KR100626629B1 - 고주파 소자용 검사 치구 및 이 치구에 채용된 접촉 프로브 - Google Patents

고주파 소자용 검사 치구 및 이 치구에 채용된 접촉 프로브 Download PDF

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Abstract

적어도 고주파 신호 단자 및 어스 단자를 구비한 소자를 검사하기 위한 검사 치구에 있어서, 이 검사 치구는 제1 방향으로 연장되는 관통 구멍이 형성되어 있는 금속 블록과, 상기 관통 구멍 내로 삽입되는 접촉 프로브를 포함하며, 상기 접촉 프로브는 상기 제1 방향으로 연장되는 금속 파이프와, 이 금속 파이프의 종방향 일단부로부터 후퇴 가능하게 돌출되어 고주파 신호 단자와 접촉하는 플런저와, 상기 금속 파이프의 외주에 마련된 2개 이상의 유전체 링 부재를 구비하고, 상기 유전체 링 부재는 상기 관통 구멍 내로 끼워져 금속 파이프의 외주와 관통 구멍의 내벽 사이에 간극이 형성되어, 접촉 프로브가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록이 외부 도체로서 작용하는 동축 선로를 형성하며, 상기 관통 구멍의 직경과 유전체 링 부재의 직경은 상기 동축 선로가 고주파 신호 단자에 대해 예정된 임피던스를 갖도록 선택된다.

Description

고주파 소자용 검사 치구 및 이 치구에 채용된 접촉 프로브{INSPECTION JIG FOR RADIO FREQUENCY DEVICE, AND CONTACT PROBE INCORPORATED IN THE JIG}
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 검사 치구의 단면도이고,
도 1b는 검사 치구에 채용된 접촉 프로브의 설명도이고,
도 2a는 검사 치구의 분해 상태를 보여주는 사시도이고,
도 2b는 검사 치구에 있어서의 GND 기판과 전도성 고무 시트의 분해 상태를 보여주는 확대 사시도이고,
도 2c는 GND 기판의 확대 사시도이고,
도 3은 유전체 링이 마련되어 있지 않은 상태를 보여주는 접촉 프로브의 단면도이고,
도 4는 종래의 검사 치구를 설명하는 도면이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 금속 블록
3 : RF 신호용 접촉 프로브
4 : 전원 단자용 접촉 프로브
5 : 전도성 고무 시트
8 : GND 기판
15 : 유전체 링
15a : 중공부
20 : 피검사 소자
본 발명은 소자를 회로 기판 상에 조립하기 전에 소자의 전기적 특성을 검사하는 경우에 피검사 소자에 검사 장치를 확실하게 접속하는 검사 치구와, 이 검사 치구에 채용된 접촉 프로브에 관한 것이다. 피검사 소자는, 예컨대 휴대 전화에 조립되는 증폭 회로, 믹서 회로(mixer circuit), 필터 회로와 같은 고주파/고속 회로의 모듈 또는 IC(집적 회로)에 상응하는 것이다.
본 명세서에서, 전술한 고주파 회로는 고주파 범위에서 조작될 수 있는 아날로그 회로로서 정의되고, 전술한 고속 회로는 디지털 신호의 펄스 폭 및 펄스 간격이 매우 짧은 디지털 회로로서 정의되며, 또한 이들 아날로그 고주파 회로 및 디지털 고속 회로는 모두 RF(고주파) 회로 또는 소자로서 지칭된다. RF 신호는 사인파 신호, 또는 펄스 신호를 포함하고, 이들 신호의 반복 주기는 1 GHz 보다 크거나, 그와 동일하다.
반도체 웨이퍼, IC 및 모듈과 같은 RF 소자의 전기적 특성을 검사하는 경우, 특히 단자부의 접촉 상태가 충분하게 확립되지 않은 경우에, 임피던스 등이 변화되어, 측정값이 변동된다. 따라서, RF 소자의 전기적 특성은 일본 특허 공개 제2001-99889A호에 개시된 바와 같이 도 4에 도시된 치구에 의해 검사된다.
구체적으로, 피검사 소자에 해당하는 RF 회로는, 외계와의 간섭을 피하기 위하여 증폭 회로, 믹서 회로 등이 금속 재료로 제조된 하우징 내에 조립되어 있는 모듈(20)로서 배치된다. 모듈(20)은 상기 금속 하우징의 표면에 RF 신호를 입력/출력하기 위한 입력/출력 단자(21/24), 전원 단자(22) 및 접지(어스) 단자(23) 등을 채용함으로써 구성된다. 그리고, 이들 단자(21, 22, 23, 24)를 검사용 배선이 형성되어 있는 배선 기판(36)의 각 단자에 전기적으로 접속하는 방식으로 RF 회로를 검사하는 검사 방법이 채용된다.
