KR100600092B1 - 도전성 접촉자 - Google Patents

Abstract

솔더볼이나 땜납이 부착된 단자를 갖는 반도체 소자나 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 또는 반도체 소자의 소켓에 이용되는 도전성 접촉자로서, 도전성 접촉자의 적어도 도전성 접촉부에, 땜납이 부착되기 어려운 고도전성 재료로 이루어지는 층이 설치됨으로써, 피접촉체로부터 접촉부로의 땜납의 부착량을 저감하고, 땜납 부착량의 증대에 따른 클리닝에 이르기까지의 접촉 횟수를 대폭적으로 증대시킬 수 있기 때문에, 검사 라인의 가동율을 향상시킬 수 있으며, 또한 유지 보수 비용의 저감을 향상시킬 수 있다.

Description

도전성 접촉자{Conductive contact}

본 발명은 반도체 분야의 검사 등의 용도에 적합한 도전성 접촉자에 관한 것이다.

종래, 프린트 배선판의 도체 패턴이나 전자 부품 등의 전기적 검사(오픈·쇼트 테스트, 환경 테스트, 번인 테스트 등)를 행하기 위하여, 또는 웨이퍼 테스트용 등의 콘택트 프로브나 커넥터에 다양한 구조의 도전성 접촉자가 이용되고 있다.

상술한 바와 같은 도전성 접촉자에 있어서는, 그 대상이 되는 피검사체 등의 접촉 부분(반도체 제품의 단자 등)의 재질이 땜납으로 이루어지고, 또는 땜납에 의해 덮혀 있는 경우, 접촉 횟수의 증가에 따라, 침상(針狀)이나 코일상이어도 되는 도전성 접촉자의 도전성 접촉부의 선단에 서서히 땜납이 부착되게 된다.

일반적으로, 접촉자의 표면 처리에 있어서는, 접촉 저항이 낮고 안정된 전기 특성을 갖는 금도금(예컨대 코발트 첨가량이 0.3∼4%)이 이용되고 있는데, 상기 땜납의 부착량이 증대하면, 도전성 접촉자의 도전 경로의 저항 변화에 의해 소기의 특성이 변화되고, 검사 정밀도가 저하되는 문제가 있다. 그 때문에, 검사 정밀도가 크게 저하되기 전에 도전성 접촉부를 교환할 필요가 있고, 도전성 접촉부의 클리닝를 위한 교환 빈도가 증대되고, 검사 라인의 가동율의 저하나 유지 보수 비용의 증 대를 초래하는 문제가 있다.

이러한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 목적은, 종래의 도전성 접촉자보다 땜납의 부착에 의한 교환 빈도가 작아지도록 한 도전성 접촉자를 제공함에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 장기에 걸쳐 저저항을 유지하고, 종래의 도전성 접촉자보다 수명이 긴 도전성 접촉자를 제공함에 있다.

본 발명의 제3의 목적은, 땜납이 부착되기 어려운 접촉부를 갖는 도전성 접촉자를 제공함에 있다.

본 발명에 의하면, 이러한 목적은, 피접촉체에 적용됨으로써 전기적 접촉을 달성하기 위한 도전성 접촉자로서, 상기 도전성 접촉자의 적어도 도전성 접촉부에, 땜납이 부착되기 어려운 고도전성재료로 이루어지는 층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자에 의해 달성된다. 고도전성 재료로 이루어지는 층은, 도금, 특히 전기 도금으로 형성하는 것이 바람직한데, 한정적인 것은 아니지만, 무전해 도금, 스퍼터링, PVD, CVD 또는 용사 등의 방법도 생각할 수 있다. 고도전성 재료로 이루어지는 층은, 바람직하게는, 대체로 금에 O.01∼8%의 은을 첨가한 것으로 이루어진다. 도전성 접촉자는 코일 또는 뾰족하거나 평탄한 단부를 갖는 침상 부재 또는 로드 부재로 이루어져도 된다.

이와 같이, 도전성 접촉부에 땜납이 부착되기 어려워지므로, 접촉 횟수의 증가에 대하여 부착량의 증대를 억제할 수 있고, 도전성 접촉부의 교환 빈도를 감소 시킬 수 있다. 또한 도전성 접촉자의 기본적 재료가 강철과 같이 양호한 기계적 성질을 가지며 저렴한 재료로 이루어 질 수 있으며, 도전성 접촉자 이러한 재료이더라도 다수의 테스트 횟수 또는 장기간의 사용에도 저저항을 안정적으로 유지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은, 본 발명이 적용된 코일상의 도전성 접촉자를 이용한 콘택트 프로브 헤드의 종단면도이다.

도 2는, 코일선에 대하여 은첨가 금도금을 행한 상태를 나타내는 일부 파단 부분 사시도이다.

도 3은, 도 2의 코일선의 코일링 후의 상태를 나타내는 일부 파단 부분 사시 도이다.

도 4는, 도 3의 어셈블리에 제2의 은첨가 금도금층을 형성한 후의 상태를 나타내는 일부 파단 부분 사시도이다.

도 5는, 콘택트 프로브 헤드의 작동 상태를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 6은, 본 발명의 제2의 실시예를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 7은, 도전성 접촉자의 헤드부에 은첨가 금도금층을 형성한 후의 상태를 나타내는 확대 단면도이다.

도 8은, 도 6의 콘택트 프로브 헤드의 작동 상태를 나타내는 도 5와 같은 도 면이다.

도 9는, 평탄한 단부를 갖는 도전성 접촉자의 변형 실시예를 나타내는 도 7과 같은 도면이다.

