KR20230113483A - 저가형 고성능 포고핀 - Google Patents

저가형 고성능 포고핀 Download PDF

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KR20230113483A
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Abstract

본 발명에 따른 포고핀은, 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀에 있어서, 상기 제 1 탐침(10)에서는, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되되, 실린더 모양을 한 실린더부(13)와, 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')가 길이방향으로 배치되며, 상기 제 2 탐침(20)은 상기 코일스프링부(12,12')의 내부를 관통하여 연장되고, 상기 제 2 탐침(20)에서는 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비한 접촉컨틸레버부(21)가 구성되며, 상기 접촉컨틸레버가 상기 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능하여 전기적 연결을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

저가형 고성능 포고핀{Pogo Pin With Low Manufacturing Cost and High Performance}
본 발명은 저가로 제조할 수 있으면서도 보다 성능을 향상시켜 고성능을 가진 포고핀에 관한 것이다.
포고핀(Pogo Pin)은 반도체 웨이퍼, LCD 모듈 및 반도체 패키지 등의 검사 장비를 비롯하여, 각종 소켓, 핸드폰의 배터리 연결부 등에 널리 사용되는 부품이 다. 특히 반도체 패키지를 메인보드등의 PCB에 탑재시키기 위한 소켓과, 반도체 패키지를 테스트하는 검사장비용 소켓 등에 사용되는 경우, 예를 들면 CPU, GPU 또는 Appliction Processor 등은 적어도 수백 내지 수천개에 이르는 핀수 또는 단자수를 가지는데, 포고핀 한개의 제조비용은 미미하지만 단일 소켓에 소요되는 핀 및 단자의 갯수가 엄청나므로 소켓의 제조비용을 상승시키는 절대적 요인이 된다.
또한, CPU, GPU 또는 Appliction Processor 등에서 입출력되는 신호가 초고속화됨에 따라 에러없는 신호전송을 위해서는 저항 등을 포함하는 포고핀의 자체 임피던스가 매우 낮아야 한다. 그런데, 주어진 2차원 공간에 수백 내지 수천개에 이르는 핀수 또는 단자수를 배치하기 위해서는 단일 포고핀이 차지하는 외경(수직방향으로 연장하는 포고핀을 수평방향으로 절단했을 때 포고핀의 외경)은 극소의 사이즈로 내몰리는 만큼, 자체 임피던스가 올라갈수밖에 없는 요인이 된다. 저항은 전기신호의 경로상 단면적에 반비례하므로, 포고핀의 외경이 작아질수록, 따라서 전기경로상 가용한 단면적이 작아질수록 저항은 반비례하여 증가하고 포고핀의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다.
반도체 패키지의 입출력 핀(단자)들이 초고집적화됨에 따른 소켓의 제조비용 증가와 단일 포고핀의 단면적(외경) 극소화에 대응하여, 단일 포고핀의 제조비용을 저감하면서도 고성능 요구를 만족시킬 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 저가로 제조할 수 있으면서도 보다 성능을 향상시켜 고성능을 가진 포고핀을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 극소의 외경 사이즈로 내몰리는 응용분야에서 고성능이면서 저비용의 포고핀을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 포고핀은, 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀에 있어서,
상기 제 1 탐침(10)에서는, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되되, 실린더 모양을 한 실린더부(13)와, 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')가 길이방향으로 배치되며, 상기 제 2 탐침(20)은 상기 코일스프링부(12,12')의 내부를 관통하여 연장되고, 상기 제 2 탐침(20)에서는 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비한 접촉컨틸레버부(21)가 구성되며, 상기 접촉컨틸레버가 상기 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능하여 전기적 연결을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 제 1 탐침(10)은, 실린더 모양을 한 실린더부(13)와, 상기 실린더부(13)와 연결되고 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')를 포함하되, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되며, 상기 제 2 탐침(20)은, 상기 코일스프링부(12,12')의 내부를 관통하여 연장되는 플런저부(22)와, 상기 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능한 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비하고 상기 플런저부(22)의 일측에 연결된 접촉컨틸레버부(21)를 포함하되, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 포고핀에 있어서,상기 제 1 탐침(10)과 상기 제 2 탐침(20)을 조립하기 전, 상기 접촉컨틸레버부(21)의 외경(D)는 상기 실린더부(13)의 내경(d)보다 클 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서,상기 제 1 탐침(10)과 상기 제 2 탐침(30)의 2 피스(Two Piece) 부품으로 구성될 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 코일스프링부(12')는, 금속평판재가 'V'자 모양으로 재단된 것을 일방향으로 권회하여 형성될 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 접촉컨틸레버부(21)에서 상기 접촉컨틸레버(21a)의 각각은, 일단이 상기 플런저부(22)의 일단에 연결되고 타단은 자유단으로 하며 내측방향으로 상기 자유단이 내측방향으로 오므려진 막대 모양일 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 제 1 탐침은 상기 코일스프링부(12,12')를 사이에 두고 상기 실린더부(13)의 반대쪽에 연장 구성되는 체결통부(11);를 더 구비하며, 상기 체결통부(11)가 상기 플런저부(22)의 타측을 감싸고 상기 플런저(22)와 상호 고정될 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 플런저부(22)의 타측에서 돌출된 돌기(22a)가 상기 체결통부(11)에 구성되는 돌기홈(11a)에 안착됨으로써, 상기 체결통부(11)와 상기 플런저(22)가 상호 고정될 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 실린더부(13), 상기 코일스프링부(12,12') 및 상기 체결통부(11)의 외경은 동일할 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 제 2 탐침(20)은, 상기 플런저부(22)의 외경보다 확장된 외경을 가져서 단차를 구성하면서 상기 플런저부(22)의 타측에 연결되는 확경부(23)를 더 구비하며, 상기 체결통부(11)의 단부는 상기 단차에 걸리게 할 수 있다.
