KR20220158485A

KR20220158485A - 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20220158485A
Application number: KR1020210066367A
Authority: KR
Inventors: 김경조; 전중수; 조요한
Original assignee: 브이테크놀로지코리아 (주)
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2022-12-01
Also published as: TW202311753A; KR102616073B1; WO2022250384A1

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 일단이 테스트 대상물과 접촉되고 타단이 테스트 장치와 접촉되어 상기 테스트 대상물과 상기 테스트 장치를 전기적으로 연결하는 전도성 연결부재는, 중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고, 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착되는 금속 핀; 및 일측 내부에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈의 중심부에는 상기 오목홈에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(bridge)가 형성되며, 상기 브릿지가 상기 관통홀을 통과하면서 상기 오목홈에 상기 박판이 끼워지는 형태로 상기 금속 핀에 장착되고, 내부에 도전성 파우더(powder)가 충전되는 탄성 핀을 포함한다.

Description

금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재 및 그 제조방법{Conductive Connection Member Containing Metal Pin and Elasticity Pin and Metod Thereof}

본 발명은 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재에 관한 것으로 더욱 상세하게는 도전성 파우더가 내부에 충전된 실리콘 소재의 탄성 핀에 일단에 안테나 형상의 접촉단자가 형성된 박판형상의 금속 핀이 끼워지는 형태로 고정결합되는 전도성 연결부재에 관한 것이다.

일련의 패키지 제조 공정을 통하여 제조된 반도체 패키지는 출하 전에 전기적 특성 검사를 해야 한다. 이 때, 반도체 패키지에 형성된 패키지 단자와 테스트 장치의 보드를 전기적으로 연결시켜 주는 것이 테스트 소켓(test socket)이다. 반도체 패키지의 유형은 매우 다양하며, 아울러 반도체 패키지의 전기적 특성 검사에 사용되는 테스트 소켓도 반도체 패키지의 유형에 따라 그 구성 및 형태가 다양하게 존재한다.

반도체 패키지의 유형들 중에서 BGA(ball grid array package), LGA(land grid array) 등은 솔더 볼(solder ball), 접촉 랜드(contact land)와 같은 외부 접속용 패키지 단자들이 패키지의 표면을 따라 배치되는 공통점을 가지고 있다. BGA(Ball Grid Array), QFN(Quad Flat Non-lead), TSOP(Thin Small Out-line Package) 타입 등의 반도체 패키지는 일반적으로 포고핀(pogo pin) 테스트 소켓을 이용하여 전기적 연결을 구현하고 있다.

일반적인 테스트 소켓의 포고핀은 디바이스와 접촉되는 상부 플런저(Plunger), 각 플런저를 홀딩하는 배럴 튜브(Barrel Tube), 테스트 단자와 접촉되는 하부 플런저, 배럴 튜브 내부에 안착되어 상부 플런저 및 하부 플런저와 연결되는 스프링으로 구성된다. 즉 종래의 포고핀은 금속의 바디와 스프링으로 구성되어 디바이스와 테스트 장치를 전기적으로 연결하며, 디바이스나 테스트 장치와 접촉 시 발생하는 압력은 스프링의 탄성으로 상쇄시킬 수 있다.

그러나, 종래의 포고핀은 금속으로 구현되고 플런저의 첨단이 뾰족한 형상의 팁으로 구성되므로 포고 플런저 팁에 의해 디바이스에 데미지가 가해질 수밖에 없다. 또한 종래의 포고핀은 플런저, 배럴 튜브, 스프링 등의 개별 소자가 조립되는 형태로 구성되기 때문에, 조립공정에서 불량이 발생할 가능성이 높고, 일정기간 사용하면 금속소재인 각 구성품의 조립 형태에 단차 등의 불량이 발생할 수밖에 없다.

