KR20160145188A - 프로브 핀, 및, 이것을 이용한 전자 디바이스 - Google Patents

프로브 핀, 및, 이것을 이용한 전자 디바이스 Download PDF

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KR20160145188A
KR20160145188A KR1020167032711A KR20167032711A KR20160145188A KR 20160145188 A KR20160145188 A KR 20160145188A KR 1020167032711 A KR1020167032711 A KR 1020167032711A KR 20167032711 A KR20167032711 A KR 20167032711A KR 20160145188 A KR20160145188 A KR 20160145188A
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타카히로 사카이
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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

프로브 핀(10)이, 1개의 코일 스프링(50)과, 본체부(31, 41)와, 이 본체부(31, 41)로부터 동일 방향으로 연재되어 있는 제1, 제2 탄성편(32, 42, 34, 44)을 가지며, 각각 독립하여 동작 가능한 제2, 제3 플런저(30, 40)와, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 제1, 제2 탄성편(32, 42, 34, 44)의 사이에 삽입되어 있는 제1 플런저(20)를 구비하고 있다.

Description

프로브 핀, 및, 이것을 이용한 전자 디바이스{PROBE PIN AND ELECTRONIC DEVICE USING SAME}
본 발명은, 프로브 핀에 관한 것이다.
종래, 프로브 핀으로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 프로브 핀은, 제1 플런저와, 이 제1 플런저를 끼우도록 배치된 제2, 제3 플런저를 구비하고 있다. 그리고, 제2, 제3 플런저의 각각에 지름이 다른 코일 스프링을 마련하여, 제2, 제3 플런저가 개별적으로 슬라이드 이동(상대적 왕복 이동)할 수 있도록 하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2012-181096호 공보
그러나, 전술한 프로브 핀은, 제2, 제3 플런저가, 외측의 큰 코일 스프링과 내측의 작은 코일 스프링에 의해 각각 가세되어 있다. 이 때문에, 제2, 제3 플런저를 가세하는 2개의 코일 스프링이 상호 간섭하기 쉽고, 제1 플런저에 대한 제2, 제3 플런저의 슬라이드 이동에 편차가 생기기 쉬웠다. 그 결과, 안정된 전기적 접촉을 얻을 수가 없다는 문제가 있다.
또한, 전술한 프로브 핀에서는, 제2, 제3 플런저의 각각에 코일 스프링을 마련하고 있기 때문에, 부품 갯수 및 조립 공수가 많아지고, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다.
본 발명은, 전술한 문제를 감안하여, 접촉 안정성이 높고, 제조 비용이 싼 프로브 핀을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 관한 프로브 핀은, 상기 과제를 해결하기 위해, 코일 스프링과, 본체부로부터 동일 방향으로 평행하게 연재되어 있는 제1, 제2 탄성편을 가지며, 또한, 각각 독립하여 동작 가능한 복수의 도전성 협지(挾持) 플런저와, 상기 도전성 협지 플런저의 상기 제1, 제2 탄성편의 사이에 삽입되는 도전성 피협지(被挾持) 플런저를 구비하고, 상기 코일 스프링의 일단부로부터 상기 복수의 도전성 협지 플런저를 삽입하는 한편, 상기 코일 스프링의 타단부로부터 상기 도전성 피협지 플런저를 삽입하고, 상기 제1, 제2 탄성편으로 상기 도전성 피협지 플런저를 협지하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 1개 코일 스프링의 일단부로부터 복수의 도전성 협지 플런저를 삽입하는 한편, 코일 스프링의 타단부로부터 도전성 피협지 플런저를 삽입하고, 제1, 제2 탄성편으로 도전성 피협지 플런저를 협지하고 있다. 이 때문에, 접촉 상태에 편차가 없고, 협지 플런저와 피협지 플런저와의 사이에 높은 접촉 안정성과 안정된 전기적 접촉을 얻을 수 있다.
또한, 복수의 도전성 협지 플런저가, 각각 독립하여 동작하기 때문에, 복수의 도전성 협지 플런저의 어느 하나에 티끌 등이 부착하여도, 티끌 등이 부착하지 않은 도전성 협지 플런저에 의해 프로브 핀의 도통 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 접촉 안정성이 높은 프로브 핀을 얻을 수 있다.