전술한 검사 치구에 있어서는, 스프링의 힘을 억누르면 플런저의 선단이 후퇴될 수 있게 금속 파이프로부터 돌출되는 방식으로 플런저 및 스프링이 금속 파이프 내에 삽입되어 있는 접촉 프로브를 채용한다. 노이즈에 의해 야기된 악영향을 회피할 수 있는 금속 블록(31) 내에 RF 신호용 접촉 프로브(33), 전원용 접촉 프로브(34) 및 접지용 접촉 프로브(35)가 내장되어 있다. 이들 접촉 프로브(33, 34, 35)는 각각의 단자(22/23) 및 입력/출력 단자(21/24)와 전기적으로 접속되어 있다.
이 RF 신호용 접촉 프로브(33)는 인덕턴스 성분을 작게 하도록 길이가 짧은 프로브로 이루어진다. 이 RF 신호용 접촉 프로브(33)가 그러한 짧은 프로브를 채용하더라도, 그 짧은 접촉 프로브(33)의 인덕턴스 성분은 RF 범위에서 무시될 수 없다. 예컨대, 1 nH의 인덕턴스 값을 갖는 RF 신호용 접촉 프로브와 관련하여, 1 nH의 접촉 프로브의 임피던스는 10 GHz의 주파수 범위에서 63 오옴(Ω)으로 된다. 이러한 문제를 회피하기 위하여, RF 신호용 접촉 프로브(33)와 금속 블록(31) 사이 에 유전체 튜브가 삽입되어, RF 신호용 접촉 프로브(33)가 중심 도체로서 설정되고, 금속 블록(31)이 외부 도체로서 설정되는 방식의 동축 선로 구조가 형성된다. 그 결과, 이 동축 선로 구조는 임피던스의 증가를 방지할 수 있고, 및/또는 노이즈의 침투를 방지할 수 있다. 도 4에서, 참조 부호 37은 동축 케이블을, 참조 부호 38은 접촉 프로브(33)의 외주로서 마련된 금속 파이프를 고정하기 위한 플레이트를 지시한다.
도 4에 도시된 검사 치구에 있어서, RF 신호용 접촉 프로브(33)는 (입력 및 출력 목적으로) 두 세트가 도시되어 있고, 전원용 접촉 프로브(34) 및 접지용 접촉 프로브(35)는 한 세트가 도시되어 있다. 그러나, 실제의 검사 치구에 있어서는, 이들 접촉 프로브는 다수로 형성되어 있다. 또한, 특정의 경우에는, IC와 같은 최근의 고집적화에 따라 1 ㎠ 당 약 400개의 단자가 마련되는 경우가 있다. 그에 따라, 당업계에서는 각 단자의 피치가 보다 협소한 피치(약 0.4 ㎜)로 되는 것이 나오고 있다.
단자의 피치가 그와 같이 협소한 피치로 되면, RF 신호용 접촉 프로브의 유전체 층을 포함한 외경은 보다 작아져야 한다. 그러나, 이 외경은, 중심 도체와 외부 도체 사이의 유전체의 유전율을 εr로서 정의할 때, 동축 선로의 중심 도체의 직경(d)과 외부 도체의 내경(D) 사이에 다음의 관계식, 즉 수학식 1을 만족하는 특성 임피던스(예컨대 50Ω)에 맞추어져야 한다.
Figure 112003043590435-pat00001
상기 식(1)을 만족시키기 위하여, 유전체로서 유전율이 작은 재료가 채용되므로, 외부 도체의 내경(D)은 감소될 수 있다. 그러나, 상기 수학식 1을 만족시키기 위하여 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된 튜브를 채용하고, 가장 가는 외경(=0.15 ㎜)의 접촉 프로브를 채용하더라도, 동축 선로의 특성 임피던스가 50Ω으로 되도록 하기 위해서는 외부 도체의 내경(즉, 금속 블록에 형성된 관통 구멍의 내경)이 약 0.5 ㎜로 된다. 그 결과, 이 외부 도체의 내경은 0.4 ㎜의 피치에 대응할 수 없다. 유전율이 2.1인 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된 전술한 튜브는 현재에 유전율이 가장 작은 유전체로서 알려져 있다.
