KR101409821B1 - 컴플라이언트 컨택 어셈블리 및 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙하는 방법 - Google Patents

컴플라이언트 컨택 어셈블리 및 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙하는 방법 Download PDF

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Abstract

테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 홀 내에 위치하는 접촉 팁을 가진 컨택 부재를 포함하는 컨택 어셈블리가 제공되며, 상기 프로브 플레이트 또는 테스트 소켓의 상기 홀 또는 상기 접촉 팁은 캠 표면(cam surface)을 가지고 있어서 상기 컨택 부재의 압축 동안 테스트 위치의 표면을 가로질러 상기 접촉 팁의 측방 이동(lateral movement)을 제공함으로써, 상기 테스트 사이트의 표면 상에서 스크러빙(scrubbing)을 유도한다.

Description

컴플라이언트 컨택 어셈블리 및 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙하는 방법{COMPLIANT CONTACT ASSEMBLY AND METHOD OF SCRUBBING A TEST SITE BY A COMPLIANT CONTACT MEMBER}
본 발명은 전기적인 상호접속을 형성하는 전기 컨택 프로브에 관한 것이며, 특히 스크러빙 유도성 접촉 팁을 가지는 컨택 프로브에 관한 것이다.
스프링이 장착된 종래의 컨택 프로브는 일반적으로, 이동 가능한 플런저(plunger), 상기 이동 가능한 플런저의 확대된 직경부를 수용하기 위한 개방 단부(open end)를 가지는 배럴(barrel), 상기 배럴 내에서 상기 플런저의 이동을 바이어스하기 위한 스프링을 포함한다. 플런저 베어링은 상기 베럴의 내부 표면에 슬라이딩 가능하게 맞물려 있다. 확대된 베어링 부분은 배럴 개방 단부 근처에서 크림프(crimp)에 의해 상기 배럴 내에서 유지된다. 플런저는 흔히, 스프링에 의해 선택된 거리만큼 외측으로 바이어스되며, 이 스프링에 대항하는 방향으로 힘이 작용할 때는, 선택된 거리만큼 배럴 쪽의 내측으로 바이어스되거나 수축될 수 있다. 배럴에 대한 플런저의 축 방향 및 축 방향의 바이어스(side biasing)에 의해, 플런저와 배럴 간의 접촉이 없는 오류 개방(false open) 또는 단속 포인트(intermittent point)가 방지된다. 플런저는 일반적으로 고체이며 테스트 중인 전기 기기와의 접촉을 위한 헤드 또는 팁을 포함한다. 배럴은 또한 배럴의 개방 단부 반대 쪽에 팁을 포함할 수 있다.
배럴, 플런저 및 팁은 테스트 중인 전기 기기와 테스트 장비 간의 전기적 상호접속을 형성하고 이와 같은 이유로 전기 전도성 재료로 제조된다. 통상적으로, 프로브는 테스트 플레이트 또는 소켓의 두께를 관통해서 형성된 캐비티에 끼워 맞춰진다. 일반적으로 집적회로와 같은, 테스트될 전기 기기의 접촉 측(contact side)은, 전기 기기에 대한 스프링 압력을 생성하기 위해 테스트 플레이트 또는 테스트 소켓의 일 측면을 통해 돌출된 플런저의 팁에 압력에 의해 접촉하게 된다. 테스트 장비에 연결되는 접촉 플레이트는, 테스트 플레이트 또는 테스트 소켓의 다른 측면으로부터 돌출된 플런저의 팁에 접촉하게 된다. 테스트 장비는 접촉 플레이트에 신호를 보내는데, 이 접촉 플레이트로부터 테스트 프로브 상호접속부를 통해 테스트될 기기에 신호가 전송된다. 전기 기기가 테스트된 후에, 스프링 프로브에 의해 가해진 압력이 해제되어 상기 전기 기기는 각각의 프로브의 팁과의 접촉이 해제된다.
종래의 스프링 프로브를 제조하는 공정은 압축 스프링, 배럴 및 플런저를 개별적으로 생성하는 단계를 포함한다. 압축 스프링을 감고 열처리하여, 크기가 정밀하면서 스프링의 힘이 제어되어 있는 스프링을 생성한다. 플런저는 통상적으로 선반 상에서 회전되어 열처리된다. 배럴도 또한 때때로 열처리된다. 배럴은 선반에서 형성될 수 있거나 딥 드로잉 공정(deep draw process)에 의해 형성될 수 있다. 모든 구성요소에 대해 도금 공정을 수행하여 전도성을 높인다. 스프링 프로브 구성요소들은 수동으로 조립되거나 자동화된 공정으로 조립된다.