상기한 포고핀에 있어서, 상기 제 1 탐침(10)은, 길이연장부(13)를 개재하여 상기 실린더부(13)와 연결되고 외부와의 전기적 접촉을 수행하는 제 1 접촉부(14)를 더 구비하며, 상기 제 2 탐침(20)은, 상기 확경부(23)와 연결되고 외부와의 전기적 접촉을 수행하는 제 2 접촉부(14)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 포고핀의 제조방법은, 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀의 제조방법에 있어서, 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 실린더 모양을 한 실린더부(13)와 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')가 연결된 제 1 탐침(10)을 준비하며, 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 플런저부(22)와 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비한 접촉컨틸레버부(21)가 연결된 제 2 탐침(20)을 준비하는 제 1 단계; 상기 제 1 탐침(10) 및 상기 제 2 탐침(20)을 각각 도금하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 도금된 상기 제 1 탐침(10) 및 상기 제 2 탐침(20)을 조립하는 제 3 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 제 3 단계의 조립 과정에서는, 상기 접촉컨틸레버부(21)가 상기 코일스프링부(12,12')으로 둘러싸인 관통공을 통과하여 상기 실린더부(13)의 내측에 도달되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 포고핀에 따르면 고성능의 포고핀을 저가에 제조할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 포고핀에 따르면 극소의 외경 사이즈로 내몰리는 고집적 분야에 적용될 때에도 보다 성능 좋은 포고핀을 저가에 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 포고핀에 따르면 실린더부 및 접촉켄틸레버부를 이용하여 안정적인 전기접촉이 가능하고 포고핀의 전기경로상 임피던스를 대폭 저감할 수 있으며, 접촉컨틸레버의 구성에도 불구하고 조립이 용이한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 포고핀에 따르면 도금 공정의 적용이 용이하며 공차 관리가 쉽고 설계변경의 융통성이 높으며 특성의 최적화에 유리한 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저가형 고성능 포고핀의 외관을 도시한 것으로서, 도 1(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 1(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)임
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포고핀의 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)을 분리하여 도시한 도면
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포고핀의 단면도로서, 도 3(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 3(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)임
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저가형 고성능 포고핀의 외관을 도시한 것으로서, 도 4(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 4(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)임
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀의 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)을 분리하여 도시한 도면임
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀의 단면도로서, 도 6(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 6(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)임
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포고핀을 제조하기 위한 전개도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀을 제조하기 위한 전개도
본 발명에 따른 저가형 고성능 포고핀은 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀에 관한 것으로서, 예를 들면 제 1 탐침은 상부탐침이고 제 2 탐침은 하부탐침이다. 예를 들어, 상부탐침은 반도체 패키지에서 신호 또는 전원의 입출력을 위한 단자, 핀 또는 패드에 접촉하며, 하부탐침은 PCB 등의 전도성 패드에 접촉한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저가형 고성능 포고핀의 외관을 도시한 것으로서, 도 1(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 1(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포고핀의 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)을 분리하여 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포고핀의 단면도로서, 도 3(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 3(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)이다.
