KR100348698B1

KR100348698B1 - 접촉 탐침 장치

Info

Publication number: KR100348698B1
Application number: KR1019997005862A
Authority: KR
Inventors: 가자마도시오
Original assignee: 닛폰 하츠죠 가부시키가이샤
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2002-08-13
Also published as: CN1236316C; DE69711083D1; EP0950191B1; KR20000062366A; IL122768A; DE69711083T2; IL122768A0; US6323667B1; JP3326095B2; EP0950191A1; MY119910A; CN1769897A; JPH10239349A; CN1242078A

Abstract

도전성 탐침 장치에 있어서 도전성 바늘 부재는 절연 지지판 안에 형성된 지지 구멍 안에 축상으로 미끌어지도록 수납되고, 지지 구멍으로부터 돌출되는 방향으로 도전성 바늘 부재의 기둥 부분 주위에 권선된 압축 코일 스프링에 의해 강제된다. 압축 코일 스프링의 내부 단부는 압축 코일 스프링의 자유로운 상태에서 인접한 권선이 상호 접촉하도록 조밀하게 권선된 부분을 구비하고 있다. 지지판이 시험 대상물을 향해 내려가고, 압축 코일 스프링이 압축되면, 압축 코일은 지지 구멍 안에서 뱀과 같이 또는 다르게 만곡되고, 조밀하게 권선된 부분의 내부 표면은 기둥 부분의 외부 원주 표면과 접촉하게 된다. 이와같이, 전기 신호는 압축 코일 스프링의 성글게 권선된 부분에 따른 나선형 경로 대신에 조밀하게 권선된 부분을 통하여 축방향으로 도전됨으로써 접촉탐침장치의 인덕턴스와 전기 저항을 감소시킬 수 있다. 동시에, 압축 코일 스프링의 성글게 권선된 부분은 바늘부재를 위해 필요한 탄성을 부여한다.

Description

접촉 탐침 장치{Contact probe unit}

인쇄회로기판과 반도체 제품의 도전성 패턴을 전기적으로 시험하기 위하여 접촉 탐침에 사용되는 통상적으로 알려진 도전성 접촉탐침장치에 의하면, 각 도전성 바늘 부재는 축방향에서 홀더의 안팎으로 움직일 수 있도록 관형 홀더내에 수납되어, 도전성 바늘 부재가 홀더밖으로 완전히 튀어나가는 것을 방지하기 위한 장치에 의하여 허용된 범위까지 홀더밖으로 튀어나가는 방향으로 압축 코일 스프링에 의하여 탄성적으로 강제되었다. 그러한 도전성 접촉탐침장치에 있어서 도전성 바늘 부재의 전방 단부는 시험 대상물과 시험 회로와 같은 외부 회로간에 전기 신호가 전송되도록 시험 대상물과 탄성적으로 맞물려 있다.

그러나, 시험 과정중에, 시험 대상물로 부터의 전류가 도전성 바늘 부재를 경유하여 압축 코일 스프링을 통하여 도전될 때, 그 전기 신호는 압축 코일 스프링의 권선 수의 제곱에 비례하는 인덕턴스와 만나게 된다. 그러므로 접촉탐침장치를 통해 도전된 전기 신호가 고주파 신호(예를들어 수십 MHz에서 수 GHz 의 범위)를구성할 때, 그 고주파 신호는 압축 코일 스프링의 나선형 경로를 따라서 도전되고, 그 결과로 생겨난 인덕턴스와 전기저항의 증가는 검출된 신호의 전기적 성질을 변질시킬 수도 있다.

본 발명은 압축 코일 스프링에 의해 탄성적으로 강제된 도전성 바늘 부재를 사용하여 인쇄회로기판, 반도체 장치 및, 반도체 웨이퍼를 시험하기 위한 도전성 탐침 장치에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 도전성 접촉탐침장치의 간략한 측단면도.

도 2는 도전성 접촉탐침장치의 가동중의 상태를 보여주는 도 1과 유사한 도면.

도 3은 압축 코일 스프링의 다른 구현예에 대한 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 도전성 접촉탐침장치의 제2 구현예를 나타내는 도 1과 유사한 도면.

도 5는 본 발명을 구현한 두개의 가동 단부를 가진 도전성 접촉탐침장치의 간략한 측단면도.

도 6은 도 5의 도면의 수정된 구현예를 나타내는 도면, 그리고

도 7은 도 5의 도면의 또다른 수정된 구현예를 나타내는 도면.

