KR20110039392A - 워크 부재, 전기 접점 부재, 콘택트 프로브 및 전기 접점 부재의 제조방법 - Google Patents

워크 부재, 전기 접점 부재, 콘택트 프로브 및 전기 접점 부재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내구성이 우수하고, 또한 경제적인 전기 접점 부재 및 콘택트 프로브를 제공한다.
이 목적을 위하여, 길이 방향의 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부와, 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되고, 중공부를 충전하는 심부를 구비하며, 외주부 및 심부의 한쪽은 귀금속 합금으로 이루어지고, 다른쪽은 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지는 것으로 한다. 귀금속 합금으로 이루어지는 외주부 및 심부의 한쪽은, 길이 방향의 일단부에서 다른쪽보다 돌출되어 있는 것으로 하여도 된다.

Description

전기 접점 부재 및 콘택트 프로브{ELECTRIC CONTACT MEMBER AND CONTACT PROBE}
본 발명은, 전기 접점 부재 및 당해 전기 접점 부재를 사용하여 구성되는 콘택트 프로브에 관한 것이다.
종래부터, IC 칩 등의 반도체 집적회로의 전기 특성 검사를 행할 때, 반도체 집적회로에 대하여 검사용 신호를 보내기 위해 도전성 콘택트 프로브를 사용하는 기술이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1을 참조). 이 기술에서는, 반도체 집적회로 또는 검사용 신호를 송신하는 회로 기판의 전극과 접촉하는 부분이 바늘 형상의 전기 접점 부재로 구성되어 있다. 이와 같은 콘택트 프로브의 도전성을 높이기 위하여, 전기 접점 부재의 표면에 금이나 은 등의 귀금속 도금을 실시하는 것이 흔히 행하여지고 있다.
그런데, 콘택트 프로브에서는, 검사 회수가 증가함에 따라 전기 접점 부재의 선단부 부근에 반도체 집적회로 또는 회로 기판의 전극의 땜납이 전사(轉寫)되고, 접촉 저항이 증가하여 정상의 전기 특성 검사를 행할 수 없게 된다. 이와 같은 사태를 회피하기 위해서는, 사포 등을 사용하여 콘택트 프로브의 선단에 부착된 땜납을 깎아내는 작업을 정기적으로 행할 필요가 있다.
일본국 특개2001-33480호 공보
상기한 종래의 콘택트 프로브에서는, 선단에 부착된 땜납을 깎아낼 때에 도금의 피막도 깎여 얇아져 간다. 도금의 피막이 얇아져 가면, 땜납을 깎아내는 주기가 짧아지는 경향이 있어, 최종적으로는 콘택트 프로브를 교환할 필요가 생기고 있었다.
그래서, 선단에 부착된 땜납을 깎아내는 작업을 행하여도 콘택트 프로브를 장기에 걸쳐 사용할 수 있게 하기 위하여, 귀금속의 무구(無垢)재료를 사용하여 전기 접점 부재를 형성하는 것이 생각되고 있다. 그러나, 이 경우에는, 고가의 귀금속을 대량으로 사용하는 것이기 때문에, 콘택트 프로브가 고가가 된다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 내구성이 우수하고, 또한 경제적인 전기 접점 부재 및 콘택트 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 전기 접점 부재는, 길이 방향의 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부(外周部)와, 상기 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되고, 상기 중공부를 충전하는 심부(芯部)를 구비하며, 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽은 귀금속 합금으로 이루어지고, 다른쪽은 상기 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관한 전기 접점 부재는, 상기 발명에서, 상기 귀금속 합금으로 이루어지는 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽은, 상기 길이 방향의 일단부(一端部)에서 다른쪽보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관한 콘택트 프로브는, 길이 방향의 중심축에 대하여 대상인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부와, 상기 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되며, 상기 중공부를 충전하는 심부를 각각 구비한 제 1 및 제 2 전기 접점 부재와, 축선 방향으로 신축 자유로운 도전성 재료로 이루어지고, 상기 축선 방향의 양 단부(端部)에 상기 제 1 및 제 2 전기 접점 부재가 각각 설치되는 스프링 부재를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 전기 접점 부재의 각각은, 상기 길이 