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KR-20260061014-A - Spring contact

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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는 서로 다른 형상의 콘택트 핀이 스프링을 사이에 두고 서로 교차 결합되어 눌림 방향으로 탄성력을 갖는 스프링 콘택트를 개시한다.

Inventors

  • 황동원
  • 황재백
  • 황 로건 재
  • 이승우

Assignees

  • 하이콘 주식회사
  • 황동원
  • 황재백
  • 황 로건 재

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20251017
Priority Date
20241025

Claims (15)

  1. 스프링을 사이에 두고 교차 결합되어 눌림 방향으로 압축 시, 상기 스프링에 의해 탄성력을 제공받는 제1 콘택트 핀과 제2 콘택트 핀을 포함하는 스프링 콘택트에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀과 상기 제2 콘택트 핀은, 소정의 폭과 두께를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부의 일단에 형성되어 반도체 디바이스의 단자 또는 테스트 장치의 패드 중 어느 하나와 접촉하는 접촉단을 포함하는 머리부; 및 상기 몸체부의 타단에서 상기 몸체부의 길이방향을 따라 상기 머리부와 대향되는 방향으로 연장되고, 각각 일정한 간격을 두고 마주보는 위치에 구비되고, 단부에 반도체 디바이스의 단자 또는 테스트 장치의 패드 중 어느 하나와 접촉하는 접촉단이 형성되는 한 쌍의 다리부;를 포함하고, 상기 제1 콘택트 핀과 상기 제2 콘택트 핀의 머리부는 서로 다른 형상으로 구비되고, 상기 제1 콘택트 핀 다리부의 접촉단은 상기 스프링 콘택트의 압축 시 상기 제2 콘택트 핀 머리부의 접촉단과 동일 평면상에 위치되는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체부는 상기 스프링 콘택트의 압축 시, 교차 결합된 각 콘택트 핀의 상하 이동을 안내하도록 상기 몸체부의 길이방향을 따라 형성되는 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 다리부는, 서로 마주보는 방향으로 돌출되는 한 쌍의 걸림부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 걸림부재 사이의 최단 거리는 상기 가이드부의 두께보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 걸림부재 사이의 최단 거리는 상기 가이드부의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  6. 제3항에 있어서, 상기 가이드부는 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 교차 결합된 콘택트 핀이 멀어지는 방향으로 이동 시, 상기 교차 결합된 콘택트 핀의 이탈을 방지하도록 다른 콘택트 핀의 걸림부재가 삽입되는 걸림홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀 또는 상기 제2 콘택트 핀 중 어느 하나의 몸체부에 형성되는 가이드부는, 일단이 상기 머리부의 접촉단까지 연장되어 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀의 머리부는, 상기 반도체 디바이스의 단자와 접촉하는 복수개의 접촉단을 형성하고, 상기 제2 콘택트 핀의 머리부는, 상기 테스트 장치의 패드와 접촉하는 접촉단을 형성하고, 상기 제2 콘택트 핀 머리부의 접촉단은 상기 제1 콘택트 핀 머리부의 접촉단의 개수와 동일하거나 적은 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 콘택트 핀의 가이드부는, 일단이 상기 머리부의 접촉단까지 연장되어 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀과 제2 콘택트 핀의 머리부는 상기 반도체 디바이스의 단자 또는 상기 테스트 장치의 패드와 접촉하는 하나의 접촉단을 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀과 상기 제2 콘택트 핀의 가이드부는, 일단이 상기 머리부의 접촉단까지 연장되어 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀의 머리부는, 복수개의 접촉단을 형성하며 상기 몸체부와 일체로 성형되는 판상의 스트립이 롤링되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀은, 상기 머리부와 상기 몸체부의 사이에서 상기 몸체부의 두께 방향 중 일 방향을 향해 굴곡 형성되는 목부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 목부는, 상기 몸체부의 두께보다 더 작은 두께를 형성하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 콘택트 핀과 상기 제2 콘택트 핀은, 상기 몸체부의 폭 방향으로 돌출 형성되어 상기 스프링의 탄성을 지지하는 숄더부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 콘택트.