종래 기술의 상기와 같은 문제점의 관점에서, 본 발명의 첫번째 목적은 사용시 신뢰성이 있고 고주파 신호를 취급할 수 있는 도전성 접촉탐침장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 목적은 인덕턴스와 전기 저항이 낮은 도전성 탐침 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 세번째 목적은 구조가 간단하고 제조가 경제적인 도전성 탐침 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 네번째 목적은 시험 대상물의 표면이 산화막 또는 다른 이물질로 덮여 있을 때라도 양호한 전기 접촉을 확립할 수 있는 도전성 탐침 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 이들 및 다른 목적은, 지지 부재를 통과하는 지지 구멍; 지지 구멍 안에 미끄러질 수 있게 수납되며, 지지 구멍의 단부 외측으로 돌출된 머리 부분, 그리고 상기 머리 부분으로부터 동축으로 연장되고 지지 구멍 외측으로 돌출된 머리 부분의 단부로부터 이격된 기둥 부분을 구비하는 바늘 부재; 그리고 머리 부분을 지지 구멍의 바깥으로 강제하도록 지지 구멍안에 동축으로 수납된 압축 코일 스프링을 구비하고; 상기 압축 코일 스프링은 어느 범위까지 압축될 때 적어도 그 안에서 압축 코일 스프링의 인접 권선이 상호 접촉할 수 있는 조밀하게 권선된 부분을 포함하고, 압축 코일이 압축될 때 조밀하게 권선된 부분이 만곡될 수 있도록 상기 조밀하게 권선된 부분이 지지 구멍의 상응 부위의 내경보다 실질적으로 작은 외경을 가지고; 압축 코일 스프링이 압축되고 조밀하게 권선된 부분이 그에 의해 최소한 어떤 범위까지 만곡될 때 상기 기둥 부분이 조밀하게 권선된 부분과 접촉될 수 있도록, 상기 기둥 부분이 압축 코일 스프링의 조밀하게 권선된 부분과 겹쳐지는 도전성 접촉장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이와 같이 압축 코일 스프링에 의해 도전된 전기 신호는, 압축 코일 스프링의 성글게 권선된 부분에 따라 나선형 경로를 통하여 도전됨으로써 인덕턴스와 전기 저항의 증가를 겪는 대신에, 조밀하게 권선된 부분을 통하여 축방향으로 통과될 수 있다. 동시에 압축 코일 스프링의 성글게 권선된 부분은 바늘 부재를 위하여 필요한 탄성력을 제공한다. 바람직하게는, 도선성 바늘 부재가 어떤 물체와도 접촉하지 않는 휴지 조건하에서 조밀하게 권선된 부분이 도전성 바늘 부재의 후단부와 축방향으로 겹치도록 조밀하게 권선된 부분이 위치한다.

압축 코일 스프링의 조밀하게 권선된 부분이 전류를 압축 코일 스프링의 길이를 통하여 축방향으로 도전되는 것을 보장하기 위하여, 도전성 막(10)을 조밀하게 권선된 부분에 포설하여, 조밀하게 권선된 부분을 실질적으로 일체화 된 관내에 구성토록 할 수도 있다.

접촉탐침장치를 위한 전형적인 배치에 의하면, 도전성 바늘 부재는 머리부분과 기둥 부분 사이에 대구경 부분을 더 구비하고, 지지 구멍의 외측 단부에는 소구경 부분이 제공되어 있어, 지지 구멍의 소구경 부분과 지지 구멍의 잔여 부분 사이에 한정된 어깨 표면과 대구경 부분과의 맞닿음에 의해 머리 부분이 지지 구멍으로부터 돌출될 수 있는 범위를 정하도록 하였다. 또한 조밀하게 권선된 부분이 도전성 바늘 부재의 머리 부분으로부터 이격된 압축 코일 스프링의 단부까지 연장되고, 시험 회로 또는 계전판으로 구성된 외부 회로에 연결되어 있는 도전성 패드에 맞닿는 것이 바람직하다.

조립 공정중 압축 코일 스프링이 바늘 부재에 부착된 것을 유지하고, 그래서 조립 공정이 용이하게 되기 위하여, 도전성 바늘 부재는 압축 코일 스프링의 관련된 코일 끝을 탄력적으로 연동시키기 위하여 머리 부분과 기둥 부분 사이 또는 대구경 부분과 기둥 부분 사이에 형성된 칼러(collar)부분을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 부수된 코일 끝은 경우에 따라 머리에 인접한 칼러(collar) 부분 또는 기둥 부분에 납땜되거나 그렇지 않으면 단단히 고정될 수 있다.