집적회로를 테스트하는 데 있어서 중요한 점은 집적회로를 고주파 하에서 테스트한다는 점이다. 이와 같은 이유로 고주파 신호의 감쇠를 방지하기 위해 테스트 장비와 집적회로 사이의 임피던스 매칭이 필요하다. 테스트 소켓 내의 공간이 매우 좁다는 것을 감안하면, 고주파 신호의 감쇠를 방지하기 위해서는, 프로브에 의해 형성되는 전기 상호접속의 길이를 최소한으로 유지해야 한다. 이 문제를 해결하기 위해 종래의 프로브보다 길이가 짧은 외부 스프링 프로브를 개발하였다. 외부 스프링 프로브는 두 개의 개별 부분으로 이루어져 있는데, 각각의 개별 부분에는 팁과 플랜지가 있다. 접촉 구성요소는 팁의 반대쪽으로 각각의 프로브 부분으로부터 연장된다. 두개의 접촉 구성요소가 서로 접촉하고 있고 스프링은 상기 두 개의 접촉 구성요소를 에워싸는 두 개의 플랜지 사이에 협지되어 있다. 통상적으로 제1 접촉 구성요소가 배럴이고 제2 접촉 구성요소가 베어링 표면이다. 베어링 표면은 베럴의 내부 표면에 슬라이드 가능하게 결합되어 있다. 이러한 프로브는 테스트 중에 사용되는 테스트 소켓에 형성된 캐비티에 끼워 맞춰진다. 이러한 타입의 외부 스프링 프로브와 관련된 문제점은 기계 가공(machining) 동작을 수행하는데 드는 비용이 높기 때문에 제조 비용이 비싸다는 점이다.
이러한 점에 대응해서, 외부 스프링 프로브를, 스탬핑 방식(stamping)으로 저렴하게 제조할 수 있는 편평한 구성요소(flat component)를 가지도록 설계하였다. 통상적으로 이러한 설계에 있어서는 직교해서 연결되는 두 개의 구성요소를 포함하고 이 두 개의 구성요소 간의 전기 통로를, 돌출된 단부 표면을 통해 형성되도록 한다. 이러한 설계상의 문제점은, 구성요소들이 다소 빠르게 마모되기 때문에, 수명이 단축되어 일정한 교체 주기를 필요로 한다는 점이다.
직교하지 않는 상태로 연결된 외부 스프링 컨택 어셈블리는 외부 스프링에 의해 에워싸인 두 개의 컨택 부재 또는 플런저를 가지는데, 이러한 컨택 부재 또는 플런저는 이동 가능하고 선형으로 중첩되어 있다. 각각의 플런저는 접촉부(contact portion) 및 후미부(tail portion)를 가지며, 상기 후미부는, 조립될 때 스프링 내측에서 대향하는 편평한 플런저의 후미부 위를 지나면서 이 후미부와 접촉하는 편평한 표면(flat surface)을 가진다. 스프링은 각각의 대향하는 플런저에 압력을 가하는 단부 코일(end coil)을 가지며, 이러한 단부 코일에 의해 플런저는 스프링으로부터 분리되는 것이 방지되며, 이에 따라 플런저 접촉부 및 후미부가 스프링의 각각의 단부에 대해 고정된다. 압력을 받는 동안 스프링의 자연스런 비틀림 운동(natural torsional movement)을 활용함으로써, 플런저 후미부의 편평한 표면은 컨택 어셈블리의 계속적인 압력 스트로크에 의해 접촉을 유지하게 된다. 대향하는 편평한 부분들 간의 접촉에 의해 스프링의 트위스트 또는 비틀림 운동이 접촉부상의 팁에까지 전달되는 것이 방지된다. 자연스런 비틀림에 대한 저항력(opposition)에 의해 구성요소의 전도성이 향상되며, 이에 따라 스프링 컨택 어셈블리의 성능도 향상된다. 스프링은 또한, 플런저의 후미부를 더 압박하여 두 플런저 간의 상호작용을 향상시키기 위해 스프링의 길이를 따라 직경이 감소된 코일부를 가질 수 있거나, 또는 스프링에 오프셋 코일부(offset coil section)를 추가함으로써 바이어스 효과가 생기게 할 수도 있다.
각각의 플런저는 선반, 스크류 머신(screw machine) 또는 그외 유사한 제조 장비에 의해 대체로 원통형 형상으로 형성된다. 플런저는, 스탬핑, 에칭, 포토리소그래피 또는 대체로 2차원 형상(two dimensional gemetry)을 생성하기 위한 그외의 유사한 제조 기술에 의해 대체로 편평한 형상으로 형성된다.
과도한 땜납, 플럭스(flux) 또는 산화물(oxides)에 의해 테스트 위치가 더럽혀지거나 오염되면 양호한 테스트 신호를 획득하는데 문제가 생긴다. 이러한 오염물이 있으면 테스트 사이트(test site)와 테스트 컨택의 접촉 팁 간에 신뢰할만한 연결성을 확보할 수 없다. 결과적으로, 오염된 테스트 위치와도 연결성을 확보할 수 있는 접촉 팁을 가지는 컴플라이언트 전기 테스트 컨택이 필요하다.
