KR20100095142A - 검사용 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사용 소켓에 관한 것으로서, 검사 신뢰성을 확보할 수 있으면서도 용이하게 제작할 수 있는 검사용 소켓을 제공하기 위하여, 체결공이 수직으로 관통형성된 전도성 몸체와, 상기 체결공보다 작은 직경을 가진 원통형 배럴과 상기 배럴의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상,하부플런저로 구성되어 상기 체결공에 삽입되는 프로브와, 상기 전도성 몸체의 상부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 상부 커버와, 상기 전도성 몸체의 하부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 하부 커버와, 상기 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에 각각 돌출 형성되어 상기 체결공에 삽입되는 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있음을 특징으로 하여, 상부 커버 및 하부 커버에 형성된 돌출부를 몸체의 관통공에 삽입시키는 방법을 통해서 프로브의 동심과 관통공의 동심을 일치시키므로 임피던스 특성에 방해가 생기지 않아서 검사 신뢰성을 확보할 수 있고, 상부 커버 및 하부 커버를 몸체에 손쉽게 결합할 수 있어 검사용 소켓의 제작이 손쉽다는 장점이 있다.

반도체 검사 소켓 임피던스 모듈 회로 유전체

Description

검사용 소켓{test socket}

본 발명은 검사용 소켓에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증폭기 회로, 믹서 회로, 필터 회로, 메모리, CPU 등과 같은 고주파/고속 회로의 모듈을 회로 기판에 조립하기 이전에 전기적 성능를 검사하는 검사용 소켓에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼, IC 또는 모듈 같은 RF 디바이스의 전기적 성능을 검사하는 경우 단자 사이의 접촉이 불충분하면 임피던스 또는 그 밖의 측정값의 변동이 야기될 수 있다.

도 1은 종래의 검사 소켓의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 피검사 디바이스인 RF 회로는 증폭기 회로 및 믹서 회로를 포함하는 모듈(50)형태로 구성되며, 외부와의 간섭을 회피하기 위해서 금속 케이싱 내에 수용된다. 모듈(50)은 RF 신호용 입력 단자(51) 및 출력 단자(54)와, 전원의 전극 단자(52), 그리고 접지 단자(53)를 포함하는데, 이들 단자는 금속 케이싱의 하부면에 마련된다. 이후 이들 단자를 소정의 배선이 배치되어 있는 회로 기판(66)의 각 단자에 전기적으로 연결하여 검사가 수행된다.

또한, 원통형 배럴 배부에 내장되어 있는 탄성 스프링과 상하부가 각각 결합된 상하부 플런저를 구비하는 다수 개의 접촉 프로브가 설치되며, 각 프로브의 플런저는 탄성 스프링에 의해 외부로 돌출하게 되며, 외력이 가해지면 원통형 배럴 내부로 들어가게 된다.

각 전극 단자는 RF 신호용 접촉 프로브(63)와, 전력 공급용 접촉 프로브(64)와, 접지용 접촉 프로브(65)에 의해 연결되어 있는데, 각 프로브들은 노이즈에 의해 영향을 받지 않도록 금속 재질의 몸체(61)에 내장되어 있다.

특히, RF 신호용 접촉 프로브(63)는 동축 구조로 형성되어 있어서, 접촉 프로브를 코아 전도체로 사용하고, 몸체(61)에 형성된 체결공의 내벽을 노이즈의 침투를 방지하기 위한 외부 전도체로 사용한다.

그리고 도 1의 도면 부호 67은 동축 케이블이고, 68은 접촉 프로브를 구속하는 상부 커버에 해당된다.

도 1에는 2개의 RF 신호용(입력 및 출력용) 접촉 프로브와, 각각 하나의 전력 공급용 접촉 프로브(64) 및 접지용 접촉 프로브(65)만 도시되어 있지만, 실제적으로는 몸체(61)에는 다수 개의 접촉 프로브가 설치되며, 약 0.4mm의 좁은 피치로 설치된다.

이러한 좁은 간격을 가지는 디바이스에 있어서, 유전층을 포함하는 RF 신호용 접촉 프로브의 외경은 크기가 감소되어야 한다. 한편, 체결공의 내벽과 접촉 프로브에 의해 형성되는 동축 구조체의 임피던스를 아래의 식(1)을 만족시키는 소정 특성의 임피던스(예를 들어 50Ω)로 조정해야 한다.

여기서, d는 코아 전도체의 외경이고, D는 외부 전도체의 내경이며, ε_r은 그것들 사이의 유전 물질의 유전 상수이다.

식(1)을 만족하기 위해, 각 접촉 프로브와 체결공 사이에 작은 유전상수를 가진 유전 물질로 이루어진 관을 설치하여 외부 전도체의 내경(D)을 감소시킬 수 있다.