또한, 1개의 코일 스프링에, 도전성 협지 플런저와 도전성 피협지 플런저를 삽입하고 있기 때문에, 부품 갯수 및 조립 공수를 저감하여, 제조 비용을 억제할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 상기 도전성 협지 플런저가 2장인 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 설계의 자유도가 높은 프로브 핀을 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 상기 도전성 협지 플런저가 3장인 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 설계의 자유도가 높은 프로브 핀을 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 전주법(電鑄法)으로 형성되고, 또한, 플랫한 원판면(原版面)과 요철을 갖는 성장면을 각각 갖는 상기 복수의 도전성 협지 플런저 및 상기 도전성 피협지 플런저 중, 적어도 1조(組)의 인접하는 상기 도전성 협지 플런저가, 상기 원판면을 상호 마주 보게 하여 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 원판면을 상호 마주 보게 한 상태에서 복수의 도전성 협지 플런저를 코일 스프링에 삽입하고 있다. 이에 의해, 도전성 협지 플런저 사이의 마찰력을 저감하여, 도전성 협지 플런저가 독립하여 동작하기 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 적어도 상기 도전성 협지 플런저의 상기 제1 탄성편에, 상기 도전성 피협지 플런저의 편면에 접촉하는 접점부가 돌설되고, 상기 접점부를 통하여 상기 도전성 협지 플런저와 상기 도전성 피협지 플런저를 도통시키는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 도전성 협지 플런저의 접점부가, 도전성 피협지 플런저에 면접촉하기 때문에, 도전성 협지 플런저와 도전성 피협지 플런저가, 접점부를 통하여 안정된 전기적 접촉을 얻을 수 있다. 이 때문에, 부품의 치수 공차를 엄하게 관리할 필요가 없고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 상기 도전성 협지 플런저의 제1 탄성편과 제2 탄성편이, 다른 길이를 갖고 있는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 프로브 핀의 설계의 자유도가 넓어지고, 다양한 용도에 대응할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서는, 상기 도전성 협지 플런저의 제1 탄성편 및 제2 탄성편의 적어도 어느 일방이, 가이드 돌기를 가짐과 함께, 상기 도전성 피협지 플런저가, 상기 가이드 돌기가 감합(嵌合)하는 가이드 홈을 가지며, 상기 도전성 협지 플런저 및 상기 도전성 피협지 플런저의 슬라이드 이동이, 상기 가이드 홈에 따라 행하여지는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 가이드 돌기 및 가이드 홈에 의해, 도전성 협지 플런저 및 도전성 피협지 플런저가, 덜커덕거림 없이 슬라이드 이동하고, 도전성 협지 플런저와 도전성 피협지 플런저와의 접촉 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 디바이스는, 상기 프로브 핀을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 접촉 안정성이 높고, 제조 비용이 싼 전자 디바이스를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 프로브 핀을 도시하는 4면도.
도 2는 도 1의 프로브 핀을 구성하는 플런저를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1의 프로브 핀의 조립 전후의 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 1의 프로브 핀의 단면도.
도 5는 도 1의 프로브 핀의 동작 상태를 도시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 프로브 핀을 도시하는 4면도.
도 7은 도 6의 프로브 핀을 구성하는 플런저를 도시하는 사시도.
도 8은 도 6의 프로브 핀의 동작 전후를 도시하는 사시도.
도 9는 도 6의 프로브 핀의 단면도.
도 10은 실시례에서 이용한 프로브 핀의 접촉부(티끌 있음 1/2)의 상태를 도시하는 도면.
도 11은 실시례에서 이용한 프로브 핀의 접촉부(티끌 있음 1/4)의 상태를 도시하는 다른 도면.
도 12는 실시례의 결과를 도시하는 도면.
도 13은 실시례의 결과를 도시하는 다른 도면.
도 14는 실시례의 결과를 도시하는 다른 도면.
도 15는 실시례의 결과를 도시하는 또 다른 도면.
(제1 실시 형태)
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 프로브 핀을 도시하는 4면도이다.
제1 실시 형태의 프로브 핀(10)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 플런저(20)와, 제2 플런저(30) 및 제3 플런저(40)와, 코일 스프링(50)을 구비하고 있다. 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)는, 각각 도전성을 갖고 있고, 예를 들면 전주법으로 형성되어 있다. 또한, 제1 플런저(20)는, 도전성 피협지 플런저의 한 예이고, 제2, 제3 플런저(30, 40)는, 도전성 협지 플런저의 한 예이다.
제1 실시 형태의 프로브 핀(10)에서는, 제1 플런저(20)가, 코일 스프링(50)의 일단부인 제1 단부(51)로부터 코일 스프링(50)의 내부에 삽입되어 있다. 또한, 제2, 제3 플런저(30, 40)가, 코일 스프링(50)의 타단부인 제2 단부(52)로부터 코일 스프링(50)의 내부에 삽입되어 있다.
도 2A는, 제1 플런저(20), 도 2B는, 제2 플런저(30), 도 2C는, 제3 플런저(40)를 도시하는 사시도이다.
제1 플런저(20)는, 도 2A에 도시하는 바와 같이, 평면 개략 사각형상(矩形狀)을 가지며, 개략 동일한 두께로 형성되어 있다.