본 발명의 목적은 오염된 테스트 위치와도 연결성을 확보할 수 있는 접촉 팁을 가지는 컴플라이언트 전기 테스트 컨택을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리가 제공되고, 이러한 컴플라이언트 컨택 어셈블리는, 접촉 팁을 가지는 편평한 컨택 부재; 상기 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단; 및 상기 컨택 부재의 측방 이동(lateral movement)에 의해, 상기 컨택 어셈블리의 압축 동안 테스트 사이트(test site)와 상기 접촉 팁의 단부의 스크러빙(scrubbing)을 유도하는, 상기 접촉 팁의 외측면을 따르는 캠 표면(cam surface)을 포함할 수 있고, 상기 캠 표면은 상기 컨택 어셈블리의 압축 동안에 상기 테스트 사이트와 비-결합 상태이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리가 제공되고, 이러한 컴플라이언트 컨택 어셈블리는, 접촉 팁을 가지는 편평한 컨택 부재; 및 상기 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단을 포함할 수 있고, 상기 접촉 팁은 2개의 핑거를 가지며, 각각의 상기 핑거는 블레이드를 형성하는 에지부를 따라 에칭된 오목부를 구비하는 컨택 표면을 갖고, 상기 블레이드는 상기 블레이드가 테스트 사이트 상의 오염물을 절단하는 것에 의해 상기 테스트 사이트 상으로 상기 접촉 팁의 압축 동안 상기 테스트 사이트의 스크러빙을 유도하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리가 제공되고, 이러한 컴플라이언트 컨택 어셈블리는, 접촉 팁을 가지는 편평한 제1 컨택 부재; 접촉 팁을 가지는 편평한 제2 컨택 부재로서, 상기 제1 컨택 부재는 상기 제2 컨택 부재의 상부에 정렬되는, 편평한 제2 컨택 부재; 및 상기 제1 컨택 부재 및 상기 제2 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단을 포함할 수 있고, 각각의 상기 제1 컨택 부재 및 제2 컨택 부재의 접촉 팁은, 블레이드를 형성하는 에지부를 따라 에칭된 오목부를 구비하는 컨택 표면을 갖고, 상기 블레이드는 테스트 사이트 상으로 상기 컴플라이언트 컨택 어셈블리의 압축 동안 상기 테스트 사이트의 스크러빙을 유도하기 위한 것이다. 일 구현예로서, 제2 컨택 부재의 접촉 팁 상의 블레이드는 제1 컨택 부재의 접촉 팁 상의 블레이드의 반대 측에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컨택 어셈블리가 제공되고, 컨택 어셈블리는, 간격을 두고 위치하는 복수의 홀을 가지는 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트; 상기 복수의 홀 중 적어도 일부의 홀 내에 위치하는 접촉 팁을 가지는 컴플라이언트 컨택 부재; 상기 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 상기 복수의 홀 내에서 상기 컨택 부재를 바이어스하는 수단; 및 상기 컨택 부재의 바이어스 동안 테스트 위치에 대하여 상기 접촉 팁의 단부 표면의 측방향 스크러빙 이동(scrubbing movement)을 생성하기 위해 상기 접촉 팁의 외경측 표면에 대하여 측방향 힘을 유도하는 수단을 포함할 수 있고, 상기 컴플라이언트 컨택 부재는 상기 복수의 홀 내에서 측방향으로 시프트되며, 상기 측방향 힘을 유도하는 수단은, 상기 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 홀 또는 상기 컴플라이언트 컨택 부재의 일측 상의 각이 진 캠 표면(angled cam surface)이다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 컨택 어셈블리가 제공되고, 여기서 컨택 어셈블리는, 간격을 두고 위치하는 복수의 홀을 가지는 테스트 소켓으로서, 상기 복수의 홀은 상기 테스트 소켓의 높이를 따라 단차형 지름을 갖는, 테스트 소켓; 상기 복수의 홀 내에 위치하는 몸체부 및 상기 복수의 홀로부터 외부로 연장되는 접촉 팁을 갖는 컴플라이언트 컨택 부재; 및 상기 복수의 홀 내에서 상기 컴플라이언트 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단을 포함할 수 있고, 상기 컴플라이언트 컨택 부재의 몸체부는 각이 진 캠 표면을 가지며, 상기 각이 진 캠 표면은 테스트 사이트 위치에 대하여 상기 접촉 팁의 단부 표면의 측방 이동을 생성하기 위해 압축 동안 단차형 지름의 홀에 물리적으로 결합된다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙(scrubbing)하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은, 상기 테스트 사이트에 의해 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트 내의 상기 컴플라이언트 컨택 부재를 압축하는 단계; 및 상기 테스트 소켓 또는 상기 프로브 플레이트 또는 상기 컨택 부재의 측면 상의 각이 진 캠 표면을 따라 상기 테스트 소켓 또는 상기 프로브 플레이트와 상기 컨택 부재의 외측면을 결합시킴으로써, 상기 테스트 사이트의 표면을 가로질러 상기 컨택 부재 상의 접촉 팁의 단부 표면을 이동시키기 위해 상기 컴플라이언트 컨택 부재를 측방향으로 시프트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 두 개의 가동 컨택 부재(movable contact members) 또는 플런저와 압축 스프링을 가지는 스프링 컨택 어셈블리에 관한 것이며, 두 개의 가동 컨택 부재는 테스트 표면에 대해 압축될 때 스크럽을 유도하는 컴플라이언트 접촉 팁을 가진다. 각각의 플런저는 접촉부(contact portion) 및 후미부(tail portion)를 가지며, 상기 후미부는, 스프링 어셈블리 내에서 대향하는 플런저 후미부 위를 지나면서 이 후미부와 접촉하는 편평한 표면(flat surface)을 가질 수 있다. 스프링은 각각의 대향하는 플런저에 압력을 가하는 단부 코일(end coil)을 가지며 이러한 단부 코일에 의해 플런저는 스프링으로부터 분리되는 것이 방지된다.
