KR20180070734A - 양방향 도전성 핀 및 이를 이용한 반도체 테스트 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양방향 도전성 핀 및 이를 이용한 반도체 테스트 소켓에 관한 것이다. 본 발명에 따른 양방향 도전성 핀은 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되는 상부 접촉부와, 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되고 상기 상부 접촉부의 하부에 이격된 상태로 배치되는 하부 접촉부와, 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부를 전기적으로 연결하고, 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부 사이의 공간으로 휜 형상을 갖는 연결부와, 상기 상부 접촉부의 상부 표면이 상부로 노출되고 상기 하부 접촉부의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로 상기 상부 접촉부의 적어도 일 영역, 상기 하부 접촉부의 적어도 일 영역 및 상기 연결부가 내부에 수용되도록 형성되는 탄성을 갖는 절연성 재질의 핀 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀에 의해서 달성된다.를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 도전성을 갖는 금속 박판을 패터닝하고, 금형 등의 방법을 패턴을 말아 상부 접촉부 및 하부 접촉부를 형성하고, 연결부가 윈 형태를 가져 탄성적으로 복원력을 가지게 되어 상하 방향으로 하나의 양방향 도전성 핀이 구현 가능하게 된다.

Description

양방향 도전성 핀 및 이를 이용한 반도체 테스트 소켓{BY-DIRECTIONAL ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND SEMICONDUCTOR TEST SOCKET USING THE SAME}

본 발명은 양방향 도전성 핀 및 이를 이용한 반도체 테스트 소켓에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓이 갖는 단점을 보완할 수 있는 양방향 도전성 핀 및 이를 이용한 반도체 테스트 소켓에 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(100)은 반도체 디바이스(130)의 단자(131)와 대응되는 위치에 상하방향으로 관통공(111)이 형성된 하우징(110)과, 하우징(110)의 관통공(111) 내에 장착되어 반도체 디바이스(130)의 단자(131) 및 테스트 장치(140)의 패드(141)를 전기적으로 연결시키는 포고-핀(Pogo-pin)(120)으로 이루어진다.

포고-핀(Pogo-pin)(120)의 구성은, 포고-핀(Pogo-pin) 본체로 사용되며 내부가 비어있는 원통형 형태를 가지는 배럴(124)과, 배럴(124)의 하측에 형성되는 접촉팁(123)과, 배럴(124) 내부에서 접촉팁(123)과 연결되어 수축과 팽창 운동을 하는 스프링(122) 및 접촉팁(123)과 연결된 스프링(122) 반대편에 연결되어 반도체 디바이스(130)와의 접촉에 따라 상하운동을 수행하는 접촉핀(121)으로 구성된다.

이 때, 스프링(122)은 수축 및 팽창을 하면서 접촉핀(121)과 접촉팁(123)에 전달되는 기계적인 충격을 흡수하면서 반도체 디바이스(130)의 단자(131)와 테스트 장치(140)의 패드(141)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.

포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 소자의 한계를 극복하고자 제한된 기술이, 탄성 재질의 실리콘 소재로 제작되는 실리콘 본체 상에 수직 방향으로 타공 패턴을 형성한 후, 타공된 패턴 내부에 도전성 분말을 충진하여 도전 패턴을 형성하는 PCR 소켓 타입의 반도체 테스트 소켓이다.

그러나, PCR 타입의 반도체 테스트 소켓은 내부에 충진되는 도전성 분말의 이탈로 인한 수명의 단축 문제 등과 같이 PCR 타입의 반도체 테스트 소켓의 구조적 한계로 인해 갖는 문제점 또한 가지고 있다.

따라서, 미세 피치의 구현이 가능하면서도 PCR 타입의 반도체 테스트 소켓과 같은 다른 방식의 반도체 테스트 소켓이 갖는 문제점을 해소할 수 있는 다른 형태의 반도체 테스트 소켓의 개발이 요구되고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 포고-핀 타입이나 다른 반도체 테스트 소켓이 갖는 단점을 보완하여, 포고-핀 타입의 반도체 테스트 소켓을 대체할 수 있는 양방향 도전성 핀 및 양방향 도전성 패턴 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 양방향 도전성 핀에 있어서, 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되는 상부 접촉부와, 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되고 상기 상부 접촉부의 하부에 이격된 상태로 배치되는 하부 접촉부와, 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부를 전기적으로 연결하고, 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부 사이의 공간으로 휜 형상을 갖는 연결부와, 상기 상부 접촉부의 상부 표면이 상부로 노출되고 상기 하부 접촉부의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로 상기 상부 접촉부의 적어도 일 영역, 상기 하부 접촉부의 적어도 일 영역 및 상기 연결부가 내부에 수용되도록 형성되는 탄성을 갖는 절연성 재질의 핀 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 상부 접촉부 및 상기 하부 접촉부는 원통 형상을 갖도록 말려 형성되거나 태엽 형태로 말려 형성될 수 있다.