결과적으로, 간단하게 외경을 가늘게 하기 위해서는, 중심 도체의 직경이 보다 작을 필요가 있으며, 접촉 프로브의 외경은 예컨대 약 0.09 ㎜로 보다 가늘게 되어야 한다〔이 경우에, 내경(D)은 0.3 ㎜로 된다〕. 복잡한 구조의 접촉 프로브를 가늘게 하기 위해서는, 매우 많은 비용이 필요하고, 접촉 프로브의 내구성이 저하되어, 이 접촉 프로브의 신뢰성이 저하된다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 단자의 피치(간격)가 매우 협소한 최근의 RF 소자의 경우에도 저렴하게 제조되는 동축 구조의 접촉 프로브를 채용함으로써, 노이 즈에 의한 악영향을 받지 않으면서 매우 신뢰성 높은 검사를 실행할 수 있는 RF 소자용 검사 치구를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 적어도 고주파 신호 단자 및 어스 단자를 구비한 소자를 검사하기 위한 검사 치구가 제공되며, 이 치구는
제1 방향으로 연장되는 관통 구멍이 형성되어 있는 금속 블록과,
상기 관통 구멍 내로 삽입되는 접촉 프로브를 포함하며,
상기 접촉 프로브는 상기 제1 방향으로 연장되는 금속 파이프와, 이 금속 파이프의 종방향 일단부로부터 후퇴 가능하게 돌출되어 고주파 신호 단자와 접촉하는 플런저와, 상기 금속 파이프의 외주에 마련된 2개 이상의 유전체 링 부재를 구비하고, 상기 유전체 링 부재는 상기 관통 구멍 내로 끼워져서 금속 파이프의 외주와 관통 구멍의 내벽 사이에 간극이 형성되고, 그에 따라 접촉 프로브가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록이 외부 도체로서 작용하는 동축 선로를 형성하며,
상기 관통 구멍의 직경과 유전체 링 부재의 직경은 상기 동축 선로가 고주파 신호 단자에 대해 예정된 임피던스를 갖도록 선택된다.
바람직하게는, 각 유전체 링 부재의 제1 방향의 치수는 금속 파이프의 제1 방향의 길이보다 충분히 작다.
전술한 구조에서, 제1 방향을 따른 접촉 프로브의 대부분에서 상기 접촉 프로브와 금속 블록 사이는 공기 층으로 되므로, 전술한 수학식 1에서 정의된 유전체의 유전율(εr)은 실질적으로 1로 간주될 수 있다. 그 결과, 중심 도체의 직경(d) 을 작게하지 않더라도, 상기 유전율(εr)이 작아지므로, 외부 도체의 내경(D)을 작게 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 피검사 소자의 단자 사이의 피치를 협소하게 하는 그러한 필요에 적합하게 될 수 있다. 예컨대, 외경(d)이 0.15 ㎜φ인 관련 분야의 접촉 프로브를 채용하더라도, 외부 도체의 내경(D)은 약 0.35 ㎜φ로 설정될 수 있으며, 이는 0.4 ㎜의 단자 간격에 적합할 수 있다.
바람직하게는, 유전체 링 부재는 수지 재료로 구성되고, 금속 파이프와 일체로 성형된다. 이 경우에, 유전체 링 부재는 접촉 프로브가 관통 구멍 내에 끼워질 때 이동하지 않는다. 따라서, 조립 작업은 용이하고 안전하게 실행될 수 있다. 유전체 링 부재가 금속 파이프의 외주에 형성된 오목부에 일체로 성형되는 것이 더 바람직하다.
바람직하게는, 치구는 전도성 고무 시트를 더 포함하고, 이 시트에는 금속 필라멘트가 제1 방향으로 연장되도록 배치되어 있고, 피검사 소자의 어스 단자가 그 고무 시트에 접촉하게 되어 있어서, 어스 단자와 금속 블록은 금속 필라멘트를 매개로 전기적으로 접속된다.