그러나, 현재 가장 작은 유정 상수를 가진 유전 물질(특히, 폴리테트라폴루오로에틸렌:polytetrafuluoroethylene)관을 채택하고, 가장 작은 직경을 갖는 접촉 프로브를 채택하더라도, 외부 전도체의 외경(배럴)은 동축 구조체의 임피던스 특성을 50Ω을 얻기 위해서는 약 0.5mm가 되어야 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 일본 특허 공개 공보 제2004-170182A에는 유전링(69)이 도 2에 도시된 바와 같이 각 접촉 프로브(63) 외주부에 고정되어 갭이 있는 상태로 접촉 프로브를 몸체의 체결공에 동심으로 유지시키고, 접촉 프로브와 체결공 사이에는 유전 상수1인 공기층을 형성시키는 방법을 제안한 바 있다.

이러한 방법은 유전링을 접촉 프로브에 결합하기 힘들고, 결합과정에서 접촉 프로브가 외력에 의해 기울어진다는 사용상의 문제점이 있었다.

또한, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 일본 특허 공개 공보 제2004-325306A 는 작은 접촉 프로브를 몸체의 체결공에 유지시키는 구조체(32)를 이용하여, 체결공과 동심으로 유지되도록 하는 방법을 제안한 바 있다.

그러나, 이러한 방법은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 미세한 직경의 프로브(1)가 다수 개 장착된 몸체(2)에 상부 커버(31)을 정확한 위치에 결합하기 힘들고, 상기 결합 과정에서 프로브가 파손되는 등 사용상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 0.4mm와 같은 좁은 간격으로 배치되어 있는 RF 신호용 디바이스에 대한 검사를 수행하는 과정에서, 노이즈에 영향을 받지 않아 검사 신뢰성을 확보할 수 있으면서도 용이하게 제작할 수 있는 검사용 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 검사용 소켓은 체결공이 수직으로 관통형성된 전도성 몸체와, 상기 체결공보다 작은 직경을 가진 원통형 배럴과 상기 배럴의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상,하부플런저로 구성되어 상기 체결공에 삽입되는 프로브와, 상기 전도성 몸체의 상부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 상부 커버와, 상기 전도성 몸체의 하부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 하부 커버와, 기 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에 각각 돌출 형성되어 상기 체결공에 삽입되는 돌출부를 포함하되 상기 돌출부를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있음을 특징으로 한다.

그리고 상기 돌출부는 상기 관통공이 형성된 가장자리에서 돌출된 원통 형상임을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부의 중심에 형성된 관통공에는 배럴의 상단부가 걸리는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 전도성 몸체는 황동 재질로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상부면 및 하부면에 상부 및 하부 함몰부가 길게 형성되며 상기 양측 함몰부를 연결하는 다수 개의 체결공이 일정한 간격으로 관통형성된 전도성 몸체와, 상기 체결공보다 작은 직경을 가진 원통형 배럴과 상기 배럴의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상,하부플런저로 구성되어 상기 체결공에 삽입되는 프로브와, 상기 전도성 몸체의 상부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 상부 커버와, 상기 전도성 몸체의 하부면에 결합되며 상기 하부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 하부 커버와, 상기 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에 각각 돌출 형성되어, 상기 함몰부에 삽입되는 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있음을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 돌출부에 형성된 관통공에는 상기 배럴의 상단부가 걸리는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 검사용 소켓은 상부 커버 및 하부 커버에 형성된 돌출부를 몸체의 관통공에 삽입시키는 방법을 통해서 프로브의 동심과 관통공의 동심을 일치시키므로 임피던스 특성에 방해가 생기지 않아서 검사 신뢰성을 확보할 수 있고, 상부 커버 및 하부 커버를 전도성 몸체의 상하부면에 각각 형성된 함몰부를 통해서 정확한 위치에 손쉽게 결합할 수 있어 검사용 소켓의 제작이 쉽다는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 검사용 소켓을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 소켓을 도시하는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 소켓을 도시하는 평면도이다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 검사용 소켓은 전도성 재질의 몸체(2)와 상기 전도성 몸체에 수직으로 관통형성된 체결공에 결합되는 프로브(10) 및 상기 몸체(2)의 상하부면에 각각 결합되는 상,하부 커버(3,4)로 구성된다.

상기 전도성 몸체(2)는 황동 재질로 제작되며, 상기 상,하부 커버(3,4)는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르 이미드(PEI)와 같은 비전도성 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 프로브(10)가 결합될 수 있는 체결공이 수직으로 관통형성된다.

또한, 상기 전도성 몸체(2)의 하부면에는 가이드 핀(2a)이 결합되어, 검사 과정에서 정확한 체결 위치를 잡아주는 역할을 수행한다.

