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KR102693210B1 - 신호 전송 커넥터 - Google Patents

신호 전송 커넥터 Download PDF

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KR102693210B1
KR102693210B1 KR1020230092604A KR20230092604A KR102693210B1 KR 102693210 B1 KR102693210 B1 KR 102693210B1 KR 1020230092604 A KR1020230092604 A KR 1020230092604A KR 20230092604 A KR20230092604 A KR 20230092604A KR 102693210 B1 KR102693210 B1 KR 102693210B1
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KR
South Korea
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signal transmission
mold
hole
housing
guide
Prior art date
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KR1020230092604A
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English (en)
Inventor
김선아
김하린
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주식회사 티에스이
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Publication date
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Abstract

본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는, 몰드 가이드가 부착된 하우징의 가이드 홀과 하우징 홀에 도전 범프가 삽입된 상태에서 가이드 커버가 분리 가능하게 결합되어 형성된다. 신호 전송 커넥터의 도전 범프는 분리형 몰드와, 분리형 몰드의 몰드 홀에 충진되어 채워지는 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 이루어지는 도전부로 이루어지며, 가이드 커버를 분리하면 신호 전송 커넥터에서 도전 범프를 개별적으로 교체할 수 있다.

Description

신호 전송 커넥터{DATA SIGNAL TRANSMISSION CONNECTOR}
본 발명은 신호 전송 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지와 같은 전자부품에 접속하여 전기적 신호를 전달하는데 이용되는 신호 전송 커넥터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재, 전자 산업분야나 반도체 산업분야 등 다양한 분야에서 전기적 신호를 전송하기 위한 다양한 종류의 커넥터가 사용되고 있다.
반도체 디바이스의 경우, 전 공정, 후 공정 그리고 테스트 공정을 거쳐 제조되며, 이 중 테스트 공정은 반도체 디바이스가 정상적으로 동작하는지를 테스트하여 양품과 불량품을 선별하는 공정이다.
테스트 공정에 적용되는 핵심 부품 중의 하나가 소위 테스트용 소켓이라 불리는 신호 전송 커넥터이다. 테스트용 소켓은 집적회로 테스트용 테스터에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판에 장착되어 반도체 디바이스의 검사에 이용된다. 테스트용 소켓은 콘택트 핀(Contact pin)을 구비하며, 이 콘택트 핀이 반도체 디바이스의 단자(리드)와 인쇄회로기판의 단자를 전기적으로 연결시킨다. 테스터는 테스트용 소켓과 접속될 반도체 디바이스를 테스트하기 위한 전기적 신호를 생성하여 반도체 디바이스로 출력시킨 후, 반도체 디바이스를 거쳐 입력되는 전기적 신호를 이용하여 반도체 디바이스가 정상적으로 동작하는지를 테스트하여, 그 결과에 따라 반도체 디바이스가 양품 또는 불량품으로 결정된다.
테스트 소켓으로는 대표적으로 포고 소켓과 러버 소켓이 있다.
포고 소켓은 개별로 제작되는 포고핀을 하우징에 조립하여 구성되는 것으로, 패키지 볼 손상이나, 단가 상승 등의 문제로 인해 최근에는 반도체 테스트 공정에서 포고 소켓보다 러버 소켓의 수요가 증가하고 있다.
러버 소켓은 실리콘 등 탄성력을 갖는 소재의 내부에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태의 도전부가 실리콘 등 탄성력을 갖는 소재로 이루어지는 절연부 안쪽에 서로 절연되도록 배치된 구조를 갖는다. 이러한 러버 소켓은 두께방향으로만 도전성을 나타내는 특성을 가지며, 납땜 또는 스프링과 같은 기계적 수단이 사용되지 않으므로, 내구성이 우수하며 간단한 전기적 접속을 달성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기계적인 충격이나 변형을 흡수할 수 있기 때문에, 반도체 디바이스 등과 부드러운 접속이 가능한 장점이 있다.
도 1은 반도체 디바이스의 테스트 공정에 이용되는 종래의 러버 소켓 형태의 신호 전송 커넥터를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1에 나타낸 신호 전송 커넥터(20)는 피검사 디바이스(10)의 단자(11)가 접촉하는 복수의 도전부(22)와, 복수의 도전부(22)를 상호 이격되도록 지지하는 절연부(21)를 포함한다. 도전부(22)는 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지며, 절연부(21)는 탄성 절연물질로 이루어진다. 종래의 신호 전송 커넥터(20)는 테스터(30)에 설치되며, 피검사 디바이스(10)가 가압수단(미도시)에 의해 가압되면 피검사 디바이스의 단자(11)가 탄성이 있는 도전부(22)의 상단을 가압하여 도전부(22)는 전기가 통하는 통전 상태로 되고, 도전부(22)의 하단이 테스터(30)의 패드(31)에 접촉함으로써 테스터(30)의 패드(31)와 피검사 디바이스(10)의 단자(11)가 전기적으로 연결된다.