또한, 상기 상부 접촉부, 상기 하부 접촉부 및 상기 연결부는 도전성을 갖는 박판의 패터닝을 통해 일체로 형성되는 베이스 패턴의 상부 영역 및 하부 영역을 말아 형성될 수 있다.

그리고, 상기 상부 접촉부로부터 하부로 연장되되 하부 말단이 상기 하부 접촉부와 소정 간격 이격되도록 형성된 적어도 하나의 상부 내측 지지부와; 상기 하부 접촉부로부터 상부로 연장되되 상부 말단이 상기 접촉부로부터 소정 간격 이격되도록 형성된 적어도 하나의 하부 내측 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부 접촉부의 내측 말린 부분은 외측 말린 부분보다 상부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 하부 접촉부의 내측 말린 부분은 외측 말린 부분보다 하부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 양방향 도전성 핀에 있어서, 상부 판부와, 상기 상부 판부의 양측으로부터 각각 상향 절곡된 한 쌍의 상부 절곡부를 갖는 도전성 재질의 상부 접촉부와; 하부 판부와, 상기 하부 판부의 양측으로부터 각각 하향 절곡된 한 쌍의 하부 절곡부를 포함하고 상기 상부 접촉부의 하부로 이격된 도전성 재질의 하부 접촉부와; 상기 상부 판부와 상기 하부 판부를 전기적으로 연결하되 상기 상부 판부 및 상기 하부 판부와 일체로 형성되고, 상기 상부 판부와 상기 하부 판부 사이에서 휜 형상을 갖는 연결부와; 상기 상부 절곡부의 상부 표면이 상부로 노출되고 상기 하부 절곡부의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로 상기 상부 접촉부의 적어도 일 영역, 상기 하부 접촉부의 적어도 일 영역 및 상기 연결부가 내부에 수용되도록 형성되는 탄성을 갖는 절연성 재질의 핀 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 상부 접촉부, 상기 하부 접촉부 및 상기 연결부는 도전성을 갖는 박판의 패터닝을 통해 일체로 형성되는 베이스 패턴의 절곡 및 휨에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 상부 절곡부의 상하 방향으로의 두께는 상기 연결부 측에서 상기 연결부의 반대측으로 갈수록 얇아지도록 형성되되, 상기 상부 절곡부의 상부 표면은 수평을 이루도록 형성되며; 상기 하부 절곡부의 상하 방향으로의 두께는 상기 연결부 측에서 상기 연결부의 반대측으로 갈수록 얇아지도록 형성되되, 상기 하부 절곡부의 하부 표면은 수평을 이루도록 형성될 수 있다.

그리고, 일체로 연결된 상기 상부 판부, 상기 연결부 및 상기 하부 판부가 C 자 형태로 휘어져 상기 연결부가 휜 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 연결부의 상부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡되고, 상기 연결부의 하부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡된 상태로, 상기 연결부가 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부의 사이의 내측 방향으로 휜 형상을 가질 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라, 반도체 테스트 소켓에 있어서, 절연성 본체와, 가로 방향으로 상호 이격된 상태로 상기 절연성 본체 내부에 배치되고, 각각의 상부 및 하부가 상기 절연성 본체의 상부 표면 및 하부 표면에 노출되는 복수의 상기 양방향 도전성 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓에 의해서 달성된다.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 도전성을 갖는 금속 박판을 패터닝하고, 금형 등의 방법을 이용하여 박판을 말거나, 절곡 휨 등의 공정을 통해 도전 라인을 형성하고, 실리콘 등의 절연성 재질로 본체를 형성하여 상하 방향으로의 도전성을 갖는 양방향 도전성 핀이 구현 가능하게 된다.

또한, 태엽 형태로 말린 상부 접촉부가 반도체 소자의 단자, 예를 들어 볼에 접촉할 때, 태엽 내부 부분부터 먼저 접촉하여 외부로 순차적으로 접촉되어 보다 안정적인 접촉과, 접촉이 제거될 때 안정적인 복원이 가능하게 된다.