도 10은, 본 발명의 제3의 실시예를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 11은, 본 발명의 제4의 실시예를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 12는, 본 발명의 제5의 실시예를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 13은, 본 발명의 제6의 실시예를 나타내는 도 1과 같은 도면이다.

도 1은, 본 발명이 적용된 반도체 제품용 콘택트 프로브 헤드의 도전성 접촉자의 요부를 확대한 측단면도이다. 본 도시예에서의 콘택트 프로브 헤드에 있어서는, 그 절연성 홀더(1)가, 예컨대 2장의 합성수지제 절연판(1a, 1b)을 적층하여 형성된다. 이와 같이 하여 일체화된 양 절연판(1a, 1b)으로 이루어지는 홀더(1)에는, 양 절연판(1a, 1b)의 두께 방향으로 관통되는 복수의 관통공(2)(도 중에는 하나만이 도시됨)이 설치되어 있고, 그 관통공(2) 내에는 동축적으로 코일 스프링형 도전성 접촉자(3)가 수용되어 있다.

관통공(2)은, 그 축선 방향 중간부에 형성된 소정 길이의 동일 직경의 스트레이트공(孔)과, 도면 중 홀더(1)의 상하면을 향해 열린, 외측을 향해 선단이 가늘어지는 테이퍼공부(2a)를 갖는다. 또한, 그 테이퍼상에 형성된 테이퍼공부(2a)의 끝이 가는 부분과 외측과의 연통 부분에는 소정 길이의 일정한 작은 직경의 스트레이트공으로 이루어지는 소공부(2b)가 형성되어 있다.

코일 스프링상 도전성 접촉자(3)는, 강 등의 스프링재로 이루어지는 하나의선을 코일상으로 권취하여 형성하고 있고, 상기 관통공(2)의 중간부의 스트레이트공 내에서 직경 방향으로 어느 정도의 여유를 가지고 수용되는 소정 피치로 감긴 코일 스프링부(4)와, 그 코일 스프링부(4)의 축선 방향의 양단측에서 코일 스프링(4)과 동일한 직경으로 복수회 감은 후 코일 단말에 이르기까지를 테이퍼상으로 빽빽이 감은 한쌍의 도전성 접촉부로서의 전극 핀부(5a·5b)로 이루어진다. 또한, 전극 핀부(5a·5b)의 테이퍼상 부분은, 상기 관통공(2)의 테이퍼공부(2a)와 대체로 보완적 형상을 이룸과 동시에, 그 테이퍼 부분을 상기 소공부(2b)로부터 외방으로 돌출 가능하게 소공부(2b)의 구멍 지름보다 가늘어질 때까지 감겨 있다.

또한 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)는, 상기 코일 스프링부(4)를 압축한 상태에서 관통공(2) 내에 수납되게 되어 있다. 예컨대, 양 절연판(1a, 1b)의 각 관통공(2) 내에 각 전극 핀부(5a·5b)를 수용하면서 양 절연판(1a, 1b)을 서로 포개어 맞추고, 코일 스프링부(4)에 초기 하중을 부여한 상태에서 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)를 양 절연판(1a, 1b)에 장착한다.

이 때, 전극 핀부(5a·5b)가 테이퍼 형상이 되어 있으므로, 그 선단을 각 절연판(1a, 1b)의 관통공(2)의 개구에 대하여 임의의 위치에서 약간 몰입시키는 것만으로, 양 절연판(1a, 1b)을 서로 포개어 맞추는 작업에 있어서, 전극 핀부(5a·5b)의 선단이 테이퍼공부(2a)로 안내되고, 전극 핀부(5a·5b)가 테이퍼공부(2a)에 용이하게 수용된다. 이를 위해, 그러한 가이드 작용을 수반하는 일 없이 침상의 전극 핀을 지지공을 통해 장착하는 것에 대하여, 장착 작업을 매우 용이하게 할 수 있 다.

그리고, 양 절연판(1a, 1b)을 밀착 상태로, 예컨대 나사로 단단히 고정시킴으로써 코일 스프링부(4)의 탄발력에 의해 각 테이퍼공부(2a)의 테이퍼면에 각 전극 핀부(5a·5b)의 보완적 형상을 이루는 테이퍼 부분이 접촉하여 맞대게 되어, 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)의 빠짐이 방지됨과 동시에, 테이퍼 결합 상태에 의해, 전극 핀부(5a·5b)의 선단의 측방에 대한 위치의 불균일을 바람직하게 작게 할 수 있다. 따라서, 피검사체의 수에 따라 복수의 도전성 접촉자를 매트릭스상으로 배치한 것에 있어서, 단순히 장착을 행하는 것만으로, 각 전극 핀부(5a·5b)의 각 돌출단의 정밀도가 높은 평면 좌표 위치의 확보를 실현할 수 있다.

이와 같이 하여, 관통공(2)에 수용된 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)의 각 전극 핀부(5a·5b)가, 자연 상태에서 관통공(2)의 외방으로 각 선단부를 소정량 돌출 가능하게 되어 있다. 그리고, 이들 각 전극 핀부(5a·5b)를, 검사 장치(9)에 접속되는 기판(6)의 배선 패턴(6a)과, 반도체 제품으로서의 예컨대 BGA7의 솔더 볼로 이루어지는 단자(7a)에 접촉시키고, 본 도전성 접촉자를 예컨대 콘택트 프로브로서 사용한다.

또한, 상기한 바와 같이 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)에 초기 하중을 부여해 둠으로써 피접촉체(배선 패턴(6a)·단자(7a))에 탄발적으로 접촉시킨 경우의 상대 높이의 차이에 대한 휨량의 변화에 따른 하중 변화를 바람직하게 적게 할 수 있다.