이와 같이 러버 소켓으로 이루어진 종래의 신호 전송 커넥터(20)는 하나의 도전부(22)와 인접하는 도전부(22)가 절연부(21)를 통해 서로 구조적으로 연결되어 있는 형태를 가지므로, 제조 과정에서 어느 하나의 도전부가 전기적 특성이 제대로 나오지 않으면 불량인 도전부 하나가 아니라 소켓 전체가 불량으로 판정되어 새로 소켓을 제작하여야 하고, 또한 반복적인 테스트 과정에서 어느 하나의 도전부가 손상되더라도 마찬가지로 소켓 전체를 교체해야 하므로, 납기가 길어지고 원가가 상승하는 문제가 있다.
또한 테스트 과정에서 도전부는 피검사 디바이스의 단자와 수만 회 접촉하게 되고, 피검사 디바이스의 단자와의 반복적인 압축, 팽창과정에서 도전부를 구성하는 탄성 절연물질 내에 포함되어 있는 도전성 입자가 도전부로부터 이탈되어 도전부의 도전 성능이 저하되는 문제가 있었다.
공개특허공보 제2006-0062824호 (2006. 06. 12)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 불량이거나 손상된 도전부를 개별적으로 교체 가능하고, 도전성 입자의 이탈을 방지할 수 있는 러버 소켓 타입의 신호 전송 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는, 피검사 디바이스의 단자를 테스트 신호를 발생하는 테스터의 패드에 접속시켜 상기 피검사 디바이스의 전기적 검사를 수행하는 신호 전송 커넥터에 있어서, 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀이 관통 형성되어 있는 비탄성 절연성 소재의 하우징; 상기 하우징의 상측에 부착되되, 상기 하우징 홀과 대응되는 위치마다 상기 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀이 구비된 몰드 가이드; 몰드 홀이 관통 형성되고, 상기 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 상측에 상기 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 상기 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링을 구비한 분리형 몰드와, 상기 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부로 이루어지는 도전 범프; 및 상기 돌출 링의 외경보다는 작고, 상기 도전부가 노출되는 외경의 커버 홀을 구비하는 가이드 커버;를 포함하되, 상기 가이드 커버가 상기 몰드 가이드의 상측에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 가이드 커버를 분리하여 상기 도전 범프 중 적어도 하나를 다른 도전 범프로 교체할 수 있다.
상기 가이드 커버와 상기 몰드 가이드는 나사 결합될 수 있다.
상기 분리형 몰드는 비탄성을 갖는 절연성 소재 또는 도전성 소재로 이루어질 수 있다.
상기 분리형 몰드가 도전성 소재로 이루어지는 경우에는 상기 몰드 홀의 내측면과 상기 도전부 사이에는 절연부가 형성되어 있을 수 있다.
상기 도전성 소재는 그래핀 또는 그래핀에 금이 코팅된 것일 수 있다.
상기 그래핀은 벌집 형상, 원형 구멍 형상, 사각 구멍 형상 또는 메쉬 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 그래핀은 단일층 그래핀 또는 다중층 그래핀일 수 있다.
상기 절연부는 탄성 절연물질로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는, 피검사 디바이스의 단자를 테스트 신호를 발생하는 테스터의 패드에 접속시켜 상기 피검사 디바이스의 전기적 검사를 수행하는 신호 전송 커넥터에 있어서, 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀이 관통 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징의 하측에 부착되되, 상기 하우징 홀과 대응되는 위치마다 상기 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀이 구비된 몰드 가이드; 몰드 홀이 관통 형성되고, 상기 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 상측에 상기 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 상기 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링을 구비한 분리형 몰드와, 상기 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부로 이루어지는 도전 범프; 및 상기 돌출 링의 외경보다는 작고, 상기 도전부가 노출되는 커버 홀을 구비하는 가이드 커버;를 포함하되, 상기 가이드 커버가 상기 몰드 가이드의 하측에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 하우징의 상측에는 상기 도전부가 노출되는 필름 홀을 구비한 볼 가이드 필름이 부착되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는 도전부의 일부만 불량이거나 손상된 경우 전체 소켓을 교체하지 않고, 불량이거나 손상된 도전 범프만 개별적으로 교체할 수 있으므로, 소켓 제조 시간이 단축되고, 소켓의 제조 및 유지 비용이 대폭 절감될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는 불량이거나 손상된 도전 범프에서 도전부 부분만 제거하고, 분리형 몰드는 재 사용하여 도전 범프를 제조할 수 있으므로, 부품 낭비가 최소화될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터에서 도전 범프는 분리형 몰드가 도전부(140)를 감싸고 있으므로, 탄성 절연물질 내에 배치되어 있는 도전성 입자가 도전부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터에서 비탄성 재질의 하우징과 그래핀 등 강도가 큰 소재로 이루어진 분리형 몰드는 테스트 과정에서 신호 전송 커넥터에 과도한 스트로크가 가해지지 않도록 하는 하드 스탑(Hard Stop) 역할을 수행하므로, 신호 전송 커넥터의 내구성이 향상된다.