제1 플런저(20)의 길이 방향의 일단부에는, 가이드 홈(21)이 마련되어 있다. 이 가이드 홈(21)은, 평면 개략 사각형상으로, 제1 플런저(20)의 길이 방향에 따라 연재되어 있다. 또한, 이 가이드 홈(21)과 반대측의 타단부에는, 평면 개략 삼각형상의 접촉부(22)가 마련되어 있다. 또한, 제1 플런저(20)의 양측면에는, 지지 돌출부(23, 23)가 각각 마련되어 있다.
제2 플런저(30)는, 도 2B에 도시하는 바와 같이, 본체부(31)와, 제1, 제2 탄성편(32, 34)을 가지며, 개략 동일한 두께로 형성되어 있다.
본체부(31)는, 평면 개략 사각형상을 갖고 있다. 본체부(31)의 길이 방향의 일단부에는, 제1, 제2 탄성편(32, 34)이 마련되어 있다. 또한, 이 제1, 제2 탄성편(32, 34)의 반대측의 타단부에, 평면 개략 V자형상의 접촉부(37)가 마련되어 있다. 또한, 본체부(31)의 양측면에는, 지지 돌출부(36, 36)가 각각 마련되어 있다.
제1, 제2 탄성편(32, 34)은, 본체부(31)의 길이 방향의 타단부로부터, 본체부(31)의 길이 방향으로, 서로 평행하게 연재되어 있다. 즉, 제1, 제2 탄성편(32, 34)은, 제1 탄성편(32)의 내향면과 제2 탄성편(34)의 내향면과의 사이에 일정한 간격을 가지며, 제1 탄성편(32)의 외향면과 제2 탄성편(34)의 외향면 사이의 거리가, 본체부(31)의 폭(W2)에 개략 동등하게 되도록 배치되어 있다.
또한, 제1, 제2 탄성편(32, 34)은, 길이가 달라 있고, 제1 탄성편(32)의 길이가 제2 탄성편(34)의 길이보다도 짧아지도록 마련되어 있다. 제1 탄성편(32) 내향면의 선단 연부(緣部)에는, 가이드 돌기(33)가 돌설되어 있다. 또한, 제2 탄성편(34)의 내향면의 선단 연부에는, 접점부(35)가 돌설되어 있다.
또한, 제2 플런저(30)의 제1, 제2 탄성편(32, 34) 사이의 길이의 차를 L2로 하고 있다.
제3 플런저(40)는, 도 2C에 도시하는 바와 같이, 본체부(41)와, 제1, 제2 탄성편(42, 44)을 갖고 개략 동일한 두께로 형성되어 있다. 즉, 제3 플런저(40)는, 제2 플런저(30)와 동일한 형상 및 치수를 갖고 있다.
본체부(41)는, 평면 개략 사각형상을 갖고 있다. 본체부(41)의 길이 방향의 일단부에는, 제1, 제2 탄성편(42, 44)이 마련되어 있다. 또한, 이 제1, 제2 탄성편(42, 44)의 반대측의 타단부에, 평면 개략 V자형상의 접촉부(47)가 마련되어 있다. 또한, 본체부(41)의 양측면에는, 지지 돌출부(46, 46)가 각각 마련되어 있다.
제1, 제2 탄성편(42, 44)은, 본체부(41)의 길이 방향의 타단부로부터, 본체부(41)의 길이 방향으로, 서로 평행하게 연재되어 있다. 이 때문에, 제1, 제2 탄성편(42, 44)은, 제1 탄성편(42)의 내향면과 제2 탄성편(44)의 내향면과의 사이에 일정한 간격을 가지며, 제1 탄성편(42)의 외향면과 제2 탄성편(44)의 외향면 사이의 거리가, 본체부(41)의 폭(W3)에 개략 동등하게 되도록 배치되어 있다.
또한, 제1, 제2 탄성편(42, 44)은, 길이가 달라 있고, 제1 탄성편(42)의 길이가 제2 탄성편(44)의 길이보다도 짧아지도록 마련되어 있다. 제1 탄성편(42)의 선단의 내향면에는, 가이드 돌기(43)가 돌설되어 있다. 또한, 제2 탄성편(44)의 선단의 내향면에는, 접점부(45)가 돌설되어 있다.
또한, 제3 플런저(40)의 제1, 제2 탄성편(42, 44) 사이의 길이의 차를 L3으로 하고 있다.
코일 스프링(50)은, 예를 들면 탄소강 또는 스테인리스강으로 이루어지고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 플런저(20)의 폭(W1)(도 2A에 도시한다), 제2 플런저(30)의 폭(W2), 및, 제3 플런저(40)의 폭(W3)보다도 약간 큰 내경을 갖는다. 또한, 코일 스프링(50)은, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23, 23)의 폭(W4), 제2 플런저(30)의 지지 돌출부(36, 36)의 폭(W5), 및, 제3 플런저(40)의 지지 돌출부(46, 46)의 폭(W6)과, 개략 동일한 외경을 갖고 있다.