본 발명의 포고핀은 1 피스(One Piece)의 제 1 탐침(10)과 1 피스(One Piece)의 제 2 탐침(30)으로 된 2 피스(Two Piece) 부품으로 구성된다. 구체적으로 보면, 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)의 각각은 단일의 금속 평판재가 재단 및 절곡되어 구성되며, 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)의 각각은 각 부분이 일체로 연결 구성된다. 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)의 각각은 단일의 금속 평판재가 재단 및 절곡된 것이므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 평판재가 맞대어진 부분(w1,w2)을 포함할 수 있으며, 이와 같이 맞대어진 부분은 제 1 탐침(10)의 체결통부(11), 실린더부(14) 및 길이연장부(15)와 제 2 탐침(20)의 플런저부(22) 및 확경부(23) 등에 있을 수 있다.
제 1 탐침(10)은 대략 일자형의 원통모양이되 부분적으로 또는 전체적으로 사각형 또는 다각형 등의 각형 모양을 포함할 수 있다. 제 1 탐침(10)은 제 2 탐침(20)과 전기적으로 연결된 상태(접촉된 상태)로 제 1 접촉부(14)와 제 2 접촉부(24) 사이의 길이, 이에 따라 포고핀의 전체 길이를 가변할 수 있다. 제 1 탐침(10)은 길이방향으로 배치되는 체결통부(11), 코일스프링부(12), 실린더부(13), 길이연장부(15) 및 제 1 접촉부(14)를 포함하여 구성되며, 이들은 모두 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성된다.
체결통부(11)는 코일스프링부(12)를 사이에 두고 실린더부(13)의 반대쪽에서 코일스프링부(12)로부터 연장 구성되는데, 체결통부(11)는 제 2 탐침(20)에서 플런저부(22)의 타측을 감싸고 플런저(22)와 상호 고정된다. 체결통부(11)에는 평판재가 타공된 홀형태의 돌기홈(11a)가 하나이상, 예를 들면 대향하는 2개의 돌기홈이 형성되며, 플런저부(22)의 타측에서 돌출된 돌기(22a)가 체결통부(11)에 구성되는 돌기홈(11a)에 안착됨으로써, 체결통부(11)와 플런저(22)가 상호 고정된다.
코일스프링부(12)는 한쪽으로 실린더부(13)가 연결되고 반대쪽에는 체결통부(11)가 연결되며, 평판재에서 폭이 좁고 길게 재단된 부분을 나선형이 되도록 감아서 압축스프링으로 기능토록 한다. 코일스프링부(12)가 적절한 탄성을 가지도록 평판재의 금속재료가 선정되며, 이에 따라 후술할 도금은 접촉부 및 접촉컨틸레버 등의 접촉저항을 낮게 하는데 있어서 중요성을 가지게 될 수 있다. 코일스프링부(12)는 제 1 탐침을 제조할 때 동시에 제조되는 것으로서, 별도의 코일스프링, 즉 고탄소강과 같은 선재를 나선형으로 꼬아서 제조하는 통상의 코일스프링을 필요로 하지 않으므로, 포고핀의 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.
실린더부(13)는 코일스프링부(12)에서 연장되고 실린더 모양을 한 것으로서, 그 내부에 예를 들면 원기둥 모양의 관통공(13a)를 구비하며, 실린더부는 접촉컨틸레버부(21) 및 플런저부(22)의 일부분을 가이드하면서, 접촉컨틸레버부(21)가 활주할 수 있는 공간을 제공한다. 실린더부(13)의 내면은 예를 들어 원통형으로, 동일한 내경의 원이 길이방향으로 연장되는 모양이다. 실린더부(13)의 길이는 포고핀의 스트로크 보다 큰 것이 바람직하며, 코일스프링부(12)의 비압축 상태(Free 상태)와 최고 압축 상태의 모두에서 접촉컨틸레버부가 실린더부(12)의 내측에 위치하도록 그 길이가 선정되는 것이 선호된다.
