KR101307365B1 - 접촉자 및 전기적 접속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 각 플런저를, 흔들림 없이 안정하여 접동이 자유롭게 지지하여, 확실한 전기적 접촉을 실현한다.
본 발명의 접촉자는, 제1 플런저 및 제2 플런저가, 그 선단 쪽에 설치되고 접동 가능하게 지지되어 2개의 부재에 각각 접촉되는 선단부와, 그 기단 쪽에 설치되고 상기 각 플런저를 각각 반으로 나눈 형상으로 하여 서로 접동 가능하게 겹쳐져 상기 압축 코일 스프링 내에 삽입되는 접동부를 갖춘다. 상기 각 접동부는, 상대쪽 플런저의 선단부와 함께 접동 가능하게 지지되는 길이로 설정된다.

Description

접촉자 및 전기적 접속장치{Contact and Electrical Connection Device}
본 발명은, 배선기판이나 반도체 집적회로 등에 갖춰진 전극에 접촉되는 접촉자 및 전기적 접속장치에 관한 것이다.
마주보고 설치된 배선기판의 전기회로 등을 서로 전기적으로 접속하는 접촉자는 일반적으로 알려져 있다. 이러한 접촉자의 예로는, 예를 들어 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재된 것이 있다.
특허문헌 1의 접촉자(1)는, 도2, 3에 나타나 있듯이, 같은 형상의 2개의 접촉 핀(2)과, 코일 스프링(3)으로 구성되어 있다.
접촉 핀(2)은 주로, 걸림돌기(4), 걸림구멍(5), 플랜지부(6), 핀 선단부(2A)로 구성되어 있다. 걸림돌기(4)는, 마주보고 2개 설치되고, 가요성이 있는 지지봉부(4A)로 지지되어 있다. 이에 의해, 2개의 걸림돌기(4)는, 서로 근접 이간하도록 되어 있다. 걸림구멍(5)은, 걸림돌기(4)가 결합하는 구멍으로, 걸림돌기(4)의 폭에 맞춰서 장방형 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 2개의 접촉 핀(2)이 90도 어긋나서 서로 마주보고 결합함으로써, 걸림구멍(5)의 개구에, 2개의 걸림돌기(4)가 각각 걸려서 서로 빠지지 않도록 되어 있다. 플랜지부(6)는, 코일 스프링(3)이 접촉되는 부분이다. 2개의 접촉 핀(2)이 각각 코일 스프링(3)에 삽입된 상태에서 90도 어긋나서 서로 결합함으로써, 코일 스프링(3)의 양단이 각 플랜지부(6)에 접촉하여 접촉자(1)가 쌓아 올려진다. 2개의 접촉 핀(2)이 서로 결합한 상태에서 쌓아 올려진 접촉자(1)의 양 단부(端部)는 전극 등에 접촉하여 전기적으로 접속되는 핀 선단부(2A)가 된다.
또한, 특허문헌 2의 접촉자(7)는, 도4에 나타나 있듯이, 플런저(8)와, 스프링(9)으로 구성되어 있다.
플런저(8)는, 가늘고 긴 판상으로 형성되고, 그 상부에 스프링(9)을 받는 광폭부(廣幅部)(8A)가 설치되고, 이 광폭부(8A)의 상부에 전극과 접촉하는 단자부(8B)가 형성되어 있다. 광폭부(8A)의 하부에는, 스프링(9) 내에 상하운동이 자유롭게 삽입되는 심봉부(心捧部)(8C)가 형성되어 있다. 스프링(9)은, 심봉부(8C)를 상하운동이 자유롭게 삽입할 수 있는 내경으로 형성되어 있다. 스프링(9)의 하단부는, 좁게 조여져 전극 등에 접촉된다.
또한, 특허문헌 3과 같은 구조의 것도 있다. 특허문헌 3의 전기부품용 소켓에서는, 전기부품의 단자에 접촉하는 접촉부재, 도전성을 갖는 판재에 의해 형성되어 프린트 회로기판에 접속되는 기판 도통(道通)부재, 상기 접촉부재 및 상기 기판 도통부재의 사이에 설치되어 양자에 전기를 흐르게 하는 코일 스프링을 갖는다. 접촉부재와 기판 도통부재는, 서로 접촉되지 않고, 이들 사이는 코일 스프링으로 접속되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허 특표2008-516398호 공보
특허문헌 2: 일본 공개특허 특개2004-152495호 공보
특허문헌 3: 일본 공개특허 특개평11-317270호 공보
그런데, 상기 특허문헌 1의 접촉자(1)에서는, 한쪽 접촉 핀(2)의 걸림돌기(4)가 다른쪽 접촉 핀(2)의 걸림구멍(5)에 결합한 상태에서, 각 지지봉부(4A)를 코일 스프링(3)으로 지지하고 있다. 그리고, 접촉자(1)의 신축에 따라, 각 지지봉부(4A)가 코일 스프링(3)으로 지지된 상태에서 서로 슬라이드한다. 그러나, 이 경우, 각 지지봉부(4A)는 코일 스프링(3)으로 지지되어 있을 뿐이므로, 코일 스프링(3)의 탄성에 의한 내경의 변화에 의해, 각 지지봉부(4A)가 서로 흔들려 불안정해져, 각 접촉 핀(2)의 정확하고 양호한 슬라이드가 불가능한 문제가 있다.
