KR20130014486A

KR20130014486A - 프로브 핀

Info

Publication number: KR20130014486A
Application number: KR1020127009214A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 오이시
Original assignee: 테스트 툴링 솔루션즈 그룹 피티이 리미티드
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2013-02-07
Also published as: JPWO2011058646A1; US8083552B2; WO2011058646A1; TW201140067A; US20110117796A1; JP5197754B2

Abstract

<과제> 전기 저항의 저감 및 안정화를 도모하면서 수명을 개선한 프로브 핀을 제공한다.
<해결 수단> 본 발명의 프로브 핀(100)은 일방의 단부로부터 타방의 단부로 통하는 내부 공간이 형성된 배럴(110)과, 배럴의 일방의 단부에 장착되는 플런저(120)와, 배럴의 타방의 단부에 장착되는 플런저(130)와, 배럴 내에 수용되어 플런저(120, 130)를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링(140)을 가진다. 코일 스프링은 직경이 거의 같은 중앙 부분(142)과, 중앙 부분(142)의 일방에 인접하고 또한 서서히 직경이 작아지는 제1의 테이퍼 부분(144)과, 중앙 부분(142)의 타방에 인접하고 또한 서서히 직경이 작아지는 제2의 테이퍼 부분(146)을 가지고, 제1 및 제2의 테이퍼 부분의 중심축 C1, C2는 중앙 부분(142)의 중심축 C에 교차한다.

Description

프로브 핀{PROBE PIN}

본 발명은 프로브 핀에 관한 것으로, 특히 소켓이나 프로브 카드 등에 사용되는 테스트용의 프로브 핀에 관한 것이다.

프로브 핀은 시험 대상에 전기적인 신호 또는 전압을 인가하기 위한 접촉자로서 소켓이나 프로브 카드 등에 실장되어 있다. 프로브 핀은 대체로 중공 원통상의 배럴(barrel)과, 배럴의 양단에 장착된 한 벌의 플런저(plunger)와, 배럴 내에 수용되어 플런저를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 구비하고 있다. 이러한 프로브 핀에는 일방의 플런저만이 배럴의 축방향으로 슬라이딩하는 싱글 엔드 프로브(single end probe)와 쌍방의 프로브가 배럴의 축방향으로 슬라이딩하는 더블 엔드 프로브(double end probe)가 있다.

반도체 장치를 최종적인 제품으로서 출하하기까지 양부 판정을 위한 여러 가지의 시험이 행해진다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼(wafer) 상의 회로 소자는 프로브 핀을 실장한 프로브 카드를 이용하여 시험되고, 또 웨이퍼로부터 잘라 내어진 반도체 칩을 수지 봉지한 패키지(package)는 프로브 핀을 실장한 소켓을 이용하여 시험된다.

예를 들면, BGA(Ball Grid Array) 형태의 패키지가 소켓에 장착되었을 때, 일방의 플런저가 땜납 볼에 접촉되고, 타방의 플런저가 소켓을 탑재한 프린트 배선 기판 상의 전극 또는 도전 랜드(land)에 접속된다. 프린트 배선 기판의 전극에는 시험 장치로부터의 전기 신호가 공급되고, 이 전기 신호는 타방의 플런저로부터 배럴을 통해 일방의 플런저를 통과하여 땜납 볼에 공급된다. 프로브 핀을 흐르는 대부분의 전류는 플런저로부터 배럴을 경유하는 경로이고, 이 전류 경로에 의해 프로브 핀의 실질적인 저항이 결정된다.

반도체 칩의 고집적화, 고밀도화가 진행됨으로써, 땜납 볼(외부 단자)의 수는 증가하고, 또 패키지의 소형화에 의해 땜납 볼의 피치(pitch)도 좁아진다. 따라서, 소켓에 실장되는 프로브 핀의 피치도 땜납 볼에 적합시켜야만 되어 프로브 핀의 소형화가 요구된다. 프로브 핀의 소형화에는 배럴 직경을 작게 하고, 이에 맞추어 플런저의 직경을 작게 해야 한다.

소켓 등에 실장되는 프로브 핀의 수가 증가하면, 당연하게 프로브 핀의 전기 저항을 작게 하고, 또한 프로브 핀 사이에서의 전기 저항의 불균일이 최소한인 것이 바람직한다. 배럴의 직경이 작아지면, 배럴 자신의 전기 저항이 커지고, 게다가 배럴과 플런저 사이가 안정된 접촉을 유지하는 것이 어렵게 된다. 배럴과 플런저 사이의 접촉이 불충분하면 프로브 핀의 저항은 증가하고, 또 그 접촉이 불안정하게 되면 프로브 핀의 저항이 변동해 버린다. 따라서, 플런저와 배럴 사이의 일정한 접촉을 안정화시킬 필요가 있다.