두개의 가동 단부를 갖는 접촉탐침장치를 얻기 위하여, 조밀하게 권선된 부분의 자유 단부는 지지 구멍 안에 그것의 다른 개방 구멍에 제공된 제2의 소구경 부분 외측으로 돌출될 수 있는데, 제2의 소구경 부분의 내경은 조밀하게 권선된 부분의 자유 단부 보다는 크지만 조밀하게 권선된 부분의 나머지 부분 보다는 작다.

접촉탐침장치가 접근하고자 하는 부위를 세정할 수 있거나 또는 접근하고자 하는 부위 위에 도포될 수 있는 산화막 또는 다른 이물질 층으로 침투할 수 있는 2개의 가동 단부를 갖는 접촉탐침장치를 완전히 구현하기 위하여, 압축 코일 스프링은 중간에 조밀하게 권선된 부분과, 축 상의 양 끝에 성글게 권선된 한 쌍의 부분을 구비함으로써, 압축 코일 스프링의 일단부는 처음 언급하였던 도전성 바늘 부재에 맞물리고 압축 코일 스프링의 다른 단부는 지지 구멍의 다른 단부 외측으로 유사하게 돌출된 머리 부분을 마찬가지로 구비하는 제2의 도전성 바늘 부재에 맞물리는데, 상기 제1 및 제 2 도전성 바늘 부재에는 모두 압축 코일 스프링이 어느 범위까지 압축될 때 조밀하게 권선된 부분과 접촉하도록 적합화된 각각의 기둥 부분이 제공된다.

도 1은 본 발명을 구현한 접촉탐침장치의 간략한 측단면을 보여준다. 이 도전성 접촉장치(1)는 통상적으로 시험하고자 하는 대상물의 복수의 지점에 동시에 접근하도록 다수의 것이 병렬적인 관계로 사용된다. 그러나 도전성 접촉장치(1)는 단독적으로 사용될 수도 있다. 도 1 및 다른 도면에서 도시의 편의를 위해 수직 방향 칫수에 대한 측 방향 칫수가 과장되었고, 그리고 이들 도면들은 본 발명을 구현한 접촉탐침장치의 실제 칫수를 나타내지 않는다는 점이 이해되어야 한다.

이 도전성 접촉탐침장치(1)에 있어서, 홀더는 절연 지지판(2)을 통하여 깊이 방향으로 통과하는 지지 구멍(3)을 형성하는 것으로 한정되고, 도전성 바늘 부재(4)는 지지 구멍(3)내에 동축상으로 수납된다. 도전성 바늘 부재(4)는 지지구멍(3)의 바깥쪽으로 돌출되는 방향으로 압축 코일 스프링(5)에 의해 강제된다. 도면에 나타난 바와 같이 지지판(2)의 상부 표면 위에는 전기 신호를 전송하기 위한 계전판(6)이 단단히 라미네이트(laminate)되어 있는데, 상기 계전판은 계전판(6)을 통하여 전기 신호를 전송하기 위한 도전성 경로(6a)를 일체로 결합하고 있다.

시험 회로 기판이 계전판(6) 위에 위치될 수도 있으며, 적절히 적합화 된 계전판을 선택함으로써 다른 배선 방식과 단자 배치를 갖는 다른 시험 대상물에도 동일한 조립체가 적합화 될 수도 있다.

도전성 바늘 부재(4)는 시험 대상물에 맞물리도록 적합화된 머리 부분(4a), 상기 머리부분(4a)의 후단부에 형성된 대구경 부분(4b), 상기 대구경 부분(4b)으로부터 연장되고 머리 부분(4a)으로부터 이격된 기둥 부분(4c)을 구비하며, 이들 모두 동축선 상에 배치되어 구성되어 있다. 지지구멍(3)은 도전성 바늘 부재(4)의 대구경 부분(4b)과 기둥 부분(4c) 둘레에 동축으로 권선된 압축 코일 스프링(5)을 수납한다. 지지 구멍(3)은 머리 부분(4a)을 미끌어지게 수납한 소구경 부분(3a)을 구비하나, 소구경 부분(3a)과 지지 구멍(3)의 잔여 부분 사이에 한정된 어깨 표면은 대구경 부분(4b)과 맞닿고, 따라서 도전성 바늘 부재(4)의 돌출 움직임을 제한한다.

머리 부분(4a)의 전방 단부는 예시된 구현예에서 뾰족한 단부로 형성되어 있으나, 시험하고자 하는 각 특정 대상물의 형상과 재질에 따라 요구되는 대로 머리 부분(4a)의 전방 단부의 모양은 선택될 수 있다. 예를 들어 납땜구가 접근할 때 머리 부분(4a)의 전방 단부는 뾰족한 단부 대신에 평평한 단부 표면으로 구성되어도 된다.