Description

스프링 콘택트{Spring contact} 본 발명은 반도체 디바이스(IC)의 테스트를 위하여 반도체 디바이스에 마련된 복수개의 단자(lead)와 연쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)의 패드(Pad)를 전기적으로 연결하거나, 컴퓨터, 모바일 폰 등의 전자제품 내부에 있는 PCB에 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU) 등의 IC 단자(Lead)들을 전기적으로 연결하기 위한 스프링 콘택트를 구성하는 콘택트 핀 및 이를 포함하는 스프링 콘택트에 관한 것이다. 일반적으로 BGA(ball grid array) 혹은 LGA(Land Grid Array) 타입의 반도체 IC는 최종적으로 검사 장치에 의해 각종 전기 시험을 통한 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이때, 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴과 BGA 타입 혹은 LGA 타입 반도체 IC의 단자(Lead) 볼(contact ball) 또는 랜드(Land)를 전기적으로 연결하기 위해 테스트 소켓이 사용된다. 테스트 소켓(Test socket)에 사용되는 콘택트(Contact)는 IC의 Lead(단자)와 신뢰성 있는 접촉을 위하여 충분한 가압력이 작용하여야 하며, 따라서 콘택트는 적절한 범위 내에서 충분한 탄성 접촉력을 가져야 하며, 이러한 조건을 충족하기 위하여 다양한 형태의 콘택트가 나와 있다. 한편, 테스트 소켓에는 다수의 스프링 콘택트(Spring contact)가 하우징에 소정 규칙으로 설치되고 있다. 최근 다양한 반도체 소자가 개발되어 다양한 길이의 스프링 콘택트에 대한 고객의 요구가 높아지고 있는데, 종래 포고 핀 타입(Pogo pin type)의 스프링 콘택트는 고객의 요구 성능을 맞추지 못하는 경우가 많다. 예시적으로, 종래 포고 핀 타입의 스프링 콘택트의 길이를 고객의 요구 사항에 맞춰 길게 제작할 경우 스프링 콘택트를 구성하는 콘택트 핀의 길이를 늘림과 동시에, 테스트 소켓을 설계할 시 스프링 콘택트가 삽입되는 핀 홀(Pin hole)의 깊이도 콘택트 핀 첨단부의 폭을 수용하는 직경으로 콘택트 핀의 길이를 고려하여 가공해야된다. 스프링 콘택트 핀은 데이터의 빠른 처리와 저소비 전력을 위하여 점차 미세화 되어 가기 때문에 콘택트 핀 첨단부의 폭을 수용하는 직경으로 긴 핀 홀(Pin hole)의 가공이 어려울 뿐만 아니라, 가사 콘택트 핀 첨단부의 폭을 수용하는 상대적으로 작은 직경으로 긴 핀 홀(Pin hole)을 가공할 수 있다 하더라도 가공 비용이 많이 소요되며 품질을 보장하기 어려운 실정이다. 즉, 종래의 스프링 콘택트는 다양한 길이의 스프링 콘택트를 요구하는 고객들의 요구조건을 맞추기 어려운 실정이다. 한편, 다른 종래기술로써 러버 타입(rubber type)의 소켓이 있으며, 이러한 러버 소켓은 절연성 실리콘 파우더가 고형화되어 신축성을 갖는 절연 몸체와, 디바이스의 단자와 대응되어 절연 몸체에 수직으로 관통 형성되는 도전성 실리콘부로 구성된다. 이러한 러버 타입의 소켓은 절연성 실리콘과 도전성 파우더가 소정의 비율로 혼합된 실리콘 혼합물을 금형 내에 넣고 도전성 실리콘부가 형성될 위치에 강한 자기장을 형성시키면, 실리콘 혼합물의 도전성 파우더가 자기장 형성 위치로 모이게 되고 최종적으로 용융된 실리콘 혼합물을 고형화시켜 절연 몸체에 일정 배열의 도전성 실리콘부가 형성된다. 이러한 러버 타입의 소켓은 탄성 감응 속도가 핀 타입의 콘택트(스프링 콘택트)와 대비하여 늦으며, 반복적인 테스트 과정에서 탄성력이 상실되어 사용 수명이 현저히 떨어지는 단점이 있으며, 따라서 사용횟수가 짧고 잦은 교체에 따른 비용 증가가 발생한다. 또한 탄성 지속성이 시간이 지나면서 감소하는 특성으로 인하여 장시간(1주일 이상) 동안의 연속 압축 테스트 시에 탄성 반발력이 zero가 되거나 현저히 낮아져 단락이 발생되어 장시간의 테스트에는 사용이 어렵다. 또한 러버 타입의 소켓은 탄성 특성이 온도에 따른 영향을 많이 받는 문제점이 있으며, 개별 도전성 실리콘부의 저항특성의 균일성이 떨어지는 단점이 있다. 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이다. 도 2는 도 1에서 표현된 스프링 콘택트의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 제1 콘택트 핀의 정면도이다. 도 4는 도 1의 제1 콘택트 핀의 측면도이다. 