KR102007268B1 - 양방향 도전성 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로, 절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀이 형성된 절연성 본체와, 각각의 상기 관통홀에 형성되어 상하 방향으로 신호 라인을 형성하여 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부와, 각각의 상기 관통홀의 주변을 감싸도록 상기 절연성 본체 내부에 형성되어 상하 방향으로 복원력을 제공하는 탄성 스프링을 포함하고; 각각의 상기 탄성 스프링의 하부는 상기 절연성 본체의 하부 방향으로 노출되어 상기 하부 디바이스에 마련된 그라운드 단자에 접촉되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 전기적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능하다.

Description

양방향 도전성 모듈{BY-DIRECTIONAL ELECTRICALLY CONDUCTIVE MODULE}

본 발명은 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 전기적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈에 관한 것이다.

반도체 소자는 제조 과정을 거친 후 전기적 성능의 양불을 판단하기 위한 검사를 수행하게 된다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 단자와 전기적으로 접촉될 수 있도록 형성된 반도체 테스트 소켓(또는 콘텍터 또는 커넥터)을 반도체 소자와 검사회로기판 사이에 삽입한 상태에서 검사가 수행된다. 그리고, 반도체 테스트 소켓은 반도체 소자의 최종 양불 검사 외에도 반도체 소자의 제조 과정 중 번-인(Burn-In) 테스트 과정에서도 사용되고 있다.

반도체 소자의 집적화 기술의 발달과 소형화 추세에 따라 반도체 소자의 단자 즉, 리드의 크기 및 간격도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 테스트 소켓의 도전 패턴 상호간의 간격도 미세하게 형성하는 방법이 요구되고 있다.

그런데, 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓으로는 집적화되는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 테스트 소켓을 제작하는데 한계가 있었다. 도 1 내지 도 3은 한국공개특허 제10-2011-0065047호에 개시된 종래의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓의 예를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 기존이 반도체 테스트 소켓(1100)은 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131)와 대응되는 위치에 상하방향으로 관통공(1111)이 형성된 하우징(1110)과, 하우징(1110)의 관통공(1111) 내에 장착되어 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131) 및 테스트 장치(1140)의 패드(1141)를 전기적으로 연결시키는 포고-핀(Pogo-pin)(1120)으로 이루어진다.

포고-핀(Pogo-pin)(1120)의 구성은, 포고-핀(Pogo-pin) 본체로 사용되며 내부가 비어있는 원통형 형태를 가지는 배럴(1124)과, 배럴(1124)의 하측에 형성되는 접촉팁(1123)과, 배럴(1124) 내부에서 접촉팁(1123)과 연결되어 수축과 팽창 운동을 하는 스프링(1122) 및 접촉팁(1123)과 연결된 스프링(1122) 반대편에 연결되어 반도체 디바이스(1130)와의 접촉에 따라 상하운동을 수행하는 접촉핀(1121)으로 구성된다.

이 때, 스프링(1122)은 수축 및 팽창을 하면서 접촉핀(1121)과 접촉팁(1123)에 전달되는 기계적인 충격을 흡수하면서 반도체 디바이스(1130)의 단자(1131)와 테스트 장치(1140)의 패드(1141)를 전기적으로 접속시켜 전기적인 불량여부를 검사하게 한다.

그런데, 상기와 같은 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓은 상하 방향으로의 탄성을 유지하기 위해 물리적인 스프링을 사용하게 되고, 배럴 내부에 스프링과 핀을 삽입하고, 배럴을 다시 하우징의 관통공 내부에 삽입하여야 하므로 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라 공정의 복잡성으로 인해 제조 가격이 상승하는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 상하 방향으로 탄성을 갖는 전기적 접촉 구조의 구현을 위한 물리적인 구성 자체가 미세 피치를 구현하는데 한계가 있으며, 근래에 집적화된 반도체 소자에는 적용하는데 이미 한계치까지 도달해 있는 실정이다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓은 상부의 상하 방향으로 접속팁(1123), 스프링(1122) 및 접속핀(1121)으로 연결되는 구조를 가지고 있어, 상하 방향으로의 길이를 줄이는데 한계가 있는데, 이와 같은 길이의 한계는 하이-스피드의 디바이스를 테스트하는데 한계로 작용하게 된다.

