KR20020010677A - 도전성 접촉자 - Google Patents

Abstract

전도성 소자에서 리드선의 직경을 극단적으로 가늘게 하지 않고 미세하게 배치하는 것에 대응가능하게 한다. 3층으로 적층한 중간층 부재(3)에 설치한 관통구멍(3a) 내에 압축 코일 스프링(5) 및 그 코일 양단에 결합된 침상체(6,7)의 각 확경부(6a,7a)를 축선 방향으로 왕복하여 움직임이 가능하도록 수용한다. 상층부재(4)의 상면에는 배선 플레이트(8)에 지지 구멍(8a)를 형성하고, 이 지지구멍(8a) 내에 리드선(9)의 단부에 형성된 대략 원형 편평부(9a)를 수용하여 배선 플레이트에 구성된 리드선 삽입 구멍(8b)으로 편평부(9a)가 빠져 나가는 걸 막아 주게 된다. 신호 전달선의 일단부에 편평 상태의 형성부를 형성하는 간단한 가공으로 빠짐 방지 효과를 얻을 수 있고 동시에 파이프 형태의 컨넥터를 이용할 필요가 없기 때문에 신호전달선을 필요 이상으로 가능하게 하지 않도록 하기 위해 도전 저항의 증대를 막고 미세한 간격으로 배치하는 것이 가능하게 된다.

Description

도전성 접촉자{Conductive contact}

종래 프린트 배선판의 도체 패턴이나 전자소자 등의 전기적 검사를 실시하기 위한 콘텍트 프로프(contact proof)로 이용되는 도전성 접촉자에는 도전성 침상체와, 이 침상체가 축선 방향으로 자유롭게 출몰하도록 지지하는 홀더를 가지고 있으며, 침상체의 돌출단이 홀더의 선단(한방향의 축선방향의 단부)으로부터 돌출되도록 코일 스프링으로 탄성 지지를 받으며 검사 대상물의 피접촉체에 탄발적으로 접촉되도록 구성되어 있다.

최근 이러한 도전성 침상체를 이용하여 전기 검사를 실시하는 대상인 반도체 칩 탑재용 기판이나 TAB에서는 처리 속도의 고속화나 칩의 소형화·박형화와 함께 미세 배치(fine pitch)가 진행되고 있다. 이에 대응하여 전기검사를 실시하는 경우 미세하게 배치된 피접촉체인 각 전극(랜드·TAB의 리드)에 각각 대응하여 배치된 각 도전성 접촉자를 접촉시킬 필요가 있다.

상술한 바와 같이 미세하게 배치된 피접촉체에 대응하기 위해서는 각 도전성 접촉자끼리의 피치(pitch)도 좁아져야 하고, 예를 들면 0.2 ∼ 0.15㎜ 정도의 피치를 필요로 하게 된다. 또한, 도전성 접촉자로부터 외부 회로에 전기 신호를 전송하기 위해서는 신호 전송선인 리드선을 구비할 필요로 있으나, 상술한 바와 같이 0.2㎜ 이하의 피치로 배치된 상태에서는 리드선을 각 도전성 접촉자가 서로 인접하여 간섭을 받지 않도록 설치하는 것은 쉬운 일이 아니다.

도전선 접촉자에서 종래의 리드선 취부 구조로는, 첨부도면 도 7에서와 같은 구조가 있다. 첨부도면에서 도시한 바와 같이, 도전성 침상체(21)의 확경부(擴徑部)(21a)와 침부(21b)를 돌출 방향(첨부도면의 아래 방향)으로 탄발지지하는 압축 코일 스프링(22)이 중간층 부재(23)에 형성된 관통공(23a)에 동축상으로 설치되어 있다. 게다가, 중간층 부재(23)를 좁아지게 지지하도록 상하에 각각 층 부재(24,25)가 적층되어 있으며, 하층 부재(25)에는 침상체(21)의 침부(21b)가 삽입 관통되는 소구경 구멍(25a)을 형성하여 여기에 확경부(21a)가 걸리게 하여 침상체(21)가 빠져 나가지 못하게 하는 동시에, 상층부재(24)에는 관통공(23a) 내에 침상체(21)에 파이프 형태로 이루어진 컨넥터(26)를 매개로 접결된 리드선(27)이 관통 삽입시켜 주는 소구경 구멍(24a)을 형성하여 코일 스프링(22)이 빠져 나가는 것을 막아 주게 된다.