이러한 불량이 발생하면 포고핀이 정확하게 상하로 작동하지 못하고 기울어진 상태로 작동하게 되며, 각 구성품의 조립부분에 이물질이 끼어 제대로 작동하지 못해 테스트하고자 하는 디바이스에 큰 데미지를 입히게 되는 문제점이 있다. 또한, 포고핀의 플런저와 배럴 튜브가 마찰되면서 포고핀 표면의 금도금이 차츰 벗겨지게 된다. 이로 인해 종래의 포고핀은 산화되어 전기저항이 증가하게 되므로 제대로 동작할 수 없어, 짧은 내구성이라는 태생적 한계가 있다.

따라서, 상술한 종래 포고핀의 문제점을 개선하면서 포고핀이 갖는 장점을 더욱 극대화할 수 있는 새로운 개념의 소자 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허 제2017-0031864호, 2017.03.22. 공개

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 도전성 파우더가 내부에 충전된 실리콘 소재의 탄성 핀에 일단에 안테나 형상의 접촉단자가 형성된 박판형상의 금속 핀이 끼워지는 형태로 고정결합되는 전도성 연결부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 일단이 테스트 대상물과 접촉되고 타단이 테스트 장치와 접촉되어 상기 테스트 대상물과 상기 테스트 장치를 전기적으로 연결하는 전도성 연결부재는, 중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고, 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착되는 금속 핀; 및 일측 내부에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈의 중심부에는 상기 오목홈에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(bridge)가 형성되며, 상기 브릿지가 상기 관통홀을 통과하면서 상기 오목홈에 상기 박판이 끼워지는 형태로 상기 금속 핀에 장착되고, 내부에 도전성 파우더(powder)가 충전되는 탄성 핀을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 상기 금속 핀은, 전도성을 갖는 사각 형상의 금속 박판; 상기 금속 박판의 중심부에 형성되는 관통홀; 전도성을 갖고, 상기 금속 박판의 일측 단부에 장착되는 바 형상이며, 상기 금속 박판의 중심부에서 한쪽 방향으로 치우친 사각 형상의 모서리 영역에 장착되고, 상기 바의 첨단이 테스트 대상물과 접촉되는 제1 접촉부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 상기 탄성 핀은, 상기 금속 핀의 박판 너비와 선정된 범위 내의 유사한 너비를 갖고, 상기 금속 핀의 박판 길이보다 큰 길이를 갖는 탄성 플레이트; 상기 탄성 플레이트의 두께방향을 이루는 양 측면을 관통하도록 상기 탄성 플레이트의 일측 내부에 형성되며, 상기 탄성 플레이트의 길이보다 작은 상기 금속 핀의 박판 길이와 선정된 범위 내의 유사한 길이를 갖고, 상기 금속 핀의 박판 두께와 선정된 범위 내의 유사한 두께를 갖도록 형성되는 오목홈; 및 상기 오목홈의 중심부에 형성되어 상기 금속 핀의 관통홀과 동일한 크기와 형상을 갖고, 상기 오목홈에 의해 서로 이격된 상기 탄성 플레이트의 양 면을 연결하는 브릿지를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 상기 탄성 핀은, 상기 탄성 플레이트의 타측 하단에 형성되어 테스트 장치의 단자와 접촉되는 하나 이상의 돌출단자를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재에 있어서, 상기 탄성 핀은 스티렌부타디엔 고무(SBR), 니트릴부타디엔 고무(NBR), 우레탄고무, 에틸렌/알파-올레핀/디엔 고무 조성물(A) 중 어느 하나 이상의 실리콘 소재이고, 상기 고무 조성물(A)은 디엔 고무 중량비 95~60%, 저분자 액상 에틸렌/알파-올레핀 중량비 5~40%를 갖는 고무 조성물이며, 상기 탄성 핀 내부에 충전되는 도전성 파우더는 구(sphere) 형상, 플레이크(flake) 형상, 와이어(wire) 형상, 마이크로와이어(microwire) 형상, 탄소나노튜브(carbon nanotube) 형상, MEMS 팁 형상, 및 과립(granule) 형상 중 어느 하나 이상의 형상으로 형성되며, 상기 도전성 파우더는 니켈(Ni) 파우더, 니켈코발트합금(Nico) 파우더, 및 철(Fe) 파우더 중 어느 하나 이상이고, 상기 도전성 파우더의 표면은 은(Ag), 금(Au), 로듐(Rd), 파라듐(Pd), 백금(Pt) 중 어느 하나 이상으로 도금되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른, 중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착되는 금속 핀과, 일측 내부에 오목홈이 형성되고 상기 오목홈의 중심부에는 상기 오목홈에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(bridge)가 형성되며 상기 브릿지가 상기 관통홀을 통과하면서 상기 오목홈에 상기 박판이 끼워지는 형태로 상기 금속 핀에 장착되고 내부에 도전성 파우더(powder)가 충전되는 탄성 핀으로 구성되는 전도성 연결부재의 제조방법은, 상기 금속 핀의 형상과 동일한 형상을 갖는 제1 음각 홀이 구비된 안착 판을 준비하고, 상기 음각 홀에 상기 금속 핀을 안착하는 단계; 박판과 바의 조합으로 형성되는 상기 금속 핀 형상에서 상기 바 영역이 제거된 박판 형상을 갖고 상기 금속 핀 박판보다 길이가 긴 형상을 갖는 제2-1 음각 홀이 구비된 제1 덮개 판을 준비하고, 상기 제2-1 음각 홀과 동일한 제2-2 음각 홀이 구비된 제2 덮개 판을 준비하는 단계; 상기 제1 음각 홀과 상기 제2-1 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제1 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 상부에 부착하는 단계; 상기 제1 음각 홀과 상기 제2-2 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제2 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 하부에 부착하는 단계; 선정된 액체 실리콘과 도전성 파우더를 교반하는 단계; 서로 부착된 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체를 선정된 하부 금형에 고정 결합하는 단계; 상기 제1 덮개 판의 상기 제2-1 음각 홀에 상기 교반된 액체 실리콘 및 도전성 파우더의 혼합물을 토출하는 단계; 상기 혼합물이 토출된 상태에서 상기 제1 덮개 판의 상단에 선정된 상부 금형을 고정 결합하는 단계; 상기 하부 금형과 상기 상부 금형으로 덮여진 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체에 자기장을 인가하는 단계; 및 선정된 시간 이후 상기 하부 금형, 상기 상부 금형, 상기 제1 덮개 판, 상기 제2 덮개 판을 상기 안착 판으로부터 탈착하고, 상기 안착 판으로부터 금속 핀과 탄성 핀이 결합된 상기 전도성 연결부재를 획득하는 단계를 포함한다.