한편, 포고-핀(Pogo-pin)의 반도체 테스트 소켓은 반도체 디바이스의 테스트 외에 두 디바이스를 전기적으로 연결하는 구조에서도 사용된다. 대표적인 예로, 하이-스피드의 CPU, 예컨대 대용량의 서버에 사용되는 CPU와 보드 사이에서 CPU의 핀과 보드의 단자 간을 연결하는 인터포저(Interposer)로 적용되고 있다.

대용량 서버에 사용되는 CPU이 경우, 일반 PC의 CPU 보다 면적이 넓고 핀의 수가 1000여개가 넘는 경우가 많아, 보드의 단자와 직접 접촉시키는 경우 접촉 불량이 발생할 수 있어, CPU와 보드 사이에서 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 인터포저(Interposer)가 상하 방향으로 탄성적으로 두 디바이스를 연결하게 된다.

그런데, 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 인터포저(Interposer)의 경우, 상술한 바와 같이, 피치의 한계로 인해 피치 간격이 좁아지는 CPU에 적용하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 상하 방향으로의 길이 한계로 인해 하이-스피드로 동작하는 CPU의 속도를 따라가기 어려운 문제점이 제기되고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 전기적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 있어서, 절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀이 형성된 절연성 본체와, 각각의 상기 관통홀에 형성되어 상하 방향으로 신호 라인을 형성하여 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부와, 각각의 상기 관통홀의 주변을 감싸도록 상기 절연성 본체 내부에 형성되어 상하 방향으로 복원력을 제공하는 탄성 스프링을 포함하고; 각각의 상기 탄성 스프링의 하부는 상기 절연성 본체의 하부 방향으로 노출되어 상기 하부 디바이스에 마련된 그라운드 단자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 탄성 스프링은 상하 방향으로 복원력을 갖는 베이스 스프링과; 상기 베이스 스프링의 표면에 도금되어 도전성을 제공하는 도금층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄성 스프링은 상기 관통홀 주변의 상기 절연성 본체 내부에서 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링을 포함할 수 있다.

그리고, 각각의 상기 도전 패턴부는 도전성을 갖는 도전성 파티클을 포함하는 충진제가 각각의 상기 관통홀에 충진되어 형성될 수 있다.

또한, 각각의 상기 도전 패턴부는 각각의 상기 관통홀의 상부 영역에 충진되고, 도전성을 갖는 도전성 파티클을 포함하는 충진제가 충진되어 형성되는 도전성 충진부와, 각각의 상기 관통홀의 하부 영역에 수용되고, 상기 도전성 충진부와 전기적으로 접촉되는 도전핀을 포함하고; 각각의 상기 관통홀은 상부 방향으로 개방된 상부 관통홀과, 상기 상부 관통홀의 내경보다 작은 내경을 가져 상기 상부 관통홀과의 사이에 단턱을 형성하는 하부 관통홀을 포함하며; 각각의 상기 도전핀은 상기 하부 관통홀에 삽입되는 기둥부와, 상기 기둥부의 상부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체가 가능하면서도 안정적인 신호 전달과 함께 하이-스피드로의 테스트가 가능하고, 하이-스피드의 CPU와 보드 사이에서 CPU와 보드를 전기적으로 연결하는 인터포저(Interposer)에도 적용 가능한 양방향 도전성 모듈이 제공된다.

도 1 내지 도 3은 종래의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓을 설명하기 위한 도면이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예들에 따른 양방향 도전성 모듈(100)은 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는데 적용된다. 예를 들어, 반도체 디바이스(20)의 양불 검사에 적용되는 경우, 상부 디바이스는 테스트 대상이 되는 반도체 디바이스(20)이고, 하부 디바이스는 검사 회로 기판(10)일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100)이 인터포저(Interposer)에 적용되는 경우, 상부 디바이스는 CPU이고, 하부 디바이스는 보드일 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100)이 반도체 디바이스(20)의 양불 테스트에 적용되는 것을 예로 하여 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)은 절연성 본체(110), 도전 패턴부(130) 및 탄성 스프링(120)을 포함한다.