또한, 첨부도면 도 8에 도시한 바와 같이, 코일 스프링(22)의 양쪽 코일 단부에 각각 침상체(21,28)를 결합하고 각 침상체(21,28)의 침부(21b,28b)가 상호 반대 방향으로 돌출되도록 각 확경부(21a,28a)를 탄발 지지하고, 피접촉체에 접촉되는 일단의 침상체(21)와는 상반되는 쪽에 있는 타측 침상계(28)의 침부(28b)가 상층 부재(24)의 소구경 구멍(24a)을 통해 위로 관통 돌출되며, 상층 부재(24)의 상면에 적층된 배선 플레이트(29)에 매장된 파이프 형태로 이루어진 컨넥터(26)에 끼워지도록 탄발적으로 접촉되어 있다.

그러나, 상술한 컨넥터는, 첨부도면 도 9에서 도시한 바와 같이, 리드선(27)으로 피복선을 이용하는 경우, 그 심부(27a)를 자유롭게 끼울 수 있는 구멍(26a)을 갖는 파이프 형태로 이루어져 있다. 파이프 형태의 컨넥터(26)를 이용하는 것은 리드선(27)과의 접결 작업을 용이하게 하기 위한 것이나 상술한 0.15㎜ 이하의 피치에 대응하는 파이프 형태의 컨넥터(26) 내경을 0.11㎜ 이하로 할려면 그 두께 0.04㎜를 필요로 하고, 그 파이프 구멍의 내경은 0.07㎜ 정도가 되어야 한다. 또한, 상기 구멍(26a)에 끼워지는 심부(27a)의 직경은 0.07㎜ 정도가 되어야 한다.

하지만, 리드선(27)에 적당하고 쉽게 끼우는게 용이한 도선으로는 상술한 바와 같이 0.07㎜ 정도의 직경을 가지는 경우 저항이 길이 300㎜에서 2Ω 이상이 되기 때문에 전기 검사 프루프(proof)용 배선재로서는 부적절하다. 또한, 특별히 저항이 낮은 재료를 사용하면 부품 비용이 커지는 문제가 있다.

본 발명은 침상체(針狀體)의 돌출단이 피접촉체에 접촉되게 하여 취출된 전기 신호를 외부 회로에 전송하기 위한 신호 전달선을 갖는 도전성 접촉자에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 적용된 프로프 유니트(proof unit)에서 도전성 접촉자를 도시한 요부 측단면도,

도 2는 리드선의 단부 형태를 도시하는 요부 확대 사시도,

도 3은 배선 플레이트의 제 2예를 도시한 요부 측단면도,

도 4는 편측(片側) 가동 침상체를 이용한 도 1에 대응하는 요부 측단면도,

도 5는 파이프체를 이용한 도전성 접촉자를 도시한 요부 측단면도,

도 6은 별도의 파이프체를 이용한 도전성 접촉자를 도시한 요부 측단면도,

도 7은 종래의 도전성 접촉자로서 일예를 도시한 요부 측단면도,

도 8은 종래의 도전성 접촉자의 다른 실시예를 도시한 요부 측단면도,

도 9은 종래의 도전성 접촉자로 이용되는 리드선 접결용 컨넥터를 도시한 요부 확대 사시도.