도 2 내지 도4에 본 발명에 따른 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)의 형성 요 령을 나타낸다. 우선, 상기한 바와 같이 스프링재로 이루어지는 코일선(3a)에 대하여, 고도전성 재료의 표면 처리로 은을 0.01∼8% 첨가한 금도금을 행하고, 도 2에 도시한 바와 같이, 코일선(3a)의 외면 전체에 은첨가 금도금층(8a)을 형성한다.

이어서, 상기 은첨가 금도금된 코일선(3a)을 코일링하여, 도 1에 도시된 바와 같이 코일 스프링부(4)와 전극 핀부(5a·5b)를 형성한다. 이 때, 전극 핀부(5a·5b)에 있어서는, 도 3에 도시한 바와 같이 밀착하여 권취하는데, 또한, 첫장력을 부여하여, 밀착 권취부에서의 코일선(3a)끼리는 코일 축선 방향으로 서로 충당(衝當)되도록 감는다. 이에 따라, 밀착 권취된 전극 핀부(5a·5b)에 있어서는, 코일 축선 방향에 인접하는 코일선(3a)의 은첨가 금도금층(8a)이 서로 하중력을 가지고 접촉하게 된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 도 3에 도시된 상태에서 은첨가 금도금 처리를 실시하고, 밀착 권취 부분의 외주 전체에 제2의 은첨가 금도금층(8b)을 형성한다. 이에 따라, 기계적인 밀착력뿐만 아니라, 제2의 은첨가 금도금층(8b)이 코일 축선 방향으로 연속적으로 형성됨에 따른 결합력이 생기고, 밀착 권취 부분의 코일선(3a) 상호간의 밀착성을 더욱 높일 수 있음과 동시에, 밀착에서의 접촉 저항을 최대한 저감할 수 있다. 특히, 제2의 은첨가 금도금층(8b)을 흐르는 전류에 관해서는, 접촉 저항에 따른 영향은 전무하다.

또한, 이 도 2의 예에서는, 코일링하기 전에 은첨가 금도금층(8a)을 형성하였지만, 은첨가 금도금 처리를 행하지 않는 코일선(3a)인 채로 코일링하고, 그 후 전체를 은첨가 금도금 처리하여 은첨가 금도금층(제2의 은첨가 금도금층(8b)에 해 당)을 1층만으로 형성해도 된다. 어느 것이나, 코일선(3a)에는, 도전성의 재료를 의식하여 선택할 필요가 없고, 스프링재와 같은 양호한 기계적 성질을 가지며 저렴한 재료를 사용할 수 있다.

이와 같이 하여 형성된 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)의 사용 상태를 도 5에 나타낸다. 이 경우, 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)만을 통하여 전기 신호가 전달되게 되고, 기판(6)과 BGA(7) 사이에 아무런 불필요한 납땜 등의 결합부가 없으므로, 전기적 저항이 안정화된다. 또한 접촉자를 피접촉체에 탄발적으로 접촉시켜 사용하기 위해서는 코일 스프링부(4)가 필요한데, 그 권취수 N과 인덕턴스 H와의 사이에는, 계수를 A로 하고, 스프링 길이를 L로 하면, H=A·N²/L의 관계가 되고, 저인던턴스화를 위해서는 N을 최대한 적게 하는 것이 중요하다. 그 때문에, 본 도시예와 같이 2 권취 정도로 하면 되는데, 10 권취 이하면 된다.

또한, 상기한 바와 같이 전극 핀부(5a·5b)가 첫장력을 가지고 밀착되며 또한 코일 축선 방향으로 연속되는 제2의 은첨가 금도금층(8b)으로 전체가 덮혀 있으므로, 전극 핀부(5a·5b)에서의 전기 경로는 코일 축선 방향으로 직선적으로 된다. 따라서, 코일상으로 감아 형성했음에도 불구하고, 코일상으로 전기가 흐르는 일이 없이, 저저항화·저인덕턴스화를 향상할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 관통공(2)의 테이퍼공부(2a)의 테이퍼 부분과 외방과의 연통 부분에 직선 소공부(2b)를 형성하고 있으므로, 테이퍼상을 이루는 전극 핀부(5a·5b)의 선단이 걸리는 것이 방지됨과 동시에, 직선 소공부(2b)의 형상에 의해 개구부의 두께가 어느 정도 확보되어 있고, 솔더 볼로 이루어지는 단자(7a)가 접촉하여 직선 소공부(2b)의 개구부가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 하여 구성된 도전성 접촉자를 이용하여 반도체 제품으로서의 BGA(7)의 검사를 검사 공정으로 하는 경우, 전극 핀부(5a)를 검사 라인에 보내지는 다수의 BGA(7)에 대하여 도 5의 화살표 A에 도시된 바와 같이 반복적으로 접촉시키게 된다. 그 접촉에 의해 단자(7a)의 땜납의 일부가 전극 핀부(5a)에 부착되고, 그 접촉 횟수의 증가에 따라 땜납 부착량이 증가된다.

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이 전극 핀부(5a)에 은첨가 금도금이 실시되어 있고, 종래의 일반적으로 행해지고 있는 코발트 첨가(0.3∼4%) 금도금에 대하여, 땜납의 부착량이 대폭적으로 적어졌다. 예컨대, 종래 3000회 정도의 검사 횟수마다 도전성 접촉부의 교환을 행하던 것에 비해, 본 발명의 도전성 접촉자에 있어서는 교환을 필요로 하기까지 약 2만회 이상의 검사를 실시할 수 있게 되었다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 본 도전성 접촉자를 콘택트 프로브 헤드로 이용한 예를 나타내었지만, 본 발명에 따른 도전성 접촉자에 있어서는 반도체 소켓에도 적용할 수 있는 것이다. 이 경우에는, 반도체 소켓의 사용 가능 횟수가 대폭적으로 증대하고, 내구성을 향상할 수 있다.