절연성 본체(110)는 절연성 재질로 마련되는데, 실리콘과 같은 탄성을 갖는 재질로 마련되는 것을 예로 한다. 절연성 본체(110)에는 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀(111)(111, 도 7 참조)이 형성된다.

도전 패턴부(130)는 각각의 관통홀(111)에 형성되어 상하 방향으로 신호 라인을 형성한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전 패턴부(130)는 도전성을 갖는 도전성 파티클(131)을 포함하는 충진제가 각각의 관통홀(111)에 충진되어 형성되는 것을 예로 한다. 예를 들어, 액상의 실리콘(132)과 도전성 파티클(131)이 혼합된 충진제의 충진 및 경화에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 도전성 파티클(131)은 도전성을 갖는 도전성 분말, 도전성 파이버 또는 도전성 와이어의 형태를 가질 수 있으며, 도전성의 향상을 위해 외부 표면에 도전성 재질의 도금이 형성될 수 있다.

탄성 스프링(120)은 각각의 관통홀(111)의 주변을 감싸도록 절연성 본체(110) 내부에 형성되어 상하 방향으로 복원력을 제공한다. 본 발명에서는 탄성 스프링(120)이 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 관통홀(111)의 주변의 절연성 본체(110) 내부에서 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링 형태로 구성되는 것을 예로 한다.

여기서, 탄성 스프링(120)은 도전성을 갖도록 마련되는데, 상하 방향으로 복원력을 갖는 베이스 스프링과, 베이스 스프링의 표면에 도금되어 도전성을 제공하는 도금층을 포함할 수 있다. 베이스 스프링은 탄소강 재질, 스테인리스강 재질, 텅스텐 재질, 플라스틱 재질 중 적어도 어느 하나로 마련될 수 있으며, 도금층은 표면에 은 또는 금 도금을 통해 형성될 수 있으며, 베이스 스프링의 재질에 따라 은 또는 금 도금 전에 니켈 도금과 같은 추가적인 도금을 통해 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 탄성 스프링(120)의 하부는 절연성 본체(110)의 하부 방향으로 노출된다. 그리고, 절연성 본체(110)의 하부 방향으로 노출된 탄성 스프링(120)의 하부 영역은 하부 디바이스, 예를 들어 검사 회로 기판(10)에 마련된 그라운드 단자(12)에 접촉된다.

도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100)이 반도체 디바이스(20)의 양불 검사에 적용되는 경우, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 양방향 도전성 모듈(100)은 반도체 디바이스(20)와 검사 회로 기판(10) 사이에 배치된다.

이 때, 양방향 도전성 모듈(100)의 각각의 도전 패턴부(130)는 검사 회로 기판(10)의 신호 단자(11)와 접촉된다. 이 때, 검사 회로 기판(10)의 신호 단자(11) 주변에는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 그라운드 단자(12)가 형성되는데, 탄성 스프링(120)의 하부 중 어느 부분이 노출되더라도 접촉이 가능하도록 신호 단자(11) 주변에 원형 트랙 형상을 갖도록 마련되는 것을 예로 한다.

상기와 같은 구성에 따라, 양방향 도전성 모듈(100)의 도전 패턴부(130) 및 탄성 스프링(120)이 각각 검사 회로 기판(10)의 신호 단자(11) 및 그라운드 단자(12)에 접촉된 상태에서, 양방향 도전성 모듈(100)의 상부에서 반도체 디바이스(20)의 볼(21)이 도전 패턴부(130)의 상부에 접촉하게 되면, 도전 패턴부(130)에 의해 상호 대응하는 반도체 디바이스(20)의 볼(21)과 검사 회로 기판(10)의 신호 단자(11)가 연결되어 반도체 디바이스(20)의 양불 검사가 가능하게 된다.

이 때, 각각의 도전 패턴부(130)의 주변에 위치하는 탄성 스프링(120)이 검사 회로 기판(10)의 그라운드 단자(12)에 접촉되어 접지를 형성함으로써, 각각의 도전 패턴부(130)에서의 노이즈 및 상호 신호 간섭을 최소화하여 안정적인 신호의 전달이 가능하게 되고, 하이-스피드의 구현 또한 가능하게 된다.

