KR100454295B1 - 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘에 관한 것이다.

본 발명에 따른 검사바늘은 검사바늘이 자유 접촉 선단에 대하여 원추형으로 점감되게 형성된 접촉부분을 회로판 검사 포인트에 접촉하도록 구성되어 있고, 상기 접촉부분은 최소한 15mm의 길이 및 접촉 선단에서 0.2mm 이하의 직경을 가지며, 접촉 선단에 대항하는 접촉부분의 단부부분은 0.3-0.4mm 범위의 직경으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 검사바늘에 의하여 회로판에 대한 극히 밀집한 구조가 스트로브 될 수 있다. 본 발명에 따른 검사바늘은 비교 가능한 구조를 스트로브 하기 위한 공지의 검사바늘 보다 강성이다. 이는 이들 검사바늘을 포함하는 패턴 어댑터의 취급 및 형상을 간단하게 한다.

Description

회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘{Test Needle for a Pattern Adapter of a Circuit Board Tester}

이와 같은 패턴 어댑터는 검사장치의 예정된 규칙적인 격자 패턴을 검사하고자 하는 회로판의 통상적인 불규칙한 검사 포인트 배열로 전환시키는데 사용된다. 일반적으로 패턴 어댑터는 검사바늘을 수용하기 위한 안내구멍을 포함하여 서로 떨어져 일정 간격 이격되어 있는 수개의 안내판으로 구성되어 있다. 검사바늘은 어댑터에서 경사지게 배치되므로 일반적으로 격자 패턴의 규칙적인 배치로부터 벗어나기 때문에 검사바늘은 규칙적인 격자 패턴의 접촉점을 회로판 검사 포인트에 전기적으로 연결할 수 있다.

회로판에 대한 회로판 검사 포인트의 간격은 언제든지 감소 되고 있기 때문에 일반적으로 그 간격은 단지 0.3 mm(12 밀) 또는 0.25 mm(10 밀)에 불과하며, 예컨대 검사체 쪽을 향하는 어댑터의 측면에서 검사바늘은 이에 대응하여 밀집한 피치로 배치될 필요가 있다.

이런 까닭에 예컨대 단지 0.1 mm 또는 0.2 mm의 직경을 갖는 극히 가느다란 검사바늘이 그와 같은 어댑터에 사용된다. 이들 검사바늘은 극히 불안정 하므로 확실하게 양호한 안내를 하도록 많은 안내판이 어댑터에 제공될 필요가 있다.

직경부분이 상이한 검사바늘이 또한 공지되어 있으며 개개의 부분 사이에 단계적 변화가 형성된다. 검사하고자 하는 회로판의 검사 포인트에 의하여 접촉될 접촉 선단에 인접하는 검사바늘의 부분은 접촉 선단으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가되는 가장 작은 직경으로 구성되어 있다. 가느다란 검사바늘과 비교하여 이들 단이 있는 검사바늘은 실질적으로 더 단단하며 또한 그들의 접촉 선단이 서로 비교적 밀접하게 위치되게 배치될 수도 있다. 그러나 접촉 선단에 인접하는 부분은 또한 매우 불안정하므로 수개의 검사판에 의하여 패턴 어댑터에 지지될 필요가 있다.

독일 실용신안 DE 91 00 432 U1에는 전기 검사 어댑터용 검사바늘이 기술되어 있다. 이 검사바늘은 원추형으로 자유 단부를 향하여 뾰족하며, 선단은 약 50㎛의 반경을 갖는 구형의 둥근부분으로 구성되어 있다. 상기 독일 실용신안은 구형선단의 반경이 20-80㎛의 범위라고 기술하고 있다.

독일 실용신안 DE 298 10 384 U1 에는 검사바늘 두께에 대한 기재가 전혀 없는 원추형으로 뾰족한 검사바늘이 기술되어 있다.

DE 37 36 689 A1 및 DE 36 39 360 A1 에는 원추형으로 뾰족한 선단을 가지며 검사 선단으로부터 먼 단부에 구형 헤드를 갖는 탐침이 기술되어 있다. 이들 바늘의 가장 큰 생크 직경은 1.3 - 1.4 mm 에 해당하며 헤드의 직경은 약 2mm 이다. 접촉 선단의 직경에 관하여는 전혀 언급되어 있지 않다.