또한 본 발명이 적용 가능한 도전성 접촉자에 있어서는, 상기 코일 스프링상 도전성 접촉자(3)에 한정되지 않고, 콘택트 프로브 헤드(11)를 위한 도전성 침상체(14)를 이루는 것이어도 된다. 이하, 그 도전성 접촉자(14)에 대하여 도시한다.

도 6은, 도전성 접촉자(14)의 모식적 종단면도이고, 통상은 복수의 피접촉부 를 설치할 수 있는 검사 대상에 대하여 다점 동시 검사를 행하기 때문에, 도전성 접촉자(14)를 병렬로 복수개 설치하여 사용한다. 또한, 단독으로 이용하는 데 적용해도 된다.

절연성 판부재(12)에 그 두께 방향으로 관통되는 지지공(13)을 설치하여 홀더를 형성하고, 그 지지공(13) 내에 도전성 침상체(14)를 동축적으로 수용하고, 그 도전성 침상체(14)를 압축 코일 스프링(15)에 의해 지지공(13)으로부터 외방으로의 돌출 방향으로 탄발 가압되도록 구성되어 있다. 판부재(12)의 도면에서의 상면에는, 전기 신호를 전달하기 위한 신호 수수 수단을 구성하는 중계 기판(16)이 적층상태로 고정되어 있고, 그 중계 기판(16) 내에는, 그 두께 방향으로 전기 신호를 통하게 하기 위한 도전로(16a)가 일체로 설치되어 있다.

이와 같이 하여 설치한 중계 기판(16)에, 예컨대 검사 회로 기판(19)을 적층 하여, 본 도전성 접촉자가 이용된다. 이와 같이 함으로써, 다른 피검사 대상의 다양한 배선 패턴이나 단자 배치에 각각 대응하게 한 중계 기판을 준비하면, 피접촉체의 배치 패턴이 다른 다양한 것에 대응할 수 있게 된다.

본 도전성 침상체(14)는, 피검사 대상에 접촉시키는 헤드부(14a)와, 헤드부(14a)의 몰입 방향단측에 설치된 대직경부(14b)와, 대직경부(14b)로부터 헤드부(14a)와는 상반되는 후단에 이르기까지 연장시키는 축부(14c)를 동축적으로 갖고 형성되어 있다. 또한 지지공(13)에는, 도전성 침상체(14)의 대직경부(14b)와, 축부(14c)에 동축적으로 권취된 압축 코일 스프링(15)이 수용되어 있다. 상기 중계 기판(16)과 상반되는 측에는, 헤드부(14a)만을 축선 방향으로 출몰가능하게 안내하 고 지지하는 소직경부(13a)가 형성되어 있고, 그 지지공(13)의 소직경부(13a)와의 경계인 단부에 대직경부(14b)가 접촉하여 맞대게 되어, 도전성 침상체(14)가 돌출 방향에 대하여 빠짐 방지되어 있다.

또한, 본 도시예에서는 헤드부(14a)의 돌출단측을 뾰족하게 형성하고 있고, 이와 같이 함으로써 작은 패드에 대해서도 정확하게 접촉하여 맞대게 할 수 있는데, 헤드부(14a)의 돌출단측의 형상에 있어서는, 피접촉체의 형상에 따라 다양한 형상이어도 되며, 예컨대 솔더 볼에 접촉시키는 경우에는 뾰족하게 하지 않고 평탄면으로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 실시 형태와 같이 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)를 형성하는 부분에, 고도전성 재료의 표면 처리로서 은을 0.5∼8% 첨가한 금도금이 행해지고, 도 7에 도시한 바와 같이 은첨가 금도금층(18)이 형성되어 있다. 이에 따라, 피검사체로의 접촉시에서의 땜납의 부착량이 대폭적으로 작아지고, 상기와 같은 모양의 효과를 달성할 수 있다.

또한, 축부(14c)에 권회된 압축 코일 스프링(15)은, 대직경부(14b)와 중계 기판(16)과의 사이에 초기 하중으로 압축된 상태에서 장착되어 있다. 본 도시예에서는, 축부(14c)의 대직경부(14b) 근방 부분에는, 압축 코일 스프링(15)의 대응하는 코일단부가 탄발적으로 권취되도록, 압축 코일 스프링(15)의 내경보다 약간 확경된 보스부(14d)가 형성되어 있고, 도전성 침상체(14)를 지지공(13) 내에 삽입하기 전에 도전성 침상체(14)와 압축 코일 스프링(15)을 장착하여 유니트화 할 수 있고, 장착을 용이하게 하고 있다. 또한, 압축 코일 스프링(15)은, 보스부(14d)에 감 긴 상태에서 결합되어 있는데, 그 결합에 있어서는, 권취에만 한정되는 것은 아니며, 납땜해도 되고, 혹은 단순히 삽입 정도의 결합으로도 접촉압이 걸리기 때문에 가능하다.