본 발명의 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재에 따르면, 금속 핀과 탄성 핀의 일체형 결합으로 구성되므로 대상물과의 접촉에 따라 발생하는 충격에 강함과 동시에 탄성소자의 유연성에 따라 파손 가능성 또한 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재에 따르면, 테스트 대상물이나 테스트 장치와의 접촉 단면이 직사각형으로 이루어져 그 접촉 단면이 원형인 종래 포고핀 대비 접촉 신뢰성을 극대화하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재에 따르면, 탄성 핀이 담보하는 유연성으로 인해 대상체와의 이상 접촉이 발생하는 경우에도 충격을 흡수하여 파손의 위험을 최소화함으로써 금속 판재로만 구현되는 종래의 연결부재 대비 보다 큰 내구성을 갖게 되는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 금속 핀과 탄성 핀을 포함하는 전도성 연결부재에 따르면, 금속 판재로만 구현되는 종래의 연결부재는 충격을 완화시키는 완충부를 금속 판재 간의 이격거리로 형성할 수밖에 없으므로 일정길이 이상의 크기를 가질 수밖에 없으나, 본 발명의 연결부재는 금속 핀이 탄성 핀에 끼워지는 형태로 별도의 완충부를 형성할 필요가 없어 종래대비 소형화가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 탄성 핀의 두께방향 측면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 탄성 핀을 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 다양하게 형성되는 제1 접촉부의 형상들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 다양하게 형성되는 탄성 핀의 탄성 플레이트 형상들을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 다양하게 형성되는 탄성 핀의 돌출단자의 형상들을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 제조방법의 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다.