DE 44 17 811 A1 에는 접촉 포인트와 접촉하기 위한 매우 짧은 원추형 선단을 특징으로 하는 탐침이 기술되어 있다.

DE 44 39 758 A1 에는 짧고 원추형으로 형성된 선단을 특징으로 하는 검사 어댑터용 탐침이 기재되어 있으며, 상기 선단은 연마함으로써 형성된다. 또한 이 인용문헌에는 부분적으로 경사지게 배열되는 검사바늘을 포함하는 어댑터가 기술되어 있다.

DE 36 20 947 A1 에는 일정한 단면의 와이어로 구성되는 검사바늘이 기술되어 있으며, 그의 직경은 0.2mm 이하 이다. 또한 다른 뾰족한 검사바늘이 기술되어 있다.

미국 특허 제4403 822호에는 뾰족한 검사바늘이 도시되어 있으며, 이 검사바늘의 두께에 대한 기재는 전혀 기술되어 있지 않다.

DE 44 29 758 C2에는 0.15 - 0.5 mm 두께의 가느다란 와이어로 제조된 탐침이 기술되어 있으며, 이들 탐침에는 짧은 선단이 형성되어 있다.

DE 196 54 404 A1에는 200㎛의 피치 간격으로 회로판을 검사하기 위한 해결책이 매우 복잡하다고 기재되어 있으며, 이 경우 검사바늘을 포함하는 어댑터는 트랜슬레이터 포일에 의하여 매우 밀집한 피치로 접촉 포인트와 접촉하게 된다. 따라서 밀집한 피치로 접촉 포인트를 접촉하기 위한 직접적인 해결책이 없다는 것이 명백해 졌다.

어댑터에서 평활한 비윤곽 피아노선 탐침의 사용이 DE 43 23 276 A1에 기술되어 있다. 이 어댑터에서 가느다란 검사바늘이 신뢰할 수 있게 안내되는 검사바늘 통로에 의하여 침투되는 고형물체가 제공된다. 이들 검사바늘은 0.1 mm 까지의 직경을 가질 수도 있다.

독일 실용신안 DE 296 16 272 U1 에는 내부 조절수단을 갖는 어댑터가 기술되어 있다.

본 발명은 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘에 관한 것이다.

도 1 은 실제보다 상이한 크기를 갖는 본 발명에 따른 검사바늘의 확대도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 검사바늘을 포함하는 어댑터의 형상의 간단한 개략도이다.

본 발명의 목적은 안정성과 관련하여 최적으로 형성되는 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘을 제공하고 패턴 어댑터에서 두개의 인접한 검사바늘의 검사 선단의 밀집한 피치를 달성하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은 청구항 1에서 언급한 바와 같은 특징을 갖는 검사바늘에 의하여 달성되며, 본 발명의 유리한 특징은 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘은 검사바늘이 회로판 검사포인트와 접촉하도록 하기 위하여 자유 접촉 선단에 대하여 원추형으로 점감되게 형성된 접촉부분을 포함하고, 상기 접촉부분은 최소한 15mm의 길이 및 접촉 선단에서 0.2mm 이하의 직경을 가지며, 접촉 선단에 대항하는 접촉부분의 단부부분은 0.3-0.4mm 범위의 직경으로 구성됨을 특징으로 한다.

접촉 선단에 대하여 원추형으로 점감된 접촉부분은 매우 밀집한 피치로 회로판 검사 포인트를 접촉시키기에 적당한 매우 가느다란 검사바늘 및 안정성이 향상된 두꺼운 검사바늘 사이에 최적 트레이드 오프(trade-off)를 나타내며, 따라서 수개의 안내판을 갖는 패턴 어댑터에 안내하는 것이 보다 용이하다.

본 발명에 따른 검사바늘의 단면은 접촉선단 앞의 부분에서 바로 넓어지기 때문에, 접촉부분은 작지만 접촉부분에 공지의 직경을 갖는 접촉선단을 갖는 검사바늘에서 보다 더 경질이다. 또한 이는 상술한 바와같이 단이 있게 형성된 검사바늘과 비교하는데 적용되며, 접촉선단을 구성하는 그의 가장 가느다란 부분은 접촉선단에서 동일한 직경에 대하여 본 발명에 따른 검사바늘의 접촉부분 보다 더욱 유연성이 있다. 본 발명에 따른 검사바늘을 갖는 어댑터에서는, 일반적으로 단이 있는 검사바늘을 갖는 어댑터에 대하여 요구되는 바와같은 안내판이 제거될 수 있음을 알게 되었다.

