거나, 삽입되거나 또는 둘러싸이거나, 또는 그렇지 않으면 매립되고 접지 니들(214)들이 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124) 내에 삽입되거나, 수용되거나, 또는 그렇지 않으면 매립될 때, 접지 니들(214)은 하나 이상의 신호 접촉 프로브(204) 주위에 위치된다. 접지 니들(214)은 노이즈를 필터링하고 무선 주파수(RF) 성능을 개선하기 위해 신호 접촉 프로브(204)들 주위에 있다.
도 2는 하나 이상의 프로브(202, 204, 206) 및 하나 이상의 접지 니들(214)을 가지는 테스트 시스템(100)을 도시한다. 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)는 적어도 하나의 접지 접촉 프로브(202), 적어도 하나의 신호 접촉 프로브(204), 및 적어도 하나의 전력 접촉 프로브(206)를 포함한다. 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)의 각각은 각각의 단부 상의 플런저와, 그 사이의 쉘(212)을 가질 수 있다. 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)는 금으로 코팅된 구리 합금과 같은 전도성 재료로 형성될 수 있어서, 2개의 플런저(208, 210)와 쉘(212) 사이에 전기 연결이 형성된다. 일부 구현에서, 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)는 쉘(212) 내에 있는 스프링을 가지는 스프링 프로브일 수 있다.
하나 이상의 프로브(202, 204, 206)는 프로브의 한쪽 단부에 있는 플런저(208)가 소켓 본체(102) 또는 소켓 리테이너(104)의 표면 상의 구멍을 통해 IC 칩(101) 상의 전도성 패드들에 전기적으로 연결되도록 위치될 수 있다. 구멍은 소켓 본체(102)의 상부 표면(112) 또는 소켓 리테이너(104)의 하부 표면(218) 상에 또는 그 안에 있을 수 있다. 프로브의 반대쪽 단부에 있는 다른 플런저(210)는 소켓 리테이너(104)의 하부 표면(218) 또는 소켓 본체(102)의 상부 표면(112)의 다른 구멍을 통해 인쇄 회로 기판(105) 상의 전도성 패드들에 전기적으로 연결된다. 일부 구현에서, 플런저(208)는 프로브의 다른 단부 상에 있고, 인쇄 회로 기판 상의 전도성 패드에 전기적으로 연결되며, 다른 플런저(210)는 프로브의 반대쪽 단부 상에 있으며 IC 칩 상의 전도성 패드들에 전기적으로 연결된다.
프로브(202, 204, 206)의 각각의 플런저(208, 210)는 프로브의 쉘(212)로부터 멀어지거나 외측으로 연장되는 상부 부분, 및 쉘(212) 내에 위치된 플랜지 부분을 가질 수 있다. 쉘(212)은 플런저(208)와 플런저(210) 사이 및 프로브의 단부들 사이에 위치될 수 있다. 쉘(212)은 2개의 플런저(208, 210) 내에서 스프링으로 원통형으로 형상화되어 그 사이에 배치될 수 있다. 스프링은 쉘(212)로부터 외측으로, 그리고 다른 플런저(208, 210)로부터 멀어지게 플런저(208, 210)를 편향시키도록 각각의 플런저(208, 210)에 대해 힘을 가할 수 있다.
신호 접촉 프로브(204)는 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 중 하나 내에 수용되거나, 캡슐화되거나, 매립되거나, 또는 그렇지 않으면 둘러싸이거나, 포함되거나 또는 배치될 수 있다. 신호 접촉 프로브(204) 및, 금속 접지 쉘(222)을 가지는 대응하는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)은 개선된 신호 무결성 성능을 가지도록 제어형 임피던스(예를 들어, 50 Ohm 임피던스)를 제공하는 동축 구조물을 형성한다. 신호 접촉 프로브(204)는 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 중 하나의 금속 접지 쉘(222)과 신호 접촉 프로브(204) 사이에 있는 절연 층(220)에 의해 둘러싸일 수 있다. 절연 층(220)은 신호 접촉 프로브(204)와 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)의 금속 접지 쉘(222) 사이의 전기 단락을 방지한다.