다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전도성 연결부재는 일단이 테스트 대상물의 단자와 접촉되고 타단이 테스트 장치의 단자와 접촉되어 테스트 대상물과 테스트 장치를 전기적으로 연결한다. 테스트 대상물은 반도체 패키지로 구현될 수 있다. 특히 본 발명의 전도성 연결부재는 QFP(Quad Flat Package), QFN(Quad Flat Non-Leaded Package), LGA(Land Grid Array) 등과 같은 리드타입(Lead Type) 반도체 패키지의 테스트에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명의 전도성 연결부재는 모듈 커넥터(Module Connector) 테스트를 위한 모듈 테스트 핀으로 활용될 수도 있다.

본 발명의 전도성 연결부재(100)는 금속 핀(110)과 탄성 핀(120)으로 구성된다. 금속 핀(110)은 중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고, 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 금속 핀(110)은 사각형의 금속 박판의 모서리 영역에 안테나 형상의 제1 접촉부(113)가 일정 길이만큼 돌출되는 형상으로 구성된다. 금속 핀(110)은 전도성을 갖는 다양한 소재의 금속으로 구현될 수 있다.

금속 핀(110)은 금속 박판(111), 관통홀(112), 제1 접촉부(113)로 구성된다. 금속 박판(111)은 사각형상으로 구현될 수 있는데, 뿐만 아니라 원형이나 다각형상 등 다양한 형상으로 구현될 수도 있다. 관통홀(112)은 금속 박판(111)의 중심부에 금속 박판(111)을 관통하는 형상으로 형성된다. 관통홀(112)은 금속 박판(111)의 형상에 대응하여 사각형상으로 구현될 수 있다. 관통홀(112)의 형성에 따라 금속 박판(111)은 제1 가로지지대(114), 제2 가로지지대(115), 제1 세로지지대(116), 제2 세로지지대(117)로 구성될 수 있다.

제1 접촉부(113)는 전도성을 갖고, 금속 박판(111)의 일측 단부에 장착되는 바 형상으로 구현된다. 제1 접촉부(113)는 금속 박판(111)의 중심부에서 한쪽 방향으로 치우친 사각 형상의 모서리 영역에 장착되고, 상기 바의 첨단이 테스트 대상물과 접촉된다. 제1 접촉부(113)의 첨단은 도 2에 도시된 바와 같이 직선 형상으로 구현될 수도 있고 도 1에 도시된 바와 같이 V자 홈 형상으로 구현될 수도 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이 테스트 대상물의 접촉면에 따라 다양한 형상을 갖도록 구현될 수 있다. 이에 따라 테스트 대상물의 접촉면에 충분한 전도성을 확보하는 안정적인 접촉이 이루어질 수 있다.

탄성 핀(120)은 금속 핀(110)의 금속 박판(111)의 너비와 선정된 범위 내에서 유사한 너비를 가지거나 동일한 너비를 가지면서 금속 박판(111)의 길이보다 긴 길이를 갖는 플레이트 형상의 탄성소자로 구현될 수 있다.

탄성 핀(120)의 일측 내부에는 오목홈(122)이 형성된다. 오목홈(122)의 중심부에는 오목홈(122)에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(123)가 형성된다. 브릿지(123)가 금속 핀(110)의 관통홀(112)을 통과하면서 오목홈(122)에 금속 박판(111)이 끼워지는 형태로 금속 핀(110)에 장착된다.