또한 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터는 도전성 소재로 이루어지는 분리형 몰드를 사용하고, 도전부와의 사이에 탄성 절연물질로 이루어지는 절연부를 형성하면, 도전부를 절연부가 감싸고, 절연부를 도전성 소재의 분리형 몰드가 감싸는 동축 케이블 구조를 형성할 수 있으므로 고속 신호 전송이 요구되는 반도체 패키지의 테스트 장치에 활용 가능성이 높아진다.
도 1은 종래의 신호 전송 커넥터를 이용한 테스트 공정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터를 분해한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터에서 분리형 몰드를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터에서 분리형 몰드를 제조하는데 이용되는 그래핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터를 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터의 변형 예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터를 이용한 테스트 공정을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터에서 손상된 도전 범프를 교체하는 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 신호 전송 커넥터 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 신호 전송 커넥터의 상측에 피검사 디바이스가 위치하고, 하측에 테스터가 위치하므로, 이를 기준으로 어떤 구성요소의 ‘상면’, '상측', '상단', '하면', '하측', '하단' 등을 설명하기로 한다. 또한 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터를 분해한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터에서 분리형 몰드를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터에서 분리형 몰드를 제조하는데 이용되는 그래핀을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터를 나타낸 것이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)는 피검사 디바이스(10)의 단자(11)를 테스트 신호를 발생하는 테스터(30)의 패드(31)에 접속시켜 피검사 디바이스의 전기적 검사를 수행하는 것으로, 피검사 디바이스의 단자(11)와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀(111)이 관통 형성되어 있는 비탄성 절연성 소재의 하우징(110)과, 하우징의 상측에 부착되되, 하우징 홀과 대응되는 위치마다 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀(121)이 구비된 몰드 가이드(120)와, 몰드 홀(131)이 관통 형성되고, 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체(132)와, 몸체의 상측에 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링(133)을 구비한 분리형 몰드(130)와, 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부(140)로 이루어지는 도전 범프(160) 및 돌출 링의 외경보다는 작고, 도전부가 노출되는 외경의 커버 홀(151)을 구비하는 가이드 커버(150)를 포함하되, 가이드 커버가 몰드 가이드의 상측에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
이러한 신호 전송 커넥터(100)는 도전부의 상단은 하우징의 상측에 놓이는 피검사 디바이스의 단자와 접속하고, 도전부의 하단은 하우징의 하측에 놓이는 테스터의 패드와 접속하여 전기 신호를 전송함으로써, 테스터를 통한 피검사 디바이스의 검사, 또는 피검사 디바이스와 다양한 전자장치를 전기적으로 연결하여 전기 신호를 전송하는데 이용될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)가 테스터(30)에 설치되어 테스터(30)와 피검사 디바이스(10) 사이에서 전기적 신호를 전달하는 기능을 수행하는 것으로 예를 들어 설명한다.
신호 전송 커넥터(100)는 하우징(110), 분리형 몰드(130)와 도전부(140)로 이루어지는 도전 범프(160)와 가이드 커버(150)를 포함하여 구성된다.
도 2에 나타낸 것과 같이, 하우징(110)은 신호 전송 커넥터(100)의 몸체를 이루는 것으로, 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 대응하는 위치마다 하우징(110)의 상하 방향, 즉 두께 방향으로 복수의 하우징 홀(111)이 관통 형성되어 있다. 이러한 하우징 홀(111)의 외경은 'd1'의 직경을 갖는다.
