KR102202827B1 - 프로브 핀 및 이를 적용한 동축 프로브 조립체 - Google Patents

Abstract

중공을 가지는 기둥 형상의 와이어배럴; 선단이 상기 와이어배럴의 길이방향을 따라 외부로 노출되도록 상기 와이어배럴의 양단에 각각 결합되는 탑 플런저와 바텀 플런저; 및 상기 와이어배럴 내부에 배치되되, 상기 탑 플런저와 바텀 플런저 사이에 결합되어 상기 탑 플런저와 바텀 플런저가 서로를 향해 접근 또는 이격되도록 탄성력을 제공하는 탄성체; 를 포함하고, 상기 와이어배럴은, 코일선 간이 밀착된 구조의 스프링으로 마련되는 것을 특징으로 하는 프로브 핀 및 이를 적용한 프로브 조립체를 제공한다.

Description

프로브 핀 및 이를 적용한 동축 프로브 조립체 {PROBE PIN AND　COAXIAL PROBE ASSEMBLY USING THE SAME}

본 발명은 프로브 핀 동축 프로브 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 또는 고속 반도체와 같은 피검사체를 검사하기 위한 검사장비에 적용되는 프로브 조립체에 관한 것이다.

고주파 또는 고속 반도체 소자와 같은 피검사체를 검사하기 위한 검사장치는 피검사체와 검사장치 간의 고주파 또는 고속 신호 전달에 적합하도록 설계된 프로브 조립체를 사용하여, 피검사체에 대한 성능 및 양부(良否) 판정을 수행할 수 있다.

도1은 대한민국 등록특허공보 제10-0449204호(출원일 : 2002. 11. 25, 등록일 : 2004. 09. 08, ‘고주파용 프로브의 에어 인터페이스 장치’)에 개시된 프로브 조립체를 도시한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 조립체(10)는 긴 원통형의 외부도체(11)를 가지고, 이 외부도체(11)의 내부 중공에는 프로브 핀(12)이 배치되며, 외부도체(11)와 프로브 핀(12)의 배럴(12-1) 즉, 내부도체의 양종단간에는 외부도체(11)와 내부도체(12-1)의 절연 및 지지를 위한 절연링(13)이 끼워져 구성된다.

이때, 프로브 조립체는 내부도체의 외경과 외부도체의 내경에 의해 특성 임피던스를 조절하여, 피검사체와 검사장비 간 신호전달 과정 중 그 손실을 최소화하기 위한 임피던스 매칭(통상적으로, 50Ω)을 수행하게 된다.

여기서, 내부도체 즉, 프로브 핀 배럴의 외경수준은 외부도체의 내경 수준에 따라 가변될 수 있지만, 0.03 mm 정도의 미세직경을 가지는데, 해당 미세직경의 배럴은 특수 제작된 도금 파이프인 ‘전주(電鑄)튜브(또는 전주 파이프)’가 일반적으로 사용되어 왔다.

이러한 전주튜브는 국내가 아닌 일본의 한 업체에서 제조되고 있어, 이를 국내로 수입하는데 긴 시일이 소요되고, 그 비용 또한 저렴하지 않아, 프로브 조립체의 제조 단가 상승의 원인으로 작용하였다.

그러나, 앞서 제시한 선행문헌 외에도 프로브 조립체에 관한 종래기술들은 제조단가의 상승 원인으로 작용하던 배럴의 자재 수급에 관한 고려는 전혀 이루어지고 있지 않은 실정이다.

이에, 본 발명은 수입에 의존할 수밖에 없었던 기존의 배럴을 국내 수급이 가능한 대체품으로 대체하여, 종래 프로브 조립체와 동등의 컨택성능을 보장하면서도 그 제조단가를 절감할 수 있는 프로브 조립체를 제시하고자 한다.

대한민국 등록특허공보 제10-0449204호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 프로브 조립체와 동등의 컨택 성능을 보장하면서도 그 제조 단가를 절감할 수 있도록 수입에 의존할 수밖에 없던 자재를 국내 생산이 가능한 대체품으로 대체한 프로브 핀 및 이를 적용한 프로브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수입에 의존할 수밖에 없던 자재를 국내 생산이 가능한 대체품으로 대체한 프로브 조립체를 제공하되, 그 조립공정을 단순화하여 생산성을 증대시키고, 전제적인 제조비용을 감소시킬 수 있는 프로브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 핀은, 중공을 가지는 기둥 형상의 와이어배럴; 선단이 상기 와이어배럴의 길이방향을 따라 외부로 노출되도록 상기 와이어배럴의 양단에 각각 결합되는 탑 플런저와 바텀 플런저; 및 상기 와이어배럴 내부에 배치되되, 상기 탑 플런저와 바텀 플런저 사이에 결합되어 상기 탑 플런저와 바텀 플런저가 서로를 향해 접근 또는 이격되도록 탄성력을 제공하는 탄성체; 를 포함하고, 상기 와이어배럴은, 코일선 간이 밀착된 구조의 스프링으로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 와이어배럴은, 내주면이 도금 처리된 도전성 재질로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 탑 플런저와 바텀 플런저는, 기둥 형상의 몸체부; 및 상기 몸체부 일단으로부터 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 접촉부;를 포함하고, 상기 몸체부의 타단에는 상기 탄성체가 상기 탑 플런저와 바텀 플런저 간의 도전경로를 형성하도록 상기 탄성체의 단부가 고정 결합되기 위한 결합부분이 구비되며, 상기 몸체부는 상기 접촉부보다 확장된 직경을 가질 수 있다.