실린더부(13), 코일스프링부(12) 및 체결통부(11)의 외경은 거의 동일하다. 더 구체적으로 보면, 실린더부(13)와 코일스프링부(12)의 외경은 거의 동일하게 되도록 하는 것이 선호되는데, 포고핀이 탑재되는 소켓 몸체(도시 안됨)내에서 포고핀의 압축 및 신장이 있을 때, 소켓 몸체의 관통공내에서 실린더부(13) 및 코일스프링부(12)의 원활한 이동을 도모하기 좋다.
제 1 접촉부(14)는 외부와의 전기적 접촉을 위한 것으로서 길이연장부(15)를 개재하여 실린더부(13)와 연결되며, 예를 들면 반도체 패키지의 단자, 핀 또는 패드나, PCB 등의 전도성 패드에 직접 접촉하는 부분일 수 있다. 따라서 피접촉부분의 형태나 특성에 따라 모양이 선택될 수 있는데, 도시된 예의 크라운 모양은 반도체 패키지의 단자 또는 패드에 대한 접촉이 양호하도록 하는 형상을 하고 있다.
길이연장부(15)는 실린더부(13)와 제 1 접촉부(14)의 사이를 연결해주는 부분으로서, 소켓몸체(도시 안됨)에 탑재될 때 포고핀이 소켓몸체에 걸리도록 하기 위해, 실린더부(13)의 외경보다 작은 외경을 가지도록 실린더부와의 사이에 단차(d1)를 가지면서 구성될 수 있다.
제 2 탐침(20)은 대략 일자형의 원통모양이되 부분적으로 또는 전체적으로 사각형 또는 다각형 등의 각형 모양을 포함할 수도 있다. 제 2 탐침(20)은 제 1 탐침(10)과 전기적으로 연결된 상태(접촉된 상태)로 제 1 접촉부(14)와 제 2 접촉부(24) 사이의 길이, 이에 따라 포고핀의 전체 길이를 가변할 수 있다. 제 2 탐침(20)은 길이방향으로 배치되는 접촉컨틸레버부(21), 플런저부(22), 확경부(23) 및 제 2 접촉부(24)를 포함하여 구성되며, 이들은 모두 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성된다.
접촉컨틸레버부(21)는 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버(21a)를 구비하며, 각 접촉컨틸레버(21a)는 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능하다. 선호되기로는 복수의 접촉컨틸레버(21a)가 플런저부(22)의 선단에 연결되되, 플런저부(22)의 원통끝에서 등간격으로 이격된 체로 연결된는 것이 선호된다. 접촉컨틸레버부(21)는 플런저부(22)의 일측에 연결되되, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 플런저부(22)에 일체로 연결 구성된다. 접촉컨틸레버(21a)는 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능하여 제 1 탐침과의 전기적 연결을 수행하는 메인 경로가 된다. 또한, 접촉컨틸레버(접촉컨틸레버부)는 실린더부와 안정적 컨택을 가지면서 슬라이딩할 수 있게 된다.
접촉컨틸레버부(21)에서 접촉컨틸레버(21a)의 각각은, 그 일단이 플런저부(22)의 일단에 연결되고 타단은 자유단으로 하며, 자유단이 내측방향으로 오므려져 있어서 안으로 굽은 막대 모양이다. 따라서, 각 접촉컨틸레버(21a)의 중간에는 굴곡진 굴곡부가 형성되며, 굴곡부 또는 그 근방이 실린더부(13)의 내벽에 접촉되며, 각 접촉컨틸레버(21a)의 자유단쪽 끝은 실린저부(13)의 내벽과 약간의 이격거리를 두도록 한다. 전체 접촉컨틸레버(21a)에 있어서 자유단쪽 끝은 동일 원주상에 위치하고, 전체 접촉컨틸레버(21a)에 있어서 굴곡부는 직경이 더 큰 또다른 동일 원주상에 위치한다.