플런저와 배럴 사이의 접촉을 안정시키기 위해서는 플런저가 배럴 면에 대해서 수직 방향으로 접촉하는 압력을 강하게 하는 것이 유효하고, 그것을 실현하는 방법으로서는 플런저측을 궁리하는 방법과 스프링(spring)측을 궁리하는 방법이 생각될 수 있다.

플런저측을 궁리하는 하나의 방법으로 전형적인 것은, 바이어스 컷(bias cut)으로 불리는 방법으로, 플런저의 스프링에 접하는 부분을 비스듬하게 자름으로써, 스프링이 플런저를 프로브 핀의 축에 대해 비스듬하게 하중을 걸어 배럴에 대한 수직 방향의 압력을 높이고 있다.

도 1A에 바이어스 컷 형태의 프로브 핀의 단면도를 나타낸다. 이 도에 나타내듯이, 프로브 핀은 한 벌의 플런저(10, 20)와, 스프링(30)과, 배럴(40)을 구비하고 있다. 플런저(10, 20)의 스프링(30)과 접하는 맞닿음면(12, 22)은 경사져 있고, 스프링(30)의 축방향의 하중은 플런저(10, 20)를 축과 수직 방향으로 압압하고, 플런저(10, 20)와 배럴(40) 사이에 일정한 접압을 준다.

스프링측을 궁리하는 방법으로서는, 특허 문헌 1에 나타내듯이 스프링의 중심축을 오프셋(offset)시켜 배럴에 대한 플런저의 수직 방향의 압력을 높이는 방법이 이용되고 있다. 도 1B에 나타내듯이, 프로브 핀은 플런저(10, 20)와, 스프링(50)과, 배럴(40)을 구비하고 있다. 플런저(10, 20)의 맞닿음면(14, 24)은 통상(通常)의 원추 형상, 즉 쐐기형이지만, 스프링(50)은 제1의 중심축을 가지는 제1의 부분(52)과, 제1의 부분(52)에 인접하고 제1의 중심축으로부터 오프셋된 제2의 중심축을 가지는 제2의 부분(54)을 가지고 있다. 이러한 스프링(50)의 오프셋에 의해 플런저(10, 20)가 축방향과 수직 방향으로 부세(付勢)되고, 플런저(10, 20)와 배럴(40) 사이가 안정된 접촉을 유지하도록 하고 있다.

국제공개　WO2006－007440 A1 공보

그렇지만, 종래의 프로브 핀에는 다음과 같은 과제가 있다. 상기한 바이어스 컷 형태의 프로브 핀은 자동선반기에서는 특수한 가공을 필요로 하여, 그 가공이 어려울뿐만 아니라 비용도 높아져 버린다. 한편, 스프링을 오프셋시키는 프로브 핀의 경우에는, 스프링(50)의 제1의 부분(52)과 제2의 부분(54)의 경계 부분에 응력 집중을 일으키게 해 버린다. 특히, 플런저의 슬라이딩에 의해 스프링은 축방향으로 신축 또는 압축되므로, 제1의 부분(52)과 제2의 부분(54)의 경계에는, 다른 크기의 응력이 반복하여 인가되고, 그 결과, 스프링의 탄성을 저하시켜 스프링의 수명을 저하시켜 버린다. 특히, 스프링의 탄성의 저하는 플런저와 배럴 사이의 접촉의 불안정화를 불러 프로브 핀의 전기 저항을 증가시켜 버린다.

본 발명은, 이러한 종래의 과제를 해결하고, 전기 저항의 저감 및 안정화를 도모하면서 수명을 개선한 프로브 핀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명과 관련되는 프로브 핀은, 일방의 단부와 당해 일방의 단부에 대향하는 타방의 단부를 가지고, 일방의 단부로부터 타방의 단부로 통하는 공간이 내부에 형성된 도전성의 하우징과, 상기 일방의 단부에 장착되는 도전성의 제1의 플런저와, 상기 타방의 단부에 장착되는 도전성의 제2의 플런저와, 상기 하우징의 내부 공간 내에 수용되고, 제1 및 제2의 플런저의 적어도 일방을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 가지고, 상기 코일 스프링은, 코일의 직경이 거의 같은 제1의 코일 부분과, 제1의 코일 부분의 일방에 인접하고 또한 제1의 코일 부분의 직경보다 서서히 코일의 직경이 작아지는 제2의 코일 부분을 가지고, 제2의 코일 부분은, 제1의 코일 부분으로부터 기울어진 방향으로 뻗고, 제2의 코일 부분의 단부는, 제1 또는 제2의 플런저에 접속된다.