또한, 금속 박판을 에칭이나 스탬핑 방법을 이용해 패터닝하고, 금형 등으로 원통 형상 또는 태엽 형상으로 말아 제조하거나, 절곡이나 휨 등과 같은 간단한 공정을 통해 제조함으로써, 그 제조방법이 간소화될 뿐만 아니라 제조비용 또한 현저히 감소시킬 수 있게 된다.

그리고, 다수의 양방향 도전성 핀을 복수의 홀이 형성된 절연성 본체의 각 홀에 삽입하여 반도체 테스트 소켓을 제조함으로써, 기존의 포고핀을 대체 가능하게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 핀을 설명하기 위한 도면이고,
도 5 및 도 6은 도 4의 양방향 도전성 핀의 제조 방법의 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 핀을 설명하기 위한 도면이고,
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 핀을 설명하기 위한 도면이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 다른 양방향 도전성 핀의 다른 예들을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(10)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(10)은 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12), 연결부(13) 및 핀 본체(14)를 포함한다.

상기 접촉부는 그 상부 표면이 핀 본체(14)의 상부 표면으로부터 상부로 노출된다. 이를 통해, 검사 대상인 반도체 소자가 하부로 이동하는 경우, 반도체 소자의 볼(Ball)이 상부 접촉부(11)의 상부 표면에 직접적으로 접촉 가능하게 된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부 접촉부(11)는 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되는 것을 예로 하는데 그 상세한 설명은 후술한다.

하부 접촉부(12)는 그 하부 표면이 핀 본체(14)의 하부 표면으로부터 하부로 노출된다. 이를 통해, 반도체 소자의 검사시 하부에 위치하는 검사회로기판의 단자에 직접적으로 접촉 가능하게 된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 하부 접촉부(12)는 도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되는 것을 예로 하는데 그 상세한 설명은 후술한다.

여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부 접촉부(11) 및 하부 접촉부(12)는 원통 형상을 말려 형성될 수 있다. 다른 예로, 도 4의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 상부 접촉부(11) 및 하부 접촉부(12)는 태엽 형태로 말려 형성될 수 있다. 그리고, 도 4의 (c)에 도시된 실시예는 상부 접촉부(11)의 내측 말린 부분이 외측 말린 부분보다 상부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성되는 것을 예로 하고 있다. 이는 상부 접촉부(11)의 형성을 위한 박판의 상하 방향으로의 폭을 달리하여 형성함으로써 구현이 가능하게 된다.

상기와 같은 태엽 형태의 상부 접촉부(11)에 반도체 소자의 단자, 예를 들어 볼(Ball)이 상부 방향에서 하부 방향으로 접촉하게 되면, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 태엽 내부의 ① 번 부분이 볼에 먼저 접촉하여 하부 방향으로 하강하게 되고, ② 번 및 ③ 번 순으로 순차적으로 접촉하게 됨으로써, 탄성적인 접촉과, 접촉 제거 후 원상태로 복원하는 복원력을 갖게 된다. 즉, 상부 방향에서의 접촉시 탄성적으로 지지하게 된다.

마찬가지로, 하부 접촉부(12)의 내측 말린 부분이 외측 말린 부분보다 하부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성될 수 있음은 물론이다.

다시, 도 4의 (a)를 참조하여 설명하면, 연결부(13)는 상부 접촉부(11)와 하부 접촉부(12)를 전기적으로 연결한다. 그리고, 연결부(13)는 상부 접촉부(11)와 하부 접촉부(12) 사이의 공간, 즉 내측 방향으로 휜 형상을 갖는다. 이를 통해, 본 발명에 따른 양방향 도전성 핀(10)이 반도체 테스트 소켓에 적용되는 경우, 반도체 소자가 상부 방향에서 하부 방향으로 가압할 때 이를 탄성적으로 지지 가능하게 된다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(10)의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 금속 박판을 준비하고, 금속 박판을 패터닝 처리하여, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 베이스 패턴(10a)을 형성한다. 여기서, 금속 박판은 도전성을 갖는 재질로 마련될 수 있으나, 후술할 도금 과정을 통해 도전성이 형성될 수 있는 바, 금속 박판의 도전성은 필수가 아닐 수 있다. 금속 박판의 재질은 구리 또는 구리 합금, 예를 들어 BeCu로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 금속 박판의 패터닝 방법으로 에칭 방법이나 스탬핑 방법이 적용되는 것을 예로 한다. 도 5의 (a)에서는 하나의 금속 박판을 패터닝하여 3개의 베이스 패턴(10a)을 형성하는 것을 예로 하고 있으나, 그 개수가 이에 국한되지 않음은 물론이다.