탄성 핀(120)은 탄성 플레이트(121), 오목홈(122), 브릿지(123)로 구성된다. 탄성 플레이트(121)는 금속 핀(110)의 금속 박판(111) 너비에 대응하는 너비, 즉 금속 박판(111)의 너비와 동일한 너비 또는 선정된 오차범위 내에서 유사한 너비를 갖고, 금속 핀(110)의 금속 박판(111) 길이보다 큰 길이를 갖도록 형성된다.

오목홈(122)은 탄성 플레이트(120)의 두께방향을 이루는 양 측면을 관통하도록 탄성 플레이트(120)의 일측 내부에 형성된다. 오목홈(122)은 탄성 플레이트(121)의 길이보다 작은 금속 박판(111) 길이와 동일하거나 선정된 오차범위 내에서 유사한 길이를 갖고, 금속 박판(111) 두께와 동일하거나 선정된 범위 내에서 유사한 두께를 갖도록 형성된다. 바람직하게는 오목홈(122)에 금속 박판(111)이 삽입되어 끼워지는 경우, 오목홈(122)에 의해 형성되는 탄성 플레이트(120)의 양 내면이 금속 박판(111)의 양 외면과 접촉될 수 있을 정도의 두께를 갖도록 오목홈(122)의 두께가 형성될 수 있다. 탄성 플레이트(120)의 두께방향을 이루는 양 측면을 관통하는 오목홈(122)의 형상으로 인해, 오목홈(122)의 너비는 탄성 플레이트(120)의 너비와 동일한 너비를 갖도록 형성된다.

브릿지(123)는 오목홈(122)의 중심부에 형성되어 금속 핀(110)의 관통홀(112)과 동일한 크기와 형상을 갖고, 오목홈(122)에 의해 서로 이격되는 탄성 플레이트(121)의 양 내면과 각각 고정 연결된다. 이러한 오목홈(122)과 브릿지(123)의 형상으로 인해, 금속 핀(110)의 금속 박판(111)이 탄성 플레이트(121)의 상부 영역에 끼워지는 형태로 금속 핀(110)과 탄성 핀(120)이 고정 결합될 수 있다. 특히 브릿지(123)가 관통홀(112)을 관통하는 형태로 금속 핀(110)이 탄성 핀(120)에 끼워지는 형태로 접촉하면서 결합됨으로써, 보다 견고하게 고정 결합되면서도 금속 핀(110)과 탄성 핀(120) 간의 전기적 연결도 안정적으로 구현될 수 있다.

탄성 핀(120)의 하단에는 하나 이상의 돌출단자 형성될 수도 있다. 즉 탄성 플레이트(120)의 타측 하단에 하나 이상의 돌출단자가 형성되어 테스트 장치의 단자와 접촉될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 돌출단자는 테스트 장치의 단자에 대응하여 다양한 형상을 갖도록 구현될 수 있다.

탄성 핀(120)은 탄성소자로 구현되므로 테스트 대상물이나 테스트 장치와의 접촉에 따라 발생하는 하중을 분산 제어한다. 이러한 하중 제어를 위하여 탄성 핀(120)의 탄성소자 경도를 변경하여 하중을 제어할 수 있고, 도전성 파우더의 크기 변경을 통해 하중을 제어할 수도 있으며, 탄성소자와 도전성 파우더의 밀도를 변경하여 하중을 제어할 수도 있다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이 탄성 플레이트(120)의 형상과 넓이를 다양하게 변경함으로써 하중을 제어할 수 있다.

탄성 핀(120)은 스티렌부타디엔 고무(SBR), 니트릴부타디엔 고무(NBR), 우레탄고무, 에틸렌/알파-올레핀/디엔 고무 조성물(A) 중 어느 하나 이상의 실리콘 소재로 구현될 수 있다. 이 때 상기 고무 조성물(A)은 디엔 고무 중량비 95~60%, 저분자 액상 에틸렌/알파-올레핀 중량비 5~40%를 갖는 고무 조성물로 구현될 수 있다.