방향의 단부로서 상기 스프링 부재에 연결되어 있지 않은 측의 단부에서 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽이 다른쪽보다 돌출되고, 이 돌출된 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽이 귀금속 합금으로 이루어지며, 다른쪽이 상기 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전기 접점 부재가, 길이 방향의 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부와, 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되며, 중공부를 충전하는 심부를 구비하고, 외주부 및 심부의 한쪽이 귀금속 합금으로 이루어지며, 다른쪽이 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지기 때문에, 피접촉체와 접촉하는 부분에 귀금속 합금을 사용하는 한편, 귀금속 합금의 사용량을 억제할 수 있다. 따라서, 내구성이 우수하고, 또한 경제적인 전기 접점 부재 및 당해 전기 접점 부재를 구비한 콘택트 프로브를 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘택트 프로브의 구성을 나타내는 도,
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘택트 프로브의 제 1 플런저의 구성을 나타내는 종단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘택트 프로브의 제 2 플런저의 구성을 나타내는 종단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전기 접점 부재인 릴레이 접점의 구성을 나타내는 도,
도 5는 도 4의 종단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태(이후, 「실시형태」라고 한다)를 설명한다. 또한, 도면은 모식적인 것으로, 각 부분의 두께와 폭과의 관계, 각각의 부분의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우도 있는 것에 유의해야 하며, 도면 상호 간에서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되는 경우가 있는 것은 물론이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘택트 프로브의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 도면에 나타내는 콘택트 프로브(1)는, 서로 상반되는 방향으로 돌출한 선단부를 가지는 제 1 플런저(2) 및 제 2 플런저(3)와, 제 1 플런저(2)와 제 2 플런저(3)를 연결하고, 길이 방향(도 1의 상하 방향)으로 신축 자유로운 스프링 부재(4)를 가진다.
콘택트 프로브(1)는, 프로브 홀더(5)에 수용되어 있고, 검사 대상인 IC 칩 등의 반도체 집적회로(100)와, 검사용 신호를 출력하는 회로 기판(200)과의 사이를 전기적으로 접속하여, 전기신호의 송수신을 행한다. 반도체 집적회로(100)의 검사를 행할 때, 제 1 플런저(2)는 반도체 집적회로(100)에 설치되는 접속용 전극(101)과 접촉하는 한편, 제 2 플런저(3)는 회로 기판(200)에 설치되는 접속용 전극(201)과 접촉한다. 따라서, 제 1 플런저(2) 및 제 2 플런저(3)는, 한쪽이 제 1 전기 접점 부재이고, 다른쪽이 제 2 전기 접점 부재이다.
제 1 플런저(2)는, 선단이 크라운 형상을 이루는 선단부(2a), 선단부(2a)의 지름보다 큰 지름을 가지는 플랜지부(2b), 플랜지부(2b)를 거쳐 선단부(2a)와 반대 방향으로 돌출하고, 플랜지부(2b)의 지름보다 작은 지름의 원주 형상을 이루며, 스프링 부재(4)의 단부가 압입(壓入)되는 보스부(2c), 보스부(2c)의 지름보다 작은 지름의 원주 형상을 이루고, 보스부(2c)로부터 플랜지부(2b)와 반대측으로 연장되는 기단부(基端部)(2d)를 가지고, 길이 방향의 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고 있다.
도 2는, 제 1 플런저(2)의 구성을 나타내는 종단면도이다. 제 1 플런저(2)는, 중공부를 가지는 외주부(21)과, 길이 방향으로 연장되어 외주부(21)의 중공부를 충전하는 원주 형상(둥근 막대 형상)의 심부(22)를 가진다. 제 1 플런저(2)의 선단부 중 도 2의 상단부에서, 외주부(21)는 크라운 형상을 이루고 있어, 심부(22)보다 길이 방향으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 외주부(21)의 상단은, 반도체 집적회로(100)의 검사 시에 접속용 전극(101)과 접촉한다. 외주부(21)에서의 크라운 형상은, 예를 들면 선반 가공 시의 홈 가공에 의하여 형성된다.