하우징(110)은 비탄성을 갖는 절연성 소재 또는 도전성 소재로 이루어질 수 있다. 비탄성 절연성 소재로는 폴리이미드 등의 엔지니어링 플라스틱, 또는 그 이외의 다양한 비탄성 절연 소재가 이용될 수 있으며, 비탄성 도전성 소재로는 알루미늄, 구리, 황동, SUS, 철, 니켈 등의 도전성 금속, 또는 도전성을 가지면서 비탄성 특성을 갖는 다양한 소재가 이용될 수 있다. 이러한 비탄성 소재의 하우징(110)은 테스트 공정에서 피검사 디바이스(10)를 통해 가해지는 최대 가압력에 의해 압축 변형이 발생하지 않는 정도의 경도를 가지는 것으로, 종래 러버 소켓의 탄성 절연부처럼 쉽게 탄성 변형되지 않는 특성을 가지는 것이다.
몰드 가이드(120)는 하우징(110)의 상측에 부착되어 후술하는 도전 범프(160)가 하우징의 하우징 홀(111) 내에 정위치에 정렬하도록 하고, 도전부(140) 사이를 절연하는 기능을 수행한다.
몰드 가이드(120)는 하우징(110)의 상측에 부착되되, 하우징의 하우징 홀(111)과 대응되는 위치마다 몰드 가이드의 두께 방향으로 복수의 가이드 홀(121)이 관통 형성되어 있다. 가이드 홀(121)의 외경(d2)은 하우징 홀(111)의 외경(d1)보다 큰 외경을 갖는다.
몰드 가이드(120)의 재질은 절연성이 있고, 도전 범프(160)를 안정적으로 지지하도록 강성이 있는 폴리이미드 등 합성 수지가 이용될 수 있다.
이러한 몰드 가이드(120)는 가이드 홀(121)의 중앙에 하우징 홀(111)이 놓이도록 한 상태에서 접착제 등을 이용하여 하우징(110)의 상측에 부착될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 나사 결합 등의 방식으로 체결하여 하우징에 결합하는 것도 가능하다.
도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 도전 범프(160)는 분리형 몰드(130) 내에 도전부(140)가 형성된 것으로, 각각의 도전 범프(160)는 피검사 디바이스의 단자(11)와 대응되는 위치마다 배치되어 테스트 과정에서 피검사 디바이스의 단자와 테스터의 패드를 전기적으로 연결한다.
도전 범프(160)는 몰드 홀(131)이 관통 형성되고, 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체(132)와, 몸체의 상측에 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링(133)을 구비한 분리형 몰드(130)와, 몰드 홀(131) 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 탄성을 가지는 도전부(140)로 이루어질 수 있다.
분리형 몰드(130)는 원통 형상의 몸체(132)와 원통형의 몸체(132)의 상측의 외측 둘레에 돌출 링(133)이 구비된 형태로 이루어진다. 돌출 링(133)은 평평한 형상의 상면(134) 및 하면(135)과, 옆면(136)을 가지고 있다. 돌출 링(133)의 외경(d5)은 몸체(132)의 외경(d4) 및 하우징 홀(111)의 외경(d)보다 큰 외경을 가지도록 몸체의 상측에 돌출되게 형성되어 있다. 몸체(132)는 하우징의 하우징 홀(111) 내에 배치되는 부분으로, 몸체(132)의 외경(d4)은 하우징 홀(111)의 외경(d1)과 같거나 다소 작은 외경을 가질 수 있다. 다만, 분리형 몰드의 몸체(132)가 하우징의 하우징 홀(111) 속으로 원활히 삽입될 수 있도록 하우징 홀(111)의 외경(d1)보다 다소 작게 형성하는 것이 바람직하다. 분리형 몰드(130)에는 분리형 몰드를 두께 방향으로 관통하는 몰드 홀(131)이 형성되어 있다.
분리형 몰드(130)는 비탄성을 갖는 절연성 소재 또는 도전성 소재로 이루어질 수 있다. 비탄성 절연성 소재로는 폴리이미드, 엔지니어링 플라스틱, FR4 또는 그 이외의 다양한 비탄성 절연 소재가 이용될 수 있으며, 비탄성 도전성 소재로는 그래핀, 그래핀에 금이 코팅된 것 또는 도전성을 가지면서 비탄성 특성을 갖는 알루미늄, 구리, 황동, SUS, 철, 니켈 등의 도전성 금속 등 다양한 소재가 이용될 수 있다.
그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체인 단결정 규소보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있으며, 강도는 강철보다 200배 이상 강하고, 다이아몬드보다 2배 이상 열 전도성이 높으며, 탄성도 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는 특성을 가진 소재이다. 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명에 이용되는 그래핀은 zigzag, chiral, armchair 형태로 말린 것이 모두 이용될 수 있고, 말린 겹 수에 따라 구분되는 단일층 그래핀, 다중층 그래핀도 구분없이 이용할 수 있다. 그리고 도 4의 (c)에서 좌측부터 도시하고 있는 벌집 모양, 원 구멍 형상, 타원 구멍 형상, 사각 구멍 형상, 메쉬 형상의 구조 중 어느 하나의 구조를 가지는 그래핀도 이용 가능하다.