이러한 과제를 해결하기 위해 리드선의 직경을 극단적으로 가늘게 하지 않고 미세한 간격으로 배치한 것과 대응 가능한 도전성 접촉자를 실현하기 위하여, 본발명에 따르면, 도전성 침상체와, 상기 침상체를 축선 방향으로 출몰 가능하도록 지지해 주는 홀더와, 상기 침상체의 돌출단을 피접촉에 접촉되어 취출된 전기 신호를 외부 회로에 전달하기 위한 신호 전달선을 갖는 도전성 접촉자에 있어서, 상기 신호 전달선이 단선으로 이루어지고 상기 신호 전달선의 일단부가 상기 홀더 내에 수용되고 이 일단부의 일부가 편평한 상태로 형성되는 동시에, 상기 홀더의 단부가 상기 신호 전달선을 통과하여 상기 편평 상태에 형성된 부분이 빠지지 않을 크기만큼 개구되어 있는 것이다.

이에 따르면, 단선으로 이루어진 신호 전달선의 일단부에 편평한 형태의 형성부를 형성하여 신호 전달선이 홀더 단부를 빠져 나오는 것을 막을 수 있어 파이프 형태의 컨넥터를 이용할 필요가 없고, 미세한 간격으로 배치하는 것에 대응하는 미세한 직경을 갖는 파이프 형태의 컨넥터 구멍 내부에 삽입되는 신호 전달선을 필요 이상으로 가늘게 하지 않아도 되도록 신호 전달선의 세경(細徑)화로 도선 저항의 증대를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 미세한 간격으로 배치하는 것이 가능하게 된다.

특히, 상기 홀더 단부가 상기 편평 상태로 형성된 부분을 수용하는 대구경 구멍부와 상기 신호 전달선을 통과하는 상기 편평 상태로 형성된 부분이 빠져 나가수 있는 크기의 소구경 구멍부를 연결해서 관통구멍을 구비한 부재로 형성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 구멍 뚫기 가공을 한 부재로 편형 형태로 형성부를 수용하고 동시에 빠져나가지 못하게 함으로써 빠짐 방지용 홀더 단부의 가공이나 조합이 용이하게 이루어지도록 하는 것이 가능하다.

또한, 상기 홀더의 단부가 상기 편평 상태로 형성된 부분을 수용하는 대구경 관통 구멍이 형성된 제 1적층체와, 상기 신호 전송관을 관통하나 상기 편평 상태로 형성된 부분이 빠지지 않을 정도의 소구경 관통 구멍이 형성된 제 2적층체를 적층하여 형성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 편평 형태의 형성부를 수용하는 구멍과 빠짐 방지 구멍을 각각 별도의 각 적층체에 형성함으로써, 각 구멍의 가공을 용이하게 하는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면에 도시한 구체적인 예를 기초로 해서 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1은 본 발명에서 적용된 프로프 유니트에서 도전성 접촉자(1)를 도시한 요부 측단면도이다. 더구나 본 발명이 적용된 프로프 유니트는 복수의 도전성 접촉자(1)가 소정의 피치(pitch)로 종횡으로 병렬 배치되어 있는 것이 바람직하다.

첨부도면 도 1에 도시한 바와 같이, 하층 부재(2)와 중간층 부재(3)와 상층 부재(4)가 그 순서대로 적층되어 있고, 중간층 부재(3)에는그 두께 방향으로 관통공(3a)이 형성되어 있다. 이 관통공(3a)의 안에는 도전성 압축 코일 스프링(5)과 그 양단에 각각 결합된 도전성 침상체(6,7)가 동축상에 그리고 동축 방향으로 왕복 가능하게 수용되어 있다.

