KR100659944B1 - 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치에 관한 것으로, 외측단부에 다수의 탐침돌기를 구비하여 배럴 내외측으로 탄성유동되는 플런저에 있어서, 상기 탐침돌기는, 가장 긴 돌출길이를 가지는 최장돌기와, 가장 짧은 돌출길이를 가지는 최단돌기가 0.025mm이상 0.1mm이하의 높이차이를 가짐을 기술적 요지로 하여, 축방향 가압력이 작용될 시 플런저가 자연히 기울어지며 배럴과의 접촉이 안정되게 이루어지게 되어 검사시험 시 발생되는 저항을 보다 저감시키고 균일한 검사성능을 구현시킬 수 있으며, 가공이 용이하고, 별도의 구성을 추가로 제작, 조립시킬 필요가 없어 생산성을 보다 향상시키고 저렴한 단가로 제공할 수 있는 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치에 관한 것이다.

플런저 탐침 탐침돌기 탄성스프링 프로브

Description

플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치{a plunger and a probe employing that}

도 1 - 종래기술에 따른 검사용 탐침장치의 일실시예를 도시한 종단면도.

도 2 - 종래기술에 따른 검사용 탐침장치의 다른 실시예를 도시한 요부종단면도.

도 3 - 종래기술에 따른 검사용 탐침장치의 또 다른 실시예를 도시한 요부종단면도.

도 4 - 본 발명에 따른 검사용 탐침장치의 일실시예를 도시한 종단면도.

도 5 - 본 발명에 따른 검사용 탐침장치의 다른 실시예를 도시한 종단면도.

도 6 - 도 5의 저면도.

도 7 - 도 5의 작동을 보인 종단면도.

도 8 - [표1]을 도표로 나타낸 그래프.

도 9 - [표2]를 도표로 나타낸 그래프.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 검사대상물 접촉단자 20 : PCB 접촉단자

100 : 플런저 100a : 평판접촉플런저

100b : 볼접촉플런저 110 : 탐침돌기

110a : 평판접촉돌기 111 : 최장돌기

111a : 평판접촉최장돌기 112 : 최단돌기

112a : 평판접촉최단돌기 113 : 중간돌기

113a : 평판접촉중간돌기 120 : 함몰홈

200 : 배럴 300 : 탄성스프링

500 : 검사용 탐침장치

본 발명은 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외측단부상에 돌출길이가 다른 다수의 탐침돌기가 형성된 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제품 내에는 다수의 칩이 장착되어 있으며, 이들 칩은 전자제품의 성능을 결정하는 중요한 역할을 한다. 칩은 반도체의 얇고 작은 조각판 표면에 구성된 논리 소자로 인해 각각 다양한 기능을 수행하게 되는 집적회로로, 회로기판으로부터 전해진 전기적 신호 등이 버스를 통해 전송되어 이러한 작용이 이루어지게된다.

회로기판(PCB, printed circuit board)은 절연체인 에폭시 또는 베이클라이트 수지 등으로 만든 얇은 기판에 전도체인 구리가 회로배선을 형성하며 도포된 형태로 구성되어 있으며, 집적회로, 저항기 또는 스위치 등의 전기적 부품들이 회로 배선 상에 납땜됨으로써 이 인쇄 회로 기판에 설치된다.

마이크로 칩(Micro-chip)은 이러한 회로기판의 전자회로가 고밀도로 집적되어 만들어진 칩으로, 전자제품에 칩이 장착되어 조립완성되기 전에 정상적인 상태인지를 확인하기 위하여 검사장치에 의하여 검사되는 과정을 필수적으로 거치게 된다.

이러한 검사 방법으로 칩을 검사용 소켓장치에 장착함으로써 검사를 수행하는 방법이 있으며, 이러한 소켓장치 내에서 칩의 파손 없이 검사가 이루어지도록 하기위해 검사용 탐침장치가 장착되어 사용된다.

검사용 회로기판상에는 상부에 검사대상물인 마이크로칩이 놓여져 검사를 받을 수 있도록 검사용 소켓이 장착되어있으며, 검사용 소켓에는 다수개의 검사용 탐침장치가 장착되어 마이크로 칩에 접촉하게 된다.

전류가 상기 검사대상용 마이크로 칩의 여러지점에 접촉된 탐침장치의 상부말단부로부터 탐침장치 몸체부 및 탐침장치 하단부의 접촉핀을 통해 회로기판 측으로 흐름으로써, 검사대상용 칩의 검사가 이루어진다.