바람직하게는 코일 스프링은 제1의 코일 부분의 타방에 인접하고 또한 제1의 코일 부분의 직경보다 서서히 코일의 직경이 작아지는 제3의 코일 부분을 더 가지고, 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분으로부터 기울어진 방향으로 뻗고, 제3의 코일 부분의 단부는, 제2 또는 제1의 플런저에 접속된다.

바람직하게는 제2의 코일 부분의 중심축은, 제1의 코일 부분의 중심축에 교차하고, 제3의 코일 부분의 중심축은, 제1의 코일 부분의 중심축에 교차한다. 바람직하게는 제2의 코일 부분과 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분의 중심축에 관하여 동측으로 뻗어 있다. 더 바람직하게는 제2의 코일 부분과 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분의 중심축에 관하여 각각 반대측으로 뻗어있다. 바람직하게는 제1의 코일 부분의 중심축과 제2의 코일 부분의 제2의 중심축이 이루는 제1의 각도는, 제1의 코일 부분의 중심축과 제3의 코일 부분의 중심축이 이루는 제2의 각도와 동일하다. 바람직하게는 코일 스프링은, 제1의 코일 부분의 중심축과 직교하는 중심선에 관하여 대칭이다. 바람직하게는 코일 스프링은, 제1의 코일 부분의 중심축의 중심에 관하여 회전 대칭이다.

바람직하게는 제1의 플런저는, 원통상의 제1의 접점부와 당해 제1의 접점부와 동축의 원통상의 제1의 슬라이딩부를 포함하고, 제1의 슬라이딩부에는 원추 형상의 제1의 맞닿음부가 형성되고, 제1의 맞닿음부는, 제2 또는 제3의 코일 부분의 단부에 맞닿는다. 바람직하게는 제2의 플런저는, 원통상의 제2의 접점부와 당해 제2의 접점부와 동축의 원통상의 제2의 슬라이딩부를 포함하고, 제2의 슬라이딩부에는 원추 형상의 제2의 맞닿음부가 형성되고, 제2의 맞닿음부는, 제2 또는 제3의 코일 부분의 단부에 맞닿는다.

본 발명에 의하면, 종래의 프로브 핀과 비교하여 전기 저항을 작게 하고 또한 전기 저항의 변동을 억제하여 수명을 개선한 프로브 핀을 제공할 수가 있다. 또한, 이러한 프로브 핀을 실장한 소켓에 있어서 프로브 핀 사이의 전기적 특성의 불균일을 억제할 수가 있다.

도 1A는 종래의 바이어스 컷 형태의 프로브 핀의 개략 단면도이고, 도 1B는 종래의 스프링 오프셋 형태의 프로브 핀의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시예와 관련되는 프로브 핀을 나타내는 도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 배럴의 정면도와 그 측면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 플런저의 정면도와 그 측면도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 코일 스프링의 정면도와 그 측면도이다.
도 6은 제1의 실시예의 프로브 핀의 동작을 설명하는 개략 단면도이고, 플런저가 기울어진 상태를 나타내고 있다.
도 7은 제1의 실시예의 스프링 코일의 테이퍼 부분이 180° 다른 방향으로 경사진 예를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명과 관련되는 제2의 실시예와 관련되는 프로브 핀의 개략 단면도이다.
도 9는 도 6에 나타내는 코일 스프링의 정면도와 그 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 바람직한 실시의 형태로서 BGA 패키지를 시험하기 위한 소켓에 실장되는 프로브 핀을 예시한다. 또한, 도면의 스케일은 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것이고, 실제의 프로브 핀의 스케일을 나타낸 것이 아닌 것에 유의해야 한다.

<실시예>

도 2A는 본 발명의 제1의 실시예와 관련되는 프로브 핀의 사시도이고, 도 2B는 프로브 핀의 정면도이고, 도 2C는 프로브 핀의 축방향의 개략 단면도이고, 도 3 내지 도 5는 배럴, 플런저 및 코일 스프링의 정면도와 그 측면도이다. 본 실시예의 프로브 핀(100)은 중공 원통상의 도전성의 배럴(하우징)(110)과, 배럴(110)의 일방의 단부에 슬라이딩이 자유롭게 수용된 플런저(120)와, 타방의 단부에 슬라이딩이 자유롭게 수용된 플런저(130)와, 배럴(110) 내에 수용되어 플런저(120) 및 플런저(130)를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링(140)으로 구성된다. 여기에 예시하는 프로브 핀(100)은 쌍방의 플런저가 슬라이딩 가능한 더블 엔드 프로브(double end probe)이다.