여기서, 하나의 베이스 패턴(10a)은 상부 접촉 패턴(11a), 하부 접촉 패턴(12a) 및 연결 패턴(13a)을 포함하게 되는데, 상부 접촉 패턴(11a)이 상부 접촉부(11)를 형성하고, 하부 접촉 패턴(12a)이 하부 접촉부(12)를 형성하고, 연결 패턴(13a)이 연결부(13)를 형성하게 된다.

복수의 베이스 패턴(10a)은 이후 작업의 용이성을 위해, 각각의 상부 접촉 패턴(11a)이 상부 연결 패턴(123)을 통해 상부 지지 패턴(121)에 연결되고, 각각의 하부 접촉 패턴(12a)이 하부 연결 패턴(124)을 통해 하부 지지 패턴(122)에 연결되어, 도 5의 (a)와 같이 복수의 베이스 패턴(10a)이 함께 이동하거나 동시 작업이 가능하게 된다.

상기와 같이, 베이스 패턴(10a)의 제조가 완료되면, 베이스 패턴(10a)의 도전성 향상을 위해, 도금 과정이 진행될 수 있다. 본 발명에서는 니켈 도금과 금 도금을 순차적으로 진행하는 것을 예로 한다.

도금 과정이 완료되면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 각각의 상부 접촉 패턴(11a)과 하부 접촉 패턴(12a)을 상하 방향을 축으로 말아 원형 또는 태엽 형태의 상부 접촉부(11) 및 하부 접촉부(12)를 형성한다. 그런 다음, 연결 패턴(13a)을 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, A 방향으로 밀어 휜 형상을 갖도록 하여 연결부(13)를 형성하게 된다.

상기와 같이, 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12) 및 연결부(13)가 형성되면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각의 상부 접촉부(11)의 상부 표면과, 각각의 하부 접촉부(12)의 하부 표면이 상부 방향 및 하부 방향으로 노출된 상태가 되도록 탄성을 갖는 절연성 재질의 절연 지지체(14a)를 형성하게 된다. 여기서, 절연 지지체(14a)는 실리콘 재질로 마련되는 것을 예로 한다.

도 6의 (a)에서는 상부 접촉부(11)의 하부 일부와, 하부 접촉부(12)의 상부 일부가 커버는 정도로 연결부(13)가 내부에 수용될 수 있도록 절연 지지체(14a)가 형성되는 것을 예로 한다.

일 예로, 도 5의 (c)에 도시된 베이스 패턴(10a)을 금형에 설치한 후, 액상의 실리콘을 주입한 후 경화시켜 절연 지지체(14a)를 형성할 수 있다. 이를 통해, 상부 접촉부(11)의 상부 표면과 하부 접촉부(12)의 하부 표면은 절연 지지체(14a)의 외부로 노출된 상태가 되고, 상부 접촉부(11)의 나머지 부분, 하부 접촉부(12)의 나머지 부분, 그리고 연결부(13)가 절연 지지체(14a)의 내부에 위치하게 된다.

상기와 같이, 절연 지지체(14a)의 형성이 완료되면, 도 6의 (a)의 절취선 C1을 따라 레이저 커팅 등의 방법으로 상부 연결 패턴(123) 및 하부 연결 패턴(124)을 절단하고, 도 6의 (b)에 도시된 절취선 C2를 따라 절연 지지체(14a)를 레이저 커팅 등의 방법으로 절단하게 되면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같은 하나의 양방향 도전성 핀(10)이 형성 가능하게 된다. 그리고, 절취 후 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12) 및 연결부(13)를 내부에 수용하고 있는 절연 지지체(14a)가 하나의 양방향 도전성 핀(10)의 핀 본체(14)를 형성하게 된다.

여기서, 상하 방향으로 관통된 복수의 홀이 형성된 절연성 본체의 각각의 홀에 양방향 도전성 핀(10)을 삽입하게 되면, 포고 타입을 대체할 수 있는 본 발명에 따른 반도체 테스트 소켓의 제작이 가능하게 된다. 여기서, 절연성 본체는 실리콘 본체를 홀을 타공하여 형성할 수 있고, 다른 형태의 지지체 구조로 마련될 수 있음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(20)을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 실시예는 전술한 제1 실시예의 변형 예로, 상호 대응하는 구성은 상술한 제1 실시예에 대응한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(20)은, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12), 연결부(13), 핀 본체(14), 상부 내측 지지부(15) 및 하부 내측 지지부(16)를 포함할 수 있다.