도전성 침상체(6,7)는 관통공(3a) 내에 가이드되고 이와 함께 이동 가능한 정도의 직경으로 형성된 확경부(6a,7a)와 압축 코일 스프링(5)의 코일 단부에 감겨지기에 가능한 직경으로 확경부(6a,7a)에 돌출 형성된 결합 보스부(6b,7b)와, 이 결합 보스부(6b,7b)와 상반되는 측에 돌출되게 형성된 확경부(6a,7a)에 돌출 형성된 침부(6c,7c)로 이루어져 있다. 하층 부재(2)에는 한쪽의 도전성 침상체(6)의 검사침인 침부(6c,7c)보다 직경이 넓은 확경부(6a)보다 작은 직경을 갖는 침 삽입 구멍(2a)이 형성되어 있고, 침 삽입 구멍(2a)에 삽입된 침부(6c)가 하층 부재(2)로부터 외부로 돌출되어 있다.

또한, 상층 부재(4)도 다른 도전성 침상체(7)의 침부(7c)를 삽입하여 끼워지고 확경부(7a)가 빠져 나가지 못할 정도의 크기를 갖는 침 삽입 구멍(4a)이 형성되어 있고, 이 침 삽입 구멍(4a) 내에 침부(7a)가 삽입되어 있다. 이들 3개의 부재(2,3,4)에 형성된 각 구멍(2a,3a,4a)이 형성되어 홀더의 주요 부분으로 구성되어 있다.

이러한 상층 부재(4)의 상면에는 홀더의 단부로 배선 플레이트(8)가 적층되어 홀더를 형성하게 된다. 이 배선 플레이트(8)에는 상기 침 삽입 구멍(4a)에 대향하는 부분으로 큰 직경부인 지지구멍(8a)이 소정의 깊이로 형성되어 있다. 상기 지지구멍(8a) 내에는 신호 전달선인 에나멜선 등의 단선으로 이루어진 리드선(9)의 단부에 형성된 대략 원형 편평부(9a)가 수용되어 있다. 이 편평부(9a)는, 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이, 리드선(9)의 단부를 축선으로 교차하는 방향으로 프레스 가공으로 소성 변형되도록 가공하는 것이 바람직하며, 이에 따라 첨부도면에서 도시한 바와 같이 리드선(9)의 외경(에나멜선의 내경) d보다 넓은 직경(d+α)으로 된 대략 원형 형태로 형성되어 있다.

또한, 리드선(9)은 배선 플레이트(8)에 상기 지지 구멍(8a)에 연결되고 동시에 관통되도록 소구경 구멍인 리드선 삽입 구멍(8b)에 끼워져서 외부로 연장되게 되며, 측정기 등의 외부 회로(10)에 접결되게 된다. 이 리드선 삽입 구멍(8b)은 상기 편평부(9a)가 빠지지 않을 크기로 해서 리드선(9)을 끼워 관통된 상태로 있을 정도의 직경으로 개구되도록 형성되어 있다. 한편, 상기 지지 구멍(8a) 내에 수용된 편평부(9a)가 지지 구멍(8a)과 리드선 삽입 구멍(8b)과의 단부인 리드선(9)의 연장되어 빠져 나가는 방향에 대해 빠져 나가지 못하도록 막아 주게 된다.

그리고, 지지 구멍(8a) 내에 편평부(9a)가 수용된 상태의 리드선(9)의 축선 방향 단면(9b)이 지지 구멍(8a) 안으로부터 침 삽입 구멍(4a) 안쪽을 향하도록 위치하게 하여 그 단면(9b)에 침상체(7)의 침부(7c)가 탄발지지를 받도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 복수의 도전성 접촉자를 종횡으로 병렬 배치하여 소정 피치로 배열된 프로프 유니트로 사용하게 되고, 이 프로프 유니트는 검사 대상, 예를 들면 반도체 칩 탑재용 기판(11)에 근접되게 하여 검사침인 하측 침상체(6)의 침부(6c)의 돌출단이 피접촉체인 전극(11a)에 탄발적으로 접촉하게 된다. 이 검침상체(6)에서 나온 전기 신호는 도전성 코일 스프링(5)을 매개로 해서 상부측의 침상체(7)로부터 신호 전달선의 일단부인 리드선(9)의 단면(9b)에 도달하게 되고, 리드선(9)을 매개로 외부 회로(10)에 전달된다.