위에서 언급된 바와 같이 기둥 부분(4c) 주위에 권선된 압축 코일 스프링(5)은 대구경 부분(4b)과 계전판(6) 사이에 미리 응력을 받은 상태로 설치된다. 예시된 구현예에서, 압축 코일 스프링(5)의 내경보다 약간 큰 직경을 가진 칼라(collar) 부분(4d)은 대구경 부분(4b)에 인접한 기둥 부분(4c)의 일부로 형성되어 있어, 압축 코일 스프링(5)의 관련된 단부가 칼라(collar) 부분(4d)에 탄력적으로 맞추어 질 수도 있다. 그러므로 바늘 부재(4)가 지지 구멍(3) 안에 배치되는 동안 및 그 이전에 바늘 부재(4)와 압축 코일 스프링(5)은 일체화된 조립체를 형성할 수 있으며, 그리고 조립 공정이 단순화 될 수 있다. 이와는 달리 또는 이것에 더하여 압축 코일 스프링(5)은 납땜 또는 다른 부가적인 고정 수단에 의하여 칼라(collar) 부분4b에 부착될 수 있다. 압축 코일 스프링(5)의 어떤 현저한 탄성적 변형 없이 관련된 코일 끝을 칼라(collar)부분(4d)에 간단히 맞출 수 있다.

압축 코일 스프링(5)은 계전판(6)에 인접한 끝이나 또는 도전성 바늘 부재(4)의 내부 끝에 심지어 자유로운 조건에서도 조밀하게 권선된 상태를 나타내는 조밀하게 권선된 부분(5a)을 구비하며, 이 조밀하게 권선된 부분(5a)은 도 1에 도시된 정지 상태에서 기둥 부분(4c)의 축의 단부 또는 상부 단부(도면에서 보는 바와 같은)와 살짝 겹쳐지는 부분으로 연장되어 있다. 압축 코일 스프링(5)은 대구경 부분(4b)에 인접한 도전성 바늘 부재(4)의 기둥 부분(4c)의 일부분 또는 칼라(collar) 부분(4d)과 대구경 부분(4b) 사이에 한정된 고리 모양의 어깨 표면과 맞물려있는 단부(도면에서 아랫쪽 단부)와, 지지구멍(3)에 면한 계전판(6)의 도전성 경로(6a)의 한 부분안에 형성된 요부(6b)(도 3)에 수납되고, 상기 요부(6b)의 저면과 맞닿은 조밀하게 권선된 부분(5a)을 구성하고 있는 또 다른 코일 단부(도면에서 보는 위쪽 끝)를 가지고 있다.

도전성 바늘 부재(4)와 압축 코일 스프링(5)은 금도금 표면이나 이와 유사한 것(로듐 도금 등)과 같은 가공된 표면을 가질 수도 있으나, 만일 소재 금속이 전기 신호를 변질시키지 않는 (예를 들어 귀금속 합금과 구리 합금의 특성과 같은) 양호한 전기적 특성을 갖는다면 아무런 표면 처리를 하지 않은 소재 금속으로 구성될 수도 있다. 만일 소재가 귀금속 등으로 구성되어 있다면, 심지어 도전성 바늘 부재(4)의 표면에 용접 파편과 같은 이물질이 부착되고 그리고 산화막이 용접된 표면에 형성될 때라도, 산화된 표면을 깍아버리거나 다른 방법으로 제거하여 간단히 접촉 저항을 안정시킬 수 있다.

압축 코일 스프링(5)이 부드럽게 인장과 압축이 되도록 하기 위하여, 압축코일 스프링(5)의 내경은 기둥 부분(4c)의 외경보다 약간 크다.

이 도전성 접촉탐침장치(1)를 사용하여 시험을 할 때, 먼저 지지판(2)을 시험 대상물(7) 쪽으로 낮추고, 머리 부분(4a)의 뾰족한 단부를 패드(7a)에 대하여 밀어서 압축 코일 스프링(5)을 압축함으로써 패드(7a)의 표면위에 형성되어 있을지도 모르는 산화막 속으로 파고 들어갈 수 있는 충분한 부하를 생성한다. 이 작용을 도전성 바늘 부재(4)의 뾰족한 단부에 의하여 접촉 표면이 청소된다는 의미에서 세정이라고 부른다.