또한, 상기 와이어배럴은, 상기 탄성체가 와이어배럴의 내부에서 길이방향을 따라 신축 가능하도록 상기 탄성체의 외경보다 큰 내경을 가지며, 상기 와이어배럴은, 상기 몸체부가 상기 와이어배럴에서 이탈되지 않도록 그 양단의 내주면이 각각 상기 탑 플런저의 몸체부 및 바텀 플런저의 몸체부 외주면을 둘러싸며 배치되어 상기 탑 플런저 및 바텀 플런저의 이동을 가이딩할 수 있다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 프로브 조립체는, 중공을 가지는 기둥 형상의 외부하우징; 양단부가 상기 외부하우징의 길이방향을 따라 외부로 노출되며, 중심축이 상기 외부하우징의 중심축과 동축 상에 위치하도록 상기 외부 하우징의 내측에 삽입되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 프로브 핀; 및 상기 외부하우징의 양단에 각각 결합되되, 상기 프로브 핀의 외주면이 상기 외부하우징의 내주면으로부터 소정 간격 이격된 비접촉 상태를 유지하도록 상기 프로브 핀의 외주면과 상기 외부하우징의 내주면 사이에 위치되어, 상기 프로브 핀의 배치위치를 제한하는 인슐레이터(insulator)들; 을 포함할 수 있다.

이때, 상기 인슐레이터는, 내부에 그 길이방향을 따라 상기 프로브 핀의 일부를 수용하기 위한 수용공을 구비하는 기둥 형상의 바디; 를 포함하고, 상기 수용공은, 상기 프로브 핀의 탑 플런저 또는 바텀 플런저를 수용하기 위한 제1 수용공과, 상기 제1 수용공보다 확장된 직경을 가지며, 상기 프로브 핀의 와이어배럴을 수용하기 위한 제2 수용공을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 외부하우징은, 일단으로부터 타단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제1 가압변형부분; 및 타단으로부터 일단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제2 가압변형부분; 을 구비할 수 있다.

그리고, 상기 바디는, 상기 외부하우징의 일단 및 타단 중 어느 하나의 단부에 인입될 경우, 그 인입 정도를 제한하도록 외주면을 따라 외측방향으로 돌출 형성된 제한돌기를 구비한 제1 부분; 및 가압수단에 의해 가압되며 상기 외부하우징의 내측 방향으로 인입되는 제1 가압변형부분 및 제2 가압변형부분 중 어느 하나의 가압변형부분을 수용하도록 외주면을 따라 내측 방향으로 함몰 형성된 수용홈을 구비한 제2 부분; 을 구비하고, 상기 인슐레이터가 상기 외부하우징에 결합될 경우에, 상기 제2 부분의 외주면은 상기 외부하우징의 내주면과 마주 접하며 배치되고, 상기 제1 부분은 상기 외부하우징의 선단이 상기 제한돌기와 마주 접하며 상기 외부하우징의 외측에 위치될 수 있다.

또한, 상기 외부하우징은, 일단에 내주면의 둘레방향을 따라 내측 방향으로 구부러진 지지턱이 형성되고, 그 타단에는 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우에 변형이 발생되는 가압변형부분을 구비할 수 있다.

이때, 상기 바디는, 그 외주면이 상기 외부하우징의 내주면과 마주 접하도록 일단에서 타단에 이르기까지 동일한 외경을 가지도록 마련되고, 상기 프로브 핀이 상기 외부하우징의 외부로 이탈되지 않도록 상기 인슐레이터들 중 어느 하나의 인슐레이터의 선단은 상기 지지턱에 의해 지지되고, 다른 하나의 인슐레이터의 선단은 가압수단에 의해 가압되어 상기 외부하우징의 내측방향으로 구부러진 가압변형부분의 내면과 마주 접하며 지지될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 수입에 의존할 수밖에 없던 프로브 핀의 배럴을 국내 생산이 가능한 대체품으로 대체하여 종래 프로브 조립체와 동등의 컨택 성능을 보장하면서도 그 제조 단가를 절감할 수 있다.

둘째, 일단 내측에 지지턱을 구비한 외부하우징 내부에 인슐레이터들 및 프로브 핀을 적절하게 조립한 뒤, 외부하우징의 타단을 가압하여 그 형상을 변형시킴으로써 각 구성 간에 견고한 고정이 이루어지는 동축 프로브 조립체는, 우수한 내구성을 가지면서도 그 조립공정이 단순화되어 생산성이 증대될 수 있다. 또한, 조립공정이 단순화됨에 따라 전체적인 제조비용이 감소될 수 있다.