또한, 코일 스프링(50)은, 제1 플런저(20)와 제2, 제3 플런저(30, 40)가 서로 조합된 상태에서는, 미리 압축 방향의 힘이 가하여지도록 스프링 길이가 조정되어 있다.
또한, 제1 플런저(20)의 폭(W1)과, 제2 플런저(30)의 폭(W2)과, 제3 플런저(40)의 폭(W3)은, 동일 치수이다.
또한, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23, 23)와, 제2 플런저(30)의 지지 돌출부(36, 36)와, 제3 플런저(40)의 지지 돌출부(46, 46)는, 전부 동일한 형상이고, 동일한 폭 치수를 갖고 있다. 즉, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23, 23)의 폭(W4)과, 제2 플런저(30)의 지지 돌출부(36, 36)의 폭(W5)과, 제3 플런저(40)의 지지 돌출부(46, 46)의 폭(W6)은, 동일 치수이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 프로브 핀의 조립 전후의 상태를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 4는, 제1 실시 형태의 프로브 핀의 단면도이고, 도 5는, 제1 실시 형태의 프로브 핀의 동작 상태를 도시하는 사시도이다.
상기 프로브 핀(10)은, 다음과 같이 조립한다. 우선, 도 3A, 도 3B에 도시하는 바와 같이, 코일 스프링(50)의 제1 단부(51)측부터 내부에 제1 플런저(20)를 삽입하는 한편, 제2, 제3 플런저(30, 40)를 같은 방향으로 하여 맞겹쳐서, 코일 스프링(50)의 제2 단부(52)측부터 내부에 제2, 제3 플런저(30, 40)를 삽입한다.
이 때, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 제1 탄성편(32, 42)과 제2 탄성편(34, 44)과의 사이에 제1 플런저(20)가 삽입되고, 제1 탄성편(32, 42)과 제2 탄성편(34, 44)이 제1 플런저(20)를 협지한다. 그리고, 제1 탄성편(32, 42)의 가이드 돌기(33, 43)가, 도 4B에 도시하는 바와 같이, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)에 감합한다(도 4B에서는, 제2 플런저(30)의 가이드 돌기(33)만 도시하고 있다). 이에 의해, 제1 플런저(20)에 대한 제2, 제3 플런저(30, 40)의 슬라이드 이동은, 가이드 홈(21)에 따라 행하여진다. 이 때문에, 제2, 제3 플런저(30, 40)는, 가이드 돌기(33, 43)에 의해, 슬라이드 이동의 범위가 가이드 홈(21) 내로 규제된다. 그 결과, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)의 이동량의 최대치는, 가이드 홈(21)의 길이(L1)와 동등하게 된다.
상기 프로브 핀(10)에서는, 가이드 홈(21)의 폭을 가이드 돌기(33, 43)의 폭보다도 크게 하고 있다. 또한, 제1 탄성편(32, 42)의 내향면과 제2 탄성편(34, 44)의 내향면과의 간격을, 제1 플런저(20)의 두께보다도 크게 하고 있다. 이에 의해, 슬라이드 이동할 때에 제1 플런저(20)와 제2, 제3 플런저(30, 40)와의 사이에 발생한 마찰 저항을 저감하고, 제2, 제3 플런저(30, 40)를 독립하여 슬라이드 이동하기 쉽게 하고 있다.
또한, 제2, 제3 플런저(30, 40)는, 맞겹쳐서 코일 스프링(50)에 삽입한 경우로 한하지 않고, 각각 개별적으로 코일 스프링(50)에 삽입하여도 좋다.
또한, 도 4B에 도시하는 바와 같이, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 제1 탄성편(32, 42) 및 제2 탄성편(34, 44)의 길이의 차(L2, L3)는, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)의 길이(L1)와 동등 이상이다. 이 때문에, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)의 이동량에 관계없이, 제2 탄성편(34, 44)의 접점부(35, 45)는, 제1 플런저(20)에 항상 접촉하고 있다.
이와 같이, 제2 탄성편(34, 44)의 접점부(35, 45)는, 제1 플런저(20)에 반드시 위치함과 함께, 제1 플런저(20)의 편면에 항상 접촉하고 있다. 이 때문에, 제1 플런저(20)와 제2, 제3 플런저(30, 40)가, 안정하게 전기적으로 접촉할 수 있고, 높은 접촉 안정성을 얻을 수 있다. 그 결과, 종래에 비하여, 부품의 치수 공차를 엄하게 관리할 필요가 없고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)의 슬라이드 이동이, 가이드 홈(21)에 따라 행하여진다. 이 때, 가이드 돌기(33, 43) 및 가이드 홈(21)에 의해, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)는, 덜커덕거림 없이 슬라이드 이동한다. 이 때문에, 제1 플런저(20)와 제2, 제3 플런저(30, 40)가 접촉하는 접촉 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제1 플런저(20)와 제2, 제3 플런저(30, 40)가 서로 조합된 때, 코일 스프링(50)의 양단부는, 각각, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23)와 제2, 제3 플런저(30, 40)의 지지 돌출부(36, 46)에 계지하고 있다. 이에 의해, 코일 스프링(50)의 탈락을 방지하고, 프로브 핀(10)의 분해를 막고 있다.