각각의 플런저는 선반, 스크류 머신 또는 그외 유사한 제조 장비에 적합한, 대체로 원통형 형상으로 형성된다. 플런저는 또한, 스탬핑, 에칭, 포토리소그래피 또는 대체로 2차원 형상(two dimensional gemetry)을 생성하기 위한 그외의 유사한 제조 기술에 적합한, 대체적인 편평한 형상으로 형성될 수도 있다. 스크러빙 유도성 접촉 팁을, 압축 스프링 없이 편평한 플런저 구조나 둥근 플런저 구조 또는 컴플라이언트 플런저 구조에 형성할 수 있다. 접촉 팁은 플런저 또는 팁의 일측에 각이 진 캠 표면(angled camming surface)을 형성함으로써 스크러빙을 유도하여, 압축 동안 테스트 사이트를 가로질러 측방 와이핑 이동(lateral wiping movement)을 생성한다. 대안으로 각이 진 캠 표면은 소켓이나 테스트 플레이트에 형성될 수도 있다.
본 발명의 이와 같은 측면 또는 다른 측면은 도면과 관련해서 상세한 설명을 참조하면 더 확실하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 스프링 컨택 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 스프링 컨택 어셈블리의 제1 플런저에 대한 측면도이다.
도 3은 도 1의 스프링 컨택 어셈블리의 스프링에 대한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 컨택 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4의 스프링 컨택 어셈블리의 하나의 플런저에 대한 측면도이다.
도 6은 도 4의 스프링 컨택 어셈블리에 대한 단면도이다.
도 7은 도 1 또는 도 4 중의 스프링 컨택 어셈블리의 접촉 팁에 대한 상세도이다.
도 8은 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 9는 다른 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 10은 또 다른 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 11은 또 다른 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 12는 또 다른 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 13은 또 다른 대안의 접촉 팁 설계에 대한 상세도이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 예시적 스프링 컨택 어셈블리(10)를 도시하고 있다. 스프링 컨택 어셈블리(10)는 제1 컨택 부재 또는 둥근 플런저(12), 제2 컨택 부재 또는 둥근 플런저(14), 및 스프링(16)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 플런저(12)는 접촉부(18) 및 후미부(20)를 포함한다. 종래의 접촉 팁(22)은 접촉부(18)의 단부에 위치하고 복수의 기하학적 접촉 형상을 가질 수 있다. 플랜지(24)는 접촉부 또는 접촉 섹션(18)과 후미부 또는 후미 섹션(20) 사이에 위치한다. 플랜지(24)는 조립하는 동안 프로브를 정렬시키는데 사용되는 평탄면(flat face)(26)을 가진다. 플런저 후미부(20)는 그 길이를 따라 연장하는 원통형 표면(28) 및 편평한 표면(30)을 가진다.