상부 내측 지지부(15)는 상부 접촉부(11)로부터 하부로 연장되되, 하부 말단이 하부 접촉부(12)와 소정 간격 이격되도록 형성된다. 마찬가지로, 하부 내측 지지부(16)는 상부 접촉부(11)로부터 상부로 연장되되, 상부 말단이 상부 접촉부(11)와 소정 간격 이격되도록 형성된다.

이를 통해, 상부 접촉부(11) 및 하부 접촉부(12)가 핀 본체(14)에 의해 보다 안정적으로 지지되면서도, 상부 내측 지지부(15) 및 하부 내측 지지부(16)의 말단이 반대측과 이격됨으로서 반도체 소자의 테스트 과정에서 상하 방향으로 구속력을 발생하지는 않게 된다.

상부 내측 지지부(15) 및 하부 내측 지지부(16)의 형성은, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같에, 베이스 패턴(10a)의 형성 과정에서 상부 내측 패턴(15a) 및 하부 내측 패턴(16a)을 형성함으로써, 상술한 제조 과정을 통해 형성 가능하게 된다.

이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(300)에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(300)은, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12), 연결부(330) 및 핀 본체(340)를 포함한다.

상부 접촉부(11)는 상부 판부(312) 및 한 쌍의 상부 절곡부(311)를 포함한다. 한 쌍의 상부 절곡부(311)는 상부 판부(312)의 양측으로부터 각각 상향 절곡되어 형성되는데, 상부 판부(312) 및 한 쌍의 상부 절곡부(311)는 일체로 된 도전성 재질의 박판을 절곡하여 형성하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

하부 접촉부(12)는 하부 판부(322) 및 한 쌍의 하부 절곡부(321)를 포함한다. 한 쌍의 하부 절곡부(321)는 하부 판부(322)의 양측으로부터 각각 하향 절곡되어 형성되는데, 하부 판부(322) 및 한 쌍의 하부 절곡부(321)는 일체로 된 도전성 재질의 박판을 절곡하여 형성하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

연결부(330)는 상부 판부(312) 및 하부 판부(322)를 전기적으로 연결하는데, 상부 판부(312) 및 하부 판부(322)와 일체로 형성되고, 상부 판부(312)와 하부 판부(322) 사이에서, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 휜 형상을 갖는다.

핀 본체(340)는 상부 절곡부(311)의 상부 표면이 상부로 노출되고, 하부 절곡부(321)의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로, 상부 접촉부(11)의 적어도 일 영역, 하부 접촉부(12)의 적어도 일 영역, 그리고 연결부(330)가 내부에 수용되도록 형성된다. 본 발명에서는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상부 절곡부(311)의 하측 일부와 상부 판부(312)가 핀 본체(340)에 수용되고, 마찬가지로 한 쌍의 하부 절곡부(321)의 하측 일부와 하부 판부(322)가 핀 본체(340)에 수용되는 것을 예로 한다. 여기서, 핀 본체(340)는 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 절연성을 갖는 재질, 예를 들어 실리콘 재질로 마련되는 것을 예로 한다.

본 발명에서는 일체로 연결되는 상부 판부(312), 연결부(330) 및 하부 판부(322)가, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, C자 형태로 휘어져 상부 판부(312) 및 하부 판부(322)의 판면이 각각 상부 및 하부로 향하는 상태로 연결부(330)가 휜 형상을 갖는 것을 예로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 핀(300)의 제조 과정을, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 먼저, 금속 박판을 준비하고, 금속 박판을 패터닝 처리하여, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 베이스 패턴(300a)을 형성한다. 여기서, 금속 박판은 도전성을 갖는 재질로 마련될 수 있으나, 후술할 도금 과정을 통해 도전성이 형성될 수 있는 바, 금속 박판의 도전성은 필수가 아닐 수 있다. 금속 박판의 재질은 구리 또는 구리 합금, 예를 들어 BeCu로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 금속 박판의 패터닝 방법으로 에칭 방법이나 스탬핑 방법이 적용되는 것을 예로 한다. 도 8의 (a)에서는 하나의 금속 박판을 패터닝하여 2개의 베이스 패턴(300a)을 형성하는 것을 예로 하고 있으나, 그 개수가 이에 국한되지 않음은 물론이다. 여기서, 도 8의 (a) 및 (b)의 우측 도면은 좌측 도면을 측면에서 바라본 형상을 도시한 것이다.