도 1은 종래의 일반적인 검사용 탐침장치(105)의 종단면도를 도시한 것으로, 상하가 개구되고 양단부에 내측으로 절곡된 절곡부가 형성된 외통(111) 양단부에 외통내벽면과 접촉되어 상하로 유동되는 한쌍의 접촉핀(117)이 각각 수용되어 있으며, 상기 외통 내부에 코일스프링(121)이 상기 한쌍의 접촉핀(117)의 단부에 각각 접촉됨으로써 접촉핀(117)이 탄성적으로 지지될 수 있도록 되어있다.

그러나, 상기와 같은 구조의 검사용 탐침장치는 상측의 접촉핀(117)으로 전 달된 전류가 하측의 접촉핀(117)에 이르기까지 좁은 단면적을 가지는 상기 코일스프링(121)만을 통과하게 되기 쉽고, 이 때에는 상기 코일스프링(121)과 접촉핀(117)간의 좁은 접촉면적에 의해 접촉저항이 증가하게된다.

그리고, 상기 접촉핀(117)과 외통(111), 코일스프링(121) 상호간의 접촉이 불안정하게 이루어짐에 따라 미세한 가공정도의 차이를 가지는 개별의 탐침장치 뿐만 아니라, 하나의 탐침장치에서도 회차마다 저항치가 상이하게 생성되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 종래기술로써 미국특허등록번호 제3,435,168호의 ELECTRICAL CONTACT에 대해 간단히 설명하기로 한다.

상기 종래기술은 도 2에 도시된 바와 같이 스프링(85)과의 접촉면(84)을 경사형성시키거나, 도 3에 도시된 바와 같이 금속볼(88, 90)을 매개로 하여 스프링(85)과 플런저(16)를 전기적으로 연결시킨 실시예를 들어, 상기 플런저(16)가 축방향의 가압력을 받으면 자연히 기울어지면서 외통(8, 10)상에 접촉될 수 있도록 하였다.

그러나, 도 2에 도시된 프로브를 제작하기 위해서는 플런저(16)의 내측면을 플런저(16)에 일정한 기울기의 경사면을 형성시키는 난이도 높은 공정이 추가로 소요되며, 상기 스프링(85)이나 플런저(16)가 가압작용 및 해제상태가 반복됨에 따라 헛돌게 되어 그 단부가 외통(8, 10)을 긁어 손상을 입히게 되었다.

또한, 도 3에 도시된 프로브를 제작함에 있어서는 다수의 금속볼(88, 90)을 별도로 제작, 삽입하는 공정이 추가로 소요됨에 따라 조립과정이 보다 번거로워지 고, 제조단가가 높아지는 문제점이 있었다.

그리고, 상기와 같은 구조는 축방향으로의 가압력을 받고있지 않을 시에도 상기 플런저(16)가 기울어진 형태를 유지하기 쉬워 불량이나 파손여부를 파악하기 어렵고, 소켓에의 일괄적인 장착이 용이하지 않는 다른 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 본 발명은, 검사시험 시 발생되는 저항을 보다 저감시키면서 균일한 검사성능을 구현시킬 수 있는 구조의 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 축방향 가압력이 작용될 시, 안정되게 기울어지면서 외통을 손상시키지 않으며, 가공이 용이하고, 별도의 구성을 추가로 구비할 필요가 없어 생산성을 보다 향상시키고 저렴한 단가로 제공할 수 있는 플런저 및 이를 장착한 검사용 탐침장치를제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 외측단부에 다수의 탐침돌기를 구비하여 배럴 내외측으로 탄성유동되는 플런저에 있어서, 상기 탐침돌기는, 가장 긴 돌출길이를 가지는 최장돌기와, 가장 짧은 돌출길이를 가지는 최단돌기가 0.025mm이상 0.1mm이하의 높이차이를 가짐을 특징으로 하는 플런저를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 탐침돌기는, 상기 플런저 외측단의 중앙으로부터 이격거리를 둔 위치를 중심으로 방사형을 이루며 함몰홈이 절삭가공되어 형성되며, 3개이상 8 개이하의 갯수를 가지는 실시예를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 플런저가 설치된 검사용 탐침장치를 또 다른 기술적 요지로 하며, 상기 플런저는 상기 배럴의 일측 또는 양측에 설치되는 다른 실시예를 포함함이 바람직하다.