이 시험 과정 중에 얻어진 전기 신호는 패드(7a)로부터 도전성 바늘 부재(4)와 압축 코일 스프링(5)을 통하여 도전성 경로(5)로 전송된다. 압축 코일 스프링(5)의 내경이 기둥 부분(4c)의 외경보다 약간 크기 때문에, 압축 코일 스프링(5)의 압축은 압축 코일 스프링(5)을 구불거리게 하거나 그렇지 않으면 지지 구멍(3)의 길이를 따라 만곡되게 하여 결과적으로 조밀하게 권선된 부분(5a)의 내부 원주 표면중 일부가 기둥 부분(4c)의 외부 원주 표면에 접촉하게 된다. 그러므로, 도전성 바늘 부재(4)로부터 압축 코일 스프링(5)으로 전송된 전기 신호는 도 2에서 보는 바와 같이 조밀하게 권선된 부분(5a)을 통하여 축방향으로 도전될 수 있는데, 왜냐하면, 압축 코일 스프링(5)의 성글게 권선된 부분을 따르는 나선형 경로를 통해서 전기 신호가 도전되어 인덕턴스와 전기 저항이 증가되는 곤란을 겪는 대신에, 도전성 바늘 부재(4)는 위에서 언급된 바와같이 조밀하게 권선된 부분(5a)과 접촉되기 때문이다.

도 1에 도시된 정지 조건하에서, 기둥 부분(4c)의 내부 단부는 간신히 조밀하게 권선된 부분(5a)과 겹쳐있는데, 그러나 보다 충분히 서로 겹쳐지게 하는 것도 가능하다. 어느 경우에나 도전성 바늘 부재(4)가 패드(7a)와 접촉되고, 어느 깊이 까지 홀더 속으로 밀려들어가기만 하면, 시험 대상물의 접근 부위의 표면 레벨의 불규칙성으로 인해 압축 코일 스프링(5)의 변형이 하나의 접촉탐침장치로부터 다른 장치로 변화할 때에도 기둥 부분(4c)은 조밀하게 권선된 부분(5a)과 접촉할 수 있게 된다.

납땜 등을 사용하여 압축 코일 스프링(5)의 조밀하게 권선된 부분(5a)의 외부 원주 표면 위에 도전성 막을 형성하는 것도 가능하다. 그렇게 함으로써 조밀하게 권선된 부분(5a)은 실질적으로 고형관을 형성하고, 그리고 이것이 접촉탐침장치의 전기적 성질을 더욱 안정시켜준다.

지지 구멍(3)에 면한 도전성 경로(6a)의 한 부분은 도시된 구현에서 조밀하게 권선된 부분(5a)의 코일 단부를 수납할 수 있도록 오목하게 되어 있었으나, 지지구멍(3)에 면한 도전성 경로(6a)의 표면은 제4도에 도시된 바와같이 계전판(6)과 지지판(2) 사이의 접합 표면과 같은 높이인 평평한 표면으로 구성될 수도 있다. 도 4에서, 이전 구현예의 부분들에 대응하는 부분들은 그러한 부분에 대한 설명을 반복하지 않고 동일한 도면 부호로 표시된다.

첫번째 구현예와 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 도전성 경로(6a)와 조밀하게 권선된 부분(5a)은 납땜으로 접합될 수도 있다. 이 경우, 접촉탐침장치의 전기적 특성은 더욱 안정될 수 있다. 압축 코일 스프링(5)의 코일 단부가 도시된 구현예에 있어 평평한 표면으로 연마되었더라도, 코일 단부의 연마는 코일 와이어의 직경이 비교적 작은 경우에는 특별히 생략될 수도 있다.

도 5는 2개의 가동 단부를 가진 접촉탐침장치로 구성된 본 발명의 다른 구현예를 보여주는데, 앞의 구현예에 해당되는 부분은 그러한 부분에 대한 설명을 반복하지 않고 동일한 도면 번호로써 표시하였다.

도 5에 도시된 구현예에 의하면, 앞의 구현예와 유사한 도전성 바늘 부재(4)가 압축 코일 스프링(5)의 코일 단부에 부착되어 있을 뿐만 아니라, 동일한 형상일 수 있는 또 다른 도전성 바늘 부재(4)가 동축 및 대칭적으로 압축 코일 스프링(5)의 또 다른 코일 단부에 부착되어 있다. 도전성 바늘 부재(4)는 그들의 머리 부분(4a)이 서로 반대쪽을 향하도록 배치된다. 이 경우 홀더는 압축 코일 스프링(5)을 수납하고 두개의 도전성 바늘 부재(4)를 지지하도록 한개 위에 다른 한개가 놓여진 한 쌍의 지지판 부분(2a)에 의해 형성된 지지판(2)을 구비한다.

도 5에 도시된 바와같이 두개의 지지판 부분(2a)에는 한개 위에 다른 한개가 놓여질 때 함께 한개의 지지 구멍(3)을 형성하도록 대칭적으로 형성된 지지 구멍(3b)이 제공되고, 압축 코일 스프링(5)은 함께 형성된 지지 구멍(3)에 동축상으로 수납된다.