플런저(14)도 또한 접촉부 및 후미부를 포함한다. 접촉부와 후미부 사이에 위치하는 플랜지는 마찬가지로 조립하는 동안 플런저(14)를 위치시키기 위한 편평한 표면을 포함한다. 후미부는 그 길이를 따라 연장하는 원통형 표면 및 편평한 표면을 가진다. 이러한 편평한 표면들은 조립되는 동안 서로의 위를 지나면서, 스프링(16)의 내측에 접촉한다. 이러한 편평한 표면들은 어셈블리를 압축하는 동안 더욱더 서로 결합한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스프링(16)은 스프링의 양쪽의 단부에 단부 코일(32 및 34)을 가지는데, 이 단부 코일(32 및 34)은 플랜지에 인접하는 원통형 부분에서 플런저 후미부에 압력을 가한다. 단부 코일(32 및 34)은 약간 더 작은 직경을 가질 수 있으며 이에 따라 원통형 부분을 확고하게 잡게 되므로 플런저가 스프링에서 분리되는 것을 방지할 수 있다. 압축되는 동안 스프링의 자연스런 비틀림 운동(natural torsional movement)을 활용함으로써, 플런저의 편평한 표면은 프로브의 전체 스트로크에 의해 접촉을 유지하게 된다. 대향하는 편평한 부분들 간의 접촉에 의해 트위스트 또는 비틀림 운동이 스프링 접촉 팁에까지 전달되는 것이 방지된다. 자연스런 비틀림에 대한 저항력에 의해 구성요소의 전도성이 향상되며, 이에 따라 스프링 컨택 어셈블리의 성능도 향상된다. 후미부를 더 압박하여 두 플런저 간의 상호작용을 향상시키기 위해, 스프링(16)은 직경이 감소된 코일부(36)를 사용할 수 있다.
후미부는 직경이 감소된 단부(38)를 가질 수 있으며, 이로 인해 스프링이 플랜지에 인접하여 상기 직경이 감소된 단부(38) 상에 압력에 의해 끼워 맞춰지기 전에 상기 후미부에 장착될 수 있게 된다. 상기 직경이 감소된 단부(38)에 의해 플런저가 스프링으로 안내될 수 있게 되므로 조립 공정이 용이해진다. 전술한 바와 같이, 플런저 후미의 원통형 부분은 스프링의 단부 코일과 함께 억지 끼워맞춤결합(interference fit)을 만들어내고, 이 원통형 부분과 단부 코일 간에 생성된 파지력(gripping force)은 상당히 크기 때문에 정상적인 취급 및 사용 동안 어셈블리를 함께 유지시키는 동시에 편평한 표면과 결합해서 스프링에 의해 가해지는 정상적인 비틀림(torsional force)에 저항할 수 있다. 도 1 및 도 2의 일반적인 원통형 플런저 설계는 선반, 스크류 머신(screw machine) 또는 그외 유사한 제조 장비와 같은 공작 기계에 의해 이루어진다. 컨택 어셈블리(10)는 외부 스프링 구성으로 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 배럴 및 플런저를 가지는 내부 스프링 구성에도 동일하게 적용 가능하다는 것을 이해해야 한다.
대안의 스프링 컨택 어셈블리(40)가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 스프링 컨택 어셈블리(40)는 외부 스프링(46)으로 에워싸인 두 개의 가동형 중첩 플런저(movable and overlapping plunger)(42 및 44)를 포함한다. 두 개의 가동형 중첩 플런저(42 및 44)는 스탬핑, 에칭, 포토리소그래피 또는 실질적으로 2차원 형상(two dimensional gemetry)을 생성하기 위한 그외의 유사한 제조 기술에 적절하게, 대체로 편평한 형상으로 형성된다.
플런저(42)는 접촉부 또는 접촉 섹션(48) 및 후미부 또는 후미 섹션(50)을 포함한다. 접촉부(48)는 수많은 기하학적 구조 중 어떤 구조라도 가능한 접촉 팁(52)을 포함한다. 전체적인 플런저가 편평한 구조를 가진다는 것을 감안하면, 플런저 후미부(50)는 편평한 표면(54)을 포함한다. 플랜지(56)는 접촉부(48)와 후미부(50) 사이에 위치한다. 후미부(50)는 그 조립된 구조에서 스프링 접촉을 유지하기 위해 스프링(46)의 단부 코일과 함께 억지 끼워맞춤결합을 생성하는 확대부(enlarged portion)(58)를 포함한다. 메이팅 플런저(44)도 또한 접촉부, 후미부(51), 및 상기 접촉부와 상기 후미부 사이에 위치하는 플랜지를 포함한다. 후미부는 스프링(46)의 단부 코일과 함께 억지 끼워맞춤결합을 생성하기 위한 확대부를 포함한다.