분리형 몰드의 몰드 홀(131)에는 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 도전부(140)가 충진되어 채워지지는 형태로 배치된다. 도전부(140)는 상단이 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 접속하고, 하단이 테스터(30)의 패드(31)와 접속할 수 있도록 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 분리형 몰드(130)의 두께 방향으로 정렬되어 있는 형태로 이루어질 수 있다. 도전부(140)는 몰드 홀(131) 내에 충진되어 채워지되, 분리형 몰드(130)의 하단으로부터 돌출되는 형상을 가지도록 형성하는 것도 가능하다. 분리형 몰드의 하단으로부터 돌출하는 부분을 갖는 도전부는 돌출되는 부분이 테스터의 패드에 압축되어 접속될 수 있으므로 도전부와 테스터의 패드가 보다 안정적으로 접속할 수 있게 한다. 본 발명에서는 도전부가 분리형 몰드의 하단에서 돌출하는 형태를 가진 것으로 예시적으로 도시하고 있다.
도전부(140)를 구성하는 탄성 절연물질로는 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질, 예를 들어, 실리콘 고무 등이 이용될 수 있다.
또한, 도전부(140)에 포함되는 도전성 입자로는 자장에 의해 반응할 수 있도록 자성을 갖는 것이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도전성 입자로는 철, 니켈, 코발트 등의 자성을 나타내는 금속의 입자, 혹은 이들의 합금 입자, 또는 이들 금속을 함유하는 입자 또는 이들 입자를 코어 입자로 하고 그 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 라듐 등의 도전성이 양호한 금속이 도금된 것 등이 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 도전 범프(160)는 분리형 몰드(130)가 도전부(140)를 감싸고 있으므로, 탄성 절연물질 내에 배치되어 있는 도전성 입자가 도전부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한 그래핀으로 분리형 몰드를 제작하면 강철의 200배에 달하는 그래핀의 인장강도로 인해 도전 범프의 내구성이 보다 향상될 수 있다.
분리형 몰드(130)에 도전부(140)가 배치된 각각의 도전 범프(160)는 하우징(110)에 몰드 가이드(120)가 결합되어 마련되는 하우징 홀(111) 및 가이드 홀(121)에 각각 삽입된다. 분리형 몰드(130)의 몸체(132)는 하우징의 하우징 홀(111) 속에 삽입되고, 돌출 링(133)은 그 하면(135)이 하우징 홀(111) 주위의 하우징의 상면에 안착되면서, 몰드 가이드의 가이드 홀(121) 내에 배치된다. 몰드 가이드(120)가 분리형 몰드의 돌출 링(133)을 지지하여 도전 범프(160)가 가이드 홀(121)과 하우징 홀(111)의 정위치에 놓이도록 가이드 홀의 외경(d2)는 돌출 링의 외경(d5)과 실질적으로 동일한 외경을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 돌출 링의 외경(d5)을 가이드 홀의 외경(d2)과 같게 하면 돌출 링의 옆면(136)이 가이드 홀에 빈틈없이 끼워져서 도전 범프를 보다 견고히 지지할 수 있으며, 가이드 홀의 외경을 돌출 링의 외경보다 다소 크게 하면 도전 범프를 교체할 때 보다 쉽게 하우징으로부터 분리할 수 있는 장점이 있다.
가이드 커버(150)는 피검사 디바이스의 단자(11)를 도전부(140)측으로 안내하여 도전부와 안정적으로 접속하게 하고, 도전부 사이를 절연하며, 도전 범프(160)가 하우징(110)에서 이탈되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
가이드 커버(150)는 돌출 링(133)의 외경보다는 작고, 도전부(140)가 노출되는 외경(d6)의 커버 홀(151)을 구비한다. 커버 홀(151)은 가이드 커버의 두께 방향으로 관통 형성되어 있다. 이러한 커버 홀(151)은 피검사 디바이스의 단자가 도전부에 접속하도록 도전부의 외경과 동일한 크기의 외경을 가지는 것이 바람직하다.
가이드 커버(150)는 몰드 가이드(120)가 부착된 하우징(110)에 도전 범프(160)가 삽입된 상태에서 몰드 가이드(120)의 상측에 분리 가능하게 결합된다. 가이드 커버(150)는 몰드 가이드(120)와 분리형 몰드의 상면(134)을 덮는 형태로 몰드 가이드에 결합하므로, 도전 범프(160)가 하우징 홀(111)과 가이드 홀(121)의 외부로 이탈되는 것을 방지하면서, 도전부(140)가 노출되도록 구성할 수 있다.