제 1 탐침(10)과 제 2 탐침(20)을 조립하기 전, 접촉컨틸레버부(21)의 외경(D), 즉 접촉컨틸레버부(21)의 가장 큰 외경으로 대략 상기 굴곡부에서의 외경은 실린더부(13)의 내경(d)보다 크다. 제 1 탐침(10)과 제 2 탐침(20)을 조립한 후에는 자유상태의 외경(D)는 실린더부(13)의 내경(d)으로 좁아져서, 접촉컨틸레버부의 각 접촉컨틸레버는 실린더부의 내벽에 탄성 접촉하게 된다.
본 발명의 포고핀은 크게 2가지 전기적 경로를 구성하는데, 제 1 경로는 [제 1 접촉부 - 길이연장부 - 실린더부 - 코일스프링부 - 체결통부 - 플런저부 - 확경부 - 제 2 접촉부]를 통하는 경로이며, 제 2 경로는 [제 1 접촉부 - 길이연장부 - 실린더부 - 접촉컨틸레버부 - 플런저부 - 확경부 - 제 2 접촉부]를 통하는 경로이다.
그런데, 제 1 경로의 경우는 코일스프링부(22)를 통과해야 하며, 이에 따라 마치 인덕터 소자처럼 전기회로에 인덕턴스를 삽입하는 것과 같은 부정적 작용효과를 가지게 하며, 또한, 코일스프링부(22)를 펼치면 좁고 긴 도선이 되어 상당한 전기 저항을 가지게 되므로, 제 1 경로로는 양호한 전기적 특성을 얻기가 어렵다. 한편, 제 2 경로는 플런저부(22)를 통과하는 경로로서 코일스프링부(22)의 인덕턴스 및 저항의 영향을 받지 않는 경로이다.
그런데, 가정하여, 플런저부(22)의 끝에 접촉컨틸레버부(21)가 구성되지 않고 플런저부(22)만 있어서, 플런저부(22)와 실린더부(13)가 직접 접촉하는 형태를 생각해 볼 수 있다. 이러한 비교예에서는 플런저부(22)의 외경이 실린더부(13)의 내경과 거의 동일하게 되도록 함으로써 플런저부(22)와 실린더부(13) 사이의 접촉면적을 매우 크게 하고 접촉저항을 매우 작게 할 가능성이 있다.
그러나, 포고핀의 외경이 극소의 사이즈, 예를 들면 1mm보다 작거나 1mm 근방의 외경을 가지는 경우도 많은 점을 생각해 보면, 플런저부(22)가 실린더부(13)안에서 원활하게 슬라이딩 가능하면서도 작은 접촉저항을 가지도록 하기 위해서는 플런저부(22) 및 실린더부(13)의 제조에 있어서 극소의 허용공차를 요구받게 된다. 예를 들어, 30mm X 30 mm의 패키징 사이즈를 가지는 반도체패키지는 그 내부에 900개의 1mm X 1mm를 가지므로, 반도체패키지의 핀수가 900개라면 각 포고핀은 1mm X 1mm의 공간을 활용하여 그 안에서 이웃하는 포고핀과 이격거리를 가지면서 배치되어야 하므로, 포고핀의 외경은 1mm보다 훨씬 작아야 한다.
이와 같은 응용분야에서 위 비교예의 포고핀에서 플런저부(22)가 실린더부(13)안에서 원활하게 슬라이딩 가능하면서도 작은 접촉저항을 가지도록 하기 위해 요구되는 플런저부(22) 및 실린더부(13)의 허용공차는 매우 작고 이에 따라 높은 제조비용과 낮은 수율을 가질 수밖에 없다. 예를 들어, 접촉컨틸레버부가 없는 비교예에서 실린더부의 내경이 플런저부의 외경보다 작으면 끼임현상이 발생되기 쉽고 실린더부의 내경이 플런저부의 외경보다 커서 헐거우면 접촉저항이 크게 될 확률이 높다.
이에 반해서, 플런저부(22)의 선단에 구성되는 접촉컨틸레버부(21)는 위와 같이 타이트한 허용공차를 완화시켜주면서도 안정적 전기접촉과 양호한 접촉저항을 가능하게 한다.