도1은 종래 기술에 제시된 프로브 조립체를 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 핀을 도시한 것이다.
도3은 도2의 프로브 핀이 적용된 동축 프로브 조립체의 제1 실시예를 도시한 것이다.
도4는 도2의 프로브 핀이 적용된 동축 프로브 조립체의 제2 실시예를 도시한 것이다.
도5는 도4의 동축 프로브 조립체를 조립하기 위한 조립방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

<프로브 핀에 관한 설명>

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 핀을 도시한 것으로, 도2a는 프로브 핀의 사시도, 도2b는 프로브 핀의 단면도, 도2c는 프로브 핀의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 핀(120)은 와이어배럴(121), 탑 플런저(122), 바텀 플런저(123) 및 탄성체(124)를 포함하여 구성된다.

와이어배럴(121)은 프로브 핀(120)의 본체로 사용되며, 중공을 가지는 기둥 형상으로 마련된다. 이때, 와이어배럴(121)은 코일선 간이 밀착된 구조의 스프링으로 마련된다. 여기서, 와이어배럴(121)은 내주면이 도금 처리된 도전성 재질로 마련되어, 후술할 탑 플런저(122) 및 바텀 플런저(123) 간의 도전 경로로 동작할 수 있다.

이때, 와이어배럴(121)의 재질은 SUS, SEP-H, BECU 등 종래 스프링 제조용으로 공지된 소재 중 도전성 재질이면 그 어떠한 것도 적용 가능하다.

참고로, 종래 프로브 핀 배럴을 제조하는데 일반적으로 사용되던 PBT, BTS 등의 소재로는 고속 또는 고주파 신호 전달을 위해 요구되는 미세 직경의 배럴 제작이 이루어질 수 없으며, 앞서 언급한 바와 같이, 미세 직경의 배럴 제작은 수입에 의존하던 실정이기에, 본 발명은 국내에서 제작 가능한 고속 또는 고주파용 프로브 핀의 구성 소재들을 검토하는 중 종래 배럴과 동등의 성능을 보장할 수 있는 대체 소재로서 스프링으로 마련된 와이어배럴(121)을 제시하게 된 것이다.

그리고, 후술할 탑 플런저(122), 바텀 플런저(123) 및 탄성체(124) 는 관련 업계에 종사하는 통상의 기술자라면 쉽게 이해 가능한 구성이므로, 그 기능에 대한 구체적인 설명은 생략하고자 한다.

탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123)는 선단이 와이어배럴(121)의 길이방향을 따라 외부로 노출되도록 와이어배럴(121)의 양단에 각각 결합된다. 이때, 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123)의 선단의 형상은 피검사체의 형상에 따라 가변될 수 있음은 물론이다.

여기서, 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123)는 기둥 형상의 몸체부(122a, 123a) 및 몸체부(122a, 123a) 일단으로부터 길이방향을 따라 연장 형성되는 접촉부(122b, 123b)를 포함하여 구성된다.

이때, 몸체부(122a, 123a)의 타단에는 후술할 탄성체(124)가 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123) 간의 도전 경로를 형성하도록 탄성체(124)의 단부가 고정 결합되기 위한 결합부분(CP)이 구비될 수 있다. 참고로, 결합부분(CP)에는 탄성체(124)인 내부 스프링의 코일선이 일부 인입 고정되기 위한 고정홈(미도시)이 추가적으로 형성되어 있을 수 있다.

그리고, 몸체부(122a, 123a)는 접축부(122b, 123b)보다 확장된 직경을 가질 수 있다.

탄성체(124)는 와이어배럴(121) 내부에 배치되되, 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123) 사이에 결합되어 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123)가 서로를 향해 접근 또는 이격되도록 탄성력을 제공하는 구성이다. 이때, 탄성체(124)는 길이방향으로 신축 가능하도록 코일선 간이 소정 간격 이격 배치된 구조의 압축 스프링으로 마련된다.

그리고, 앞서 언급한 와이어배럴(121)은 탄성체(124)가 와이어배럴(121)의 내부에서 신축 가능하도록 탄성체(124)의 외경보다 큰 내경을 가진다.

이때, 와이어배럴(121)은 몸체부(122a, 123a)가 와이어배럴(121)에서 이탈되지 않도록 그 양단의 내주면이 각각 탑 플런저(122)의 몸체부(122a) 및 바텀 플런저(123)의 몸체부(123a) 외주면을 둘러싸며 배치되어 탑 플런저(122) 및 바텀 플런저(123)의 이동을 가이딩할 수 있다.

즉, 본 발명이 제시하는 프로브 핀(120)은 내부 스프링인 탄성체(124)와 외부 스프링인 와이어배럴(121)로 이루어진 이중 스프링 구조로 마련되는데, 내부 스프링의 경우, 길이방향으로 신축 가능하게 마련되지만, 외부 스프링은 내부에 수용된 구성들을 수용 및 지지하기 위한 구성으로서 길이 방향으로 신축되지 않도록 코일선 간이 밀착된 형태로 구비되는 점에서 그 차이가 있다.