또한, 접지 기능을 수행하는 탄성 스프링(120)이 상하 방향으로 복원력을 제공하게 되어, 상부 방향에서 반도체 디바이스(20)의 볼(21)이 도전 패턴부(130)를 하부 방향으로 가압할 때 절연성 본체(110)와 함께 탄성 스프링(120)이 탄성적으로 이를 지지하여, 절연성 본체(110)의 변형을 방지하게 된다. 이를 통해, 변형에 따른 전기적 특성의 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 금형 핀(3)이 상향 돌출된 베이스 금형(1)을 마련한다. 여기서, 베이스 금형(1)에 형성된 복수의 금형 핀(3)은 양방향 도전성 모듈(100)의 관통홀(111)에 대응하는 크기와 간격으로 마련된다. 그런 다음, 각각의 금형 핀(3)을 감싸도록 각각의 금형 핀(3)에 탄성 스프링(120)을 끼운다.

각각의 금형 핀(3)에 탄성 스프링(120)이 끼워진 상태에서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 재질의 액상, 예컨대, 액상의 실리콘(132)을 베이스 금형(1)에 주입한 후, 고온에서 경화시켜 절연성 본체(110)를 형성한다. 본 발명에서는 150℃의 온도에서 15분 이상 고온 경화시키는 것을 예로 한다. 이 때, 베이스 금형(1)에 액상의 실리콘(132)을 주입할 때, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 탄성 스프링(120)의 상부가 외부로 노출될 수 있는 정도의 양으로 절연성 본체(110)를 형성하게 되며, 이를 상하 방향으로 뒤집어 사용하게 되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성 스프링(120)의 하부가 절연성 본체(110)의 하부 표면에 노출된 구조로 형성 가능하게 된다.

상기와 같이 절연성 본체(110)의 형성이 완료되면, 절연성 본체(110)를 베이스 금형(1)으로부터 이탈시키면, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 관통홀(111)이 형성된 절연성 본체(110)의 제작이 완료된다. 도 7에서는 절연성 본체(110)의 상하가 역전되지 않은 상태를 도시하고 있다. 여기서, 각각의 금형 핀(3)에 의해 절연성 본체(110)에 상하 방향으로 관통된 복수의 관통공이 형성되고, 각각의 관통공의 주변을 탄성 스프링(120)이 감싸는 형태로 절연성 본체(110) 내부에 형성된다.

그리고, 도전성 파티클(131)을 포함하는 충진제, 예컨대 상술한 바와 같이, 액상의 실리콘(132)과 도전성 파티클(131)이 혼합된 충진제를 각각의 관통홀(111)에 충진한 후 경화시키게 되면 도전 패턴부(130)가 형성되고, 이를 상하 방향으로 뒤집게 되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 양방향 도전성 모듈(100)의 제작이 완료된다. 여기서, 충진제는 고온, 예를 들어 160℃ 이상의 고온에서 경화시키는 것을 예로 한다.

이하에서는, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(300)에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(300)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 양방향 도전성 모듈(300)은 절연성 본체(310), 도전 패턴부(330) 및 탄성 스프링(320)을 포함한다.

제1 실시예와 마찬가지로, 절연성 본체(310)는 절연성 재질로 마련되는데, 실리콘)과 같은 탄성을 갖는 재질로 마련되는 것을 예로 한다. 절연성 본체(310)에는 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀(311,312)가 형성된다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연성 본체(310)의 각각의 관통홀(311,312)은, 도 8의 확대 영역 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 관통홀(311) 및 하부 관통홀(312)를 포함한다.

상부 관통홀(311)은 상부 방향으로 개방되고, 하부 방향으로 하부 관통홀(312)와 연통된다. 하부 관통홀(312)는 하부 방향으로 개방되고, 상부 방향으로 상부 관통홀(311)과 연통된다. 여기서, 하부 관통홀(312)의 내경은 상부 관통홀(311)의 내경보다 작게 마련되어 상부 관통홀(311)과 하부 관통홀(312) 사이에는 단턱(313)이 형성된다.

제1 실시예와 마찬가지로, 도전 패턴부(330)는 각각의 관통홀(311,312)에 형성되어 상하 방향으로 신호 라인을 형성한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 각각의 도전 패턴부(330)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 도전성 충진부(331) 및 도전핀(332,333)을 포함할 수 있다.