접지 접촉 프로브(202)는 접지 스프링 프로브 캐비티(108)들 중 하나 내에 수용되거나, 캡슐화되거나, 매립되거나, 또는 그렇지 않으면 둘러사이거나, 포함되거나 또는 배치될 수 있다. 접지 접촉 프로브(202) 및 금속 접지 쉘(222)을 가지는 대응하는 접지 스프링 프로브 캐비티(108)는 전기 접지를 제공한다. 접지 접촉 프로브(202)는 접지 스프링 프로브 캐비티(108) 내에 있을 때 테스트 시스템(100)의 전기 연결을 접지한다.
신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)의 금속 접지 쉘(222)들은 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)이 접지되는 것을 보장하기 위해 접지 스프링 프로브 캐비티(108)의 금속 접지 쉘(224)들에 연결되어야만 한다. 또한, 유전체 재료 또는 공기는 금속 접지 쉘(222)에 대한 신호 접촉 프로브의 단락을 방지하기 위해 신호 접촉 프로브(204)와 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106)의 금속 접지 쉘(222) 사이에 위치된다. 에폭시는 금속 접지 쉘(222, 224)과 소켓 본체(102)의 그 각각의 내부 캐비티 벽 사이에서 이러한 것들을 함께 결속하도록 사용될 수 있다.
테스트 시스템(100)은 하나 이상의 접지 니들(214)을 가질 수 있다. 하나 이상의 접지 니들(214)("또는 접지 니들 필터")은 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124) 내에서 도 3a에 도시된 바와 같이 하나 이상의 신호 접촉 프로브(204) 주위에 위치된다. 하나 이상의 접지 니들(214)은 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124) 내에 둘러싸이거나, 매립되거나, 삽입되거나, 또는 그렇지 않으면 위치될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 테스트 시스템(100)의 상이한 구성 요소의 예시적인 배열을 도시한다. 상이한 구성 요소는 동축 구조물을 형성하기 위해 상이한 캐비티(106, 108, 110)를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 마이크로 트레이스 라인(118)과 더불어 캐비티(106, 108, 110)를 포함한다. 테스트 시스템(100)의 상이한 프로브 및 접지 니들은 상이한 IC 및 인쇄 회로 기판과 같은 상이한 전기 디바이스를 수용하기 위해 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 이러한 예에서, 테스트 시스템(100)은 도 3c에 도시된 바와 같이 소켓 본체(102)의 4개의 모서리에 있는 하나 이상의 전력 접촉 캐비티(110)에 위치된 전력 접촉 프로브(206)들을 가진다. 접지 접촉 프로브(202)는 전력 접촉 프로브(206) 사이에서 상부 표면(112)의 가장자리를 따라서 접지 스프링 프로브 캐비티(108)에 위치될 수 있다. 접지 접촉 프로브(202) 및 전력 접촉 프로브(206)는 상부 표면(112) 내에서 중앙에 위치될 수 있는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 내에 위치된 신호 접촉 프로브(204) 주변에 위치될 수 있다.
도 5는 테스트 시스템(100)을 제조하기 위한 예시적인 공정의 흐름도이다. 테스트 시스템(100)은 제작 도구, 디바이스 또는 다른 기계("제작 도구")를 사용하여 제조되거나 또는 제작될 수 있다. 제작 도구는 전도성 재료 또는 절연 재료를 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104) 상에 증착하거나, 또는 하나 이상의 캐비티(106, 108, 110) 및/또는 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)를 형성하기 위해 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104) 상의 전도성 또는 절연 재료를 에칭하거나, 또는 그렇지 않으면 제거할 수 있다.
절연성 재료로 만들어진 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104) 또는 다른 "부품"과 같은 플라스틱 몸체는 제작 도구가 테스트 시스템(100)을 형성할 수 있는 위치에 제공되고 배치될 수 있다. 제작 도구는 부품에 하나 이상의 구멍을 기계적으로 가공하거나 인발할 수 있다(502). 제작 도구는 부품 내에 하나 이상의 구멍을 형성하기 위해 부품으로부터 절연 재료를 증착하거나, 에칭하거나, 천공하거나, 또는 그렇지 않으면 추가하거나 또는 제거할 수 있다. 형성된 캐비티는 예를 들어 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)의 전체 높이 또는 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)의 부분 높이를 연장할 수 있다. 캐비티는 하나 이상의 프로브(202, 204)가 삽입되거나, 매립되거나, 또는 그렇지 않으면 추후에 위치될 수 있는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108)와 같은 하나 이상의 캐비티(106, 108)를 위해 사용될 수 있다. 제작 도구는 먼저 소켓 본체(102) 상의 하나 이상의 구멍을 가공하거나 인발할 수 있고, 그런 다음 소켓 본체(102) 상의 하나 이상의 구멍과 정렬되는, 소켓 리테이너(104) 상의 하나 이상의 구멍을 유사하게 가공하거나 인발할 수 있다. 일부 구현에서, 제작 도구는 또한 하나 이상의 접지 니들 캐비티(124)을 위한 하나 이상의 다른 구멍을 형성하기 위해 부품의 절연 재료를 에칭하거나, 인발하거나, 천공하거나, 또는 그렇지 않으면 제거할 수 있다(504).