이하에서는, 본 발명이 제시하는 프로브 핀(120)이 적용된 동축 프로브 조립체의 다양한 실시예에 대하여 설명하고자 한다.

<제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체에 관한 설명>

도3은 도2의 프로브 핀이 적용된 동축 프로브 조립체의 제1 실시예를 도시한 것으로, 도3a는 동축 프로브 조립체의 사시도, 도3b는 동축 프로브 조립체의 단면도, 도3c는 동축 프로브 조립체의 분해 사시도를 도시한 것이다.

참고로, 본 발명은 피검사접점 간 미세 피치를 가지는 고집적 반도체 소자의 테스트를 위한 검사장치와 반도체 소자 간을 전기적으로 연결시켜 고속 또는 고주파 신호 전달용으로 사용되는 프로브 조립체로서, 하나 이상의 프로브 조립체는 검사용 소켓에 장착되어 테스트에 사용될 수 있다.

도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100)는 외부하우징(110), 프로브 핀(120), 인슐레이터(insulator)들(130A, 130B)을 포함하여 구성될 수 있다.

외부하우징(110)은 중공을 가지는 기둥 형상으로 마련되며, 그 양단이 후술할 프로브 핀(120)의 와이어배럴(121)의 양단과 동일 선상에 위치하도록 와이어배럴(121)의 길이와 대응되는 길이를 가질 수 있다.

이때, 외부하우징(110)은 일단에서 타단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제1 가압변형부분(110a) 및 타단에서 일단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제2 가압변형부분(110b)을 구비할 수 있다.

여기서, 가압변형부분들(110a, 110b)은 동축 프로브 조립체(100)를 조립하기 위한 공정 중 코킹공정에 의해 변형될 수 있다.

프로브 핀(120)은 양단부가 외부하우징(110)의 길이방향을 따라 외부로 노출되며, 중심축이 외부하우징(110)의 중심축과 동축 상에 위치하도록 외부 하우징의 내측에 삽입된다. 이때, 양단부에 위치한 탑 플런저(122)와 바텀 플런저(123)는 접촉부(122b, 123b)의 일부가 외부하우징(110)을 벗어나 돌출되고, 테스트 시에 탄성체(124)를 압축하면서 와이어배럴(121) 내로 일부 인입되게 된다. 이러한 프로브 핀(120)은 앞서 언급한 본 발명이 제시하는 프로브 핀(120)과 동일한 구성이므로, 그 구체적인 세부구성 및 그에 관한 설명은 생략하고자 한다.

참고로, 프로브 핀(120)의 와이어배럴(121)의 외경과 외부하우징(110)의 내경에 의해 특성 임피던스가 조절될 수 있는데, 본 발명에서는 신호 손실을 최소화하면서도 50 Ω 임피던스 매칭을 구현하기 위해 와이어배럴(121)과 외부하우징(110) 간에 에어 갭을 형성한 이단 구조를 채택하였다. 이때, 외부하우징(110)은 내측에 위치한 와이어배럴(121)을 외부와 전자기적으로 차폐시키는 실드(Shield) 케이스 역할을 수행한다.

인슐레이터들(130A, 130B)은 외부하우징(110)으 양단에 각각 결합되되, 프로브 핀(120)의 외주면 좀더 구체적으로는 와이어배럴(121)의 외주면이 외부하우징(110)의 내주면으로부터 소정 간격 이격된 비접촉 상태를 유지하도록 프로브 핀(120)의 외주면과 외부하우징(110)의 내주면 사이에 위치되어, 프로브 핀(120)의 배치위치를 제한한다. 즉, 인슐레이터들(130A, 130B)는 와이어배럴(121)과 외부하우징(110) 간의 에어 갭이 형성을 위해 이격 배치되도록 프로브 핀(120)을 지지하면서, 와이어배럴(121)과 외부하우징(110) 상호 간을 전기적으로 절연시키기 위한 구성이다.

여기서, 인슐레이터들(130A, 130B)은 동일한 형상으로 마련될 수 있는데, 내부에 그 길이방향을 따라 프로브 핀(120)의 일부를 수용하기 위한 수용공(131a)을 구비하는 기둥 형상의 바디(131)를 포함할 수 있다.

이때, 수용공(131a)은 프로브 핀(120)의 탑 플런저(122) 또는 바텀 플런저(123)를 수용하기 위한 제1 수용공(131a-1)과, 제1 수용공(131a-2)보다 확장된 직경을 가지며, 프로브 핀(120)의 와이어배럴(121)을 수용하기 위한 제2 수용공(131a-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 탑 플런저(122) 또는 바텀 플런저(123)의 접촉부(122b, 123b)는 제1 수용공(131a) 내에서 길이방향으로 이동하며 와이어배럴(121)내로 인입되거나 인출될 수 있는 것이다.