도 1 은 기부부분(2) 및 인접 접촉부분(3)으로 구성되는 본 발명에 따른 검사바늘(1)의 실시예를 도시한 것이다. 기부부분(2)은 환상 단면 및 일정한 직경(D)을 갖는 봉상형 부분이며, 접촉부분(3)은 자유단부에서 접촉 선단(4)을 형성하도록 자유단부에 대하여 원추형으로 점감되어 형성되어 있다. 접촉 선단(4)과 대향하는 접촉부분(3)의 단부 부분(5)은 기부부분(2)과 동일한 직경(D)을 갖고 있다. 접촉선단(4)에서 검사바늘의 직경은 밀집한 피치로 검사하고자 하는 회로판의 검사 포인트가 접촉될 수 있도록 0.2mm 이하 이거나 또는 0.2mm에 해당하며, 바람직하기로는 0.1mm이다.

도 2 는 검사하고자 하는 회로판(5)을 검사 하기 위하여 어떻게 검사바늘(1)이 패턴 어댑터(6)에 배치되는가를 도시한 것으로서, 검사장치의 규칙적인 격자 패턴이 패턴 어댑터(6)에서 경사지는 검사바늘(1)에 의하여 회로판 검사 포인트의 불규칙한 배치로 변환되어 있다. 특히 밀집한 피치로 회로판 검사 포인트의 주요부분을 향하고 있는 격자 패턴의 주요부분을 커버하는 대응하는 수의 검사바늘(1)에 의하여 밀집한 피치로 다수의 회로판 검사 포인트를 검사하는 것이 그와 같은 패턴 어댑터(6)에 대하여 가능하다. 따라서 이들 검사바늘(1)은 밀집한 피치로 회로판 검사 포인트에 빛의 비임과 같이 집중된다.

검사바늘(1)은 검사바늘(1)이 연장되는 안내구멍이 천공되어 있으며 서로 떨어져 일정 간격 이격되어 있는 안내판(7)에 의하여 패턴 어댑터(6)에 유지되어 있다.

접촉 선단(4)에 인접하는 검사바늘(1) 사이의 최소 간격은 서로에 대하여 지나치게 근접하여 안내구멍을 천공하는데는 한계가 있기 때문에 임의로 감소시킬 수 없으며, 이외에 자동적으로 일정한 간격이 되게 하는 리지(ridge)가 구멍 천공의 결과로 실현한다. 이들 제한은 본 발명에 따른 검사바늘의 치수를 한정할 때 고려될 필요가 있다. 더욱이 검사장치의 격자패턴은 검사바늘의 공간 배치에 상당히 영향을 미치며, 검사바늘을 경사지게 하고 회전시키는데 한계가 있기 때문에 검사 선단의 최소 간격은 검사바늘이 서로 접촉되게 할 수 있다.

패턴 어댑터에서 검사바늘의 공간 배치로 인하여, 단지 소형의 짧은 선단을 갖는 비교적 두꺼운 검사바늘을 설치하기가 불가능한데, 그 이유는 이들 검사바늘은 대응하는 큰 천공 구멍으로 인하여 밀집한 피치로 배치될 수 없고, 게다가 서로접촉하고 있는 접촉 선단에 인접하게 되는 부분이 있을 수 있는 위험이 있기 때문이다. 본 발명에 따른 검사바늘에 있어서 이들 문제점은 예정된 길이(L)에 걸쳐 점진적으로 원추형으로 넓어지는 접촉부분에 의하여 회피된다.

비구성 요소를 이루는 회로판을 검사하기 위한 검사장치에 있어서 소위 단일밀도 및 이중 밀도 패턴이 사용된다. 단일 밀도 패턴은 a(a=1/10인치=2.54mm)의 두개의 좌표 방향으로 일정한 간격을 두고 있는 접촉 포인트를 포함하는 직교 좌표계에 따라 정해지는 접촉 포인트를 갖는 1인치 패턴의 1/10이다. 이중 밀도 패턴은 두개의 좌표방향으로 출발 패턴에 대하여 0.5a 만큼 변위된 접촉 포인트의 동일한 다른 패턴에 의하여 중첩되므로 단일 밀도 패턴과 다르다. 이중 밀도 패턴은 EP 0 222 036 B1에 기술되어 있다.