배럴(110)은, 도 3에 나타내듯이, 일방의 단부(112)와 이에 대향하는 타방의 단부(114)를 가진다. 배럴(110)의 내부에는, 일방의 단부(112)로부터 타방의 단부(114)로 통하는 원통상의 공간이 형성되어 있다. 배럴(110)은, 예를 들면 인청동, 놋쇠와 같은 동합금으로 이루어지는 도전성의 금속 재료로 구성된다. 바람직하게는, 배럴(110)의 외주에 금도금을 실시함으로써 배럴의 전기 저항을 저감할 수가 있다. 배럴(110)의 양단부(112, 114)는 후술하듯이 코킹(caulking)되고, 그곳에 삽입된 플런저(120, 130)의 스토퍼(stopper)가 형성된다.

플런저(120)는, 도 4A에 나타내듯이, 상대적으로 직경이 작은 원기둥 형상의 접촉부(122)와, 접촉부(122)에 인접하고 또한 접촉부(122)보다 직경이 큰 원기둥 형상의 슬라이딩부(124)를 구비하고, 접촉부(122)와 슬라이딩부(124)의 중심축은 일치하고 있다. 슬라이딩부(124)의 직경은 배럴(110)의 내경보다 약간만 작고, 배럴(110)의 단부(112)에서 코킹된 개구(112A)의 직경보다 크다. 이에 의해 슬라이딩부(124)의 이동은 단부(112)에서 코킹된 개구(112A)에 의해 규제되고, 단부(112)로부터는 접촉부(122)만이 돌출할 수가 있다.

본 실시예에서는 배럴(110)로부터 돌출된 접촉부(122)가 BGA 패키지의 구상의 땜납 볼에 접촉한다고 가정한다. 접촉부(122)의 선단에는 삼각형상으로 뾰족한 복수의 접점(126)이 형성되고, 접촉부(122)의 중앙에는 구덩이가 형성된다. 이 구덩이는 접촉부(122)가 땜납 볼에 접촉했을 때, 땜납 볼의 최하면의 변형을 방지하기 위한 것이다. 접점(126)은 뾰족하므로 땜납 볼에 형성된 산화 피복을 용이하게 찢을 수가 있고, 그 결과 접점(126)과 땜납 볼의 전기적인 접속이 확실하게 행해진다.

슬라이딩부(124)는 배럴(110)의 내부 공간 내에 수용되어 배럴(110) 내를 축방향으로 슬라이딩할 수가 있다. 슬라이딩부(124)의 선단에는 이와 동축의 원추 형상의 쐐기형의 맞닿음부(128)가 형성되고, 맞닿음부(128)는 코일 스프링(140)의 일방의 종단에 맞닿는다.

또 하나의 플런저(130)는, 도 4B에 나타내듯이, 상대적으로 직경이 작은 원기둥 형상의 접촉부(132)와, 접촉부(132)와 인접하고 또한 접촉부(132)보다 직경이 큰 원기둥 형상의 슬라이딩부(134)를 구비하고, 접촉부(132)는 슬라이딩부(134)와 동축이다. 슬라이딩부(134)의 직경은 배럴(110)의 내부의 직경보다 약간만 작고, 배럴(110)의 단부(114)에서 코킹된 개구(114A)의 직경보다 크다. 이에 의해 슬라이딩부(134)의 이동은 단부(114)에서 코킹된 개구(114A)에 의해 규제되고, 단부(114)로부터는 접촉부(132)만이 돌출할 수가 있다.

본 실시예에서는 배럴(110)의 타방의 단부로부터 돌출된 접촉부(132)가 프린트 배선 기판 상의 평탄한 면을 가지는 전극 또는 도전 랜드에 접촉되는 것을 전제로 한다. 이 때문에 접촉부(132)의 선택에는 이와 동축의 뾰족한 원추 형상의 접점(136)이 형성된다. 또, 슬라이딩부(134)의 선단에는 이와 동축의 쐐기형의 원추 형상의 맞닿음부(138)가 형성되고, 맞닿음부(138)는 코일 스프링(140)의 타단의 종단에 맞닿는다. 플런저(120) 및 플런저(130)는, 예를 들면 인청동, 놋쇠와 같은 동합금인 도전성의 금속 재료로 구성되고, 또한 전기적 저항을 저감하기 위해서 외주에 금도금을 실시할 수가 있다.

코일 스프링(140)은, 도 5에 나타내듯이, 코일의 직경 d가 복수 연속하여 형성된 중앙 부분(142)과, 중앙 부분(142)의 일방의 단부에 인접하는 제1의 테이퍼 부분(144)과, 중앙 부분(142)의 타방의 단부에 인접하는 제2의 테이퍼 부분(146)을 가진다. 본 실시예의 코일 스프링(140)은 비교적 권수가 적은 것에 적용된다. 단, 코일의 권수는 필요하게 되는 스프링힘(spring power) 등의 설계에 따라 적당하게 선택하는 것이 가능하다.