외주부(21)는 귀금속 합금으로 이루어진다. 이 귀금속 합금으로서, 예를 들면 은(Ag), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 아연(Zn), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 합금, 팔라듐, 은, 구리를 주성분으로 하는 합금, 또는 은, 백금, 아연, 금, 구리를 주성분으로 하는 합금 등을 적용할 수 있다. 또, 심부(22)는, 귀금속 합금보다 염가인 구리 또는 알루미늄 등의 도전성 재료로 이루어진다. 이에 의하여, 검사를 행함으로써 외주부(21)의 선단부에 부착된 땜납을 깎아내는 작업을 정기적으로 행하면서 장기에 걸쳐 사용할 수 있음과 함께, 귀금속 합금의 사용량을 억제하여 가격을 저감할 수 있다.
이상의 구성을 가지는 제 1 플런저(2)는, 예를 들면 외주측이 외주부(21)에 대응하는 귀금속 합금으로 이루어지는 한편, 내주측의 심부가 심부(22)에 대응하는 도전성 재료로 이루어지는 연필 형상의 워크 부재를 선반 가공함으로써 형성된다.
제 2 플런저(3)는, 첨예단을 가지는 선단부(3a), 선단부(3a)의 지름보다 큰 지름을 가지는 플랜지부(3b), 플랜지부(3b)를 거쳐 선단부(3a)와 반대 방향으로 돌출하고, 플랜지부(3b)의 지름보다 작은 지름의 원주 형상을 이루며, 스프링 부재(4)의 단부가 압입되는 보스부(3c), 보스부(3c)의 지름보다 작은 지름의 원주 형상을 이루며, 보스부(3c)로부터 플랜지부(3b)와 반대측으로 연장되는 기단부(3d)를 가지고, 길이 방향으로 평행한 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고 있다.
도 3은, 제 2 플런저(3)의 구성을 나타내는 종단면도이다. 제 2 플런저(3)는, 중공부를 가지는 외주부(31)와, 길이 방향으로 연장되어 외주부(31)의 중공부를 충전하고, 도 3의 하단이 첨예단인 대략 막대 형상의 심부(32)를 가진다. 제 2 플런저(3)의 선단부 중 도 3의 하단부에서, 심부(32)는 외주부(31)보다 길이 방향으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 심부(32)의 하단은 회로 기판(200)의 접속용 전극(201)과 접촉한다.
외주부(31)는 심부(22)와 동일한 도전성 재료로 이루어지고, 심부(32)는 외주부(21)와 동일한 귀금속 합금으로 이루어진다. 따라서, 제 2 플런저(3)는, 제 1 플런저(2)와 마찬가지로, 내구성이 우수하고, 또한 경제적이라는 효과를 얻을 수 있다.
이상의 구성을 가지는 제 2 플런저(3)는, 예를 들면 외주측이 외주부(31)에 대응하는 도전성 재료로 이루어지는 한편, 내주측의 심부가 심부(32)에 대응하는 귀금속 합금으로 이루어지는 연필 형상의 워크 부재를 선반 가공함으로써 형성된다.
스프링 부재(4)는 균일한 지름을 가지고, 축선 방향으로 신축 자유로운 도전성 재료로 이루어지는 코일 스프링이며, 제 1 플런저(2)에 설치되는 측이 밀착 감김부(4a)인 한편, 제 2 플런저(3)에 설치되는 측이 성긴 감김부(4b)로 되어 있다. 스프링 부재(4)의 내경은 보스부(2c, 3c)의 외경보다 약간 작다. 밀착 감김부(4a)의 단부는 플랜지부(2b)에 맞닿는 한편, 성긴 감김부(4b)의 단부는 플랜지부(3b)에 맞닿아 있다.