그러한 구조에서, 피검사 소자의 어스 단자와 금속 블록 사이의 접속은 넓은 영역에 걸쳐 확실하게 확립될 수 있다. 또한, 금속 블록에 접속된 금속 필라멘트가 금속 블록과 피검사 소자 사이에 위치되어 있으므로, 전기적 간극이 실질적으로 존재하지 않는다. 따라서, RF 입력/출력 단자 사이에 신호 누설이 없으며, 검사 시의 격리 특성(isolation characteristic)이 개선될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 고주파 신호 단자 및 어스 단자를 구비한 소자를 검사하기 위한 검사 치구의 금속 블록에 형성된 관통 구멍 내로 삽입되는 접촉 프로브가 또한 제공되며, 이 접촉 프로브는
금속 파이프와, 이 금속 파이프의 종방향 일단부로부터 후퇴 가능하게 돌출되어 고주파 신호 단자와 접촉하는 플런저와, 상기 금속 파이프의 외주에 마련된 2개 이상의 유전체 링 부재를 구비하고, 상기 유전체 링 부재는 상기 관통 구멍 내로 끼워져서 금속 파이프의 외주와 관통 구멍의 내벽 사이에 간극이 형성되고, 그에 따라 접촉 프로브가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록이 외부 도체로서 작용하는 동축 선로를 형성하며,
상기 유전체 링 부재의 직경은 관통 구멍의 직경을 기초로 하여 상기 동축 선로가 고주파 신호 단자에 대해 예정된 임피던스를 갖도록 선택된다.
본 발명의 전술한 목적 및 장점은 첨부 도면을 참고로 하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명함으로써 보다 명확하게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 RF 소자용 검사 치구에 있어서는, 후퇴 가능한 플런저(11)의 선단부가 금속 블록(1)의 한면의 측부로부터 돌출되는 방식으로 RF 신호용 접촉 프로브(3)가 금속 블록(1)에 마련되어 있다. RF 회로가 형성되어 있는 피검사 소자(20)는 금속 블록(1)을 향해 눌려서, 이 피검사 소자(20)의 RF 신호 입출력 단자(21, 24)는 접촉 프로브(3)와 접촉 하게 된다. 피검사 소자(20)의 전기적 검사는 동축 케이블(7)을 매개로 접촉 프로브(3)의 타단에 연결되어 있는 회로를 검사함으로써 실행된다.
이 실시예에서는, 유전체 링(15)이 접촉 프로브(3)의 외주의 적어도 두 곳에 고정되게 금속 블록(1)의 관통 구멍에 끼워져서, 접촉 프로브(3)와 금속 블록(1) 사이에 중공부(15a)가 형성된다. 유전체 링(15)의 외경은, 접촉 프로브(3)가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록(1)이 외부 도체로서 작용하는, 원하는 특성 임피던스의 동축 선로를 확립하도록 설정된다.
도 3은 유전체 링(15)이 마련되어 있지 않은 일반적 목적의 접촉 프로브(10; 3, 4)의 구조를 도시하고 있다.
접촉 프로브(10; 3, 4)에 있어서, 플런저(11, 12)가 금속 파이프(13)로부터 빠지지 않게 하는 협소한 부분(13a)이 형성된 금속 파이프(13) 내에 스프링(14)과, 플런저(11, 12)의 일단부가 내장되어 있다. 플런저(11, 12)는 스프링(14)에 의해 외측으로 압박되어 있어서, 금속 파이프(13)로부터 돌출된 플런저(11, 12)의 선단부는 후퇴될 수 있게 되어 있다. 플런저(11, 12)에 힘이 가해지지 않은 경우에, 플런저(11)의 선단부는 약 1 ㎜ 정도 금속 파이프(13)로부터 돌출된다.
이 실시예에서는, 플런저(11, 12)가 양단에 마련되어 있다. 그러나, 플런저는 피검사 소자(20)에 대면하는 접촉 프로브(10)의 적어도 일단에 마련될 수도 있다. 예컨대, 접촉 프로브(10)의 타단은 납땜에 의해 다른 부재에 고정될 수 있다.
도 1b를 참고로 접촉 프로브(10)의 상세한 구조를 설명하기로 한다. 금속 파이프(13)의 길이 L1은 약 3.5 ㎜로 선택된다. 금속 파이프(13)의 외경 d는 약 0.15 ㎜로 선택된다. 금속 파이프(13)는 양은(구리/니켈/아연 합금)으로 제조된다. 플런저(11, 12)는 SK 재료(탄소강) 또는 베릴륨 구리로 제조된다. 플런저(11, 12)의 두께는 약 0.1 ㎜로 선택된다. 금속 파이프(13)의 단부로부터 플런저(11)의 돌출 길이 L2는 약 1 ㎜ 이다. 스프링(14)은 피아노 선 등으로 형성된다.