접촉컨틸레버가 실린더부의 내벽을 탄성적으로 접촉함으로써 안정적 전기접촉과 양호한 접촉저항을 달성할 수 있으며, 접촉컨틸레버부 및 실린더부의 제조에 있어서, 특히 접촉컨틸레버부의 외경과 실린더부의 내경의 허용공차, 또는 양자 사이의 허용공차는 접촉컨틸레버부를 구성하지 않는 경우와 비교하여 크게 확대될 수 있다. 이와 같이 허용공차를 보다 크게하더라도 막대모양을 한 접촉컨틸레버의 탄성 변형에 의해 완충될 수 있다.
플런저부(22)는 코일스프링부(12)의 내부를 관통하여 연장되는 원통모양의 막대로서 접촉컨틸레버부(21)와 확경부(23) 사이를 연결한다. 포고핀의 압축 및 신장시 플런저부(22)는 코일스프링부(12)를 가이드하며 이때 코일스프링부(12)의 중간중간에서 코일스프링부와 접촉하여 인덕턴스가 없는 전기적 경로로 숏컷을 만들어 주기도 한다. 또한, 플런저부(22)는 그 일부분이 실린더부(13)의 내부로 드나들면서 가이드될 수 있다. 확경부(230와 연결되는 쪽인 플런저부(22) 타측에는 플런저부의 원통면으로부터 돌출된 돌기(22a)가 하나 또는 복수개(도면상 대향하는 2개)가 형성되며, 이러한 돌기(22a)가 체결통부(11)의 돌기홈(11a)에 안착됨으로써 플런저부(22)와 체결통부(11) 사이의 물리적 고정이 수행된다.
확경부(23)는 플런저부(22)의 타측에서 단차(d2)를 가지면서 연장되는 것으로서, 플런저부(22)의 외경보다 확장된 외경을 가진다. 이와 같이 확경부(23)는 플런저부에 비하여 확장된 외경을 가짐으로써 체결통부(11)의 단부가 단차(d2)에 걸리게 하며, 제 2 탐침이 제 1 탐침의 속으로 깊이 빠져버리는 것을 원천 봉쇄해서 사용중 포고핀의 에러를 방지하고 접촉컨틸레버부가 망가지는 것을 방지한다.
제 2 접촉부(24)는 확경부(23)와 연결되고 외부와의 전기적 접촉을 수행하는데, 예를 들면 반도체 패키지의 단자, 핀 또는 패드이거나, PCB 등의 전도성 패드에 직접 접촉하는 부분일 수 있다. 따라서 피접촉부분의 형태나 특성에 따라 모양이 선택될 수 있는데, 도시된 막대모양은 PCB 등의 전도성 패드에 대한 접촉이 양호하도록 하는 모양이 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저가형 고성능 포고핀의 외관을 도시한 것으로서, 도 4(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 4(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)이다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀의 제 1 탐침(10) 및 제 2 탐침(20)을 분리하여 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀의 단면도로서, 도 6(a)는 코일스프링부가 압축된 상태이고 도 6(b)는 코일스프링부가 압축되지 않은 상태(Free 상태)이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 포고핀은 제 1 실시예와 비교하여 코일스프링부(12')에 있어서 상이하고 기타의 구성요소는 동일 또는 유사하므로 그 설명을 생략한다.
제 1 실시예의 포고핀에서 코일스프링부(12)는 금속평판재가 일자로 길게 형성된 것(도 7 참조)을 일방향으로 권회하여 형성되지만, 제 2 실시예의 포고핀에서 코일스프링부(12')는 금속평판재가 'V'자 모양으로 재단된 것(도 8 참조)을 일방향으로 권회하여 형성된다.
제 2 실시예에서는 'V'모양의 양쪽을 동시에 성형할 수 있기 때문에, 제 1 실시예의 구조에 따라 제조 가능한 최대턴수(또는 손쉽게 제조 가능한 최대턴수)가 Nmax 이라면 제 2 실시예의 구조에 따라 제조 가능한 최대턴수는 약 2*Nmax 로 그 턴수를 증대시킬 수 있다. 또는, 코일스프링부를 제조하는 구체적 방법에 따라 제 1 실시예 구조의 제조에 필요한 공정스텝수가 n이라면 제 2 실시예의 구조에 따라 필요한 공정스텝수는 대략 n/2으로 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 고성능 포고핀의 제조방법을 설명한다.