그리고, 바디(131)는 외부하우징(110)의 외부로 노출되는 영역과 내부에 삽입 고정되는 영역을 기준으로 제1 부분(131P1)과 제2 부분(131P2)으로 구분될 수 있다.

제1 부분(131P1)은 외부하우징(110)의 일단 및 타단 중 어느 하나의 단부에 인입될 경우, 그 인입 정도를 제한하도록 외주면을 따라 외측 방향으로 돌출 형성된 제한돌기(131P1-B)를 구비할 수 있다. 이때, 제한돌기(131P1-B)의 돌출길이는 외부하우징(110)의 두께와 대응되어, 외부하우징(110)과 결합될 경우에 제한돌기(131P1)의 외주면과 외부하우징(110)의 외주면이 동일 수직선상에 배치되며, 그 외주면이 자연스럽게 연결될 수 있다.

제2 부분(131P2)은 가압수단에 의해 가압되며 외부하우징의 내측 방향으로 인입되는 제1 가압변형부분(110a) 및 제2 가압변형부분(110b) 중 어느 하나의 가압변형부분을 수용하도록 외주면을 따라 내측 방향으로 함몰 형성된 수용홈(131P2-G)을 구비할 수 있다.

이때, 인슐레이터(130A, 130B)가 외부하우징(110)에 결합될 경우, 제2 부분(131P2)의 외주면은 외부하우징(110)의 내주면과 마주 접하며 배치되고, 제1 부분(131P1)은 외부하우징(110)의 선단이 제한돌기(131P1-B)와 맞닿으며 외부하우징(110)의 외측에 위치될 수 있다.

결과적으로, 외부하우징(110)의 양 단부에 각각 위치한 인슐레이터들(130A, 130B)에 의해 외부하우징(110)으로부터 등 간격으로 이격되어 그 중심에 위치한 프로브 핀(120)의 배치위치가 유지될 수 있는 것이다.

이하에서는, 앞서 언급한 구성들로 구성된 제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체를 조립하기 위한 조립방법을 설명하고자 한다.

먼저, 양단이 개방된 외부하우징(110)을 준비하고, 외부하우징(110) 내 인슐레이터들(130A, 130B)들 중 어느 하나의 인슐레이터(이하, ‘제1 인슐레이터’라 칭함, 130A)를 삽입한 뒤, 이를 외부하우징(110)과 결합시키기 위한 코킹 공정을 수행하는 제1 고정단계를 수행한다. 이때, 코킹공정은 외부하우징(110)의 타측에 위치한 제2 가압변형부분들(110b)을 가압수단으로 가압하는 점 코킹 공정을 의미한다.

다음으로, 프로브 핀(120)의 바텀 플런저(123)가 제1 인슐레이터(130A)의 수용공(131a)에 인입되면서 프로브 핀(120) 구성들이 외부하우징(110) 내측에 배치되도록 각 구성들을 조립하는 조립단계를 수행한다.

이후, 외부하우징(110) 내 인슐레이터들(130A, 130B)들 중 다른 하나의 인슐레이터(이하, ‘제2 인슐레이터’라 칭함, 130B)를 삽입한 뒤, 이를 외부하우징(110)과 결합시키기 위한 코킹 공정을 수행하는 제2 고정단계를 수행한다. 이때, 코킹공정은 외부하우징(110)의 일측에 위치한 제1 가압변형부분들(110a)을 가압수단으로 가압하는 점 코킹 공정을 의미한다.

상술한 단계들을 통해, 제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100)를 조립할 수 있으며, 제1 고정단계 및 제2 고정단계를 추가적으로 수행함에 따라 도1에 제시된 종래기술 대비 인슐레이터들(130A, 130B) 및 인슐레이터들(130A, 130B)로부터 그 배치위치가 유지되는 프로브 핀(120)이 견고하게 고정되어, 본 발명이 제시하는 동축 프로브 조립체(100)의 내구성이 향상될 수 있다.

<제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체에 관한 설명>

도4는 도2의 프로브 핀이 적용된 동축 프로브 조립체의 제2 실시예를 도시한 것으로, 도4a는 동축 프로브 조립체의 사시도, 도4b는 동축 프로브 조립체의 단면도, 도4c는 동축 프로브 조립체의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100`)는 외부하우징(110`), 프로브 핀(120`), 인슐레이터(insulator)들(130A`, 130B`)을 포함하여 구성될 수 있다.

외부하우징(110`)은 중공을 가지는 기둥 형상으로 마련된다. 이때, 외부하우징(110`)은 일단에 내주면의 둘레방향을 따라 내측 방향으로 구부러진 지지턱(110a`)이 형성되고, 그 타단에는 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우에 변형이 발생되는 가압변형부분(110b`)을 구비할 수 있다. 이에, 외부하우징(110`)은 지지턱(110a`)에서부터 그 타단까지의 길이가 와이어배럴(121`)의 길이보다 긴 길이를 가지도록 마련된다.