하나의 베이스 패턴(300a)은 상부 접촉 패턴(311a,312a), 하부 접촉 패턴(321a,322a) 및 연결 패턴(330a)을 포함하게 되는데, 베이스 패턴(300a)은 대략 I 자 형상을 갖게 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상부 접촉 패턴(311a,312a)은 상부 판면 패턴(312a)과 그 양측으로 연장된 한 쌍의 상부 절곡 패턴(311a)을 포함한다.

마찬가지로, 하부 접촉 패턴(321a,322a)은 하부 판면 패턴(322a)과 그 양측으로 연장된 한 쌍의 하부 절곡 패턴(321a)을 포함한다. 그리고, 상부 판면 패턴(312a)과 하부 판면 패턴(322a)이 연결 패턴(330a)을 통해 상호 연결되어, 하나의 베이스 패턴(300a)을 형성하게 된다.

복수의 베이스 패턴(300a)은 이후 작업의 용이성을 위해, 각각의 상부 접촉 패턴(311a,312a)이 상부 연결 패턴(123)을 통해 상부 지지 패턴(121)에 연결되고, 각각의 하부 접촉 패턴(321a,322a)이 하부 연결 패턴(124)을 통해 하부 지지 패턴(122)에 연결되어, 도 8의 (a)와 같이 복수의 베이스 패턴(300a)이 함께 이동하거나 동시 작업이 가능하게 된다.

상기와 같이, 베이스 패턴(300a)의 제조가 완료되면, 베이스 패턴(300a)의 도전성 향상을 위해, 도금 과정이 진행될 수 있다. 본 발명에서는 니켈 도금과 금 도금을 순차적으로 진행하는 것을 예로 한다.

도금 과정이 완료되면, 도 8의 (a)의 절곡선 B1을 따라 각각의 상부 절곡 패턴(311a)과 각각의 하부 절곡 패턴(321a)을, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 절곡한다. 본 발명에서는 대략 90ㅀ로 절곡하는 것을 예로 하고 있다.

그런 다음, 상부 판면 패턴(312a)과 하부 판면 패턴(322a)의 판면이 각각 상부 및 하부 방향을 향하도록 베이스 패턴(300a)을 C자 형태로 휘어, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부 판면과 한 쌍의 상부 절곡부(311)로 구성된 상부 접촉부(11)와, 하부 판면과 한 쌍의 하부 절곡부(321)로 구성된 하부 접촉부(12), 그리고 휜 형상을 갖는 연결부(330)를 형성하게 된다.

즉, 도 8의 (a)에 도시된 한 쌍의 상부 절곡 패턴(311a)의 양측 단부가 상부 방향을 향하게 되고, 한 쌍의 하부 절곡 패턴(321a)의 양측 단부가 하부 방향을 향하게 되어, 반도체 소자의 볼과, 검사회로기판의 단자와 각각 접촉되는 부위가 된다.

그런 다음, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 각각의 상부 접촉부(11)의 상부 표면, 즉 상부 절곡부(311)의 상부 표면과, 각각의 하부 접촉부(12)의 하부 표면, 즉 하부 절곡부(321)의 하부 표면이 상부 방향 및 하부 방향으로 노출된 상태가 되도록 탄성을 갖는 절연성 재질의 절연 지지체(340a)를 형성하게 된다. 여기서, 절연 지지체(340a)는 실리콘 재질로 마련되는 것을 예로 한다.

도 9의 (b)에서는 상부 절곡부(311)의 하부 일부, 상부 판부(312), 하부 절곡부(321)의 하부 일부, 하부 판부(322), 그리고 연결부(330)가 절연 지지체(340a)의 내부에 수용되도록 절연 지지체(340a)가 형성되는 것을 예로 하고 있다.

상기와 같이, 절연 지지체(340a)의 형성이 완료되면, 도 9의 (b)의 절취선 C3를 따라 레이저 커팅 등의 방법으로 상부 연결 패턴(123) 및 하부 연결 패턴(124)을 절단하고, 도 9의 (b)에 도시된 절취선 C4를 따라 절연 지지체(340a)를 레이저 커팅 등의 방법으로 절단하게 되면, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같은 하나의 양방향 도전성 핀(300)이 형성 가능하게 된다. 그리고, 절취 후 상부 접촉부(11), 하부 접촉부(12) 및 연결부(330)를 내부에 수용하고 있는 절연 지지체(340a)가 하나의 양방향 도전성 핀(300)의 핀 본체(340)를 형성하게 된다.