가이드 커버(150)는 몰드 가이드(120)의 상측에 몰드 가이드로부터 분리 가능하게 결합되어 있다. 따라서 도전부 중 일부가 손상된 경우 가이드 커버를 분리하여 손상된 도전부를 가진 도전 범프를 제거하고, 정상적인 도전 범프로 쉽게 교체할 수 있다. 가이드 커버(150)와 몰드 가이드(120)의 결합은 쉽게 분리할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 나사 결합 방식, 스냅핏(snap-fit) 방식, 또는 끼워맞춤 방식 등 다양한 방식으로 결합할 수 있으며, 이러한 결합방식은 일반적인 것이므로 이에 대한 구체적인 도시는 생략한다.
가이드 커버(150)의 재질은 절연성이 있고, 도전 범프(160)를 안정적으로 지지하도록 강성이 있는 폴리이미드 필름 등 합성 수지 소재가 이용될 수 있다.
도 5는 각각 별도로 제작되는 하우징(110), 몰드 가이드(120), 도전 범프(160) 및 가이드 커버(150)가 서로 조립되어 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)를 도시하고 있다.
신호 전송 커넥터(100)는 테스터(30)에 설치되며, 피검사 디바이스(10)가 가압수단(미도시)에 의해 가압되면 피검사 디바이스의 단자(11)가 탄성이 있는 도전부(140)의 상단을 가압하여 도전부(140)가 전기가 통하는 통전 상태로 되고, 도전부(140)의 하단이 테스터(30)의 패드(31)에 접촉함으로써 테스터(30)의 패드(31)와 피검사 디바이스(10)의 단자(11)를 전기적으로 연결하여 피검사 디바이스의 정상 동작 여부를 테스트하는 테스트 소켓으로 이용될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)의 변형 예를 나타내고 있다.
도 6의 (a)에 나타낸 신호 전송 커넥터(101)는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)에서 가이드 커버(150)에 가이드부(152)가 형성된 것이다. 가이드 커버의 가이드부(152)는 커버 홀(151)의 측면에 도전부(140) 측으로 갈수록 폭이 점진적으로 감소하는 형태로 이루어지며, 피검사 디바이스의 단자(11)가 도전부(140) 측으로 보다 용이하게 유도되도록 기능한다. 즉, 가이드부(152)는 피검사 디바이스의 테스트 과정에서 피검사 디바이스의 단자(11)가 도전 범프(160)의 중심에서 어긋난 상태로 접근하는 경우, 피검사 디바이스의 단자(11)는 가이드부(152)에 먼저 접하게 되고, 가이드부(152)의 경사면을 따라 도전부(140)의 중심 쪽으로 이동하게 되므로, 피검사 디바이스의 단자와 도전부가 정렬되어 안정적으로 접속하게 하는 효과가 있다. 또한 가이드부(152)는 피검사 디바이스의 단자가 가이드 커버와 커버 홀의 경계에 해당하는 수직인 모서리가 제거된 상태이므로 수직인 모서리에 닿아 발생하는 피검사 디바이스 단자의 손상을 방지할 수 있다.
도 6의 (b)에 나타낸 신호 전송 커넥터(102)는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)에서 분리형 몰드(130)가 도전성 소재로 이루어진 경우 신호 전극으로 기능하는 도전부(S)와 분리형 몰드(130)의 몰드 홀(131)의 내측면 사이에 탄성 절연물질로 이루어지는 절연부(170)가 형성된 것이다. 다만, 접지 전극으로 기능하는 도전부(G)에는 절연부를 형성하지 않고, 도전부(G)와 도전성 소재의 분리형 몰드(130)가 함께 접지 전극으로 작용하게 하는 것이 바람직하다.
신호 전극으로 기능하는 도전부(S)와 분리형 몰드(130)의 사이에 절연부(170)를 형성하면, 도전부(S)를 절연부(170)가 감싸고, 절연부(170)를 도전성 소재의 분리형 몰드(130)가 감싸는 동축 케이블 구조를 형성할 수 있으므로, 고속 신호 전송이 요구되는 신호 전송 커넥터에 적용할 수 있다.