제1의 테이퍼 부분(144)은 중앙 부분(142)의 코일의 직경이 서서히 작게 되고 또한 그 중심축이 중앙 부분(142)의 중심축으로부터 기울어진 방향으로 오프셋된 영역이다. 제1의 테이퍼 부분(144)의 종단의 코일의 직경 d1은 중앙 부분(142)의 직경 d보다 작고, 직경 d1은 코일 스프링(140)의 일방의 종단이기도 하다. 즉, 제1의 테이퍼 부분(144)은 직경 d로부터 직경 d1까지 직경이 서서히 작아지는 복수의 코일을 포함하고 있다. 또한, 중앙 부분(142)의 중심축을 C로 하고, 제1의 테이퍼 부분(144)의 중심축을 C1로 했을 때, 중심축 C1은 중심축 C와 각도 θ1(θ1은 제로는 아님)로 교차한다. 또한, 중심축 C1은 제1의 테이퍼 부분(144)을 구성하는 각 코일의 중심을 연결하는 선 또는 이에 근사한 곡선으로 할 수가 있다.

제2의 테이퍼 부분(146)은 중앙 부분(142)을 사이에 두고 반대측에 코일의 직경이 서서히 작게 되고 또한 그 중심축이 중앙 부분(142)의 중심축으로부터 기울어진 방향으로 오프셋된 영역이다. 제2의 테이퍼 부분(146)의 종단의 코일의 직경 d2는 중앙 부분(142)의 직경 d보다 작고, 직경 d2는 코일 스프링(140)의 타방의 종단이다. 제2의 테이퍼 부분(146)은 제1의 테이퍼 부분(144)과 마찬가지로 직경이 서서히 작아지는 복수의 코일을 포함하고, 중앙 부분(142)의 중심축을 C로 하고, 제2의 테이퍼 부분(146)의 중심축을 C2로 했을 때, 중심축 C2는 중심축 C와의 각도 θ2(θ2는 제로는 아님)로 교차한다. 또한, 중심축 C2는 제2의 테이퍼 부분(146)을 구성하는 각 코일의 중심을 연결하는 선 또는 이에 근사한 곡선으로 할 수가 있다.

바람직한 예로서 d1=d2, θ1=θ2, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(142, 144)의 코일의 권수를 동일하게 함으로써, 코일 스프링(140)은 중앙 부분(142)의 중심축 C와 직교하는 선에 관하여 대칭으로 구성된다. 스프링 코일(140)이 대칭이면, 스프링 코일(coil)(140)은 방향성을 가지지 않으므로 배럴(110)에의 붙이기 작업이 용이하게 된다.

여기서, 다시 도 2C를 참조하여 프로브 핀의 조립공정을 설명한다. 배럴(110) 내에 코일 스프링(140)을 삽입하고, 그 다음에 배럴(110)의 양측으로부터 플런저(120, 130)를 삽입하고, 배럴(110)의 양단부(112, 114)를 코킹 가공하고, 원형상의 개구(112A, 114A)를 형성한다. 이 때에 코일 스프링(140)은 하중이 주어져 있지 않은 자유로운 상태일 때보다 약간만 압축된 상태로 배럴(110) 내에 수용된다. 이에 의해 플런저(120, 130)는 코일 스프링(140)에 의해 부세되고, 개구(112A, 114A)에 의해 정지된 상태에 있다. 코일 스프링(140)이 대칭이기 때문에 배럴 및 플런저에 대한 방향성이 없어 프로브 핀의 조립은 용이하고, 단시간에 행하는 것이 가능하다.

플런저(120)의 맞닿음부(128)는 코일 스프링(140)의 제1의 테이퍼 부분(144)의 종단에 맞닿고, 맞닿음부(128)의 선단이 제1의 테이퍼 부분(144)의 코일 내에 일정한 깊이로 삽입된다. 마찬가지로 플런저(130)의 맞닿음부(138)는 코일 스프링(140)의 제2의 테이퍼 부분(146)의 종단에 맞닿고, 맞닿음부(138)의 선단이 제2의 테이퍼 부분(146)의 코일 내에 일정한 깊이로 삽입된다. 이 때에 플런저(120, 130)는 제1 및 제2의 테이퍼 부분(144, 146)에 의해 배럴(110)의 축방향으로부터 경사진 방향으로 하중을 받기 때문에 플런저(120, 130)는 기울어진 상태에 있다. 도 6에 그 모습을 나타낸다. 플런저(120, 130)의 중심축은 배럴(110)의 중심축에 대체로 일치하고, 또한 중앙 부분(142)의 중심축 C에도 대체로 일치하지만, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(144, 146)이 중앙 부분(142)으로부터 기울어진 방향 오프셋되어 있기 때문에 각 플런저(120, 130)의 슬라이딩부(124, 134)는 오프셋된 방향과 반대의 방향으로 부세된다. 이에 의해 플런저(120, 130)는 제1 및 제2의 테이퍼 부분(144, 146)이 경사지는 방향과 반대측의 방향으로 기울고, 슬라이딩부(124, 134)가 배럴(110)의 내벽에 일정한 압력으로 접촉된다.