도전성 충진부(331)는 각각의 관통홀(311,312)의 상부 영역, 즉 상부 관통홀(311)에 충진된다. 여기서, 도전성 충진부(331)는 제1 실시예에서 마찬가지로, 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 충진제가 충진되어 형성된다.

도전핀(332,333)은 관통홀(311,312)의 하부 영역, 즉 하부 관통홀(312)에 수용되는데, 도전성 충진부(331)와 전기적으로 접촉된 상태를 유지한다. 이에 따라, 도전성 충진부(331)와 도전핀(332,333)이 상하 방향으로 하나의 도전 패턴을 형성하게 된다.

여기서, 도전핀(332,333)은 하부 관통홀(312)에 삽입되는 기둥부(332)와, 기둥부(332)의 상부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부(333)를 포함한다. 이를 통해, 기둥부(332)가 하부 관통홀(312)에 삽입된 상태에서 연장부(333)의 상부에서 하부 방향으로 도전핀(332,333)이 이동하더라도 관통홀(311,312)의 단턱(313)에 걸리는 형태가 되어 하부 방향으로의 이탈이 방지된다.

본 발명에서는 도전핀(332,333)이 도전핀(332,333) 형태의 베이스 본체의 표면에 도전성 재질의 도금을 통해 형성되는 것을 예로 하며, 베이스 본체는 섬유 재질이나 BeCu 재질로 마련되고, 니켈 재질 및 금 재질의 순차적인 도금을 통해 형성되는 것을 예로 한다.

상기와 같은 구성에 따라 하나의 도전 패턴을 형성하는데 있어, 도전성 충진부(331)와 도전핀(332,333)을 이용함으로써, 도전성 충진부(331)가 반도체 디바이스(20)의 볼(21, 도 5 참조)에 접촉하도록 하여 볼(21)에 발생할 수 있는 스크래치(Scratch) 발생을 해소하고, 도전 패턴의 상하 방향으로의 두께를 도전핀(332,333)의 상하 방향으로의 길이로 해결함으로써, 기존의 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓이 갖는 문제점인 미세 피치 구현의 제약을 해소함과 동시에 PCR 타입의 반도체 테스트 소켓이 갖는 문제점인 상하 방향으로의 두께 제약의 문제점을 해소할 수 있게 된다.

탄성 스프링(320)은 각각의 관통홀(311,312)의 주변을 감싸도록 절연성 본체(310) 내부에 형성되어 상하 방향으로 복원력을 제공한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 스프링(320)의 구성은 제1 실시예에 대응하는 바, 그 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 구성에 따라, 본 발명의 제2 실시예에서는 제1 실시예서와 동일하게, 양방향 도전성 모듈(300)의 도전 패턴부(330) 및 탄성 스프링(320)이 각각 검사 회로 기판(30)의 신호 단자(31) 및 그라운드 단자(32)에 접촉된 상태에서, 양방향 도전성 모듈(300)의 상부에서 반도체 디바이스(20)의 볼(21)이 도전 패턴부(330)의 상부에 접촉하게 되면, 도전 패턴부(330)에 의해 상호 대응하는 반도체 디바이스(20)의 볼(21)과 검사 회로 기판(30)의 신호 단자(31)가 연결되어 반도체 디바이스(20)의 양불 검사가 가능하게 된다.

이 때, 각각의 도전 패턴부(330)의 주변에 위치하는 탄성 스프링(320)이 검사 회로 기판(30)의 그라운드 단자(32)에 접촉되어 접지를 형성함으로써, 각각의 도전 패턴부(330)에서의 노이즈 및 상호 신호 간섭을 최소화하여 안정적인 신호의 전달이 가능하게 되고, 하이-스피드의 구현 또한 가능하게 된다.