이와 같이 이루어진 도전성 침상체는 종래예에서 도시한 파이프 형태의 컨넥터를 이용하는 경우에 좁은 직경의 파이프 내부에 삽입하여 좁은 직경의 리드선을 이용할 필요가 없기 때문에 리드선(9)을 필요 이상으로 좁게 하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 도전 저항이 2Ω이상이 되도록 직경 0.07㎜ 이하의 도선을 이용하지 않고 직경 0.08㎜ 이상의 도선을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 직경 0.08 ∼ 0.09㎜의 도선의 경우에 편평부(9a)의 폭(d+α)은 0.10 ∼ 0.11㎜ 정도가 되고 미세한 배치화로 비치가 0.15㎜ 정도로 하더라도 인접하는 도전성 접촉자와간섭하지 않고 지지 구멍(8a)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 편평부(9a)와 지지 구멍(8a)과의 관계는 편평부(9a)가 변위하지 않을 정도가 요구되는 바, 접착제로 고정해도 상관 없다. 또한, 가공 오차로 지지 구멍(8a) 내에서 편평부(9a)가 다소 움직이더라도 침상체(7)가 탄발적으로 지지하도록 이루어져 있기 때문에 접촉 상태가 확보되기 때문에 아무 문제도 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 첨부도면에서 도시한 예에서는 1매의 배선 플레이트(8)에 지지 구멍(8a)과 리드선 삽입 구멍(8b)이 형성되어 있으나, 첨부도면 도 3에서 도시한 바와 같이, 상층 부재(4)에 제 1적층체 및 제 2적층체인 2매의 플레이트(12,13)를 형성하고, 하부 플레이트(12)에 상기 지지구멍(8a)에 대응하는 큰 직경의 관통 구멍(12a)을 형성하고, 상부 플레이트(13)에 상기 리드선 삽입 구멍(8b)에 대응하는 소구경 관통구멍인 리드선 삽입 구멍(13a)을 형성하여 사용하는 것고 가능하다. 이 경우의 효과는 상술한 바와 같은 효과와 함께 각 플레이트에 대한 구멍을 뚫는 가공을 1회로 끝낼 수 있어 가공이 용이하게 된다.

또한, 상기 첨부도면에서 도시한 예는 압축 코일 스프링(5)의 양쪽 코일 단부에 각각 침상체(6,7)를 장착한 양단 가동형 침상체로 도전성 접촉자를 구성하였으나, 일단 가동형 침상체로 하는 도전성 접촉자를 구성하는 것도 가능하며, 그 일예가 첨부도면 도 4에 도시되어 있다. 여기서, 상기 첨부도면에 도시한 예와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.

첨부도면 도 4에서는 압축 코일 스프링(5)의 코일 단부에 상기 침상체(6)가결합되어 있으며, 타측에는 코일 단부(5a)가 직접 리드선(9)의 단부(9b)에 접촉되어 있다. 이 경우에도 본 발명에 기초하여 리드선의 단부 형태를 적용하는 것이 가능하며, 그 효과는 상기 도면에서 도시한 예와 동일하다. 또한, 리드선(9)의 단면(9a)에 접결된 코일 단부의 형상에 있어서도 상기 도면에서 도시한 예의 스트레이트 형태로 한정하지는 않으며, 직접 접촉된 단부를 앞단이 뾰쪽한 원추형으로 감긴 형태로 만들어도 좋고 이 원추형태의 상단부를 리드선(9)의 단면(9a)에 직접 접촉되게 하더라도 상관없다.