여기서, 가압변형부분(110b`)은 동축 프로브 조립체(100`)를 조립하기 위한 조립공정 중 코킹공정에 의해 변형될 수 있다.

프로브 핀(120`)은 양단부가 외부하우징(110`)의 길이방향을 따라 외부로 노출되며, 중심축이 외부하우징(110`)의 중심축과 동축 상에 위치하도록 외부 하우징의 내측에 삽입된다. 이때, 양단부에 위치한 탑 플런저(122`)와 바텀 플런저(123`)는 접촉부(122b`, 123b`)의 일부가 외부하우징(110`)을 벗어나 돌출되고, 테스트 시에 탄성체(124)를 압축하면서 와이어배럴(121`) 내로 일부 인입되게 된다. 이러한 프로브 핀(120`)은 앞서 언급한 본 발명이 제시하는 프로브 핀(120)과 동일한 구성이므로, 그 구체적인 세부구성 및 그에 관한 설명은 생략하고자 한다.

참고로, 프로브 핀(120`)의 와이어배럴(121`)의 외경과 외부하우징(110`)의 내경에 의해 특성 임피던스가 조절될 수 있는데, 본 발명에서는 신호 손실을 최소화하면서도 50 Ω 임피던스 매칭을 구현하기 위해 와이어배럴(121`)과 외부하우징(110`) 간에 에어 갭을 형성한 이단 구조를 채택하였다. 이때, 외부하우징(110)은 내측에 위치한 와이어배럴(121`)을 외부와 전자기적으로 차폐시키는 실드(Shield) 케이스 역할을 수행한다.

인슐레이터들(130A`, 130B`)은 외부하우징(110`)의 양단에 각각 결합되되, 프로브 핀(120)의 외주면 좀더 구체적으로는 와이어배럴(121`)의 외주면이 외부하우징(110`)의 내주면으로부터 소정 간격 이격된 비접촉 상태를 유지하도록 프로브 핀(120`)의 외주면과 외부하우징(110`)의 내주면 사이에 위치되어, 프로브 핀(120)의 배치위치를 제한한다. 즉, 인슐레이터들(130A`, 130B`)는 와이어배럴(121`)과 외부하우징(110`) 간의 에어 갭이 형성되도록 이격 배치되도록 프로브 핀(120`)을 지지하면서, 와이어배럴(121`)과 외부하우징(110`) 상호 간을 전기적으로 절연시키기 위한 구성이다.

여기서, 인슐레이터들(130A`, 130B`)은 동일한 형상으로 마련될 수 있는데, 내부에 그 길이방향을 따라 프로브 핀(120`)의 일부를 수용하기 위한 수용공(131a`)을 구비하는 기둥 형상의 바디(131`)를 포함할 수 있다.

이때, 수용공(131a`)은 프로브 핀(120`)의 탑 플런저(122`) 또는 바텀 플런저(123`)를 수용하기 위한 제1 수용공(131a-1`)과, 제1 수용공(131a-2`)보다 확장된 직경을 가지며, 프로브 핀(120`)의 와이어배럴(121`)을 수용하기 위한 제2 수용공(131a-2`)을 포함할 수 있다. 여기서, 탑 플런저(122`) 또는 바텀 플런저(123`)의 접촉부(122b`, 123b`)는 제1 수용공(131a`) 내에서 길이방향으로 이동하며 와이어배럴(121`)내로 인입되거나 인출될 수 있는 것이다.

그리고, 바디(131`)는 외주면이 외부하우징(110`)의 내주면과 마주 접하도록 일단에서 타단에 이르기까지 동일한 외경을 가지도록 마련될 수 있다.

또한, 프로브 핀(120`)이 외부하우징(110`)의 외부로 이탈되지 않도록 인슐레이터들(130A`, 103B`) 중 어느 하나의 인슐레이터(이하,‘제1 인슐레이터(130A`)’라 칭함)의 선단은 지지턱(110a`)에 의해 지지되고, 다른 하나의 인슐레이터(이하, ‘제2 인슐레이터(130B`)라 칭함)의 선단은 가압수단에 의해 가압되어 외부하우징(110`)의 내측방향으로 구부러진 가압변형부분(110b`)의 내면과 마주 접하며 지지될 수 있다.

즉, 제1 인슐레이터(130A`)의 선단면 일부가 지지턱(110a`)의 내면과 맞닿아 외부하우징(110)의 외부 방향으로 이탈되지 않도록 지지되고, 제2 인슐레이터(130B`)의 선단면 일부가 가압수단에 의해 변형된 가압변형부분(110b`)의 내면과 마주 접하며 외부하우징(110`)의 지지턱(110a`)이 구비된 방향으로 가압되어, 외부하우징(110`) 내 구성들의 배치위치가 유지되며 견고하게 고정될 수 있다.

참고로, 인슐레이터들(130A`, 130B`)의 선단의 외측면은 외부하우징(110) 양단에 위치하며 내측 방향으로 구부러진 지지턱(110a`) 및 가압변형부분(110b`)과 외부하우징(110`)의 연결부위 즉, 밴딩부분(B)이 밀착되어 마주 접할 수 있도록 밴딩부분(B)의 내면과 대응되는 형상으로 마련되는 것이 바람직할 수 있다.