따라서, 축방향 가압력이 작용될 시 플런저가 자연히 기울어지며 배럴과의 접촉이 안정되게 이루어지게 되어 검사시험 시 발생되는 저항을 보다 저감시키고 균일한 검사성능을 구현시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 가공이 용이하고, 별도의 구성을 추가로 제작, 조립시킬 필요가 없어 생산성을 보다 향상시키고 저렴한 단가로 제공할 수 있다는 다른 이점이 있다.

그리고, 축방향 가압력의 작용여부에 따라 명확히 구분작동되어 조립 및 소켓에의 장착이 용이하다는 다른 이점이 있다.

또한, 플런저가 기울어질 시에도 탄성스프링과의 안정된 접속상태가 유지됨에 따라 탄성스프링의 단부나 탄성스프링의 가압력에 밀린 플런저가 배럴 내벽을 가압한 채로 헛돌며 손상시키는 것을 방지할 수 있다는 다른 이점이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명에 따른 검사용 탐침장치의 일실시예를 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 검사용 탐침장치의 다른 실시예를 도시한 종단면도이며, 도 6은 도 5의 저면도, 도 7은 도 5의 작동을 보인 종단면도이다.

본 발명에 따른 플런저(100)는, 배럴(200) 내부에 일부가 구속된 채로 상기 배럴(200) 내외측으로 탄성유동되며, 외측단부에 다수의 탐침돌기(110)가 구비된 플런저에 있어서, 상기 탐침돌기(110)의 돌출길이를 다르게 형성하여 평탄면과의 접촉 시 돌출길이가 짧은 일측으로 자연히 기울어지는 작동을 구현하도록 하는 구성을 가진다.

상기 탐침돌기(110)는 상기 플런저(100) 및 검사용 탐침장치(500)의 최말단에 위치함에 따라 검사대상물의 접촉단자(10)나 PCB회로기판의 접촉단자(20)와 직접적인 접촉이 이루어지게 된다.

이에, 상기 탐침돌기(110)는 상기 접촉단자들(10, 20)과의 접촉이 명확하게 이루어질 수 있도록, 일반적으로 말단부로 갈수록 단면적이 좁아지는 뾰족한 형상을 가지는 다수가 일정한 돌출높이로 형성되어왔다.

본 발명에서는 가장 긴 돌출길이를 가지는 최장돌기(111)와, 가장 짧은 돌출길이를 가지는 최단돌기(112)를 각각 일측과 타측에 형성시키고, 그 사이에 다수의 다른 탐침돌기(110)들을 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 말단의 연장선상에 해당되는 돌출길이로 형성시킨 구조를 가진다.

상기 플런저(100)는 상하가 개방된 원통형상으로 형성된 상기 배럴(200)에 일부가 구속된 채로 기울어지게 되는데, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 높이차(z)가 적으면 상기 플런저(100)가 상기 배럴(200)에 안정되게 접촉되지 못하고, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 높이차(z)가 지나치면 상기 플런저(100)가 상기 배럴(200)을 손상시킬 수 있으므로, 그 높이차(z)를 일정범위 이내로 한정시키는 것이 바람직하다.

상기 플런저(100)의 단면크기 및 상기 배럴(200)의 내경크기는 각각의 표면 상태와 함께 상호간에 유기적으로 관련되어 접촉저항을 발생시키게 되는데, 상기 플런저(100) 및 배럴(200)의 크기들을 한정시킴으로써 접촉저항의 정밀한 패턴을 파악하는 것은 실제로 어려우므로, 본 발명에서는 이하 설명되는 [표1], [표2]에 해당되는 실험에 의거하여, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 높이차(z)가 0.025mm이상 0.1mm이하가 되도록 한정하고 있다.

상기 탐침돌기(110)는 상기 플런저(100) 외측단의 중앙으로부터 이격거리를 둔 위치를 중심으로 방사형을 이루며 V형의 함몰홈(120)을 절삭가공시키면 방사형으로 분리된 사이마다 뾰족한 형태의 탐침돌기(110)가 형성되며, 그 돌출길이가 균일하지 않게 된다.