또한, 상기 프로브 핀(10)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2, 제3 플런저(30, 40)가, 각각 독립하여 동작 즉 슬라이드 이동한다. 이 때문에, 예를 들면, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 접촉부(37, 47)의 어느 일방에 티끌 등이 부착하였다고 하여도, 티끌 등이 부착하지 않은 또 일방의 접촉부(37, 47)에 의해, 프로브 핀(10)의 도통 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 접촉 안정성, 나아가서는, 접촉 신뢰도가 높은 프로브 핀(10)을 얻을 수 있다.
또한, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)는, 전주법으로 형성되어 있기 때문에, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)의 표면에는, 형성시에 도전성 부재와 접촉하고 있던 플랫한 표면(이른바 원판면)과, 도전성 부재상에 적층된 금속의 성장 방향의 요철을 갖는 표면(이른바 성장면)이 존재하고 있다. 상기 프로브 핀(10)에서는, 원판면을 상호 마주 보게 한 상태로 제2, 제3 플런저(30, 40)를 코일 스프링(50)에 삽입하고 있다. 이에 의해, 제2, 제3 플런저(30, 40) 사이의 마찰력을 저감하여, 제2, 제3 플런저(30, 40)가 독립하여 슬라이드 이동하기 쉽게 할 수 있다.
이 때, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 원판면에 작용하는 마찰 계수(Ra)는, 0.5㎛ 미만인 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2, 제3 플런저(30, 40)를 확실하게 독립하여 슬라이드 이동시킬 수 있다.
또한, 제1 플런저(20)에서, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 제2 탄성편(34, 44)의 접점부(35, 45)와 접촉하는 면을 원판면으로 하여도 좋다. 이에 의해, 제2, 제3 플런저(30, 40) 사이의 마찰력을 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 프로브 핀(10)에서는, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 접촉부(37, 47)가, 이른바 크라운 형상을 형성하고 있기 때문에, 접촉하는 부재가 구체(球體)(예를 들면 볼 솔더)라도, 안정하게 접촉할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태의 프로브 핀을 도시하는 4면도이다.
제2 실시 형태의 프로브 핀(110)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 플런저(20)와, 제2 플런저(30)와, 제3 플런저(40)와, 제4 플런저(60)와, 코일 스프링(50)을 구비하고 있다. 제1∼제4 플런저(20, 30, 40, 60)는, 각각 도전성을 갖고 있고, 예를 들면 전주법으로 형성되어 있다. 제1 실시 형태와 동일 부분에 관해서는, 동일 참조 번호를 붙여서 설명을 생략하고, 제1 실시 형태와 다른 점에 관해 설명한다.
제2 실시 형태의 프로브 핀(110)에서는, 제1 플런저(20)가, 코일 스프링(50)의 일단부인 제1 단부(51)로부터 코일 스프링(50)의 내부에 삽입되어 있다. 또한, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)가, 코일 스프링(50)의 타단부인 제2 단부(52)로부터 코일 스프링(50)의 내부에 삽입되어 있다.
도 7은, 제1∼제4 플런저를 도시하는 사시도이다. 도 7A는 제1 플런저(20), 도 7B는 제2 플런저(30), 도 7C는 제4 플런저(60), 도 7D는 제3 플런저(40)를 도시하고 있다.
제4 플런저(60)는, 도 7C에 도시하는 바와 같이, 본체부(61)와, 제1, 제2 탄성편(62, 64)을 가지며, 개략 동일한 두께로 형성되어 있다. 또한, 제4 플런저(60)는, 도전성 협지 플런저의 한 예이다.
본체부(61)는, 평면 개략 사각형상을 갖고 있다. 본체부(61)의 길이 방향의 일단부에는, 제1, 제2 탄성편(62, 64)이 마련되어 있다. 또한, 이 제1, 제2 탄성편(62, 64)의 반대측의 타단부에, 평면 개략 삼각형상의 접촉부(67)가 마련되어 있다. 또한, 본체부(61)의 양측면에는, 지지 돌출부(66, 66)가 각각 마련되어 있다.
제1, 제2 탄성편(62, 64)은, 본체부(61)의 길이 방향의 타단부로부터, 본체부(61)의 길이 방향으로, 서로 평행하게 연재되어 있다. 즉, 제1, 제2 탄성편(62, 64)은, 제1 탄성편(62)의 내향면과 제2 탄성편(64)의 내향면과의 사이에 일정한 간격을 가지며, 제1 탄성편(62)의 외향면과 제2 탄성편(64)의 외향면 사이의 거리가, 본체부(61)의 폭(W7)에 개략 동등하게 되도록 배치되어 있다.