그리고, 상하 방향으로 관통된 복수의 홀이 형성된 절연성 본체의 각각의 홀에 양방향 도전성 핀(300)을 삽입하게 되면, 포고 타입을 대체할 수 있는 본 발명에 따른 반도체 테스트 소켓의 제작이 가능하게 된다. 여기서, 절연성 본체는 실리콘 본체를 홀을 타공하여 형성할 수 있고, 다른 형태의 지지체 구조로 마련될 수 있음은 물론이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 다른 양방향 도전성 핀(300)의 다른 예들을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 10의 (a)를 참조하여 설명하면, 베이스 패턴(300a)의 상부 절곡 패턴(311a)의 단부가 경사지도록 형성되는 것을 예로 한다. 그리고, 상부 절곡 패턴(311a)의 양측 단부, 즉 상부 절곡부(311)의 상부 표면이 수평(본 발명에서의 '수평'은 물리적인 수평을 의미하는 것이 아니며, 수평으로 인식 가능한 정도까지를 포함함)이 되도록 베이스 패턴(300a)을 휘어 제작할 수 있다.

마찬가지로, 베이스 패턴(300a)의 하부 절곡 패턴(321a)의 단부가 경사지도록 형성하고, 하부 절곡 패턴(321a)의 양측 단부, 즉 하부 절곡부(321)의 하부 표면이 수평이 되도록 베이스 페턴을 휘어 제작할 수 있다.

이 경우, 상부 절곡부(311)의 상하 방향으로의 두께는 연결부(330) 측에서 연결부(330)의 반대측으로 갈수록 얇아진다(t1<t2). 마찬가지로, 하부 절곡부(321)의 상하 방향으로의 두께는 연결부(330) 측에서 연결부(330)의 반대측으로 갈수록 얇아진다.

상기와 같은 구성을 통해, 베이스 패턴(300a)을 좀 더 덜 휜 상태로 제작이 가능하게 되고, 이를 통해, 가로 방향으로의 폭을 줄일 수 있게 된다.

도 10의 (b)에 도시된 실시예는 연결부(330)의 휜 방향을 달리한 실시예이다. 보다 구체적으로 설명하면, 연결부(330)의 상부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡되고(도 10의 (b)의 B2 참조), 연결부(330)의 하부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡된 상태로, 연결부(330)가 상부 접촉부(11)와 하부 접촉부(12) 사이의 내측 방향으로 휜 형상을 갖도록 마련된 예이다.

도 11은 상부 판면 패턴(312a)과 그 양측의 상부 절곡 패턴(311a) 사이에 절취부(H1)를 형성하고, 하부 판면 패턴(322a)과 그 양측의 하부 절곡 패턴(321a) 사이에 절취부(H2)를 형성하여, 도 11의 왼편 도면에 도시된 바와 같이, 상부 절곡부(311)의 일부가 상부 판부(312)과 이격된 상태(S1)가 되고, 하부 절곡부(321)의 일부가 하부 판부(322)과 이격된 상태(S2)가 되도록 형성하여, 보다 탄성적인 지지가 가능하게 마련할 수 있다.

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.

10,20,300 : 양방향 도전성 핀 11 : 상부 접촉부
12 : 하부 접촉부 13,330 : 연결부
14,340 : 핀 본체 15 : 상부 내측 지지부
16 : 하부 내측 지지부 10a,300a : 베이스 패턴
11a : 상부 접촉 패턴 12a : 하부 접촉 패턴
13a,330a : 연결 패턴 15a : 상부 내측 패턴
16a : 하부 내측 패턴 121 : 상부 지지 패턴
122 : 하부 지지 패턴 123 : 상부 연결 패턴
124 : 하부 연결 패턴 311 : 상부 절곡부
312 : 상부 판부 321 : 하부 절곡부
322 : 하부 판부 311a : 상부 절곡 패턴
312a : 상부 판면 패턴 321a : 하부 절곡 패턴
322a : 하부 판면 패턴

Claims (12)