플런저(120)가 땜납 볼에 접촉되었을 때, 플런저(120)는 코일 스프링(140)의 스프링힘에 저항하여 배럴(110) 내를 슬라이딩한다. 이 때에 슬라이딩부(124)는 제1의 테이퍼 부분(144)에 의해 부세되어 있기 때문에 슬라이딩부(124)는 배럴(110)의 내벽에 접촉한 상태를 유지한다. 이러한 작용은 플런저(130)에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 프로브 핀의 전기 저항의 증가를 억제하고 또한 저항의 안정화를 도모할 수가 있다.

본 실시예의 코일 스프링은, 종래의 오프셋된 코일 스프링과 마찬가지로, 오프셋된 제1 및 제2의 테이퍼 부분의 중심축이 중앙 부분의 중심축과 평행이 아니고, 게다가 제1 및 제2의 테이퍼 부분의 코일의 직경이 서서히 작아지는 구성이기 때문에 코일 스프링에 응력이 집중하는 것을 억제할 수가 있다. 이에 의해 코일 스프링의 수명을 개선시킬 수가 있다. 또한, 본 실시예의 코일 스프링은 코일의 직경을 연속적으로 변화시키기 때문에, 즉 제1의 테이퍼 부분의 직경 d1로부터 중앙 부분의 직경 d에까지 변화하고, 이 직경 d가 제2의 테이퍼 부분의 직경 d2에까지 변화하기 때문에 코일 스프링의 제조가 용이하게 되고, 코일 스프링의 제조비용의 저하에도 기여하는 것이 가능하다.

또, 본 실시예의 프로브 핀에서는 비교적 권수가 적은 코일 스프링을 이용하기 때문에 제1의 테이퍼 부분(144)과 제2의 테이퍼 부분(146)은 중앙 부분(142)의 중심축에 관하여 동측(동일 평면에서 보았을 때)으로 경사져 있다. 권수가 적으면 중앙 부분(142)의 코일의 축방향의 길이가 결과적으로 작아진다. 도 7에 나타내듯이, 만약 제1의 테이퍼 부분(144)과 제2의 테이퍼 부분(146)의 방향이 180° 다른 경우에는, 축의 짧은 중앙 부분(142)이 배럴 축에 대해 스프링 전체를 평행하게 유지할 수 없게 되어 스프링 자신이 배럴 내에서 기울어져 버린다. 즉, 오프셋한 테이퍼가 유효하게 각도를 가지고 플런저를 지지할 수가 없게 될 우려가 있다. 이 때문에 제1 및 제2의 테이퍼 부분(144, 146)은 중앙 부분(142)에 대해 동측으로 경사지는 것이 바람직하다. 단, 중앙 부분(142)이 배럴축에 대해 평행을 유지할 수 있다면, 제1의 테이퍼 부분(144)과 제2의 테이퍼 부분(146)은 중앙 부분(142)으로부터 반드시 동측으로 뻗어 있을 필요는 없다.

다음에, 본 발명의 제2의 실시예에 대해서 설명한다. 도 8은 제2의 실시예의 프로브 핀(100A)의 개략 단면도를 나타내고 있다. 제2의 실시예의 프로브 핀(100A)은 코일 스프링의 구성을 제외하고 다른 구성은 제1의 실시예와 실질적으로 같다. 단, 제2의 실시예의 프로브 핀(100A)은 보다 좁은 피치에 대응할 수가 있도록 배럴(110) 및 플런저(120, 130)의 직경dl 제1의 실시예의 것보다 작게 설계되어 있고, 또한 코일 스프링의 권수가 제1의 실시예의 것보다 많다.

제2의 실시예의 코일 스프링(200)은, 도 9에 나타내듯이, 코일의 직경 d가 한결같고 또한 이것이 연속하는 중앙 부분(202)과, 중앙 부분(202)의 일방의 단부에 인접하고 또한 코일 직경이 서서히 작아지는 제1의 테이퍼 부분(204)과, 중앙 부분(202)의 타방의 단부에 인접하고 또한 코일 직경이 서서히 작아지는 제2의 테이퍼 부분(206)을 가진다.