또한, 제1, 제2 탄성편(62, 64)은, 길이가 달라 있고, 제1 탄성편(62)의 길이가 제2 탄성편(64)의 길이보다도 짧아지도록 마련되어 있다. 제1 탄성편(62)의 내향면의 선단 연부에는, 가이드 돌기(63)가 돌설되어 있다. 또한, 제2 탄성편(64)의 내향면의 선단 연부에는, 접점부(65)가 돌설되어 있다.
즉, 제4 플런저(60)는, 접촉부(67)를 제외하고, 제2, 제3 플런저(30, 40)와 동일한 형상을 갖고 있다.
또한, 제4 플런저(60)의 제1, 제2 탄성편(62, 64) 사이의 길이의 차를 L4로 하고 있다.
또한, 제4 플런저(60)의 폭(W7)은, 제1 플런저(20)의 폭(W1), 제2 플런저(30)의 폭(W2), 및, 제3 플런저(40)의 폭(W3)과, 동일 치수이다.
또한, 제4 플런저(60)의 지지 돌출부(66, 66)는, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23, 23), 제2 플런저(30)의 지지 돌출부(36, 36), 및, 제3 플런저(40)의 지지 돌출부(46, 46)와 동일한 형상이고, 동일한 폭 치수를 갖고 있다. 즉, 제4 플런저(60)의 지지 돌출부(66, 66)의 폭(W8)은, 제1 플런저(20)의 지지 돌출부(23, 23)의 폭(W4), 제2 플런저(30)의 지지 돌출부(36, 36)의 폭(W5), 및, 제3 플런저(40)의 지지 돌출부(46, 46)의 폭(W6)과, 동일 치수이다.
도 8은, 제2 실시 형태의 프로브 핀의 조립 전후의 상태를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 9는, 제2 실시 형태의 프로브 핀의 단면도이다.
상기 프로브 핀(110)은, 다음과 같이 조립한다. 우선, 도 8A, 도 8B에 도시하는 바와 같이, 코일 스프링(50)의 제1 단부(51)측부터 내부에 제1 플런저(20)를 삽입하는 한편, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)를 같은 방향으로 하여 맞겹쳐서, 코일 스프링(50)의 제2 단부(52)측부터 내부에 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)를 삽입한다.
이 때, 제1 플런저(20)는, 제2, 제3 플런저(30, 40)에 더하여, 제4 플런저(60)의 제1 탄성편(62)과 제2 탄성편(64)의 사이에 삽입되고, 협지된다. 그리고, 도 9B에 도시하는 바와 같이, 제4 플런저(60)의 제1 탄성편(62)의 가이드 돌기(63)가, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)에 감합한다. 이에 의해, 제1 플런저(20)에 대한 제4 플런저(60)의 슬라이드 이동도, 가이드 홈(21)에 따라 행하여진다. 이 때문에, 제4 플런저(60)는, 가이드 돌기(63)에 의해, 슬라이드 이동의 범위가, 가이드 홈(21) 내로 규제된다. 그 결과, 제4 플런저(60)의 이동량의 최대치는, 제1∼제3 플런저(20, 30, 40)와 마찬가지로 가이드 홈(21)의 길이(L1)와 동등하다.
상기 프로브 핀(110)에서는, 가이드 홈(21)의 폭을 가이드 돌기(63)의 폭보다도 크게 하고 있다. 또한, 제1 탄성편(62)의 내향면과 제2 탄성편(64)의 내향면 사이의 간격을, 제1 플런저(20)의 두께보다도 크게 하고 있다. 이에 의해, 슬라이드 이동할 때에 제1 플런저(20)와 제4 플런저(60) 사이에 발생하는 마찰 저항을 저감하고, 제4 플런저(60)를 독립하여 슬라이드 이동하기 쉽게 하고 있다.
또한, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)는, 맞겹쳐서 코일 스프링(50)에 삽입하는 경우로 한하지 않고, 각각 개별적으로 코일 스프링(50)에 삽입하여도 좋다.
또한, 도 9B에 도시하는 바와 같이, 제4 플런저(60)의 제1 탄성편(62) 및 제2 탄성편(64)의 길이의 차(L4)는, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)의 길이(L1)와 동등 이상이다. 이 때문에, 제4 플런저(60)의 이동량에 관계없이, 제2 탄성편(64)의 접점부(65)는, 제1 플런저(20)에 항상 접촉하고 있다.