두개의 지지판 부분(2a) 사이의 접합면으로부터 반대로 면하는 각 지지 구멍(3a)의 바깥쪽 단부에는 압축 코일 스프링(5)을 수납하고 있는 지지 구멍(3)의 잔여 대구경 부분으로부터 직경이 줄어든 동축선상의 소구경 부분(3a)이 구비되어 있다. 앞의 구현예와 비슷하게, 각 도전성 바늘 부재(4)의 머리 부분(4a)의 원통형 부분은 해당 소구경 부분(3a)에 축방향으로 미끌어지게 수납되어 있다.

도면에는 각 머리 부분(4a)의 원통형 부분과 해당 지지 구멍(3) 사이에 간격이 있으나, 그것은 오직 지지 구멍(3)의 소구경 부분(3a)의 내경이 머리 부분(4a)의 원통형 부분의 외경보다 크다는 것을 보여주기 위함이고, 도면이 실제 칫수를 나타내는 것을 뜻하지는 않는다. 다른 도시된 구현예도 같다.

앞의 구현예와 유사하게, 각 도전성 바늘 부재(4)는 추가로 대구경 부분(4b), 기둥 부분(4c) 및 상기 것들 사이에 형성된 칼라(collar) 부분(4d)을 포함하고 있다. 압축 코일 스프링(5)의 두개의 코일 단부는 상응하는 도전성 바늘 부재(4)의 칼라(collar) 부분(4d)에 탄력적으로 맞추어지고 그리고/또는 납땜으로 단단히 고정될 수 있다. 압축 코일 스프링(5)가 압축 상태로 지지 구멍(3)에 수납되어 있기 때문에, 두개의 도전성 바늘 부재(4)가 지지 구멍(3)으로부터 완전히 튀어나가는 것을 방지할 수 있도록 대구경 부분(4b)은 지지 구멍(3)의 대구경 부분과 소구경 부분(3a)에 의해 한정된 어깨 표면과 맞닿아 있다.

기둥 부분(4c)을 둘러싸고 있는 압축 코일 스프링(5)의 부분은 성글게 권선된 부분을 구성하고 있으나, 두개의 도전성 바늘 부재(4) 사이에서 연장된 압축 코일 스프링(5)의 부분은 조밀하게 권선된 부분(5b)을 구성하고 있다. 중간의 조밀하게 권선된 부분(5b)의 축 방향 길이는, 조밀하게 형성된 부분(5b)이 (두개의 도전성 바늘부재(4)가 시험 대상물에 접촉되지 않을 때 인) 휴지 조건하에서 두개의 도전성 바늘 부재(4)의 기둥 부분(4c)과 맞닿을 수 있도록 선정된다. 압축 코일 스프링(5)은 압축될 때 만곡되므로, 중간의 조밀하게 권선된 부분(5b)은 기둥 부분(4c)과 접촉한다.

도 5에 의하면, 부식기판 등으로 구성될 수 있는 회로기판(8)은 아래에 놓여지고, 도전성 바늘 부재들 중 하나 또는 낮은 쪽의 도전성 바늘 부재(4)는 회로기판(8)의 상부 표면과 동일 평면인 표면을 가진 배선 패턴(8a)과 접촉하게 된다. 시험 공정중에 다른 또는 상부의 도전성 바늘 부재(4)는 도면의 상부에 놓여진 시험 대상물에 접근하게 되고, 다른 도전성 바늘 부재(4)는 시험 대상물(9)의 시험 패드(9a)와 탄성적으로 접촉하게 된다. 이 상태에서 양쪽의 도전성 바늘 부재(4)는 도 5의 하부에 보여지는 것과 유사한 상태로 배치된다.

그러므로, 시험 공정중에 얻어진 전기 신호는 도 5에 화살표로 표시된 대로 도전되거나, 또는 시험 패드(9a)로부터 상부 도전성 바늘 부재(4), 그의 기둥 부분(4a), 중간의 조밀하게 권선된 부분(5b), 하부 도전성 바늘 부재(4)의 기둥 부분(4a), 및 하부 도전성 바늘 부재(4)를 경유하여 배선 패턴(8a)으로 도전된다. 압축 코일 스프링(5)을 통한 전기 도전 경로의 일부만이 조밀하게 권선된 부분(5b)으로 구성되어 있고, 그러므로 전류는 압축 코일 스프링(5)의 성글게 권선된 부분을 따라서 나선형 경로를 통과함으로써 인덕턴스와 전기 저항의 증가로 곤란을 받는 대신에, 압축 코일 스프링(5)을 통하여 선형의 축방향으로 통과할 수 있다.