컴퓨터 계산에 의하여 접촉부분(3)의 최소 길이(L)는 격자 패턴, 기부 부분(2)에서 직경(D), 접촉 선단(4)에서 직경(d), 검사바늘의 전체 길이, 및 패턴 어댑터의 두개의 인접한 접촉 선단(4) 사이의 일정한 최소 간격을 위한 구멍 직경을 기준으로 하여 결정될 수 있다.

그와 같은 실시예의 계산은 약 95mm의 전체 길이 및 0.1mm에 해당하는 직경(d)의 접촉 선단을 갖는 검사바늘을 기초로 한 것이다. 천공으로부터 얻어지는 리지를 포함하는 구멍 직경은 0.15㎜이다.

이들 실기예의 계산을 위하여, 하기 표는 다양한 두께(D) (각각 0.3mm 및 0.4mm) 및 0.3mm(12 밀)의 접촉 선단 간격을 달성하기 위한 검사장치의 다양한 격자 패턴을 위한 접촉부분(3)의 최소 길이(L), 실시예의 계산의 기초를 형성하는 검사장치의 격자 패턴으로서 상술한 바와같은 단일 밀도 패턴(SD) 및 이중 밀도 패턴(DD)을 기재하고 있다.

네개의 실시예의 계산에서 20 ×20 의 회로판 검사 포인트의 패턴이 두개의 실시예의 계산에서 격자 패턴에 대하여 45°를 통하여 또한 회전되는 단부 부분(5)에 추가적으로 제공된다. 그와 같은 밀접 피치 회로판 검사 포인트는 회로판에서 소위 보올 격자 배열에 의하여 달성되며, 이들 보올 격자 배열은 회로판 검사 포인트의 극히 높은 밀도의 부분을 나타낸다.

실시예의 계산은 검사바늘의 배치에 대하여 두개의 방법(M1, M2)에 의하여 이루어졌다. 방법(M1)은 이론적으로 가능한 검사바늘의 모든 경사를 고려하는 반면에 방법(M2)은 검사바늘의 최적 배치를 취한다. 검사바늘의 그와 같은 최적 배치는 패턴 어댑터를 생산하는데 이용된 특수 컴퓨터 프로그램에 의하여 달성될 수 있다. 배치를 최적으로 함으로써 검사바늘의 최대 경사가 패턴 어댑터에서 감소된다.

실시예의 계산은 단일 밀도 패턴 및 0.3mm의 두께(D)를 갖는 검사바늘에 대하여 접촉부분의 길이는 15mm 일 수 있음을 보여 주었다. 나머지 실시예의 계산을 위하여 접촉부분(3)의 최소길이는 20mm또는 그 이상이다. 접촉부분의 길이가 길면 길수록 접촉 선단(4)으로부터 접촉부분(3)의 단부부분(5)의 방향으로의 직경의 증가가 그 만큼 적다. 검사바늘을 배치시키기 위한 최적화 방법(M2)에 의하여 검사바늘의 최대 경사가 감소되고 이에 따라 접촉부분의 길이(L)가 감소되게 한다.

검사바늘의 0.3mm의 직경(D) 및 접촉 선단에서 0.1mm의 직경에 대하여 회로판 검사 포인트의 배열은 30mm의 길이로 스트로브 될 수 있고, 그의 각각은 0.3mm의 피치를 가지며, 그로 인하여 회로판 검사 포인트는 격자 패턴과 비교하여 정렬될 필요는 없다. 이 때문에 그와 같은 검사바늘은 밀집한 피치 회로판 검사 포인트의 배열을 검사하기 위한 현재의 요건을 만족시키고 있다. 접촉부분의 0.4mm의 직경(D) 및 45mm의 길이에 대하여 회로판 검사 포인트의 그와 같은 배열은 신뢰 할 수 있게 스트로브 될 수 있다.