편평한 구조의 스프링 컨택 어셈블리(40)에서, 플런저의 후미부는 도 4에 도시된 바와 같이 스프링의 단부 코일을 지나 연장된 단부(60)를 가질 수 있다. 이와 같은 설계에 따라 플런저들 간의 전기적 접촉이 향상되고 대향하는 플런저 팁과의 지지력이 향상된다. 특정한 어플리케이션에 있어서는 플런저 후미 중 하나 또는 둘 모두가 단부 코일을 넘어 연장할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 후미부(50 및 51)는 코니스(cornice) 또는 포인트(66 및 68)를 형성하는 외부 표면의 가장자리를 따라 오목부(cove)(62 및 64)를 가진다. 스프링 컨택 어셈블리가 고주파 하에서 스프링 코일에 의해 생기는 공진에 민감한 고성능 테스트 어플리케이션에 있어서는, 스프링(46)의 코일에 의한 초기의 조립 동안 코니스 또는 포인트(66 및 68)를 스웨이징(swaging)함으로써 플런저(42 및 44)와 스프링(46) 사이에 긴밀한 접촉력이 증가하게 된다. 이러한 스웨이징은 스프링의 감소된 직경 단부 코일 또는 중심 코일부에 의해 달성될 수 있다. 플런저는 조립 시 약간의 억지 끼워맞춤결합을 가지도록 형성되고 플런저 또는 배럴 상에서의 스프링의 초기 스웨이징은 코니스 또는 포인트와 같은 간섭 구조(interference feature)를 변형시켜, 배럴을 포함하는 어플리케이션에서 스프링과 플런저 또는 배럴의 맞춤형 끼워맞춤(custom fit)을 생성한다. 컴플라이언트 접촉부에 최초로 압력이 가해질 때, 스프링 간의 간섭은 맞춤형 끼워맞춤 및 위치 또는 헐거운 끼워맞춤(location or clearanc fit)결합을 형성하도록 가장자리를 변형시킨다.
도 1에 도시된 바와 같은 원통형 스프링 프로브에 있어서는, 편평한 표면을 형성하도록 후미부 직경이 감소되어 있는데, 상기 편평한 표면의 가장자리는 스프링 코일에 의해 스웨이징된다. 도 4에 도시된 바와 같이 에칭된 구성요소에 있어서는, 오목부(62)는 에지 포인트를 생성하는데 이러한 에지 포인트는 얇고 지지받지 않으며 스웨이징에 이상적이다. 스탬핑된 또는 전기주조된 구성요소는 스웨이징 공정 동안 예리한 모서리를 가지도록 형성된다.
도 7은 본 발명의 스크러빙 유도성 컴플라이언트 접촉 팁에 대한 제1 실시예를 도시하고 있다. 도 7은 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트(72) 내에 위치하는 접촉 팁(70)을 도시하는 상세도이다. 플런저(74)는 접촉 팁(70)이 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트에서의 작은 직경의 개구를 빠져나오도록 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트(72)의 캐비티 또는 홀 내에 위치한다. 접촉 팁(70)은 압축 동안 접촉 팁(70)의 측방 이동(lateral movement)을 야기하는 각이 진 캠 표면(76)을 포함하는데, 이러한 캠 표면은 압축 동안에 테스트 사이트와 물리적으로 접촉하거나 결합하지 않는다. 이러한 측방 이동에 의해 테스트 컨택 표면상에서 스크럽이 유도되는데, 상기 테스트 컨택 표면은, 특정한 어플리케이션에 따라, 인쇄회로기판 테스트 사이트, 솔더 볼, 전자 패키지 상호접속 포인트 또는 테스트 중인 디바이스가 될 수 있다. 이러한 스크러빙은 와이핑(wiping)으로도 알려져 있는데, 산화, 땜납, 또는 플럭스와 같은 오염물을 파괴하고, 테스트 위치와의 전기 접촉을 양호하게 한다. 도 7은 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트 내에서의 배치의 중심선(78)에 대한 접촉 팁(76)의 위치를 도시하고 있으며, 압축되지 않은 상태의 제1 위치(80)로부터 압축된 상태의 제2 위치(82)로의 접촉 팁의 측방 이동을 도시하고 있다.
도 8은 대안의 접촉 팁 구성을 도시하고 있으며, 상기 접촉 팁(84)은 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트(88)의 각이 진 홀(angled hole)(86) 내에 위치한다. 접촉 팁(84)은 중심선(94)에 대해서 압축되지 않은 상태의 제1 위치(90)로부터 압축된 상태의 제2 위치(92)로 측방으로 이동한다.
도 9는 다른 실시예의 접촉 팁 구성을 도시하고 있으며, 접촉 팁(96)은 직경이 더 큰 중심부(98) 및 각이 진 캠 표면(100 및 102)을 가지며 이러한 구성은 테스트 모듈 또는 프로브 플레이트(104) 내에서 측방 이동 또는 스크러빙 이동을 제공한다. 테스트 모듈 또는 프로브 플레이트는 복수의 엇갈리게 배열된 홀(staggered hole)을 가지는 복수의 플레이트를 가질 수 있으며, 여기서 각이 진 캠 표면(100 및 102)은 프로브 플레이트 내의 상기 복수의 엇갈리게 배열된 홀에 얹힘으로써 압축 동안 팁을 측방으로 이동시킨다. 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트 내의 홀은 테스트 소켓의 높이를 따라 단차형 지름 또는 단차형 표면을 가질 수 있다. 스크러빙 이동 또는 측방 이동은 중심선(106)에 대해서 압축되지 않은 상태의 제1 위치(108)로부터 압축된 상태의 제2 위치(110)로 일어난다.