반도체 집적회로(100)의 검사를 행할 때, 스프링 부재(4)는 제 1 플런저(2) 및 제 2 플런저(3)로부터 하중을 받음으로써 수축하고, 만곡된다. 그 결과, 밀착 감김부(4a)의 적어도 일부가 기단부(3d)와 접촉한다. 이에 의하여, 제 1 플런저(2), 스프링 부재(4) 및 제 2 플런저(3)를 차례로 경유하는 최단 경로의 전기 도통이 실현된다. 이와 같이 하여 최단 경로의 전기 도통을 실현함으로써, 검사 시에서의 콘택트 프로브(1)의 인덕턴스의 증가를 억제할 수 있다.
다음으로, 프로브 홀더(5)의 구성을 설명한다. 프로브 홀더(5)는, 복수의 콘택트 프로브(1)를, 각 콘택트 프로브(1)의 양단(兩端)을 표출시킨 상태에서, 접속용 전극(101)의 배치 패턴에 대응하는 패턴으로 수용하고 있다. 프로브 홀더(5)는, 절연성이 높은 합성 수지재 등의 절연성 재료를 사용하여 각각 판 형상으로 형성된 제 1 홀더 부재(6) 및 제 2 홀더 부재(7)를 판 두께 방향으로 적층하여 이루어진다. 제 1 홀더 부재(6)와 제 2 홀더 부재(7)는, 접착 또는 나사 고정 등에 의하여 고착(固着)되어 있다.
제 1 홀더 부재(6)에는, 판 두께 방향으로 관통되어, 콘택트 프로브(1)를 삽입하는 삽입 구멍(61)이 복수 설치되어 있다. 삽입 구멍(61)은, 작은 지름부(61a)와 큰 지름부(61b)로 이루어지는 단(段)을 가진 구멍 형상을 이루고 있다. 작은 지름부(61a)는, 검사 대상인 반도체 집적회로(100)와 대향하는 측(도 1의 상면측)에 개구를 가지는 한편, 큰 지름부(61b)는 제 2 홀더 부재(7)와 대향하는 측에 개구를 가진다. 제 1 플런저(2)는, 플랜지부(2b)가 작은 지름부(61a)와 큰 지름부(61b)와의 경계를 이루는 계단 형상 부분에 맞닿음으로써 제 1 홀더 부재(6)로부터 빠짐 방지되어 있다.
제 2 홀더 부재(7)에는, 판 두께 방향으로 관통되고, 콘택트 프로브(1)를 삽입하는 삽입 구멍(71)이 복수 설치되어 있다. 삽입 구멍(71)은, 복수의 삽입 구멍(61) 중 어느 하나와 연통하고 있다. 삽입 구멍(71)은, 작은 지름부(71a)와 큰 지름부(71b)로 이루어지는 단을 가진 구멍 형상을 이루고 있다. 작은 지름부(71a)는, 회로 기판(200)과 대향하는 측(도 1의 하면측)에 개구를 가지는 한편, 큰 지름부(71b)는 제 1 홀더 부재(6)와 대향하는 측에 개구를 가진다. 제 2 플런저(3)는, 플랜지부(3b)가 작은 지름부(71a)와 큰 지름부(71b)와의 경계를 이루는 계단 형상 부분에 맞닿음으로써 제 2 홀더 부재(7)로부터 빠짐 방지되어 되어 있다.
제 1 홀더 부재(6) 및 제 2 홀더 부재(7)를 구성하는 절연성 재료로서는, 양호한 절연성을 가지는 합성 수지재를 사용할 수 있다. 또, 절연성 재료로서, 슬라이딩성이 좋은 수지재료나 머시너블 세라믹, 테프론(등록 상표) 등을 사용할 수도 있다.
삽입 구멍(61, 71)은, 모재를 이루는 절연성 재료에 대하여 드릴 가공, 에칭, 타발(打拔) 성형 중 어느 하나를 행하거나, 또는 레이저, 전자빔, 이온빔, 와이어 방전 등 중의 어느 하나를 사용한 가공을 행함으로써 형성된다.