제1의 테이퍼 부분(204)은 중앙 부분(202)으로부터 코일 직경 d가 서서히 작게 되고 또한 그 중심축 C1가 중앙 부분(202)의 중심축 C로부터 기울어진 방향으로 오프셋된 영역이다. 제1의 테이퍼 부분(202)의 종단의 코일의 직경 d1은 직경 d보다 작고, 직경 d1은 코일 스프링(200)의 일방의 종단이기도 하다. 즉, 제1의 테이퍼 부분(204)은 직경 d로부터 직경 d1에 직경이 서서히 작아지는 코일을 복수 포함하고 있다. 또한, 중앙 부분(202)의 중심축을 C로 하고, 제1의 테이퍼 부분(204)의 중심축을 C1로 했을 때, 중심축 C1은 중심축 C와 각도 θ1(θ1은 제로는 아님)로 교차한다. 또한, 중심축 C1은 제1의 테이퍼 부분(204)을 구성하는 각 코일의 중심을 연결하는 선 또는 이에 근사한 곡선으로 할 수가 있다.

제2의 테이퍼 부분(206)은 중앙 부분(202)의 타방의 단부측에 인접하고, 코일의 직경이 서서히 작게 되고 또한 그 중심축 C2가 중앙 부분(202)의 중심축 C로부터 기울어진 방향으로 오프셋된 영역이다. 제2의 테이퍼 부분(206)의 종단의 코일의 직경 d2는 직경 d보다 작고, 직경 d2는 코일 스프링(200)의 타방의 종단이다. 제2의 테이퍼 부분(206)은 직경 d로부터 직경 d2에 직경이 서서히 작아지는 코일을 복수 포함하고 있다. 또한, 제2의 테이퍼 부분(206)의 중심축을 C2로 했을 때, 중심축 C2는 중심축 C와 각도 θ2(θ2는 제로는 아님)로 교차한다. 또한, 중심축 C2는 제2의 테이퍼 부분(206)을 구성하는 각 코일의 중심을 연결하는 선 또는 이에 근사한 곡선으로 할 수가 있다.

제1의 실시예에서는 코일 스프링(140)의 제1 및 제2의 테이퍼 영역(144, 146)은 함께 중심축 C에 관하여 동측으로 오프셋된 대칭 구조이지만, 제2의 실시예에서는 제1 및 제2의 테이퍼 영역(204, 206)은 중심축 C에 관해 반대측으로 오프셋되어 있다. 일례로서 d1=d2, θ1=θ2, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(204, 206)의 코일의 권수(축방향의 길이)를 동일하게 함으로써, 코일 스프링(200)은 중앙 부분(202)의 중심축 C의 중심 C₀에 관하여 180°의 회전 대칭인 구성으로 할 수가 있다.

프로브 핀(100A)은 제1의 실시예와 마찬가지로 조립되고, 플런저(120, 130)는 코일 스프링(200)에 의해 부세되도록 그 슬라이딩부(124, 134)가 각각 배럴 단부의 개구(112A, 114)에 의해 정지된다. 플런저(120, 130)의 맞닿음부(128, 138)의 중심축은 배럴(110)의 중심축에 거의 일치하고 또한 코일 스프링(200)의 중앙 부분(202)의 중심축 C에 거의 일치하지만, 플런저(120, 130)는 오프셋된 제1 및 제2의 테이퍼 부분(204, 206)에 의해 배럴의 중심축으로부터 오프셋된 방향과 반대측으로 부세된다. 이에 의해 플런저(120, 130)는 도 6에서 나타낸 것처럼 기울고, 각 플런저의 슬라이딩부(124, 134)가 배럴(110)의 내벽에 안정적으로 접촉된다.

제2의 실시예에서는 중앙 부분(202)의 권수가 비교적 많기 때문에 중앙 부분(202)의 축방향의 길이를 충분히 확보할 수가 있고, 코일 스프링(200)은 전체적으로 배럴 축에 평행하게 유지된다. 이 경우, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(204, 206)은 테이퍼의 방향이 서로 어떠한 관계에 있어도 각각이 독립하여 유효하게 각도를 가지고 플런저(120, 130)를 지지하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(204, 206)은 도 9에 나타낸 180°의 회전 대칭으로 되는 것 같은 오프셋에 한정되지 않고, 자유로운 테이퍼 각도 θ1, θ2로 오프셋시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 제1의 실시예의 마찬가지로 제1, 제2의 테이퍼 부분이 동측으로 오프셋되어도 좋고, 각도 θ1, θ2는 다른 각도라도 좋다. 또한, 제2의 실시예에서는 코일 권수를 제1의 실시예보다 많게 함으로써, 제1 및 제2의 테이퍼 부분(204, 206)의 θ1, θ2의 각도를 작게 해도, 충분히 플런저(120, 130)를 기울게 하여 슬라이딩부(124, 134)를 배럴의 내벽에 압압시킬 수가 있고, 그 결과 좁은 피치에 대응하는 직경이 작은 배럴의 사용이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시의 형태에 대해서 상술하였지만, 본 발명은 특정의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.