접촉 프로브(10)에 있어서, RF 신호용 접촉 프로브(3)의 외주에 성형 수지가 일체로 성형됨으로써, 유전체 링(15)이 형성된다. 이 유전체 링(15)의 외경(d2)은 0.34 ㎜φ로, 그 길이는 약 0.4 ㎜로 선택되고, 이 경우에 금속 블록(1)에 형성된 관통 구멍의 내경(D)은 0.33 ㎜φ로 선택된다. 이 유전체 링(15)은 관통 구멍에 끼워져 그 내부에 고정된다.
유전체 링의 외경은 내경(D)보다 0.1 내지 0.2 ㎜ 큰 치수를 갖도록 결정된다. 금속 블록(1)의 관통 구멍의 내경(D)은, 전술한 수학식 1을 기초로 하여 접촉 프로브(3)의 외경(d)과, 중공부(15a)에 대한 치수 비율에 따라 정해지는 유전체 링(15)의 유전율에 의해 결정된다. 여기서, 유전체 링(15)의 길이(L3)가 금속 파이프(13)의 길이(L1)보다 충분히 작은 경우에, 유전체 링(15)의 유전율은 실질적으로 1로 간주될 수 있다.
금속 블록(1)의 관통 구멍 내로 유전체 링(15)을 용이하게 삽입할 수 있도 록, 각 유전체 링(15)의 길이 방향의 중심부는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 뾰족하게 되는 것이 바람직하다. 그러나, 유전체 링(15)의 외경은 그 길이 방향으로 전체적으로 동일할 수도 있다.
접촉 프로브(3)의 양 단부에 각각 하나의 유전체 링(15)을 마련하는 것으로 충분하지만, 유전체 링(15)의 수는 그것의 길이가 긴 경우에는 증가될 수 있다. 그러나, 유전체의 유전율이 감소될 수 있다는 기술적 측면과 관련하여 이들 유전체 링(15)의 수를 억제하는 것이 바람직하다. 수지 재료와 관련해서는, 유전율이 작은 폴리프로필렌(PP)과 같은 수지가 채용될 수 있다.
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 링(15)은 접촉 프로브(10)의 협소한 부분(오목한 부분, 13a)에 일체로 성형되므로, 이 유전체 링(15)은 그것이 금속 블록(1)의 관통 구멍 내로 끼워질 때 움직이지 않는다.
전술한 바와 같은 접촉 프로브(3)를 얻기 위해서, 먼저 도 3에 도시된 구조의 접촉 프로브(10)를 성형한다. 다음으로, 협소한 부분(13a)에 해당하는 오목한 부분이 형성되어 있는 몰드 내로 접촉 프로브(10)를 세팅하고, 그 후 용융 수지를 몰드 내로 주입한다. 이 용융 수지가 냉각되어 응고된 후에, 이 조립체를 몰드로부터 꺼낸다. 따라서, 유전체 링(15)이 마련된 접촉 프로브(3)를 간단한 방식으로 대량 생산할 수 있다.
접촉 프로브(3)의 타단은 반경질 케이블과 같은 동축 케이블(7)에 접속되어 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 동축 케이블(7)은 SMA(Sub Miniature Type-A) 커넥터(18)에 접속되어 있고, 이 커넥터는 예컨대 알루미늄 등의 금속판으로 이루 어진 배선 박스(17) 내에 마련되어 있다. 도시 생략된 테스터가 동축 케이블을 매개로 SMA 커넥터(18)에 접속될 수 있다.
전원 단자용 접촉 프로브(4)는 동축 구조로 형성될 필요는 없지만, 이 접촉 프로브(4)가 금속 블록(1)에 대하여 전기적으로 절연될 수 있는 방식으로 절연체(16)를 매개로 유지될 수 있다. 상기 접촉 프로브(4)와 금속 블록(1) 사이에 원하는 용량(capacitance)을 확립하도록 유전체를 원하는 두께 및 큰 유전율로 형성하는 경우에, 전원 라인에 수반되는 고주파 노이즈를 경감시킬 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 각각의 접촉 프로브(3, 4)는, 그들의 하단이 배선 기판(6)에 의해 고정되고, 그들의 상단이 GND 기판(8)의 관통 구멍 및 (후술하는) GND 전극이 형성되지 않은 부분에 의해 고정되는 방식으로 설계되어, 수직으로 이동되지 않는다. 이에 대해서는 후술한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 피검사 소자(20)의 어스(접지) 단자(23)는 GND 기판(8)과 전도성 고무 시트(5) 모두를 매개로 금속 블록(1)에 접속되어 있다. 이러한 구조를 채용함으로서, 어스 단자(23)와 금속 블록(1) 사이의 접촉 영역은 도 4에 도시된 어스용의 전술한 접촉 프로브를 채용했을 때 얻어지는 접촉 영역보다 수십배 증가될 수 있다. 그러나, 어스 단자(23)는 종래 기술의 접촉 프로브에 의해 접속될 수도 있다.