또한 압축 코일 스프링(15)에는, 도전성 침상체(14)의 몰입 방향측인 중계 기판(16)측으로, 자연 상태에서 밀착 권취한 밀착 권취부(15a)가 설치되어 있다. 그 밀착 권취부(15a)는, 축부(14c)의 도면의 상측인 연장 방향 단부에, 도 6의 대기 상태에서 축선 방향에 대하여 약간 중첩되는 곳까지 하향 연장되어 있다. 이와 같이 하여 형성된 압축 코일 스프링(15)은, 그 일방의 코일 단부(도면의 하측)를 도전성 침상체(14)의 축부(14c)의 대직경부(14b) 근방 부분에 설치된 보스부(14d)에 고정 설치하고, 타방의 밀착 권취부(l5a)의 코일단(도면의 상측)을, 중계 기판(16)의 도전로(16a)의 지지공(13) 내를 향하는 부분에 설치한 오목부 내에 몰입시켜 그 저면에 접촉하여 맞대게 하고 있다. 또한 압축 코일 스프링(15)의 신축 운동이 원활하게 행해지도록, 축부(14c)의 외경보다도 압축 코일 스프링(15)의 내측 치수가 약간 크게 되어 있다.

또한, 도전성 침상체(14)를, 상기 헤드부(14a)뿐만 아니라, 전체적으로 은첨가 금도금 혹은 동등한 표면 처리(예컨대 로듐 도금)를 행하도록 해도 된다. 또는, 전기 신호에 악영향을 미치지 않는 전기 특성이 뛰어난 재질인 것(예컨대 귀금속 합금이나 동합금)을 이용하고, 헤드부(14a)에만 은첨가 금도금의 표면 처리를 행하도록 해도 된다. 또한, 압축 코일 스프링(15)에는, 예컨대, 강철 등의 스프링성이 있는 도전성 물질인 것을 이용하는데, 상기와 같이 표면 처리된 재질을 이용해도 된다.

이와 같이 하여 구성된 도전성 접촉자(14)에 의해 검사를 하는 경우에는, 판부재(12)로 이루어지는 홀더를 피검사체(17)측으로 내리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 헤드부(14a)의 뾰족한 선단을 패드(17a)에 접촉하여 맞대게 하고, 또한 압축 코일 스프링(15)을 압축 변형시키며, 패드(17a) 표면의 산화막을 무너뜨릴 수 있는 정도의 하중으로 도전성 침상체(14)를 패드(17a)에 접촉시킨다. 이 때, 상기한 바와 같이 선행하는 공정에서 패드(17a)의 표면에 땜납(W)이 퇴적되어 있는 경우에는, 그 땜납(W)의 접촉 부분이 헤드부(14a)에 부착되는 것을 생각할 수 있지만, 상기한 바와 같이 헤드부(14a)에는 땜납이 부착되기 어려운 은첨가 금도금 처리가 행해져 있으므로, 검사시의 접촉에 의해 피검사체로부터 땜납이 부착되는 것을 바람직하게 방지할 수 있다.

또한, 검사 상태에서의 전기 신호는, 도 8의 화살표 I에 도시한 바와 같이, 패드(17a)로부터 도전성 침상체(14)를 지나, 압축 코일 스프링(15)을 통하여 도전로(16a)에 전달된다. 이 때, 압축 코일 스프링(15)의 안쪽 직경이 축부(14c)보다 약간 확경되어 있으므로, 압축 변형에 의해 압축 코일 스프링(15)은 지지공(13) 내에서 만곡상으로 변형되어 사행(蛇行)하게 되고, 밀착 권취부(15a)의 내주부가 축부(14c)의 외주면에 접촉하는 부분이 생긴다.

따라서, 도전성 침상체(14)로부터 압축 코일 스프링(15)으로 전달되는 전기 신호는, 상기한 바와 같이 밀착 권취부(15a)의 접촉부가 될 수 있음과 동시에, 밀착 권취부(15a)에서는 도 8에 도시된 바와 같이 압축 코일 스프링(15)의 축선 방향 을 따라 직선적으로 전기 신호가 흐를 수 있으므로, 성기게 감긴 권취부에 코일상으로 전기 신호가 흐름에 따른 인덕턴스 및 저항 증대가 생기지 않는다. 또한, 압축 코일 스프링(15)의 하단은 보스부(14d)에 권취되어 있고, 이에 따라 축부(14c)에 따르는 도전로에 대하여, 별개의 또는 병렬 도전로를 제공한다. 이는, 콘택트 프로브 헤드에 있어서의 저저항이며, 또한 안정된 신호의 전달에 공헌한다.

또한, 도 6의 대기 상태에 있어서, 도시예에서는 축부(l4c)의 연장 방향 단부가 밀착 권취부(15a) 내로 약간 대향하는 정도로 되어 있는데, 양자를 축선 방향에 대하여 보다 길게 서로 겹치도록, 또는 전혀 서로 겹치지 않도록 해도 된다. 어느쪽이든, 도전성 침상체(14)가 패드(17a)에 당접하여 조금이라도 몰입 상태가 되면, 축부(14c)가 밀착 권취부(15a)에 접촉 가능하게 되고, 피검사체측의 요철의 차이에 따라, 각 도전성 접촉자(11)마다 압축 코일 스프링(15)의 압축 변형량에 변화가 발생하더라도 밀착 권취부(15a)에서 접촉 가능하다.

상기 실시예에서는, 도전성 침상체(14)의 선단은, 뾰족한 원추형을 이루고 있는데, 접촉 대상이 솔더 볼 등으로 이루어지는 경우에는, 도 9에 도시된 것과 같은 평탄한 단부로 이루어지는 것이어도 된다. 이 경우, 은이 첨가된 금으로 이루어지는 층(18')이, 도전성 접촉자(14)의 헤드부(14a)'의 원통형 단부의 표면에 형성되고, 단면은 은이 첨가된 금으로 이루어지는 층(18')을 통하여 솔더 볼(7a)에 접촉하게 된다.