도 6은 각 도전성 바늘 부재(4)의 대구경 부분(4b)이 생략된 또 다른 구현예를 보여주고 있는데, 앞의 구현예에 해당하는 부분은 그 부분에 대한 서술을 되풀이하지 않고 같은 번호로써 표시하였다. 이 경우, 도전성 바늘 부재(4)는 압축 코일 스프링(5)의 코일 단부가 연관된 소구경 부분(3a)과 지지 구멍(3)의 잔여 부분 사이에 한정된 어깨 표면과 맞닿음으로써 지지 구멍(3)으로부터 완전히 튀어나가는것이 방지되고 있다. 이 구현예에 의하면, 나선형 경로를 통한 전기 신호의 도전으로 인한 인덕턴스와 전기 저항의 증가는 앞의 구현예에서와 유사하게 회피될 수 있으며, 그리고, 추가적으로, 도전성 바늘 부재(4)의 전체적인 길이는 적어도 대구경 부분(4b)의 길이 만큼 감소될 수 있다. 또한, 도전성 바늘 부재(4)의 모양이 단순화 될 수 있으므로, 이것이 구성품의 원가를 줄이는데 기여한다.

본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 구현될 수도 있으며, 그리고, 또한, 앞의 구현예의 부분에 해당하는 부분은 그 부분의 서술을 되풀이하지 않고 동일한 도면 번호로써 표시하였다. 도 7에 도시된 구현예에 의하면, 도 5에 도시된 구현예의 도전성 바늘 부재(4)들 중 하나 대신에 압축 코일 스프링(5)의 단부가 동일한 목적을 수행하도록 사용되었다. 한개의 도전성 바늘 부재(4)로부터 이격된 압축 코일 스프링의 단부는 압축 코일 스프링(5)의 잔여 부분으로부터 직경이 감소되었고, 그리고 추가적으로 조밀하게 권선된 부분(5c)을 구성한다.

이와같이 도 7의 구현예에 의하면, 사용에 있어, 압축 코일 스프링(5)의 일 단부에 형성된, 감소된 직경의 조밀하게 권선된 부분(5)이 배선 패턴(8a)과 접촉하게 된다. 또한, 이 압축 코일 스프링(5)에 있어, 조밀하게 권선된 부분은 실질적으로 아무 단절없이 감소된 직경의 조밀하게 권선된 부분(5c)으로부터 중간의 조밀하게 권선된 부분(5a)으로 연장된다.

도 7에 도시된 구현예에 있어서 역시, 압축 코일 스프링(5)의 조밀하게 권선된 부분(5a)이 상부 도전성 바늘 부재(4)의 기둥 부분에 접촉하기 때문에, 전기 신호는 그러므로 조밀하게 권선된 부분(5a)을 통하여 통과할 수 있고, 전기 도전경로는 압축 코일 스프링(5)의 길이를 따라 축 방향으로 연장되며, 그리고 나선형 경로를 통한 신호의 도전으로 인한 인덕턴스와 전기 저항의 증가를 회피할 수 있다. 도 7에 도시된 구현예는 세정 성능을 갖는 단부가 오직 한개만 필요할 때 유리하고, 원가를 줄이는 것이 가능하다.

이와같이, 본 발명에 의하여, 전기 신호는 조밀하게 권선된 부분을 통하여 도전되므로, 심지어 필요한 탄성력을 얻기 위하여 성글게 권선된 부분의 권선 수가 비교적 많을 때라도, 전기 신호는 성글게 권선된 부분을 통하지 않고 도전되므로 인덕턴스와 전기 저항은 상당히 감소된다. 또한, 스프링 특성(성글게 권선된 부분의 권선 수 등)을 인덕턴스와 전기 저항의 증가를 피하는 관점에 의해서 지배되지 않고 결정할 수 있기 때문에, 심지어 도전성 바늘 부재의 작동 행정이 비교적 큰 경우에도 양호한 접촉탐침 설계의 실현이 가능하다.