도 10은 복수의 사행 형상의 빔(serpentine shaped beam)을 가지는 테스트 프로브에 형성된 다른 컴플라이언트 접촉 팁을 도시하고 있다. 접촉 팁(112)은 테스트 모듈 또는 프로브 플레이트(116)의 홀(114)을 통해 연장되며, 테스트 모듈 또는 프로브 플레이트 내에 위치하는 복수의 사행 형상의 빔(serpentine shaped beam)(118)과 일체로 형성되어 있다. 측방 이동 또는 스크러빙 이동은 접촉팁의 압축 및 빔(118)의 편향 동안 압축되지 않은 상태(120)로부터 압축된 상태(122)로 일어난다. 도 11은 도 10과 유사하게 캔틸레버 빔(126)에 부착된 캔틸레버 접촉 팁(124)을 도시하고 있으며, 압축되지 않은 상태(128)로부터 압축된 상태(130)로의 측방 이동 또는 스크러빙을 제공한다.
도 12는 볼 그리드 어레이(ball grid array: BGA) 솔더 볼 테스트 사이트 위치(solder ball test site location)에 적용 가능한 또 다른 대안의 접촉 팁 설계를 도시하고 있다. 접촉 팁(132)은 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트(136)에서의 홀로부터 연장하여 솔더 볼(138)과 접촉한다. 접촉 팁은 분리된 프롱(prong) 또는 핑거(finger)(140 및 142)를 가지는데, 이것들은 각각 솔더 볼(138)의 어느 한쪽의 측 표면(side surface)과 접촉한다. 솔더 볼(138)의 양 측면을 따라 일어나는 와이핑 이동 또는 측방 이동은 압축되지 않은 상태(144)로부터 압축된 상태(146)로 일어난다. 핑거 또는 프롱은 솔더 볼 상에, 압축 동안 서로 상쇄되는 대칭적인 하중(symmetrical load)을 제공한다. 핑거의 와이핑 작용 또는 확산은 오염물을 관통하므로 양호한 전기적 접속을 제공한다.
도 13은 또 다른 접촉 팁 설계를 도시하고 있다. 본 실시예에서 두 개의 편평한 구성의 플런저(150 및 152)는 각이 진 캠 표면(154 및 156)이 대향하는 접촉 팁을 그 상부에 각각 가지면서 하나로 정렬되는 구조로 되어 있다. 플런저(150 및 152) 모두는, 팁이 외측으로 연장되어 솔더 볼(158)의 측면과 접촉하도록, 홀 및 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트 내에 유지된다. 플런저의 압축 동안, 접촉 팁은 솔더 볼(158)의 양쪽 측면을 따라 압축되지 않은 상태(160)로부터 압축된 상태(162)로 스크러빙 힘(scrubbing force)을 제공한다. 도 13과 마찬가지로, 대향하는 각이 진 캠 표면은 솔더 볼 상에 서로 상쇄되는 대칭적인 하중을 제공한다.
접촉 팁의 각이 진 캠 표면은 제조 공정 동안 플런저 상에 형성된다. 편평한 플런저 구성에 있어서, 각이 진 캠 표면은 제조 공정에서 에칭될 수 있으며, 둥근 프로브에 있어서, 각이 진 캠 표면은 플런저의 단부를 구부림으로써 형성된다. 대안으로, 전술한 바와 같이, 캠 표면은, 각이 진 표면을 프로브 플레이트에 드릴링하거나 테스트 소켓에 몰딩함으로써, 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 일부가 될 수 있다.
본 발명을 몇 가지 실시예와 관련해서 설명하였으나 이하에 청구되는 바와 같은 본 발명의 전체 범주 내에서 변화 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

Claims (18)

  1. 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리에 있어서,
    접촉 팁을 가지는 편평한 컨택 부재;
    상기 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단; 및
    상기 컨택 부재의 측방 이동(lateral movement)에 의해, 상기 컨택 어셈블리의 압축 동안 테스트 사이트(test site)와 상기 접촉 팁의 단부의 스크러빙(scrubbing)을 유도하는, 상기 접촉 팁의 외측면을 따르는 캠 표면(cam surface)
    을 포함하고,
    상기 캠 표면은 상기 컨택 어셈블리의 압축 동안에 상기 테스트 사이트와 비-결합 상태인, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축을 허용하는 수단은, 상기 컨택 부재에 인접하는 압축 스프링인, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압축을 허용하는 수단은, 상기 접촉 팁에 부착되는 복수의 사행 형상의 빔(serpentine shaped beam)인, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  4. 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리에 있어서,
    접촉 팁을 가지는 편평한 컨택 부재; 및
    상기 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단
    을 포함하고,
    상기 접촉 팁은 2개의 핑거를 가지며, 각각의 상기 핑거는 블레이드를 형성하는 에지부를 따라 에칭된 오목부를 구비하는 컨택 표면을 갖고, 상기 블레이드는 상기 블레이드가 테스트 사이트 상의 오염물을 절단하는 것에 의해 상기 테스트 사이트 상으로 상기 접촉 팁의 압축 동안 상기 테스트 사이트의 스크러빙을 유도하기 위한 것인, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨택 어셈블리는 테스트 소켓(test socket) 또는 프로브 플레이트(probe plate) 내의 홀에 배치되는, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  6. 편평한 구성을 갖는 컴플라이언트 컨택 어셈블리로서,
    접촉 팁을 가지는 편평한 제1 컨택 부재;
    접촉 팁을 가지는 편평한 제2 컨택 부재로서, 상기 제1 컨택 부재는 상기 제2 컨택 부재의 상부에 정렬되는, 편평한 제2 컨택 부재; 및
    상기 제1 컨택 부재 및 상기 제2 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단
    을 포함하고,
    각각의 상기 제1 컨택 부재 및 제2 컨택 부재의 접촉 팁은, 블레이드를 형성하는 에지부를 따라 에칭된 오목부를 구비하는 컨택 표면을 갖고, 상기 블레이드는 테스트 사이트 상으로 상기 컴플라이언트 컨택 어셈블리의 압축 동안 상기 테스트 사이트의 스크러빙을 유도하기 위한 것인, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 컨택 부재의 접촉 팁 상의 블레이드는 상기 제1 컨택 부재의 접촉 팁 상의 블레이드의 반대 측에 배치되는, 컴플라이언트 컨택 어셈블리.