상기와 같이 절삭형성시키면, 상기 중심으로부터 최장길이를 가지는 위치에 최장돌기(111)가 형성되고, 상기 중심으로부터 최단길이를 가지는 위치에 상기 최단돌기(112)가 형성되며, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112) 사이에 위치하게되는 탐침돌기(110)는 자연히 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 말단과 연장되는 말단을 가지는 돌출길이를 가지게 된다.

이에, 상기 최단돌기(112)가 평탄한 접촉면을 가지는 접촉단자에 접촉되도록 상기 플런저(100)가 기울어지면, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112) 뿐만아니라 그 외 다수의 탐침돌기(110)들도 자연히 함께 접촉단자와의 접촉이 이루어져, 다수의 상기 탐침돌기(110) 전부가 접촉단자와 접촉되며 명확한 전기적인 접속을 구현하게 된다.

상기 탐침돌기(110) 각각은 상기 함몰홈(120)을 방사형으로 절삭하여 형성됨 에 있어서, 상기 함몰홈(120)에 의해 구분되는 각 위치에서 차치면적의 크기 및 위치, 상기 함몰홈(120)의 깊이, 크기에 따라 3개이상 8개이하의 갯수범위 이내에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 4는 상기 배럴(200)의 상하양단부에 본 발명에 따른 상기 플런저(100)를 설치시킨 본 발명의 일실시예를 도시한 종단면도이며, 도 5는 반구형상의 검사대상물의 접촉단자(10)에 접촉되는 상단부에는 일정한 돌출높이의 탐침돌기를 가지는 볼접촉플런저(100b)를 설치하고, 평탄한 형태의 접촉단자(20)를 가지는 PCB기판과의 접촉이 이루어지는 단부에만 본 발명에 따른 구조를 가지는 평판접촉플런저(100a)를 설치시킨 다른 실시예를 도시한 종단면도이다.

본 발명은 상기 플런저(100) 뿐만 아니라 도 4, 5에 도시된 바와 같이 상기 플런저(100)가 설치된 검사용 탐침장치(500) 또한 발명의 대상으로 하며, 도 4, 5에 도시된 실시예와 같은 구조에 한정되지 않고 상기 플런저(100)가 설치된 다양한 구조의 검사용 탐침장치(500) 전부를 포함한다고 보아야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 축방향으로의 가압력에 의해 상기 플런저(100)를 기울어지도록 하는 작동원리를 구현함에 있어서, 상기 배럴(200) 내부에 상기 탄성스프링(300)과 같은 기본 구성요소 외에 별도의 구성요소를 전혀 추가시킬 필요가 없음을 알 수 있다.

상기 실시예는 최장돌기(111(a)), 최단돌기(112(a)), 그 외 2개의 중간돌기(113(a))를 포함하여 총 4개의 탐침돌기(110)를 형성시킨 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 4개(또는 2개)의 함몰홈(120)(V형 하단(120a)을 점선표기)을 중앙(*표 시)에서 이격된 위치를 중심으로 직각으로 교차형성시키면 상기 실시예와 같은 형상으로 제작할 수 있다.

아래의 [표1]은 도 1에 도시된 종래기술에 따른 검사용 탐침장치의 일실시예로 저항치를 측정한 실험데이터를 정리한 것이며, 아래의 [표2]는 도 5에 도시된 본 발명에 따른 검사용 탐침장치의 실시예로 저항치를 측정한 실험데이터를 정리한 것이고, 도 8, 9는 각각 [표1], [표2]의 내용에 해당되는 실험데이터를 도표로 나타낸 그래프이다.

[표1]의 실험데이터는, 검사용 탐침장치의 전체 길이를 5.7mm, 외통의 길이를 4mm, 외통의 두께를 0.09mm, 플런저 외측단부의 직경을 0.3mm로 하여, 탐침돌기의 돌출길이를 일정하게 형성시킨 33개의 시료로 각각 10번씩 저항치(단위: mΩ)를 측정한 내용이 기록되었다.

[표2]의 실험데이터는, 상기 [표1]과 마찬가지로 검사용 탐침장치의 전체 길이를 5.7mm, 배럴의 길이를 4mm, 배럴의 두께를 0.09mm, 플런저 외측단부의 직경을 0.3mm로 하나, 상기 최장돌기(111)와 최단돌기(112)의 돌출길이차(z)를 0.025mm로 한 32개의 시료로 각각 10번씩 저항치(단위: mΩ)를 측정한 내용이 기록되었다.