또한 본 발명이 적용 가능한 도전성 접촉자의 형태에 있어서는 상기 도시예의 것에 한정되는 것은 아니며, 이하에 도 10을 참조하여 제3의 예를 나타낸다. 또 한, 상기 도 10의 도시예와 같은 부분에 있어서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 10은, 도전성 침상체(14)의 상기 도시예에서의 대경부(14b)를 생략한 것이고, 압축 코일 스프링(15)의 일방의 코일 단부에 상기 도시예와 같은 형상의 도전성 침상체(14)가 결합되어 있음과 동시에, 타방의 코일 단부에도 동축적으로 쌍을 이루도록 동일 형상이어도 되는 또 하나의 도전성 침상체(14)가 결합된 양단 가동형 도전성 접촉자이다. 각 도전성 침상체(14)는 각 헤드부(14a)를 서로 상반되는 방향으로 돌출되도록 설치되어 있다.

지지공(13)을 명확히 구분하여 정하고, 압축 코일 스프링(15)을 수용하고, 또한 양 도전성 침상체(14)를 지지하기 위한 홀더는, 2장의 판부재(12a·12b)를 서로 중첩시켜 형성되어 있다. 그리고, 각 판부재(12a·12b)의 도면에서의 상하면측에는, 압축 코일 스프링(15)을 수용하는 지지공(l3)보다 직경이 작으며, 또한 각 헤드부(14a)의 주상부(柱狀部)를 슬라이드 지지할 수 있는 소직경공(13a·13b)이 설치되어 있다.

또한, 도면에서는 헤드부(14a)의 주상부와 지지공(13)과의 사이에 간극이 설치되어 있는데, 헤드부(14a)의 동체부의 외경보다 지지공(13)의 내경측이 확경되어 있음으로 나타내는 것이고, 제작상의 비율을 따라서 도시한 것은 아니다. 이는, 상기 도시예에 있어서도 마찬가지다. 또한 이 도시예에서는, 압축 코일 스프링(15)의 보스부(14d)에 권취되어 있는 부분의 외주부가, 지지공(13)과 소경공(13a·13b)의 단차부에 충당하고, 도전성 침상체(14)가 빠지는 것이 방지되게 되어 있다.

또한 도 10에서는, 도면에서의 하측에 번인 보드 등으로 이루어지는 기판(20)이 설치되어 있고, 그 상면과 동일면을 형성하도록 설치된 배선 패턴(20a)에 일방의 도전성 침상체(14)를 접촉시킨 상태가 도시되어 있는데, 검사시에는, 도면에서의 상측에 도시되어 있는 피검사체(21)를 상대적으로 근접시키고, 타방(도면에서의 상측)의 도전성 침상체(14)를 피검사체(21)의 검사 패드(21a)에 탄발적으로 충당시킨다. 그 검사 상태에서는, 양 도전성 침상체(14) 모두 도면의 하측의 도전성 침상체(14)와 같은 상태가 된다.

이 경우에도, 검사시의 전기 신호의 도통 경로는, 검사 패드(21a)로부터 상측의 도전성 침상체(14)를 지나, 그 축부(14c)로부터 중간 밀착 권취부(15b)를 통하여 하측의 도전성 침상체(14)의 축부(14c)로 전달되고, 하측의 도전성 침상체(14)를 지나 배선 패턴(20a)에 이른다. 이 도통 경로에 있어서도, 압축 코일 스프링(15)의 밀착 권취부(15b)를 지나, 상기 도시예와 같이 압축 코일 스프링(15)의 축선 방향을 따라 직선적으로 전기 신호가 흐를 수 있으므로, 성기게 감긴 권취부에 코일상으로 고주파 신호가 흐름으로써 인덕턴스 및 저항의 증대가 생기지 않기 때문에, 저인덕턴스화 및 저저항화를 향상할 수 있다. 또한 적어도 대직경부(14b)의 두께만큼 전체 길이를 짧게 할 수 있으며, 또한 그 도전성 침상체(14)의 형상이 단순화되어 있으므로 부품 단가를 낮출 수 있다.

이 도 10에 있어서도, 각 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)에, 상기 도시예와 같이 은첨가 금도금의 표면 처리를 행하고 있다. 이에 따라, 상기와 마찬가지로 헤드부(14a)에는 땜납이 부착되기 어려운 은첨가 금도금 처리가 행해져 있으므로, 검사시의 피검사체에의 접촉에 의한 땜납의 부착을 바람직하게 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 제4의 예로서 도 11에 도시된 바와 같이 해도 되고, 이 도 11에 있어서도, 상기 도시예와 같은 부분으로는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 11에 도시한 것에 있어서는, 도 10의 도시예와 같은 양단 가동형의 것에 대하여 일방의 도전성 접촉자를 설치하지 않고, 압축 코일 스프링(15)의 단부 형상으로 대용하도록 한 것이다. 이 예에서는, 압축 코일 스프링(15)의 도전성 침상체(14)를 결합하지 않는 쪽의 단부에, 도 11에 도시한 바와 같이 중간부보다 직경을 좁게하고 또한 밀착 권취하여 형성한 소직경 스트레이트부(15c)를 설치하고 있다. 도 11에 도시한 바와 같이, 도전성 침상체(14)에 대응하지 않는 측의 압축 코일 스프링(15)의 코일단은 밀착 권취부(15a)를 가지고, 밀착 권취부(15a)는 압축 코일 스프링(15)의 본체로서의 성기게 감긴 권취부(15a)에 인접하며, 상기 본체 부분과 거의 동직경의 스트레이트부와, 상기 스트레이트부에 접속된 대직경단을 갖는 테이퍼부와, 상기 테이퍼의 소직경단에 접속된 소직경 스트레이트부(15c)를 갖는다.