먼저 금속 평판재를 재단하여 도 7(제 1 실시예의 포고핀 제조용) 또는 도 8(제 2 실시예의 포고핀 제조용)에 도시된 것과 같은 전개도의 외곽선과 돌기홈을 가지는 금속시트를 형성할 수 있다. 이때 제 1 탐침을 위한 것과 제 2 탐침을 위한 것은 각각 별개로 제조될 수 있다.
p10은 제 1 탐침의 제조를 위한 전개도이고 p20은 제 2 탐침의 제조를 위한 전개도이다. p11은 체결통부, p12 및 p12'은 코일스프링부, p13은 실린더부, p15는 길이연장부, p14는 제 1 접촉부가 될 부분이다. 그리고 p21은 접촉컨틸레버부, p22는 플런저부, p23은 확경부, p24는 제 2 접촉부가 될 부분이다.
그리고, 재단된 금속 평판재에 대한 절곡 등을 통하여 체결통부, 코일스프링부, 실린더부,길이연장부, 및 제 1 접촉부 등의 형상을 구비한 제 1 탐침(미완성된 것일 수 있다)을 준비하며, 또한, 재단된 금속 평단재에 대한 절곡등을 통하여 접촉컨틸레버부, 플런저부, 확경부 및 제 2 접촉부 등의 형상을 가진 제 2 탐침(미완성된 것일 수 있다)을 준비한다. 이때 코이닝 등을 통하여 돌기가 형성될 수 있다.
그리고, 전기전도성이 높은 금속으로 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 각각 도금하는데, 예를 들면 금으로 도금될 수 있으며, 이러한 도금은 적어도 제 1 탐침과 제 2 탐침이 서로 조립되기 전에 도금된다.
가정하여 조립되고 난 후에 도금하면, 제 1 탐침의 실린더부와 제 2 탐침의 접촉컨틸레버부는 서로 접촉하고 있는 반면, 상호 슬라이딩 되어야 하는 부분이어서 불완전한 도금이 되거나 포고핀의 작동불량을 야기할 수 있다. 본 발명의 일 양상에 따르면 제 1 탐침과 제 2 탐침의 2 Piece 부품으로 구성되므로 각 부품을 분리하여 도금할 수 있다.
그리고, 도금된 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 조립하는데, 이러한 조립 과정에서는, 접촉컨틸레버부(21)가 코일스프링부(12)로 둘러싸인 관통공 통과하여, 즉 코일스프링부(12)의 내측 공간을 관통하여 실린더부(13)의 내측에 도달되도록 하며, 접촉컨틸레버의 자유단이 내측방향으로 오므려져 있으므로 조립과정중 접촉컨틸레버부가 코일스프링부를 용이하게 타고 넘을 수 있는 효과가 있다.
그리고, 돌기홈에 돌기가 체결됨으로써 후속하는 소켓제조공정이나 이송과정중 제 1 탐침과 제 2 탐침이 자연 분리되지 않는다.
제 1 탐침과 제 2 탐침의 2 Piece 부품으로 구성하는 것은 1 Piece 부품으로 구성하는 것과 비교하여, 전술한 바와 같이 도금의 적용이 용이하며, 아울러 공차 관리가 쉽고 설계변경의 융통성이 높으며 특성의 최적화에 유리한 잇점을 가진다.
10 : 제 1 탐침 11 : 체결통부
11a : 돌기홈
12,12' : 코일스프링부
13 : 실린더부 14 : 제 1 접촉부
15 : 길이연장부 20 : 제 2 탐침
21 : 접촉컨틸레버부 21a : 접촉컨틸레버
22 : 플런저부 22a : 돌기
23 : 확경부 24 : 제 2 접촉부

Claims (12)

  1. 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀에 있어서,
    상기 제 1 탐침(10)에서는, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되되, 실린더 모양을 한 실린더부(13)와, 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')가 길이방향으로 배치되며,
    상기 제 2 탐침(20)은 상기 코일스프링부(12,12')의 내부를 관통하여 연장되고, 상기 제 2 탐침(20)에서는 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비한 접촉컨틸레버부(21)가 구성되며, 상기 접촉컨틸레버가 상기 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능하여 전기적 연결을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    포고핀.