또한, 본 발명은 홀더를 파이프체로 형성한 도전성 접촉자에도 적용 가능하며, 그 예가 첨부도면 도 5와 도 6에 도시되어 있다. 여기서, 상기 첨부도면에서 도시한 것과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 더이상 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 5에서는 중간층 부재(3) 내에 파이프체(14)를 삽입하여 이 파이프체(14) 내에 압축 코일 스프링(5) 및 양쪽 도전성 침상체(6,7)를 수용하고, 양쪽 도전성 침상체(6,7)가 빠져 나가지 못하도록 파이프체(14)의 축선 방향의 양단부를 반지름 방향의 안쪽으로 절곡하여 안쪽으로 플랜지부가 형성되어 있다. 이와 같이 구성한 도전성 접촉자로는 상술한 바와 같은 양태의 효과를 얻는 동시에, 압축 코일 스프링(5) 및 양쪽 도전성 침상체(6,7)를 중간층 부재(3)에 결합하기 전에 미리 빠져 나가지 못하게 하는 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

첨부도면 도 6에서는 파이프체(15)의 내부에 리드선(9)의 편평부(9a)도 수용할 수 있도록 구성되어 있다. 여기서, 리드선측 침상체(7)의 위치 결정 및 빠져나가지 못하도록 하기 위해 파이프체(15)의 중간 부분을 반지름 방향으로 인발 가공(drawing) 처리한 내향 요부(15a)를 형성하여 파이프체(15)의 편평부(9a) 수용측 단부를 반지름 방향으로 내향되게 절곡해서 내향 플렌지부(15b)를 형성하여 편평부(9a)가 빠져 나가지 못하게 하고 있다. 이 경우에는 첨부도면 도 5에서와 같은 양태의 효과를 얻을 수 있는 동시에 독자적으로 사용 가능하다. 또한, 복수로 배치되는 경우에는 파이프체(15)를 비도전성 재료로 형성하면 다수개를 밀접하게 배치하는 것도 가능하게 되어 좁은 피치화를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 단선으로 이루어진 신호 전달선의 일단부에 편평상 형성부를 형성하는 간단한 가공으로 신호 전달선이 빠지는 것을 막는 것이 가능하고 동시에, 파이프 형태의 컨넥터를 이용할 필요가 없어 신호 전달선을 필요 이상으로 가늘게 하지 않아도 되기 때문에 도전 저항의 증대를 방지하는 동시에 미세한 간격으로 배치하는 것이 가능하게 된다. 특히, 대소 구경의 구멍 뚫기 가공을 행한 부재로 편평형상 형성부를 수용하고 동시에 빠짐을 방지할 수 있게 되어 홀더 단부의 가공이나 결합이 용이하게 이루어지고, 또한 각 구멍 마다 적층체를 별도로 해서 빠짐 방지용 홀더 단부를 형성하는 것으로 각 구멍 가공을 용이하게 할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 도전성 침상체와, 상기 침상체를 축선 방향으로 자유롭게 돌출되도록 지지하는 홀더와, 상기 침상체의 돌출단을 피접촉체에 접촉되어 취출된 전기 신호를 외부 회로에 전달시켜 주기 위한 신호 전달선을 갖는 도전성 접촉자에 있어서,

   상기 신호전달선은 단선으로 이루어지고 상기 신호전달선의 일단부가 상기 홀더 내에 수용되고 동시에 해당 일단부의 단부가 편평한 상태로 형성되어 이루어지는 동시에, 상기 홀더의 단부가 상기 신호전달선을 통과하여 상기 편평 상태로 형성된 부분이 빠져 나가지 못하게 하는 크기로 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 단부는 상기 편평 상태로 이루어진 부분을 수용하는 대직경 구멍부와 상기 신호 전달선을 통과하여 상기 편평 상태로 형성된 부분이 빠져 나가지 않을 정도의 크기를 갖는 소구경부를 연결하여 이루어진 관통구멍이 형성된 부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 단부는 상기 편평 상태로 형성된 부분을 수용하는 대구경 관통구멍이 형성된 제 1적층체와, 상기 신호전달선을 관통하여 상기편평 상태로 형성된 부분이 빠지는 것을 막을 수 있는 크기의 소구경 관통공이 구비된 제 2적층체가 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 도전성 접촉자.