각 행의 최좌측에 표기된 숫자는 시료번호에 해당되며, 각 열의 최상측에 표기된 숫자는 측정회차에 해당된다.

[표1]에서 최대저항치는 277.2 mΩ, 최소저항치는 27.2mΩ이며, 평균저항치는 71.09mΩ, 저항치간의 표준편차는 46.36이다.

그리고, [표2]에서 최대저항치는 168.5mΩ, 최소저항치는 20.3mΩ이며, 평균저항치는 41.33mΩ, 저항치간의 표준편차는 19.24이다.

[표2]의 내용이 [표1]의 내용에 비해 평균저항치 및 저항치간의 표준편차가 현격히 저하됨이 알수 있으며, 이는 본 발명에 따른 플런저(100) 및 이를 장착한 검사용 탐침장치(500)가 저항을 저감시키고 균일한 검사성능을 구현시키는 효과가 우수함을 뒷바침한다.

본 발명에 따르면, 평판형상의 접촉면을 가지는 대상물과의 접촉 시 상기 플런저(100)가 자연히 기울어지며 상기 배럴(200)가 접촉되며 전류이동경로를 확장시킴으로써 검사신뢰성을 보다 향상시킬 수 있으며, 이러한 작동구조를 구현함에 있어서도 별도의 구성요소를 추가시킬 필요가 없어 기존의 생산성과 단가를 유지할 수 있다.

축방향 가압력의 작용될 시에는 상기 플런저(100)가 접촉단자와 접촉된 상태로 기울어지게 되지만, 가압력이 해제되어 접촉단자와 이격되면 초기형태로 원상복귀가 이루어지게 되어, 가압력의 작용여부에 따라 명확히 구분작동됨에 따라 상기 플런저(100)가 구부러지는 파손 등을 쉽게 파악할 수 있으며, 소켓에의 일괄적인 장착이 용이하다.

또한, 상기 플런저(100)가 기울어질 시에도 상기 탄성스프링(300)과의 안정된 접속상태가 유지됨에 따라, 상기 탄성스프링(300)의 단부가 특정위치에 구속되지 않아서 상기 탄성스프링(300)이나 상기 탄성스프링(300)의 가압력에 밀린 상기 플런저(100)의 단부가 상기 배럴(200) 내벽을 가압한 채로 헛돌며 손상시키는 현상이 발생되지 않는다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 축방향 가압력이 작용될 시 플런저가 자연히 기울어지며 배럴과의 접촉이 안정되게 이루어지게 되어 검사시험 시 발생되는 저항을 보다 저감시키고 균일한 검사성능을 구현시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 가공이 용이하고, 별도의 구성을 추가로 제작, 조립시킬 필요가 없어 생산성을 보다 향상시키고 저렴한 단가로 제공할 수 있다는 다른 효과가 있다.

그리고, 축방향 가압력의 작용여부에 따라 명확히 구분작동되어 조립 및 소켓에의 장착이 용이하다는 다른 효과가 있다.

또한, 플런저가 기울어질 시에도 탄성스프링과의 안정된 접속상태가 유지됨에 따라 탄성스프링의 단부나 탄성스프링의 가압력에 밀린 플런저가 배럴 내벽을 가압한 채로 헛돌며 손상시키는 것을 방지할 수 있다는 다른 효과가 있다.

Claims (6)

1. 외측단부에 다수의 탐침돌기를 구비하여 배럴 내외측으로 탄성유동되는 플런저에 있어서,

   상기 탐침돌기는,

   가장 긴 돌출길이를 가지는 최장돌기와, 가장 짧은 돌출길이를 가지는 최단돌기가 0.025mm이상 0.1mm이하의 높이차이를 가짐을 특징으로 하는 플런저.
2. 제1항에 있어서, 상기 탐침돌기는,

   상기 플런저 외측단의 중앙으로부터 이격거리를 둔 위치를 중심으로 방사형을 이루며 함몰홈이 절삭가공되어 형성됨을 특징으로 하는 플런저.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탐침돌기는,

   3개이상 8개이하의 갯수를 가짐을 특징으로 하는 플런저.
4. 제1항 내지 제3항의 상기 플런저가 설치된 검사용 탐침장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 플런저는,

   상기 배럴의 일측에만 설치됨을 특징으로 하는 검사용 탐침장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 플런저는,

   상기 배럴의 양측에 설치됨을 특징으로 하는 검사용 탐침장치.

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