제작 도구는 부품의 표면 상에 구리 또는 다른 전도성 재료와 같은 금속 층을 화학적으로 증착하거나, 도금하거나, 또는 그렇지 않으면 코팅한다(506). 제작 도구는 상부 표면, 하부 표면, 모든 측부 표면, 및 하나 이상의 구멍의 내부 표면을 포함하는 부품의 전체 표면을 코팅하거나, 도금하거나 또는 덮기 위해 사용될 수 있다. 제작 도구는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108)의 내부 또는 내측 표면과 같은 하나 이상의 구멍 내에 전도성 재료 층을 증착한다. 제작 도구가 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108)의 내부 또는 내측 표면 내에서 전도성 재료 층을 증착할 때, 제작 도구는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108)의 금속 접지 쉘(222, 224)을 각각 형성한다. 이러한 것은 전도성 재료 층으로 부품을 도금한다.
제작 도구는 소켓 본체(102)의 상부 표면(112) 상의 전도성 재료 층의 상부에 절연 재료의 박층을 증착할 수 있다(508). 절연 재료의 층은 집적 회로 및/또는 인쇄 회로 기판과 같은 다른 전기 디바이스로부터 테스트 시스템(100)을 절연시킨다. 절연 재료의 층은 테스트 시스템(100)과의 임의의 접촉에 의해 테스트 시스템(100)이 단락되는 것을 방지한다.
제작 도구는 전력 접촉 캐비티(110)를 위한 하나 이상의 구멍을 가공하거나 인발한다(510). 제작 도구는 전력 접촉 프로브(206)가 삽입되거나, 또는 그렇지 않으면 위치되는 전력 접촉 캐비티(110)를 위한 하나 이상의 구멍을 형성하기 위해 절연 재료와 전도성 재료의 도금된 층을 천공하거나, 에칭하거나, 또는 그렇지 않으면 제거한다.
제작 도구는 전력 접촉 캐비티(110), 신호 스프링 핀 캐비티 구멍(106) 및 접지 스프링 프로브 캐비티(108) 사이에 절연 영역을 생성하기 위해 전도성 재료 층의 영역을 가공하거나, 에칭하거나, 또는 그렇지 않으면 인발한다(510). 이러한 것은 전력 접촉 캐비티(110)와, 동축 구조물을 형성하는 다른 캐비티(106, 108) 사이에 절연 장벽을 생성하여, 전기 단락을 방지한다. 제작 도구는 예를 들어 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같은 배열에서 하나 이상의 구멍을 가공하거나 인발할 수 있다.
제작 도구는 하나 이상의 프로브(202, 204, 206)를 대응하는 캐비티(106, 108, 110) 내로 삽입하거나, 매립하거나, 또는 그렇지 않으면 위치시키거나 조립할 수 있다(512). 부품이 상부 부분 또는 소켓 본체(102) 및 하부 부분 또는 소켓 리테이너(104)와 같은 다수의 부분을 사용하여 형성될 때, 2개의 부분은 위에서 설명된 바와 같이 유사하게 형성되고 이어서 정렬될 수 있어서, 캐비티(106, 108)들이 정렬되고 하나 이상의 프로브(202, 204, 206) 주위에 함께 배치된다. 공정(500)은 소켓 본체(102) 및/또는 소켓 리테이너(104)를 형성하기 위해 사용될 수 있고, 그런 다음, 2개의 부분이 테스트 시스템(100)을 형성하기 위해 함께 정렬되고, 이동되고, 위치된다.