도 7의 (a)에 나타낸 신호 전송 커넥터(103)는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)는 도전 범프(160)가 신호 전송 커넥터(100)의 상측에서 결합되는 것인데 반해, 도전 범프(160)가 신호 전송 커넥터(100)의 하측에서 결합되도록 형성된 것이라는 점에서만 차이가 있다. 이러한 신호 전송 커넥터(103)는 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀(111)이 관통 형성되어 있는 하우징(110)과, 하우징의 하측에 부착되되, 하우징 홀과 대응되는 위치마다 상기 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀(121)이 구비된 몰드 가이드(120)와, 몰드 홀(131)이 관통 형성되고, 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체와, 몸체의 상측에 상기 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링을 구비한 분리형 몰드(130)와, 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부(140)로 이루어지는 도전 범프(160) 및 돌출 링의 외경보다는 작고, 도전부가 노출되는 커버 홀(151)을 구비하는 가이드 커버(150)를 포함하되, 가이드 커버가 몰드 가이드의 하측에 분리 가능하게 결합된다.
즉, 하우징(110)의 하측에 몰드 가이드(120)가 부착되고, 몰드 가이드가 부착된 하우징에 도전 범프(160)가 하측에서 삽입되고, 그 하측에 가이드 커버(150)가 분리 가능하게 결합되도록 형성한 것이다.
그리고 도 7의 (b)에 나타낸 신호 전송 커넥터(104)은 도 7의 (a)에 나타낸 신호 전송 커넥터(130)의 상측에 피검사 디바이스의 단자(11)가 도전부의 중심에 용이하게 접속하도록 필름 홀(181)을 가진 볼 가이드 필름(180)이 부착된 것이다. 볼 가이드 필름(180)의 필름 홀(181)은 피검사 디바이스의 단자가 필름 홀(181)에 의해 노출되는 도전부(140)에 접속하도록 안내하고, 도전부들 사이가 절연되도록 기능한다. 볼 가이드 필름의 필름 홀(181)에 도 6의 (a)에 나타낸 것과 같은 가이드부를 형성하는 것도 물론 가능하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 전송 커넥터(100)를 이용한 테스트 공정을 나타낸 것이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 피검사 디바이스(10)의 테스트를 위해, 테스터(30)에 장착되어 있는 신호 전송 커넥터(100)의 상측으로 가압수단(미도시)이 피검사 디바이스(10)를 가압하면, 도전부(140)의 상단부는 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 접촉하게 되고, 피검사 디바이스의 단자(11)가 계속 하강하여 설계된 컨택 스트로크에 해당하는 거리만큼 도전부(140)의 상단부를 압착하면 피검사 디바이스의 단자(11), 도전 범프 내의 도전부(140) 및 테스터(30)의 패드(31) 사이에 전기적 경로가 형성된다. 이때, 테스터(30)에서 발생하는 테스트 신호가 테스트 소켓(100)을 통해 피검사 디바이스(10)에 전달되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 테스트가 이루어질 수 있다.
도 9는 신호 전송 커넥터를 제조하는 과정에서 하나 또는 그 이상의 도전 전극의 특성이 불량이거나, 반복적인 테스트 과정에서 하나 또는 그 이상의 도전 전극이 손상되는 경우에 불량이거나 손상된 도전 전극을 개별적으로 교체하는 공정을 나타낸 것이다.
도 9의 (a)는 신호 전송 커넥터에서 예를 들어 우측에 위치한 도전 범프(160)가 불량이거나 손상이 발생한 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
도 9의 (b)에 나타낸 것과 같이, 신호 전송 커넥터에서 가이드 커버(150)를 몰드 가이드(120)에 체결하는 나사 등을 풀어 가이드 커버(150)를 분리하고, 손상되거나 불량이 발생한 도전 범프(160)를 하우징 홀에서 분리한다. 그 다음에 교체할 정상적으로 동작하는 도전 범프(160)을 하우징 홀(111)에 삽입한다.
다음으로, 도 9의 (c)에 나타낸 것과 같이, 몰드 가이드(120)가 부착된 하우징(110)의 상측에 가이드 커버(150)를 나사 등을 이용하여 체결함으로써, 불량이거나 손상된 도전 전극을 개별적으로 손쉽게 교체할 수 있다.
따라서 본 발명의 신호 전송 커넥터(100, 101, 102, 103, 104)는 도전부의 일부만 불량이거나 손상된 경우 전체 소켓을 교체하지 않고, 불량이거나 손상된 도전 범프만 개별적으로 교체할 수 있으므로, 소켓 제조 시간이 단축되고, 소켓의 제조 및 유지 비용이 대폭 절감될 수 있다.
또한 본 발명의 신호 전송 커넥터(100, 101, 102, 103, 104)는 불량이거나 손상된 도전 범프에서 도전부 부분만 제거하고, 분리형 몰드는 재 사용하여 도전 범프를 제조할 수 있으므로, 부품 낭비가 최소화될 수 있다.