그리고, 도면에는 인슐레이터들(130A`, 130B`)의 선단면 일부가 외부하우징(110`) 양단에 배치된 지지턱(110a`) 및 가압변형부분(110b`)에 의해 지지되도록 도시되었지만, 경우에 따라서 지지턱(110a`) 및 가압변형부분(110b`)이 인슐레이터들(130A`, 130B`)의 선단면과 모두 마주접하도록 고려될 수 있으며, 이 경우, 가압변형부분(110b`)에는 등 간격 배치된 절개홈(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다. 이러한 절개홈은 가압수단에 의해 가압변형부분(110b`)이 구부러질 경우에, 굴곡이 형성되지 않고 제2 인슐레이터(130B`)와 그 내면이 밀착 접촉되어, 각 구성들 간 더욱 견고한 고정이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 도5는 도4의 동축 프로브 조립체를 조립하기 위한 조립방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서는, 도5를 참조하여, 제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체를 조립하기 위한 조립방법을 설명하고자 한다.

제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100)의 조립방법은, 준비단계(S100), 조립단계(S200) 및 고정단계(S400)를 포함할 수 있다.

먼저, 준비단계(S100)는, 중공을 가지는 기둥 형상으로 마련되며, 일단에 내주면의 둘레방향을 따라 내측 방향으로 구부러진 지지턱(110a`)이 형성된 외부하우징(110`)을 마련하는 단계이다.

다음으로, 조립단계(S200)는, 준비단계(S100)에서 마련된 외부하우징(110`)의 내측 지지턱(110a`)에 제1 인슐레이터(130A`)가 지지되도록 외부하우징(110`) 내부에 제1 인슐레이터(130A`), 프로브 핀(120`) 및 제2 인슐레이터(130B`)를 순차적으로 조립하는 단계이다. 이때, 제1 인슐레이터(130A`)의 수용공(131a`)에는 바텀 플런저(123`)가 인입되어 그 배치위치가 제한될 수 있다.

마지막으로, 고정단계(S300)는, 외부하우징(110`) 타단에 위치한 가압변형부분(110b`)을 내측 방향으로 구부려 조립단계(S200)에서 구성들 조립을 통해 상부에 배치되는 제2 인슐레이터(130B`)를 하부방향 즉, 지지턱(110a)이 형성된 방향으로 가압 고정시키는 단계이다. 이때, 고정단계(S300)는 동축 프로브 조립체(100`)의 마무리를 위한 코킹공정을 의미한다.

상술한 단계들을 통해, 제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100`)를 조립할 수 있으며, 조립공정 중 고정단계(S300) 1회만 수행하더라도 도1에 제시된 종래기술 대비 각 구성간의 견고한 고정이 이루어질 수 있어 본 발명이 제시하는 동축 프로브 조립체(100`)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한 종래기술 및 앞서 언급한 제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체(100`)의 조립공정 대비 그 조립공정이 단순화될 수 있기에, 그 생산성이 증대될 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.

10 : 종래 프로브 조립체
11 : 외부도체
12 : 프로브 핀
12-1 : 배럴
12-2 : 스프링
12-3 : 탑 플런저
12-4 : 바텀 플런저
13 : 절연링
100 : 제1 실시예에 따른 동축 프로브 조립체
110 : 외부하우징
110a : 제1 가압변형부분
110b : 제2 가압변형부분
120 : 프로브 핀
121 : 와이어배럴
122 : 탑 플런저
122a : 몸체부
122b : 접촉부
123 : 바텀 플런저
123a : 몸체부
123b : 접촉부
124 : 탄성체
130A, 130B : 제1 인슐레이터, 제2 인슐레이터
131 : 바디
131a: 수용공
131a-1 : 제1 수용공
131a-2 : 제2 수용공
131P1 : 제1 부분
131P1-B : 제한돌기
131P2 : 제2 부분
131P2-G : 수용홈
100` : 제2 실시예에 따른 동축 프로브 조립체
110` : 외부하우징
110a` : 지지턱
110b` : 가압변형부분
120` : 프로브 핀
121` : 와이어배럴
122` : 탑 플런저
122a` : 몸체부
122b` : 접촉부
123` : 바텀 플런저
123a` : 몸체부
123b` : 접촉부
124` : 탄성체
130A`, 131B` : 제1 인슐레이터, 제2 인슐레이터

Claims (10)