방법/시스템의 예시적인 실시예가 예시적인 스타일로 개시되었다. 따라서 전체적으로 사용되는 용어는 비제한적인 방식으로 읽혀져야 한다. 본 명세서의 교시에 대한 사소한 변경이 당업자에게 일어날지라도, 본 명세서에서 보증된 특허의 범위 내에서 제한되도록 의도된 것은 모든 이러한 실시예가 다음과 같은 발전의 범위 내에 합리적으로 속하는 것이며, 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 비추어 볼 때를 제외하고는 그 범위가 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결하기 위한 전기 커넥터 조립체로서,
    절연 재료로 만들어지고, 상부 표면, 하부 표면, 및 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 연장되는 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 포함하는 제1 복수의 캐비티를 가지며, 상기 1 캐비티 및 상기 제2 캐비티는 금속 접지 쉘을 형성하기 위해 전도성 재료로 도금된 내부 표면을 각각 가지는 소켓 본체;
    제1 프로브 및 제2 프로브를 포함하고, 상기 제1 프로브는 상기 제1 캐비티 내에 위치되도록 구성되고, 상기 제2 프로브는 상기 제2 캐비티 내에 위치되도록 구성되는 복수의 프로브; 및
    동축 구조물을 형성하기 위해 상기 제1 캐비티 및 상기 제2 캐비티의 상기 금속 접지 쉘들을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 신호 트레이스를 포함하는, 전기 커넥터 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 절연 재료료 만들어지고, 상부 표면, 하부 표면, 및 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 포함하는 제2 복수의 캐비티를 가지는 소켓 리테이너를 더 포함하며, 상기 제2 복수의 캐비티는 상기 제1 복수의 캐비티와 정렬되는, 전기 커넥터 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 복수의 캐비티의 상기 제1 캐비티 및 상기 제2 캐비티는 상기 제2 복수의 캐비티의 상기 제1 캐비티 및 상기 제2 캐비티와 정렬되는, 전기 커넥터 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 캐비티는 신호 핀 캐비티 구멍이고, 상기 제2 캐비티는 접지 스프링 프로브 캐비티이며, 상기 제1 프로브는 신호 접촉 프로브이고, 상기 제2 프로브는 접지 접촉 프로브이며, 상기 접지 접촉 프로브는 상기 접지 스프링 프로브 캐비티와 접촉하고, 상기 신호 접촉 프로브는 절연 층에 의해 상기 제1 캐비티의 금속 접지 쉘로부터 분리되는, 전기 커넥터 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 복수의 캐비티는 제3 캐비티를 포함하며, 상기 제3 캐비티는 삽입될 때 전력을 제공하는 전력 접촉 프로브를 캡슐화하도록 구성된 전력 접촉 캐비티인, 전기 커넥터 조립체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 신호 트레이스는 신호 무결성을 개선하기 위해 제어형 임피던스를 제공하는 동축 구조물을 형성하기 위해 상기 접지 스프링 프로브 캐비티의 금속 접지 쉘과 상기 신호 핀 캐비티 구멍의 금속 접지 쉘을 전기적으로 연결하는, 전기 커넥터 조립체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 복수의 캐비티는 상기 소켓 본체의 길이를 통해 연장되는 하나 이상의 접지 니들 캐비티를 포함하는, 전기 커넥터 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 노이즈를 필터링하고 무선 주파수 성능을 개선하고 상기 제1 프로브 내에서의 신호의 간섭을 최소화하도록 구성된 하나 이상의 접지 니들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 접지 니들은 상기 하나 이상의 접지 니들 캐비티에서 상기 신호 핀 캐비티 구멍에 인접하거나 또는 그 주위에 위치되는, 전기 커넥터 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 프로브는 제1 플런저, 제2 플런저, 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 원통형 쉘을 가지며, 상기 제1 플런저는 상기 제1 단부 상에 있고 상기 제2 플런저는 상기 제2 단부 상에 있는, 전기 커넥터 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 프로브는 스프링 프로브이고 상기 원통형 쉘 내에 스프링을 가지는, 전기 커넥터 조립체.