Claims

지지 부재를 통하여 통과되는 지지 구멍;

상기 지지 구멍안에 미끌어질 수 있게 수납되고, 상기 지지 구멍의 단부 외측으로 돌출된 머리 부분 및, 상기 지지 구멍의 외측으로 돌출된 상기 머리 부분의 단부로부터 이격되게 상기 머리 부분으로부터 동축선상으로 연장된 기둥 부분을 구비하는 도전성 바늘 부재; 그리고,

상기 지지 구멍의 바깥으로 상기 머리 부분을 강제하기 위하여 상기 지지 구멍안에 동축선상으로 수납된, 도전성인 압축 코일 스프링;을 구비하고,

상기 압축 코일 스프링은 적어도 상기 압축 코일 스프링이 어떤 범위로 압축될 때 상기 압축 코일 스프링의 인접 권선이 상호 접촉되는 조밀하게 권선된 부분을 구비하고;

상기 도전성 바늘 부재의 상기 기둥 부분은 상기 압축 코일 스프링의 내경보다 실질적으로 작은 외경을 가지고 그리고 상기 압축 코일 스프링 안에서 축방향으로 연장되고;그리고

상기 압축 코일 스프링이 압축될 때 압축 코일 스프링이 만곡되도록 상기 조밀하게 권선된 부분은 상기 지지 구멍의 대응 부분의 내경보다 실질적으로 작은 외경을 가지고;

상기 압축 코일 스프링이 압축될 때 상기 기둥 부분이 상기 조밀하게 권선된 부분과 접촉되도록 상기 기둥 부분은 상기 압축 코일 스프링의 상기 조밀하게 권선된 부분과 겹쳐지고, 여기에서 상기 압축 코일 스프링이 압축되어서 상기 기둥 부분이 상기 조밀하게 권선된 부분과 접촉될때, 상기 조밀하게 권선된 부분은 상기 도전성 바늘 부재의 상기 머리 부분으로부터 이탈되는 방향에서 그것의 상기 기둥 부분의 자유 단부를 지나서 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 도전성 바늘 부재가 어떤 대상물과도 접촉하지 않는 휴지 상태하에서 상기 조밀하게 권선된 부분이 상기 도전성 바늘 부재의 후방 단부와 축상으로 겹쳐지는 방식으로 상기 조밀하게 권선된 부분이 위치된 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 조밀하게 권선된 부분을 실질적으로 일체화된 관을 형성하도록 도전성 막이 상기 조밀하게 권선된 부분 주위에 도포되는 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 도전성 바늘 부재는 상기 머리 부분과 상기 기둥 부분과의 사이에 대구경 부분을 더 구비하고, 그리고 상기 지지 구멍의 상기 소구경 부분과 상기 지지 구멍의 잔여 부위와의 사이에 한정된 어깨 표면에 상기 대구경 부분이 맞닿음으로써 상기 머리 부분이 상기 지지 구멍으로부터의 돌출되는 범위가 결정되도록, 상기 지지 구멍의 외측 단부에는 소구경 부분이 제공되는 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 도전성 바늘 부재는 상기 압축 코일 스프링의 관련된 코일 단부에 탄성적으로 맞물리도록 상기 머리 부분과 상기 기둥 부분 사이에 형성된 칼라(collar) 부분을 더 구비한 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 4항에 있어서, 상기 도전성 바늘 부재는 상기 압축 코일 스프링의 관련된 코일 단부에 탄성적으로 맞물리도록 상기 대구경 부분과 상기 기둥 부분 사이에 형성된 칼라(collar) 부분을 더 구비한 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 조밀하게 권선된 부분은 상기 도전성 바늘 부재의 상기 머리 부분으로부터 이격된 상기 압축 코일 스프링의 단부로 연장되고, 그리고 외부 회로에 연결된 도전성 패드와 맞닿은 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 7항에 있어서, 상기 조밀하게 권선된 부분의 자유 단부는 상기 지지 구멍의 다른 개방 단부에서 상기 지지 구멍에 제공된 제2의 소구경 부분 외측으로 돌출되고, 그리고 상기 제2 소구경 부분의 내경이 상기 조밀하게 권선된 부분의 상기 자유 단부 보다 크고 상기 조밀하게 권선된 부분의 잔여 부분 보다는 작은 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.
제 1항에 있어서, 상기 압축 코일 스프링은 중간의 조밀하게 권선된 부분 및 그의 양쪽 축방향 단부상의 한 쌍의 성글게 권선된 부분을 구비하고, 그리고 상기 압축 코일 스프링의 일 단부는 상기 처음 언급된 도전성 바늘 부재에 맞물리는 반면에, 상기 압축 코일 스프링의 다른 단부는 상기 지지 구멍의 다른 단부의 외측으로 돌출된 머리 부분을 유사하게 구비하는 제2의 도전성 바늘 부재에 맞물리고, 상기 압축 코일 스프링이 어떤 범위로 압축될 때 적어도 상기 조밀하게 권선된 부분에 접촉하도록 적합화된 각각의 기둥부분이 상기 제1 및 제2 도전성 바늘 부재에 제공된 것을 특징으로 하는 접촉탐침장치.