또한, 접지 기능을 수행하는 탄성 스프링(320)이 상하 방향으로 복원력을 제공하게 되어, 상부 방향에서 반도체 디바이스(20)의 볼(21)이 도전 패턴부(330)를 하부 방향으로 가압할 때 절연성 본체(310)와 함께 탄성 스프링(320)이 탄성적으로 이를 지지하여, 절연성 본체(310)의 변형을 방지하게 된다. 이를 통해, 변형에 따른 전기적 특성의 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

이하에서는, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(300)의 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 복수의 금형 핀(3)이 상향 돌출된 베이스 금형(3)을 마련한다. 여기서, 베이스 금형(3)에 형성된 복수의 금형 핀(3)은 양방향 도전성 모듈(300)의 관통홀(311,312)의 형상에 대응하도록 마련된다. 보다 구체적으로 설명하면, 각각의 금형 핀(3)은 베이스 금형(3)의 바닥면으로부터 돌출된 제1 핀부(512)와, 제1 핀부(512)로부터 연장되되 제1 핀부(512)보다 직경이 작은 제2 핀부(511)로 구성된다. 여기서, 제1 핀부(512)는 관통홀(311,312)의 상부 관통홀(311)에 대응하고, 제2 핀부(511)는 관통홀(311,312)의 하부 관통홀(312)에 대응하게 된다.

그런 다음, 각각의 금형 핀(3)을 감싸도록 각각의 금형 핀(3)에 탄성 스프링(320)을 끼운다. 여기서 탄성 스프링(320)의 내경은 제1 핀의 직경보다 크게 형성된다. 그리고, 각각의 금형 핀(3)에 탄성 스프링(320)이 끼워진 상태에서, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 재질의 액상, 예컨대 액상의 실리콘(332)을 베이스 금형(3)에 주입한 후, 고온에서 경화시켜 절연성 본체(310)를 형성한다. 본 발명에서는 150℃의 온도에서 15분 이상 고온 경화시키는 것을 예로 한다. 이 때, 제1 실시예에서와 마찬가지로, 탄성 스프링(320)의 상부가 노출되는 상태가 될 정도의 액상 실리콘(332)을 주입하게 된다.

그런 다음, 액상의 실리콘(332)의 경화가 완료되면, 절연성 본체(310)를 베이스 금형(3)로부터 이탈시키면, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 관통홀(311,312)가 형성된 절연성 본체(310)가 제작된다. 여기서, 각각의 관통홀(311,312)는 제2 핀부(511)에 의해 형성되는 하부 관통홀(312)과, 제1 핀부(512)에 의해 형성되는 상부 관통홀(311)을 포함하게 되며, 하부 관통홀(312)의 내경이 상부 관통홀(311)의 내경보다 작게 형성된다. 또한, 관통홀(311,312)의 주변을 탄성 스프링(320)이 감싸는 형태로 절연성 본체(310)의 내부에 형성된다.

그런 다음, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 도전핀(332,333)을 상부 관통홀(311)을 통해 삽입하여 기둥부(332)가 하부 관통홀(312)에 삽입되도록 한다. 이 때, 도전핀(332,333)의 연장부(333)가 관통홀(311,312)의 내부 단턱(313)에 걸리는 형태가 되어 제조 과정에서 관통홀(311,312) 하부로 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 도전핀(332,333)이 삽입된 후, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 도전성 파우더를 포함하는 충진제, 예를 들어 액상의 실리콘(332)과 도전성 파우더이 혼합된 충진제를 각각의 상부 관통홀(311)에 충진한 후 경화시키게 되면 도전성 충진부(331)가 형성 가능하게 된다. 여기서, 충진제는 고온, 예를 들어 160℃ 이상의 고온에서 경화시키는 것을 예로 한다.

여기서, 본 발명에서는, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 충진제의 경화 과정에서, 충진제의 충진 후, 상부 평판 금형이 절연성 본체(310)의 상부 표면에 접촉하여 각각의 상부 관통홀(311)의 상부가 차단되도록 하고, 하부 평판 금형이 절연성 본체(310)의 하부 표면에 접촉하여 하부 관통홀(312)를 통해 하부로 돌출된 기둥부(332)가 상부 방향으로 이동한 상태로 충진제의 경화 과정을 진행할 수 있다.

따라서, 기둥부(332)가 하부 평판 금형에 의해 상부 방향으로 밀리게 되어, 연장부(333)와 단턱(313) 사이에는 이격 공간(S)이 형성되는 상태로 도전성 충진부(331)의 경화가 진행 가능하게 된다. 이에 따라, 도전핀(332,333)의 연장부(333)는, 도 8의 확대 영역에 도시된 바와 같이, 관통홀(311,312)의 내부 단턱(313)으로부터 상부 방향으로 소정 간격 이격되어 배치된다.