  11. 집적 회로 칩을 인쇄 회로 기판에 연결하기 위한 전기 커넥터 조립체로서,
    상부 표면, 하부 표면, 신호 스프링 핀 캐비티 구멍, 및 접지 스프링 프로브 캐비티를 가지며, 상기 신호 스프링 핀 캐비티 구멍과 상기 접지 스프링 프로브 캐비티은 금속 접지 쉘을 형성하기 위해 전도성 재료로 도금된 내부 표면을 각각 가지는 절연된 몸체;
    신호 접촉 프로브 및 접지 접촉 프로브를 포함하는 복수의 프로브; 및
    동축 구조물을 형성하기 위해 상기 신호 스프링 핀 캐비티 구멍 및 접지 스프링 프로브 캐비티의 금속 접지 쉘들을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 신호 트레이스를 포함하는, 전기 커넥터 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 절연된 몸체는 전력 접촉 캐비티를 가지고, 상기 복수의 프로브는 전력 접촉 프로브를 포함하며, 상기 전력 접촉 캐비티는 상기 전력 접촉 프로브가 삽입될 때 전력을 제공하기 위해 상기 전력 접촉 프로브를 캡슐화하도록 구성되는, 전기 커넥터 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전력 접촉 캐비티는 상기 절연된 몸체의 모서리에 각각 위치된 4개의 전력 접촉 캐비티를 가지며, 상기 접지 스프링 프로브 캐비티는 상기 절연된 몸체의 가장자리를 따라서 위치된 복수의 접지 스프링 프로브 캐비티를 포함하며, 상기 복수의 접지 스프링 프로브 캐비티 및 상기 4개의 전력 접촉 캐비티는 상기 신호 스프링 핀 캐비티 구멍을 둘러싸는, 전기 커넥터 조립체.
  14. 제11항에 있어서, 상기 절연된 몸체는 상기 절연된 몸체의 길이를 통해 연장되는 하나 이상의 접지 니들 캐비티를 가지는, 전기 커넥터 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 노이즈를 필터링하고 무선 주파수 성능을 개선하고 상기 제1 프로브 내에서의 신호의 간섭을 최소화하도록 구성된 하나 이상의 접지 니들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 접지 니들은 상기 하나 이상의 접지 니들 캐비티내에서 상기 신호 핀 캐비티 구멍에 인접하거나 또는 그 주위에 위치되는, 전기 커넥터 조립체.
  16. 제11항에 있어서, 상기 신호 접촉 프로브는 제1 플런저, 제2 플런저, 제1 단부, 제2 단부, 스프링 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 원통형 쉘을 가지며, 상기 제1 플런저는 상기 제1 단부 상에 있고, 상기 제2 플런저는 상기 제2 단부 상에 있으며, 상기 스프링은 상기 원통형 쉘 내에 있는, 전기 커넥터 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 플런저는 상기 상부 표면을 통해 집적 회로의 전도성 패드와 전기적으로 접촉하도록 구성되며, 상기 제2 플런저는 상기 하부 표면을 통해 인쇄 회로 기판의 전도성 패드와 전기적으로 접촉하도록 구성되는, 전기 커넥터 조립체.
  18. 전기 커넥터 조립체를 형성하거나 제조하는 방법으로서,
    제1 캐비티 및 제2 캐비티를 형성하기 위해 절연된 몸체 상에 하나 이상의 구멍을 가공하거나 인발하는 단계;
    상기 절연된 몸체 상에 전도성 재료의 층을 증착하는 단계;
    상기 절연된 몸체의 상부 표면 상의 전도성 재료의 층 상의 절연 재료 상에 박층을 증착하는 단계;
    제3 캐비티를 형성하기 위해 상기 절연된 몸체 상에 하나 이상의 추가 구멍을 가공하거나 인발하는 단계; 및
    상기 제1 캐비티, 상기 제2 캐비티, 및 상기 제3 캐비티 내로 하나 이상의 프로브를 위치시키거나 조립하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 캐비티는 신호 스프링 핀 캐비티 구멍이고, 상기 제2 캐비티는 접지 스프링 프로브 캐비티이며, 상기 제3 소켓은 전력 접촉 캐비티인, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 전도성 재료의 층을 증착하는 단계는 상기 하나 이상의 구멍 내에 금속 접지 쉘을 형성하기 위해 상기 하나 이상의 구멍의 내부 표면 상에 상기 전도성 재료의 층을 증착하는 단계를 포함하는, 방법.
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