상기 실시예의 계산은 일반적으로 변화를 허용하며 패턴 어댑터의 특성에 따르는 검사바늘의 전체 길이 및 천공 구멍 직경 같은 파라미터에 기초한 것이다. 이외에, 어댑터에 검사바늘을 배치하는 다른 방법을 이용할 수 있다. 따라서 이들 실시예의 계산의 결과는 모든 회로판 검사장치에 직접 전환될 수 없고, 그 대신에 본 발명에 따른 검사바늘의 치수를 설정하는 가이드라인으로써 역활을 하며, 본 발명에 따른 검사바늘에 의하여 검사하고자 하는 회로판에 대한 극히 밀집한 구조가 스트로브 될 수 있다는 것을 보여주고 있다.

본 발명에 따른 검사바늘은 접촉 선단(4)으로부터 원추형으로 확대되기 때문에 본 발명에 따른 검사바늘은 검사하고자 하는 회로판에 비교 가능한 구조가 스트로브 될 수 있는 검사바늘 보다 실질적으로 단단하다.

본 발명에 따른 검사바늘은 바람직하기로는 2 단계 절차로 제조되는데, 검사바늘은 예컨대 연마에 의하여 조잡하게 성형된 다음 예컨대 화학적 밀링공정에 의하여 표면 마무리 가공된다. 추가적으로 화학적 밀링에 의한 표면 가공은 표면이 경화되게 하고, 그 결과 검사바늘의 강도가 더욱 향상된다. 또한 검사바늘은 레이저 비임 기계가공에 의하여 제조될 수도 있다. 또한 레이저에 의하여 표면이 산화되게 함으로써 검사바늘에 표시를 할 수 있으며, 이로 인하여 여러가지 형태의 검사바늘을 언더커팅하는 것이 가능하다. 검사바늘에 적당한 재료는 강철, 또는 티탄 합금, 니켈-티탄 합금등과 같은 경질 또는 경질-탄성 합금이다.

Claims (12)

1. 검사바늘(1)은 자유 접촉 선단(4)에 대하여 원추형으로 점감되게 형성된 접촉부분(3)을 회로판 검사 포인트에 접촉하도록 구성되고, 상기 접촉부분(3)은 최소한 15mm의 길이(L) 및 상기 접촉 선단(4)에서 0.2mm 이하의 직경(d)을 가지며, 상기 접촉 선단(4)에 대항하는 상기 접촉부분(3)의 단부부분(5)은 0.3㎜-0.4mm 범위의 직경(D)으로 구성됨을 특징으로 하는 회로판 검사장치의 패턴 어댑터용 검사바늘.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉부분(3)의 상기 길이(L)는 20mm 이고, 상기 단부부분의 상기 직경(D)은 0.3mm 임을 특징으로 하는 검사바늘.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉부분(3)의 상기 길이(L)는 30mm 이고, 상기 단부부분의 상기 직경(D)은 0.4mm 임을 특징으로 하는 검사바늘.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉부분(3)의 직경(d)은 0.1mm 이거나 또는 그 이하임을 특징으로 하는 검사바늘.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 선단(4)은 둥글게 형성됨을 특징으로 하는 검사바늘.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 선단에 대항하는 상기 단부부분에 인접하는 것은 일정한 직경을 갖는 기부부분(2) 임을 특징으로 하는 검사바늘.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 기부부분(2)은 최소한 30mm 의 길이를 가짐을 특징으로 하는 검사바늘.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 검사바늘(1)은 조잡한 성형 가공 및 표면 마무리 가공에 의하여 제조됨을 특징으로 하는 검사바늘.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 조잡한 성형가공은 연마가공이고, 상기 표면 마무리 가공은 화학적 밀링가공임을 특징으로 하는 검사바늘.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 검사바늘(1)은 레이저 기계가공에 의하여 제조됨을 특징으로 하는 검사바늘.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 하나에 기재된 바와 같이 형성된 검사바늘을 수용하기 위한 안내구멍을 포함하며 서로 일정 간격 이격되어 배열되는 안내판으로 구성되는 회로판 검사장치용 패턴 어댑터에 있어서, 상기 검사 바늘의 최소한 몇개는 그들의 접촉 선단에 의하여 밀접하게 일정 간격 이격되도록 상기 패턴 어댑터에서 서로에 대하여 경사지게 배치됨을 특징으로 하는 패턴 어댑터.
12. 제 11 항에 있어서, 인접한 접촉 선단의 상기 간격은 0.3mm 이거나 또는 그 이하임을 특징으로 하는 패턴 어댑터.