이를 통해, 도전핀(332,333)의 기둥부(332)의 하부 끝단은 검사 회로 기판(30)과의 접촉을 위해 하부 관통홀(312)의 외부로 돌출되는데, 제조 과정에서의 불량이나 오차, 설치나 이송 과정에서 일부가 하부 관통홀(312)의 내부에 위치하게 되면 접촉 불량이 발생하게 된다.

그러나, 상부에서 반도체 디바이스(20)의 볼(21)이 가압에 의해 도전핀(332,333)의 연장부(333)와 관통홀(311,312)의 내부 단턱(313) 사이의 이격 공간(S)으로 도전핀(332,333)이 이동 가능하게 됨으로써, 도전핀(332,333)의 기둥부(332)의 하부가 안정적으로 검사 회로 기판(30)에 접촉 가능하게 된다.

전술한 실시예에서는 탄성 스프링(320)의 절연성 본체(310)의 내부에서 상부 영역에서 하부 영역까지 상하로 전체적으로 형성되는 것을 예로 하고 있으나, 절연성 본체(310)의 하부 표면으로부터 노출된 상태로 하부의 일부 영역에만 형성될 수 있음은 물론이다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100,300 : 양방향 도전성 모듈 110,310 : 절연성 본체
111 : 관통홀 311 : 상부 관통홀
312 : 하부 관통홀 313 : 단턱
120,320 : 탄성 스프링 130,330 : 도전 패턴부
131 : 도전성 파티클 132 : 실리콘
331 : 도전성 충진부 332 : 기둥부
333 : 연장부 1,500 : 베이스 금형
3 : 금형 핀 511 : 제2 핀부
512 : 제1 핀부 10 : 검사 회로 기판
11 : 신호 단자 12 : 그라운드 단자
20 : 반도체 디바이스 21 : 볼

Claims (5)

1. 상부 디바이스와 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 양방향 도전성 모듈에 있어서,
   절연성을 갖는 재질로 마련되고, 상하 방향으로 관통된 복수의 관통홀이 형성된 절연성 본체와,
   각각의 상기 관통홀에 형성되어 상하 방향으로 신호 라인을 형성하여 상기 상부 디바이스와 상기 하부 디바이스를 전기적으로 연결하는 복수의 도전 패턴부와,
   각각의 상기 관통홀의 주변을 감싸도록 상기 절연성 본체 내부에 형성되되, 상기 도전 패턴부와 물리적으로 분리되도록 상기 절연성 본체 내부에 형성되어 상하 방향으로 복원력을 제공하는 탄성 스프링을 포함하고;
   각각의 상기 탄성 스프링의 하부는 상기 절연성 본체의 하부 방향으로 노출되어 상기 하부 디바이스에 마련된 그라운드 단자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 스프링은
   상하 방향으로 복원력을 갖는 베이스 스프링과;
   상기 베이스 스프링의 표면에 도금되어 도전성을 제공하는 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 스프링은 상기 관통홀 주변의 상기 절연성 본체 내부에서 상하 방향을 따라 감기는 형태의 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   각각의 상기 도전 패턴부는
   도전성을 갖는 도전성 파티클을 포함하는 충진제가 각각의 상기 관통홀에 충진되어 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   각각의 상기 도전 패턴부는
   각각의 상기 관통홀의 상부 영역에 충진되고, 도전성을 갖는 도전성 파티클을 포함하는 충진제가 충진되어 형성되는 도전성 충진부와,
   각각의 상기 관통홀의 하부 영역에 수용되고, 상기 도전성 충진부와 전기적으로 접촉되는 도전핀을 포함하고;
   각각의 상기 관통홀은
   상부 방향으로 개방된 상부 관통홀과,
   상기 상부 관통홀의 내경보다 작은 내경을 가져 상기 상부 관통홀과의 사이에 단턱을 형성하는 하부 관통홀을 포함하며;
   각각의 상기 도전핀은
   상기 하부 관통홀에 삽입되는 기둥부와,
   상기 기둥부의 상부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 모듈.

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