탄성 핀(120)의 내부에는 도전성 파우더(powder)가 충전된다. 도전성 파우더는 구(sphere) 형상, 플레이크(flake) 형상, 와이어(wire) 형상, 마이크로와이어(microwire) 형상, 탄소나노튜브(carbon nanotube) 형상, MEMS 팁 형상, 및 과립(granule) 형상 중 어느 하나 이상의 형상으로 형성될 수 있다. 도전성 파우더는 니켈(Ni) 파우더, 니켈코발트합금(Nico) 파우더, 및 철(Fe) 파우더 중 어느 하나 이상이고, 도전성 파우더의 표면은 은(Ag), 금(Au), 로듐(Rd), 파라듐(Pd), 백금(Pt) 중 어느 하나 이상으로 도금될 수 있다. 도금 두께는 0.05㎛ 내지 0.5㎛로 구현될 수 있다. 이와 같이 탄성 핀(120)은 탄성을 갖는 절연소재의 실리콘 내부에 금이나 은 도금된 니켈 파우더가 분포하는 형태로 구현되어, 탄성, 경도, 전도성을 모두 구비하는 소자로 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 연결부재의 제조방법의 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 전도성 연결부재의 제조방법은 제1 음각 홀이 구비된 안착 판, 제2-1 음각 홀이 구비된 제1 덮개 판, 제2-2 음각 홀이 구비된 제2 덮개 판, 교반기, 상부 금형, 하부 금형, 자기장 인가장치를 포함하고, 각 공정에 대응하여 마련되는 자동화 설비를 구비하는 전도성 연결부재 제조 시스템에 의해 구현될 수 있다.

전도성 연결부재 제조 시스템은 금속 핀의 형상과 동일한 형상을 갖는 제1 음각 홀이 구비된 안착 판을 준비하고, 상기 음각 홀에 상기 금속 핀을 안착한다(단계(811)). 전도성 연결부재 제조 시스템은 박판과 바의 조합으로 형성되는 상기 금속 핀 형상에서 상기 바 영역이 제거된 박판 형상을 갖고 상기 금속 핀 박판보다 길이가 긴 형상을 갖는 제2-1 음각 홀이 구비된 제1 덮개 판을 준비하고, 상기 제2-1 음각 홀과 동일한 제2-2 음각 홀이 구비된 제2 덮개 판을 준비한다(단계(812)).

전도성 연결부재 제조 시스템은 상기 제1 음각 홀과 상기 제2-1 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제1 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 상부에 부착한다(단계(813)). 전도성 연결부재 제조 시스템은 상기 제1 음각 홀과 상기 제2-2 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제2 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 하부에 부착한다(단계(814)).

전도성 연결부재 제조 시스템은 선정된 액체 실리콘과 도전성 파우더를 교반한다(단계(815)). 전도성 연결부재 제조 시스템은 서로 부착된 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체를 선정된 하부 금형에 고정 결합한다(단계(816)).

전도성 연결부재 제조 시스템은 상기 제1 덮개 판의 상기 제2-1 음각 홀에 상기 교반된 액체 실리콘 및 도전성 파우더의 혼합물을 토출한다(단계(817)). 전도성 연결부재 제조 시스템은 상기 혼합물이 토출된 상태에서 상기 제1 덮개 판의 상단에 선정된 상부 금형을 고정 결합한다(단계(818)).

전도성 연결부재 제조 시스템은 상기 하부 금형과 상기 상부 금형으로 덮여진 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체에 자기장을 인가한다(단계(819)). 전도성 연결부재 제조 시스템은 선정된 시간 이후 상기 하부 금형, 상기 상부 금형, 상기 제1 덮개 판, 상기 제2 덮개 판을 상기 안착 판으로부터 탈착하고, 상기 안착 판으로부터 금속 핀과 탄성 핀이 결합된 상기 전도성 연결부재를 획득한다(단계(820)).