양 접촉 프로브(3, 4)의 상단을 고정하는 GND 기판(8)이 금속 블록(1)에 마련되어, 단지 플런저(11)만이 스프링(14)에 의해 GND 기판(8)으로부터 상향 돌출된 다. 이 GND 기판(8)의 두께(t2)는 약 0.25 ㎜로 선택되어, 플런저(11)는 그것이 피검사 소자(20)에 의해 눌리지 않는 경우에, (후술하는) GND 기판(8)에 마련되어 있는 전도성 고무 시트(5) 위로 약 0.45 ㎜ 정도 돌출한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, GND 기판(8)은 예컨대 약 0.3 ㎜φ의 치수를 갖는 관통 구멍이 약 1 ㎜의 간격으로 매트릭스형으로 형성되어 있는 유리 에폭시 기판으로 이루어진다. 도금에 의해 이들 관통 구멍에 비아(81)가 형성되어, GND 기판(8)의 상면과 하면을 전기적으로 접속한다. 단자(21, 22, 24)와 접촉되는 부분을 제외한 GND 기판(8)의 상면 및 하면의 거의 전체에는 금속 막이 형성되어 있다. 이로써, 금속 막은 (후술하는) 전도성 고무 시트(5)에 형성된 금속 필라멘트와 금속 블록(1)을 전기적으로 접속하는 GND 전극으로서 작용한다. 우수한 전기 접속을 확립하기 위하여, 금속 막과 비어(81)는 금으로 도금되는 것이 바람직하다.
도 1a 및 도 2c에 도시된 바와 같이, GND 기판(8)에는 각각 금속 파이프의 외경보다 작은 직경을 갖는 관통 구멍(82)이 형성되어 있다. 관통 구멍(82)은 플런저(11)가 통과할 수 있도록 접촉 프로브(3, 4)와 대면하는 위치에 형성되어 있다. 금속 파이프(13)의 상단은 이 GND 기판(8)의 관통 구멍(82)의 근처에 고정되어 있다. 따라서, 금속 파이프(13)와 금속 블록(1) 사이의 단락(short-circuit)을 방지하기 위하여, 전술한 GND 전극과 비아(81)는 관통 구멍(82)의 근처에는 형성되어 있지 않다(도 2c 참조). GND 기판(8)은 나사(도시 생략)를 채용함으로써 금속 블록(1)에 고정된다.
접촉 프로브(3, 4) 중 어느 하나에 이상이 생긴 경우, 및/또는 이들 접촉 프로브(3, 4) 사이의 공간 내로 이물질이 들어온 경우라도, 간단히 GND 기판(8)을 제거함으로써, 이상이 있는 접촉 프로브를 새로운 접촉 프로브로 용이하게 교환할 수도 있고, 이물질을 제거하여 검사 치구를 수리할 수도 있다. 그러나, 이 GND 기판(8) 없이도 접촉 프로브(3, 4)가 고정될 수 있는 한은, GND 기판을 제거할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 전도성 고무 시트(5)는 탄성 고무와 같은 절연성 재료(51)와, 이 절연성 재료(51)에 매립되는 금 필라멘트 또는 금으로 도금된 구리 필라멘트와 같은 복수의 금속 필라멘트(52)를 포함한다. 구체적으로, 절연성 재료(51)의 두께(t1)는 약 0.3 ㎜이고, 금속 필라멘트(52)는 30 내지 50 ㎛의 피치로 매트릭스형으로 배치되어 있다. 따라서, 전도성 고무 시트(5)의 상면 및 하면은 금속 필라멘트(52)를 매개로 전기적으로 접속되어 있지만, 금속 필라멘트(52) 사이에 존재하는 절연성 재료(51)에 의해 전도성 고무 시트(5)의 측방향으로 절연이 확립된다. 전도성 고무 시트(5)의 두께는 용도에 따라 약 0.2 내지 1 ㎜로 선택된다.