따라서, 도 11에 도시된 도전성 접촉자에 있어서는, 압축 코일 스프링(15)의 일방의 단부에 의해 형성된 소직경 스트레이트부(15c)를 배선 패턴(20a)에 접촉시켜 사용한다. 또한 압축 코일 스프링(15)은, 도전성 침상체(14)의 축부(14c)와 약간 중첩되는 점에서 소직경 스트레이트부(15c)에 의해 명확히 구분되는 코일단에 걸쳐 밀착 권취되어 있다.

이 도 11에 있어서도, 그 압축 코일 스프링(15)의 밀착 권취부(15a)가 상측 의 도전성 침상체(14)의 축부(14c)에 접촉하고 있고, 도전성 침상체(14)를 지난 전기 신호가 밀착 권취부(15a)를 지나가기 때문에, 그 도통 경로는 압축 코일 스프링(15)의 축선 방향을 따르게 되고, 상기와 같이 코일상으로 고주파 신호가 흐름으로서 인덕턴스 및 저항 증대가 생기는 일이 없다.

이 도 11에 있어서도, 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)에, 상기 도시예와 같이 은첨가 금도금의 표면 처리를 행하고 있다. 이에 따라, 상기와 같이 헤드부(14a)에는 땜납이 부착되기 어려운 은첨가 금도금 처리가 행해져 있으므로, 검사시의 피검사체로의 접촉에 의한 땜납의 부착을 바람직하게 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 제5의 예로서 도 12에 도시된 바와 같이 해도 되고, 이 도 12에 있어서도, 상기 도시예와 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도 12에 도시된 것에 있어서는, 도 10과 같은 양단 가동형이고, 각 도전성 침상체(14)가, 축부(14c)를 생략한 형상을 이루고 있다.

이 홀더는, 본체로서의 절연성 중간 판부재(12)와, 중간 판부재(12)의 상하면상에 일체로 설치된 상측 판부재(23)·하측 판부재(24)로 이루어진다. 중간 판부재(12)에는, 지지공(13)의 본체를 이루는 스트레이트공이 설치되어 있다. 상측 판부재(23)·하측 판부재(24)에는, 각각 지지공(13)과 동축을 이루는 소직경공(23a·24a)이 설치되어 있다. 압축 코일 스프링(15)이 지지공(13) 내에 수용되어 있다. 각 도전성 침상체(14)는, 대응하는 소직경공(23a·24a)으로부터 돌출되는 헤드부(14a)와, 그 내단에 설치된 대직경부(14b)와, 그 후단 즉 내단으로부터 연장되고, 그것보다도 소직경의 보스부(14d)를 갖는다. 각 도전성 침상체(14)는, 지지공(13) 본체와 대응하는 소직경공(23a·24a)의 사이에 획정되는 환상 숄더부가, 대직경부(14b)의 외단에 획정되는 환상 숄더부에 결합함으로써 지지공(13) 내에 지지되고 있다. 각 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)는, 상측 판부재(23), 하측 판부재(24)에 대응하지만 소직경공(23a·24a)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되어 있다.

또한, 상측 판부재(24)의 표면에는 홀더의 단부로서의 배선 플레이트(25)가 적층되어 있고, 그 배선 플레이트(25)에는, 지지공(13)과 동축을 이루는 관통공(28)이 설치되어 있다. 관통공(28)은, 소직경공(24a)에 대향하는 대직경의 지지공(28a)과, 소직경공(24a)에 대하여 반대측의 비교적 소직경의 리드선 가이드공(28b)을 갖는다. 지지공(28a) 내에는 신호 전송선으로서 에나멜선 등의 단선으로 이루어진 리드선(26)의 단부에 형성된 거의 원형의 편평부(26a)가 수용되어 있다. 이 편평부(26a)는 리드선(26)의 단부를 축선에 직교하는 방향으로 프레스 가공하는 등의 소성 변형 가공에 의해 형성한 것이어도 되고, 그에 따라, 리드선(26)의 외경(에나멜선의 외경)보다 확경된 거의 원판 형상으로 형성되어 있다.

또한, 리드선(26)은, 배선 플레이트(25)에 상기 지지공(28a)에 연속적으로, 또한 관통되도록 설치된 소직경 리드선 삽입 통과공(28b)을 통하여 외방으로 연장되고, 측정기 등의 외부 회로(27)에 접속되어 있다. 그 리드선 삽입 통과공(28b)은, 상기 편평부(26a)를 빠짐 방지하는 크기로서 리드선(26)을 삽입 통과할 수 있는 정도의 직경으로 개구하도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 지지공(28a) 내에 수용된 편평부(26a)가, 지지공(28a)과 리드선 삽입 통과공(28b)의 단부에 의해, 리드 선(26)의 연장 방향에 빠짐 방지된다.

그리고, 지지공(28a) 내에 편평부(26a)가 수용된 상태의 리드선(26)의 축선 방향 단면(26b)이, 지지공(28a) 내에서 구멍(24a) 내를 향해 대향하도록 위치하게 되고, 그 단면(26b)에 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)가 탄발적으로 접촉된다.