단계(811) 내지 단계(820)의 공정을 통해 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 금속 핀과 탄성 핀이 결합된 전도성 연결부재를 제조할 수 있다. 이러한 공정으로 제조되는 전도성 연결부재는 금속 핀과 탄성 핀의 일체형 결합으로 구성되므로 대상물과의 접촉에 따라 발생하는 충격에 강함과 동시에 탄성소자의 유연성에 따라 파손 가능성 또한 최소화할 수 있다. 또한 테스트 대상물이나 테스트 장치와의 접촉 단면이 직사각형으로 이루어져 그 접촉 단면이 원형인 종래 포고핀 대비 접촉 신뢰성을 극대화할 수 있다.

또한, 탄성 핀이 담보하는 유연성으로 인해 대상체와의 이상 접촉이 발생하는 경우에도 충격을 흡수하여 파손의 위험을 최소화함으로써 금속 판재로만 구현되는 종래의 연결부재 대비 보다 큰 내구성을 갖게 된다. 또한, 금속 판재로만 구현되는 종래의 연결부재는 충격을 완화시키는 완충부를 금속 판재 간의 이격거리로 형성할 수밖에 없으므로 일정길이 이상의 크기를 가질 수밖에 없으나, 본 발명의 전도성 연결부재는 금속 핀이 탄성 핀에 끼워지는 형태로 별도의 완충부를 형성할 필요가 없어 종래대비 아주 작은 크기로 소형화가 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 전도성 연결부재 110: 금속 핀
111: 금속 박판 112: 관통홀
113: 제1 접촉부 114: 제1 가로지지부
115: 제2 가로지지부 116: 제1 세로지지부
117: 제2 세로지지부 120: 탄성 핀
121: 도전성 파우더 122: 오목홈
123: 브릿지