또한, 상기 프로브 핀(110)에서는, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)가, 각각 독립하여 동작한다. 이 때문에, 예를 들면, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 접촉부(37, 47, 67)의 어느 하나에 티끌 등이 부착하였다고 하여도, 티끌 등이 부착하지 않은 접촉부(37, 47, 67)에 의해, 프로브 핀(10)의 도통 상태를 유지할 수 있다. 그 결과, 접촉 안정성이 높은 프로브 핀(110)을 얻을 수 있다.
또한, 제4 플런저(60)도, 전주법으로 형성되어 있기 때문에, 그 표면에는, 형성시에 도전성 부재와 접촉하고 있던 플랫한 표면(이른바 원판면)과, 도전성 부재상에 적층된 금속의 성장 방향의 요철을 갖는 표면(이른바 성장면)이 존재하고 있다. 상기 프로브 핀(110)에서는, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 원판면을 서로를 마주 보게 하고, 제2, 제3 플런저(30, 40)의 사이에 제4 플런저(60)를 배치하고 있다. 즉, 제2, 제3 플런저(30, 40)와 제4 플런저(60)가 접촉하는 면 중, 적어도 일방의 면이 원판면이도록 배치하고 있다. 이에 의해, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60) 상호간의 마찰력을 저감하여, 그 결과, 제2로부터 제4 플런저(30, 40, 60)의 각각이 독립하여 슬라이드 이동할 수 있다.
또한, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 원판면끼리를 접촉시킨 경우에 작용하는 마찰 계수(Ra)는, 0.5㎛ 미만인 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)를 확실하게 독립하여 슬라이드 이동시킬 수 있다.
또한, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 제2 탄성편(34, 44, 64)의 접점부(35, 45, 65)와 접촉하는 제1 플런저(20)의 면이 원판면이 되도록, 제1 플런저(20)를 배치하여도 좋다. 이에 의해, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60) 상호간의 마찰력을 저감할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태의 프로브 핀(110)은, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 접촉부(37, 47, 67)가, 이른바 크라운 형상을 형성하고 있기 때문에, 접촉하는 부재가 구체(예를 들면 볼 솔더)라도, 안정하게 접촉할 수 있다.
(기타의 실시 형태)
제1 플런저(20)측에 복수의 플런저를 배치하여도 좋고, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)측에 4 이상의 플런저를 배치하여도 좋다.
제1, 제2 실시 형태에서, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 제1 탄성편(32, 42, 62)의 가이드 돌기(33, 43, 63)는, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)에 감합할 수 있고, 또한, 가이드 홈(21)과 감합한 때에, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 슬라이드 이동을 가이드 홈(21) 내에 규제할 수 있는 것이면 좋고, 형상, 크기 등은, 적절히 선택할 수 있다.
제1, 제2 실시 형태에서, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 제2 탄성편(34, 44, 64)의 접점부(35, 45, 65)는, 설계에 응하여, 형상 또는 크기 등을 적절히 선택할 수 있다. 접점부(35, 45, 65)의 형상 등을 변경함으로써 제2 탄성편(34, 44, 64)의 제1 플런저(20)에 대한 가세력을 조정할 수 있다.
제1, 제2 실시 형태에서는, 제2∼제4 플런저(30, 40, 60)의 제1 탄성편(32, 42, 62)과 제2 탄성편(34, 44, 64)과의 길이의 차(L2∼L4)를, 제1 플런저(20)의 가이드 홈(21)의 길이(L1)와 개략 동일 치수를 갖도록 형성하였지만, 이것으로 한하지 않는다. 제1 탄성편과 제2 탄성편과의 길이의 차는, 가이드 홈의 길이 이상이면 좋고, 적절히 변경 가능하다.
제1, 제2 실시 형태에서는, 제1∼제4 플런저(20, 30, 40, 60)의 두께를 동일하게 하였지만, 이것으로 한하지 않는다. 제1∼제4 플런저의 두께는, 적절히 변경하여도 좋다. 또한, 제2∼제4 플런저의 본체부, 제1, 제2 탄성편, 또는, 접촉부의 두께를 각각 다르도록 변경할 수도 있다.
제1∼제4 플런저(20, 30, 40, 60)는, 설계에 응하여, 도금, 코팅 등의 표면 처리를 행할 수도 있다.
제1, 제2 실시 형태의 프로브 핀(10, 110)은, IC용 테스트 소켓 등의 전자 디바이스에 적용할 수 있다.
실시례
본 발명의 프로브 핀의 접촉 안정성을 조사하였다.
(측정 조건)
·제1 실시 형태의 프로브 핀을 이용하였다. 이 프로브 핀에서는, 제1∼제3 플런저의 도금 사양을 Au : 1㎛ 이상으로 하였다. 또한, 프로브 핀의 당접 대상을 금판(Au 플레이트)으로 하였다.
·프로브 핀의 절연 저항치와, 제2, 제3 플런저의 하중에 대한 변화량을, 다음 조건으로 측정하였다.