전도성 고무 시트(5)에는 플런저(11) 및 피검사 소자(20)의 단자(21, 22, 24)와 접촉하지 않도록 접촉 프로브(3, 4)와 대면하는 부분에 관통 구멍(53)이 형성되어 있다. 그러나, 플런저(11)의 이동이 방해받지 않는 한은, 관통 구멍(53)은 단자(21, 22, 24)와의 접촉을 반드시 회피할 필요는 없다. 전술한 바와 같이, 전 도성 고무 시트(5)의 측방향으로 절연이 확립되어 있으므로, GND 기판(8)에서의 전술한 절연 수단이 확실히 확립되어 있는 경우 단자(21, 22, 24) 사이의 접속은 일어나지 않는다.
이제 도 1a에 도시된 피검사 소자(20)의 어스 단자(23)의 치수를 약 0.3 ㎟으로 선택하고, 전도성 고무 시트(5)의 금속 필라멘트(52)가 약 50 ㎛의 간격으로 배치되어 있다고 가정하면, 어스 단자(23) 내에 존재하는 금속 필라멘트(52)의 총 수는 36 라인으로 된다. 탄성이 있기 때문에, 어스 단자(23)에 대면하는 모든 금속 필라멘트(52)는 피검사 소자(20)를 검사 치구를 향해 누를 때 어스 단자(23)에 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 단지 접촉 프로브(35)의 선단만이 어스 단자(23)에 점 접촉하고 있는 도 4에 도시된 구조보다 현저하게 큰 접촉 면적을 확보하는 것이 가능하다.
또한, 금속 필라멘트(52)는 단자(21, 22, 24) 사이의 부분에서 금속 블록(1)과 전기적으로 접속되어 있으므로, RF 신호의 누설이 방지될 수 있으며, 입력측과 출력측 사이에서 확립되는 격리가 개선될 수 있다.
접촉 프로브(3, 4)의 외주의 적어도 일부는 절연 재료를 매개로 금속판으로 형성된 금속 블록(1)에 의해 유지될 수 있어서, 동축 선로가 용이하게 형성될 수 있고 및/또는 고주파 노이즈를 단락할 수 있는 캐패시터가 용이하게 형성될 수 있다.
피검사 소자(20)에 전력을 공급하는 데 배선 기판(6)이 사용된다. 기판에 배선이 형성되고, 이들 배선의 단자는 피검사 소자(20)의 단자에 상응하는 위치에 적절한 방법으로 형성된다. 이 경우, 피검사 소자(20)가 증폭기에 상응하는 경우에, 배선 기판(6) 상의 어스 단자와 전원 단자 사이에 칩 캐패시터 등이 접속되어 있다. 그 외에는, 캐패시터를 형성하도록 유전율이 큰 유전체 재료를 전원 단자용 접촉 프로브(4)의 둘레에 삽입함으로써, 노이즈를 제거할 수 있다. 이 배선 기판(6)은 예컨대 도 1a에 도시된 바와 같은 나사(9)를 이용함으로써 금속 블록(1)에 고정되어 있다.
이 실시예에서는, 동축 케이블(7)이 접촉 프로브(3)의 타단에 직접 접속되어 있다. 그러나, 접촉 프로브(3)는 배선 기판(6)에 직접 접속될 수 있고, 동축 케이블(7)이 배선 기판(6)에 접속될 수 있다.
피검사 소자가 수동 회로만으로 이루어져 전력을 필요로 하지 않는 경우에, 그러한 전원 전기 단자는 더 이상 필요하지 않게 되며, 따라서 그러한 배선 기판(6)도 필요하지 않다. 그러나, 접촉 프로브(3)를 지지하기 위한 기판 부재가 설치되는 것이 바람직하다.
배선 기판(6), 금속 블록(1), GND 기판(8) 및 전도성 고무 시트(5)가 도 2a에 도시된 바와 같이 조립되어 있는 치구 상에 피검사 소자(20)를 누름으로써 검사가 실행된다. 아크릴 수지로 이루어진 워크 가이드(19)를 매개로 누름 기구(도시 생략)에 의해 피검사 소자(20)를 누름으로써, 접촉 프로브(3, 4)의 위치를 피검사 소자(20)의 각 단자의 위치에 정확하게 정렬시키면서 피검사 소자(20)를 확실하게 누를 수 있다. 따라서, RF 신호용 단자는 접촉 프로브를 통하여 전원 단자와 확실하게 접촉될 수 있고, 어스 단자는 전도성 고무 시트(5)를 매개로 넓은 접촉 영역 으로 접속될 수 있다.