또한 본 발명의 신호 전송 커넥터(100, 101, 102, 103, 104)에서 도전 범프는 분리형 몰드가 도전부(140)를 감싸고 있으므로, 탄성 절연물질 내에 배치되어 있는 도전성 입자가 도전부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 신호 전송 커넥터(100, 101, 102, 103, 104)에서 비탄성 재질의 하우징과 그래핀 등 강도가 큰 소재로 이루어진 분리형 몰드는 테스트 과정에서 신호 전송 커넥터에 과도한 스트로크가 가해지지 않도록 하는 하드 스탑(Hard Stop) 역할을 수행하므로, 신호 전송 커넥터의 내구성이 향상된다.
또한 본 발명의 신호 전송 커넥터(102)는 도전성 소재로 이루어지는 분리형 몰드를 사용하고, 도전부와의 사이에 탄성 절연물질로 이루어지는 절연부를 형성하면, 도전부를 절연부가 감싸고, 절연부를 도전성 소재의 분리형 몰드가 감싸는 동축 케이블 구조를 형성할 수 있으므로 고속 신호 전송이 요구되는 반도체 패키지의 테스트 장치에 활용 가능성이 높아진다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10: 피검사 디바이스 11: 단자
30: 테스터 31: 패드
100, 101, 102, 103, 104: 신호 전송 커넥터
110: 하우징 111: 하우징 홀
120: 몰드 가이드 121: 가이드 홀
130: 분리형 몰드 131: 몰드 홀
132: 몸체 133: 돌출 링
140: 도전부 150: 가이드 커버
151: 커버 홀 152: 가이드부
160: 도전 범프 170: 절연부
180: 볼 가이드 필름 181: 필름 홀

Claims (11)

  1. 피검사 디바이스의 단자를 테스트 신호를 발생하는 테스터의 패드에 접속시켜 상기 피검사 디바이스의 전기적 검사를 수행하는 신호 전송 커넥터에 있어서,
    피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀이 관통 형성되어 있는 비탄성 절연성 소재의 하우징;
    상기 하우징의 상측에 부착되되, 상기 하우징 홀과 대응되는 위치마다 상기 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀이 구비된 몰드 가이드;
    몰드 홀이 관통 형성되고, 상기 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 상측에 상기 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 상기 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링을 구비한 분리형 몰드와, 상기 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부로 이루어지는 도전 범프; 및
    상기 돌출 링의 외경보다는 작고, 상기 도전부가 노출되는 외경의 커버 홀을 구비하는 가이드 커버;를 포함하되,
    상기 가이드 커버가 상기 몰드 가이드의 상측에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 커버를 분리하여 상기 도전 범프 중 적어도 하나를 다른 도전 범프로 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 커버와 상기 몰드 가이드는 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분리형 몰드는 비탄성을 갖는 절연성 소재 또는 도전성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분리형 몰드가 도전성 소재로 이루어지는 경우에는 상기 몰드 홀의 내측면과 상기 도전부 사이에는 절연부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도전성 소재는 그래핀 또는 그래핀에 금이 코팅된 것인 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 그래핀은 벌집 형상, 원형 구멍 형상, 사각 구멍 형상 또는 메쉬 형상 중 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 그래핀은 단일층 그래핀 또는 다중층 그래핀인 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 절연부는 탄성 절연물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  10. 피검사 디바이스의 단자를 테스트 신호를 발생하는 테스터의 패드에 접속시켜 상기 피검사 디바이스의 전기적 검사를 수행하는 신호 전송 커넥터에 있어서,
    피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 두께 방향으로 하우징 홀이 관통 형성되어 있는 하우징;
    상기 하우징의 하측에 부착되되, 상기 하우징 홀과 대응되는 위치마다 상기 하우징 홀보다 큰 외경의 가이드 홀이 구비된 몰드 가이드;
    몰드 홀이 관통 형성되고, 상기 하우징 홀 내에 배치되는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 상측에 상기 하우징 홀보다 큰 외경으로 형성되어 상기 가이드 홀 내에 배치되는 돌출 링을 구비한 분리형 몰드와, 상기 몰드 홀 내에 충진되어 채워지되, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태로 이루어지는 도전부로 이루어지는 도전 범프; 및
    상기 돌출 링의 외경보다는 작고, 상기 도전부가 노출되는 커버 홀을 구비하는 가이드 커버;를 포함하되,
    상기 가이드 커버가 상기 몰드 가이드의 하측에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징의 상측에는 상기 도전부가 노출되는 필름 홀을 구비한 볼 가이드 필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 커넥터.
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