(1) 도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 플런저의 접촉부 전체(프로브 핀의 제2, 제3 플런저 측의 접촉부의 1/2)에 테플론(등록상표) 테이프를 부착시킨 경우
(2) 도 11에 도시하는 바와 같이, 제2 플런저의 접촉부의 약 1/2(프로브 핀의 제2, 제3 플런저 측의 접촉부의 1/4)에 테플론 테이프를 부착시킨 경우
(3) 제2 플런저의 접촉부에 테플론 테이프를 부착시키지 않은 경우
또한, 테플론 테이프로서는, 두께 0.07㎜의 것을 사용하였다.
(접촉 저항치(도체 저항을 포함한다)에 관한 측정의 결과)
측정의 결과, 접촉 저항치는, 도 12에 도시하는 바와 같이, (1)∼(3) 모든 경우에서, 약 50mΩ이였다.
(접촉 저항치에 관한 고찰)
접촉 저항치에 관한 측정의 결과로부터, 제2, 제3 플런저의 접촉부의 어느 하나에 티끌 등이 부착하였다고 하여도, 티끌 등이 부착하지 않은 또 일방의 접촉부에 의해, 프로브 핀의 도통 상태를 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다.
(제2, 제3 플런저의 하중에 대한 변화량에 관한 측정의 결과)
측정의 결과, 제2, 제3 플런저의 하중에 대한 변화량은, 도 13∼도 15에 도시하는 바와 같이, (1)∼(3) 모든 경우에서, 개략 같았다.
(제2, 제3 플런저의 하중에 대한 변화량에 관한 고찰)
제2, 제3 플런저의 하중에 대한 변화량에 관한 측정의 결과로부터, 제2, 제3 플런저의 접촉부의 어느 일방에 티끌 등이 부착한 경우에도, 프로브 핀의 동작에 영향이 없음을 확인할 수 있었다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 관한 프로브 핀은, 제1, 제2 실시 형태로 한하지 않고, 각각 독립하여 동작하는 복수의 플런저를 갖는 것이면, 특히 한정하는 것이 아니다.
10 : 프로브 핀
20 : 제1 플런저
21 : 가이드 홈
22 : 접촉부
23 : 지지 돌출부
30 : 제2 플런저
31 : 본체부
32 : 제1 탄성편
33 : 가이드 돌기
34 : 제2 탄성편
35 : 접점부
36 : 지지 돌출부
37 : 접촉부
40 : 제3 플런저
41 : 본체부
42 : 제1 탄성편
43 : 가이드 돌기
44 : 제2 탄성편
45 : 접점부
46 : 지지 돌출부
47 : 접촉부
50 : 코일 스프링
51 : 제1 단부
52 : 제2 단부
60 : 제4 플런저
61 : 본체부
62 : 제1 탄성편
63 : 가이드 돌기
64 : 제2 탄성편
65 : 접점부
66 : 지지 돌출부
67 : 접촉부
110 : 프로브 핀

Claims (8)

  1. 코일 스프링과,
    본체부로부터 동일 방향으로 평행하게 연재되어 있는 제1, 제2 탄성편을 가지며, 또한, 각각 독립하여 동작 가능한 복수의 도전성 협지 플런저와,
    상기 도전성 협지 플런저의 상기 제1, 제2 탄성편의 사이에 삽입되는 도전성 피협지 플런저를 구비하고,
    상기 코일 스프링의 일단부로부터 상기 복수의 도전성 협지 플런저를 삽입하는 한편, 상기 코일 스프링의 타단부로부터 상기 도전성 피협지 플런저를 삽입하고, 상기 제1, 제2 탄성편으로 상기 도전성 피협지 플런저를 협지하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 협지 플런저가 2장인 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 협지 플런저가 3장인 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    전주법으로 형성되고, 또한, 플랫한 원판면과 요철을 갖는 성장면을 각각 갖는 상기 복수의 도전성 협지 플런저 및 상기 도전성 피협지 플런저 중, 적어도 1조의 인접하는 상기 도전성 협지 플런저가, 상기 원판면을 상호 마주 보게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 도전성 협지 플런저의 상기 제1 탄성편에, 상기 도전성 피협지 플런저의 편면에 접촉하는 접점부가 돌설되고, 상기 접점부를 통하여 상기 도전성 협지 플런저와 상기 도전성 피협지 플런저를 도통시키는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 협지 플런저의 제1 탄성편과 제2 탄성편이, 다른 길이를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 협지 플런저의 제1 탄성편 및 제2 탄성편의 적어도 어느 일방이, 가이드 돌기를 가짐과 함께, 상기 도전성 피협지 플런저가, 상기 가이드 돌기가 감합하는 가이드 홈을 가지며,
    상기 도전성 협지 플런저 및 상기 도전성 피협지 플런저의 슬라이드 이동이, 상기 가이드 홈에 따라 행하여지는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 프로브 핀을 이용한 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
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