부가적으로, 상기 상,하부 커버(3,4)는 상기 몸체(2)와 볼팅 결합을 통해서 단단하게 결합되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 프로브에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 도 3의 A부분의 확대도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 체결공(2b)이 형성된 전도성 몸체(2)에는 동축 구조체의 코아 전도체가 되도록 간격을 두고 RF 신호용 접촉 프로브(10a)가 배치되어 있고, 전력 공급용 접촉 프로브(10c)와 접지용 접촉 프로브(10b)가 몸체(2)의 각 체결공(2b)에 결합되어 있다.

그리고 상기 상부 및 하부 커버(3,4)는 상기 전도성 몸체(2)의 상부면 및 하부면에 각각 결합되며, 상기 상하부 플런저(14,16)가 각각 돌출되도록 상기 체결공(2b)보다 작은 직경의 관통공(3a,4a)이 형성되며, 절연성 재질로 제작된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프로브를 도시하는 개념도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 프로브(10)는 원통형 배럴(12)과, 상기 원통형 배럴(12) 내부에 수용된 탄성 스프링(18), 상기 배럴(12)의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상하부 플런저(14,16)로 구성된다.

상기 상하부 플런저(14,16)에는 걸림턱(14a,16a)이 형성되고, 상기 배럴(12)에는 내측으로 절곡된 절곡홈(12a)이 형성되어 상기 상하부 플런저(14,16)가 배럴과 분리되는 것을 방지하고, 상기 탄성 스프링(18)은 상기 상하부 플런저(14,16)에 작용되는 하중을 탄성적으로 지지하게 된다.

따라서, 검사 과정에서 프로브에 하중이 작용하게 되면, 플런저는 배럴의 내측으로 이동되고, 검사가 완료되면 탄성 스프링의 탄성력에 의해서 원위치로 복귀하게 된다.

이러한 프로브는 그 용도가 즉 전력 공급용인지, 접지용인지, 신호전달용인지와 관계없이 실질적으로 동일한 구조를 가지고 있지만, 신호용 접촉 프로브는 외부 전도체와 같은 역할을 하는 몸체(2)의 체결공(2b)의 내벽을 조합하여, 동축 구조로 형성되어야 한다.

이러한 목적으로, 신호용 접촉 프로브의 외경과 체결공의 내경은 전술한 수학식(1)을 만족시키도록 제작되어야 한다.

구체적으로, 각 프로브의 간격은 0.4mm 피치 간격으로 배치되는 경우 체결공의 내경은 0.35mm 이내로 설계되어야 하며, 따라서 프로브의 외경(구체적으로는 배럴의 외경)은 0.15mm 정도로 제한되어야만 상기 수학식(1)을 만족하게 된다.

도 8은 도 6의 B부분의 확대도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 신호용 접촉 프로브(10a)의 외경(d)과 체결공(2b)의 내경(D)은 전술한 바와 같이 일정한 간격을 이루어져서 사이 공간에 유전체 역할을 하는 공기가 채워지게 된다.

이러한 구조를 형성시키기 위해서 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에는 각각 체결공(2b)에 삽입되는 돌출부(3b)가 돌출 형성된다.

상기 돌출부(3b)를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있으며, 상기 돌출부(3b)는 관통공(3a)이 형성된 가장자리에서 돌출된 원통 형상이며, 상기 돌출부(3b)의 중심에 형성된 관통공에는 걸림턱(3c)이 형성되어 프로브(10a)의 배럴 상단부가 상기 걸림턱(3c)에 구속되어 프로브의 수직방향을 제한하게 된다.

구체적인 결합관계를 살펴보면, 도 9는 도 8의 분해도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 몸체(2)의 체결공(2b)에 프로브(10a)를 삽입하고, 상부 커버(3)를 체결하는 과정을 살펴보면(하부 커버를 체결하는 과정도 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.), 상부 커버(2)의 관통공(3a)에 돌출된 프로브(10)의 단부를 끼우고, 상부 커버(3)의 하부면에 돌출 형성된 돌출부(3b)를 몸체(2)의 체결공(2b)에 끼우게 된다.

따라서, 상기 돌출부(3b)를 상기 체결공(2b)에 결합시키면 자동적으로 프로브(10a)의 중심과 체결공(2b)의 중심이 일체된 상태로 결합가능하므로 쉽게 조립할 수 있으면서도 정확한 위치에 체결할 수 있게 된다.

구체적으로는 상기 돌출부의 두께는 0.1~0.2mm 이내로 제한되며, 상기 프로브의 외경과 체결공의 내경 사이의 간격과 일치될 수 있도록 한다.