  8. 컨택 어셈블리로서,
    간격을 두고 위치하는 복수의 홀을 가지는 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트;
    상기 복수의 홀 중 적어도 일부의 홀 내에 위치하는 접촉 팁을 가지는 컴플라이언트 컨택 부재;
    상기 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 상기 복수의 홀 내에서 상기 컨택 부재를 바이어스하는 수단; 및
    상기 컨택 부재의 바이어스 동안 테스트 위치에 대하여 상기 접촉 팁의 단부 표면의 측방향 스크러빙 이동(scrubbing movement)을 생성하기 위해 상기 접촉 팁의 외경측 표면에 대하여 측방향 힘을 유도하는 수단
    을 포함하고,
    상기 컴플라이언트 컨택 부재는 상기 복수의 홀 내에서 측방향으로 시프트되며,
    상기 측방향 힘을 유도하는 수단은, 상기 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 홀 또는 상기 컴플라이언트 컨택 부재의 일측 상의 각이 진 캠 표면(angled cam surface)인, 컨택 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨택 부재를 바이어스하는 수단은 상기 컨택 부재에 인접하는 압축 스프링인, 컨택 어셈블리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컨택 부재를 바이어스하는 수단은, 상기 접촉 팁에 부착되는 복수의 사행 형상의 빔인, 컨택 어셈블리.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트의 상기 복수의 홀은 단차형(stepped) 표면을 가지는, 컨택 어셈블리.
  12. 컨택 어셈블리에 있어서,
    간격을 두고 위치하는 복수의 홀을 가지는 테스트 소켓으로서, 상기 복수의 홀은 상기 테스트 소켓의 높이를 따라 단차형 지름을 갖는, 테스트 소켓;
    상기 복수의 홀 내에 위치하는 몸체부 및 상기 복수의 홀로부터 외부로 연장되는 접촉 팁을 갖는 컴플라이언트 컨택 부재; 및
    상기 복수의 홀 내에서 상기 컴플라이언트 컨택 부재의 압축을 허용하는 수단
    을 포함하고,
    상기 컴플라이언트 컨택 부재의 몸체부는 각이 진 캠 표면을 가지며, 상기 각이 진 캠 표면은 테스트 사이트 위치에 대하여 상기 접촉 팁의 단부 표면의 측방 이동을 생성하기 위해 압축 동안 단차형 지름의 홀에 물리적으로 결합되는, 컨택 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컴플라이언트 컨택 부재는 원통형인, 컨택 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 테스트 소켓은 복수의 플레이트를 포함하는, 컨택 어셈블리.
  15. 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙(scrubbing)하는 방법에 있어서,
    상기 테스트 사이트에 의해 테스트 소켓 또는 프로브 플레이트 내의 상기 컴플라이언트 컨택 부재를 압축하는 단계; 및
    상기 테스트 소켓 또는 상기 프로브 플레이트 또는 상기 컨택 부재의 측면 상의 각이 진 캠 표면을 따라 상기 테스트 소켓 또는 상기 프로브 플레이트와 상기 컨택 부재의 외측면을 결합시킴으로써, 상기 테스트 사이트의 표면을 가로질러 상기 컨택 부재 상의 접촉 팁의 단부 표면을 이동시키기 위해 상기 컴플라이언트 컨택 부재를 측방향으로 시프트하는 단계
    를 포함하는, 컴플라이언트 컨택 부재에 의해 테스트 사이트를 스크러빙하는 방법.
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