본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고로 도시 및 설명하였지만, 당업자에게는 각종의 수정 및 변형이 있을 수 있다. 명백한 이러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위에 한정된 바와 같은 본 발명의 사상, 범위 및 의도 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명의 검사 치구에 따르면, 유전체 링(15)이 금속 블록(1)에 유지되어 있어서, 접촉 프로브(3)와 금속 블록(1) 사이에 형성된 중공부(15a)는 상기 유전체 링을 매개로 하여 그렇게 구성된 동축 선로의 유전체로서 작용한다. 이 유전체의 유전율이 감소될 수 있으므로, 외부 도체(금속 블록; 1)의 내경(D)은 약 0.35 ㎜φ로 감소될 수 있고, 0.15 ㎜φ의 종래 두께와 거의 동일한 두께 d를 갖는 접촉 프로브(3)가 중심 도체로서 사용된다. 따라서, 단자 사이의 피치가 약 0.4 ㎜로 매우 협소한 최근의 입수 가능한 피검사 소자를 검사하고, 동축 구조의 RF 신호용 접촉 프로브를 사용하더라도, 접촉 프로브를 극도로 가늘게 하지 않으면서 피검사 소자를 정확하게 검사할 수 있다.

Claims (5)

  1. 적어도 고주파 신호 단자 및 어스 단자를 구비한 소자를 검사하기 위한 검사 치구로서,
    제1 방향으로 연장되는 관통 구멍이 형성되어 있는 금속 블록과,
    상기 관통 구멍 내로 삽입되는 접촉 프로브
    를 포함하며,
    상기 접촉 프로브는 상기 제1 방향으로 연장되는 금속 파이프와, 이 금속 파이프의 종방향 일단부로부터 후퇴 가능하게 돌출되어 고주파 신호 단자와 접촉하는 플런저와, 상기 금속 파이프의 외주에 마련된 2개 이상의 유전체 링 부재를 구비하고, 상기 유전체 링 부재는 상기 관통 구멍 내로 끼워져 금속 파이프의 외주와 관통 구멍의 내벽 사이에 간극이 형성되어, 접촉 프로브가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록이 외부 도체로서 작용하는 동축 선로를 형성하며,
    상기 관통 구멍의 직경과 유전체 링 부재의 직경은 상기 동축 선로가 고주파 신호 단자에 대해 예정된 임피던스를 갖도록 선택되는 것인 검사 치구.
  2. 제1항에 있어서, 각 유전체 링 부재의 제1 방향의 치수는 금속 파이프의 제1 방향의 길이보다 충분히 작은 것인 검사 치구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유전체 링 부재는 수지 재료로 구성되고, 상기 금속 파이프와 일체로 성형되는 것인 검사 치구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검사 치구는 전도성 고무 시트를 더 포함하며, 이 전도성 고무 시트에는 금속 필라멘트가 제1 방향으로 연장되도록 배치되어 있고, 피검사 소자의 어스 단자가 그 고무 시트에 접촉하게 되어 있어서, 어스 단자와 금속 블록은 금속 필라멘트를 매개로 전기적으로 접속되는 것인 검사 치구.
  5. 적어도 고주파 신호 단자 및 어스 단자를 구비한 소자를 검사하기 위한 검사 치구의 금속 블록에 형성된 관통 구멍 내로 삽입되는 접촉 프로브로서,
    금속 파이프와,
    상기 금속 파이프의 종방향 일단부로부터 후퇴 가능하게 돌출되어 고주파 신호 단자와 접촉하는 플런저와,
    상기 금속 파이프의 외주에 마련된 2개 이상의 유전체 링 부재
    를 포함하고, 상기 유전체 링 부재는 상기 관통 구멍 내로 끼워져서 금속 파이프의 외주와 관통 구멍의 내벽 사이에 간극이 형성되고, 그에 따라 접촉 프로브가 중심 도체로서 작용하고 금속 블록이 외부 도체로서 작용하는 동축 선로를 형성하며,
    상기 유전체 링 부재의 직경은 관통 구멍의 직경을 기초로 하여 상기 동축 선로가 고주파 신호 단자에 대해 예정된 임피던스를 갖도록 선택되는 것인 접촉 프로브.
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