Claims

일단이 테스트 대상물과 접촉되고 타단이 테스트 장치와 접촉되어 상기 테스트 대상물과 상기 테스트 장치를 전기적으로 연결하는 전도성 연결부재에 있어서,
중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고, 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착되는 금속 핀; 및
일측 내부에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈의 중심부에는 상기 오목홈에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(bridge)가 형성되며, 상기 브릿지가 상기 관통홀을 통과하면서 상기 오목홈에 상기 박판이 끼워지는 형태로 상기 금속 핀에 장착되고, 내부에 도전성 파우더(powder)가 충전되는 탄성 핀
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재.
제1항에 있어서,
상기 금속 핀은,
전도성을 갖는 사각 형상의 금속 박판;
상기 금속 박판의 중심부에 형성되는 관통홀;
전도성을 갖고, 상기 금속 박판의 일측 단부에 장착되는 바 형상이며, 상기 금속 박판의 중심부에서 한쪽 방향으로 치우친 사각 형상의 모서리 영역에 장착되고, 상기 바의 첨단이 테스트 대상물과 접촉되는 제1 접촉부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재.
제1항에 있어서,
상기 탄성 핀은,
상기 금속 핀의 박판 너비와 선정된 범위 내의 유사한 너비를 갖고, 상기 금속 핀의 박판 길이보다 큰 길이를 갖는 탄성 플레이트;
상기 탄성 플레이트의 두께방향을 이루는 양 측면을 관통하도록 상기 탄성 플레이트의 일측 내부에 형성되며, 상기 탄성 플레이트의 길이보다 작은 상기 금속 핀의 박판 길이와 선정된 범위 내의 유사한 길이를 갖고, 상기 금속 핀의 박판 두께와 선정된 범위 내의 유사한 두께를 갖도록 형성되는 오목홈; 및
상기 오목홈의 중심부에 형성되어 상기 금속 핀의 관통홀과 동일한 크기와 형상을 갖고, 상기 오목홈에 의해 서로 이격된 상기 탄성 플레이트의 양 면을 연결하는 브릿지
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재.
제3항에 있어서,
상기 탄성 핀은,
상기 탄성 플레이트의 타측 하단에 형성되어 테스트 장치의 단자와 접촉되는 하나 이상의 돌출단자
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재.
제1항에 있어서,
상기 탄성 핀은 스티렌부타디엔 고무(SBR), 니트릴부타디엔 고무(NBR), 우레탄고무, 에틸렌/알파-올레핀/디엔 고무 조성물(A) 중 어느 하나 이상의 실리콘 소재이고, 상기 고무 조성물(A)은 디엔 고무 중량비 95~60%, 저분자 액상 에틸렌/알파-올레핀 중량비 5~40%를 갖는 고무 조성물이며,
상기 탄성 핀 내부에 충전되는 도전성 파우더는 구(sphere) 형상, 플레이크(flake) 형상, 와이어(wire) 형상, 마이크로와이어(microwire) 형상, 탄소나노튜브(carbon nanotube) 형상, MEMS 팁 형상, 및 과립(granule) 형상 중 어느 하나 이상의 형상으로 형성되며, 상기 도전성 파우더는 니켈(Ni) 파우더, 니켈코발트합금(Nico) 파우더, 및 철(Fe) 파우더 중 어느 하나 이상이고, 상기 도전성 파우더의 표면은 은(Ag), 금(Au), 로듐(Rd), 파라듐(Pd), 백금(Pt) 중 어느 하나 이상으로 도금되는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재.
중심부에 관통홀이 형성되는 박판(plate) 형상이고 상기 박판의 일측 단부에는 바(bar) 형상의 단자가 장착되는 금속 핀과, 일측 내부에 오목홈이 형성되고 상기 오목홈의 중심부에는 상기 오목홈에 의해 서로 이격되는 양 면을 연결하는 브릿지(bridge)가 형성되며 상기 브릿지가 상기 관통홀을 통과하면서 상기 오목홈에 상기 박판이 끼워지는 형태로 상기 금속 핀에 장착되고 내부에 도전성 파우더(powder)가 충전되는 탄성 핀으로 구성되는 전도성 연결부재의 제조방법에 있어서,
상기 금속 핀의 형상과 동일한 형상을 갖는 제1 음각 홀이 구비된 안착 판을 준비하고, 상기 음각 홀에 상기 금속 핀을 안착하는 단계;
박판과 바의 조합으로 형성되는 상기 금속 핀 형상에서 상기 바 영역이 제거된 박판 형상을 갖고 상기 금속 핀 박판보다 길이가 긴 형상을 갖는 제2-1 음각 홀이 구비된 제1 덮개 판을 준비하고, 상기 제2-1 음각 홀과 동일한 제2-2 음각 홀이 구비된 제2 덮개 판을 준비하는 단계;
상기 제1 음각 홀과 상기 제2-1 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제1 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 상부에 부착하는 단계;
상기 제1 음각 홀과 상기 제2-2 음각 홀이 상하 정렬되도록 상기 제2 덮개 판을 금속 핀이 안착된 상기 안착 판의 하부에 부착하는 단계;
선정된 액체 실리콘과 도전성 파우더를 교반하는 단계;
서로 부착된 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체를 선정된 하부 금형에 고정 결합하는 단계;
상기 제1 덮개 판의 상기 제2-1 음각 홀에 상기 교반된 액체 실리콘 및 도전성 파우더의 혼합물을 토출하는 단계;
상기 혼합물이 토출된 상태에서 상기 제1 덮개 판의 상단에 선정된 상부 금형을 고정 결합하는 단계;
상기 하부 금형과 상기 상부 금형으로 덮여진 상기 제2 덮개 판, 상기 안착 판, 상기 제1 덮개 판의 결합체에 자기장을 인가하는 단계; 및
선정된 시간 이후 상기 하부 금형, 상기 상부 금형, 상기 제1 덮개 판, 상기 제2 덮개 판을 상기 안착 판으로부터 탈착하고, 상기 안착 판으로부터 금속 핀과 탄성 핀이 결합된 상기 전도성 연결부재를 획득하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 연결부재의 제조방법.