이 도 12에 있어서도, 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)에, 상기 도시예와 같이 은첨가 금도금의 표면 처리를 행하고 있다. 이에 따라, 상기 각 도시예와 같이 헤드부(14a)에는 땜납이 부착되기 어려운 은첨가 금도금 처리가 행해져 있으므로, 검사시 피검사체로의 접촉에 의한 땜납의 부착을 바람직하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제6의 예로서 도 13에 도시된 바와 같이 하여도 되며, 이 도 13에 있어서도, 상기 도시예와 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도 13에 있어서는, 도 10과 같은 양단 가동형이며, 도면에서의 하측의 도전성 침상체(14)에 있어서는 도 6의 것과 같이 형성되어 있고, 도면에서의 상측의 도전성 침상체(14)에 있어서는 축부(14c)를 생략한 형상으로 형성되어 있다. 또한, 양 도전성 침상체(14) 및 압축 코일 스프링(15)을 수용하는 홀더로는, 도 6과 같이 양 기판 요소(12a·12b)를 중첩하여 구성되어 있고, 양 기판 요소(12a·12b)를 중첩한 상태에서 양자간에 관통되는 지지공(13)과, 상하면측에서 지지공(13)보다 직경이 작은 소직경공(13a·13b)이 설치되어 있다.

양 도전성 침상체(14)는, 압축 코일 스프링(15)의 양단부에 도 6의 것과 같이 결합되어 있는데, 본 도시예에 있어서는, 상측 도전성 침상체(14)에 대응하는 상측 밀착 권취부(15a)가 보스부(14b)의 축 길이보다 길게 형성되고, 하측 밀착 권 취부(15b)는 대응하는 보스부(14d)에 감기는 정도만큼 약간 감긴 상태로 형성되어 있다. 그리고, 압축 코일 스프링(15) 및 양 도전성 침상체(14)의 대직경부(14b)가 지지공(13) 내에 수용되고, 도 6과 같이 지지공(13)과 소직경공(13a·13b)의 단차부에 대직경부(14b)가 충당되어 빠짐 방지된다.

또한 기판 요소(12a)의 도면에 있어서의 상면에는, 도 6과 같이, 전기 신호를 전달하기 위한 신호 수수 수단을 구성하는 중계 기판(16)이 적층 상태로 고정되어 있다. 또한, 본 도시예에서의 중계 기판(6) 내에 설치된 도전로(6a)의 소직경공(13a)에 대향하는 면은, 도면에 도시한 바와 같이, 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)의 뾰족한 선단을 접촉시키면 되므로, 중계 기판(6)의 도면에서의 하면(기판 요소(12a)와의 중첩면)과 동일면이 되도록 형성되어 있다.

이 도 l3에 있어서는, 도면의 대기 상태에 있어서, 상측 밀착 권취부(15a)의 연장 단부(도면에서 하단부)가 하측 도전성 침상체(14)의 축부(14c)의 도면에서의 상단부와 접촉하도록 되어 있다. 따라서, 하측 도전성 침상체(14)가 패드(17a)에 접촉되었을 때는, 전기 신호의 흐름을 나타내는 도면의 화살표 J에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링(15)과 도전성 침상체(14)와의 슬라이딩 접촉부(D)가 1군데만 되기 때문에, 도통 저항의 불균일을 바람직하게 작게 할 수 있다. 역시 신호 전류는, 나선상으로 흐를 필요가 없다.

그리고, 이 도 13에 있어서도, 도전성 침상체(14)의 헤드부(14a)에, 상기 도시예와 같이 은첨가 금도금의 표면 처리를 행하고 있다. 이에 따라, 상기 각 도시예와 같이 헤드부(14a)에는 땜납이 부착되기 어려운 은첨가 금도금 처리가 행해지 고 있으므로, 검사시의 피검사체로의 접촉에 의한 땜납의 부착을 바람직하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 각 도시예에서는 은의 첨가량을 0.01∼8%로 하였지만, 특히, 코일 스프링상의 경우에는 2∼6%, 침상의 경우에는 0.5∼2%로 하면 된다. 또한, 도전성 접촉부에 은첨가 금도금 처리를 실시한 것을 나타내었지만, 다른 표면 처리이라도 무방하고, 예컨대 로듐 도금 처리를 행함으로써 피검사체로의 접촉시에 도전성 접촉부에 땜납의 부착을 어렵게 하여, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 반도체 제품으로서의 반도체 소켓이나 솔더 볼 부착 회로 기판의 검사에 있어서, 피검사체로부터 도전성 접촉부(침상이나 코일 스프링상으로 이루어지는 것이어도 됨)에 부착되는 땜납의 부착량을 저감할 수 있고, 땜납 부착량의 증대에 따른 클리닝에 이르기까지의 접촉 횟수를 대폭적으로 증대시킬 수 있기 때문에, 검사 라인의 가동률을 향상시킬 수 있으며, 또한 유지 보수 비용의 저감을 향상시킬 수 있다.

상기에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 청구 범위를 일탈하지 않고도 당업자라면 다양한 변형을 이룰 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 피접촉체에 탄성가압되어 적용됨으로써 전기적 접촉을 달성하기 위한 도전성 접촉자로서, 상기 도전성 접촉자의 적어도 도전성 접촉부에, 0.01~8%의 은이 첨가된 금으로 이루어진 땜납이 부착되기 어려운 고도전성 재료로 이루어진 층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 층이, 도금에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 접촉자가, 코일, 뾰족한 단부를 갖는 침상 부재 및 평탄한 단부를 갖는 봉상 부재로 이루어지는 군의 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 접촉자가 강철로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 접촉자가, 압축 코일 스프링을 이루고, 땜납이 부착되기 어려운 상기 층이, 상기 코일 스프링을 구성하는 코일선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 접촉자가, 코일선을 빽빽하게 권취하여 이루어진 접촉부를 갖는 압축 코일 스프링을 이루고, 땜납이 부착되기 어려운 상기 층이, 상기 조밀한 권취 부분상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.

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