1. 중공을 가지는 기둥 형상의 와이어배럴;
   선단이 상기 와이어배럴의 길이방향을 따라 외부로 노출되도록 상기 와이어배럴의 양단에 각각 결합되는 탑 플런저와 바텀 플런저; 및
   상기 와이어배럴 내부에 배치되되, 상기 탑 플런저와 바텀 플런저 사이에 결합되어 상기 탑 플런저와 바텀 플런저가 서로를 향해 접근 또는 이격되도록 탄성력을 제공하는 탄성체; 를 포함하고,
   상기 와이어배럴은, 코일선 간이 밀착된 구조의 스프링으로 마련되는 것을 특징으로 하는
   프로브 핀.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 와이어배럴은, 내주면이 도금 처리된 도전성 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는
   프로브 핀.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 탑 플런저와 바텀 플런저는,
   기둥 형상의 몸체부; 및
   상기 몸체부 일단으로부터 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 접촉부;를 포함하고,
   상기 몸체부의 타단에는 상기 탄성체가 상기 탑 플런저와 바텀 플런저 간의 도전경로를 형성하도록 상기 탄성체의 단부가 고정 결합되기 위한 결합부분이 구비되며,
   상기 몸체부는 상기 접촉부보다 확장된 직경을 가는 것을 특징으로 하는
   프로브 핀.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 와이어배럴은, 상기 탄성체가 와이어배럴의 내부에서 길이방향을 따라 신축 가능하도록 상기 탄성체의 외경보다 큰 내경을 가지며,
   상기 와이어배럴은, 상기 몸체부가 상기 와이어배럴에서 이탈되지 않도록 그 양단의 내주면이 각각 상기 탑 플런저의 몸체부 및 바텀 플런저의 몸체부 외주면을 둘러싸며 배치되어 상기 탑 플런저 및 바텀 플런저의 이동을 가이딩하는 것을 특징으로 하는
   프로브 핀.
5. 중공을 가지는 기둥 형상의 외부하우징;
   양단부가 상기 외부하우징의 길이방향을 따라 외부로 노출되며, 중심축이 상기 외부하우징의 중심축과 동축 상에 위치하도록 상기 외부 하우징의 내측에 삽입되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 프로브 핀; 및
   상기 외부하우징의 양단에 각각 결합되되, 상기 프로브 핀의 외주면이 상기 외부하우징의 내주면으로부터 소정 간격 이격된 비접촉 상태를 유지하도록 상기 프로브 핀의 외주면과 상기 외부하우징의 내주면 사이에 위치되어, 상기 프로브 핀의 배치위치를 제한하는 인슐레이터(insulator)들; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
   동축 프로브 조립체.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 인슐레이터는,
   내부에 그 길이방향을 따라 상기 프로브 핀의 일부를 수용하기 위한 수용공을 구비하는 기둥 형상의 바디; 를 포함하고,
   상기 수용공은, 상기 프로브 핀의 탑 플런저 또는 바텀 플런저를 수용하기 위한 제1 수용공과, 상기 제1 수용공보다 확장된 직경을 가지며, 상기 프로브 핀의 와이어배럴을 수용하기 위한 제2 수용공을 포함하는 것을 특징으로 하는
   동축 프로브 조립체.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 외부하우징은,
   일단으로부터 타단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제1 가압변형부분; 및
   타단으로부터 일단방향으로 소정거리 이격된 위치에 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우 변형이 발생되는 복수의 제2 가압변형부분; 을 구비하는 것을 특징으로 하는
   동축 프로브 조립체.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 바디는,
   상기 외부하우징의 일단 및 타단 중 어느 하나의 단부에 인입될 경우, 그 인입 정도를 제한하도록 외주면을 따라 외측방향으로 돌출 형성된 제한돌기를 구비한 제1 부분; 및
   가압수단에 의해 가압되며 상기 외부하우징의 내측 방향으로 인입되는 제1 가압변형부분 및 제2 가압변형부분 중 어느 하나의 가압변형부분을 수용하도록 외주면을 따라 내측 방향으로 함몰 형성된 수용홈을 구비한 제2 부분; 을 구비하고,
   상기 인슐레이터가 상기 외부하우징에 결합될 경우에, 상기 제2 부분의 외주면은 상기 외부하우징의 내주면과 마주 접하며 배치되고, 상기 제1 부분은 상기 외부하우징의 선단이 상기 제한돌기와 마주접하며 상기 외부하우징의 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는
   동축 프로브 조립체.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 외부하우징은, 일단에 내주면의 둘레방향을 따라 내측 방향으로 구부러진 지지턱이 형성되고, 그 타단에는 가압수단에 의해 외력이 가해진 경우에 변형이 발생되는 가압변형부분을 구비하는 것을 특징으로 하는
   동축 프로브 조립체.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 바디는, 그 외주면이 상기 외부하우징의 내주면과 마주 접하도록 일단에서 타단에 이르기까지 동일한 외경을 가지도록 마련되고,
    상기 프로브 핀이 상기 외부하우징의 외부로 이탈되지 않도록 상기 인슐레이터들 중 어느 하나의 인슐레이터의 선단은 상기 지지턱에 의해 지지되고, 다른 하나의 인슐레이터의 선단은 가압수단에 의해 가압되어 상기 외부하우징의 내측방향으로 구부러진 가압변형부분의 내면과 마주 접하며 지지되는 것을 특징으로 하는
    동축 프로브 조립체.

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