상기 실시예에서는 더블 엔드 프로브의 예를 나타냈지만, 물론 싱글 엔드 프로브라도 좋다. 이 경우, 일방의 플런저는 고정되므로, 당해 플런저는 배럴과 일체로 형성될 수가 있다. 또한, 상기 실시예에서는 플런저의 맞닿음부(128, 138)를 쐐기형의 원추 형상상으로 했지만, 이외의 핀 형상, 각뿔 형상, 그 외의 형상이라도 좋다. 또한, 플런저의 맞닿음부(128, 138)는 바이어스 컷된 형상이라도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 프로브 핀의 단체를 예시했지만, 당업자라면 이들 프로브 핀이 소켓이나 프로브 카드에 실장 가능하다는 것은 이해될 것이다.

100, 100A : 프로브 핀 110 : 배럴(하우징)
112, 114 : 단부 112A, 114A : 개구
120, 130 : 플런저 122 : 132 : 접촉부
124 : 134 : 슬라이딩부 126, 136 : 접점
128, 138 : 맞닿음부
140, 200 : 코일 스프링 142 : 중앙 부분
144, 202 : 제1의 테이퍼 부분 146, 204 : 제2의 테이퍼 부분
C, C1, C2 : 중심축

Claims

일방의 단부와 당해 일방의 단부에 대향하는 타방의 단부를 가지고, 일방의 단부로부터 타방의 단부로 통하는 공간이 내부에 형성된 도전성의 하우징과,
상기 일방의 단부에 장착되는 도전성의 제1의 플런저와,
상기 타방의 단부에 장착되는 도전성의 제2의 플런저와,
상기 하우징의 내부 공간 내에 수용되고, 제1 및 제2의 플런저의 적어도 일방을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 가지고,
상기 코일 스프링은, 코일의 직경이 거의 같은 제1의 코일 부분과, 제1의 코일 부분의 일방에 인접하고 또한 제1의 코일 부분의 직경보다 서서히 코일의 직경이 작아지는 제2의 코일 부분을 가지고, 제2의 코일 부분은, 제1의 코일 부분으로부터 기울어진 방향으로 뻗고, 제2의 코일 부분의 단부는, 제1 또는 제2의 플런저에 접속되는 프로브 핀.
제1항에 있어서,
상기 코일 스프링은 제1의 코일 부분의 타방에 인접하고 또한 제1의 코일 부분의 직경보다 서서히 코일의 직경이 작아지는 제3의 코일 부분을 더 가지고, 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분으로부터 기울어진 방향으로 뻗고, 제3의 코일 부분의 단부는, 제2 또는 제1의 플런저에 접속되는 프로브 핀.
제1항에 있어서,
제2의 코일 부분의 중심축은, 제1의 코일 부분의 중심축에 교차하는 프로브 핀.
제2항에 있어서,
제3의 코일 부분의 중심축은, 제1의 코일 부분의 중심축에 교차하는 프로브 핀.
제2항에 있어서,
제2의 코일 부분과 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분의 중심축에 관하여 동축으로 뻗어 있는 프로브 핀.
제2항에 있어서,
제2의 코일 부분과 제3의 코일 부분은, 제1의 코일 부분의 중심축에 관하여 각각 반대측으로 뻗어 있는 프로브 핀.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
제1의 코일 부분의 중심축과 제2의 코일 부분의 제2의 중심축이 이루는 제1의 각도는, 제1의 코일 부분의 중심축과 제3의 코일 부분의 중심축이 이루는 제2의 각도와 동등한 프로브 핀.
제2항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일 스프링은, 제1의 코일 부분의 중심축과 직교하는 중심선에 관하여 대칭인 프로브 핀.
제2항, 제6항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일 스프링은, 제1의 코일 부분의 중심축의 중심에 관하여 회전 대칭인 프로브 핀.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제1의 플런저는, 원통상의 제1의 접점부와 당해 제1의 접점부와 동축의 원통상의 제1의 슬라이딩부를 포함하고, 제1의 슬라이딩부에는 원추 형상의 제1의 맞닿음부가 형성되고, 제1의 맞닿음부는, 제2 또는 제3의 코일 부분의 단부에 맞닿게 되는 프로브 핀.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제2의 플런저는, 원통상의 제2의 접점부와 당해 제2의 접점부와 동축의 원통상의 제2의 슬라이딩부를 포함하고, 제2의 슬라이딩부에는 원추 형상의 제2의 맞닿음부가 형성되고, 제2의 맞닿음부는, 제2 또는 제3의 코일 부분의 단부에 맞닿게 되는 프로브 핀.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재의 프로브 핀을 복수 실장한 소켓.