다음으로 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 검사용 소켓에 대해 살펴보기로 한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 전도성 몸체를 도시하는 평면도이고, 도 11은 도 10의 C-C'부분의 단면도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전도성 몸체, 프로브, 상부 커버 및 하부 커버로 구성된다는 점은 앞서 살펴본 실시예와 동일하다.

다만, 상기 전도성 몸체는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상부면 및 하부면에는 상부 함몰부(2c) 및 하부 함몰부(도면부호 미도시)가 길게 형성되며 상기 양측 함몰부를 연결하는 다수 개의 체결공(2b)이 일정한 간격으로 관통형성된다.

도 12는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 상부 커버의 저면도이다.

도 12에 도시된 바와 같이 상부 커버의 하부면(하부 커버의 상부면도 마찬가이다.)에는 도 11에 도시된 전도성 몸체의 함몰부(2c)에 삽입되는 돌출부(3a)를 포함하여 구성되며, 상기 돌출부(3a)에는 각 프로브의 상부 플런저가 삽입되는 관통공(3a)이 일정한 간격으로 형성된다.

따라서, 상부 커버를 전도성 몸체에 결합하는 과정에서 상기 돌출부(3b)가 상가 함몰부(2c)에 안착되므로, 정확한 위치에 체결할 수 있다.

또한, 상기 돌출부(2c)에 형성된 관통공(2b)에는 앞서 살펴본 실시예와 마찬가지로 배럴의 상단부가 걸리는 걸림턱이 형성되어, 각 프로브가 상기 체결공과 동심을 유지한 상태로 결합될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 노이즈에 영향을 받지 않아 검사 신뢰성을 확보할 수 있으면서도 용이하게 제작할 수 있는 검사용 소켓을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 검사 소켓의 개념도.

도 2는 도 1에 도시된 접촉 프로브의 평면도.

도 3은 또 다른 종래의 검사 소켓의 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 소켓을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 소켓을 도시하는 평면도.

도 6은 도 3의 A부분의 확대도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프로브를 도시하는 개념도.

도 8은 도 6의 B부분의 확대도.

도 9는 도 8의 분해도.

도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 전도성 몸체를 도시하는 평면도.

도 11은 도 10의 C-C'부분의 단면도.

도 12는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 상부 커버의 저면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2: 몸체 2a: 가이드 핀

2b: 체결공 2c: 함몰부

3: 상부 커버

4: 하부 커버 3a,4a: 관통공

3b,3b: 돌출부 3c: 걸림턱

10: 프로브 12: 배럴

12a: 절곡홈 14,16: 상하부 플런저

21: 관통공

Claims (6)

1. 체결공이 수직으로 관통형성된 전도성 몸체와;

   상기 체결공보다 작은 직경을 가진 원통형 배럴과 상기 배럴의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상,하부플런저로 구성되어 상기 체결공에 삽입되는 프로브와;

   상기 전도성 몸체의 상부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 상부 커버와;

   상기 전도성 몸체의 하부면에 결합되며 상기 하부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 하부 커버와;

   상기 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에 각각 돌출 형성되어, 상기 체결공에 삽입되는 돌출부;를 포함하되,

   상기 돌출부를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있음을 특징으로 하는 검사용 소켓.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는,

   상기 관통공이 형성된 가장자리에서 돌출된 원통 형상임을 특징으로 하는 검사용 소켓.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출부의 중심에 형성된 관통공에는,

   배럴의 상단부가 걸리는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 하는 검사용 소켓.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전도성 몸체는,

   황동 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 검사용 소켓.
5. 상부면 및 하부면에 상부 및 하부 함몰부가 길게 형성되며, 상기 양측 함몰부를 연결하는 다수 개의 체결공이 일정한 간격으로 관통형성된 전도성 몸체와;

   상기 체결공보다 작은 직경을 가진 원통형 배럴과 상기 배럴의 상부에 각각 결합되어 검사 대상물의 접속 단자 및 검사용 회로 기판의 접속 단자에 접속되는 상,하부플런저로 구성되어 상기 체결공에 삽입되는 프로브와;

   상기 전도성 몸체의 상부면에 결합되며 상기 상부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 상부 커버와;

   상기 전도성 몸체의 하부면에 결합되며 상기 하부 플런저가 돌출되도록 상기 체결공보다 작은 직경의 관통공이 형성된 절연성의 하부 커버와;

   상기 상부 커버의 하부면 및 하부 커버의 상부면에 각각 돌출 형성되어, 상기 함몰부에 삽입되는 돌출부;를 포함하되,

   상기 돌출부를 통해서 상기 프로브가 상기 체결공과 동심이 유지될 수 있음을 특징으로 하는 검사용 소켓.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 돌출부에 형성된 관통공에는,

   상기 배럴의 상단부가 걸리는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 하는 검사용 소켓.

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