도 5는 도 1의 제2 콘택트 핀의 정면도이다. 도 6은 도 1에서 표현된 스프링 콘택트의 단면도이다. 도 7은 도 1에서 표현된 스프링 콘택트가 압축된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 8은 도 7에서 표현된 스프링 콘택트가 압축된 상태에서 일부분을 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적 이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스프링 콘택트의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 표현된 스프링 콘택트의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 제1 콘택트 핀의 정면도이고, 도 4는 도 1의 제1 콘택트 핀의 측면도이고, 도 5는 도 1의 제2 콘택트 핀의 정면도이고, 도 6은 도 1에서 표현된 스프링 콘택트의 단면도이다. 이하 도 1 내지 도 6을 참고하여 설명한다. 본 실시예에 따른 스프링 콘택트(10)는 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13)과 스프링(15)을 포함한다. 스프링 콘택트(10)는 스프링(15)에 의해 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13)이 탄성 지지되도록 제1 콘택트 핀(10)과 제2 콘택트 핀(13)이 스프링(15)을 기준으로 서로 교차되도록 조립될 수 있다. 본 실시예의 스프링(15)은 외경(S1)과 내경(S2)에 의해 소정의 두께를 갖고, 스프링 콘택트(10)의 길이방향을 따라 소정의 길이를 갖는 코일형 압축 스프링이 적용될 수 있으며, 스프링 콘택트(10)에서 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13) 사이에 위치되어 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13)이 길이 방향으로 압축되는 경우 스프링(15)을 기준으로 각각의 콘택트 핀(11,13)을 압축되기 전 위치로 복귀하기 위한 복원력을 제공할 수 있다. 본 실시예의 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13)은 서로 다른 크기와 형상을 갖는 접촉핀에 의해 제공될 수 있다. 두 개의 접촉핀(11,13)은 스프링(13)에 의해 탄성지지 되도록 길이 방향으로 조립되며, 조립되는 위치, 크기 또는 형상에 의해 제1 콘택트 핀(11)과 제2 콘택트 핀(13)으로 구분될 수 있으며, 바람직하게 제1 콘택트 핀(11)은 검사 대상체(BGA 단자, LGA 단자)와 접촉하는 접촉단을 포함할 수 있으며 제2 콘택트 핀(13)은 연쇄 회로 기판(PCB)의 패드(PAD)와 접촉하는 접촉단을 포함할 수 있다. 제1 콘택트 핀(11)은 머리부(111), 목부(112), 몸체부(113), 숄더부(115), 다리부(117), 걸림부(118)로 구성될 수 있다. 몸체부(113)는 소정의 폭과 두께(t1)를 형성할 수 있으며, 몸체부(113)는 목부(112)를 기준으로 머리부(111)와 구분될 수 있다. 머리부(111)의 단부에는 접촉단(1110)이 형성될 수 있다. 접촉단(1110)은 테스트 소켓을 통해 반도체 디바이스(IC)의 테스트 시, 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴 또는 BGA 타입 또는 LGA 타입 반도체 IC의 콘택 볼 또는 랜드 중 어느 하나에 접촉할 수 있다. 즉, 본 실시예의 스프링 콘택트(10)가 적용된 테스트 소켓을 통해 반도체 디바이스(IC)를 테스트 할 시, 제1 콘택트 핀(11)의 접촉단(1110)이 BGA 타입 또는 LGA 타입 반도체 IC의 콘택 볼 또는 랜드에 접촉하면, 제2 콘택트 핀(13)의 접촉단(1310)은 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴에 접촉함으로써, 검사용 인쇄회로기판과 반도체 IC를 전기적으로 연결할 수 있다. 한편, 머리부(111)는 몸체부(113)의 상단에서 몸체부(113)의 중심에 대해 좌우 동일한 길이를 갖고 상측 선단을 따라서 상측 접촉단(1110)이 형성된 판상의 스트립으로 구성될 수 있으며, 상기 판상의 스트립은 몸체부(113)의 중심 부분으로부터 좌우 동일한 거리를 갖는 제1 스트립 구간(미도시)와 제2 스트립 구간(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 판상의 스트립 상태에서 몸체부(113