또한, 제 1 홀더 부재(6)의 판 두께와 제 2 홀더 부재(7)의 판 두께와의 비는, 수용하는 콘택트 프로브(1)의 형상 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 접속 대상과 접촉하는 부분에는 귀금속 합금을 적용하는 한편, 그 내주 또는 외주에 귀금속 합금보다 염가인 도전성 재료를 적용하고 있기 때문에, 내구성이 우수하고, 또한 경제적인 전기 접점 부재 및 콘택트 프로브를 제공할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명하여 왔으나, 본 발명은 그들 실시형태에 의하여 한정되어야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명은, 상기 이외의 전기 접점 부재로서 적용할 수 있다. 도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전기 접점 부재인 릴레이 접점의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는, 도 4의 종단면도이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 릴레이 접점(8)은, 중공 원반형상의 대좌부(臺座部)(81)와, 대좌부(81)의 중공부를 충전하고, 일단이 중공부로부터 돌출하는 원통 형상의 돌기부(82)를 구비한다. 돌기부(82)는, 귀금속 합금으로 이루어지는 한편, 대좌부(81)는 귀금속 합금과는 다른 도전성 재료(바람직하게는 귀금속 합금보다 염가인 도전성 재료)로 이루어진다. 이상의 구성을 가지는 릴레이 접점(8)에 의하면, 상기한 제 1 플런저(2)나 제 2 플런저(3)와 마찬가지로, 내구성이 우수하고, 또한 경제적이라는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 여기서는 기재하고 있지 않은 여러가지 실시형태 등을 포함할 수 있는 것으로, 특허청구의 범위에 의하여 특정되는 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 설계 변경 등을 실시하는 것이 가능하다.
본 발명은, 전기 회로의 전기 접점을 구성하는 데에 유용하고, 특히 반도체 집적회로 등의 전기 특성 검사를 행하는 장치에서의 전기 접점을 구성하는 데에 적합하다.
1 : 콘택트 프로브 2 : 제 1 플런저
2a, 3a : 선단부 2b, 3b : 플랜지부
2c, 3c : 보스부 2d, 3d : 기단부
3 : 제 2 플런저 4 : 스프링 부재
4a : 밀착 감김부 4b : 성긴 감김부
5 : 프로브 홀더 6 : 제 1 홀더 부재
7 : 제 2 홀더 부재 8 : 릴레이 접점
21, 31 : 외주부 22, 32 : 심부
61, 71 : 삽입 구멍 61a, 71a : 작은 지름부
61b, 71b : 큰 지름부 81 : 대좌부
82 : 돌기부 100 : 반도체 집적회로
101, 201 : 접속용 전극 200 : 회로기판

Claims (3)

  1. 길이 방향의 중심축에 대하여 대칭인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부와,
    상기 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되고, 상기 중공부를 충전하는 심부를 구비하며,
    상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽은 귀금속 합금으로 이루어지고, 다른쪽은 상기 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 접점부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 귀금속 합금으로 이루어지는 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽은, 상기길이 방향의 일단부에서 다른쪽보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  3. 길이 방향의 중심축에 대하여 대상인 형상을 이루고, 중공부를 가지는 외주부와, 상기 길이 방향으로 대략 막대 형상을 이루어 연장되며, 상기 중공부를 충전하는 심부를 각각 구비한 제 1 및 제 2 전기 접점 부재와,
    축선 방향으로 신축 자유로운 도전성 재료로 이루어지고, 상기 축선 방향의 양 단부에 상기 제 1 및 제 2 전기 접점 부재가 각각 설치되는 스프링 부재를 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 전기 접점 부재의 각각은, 상기 길이 방향의 단부로서 상기 스프링 부재에 연결되어 있지 않은 측의 단부에서 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽이 다른쪽보다 돌출되고, 이 돌출된 상기 외주부 및 상기 심부의 한쪽이 귀금속 합금으로 이루어지며, 다른쪽이 상기 귀금속 합금과 다른 도전성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
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