1. 양방향 도전성 핀에 있어서,
   도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되는 상부 접촉부와,
   도전성을 갖는 박판이 상하 방향을 축으로 말려 형성되고 상기 상부 접촉부의 하부에 이격된 상태로 배치되는 하부 접촉부와,
   상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부를 전기적으로 연결하고, 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부 사이의 공간으로 휜 형상을 갖는 연결부와,
   상기 상부 접촉부의 상부 표면이 상부로 노출되고 상기 하부 접촉부의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로 상기 상부 접촉부의 적어도 일 영역, 상기 하부 접촉부의 적어도 일 영역 및 상기 연결부가 내부에 수용되도록 형성되는 탄성을 갖는 절연성 재질의 핀 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부 접촉부 및 상기 하부 접촉부는 원통 형상을 갖도록 말려 형성되거나 태엽 형태로 말려 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 접촉부, 상기 하부 접촉부 및 상기 연결부는 도전성을 갖는 박판의 패터닝을 통해 일체로 형성되는 베이스 패턴의 상부 영역 및 하부 영역을 말아 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
4. 제1항에 있어서,
   상기 상부 접촉부로부터 하부로 연장되되 하부 말단이 상기 하부 접촉부와 소정 간격 이격되도록 형성된 적어도 하나의 상부 내측 지지부와;
   상기 하부 접촉부로부터 상부로 연장되되 상부 말단이 상기 접촉부로부터 소정 간격 이격되도록 형성된 적어도 하나의 하부 내측 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
5. 제2항에 있어서,
   상기 상부 접촉부의 내측 말린 부분은 외측 말린 부분보다 상부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
6. 제2항에 있어서,
   상기 하부 접촉부의 내측 말린 부분은 외측 말린 부분보다 하부 방향으로 돌출되어 반경 방향 외측으로 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
7. 양방향 도전성 핀에 있어서,
   상부 판부와, 상기 상부 판부의 양측으로부터 각각 상향 절곡된 한 쌍의 상부 절곡부를 갖는 도전성 재질의 상부 접촉부와;
   하부 판부와, 상기 하부 판부의 양측으로부터 각각 하향 절곡된 한 쌍의 하부 절곡부를 포함하고 상기 상부 접촉부의 하부로 이격된 도전성 재질의 하부 접촉부와;
   상기 상부 판부와 상기 하부 판부를 전기적으로 연결하되 상기 상부 판부 및 상기 하부 판부와 일체로 형성되고, 상기 상부 판부와 상기 하부 판부 사이에서 휜 형상을 갖는 연결부와;
   상기 상부 절곡부의 상부 표면이 상부로 노출되고 상기 하부 절곡부의 하부 표면이 하부로 노출된 상태로 상기 상부 접촉부의 적어도 일 영역, 상기 하부 접촉부의 적어도 일 영역 및 상기 연결부가 내부에 수용되도록 형성되는 탄성을 갖는 절연성 재질의 핀 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
8. 제7항에 있어서,
   상기 상부 접촉부, 상기 하부 접촉부 및 상기 연결부는 도전성을 갖는 박판의 패터닝을 통해 일체로 형성되는 베이스 패턴의 절곡 및 휨에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
9. 제7항에 있어서,
   상기 상부 절곡부의 상하 방향으로의 두께는 상기 연결부 측에서 상기 연결부의 반대측으로 갈수록 얇아지도록 형성되되, 상기 상부 절곡부의 상부 표면은 수평을 이루도록 형성되며;
   상기 하부 절곡부의 상하 방향으로의 두께는 상기 연결부 측에서 상기 연결부의 반대측으로 갈수록 얇아지도록 형성되되, 상기 하부 절곡부의 하부 표면은 수평을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
10. 제7항에 있어서,
    일체로 연결된 상기 상부 판부, 상기 연결부 및 상기 하부 판부가 C 자 형태로 휘어져 상기 연결부가 휜 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
11. 제7항에 있어서,
    상기 연결부의 상부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡되고, 상기 연결부의 하부 가장자리 부분이 내측 방향으로 절곡된 상태로, 상기 연결부가 상기 상부 접촉부와 상기 하부 접촉부의 사이의 내측 방향으로 휜 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 양방향 도전성 핀.
12. 반도체 테스트 소켓에 있어서,
    절연성 본체와,
    상호 이격된 상태로 상기 절연성 본체 내부에 배치되고, 각각의 상부 및 하부가 상기 절연성 본체의 상부 표면 및 하부 표면에 노출되는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 복수의 양방향 도전성 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.

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