  2. 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀에 있어서,
    상기 제 1 탐침(10)은,
    실린더 모양을 한 실린더부(13)와,
    상기 실린더부(13)와 연결되고 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')를 포함하되, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되며,
    상기 제 2 탐침(20)은,
    상기 코일스프링부(12,12')의 내부를 관통하여 연장되는 플런저부(22)와,
    상기 실린더부(13)의 내측면에 탄성 접촉한 상태로 슬라이딩 가능한 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비하고 상기 플런저부(22)의 일측에 연결된 접촉컨틸레버부(21)를 포함하되, 단일의 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 일체로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는,
    포고핀.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 탐침(10)과 상기 제 2 탐침(20)을 조립하기 전, 상기 접촉컨틸레버부(21)의 외경(D)는 상기 실린더부(13)의 내경(d)보다 큰,
    포고핀.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 탐침(10)과 상기 제 2 탐침(30)의 2 피스(Two Piece) 부품으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    포고핀.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코일스프링부(12')는,
    금속평판재가 'V'자 모양으로 재단된 것을 일방향으로 권회하여 형성된 것인,
    포고핀.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉컨틸레버부(21)에서 상기 접촉컨틸레버(21a)의 각각은,
    일단이 상기 플런저부(22)의 일단에 연결되고 타단은 자유단으로 하며 내측방향으로 상기 자유단이 내측방향으로 오므려진 막대 모양인 것을 특징으로 하는,
    포고핀.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 탐침은 상기 코일스프링부(12,12')를 사이에 두고 상기 실린더부(13)의 반대쪽에 연장 구성되는 체결통부(11);를 더 구비하며,
    상기 체결통부(11)가 상기 플런저부(22)의 타측을 감싸고 상기 플런저(22)와 상호 고정되는,
    포고핀.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 플런저부(22)의 타측에서 돌출된 돌기(22a)가 상기 체결통부(11)에 구성되는 돌기홈(11a)에 안착됨으로써, 상기 체결통부(11)와 상기 플런저(22)가 상호 고정되는,
    포고핀.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 실린더부(13), 상기 코일스프링부(12,12') 및 상기 체결통부(11)의 외경은 동일한,
    포고핀.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 탐침(20)은, 상기 플런저부(22)의 외경보다 확장된 외경을 가져서 단차를 구성하면서 상기 플런저부(22)의 타측에 연결되는 확경부(23)를 더 구비하며,
    상기 체결통부(11)의 단부는 상기 단차에 걸리게 하는,
    포고핀.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 탐침(10)은, 길이연장부(13)를 개재하여 상기 실린더부(13)와 연결되고 외부와의 전기적 접촉을 수행하는 제 1 접촉부(14)를 더 구비하며,
    상기 제 2 탐침(20)은, 상기 확경부(23)와 연결되고 외부와의 전기적 접촉을 수행하는 제 2 접촉부(14)를 더 구비하는,
    포고핀.
  12. 제 1 탐침 및 제 2 탐침을 통하여 전기적 연결을 수행하며 압축 탄성을 가지면서 길이의 가변이 가능한 포고핀의 제조방법에 있어서,
    금속 평판재를 재단 및 절곡하여 실린더 모양을 한 실린더부(13)와 압축스프링으로 기능하는 코일스프링부(12,12')가 연결된 제 1 탐침(10)을 준비하며, 금속 평판재를 재단 및 절곡하여 플런저부(22)와 하나 또는 복수의 접촉컨틸레버를 구비한 접촉컨틸레버부(21)가 연결된 제 2 탐침(20)을 준비하는 제 1 단계;
    상기 제 1 탐침(10) 및 상기 제 2 탐침(20)을 각각 도금하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계에서 도금된 상기 제 1 탐침(10) 및 상기 제 2 탐침(20)을 조립하는 제 3 단계;를 포함하여 구성되며,
    상기 제 3 단계의 조립 과정에서는,
    상기 접촉컨틸레버부(21)가 상기 코일스프링부(12,12')으로 둘러싸인 관통공을 통과하여 상기 실린더부(13)의 내측에 도달되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    포고핀의 제조방법.
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