특히, 회로의 고집적화에 따라 접촉자(1)의 소형화가 진행되면, 각 접촉 핀(2)의 동작에도 높은 정밀도가 요구되는데, 각 지지봉부(4A)가 코일 스프링(3)으로 지지되는 구조에서는, 각 접촉 핀(2)의 정확하고 양호한 슬라이드가 불가능하여, 접촉 불량을 일으킬 우려가 있는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2의 접촉자(7)에서는, 스프링(9)의 내경이, 플런저(8)의 심봉부(8C)를 상하운동이 자유롭게 삽입할 수 있는 치수로 설정되어 있지만, 스프링(9)의 탄성에 의한 내경의 변화에 의해, 플런저(8)가 흔들려 불안정해져, 플런저(8)의 정확하고 양호한 슬라이드가 불가능한 문제가 있다.
특히, 특허문헌 2의 접촉자(7)에서는, 한쪽이 플런저(8)의 단자부(8B)로, 다른쪽이 스프링(9)으로, 각 전극에 접촉하기 때문에, 다른쪽의 스프링(9)과 전극과의 접촉 상태가 불안정해지고, 플런저(8)의 흔들림도 서로 작용하여, 접촉 불량을 일으킬 우려가 높아지는 문제가 있다.
또, 특허문헌 3의 경우, 플런저끼리의 접촉이 없고, 스프링으로 서로 전기적으로 접촉되어 있을 뿐이므로, 각 플런저가 불안정해져, 접촉 불량을 일으킬 우려가 있는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 생각하여 이루어진 것으로, 정확하고 양호한 슬라이드를 실현하여 접촉성을 향상시킨 접촉자 및 이 접촉자를 이용한 전기적 접속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 접촉자는 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 한쪽 부재에 접촉하는 제1 플런저, 상기 제1 플런저와 겹쳐진 상태로 다른쪽 부재에 접촉하여 상기 제1 플런저와 협동하여 상기 한쪽 부재와 다른쪽 부재와의 사이를 전기적으로 도통(道通)시키는 제2 플런저, 겹쳐진 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저의 외주를 덮고, 각 플런저를 상대적으로 슬라이드 가능하게 지지하는 압축 코일 스프링을 갖추고, 상기 제1 플런저 및 상기 제2 플런저가, 그 선단 쪽에 설치되어 접동(摺動, 맞닿아 움직임) 가능하게 지지되어 상기 각 부재에 각각 접촉되는 선단부와, 그 기단 쪽에 설치되고 상기 각 플런저를 각각 반으로 나눈 형상으로 하여 서로 접동 가능하게 겹쳐져 상기 압축 코일 스프링 내에 삽입되는 접동부를 갖추며, 상기 각 접동부가, 상대쪽 플런저의 선단부와 함께 접동 가능하게 지지되는 길이로 설정된 것을 특징으로 한다.
피검사체의 전극에 접촉하여 시험하는 전기적 접속장치는, 상기 피검사체의 각 전극에 대응하는 위치에 설치되고 그 각 전극에 접촉하여 통전하는 접촉자를 갖추고, 그 접촉자로서 상기 접촉자를 이용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 접촉자 및 전기적 접속장치에 있어서는, 각 플런저를, 흔들림 없이 안정하여 접동이 자유롭게 지지하여, 확실한 전기적 접촉을 실현한다.
도1은 본 발명의 실시형태에 따른 접촉자를 나타낸 사시도이다.
도2는 제1 종래의 접촉자를 나타낸 사시도이다.
도3은 제1 종래의 접촉자를 나타낸 분해 사시도이다.
도4는 제2 종래의 접촉자를 나타낸 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치를 나타낸 정면 단면도이다.
도6은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치를 나타낸 평면도이다.
도7은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 요부를 나타낸 단면도이다.
도8은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 피검사체쪽 플런저의 접촉 단부를 나타낸 사시도이다.
도9는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 각 플런저가 수납된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도10은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 피검사체쪽 플런저가 돌출한 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도11은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 각 플런저가 각각 돌출한 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도12는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 상부를 나타낸 사시도이다.
도13은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자를 나타낸 일부 파단 측면도이다.
도14는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 기판쪽 플런저를 나타낸 측면도이다.
도15는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 기판쪽 플런저를 나타낸 정면도이다.
도16은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 기판쪽 플런저의 후단 삽입부를 나타낸 측면도이다.
도17은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 기판쪽 플런저를 나타낸 평면도이다.
도18은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 기판쪽 플런저를 나타낸 저면도이다.
도19는 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 피검사체쪽 플런저를 나타낸 측면도이다.
도20은 본 발명의 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 접촉자의 압축 코일 스프링을 나타낸 측면도이다.
도21은 본 발명의 제1 변형예를 나타낸 요부 단면도이다.
도22는 본 발명의 제2 변형예를 나타낸 요부 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 접촉자 및 전기적 접속장치에 대해서, 첨부도면을 참조하면서 설명한다.
먼저, 도5∼8에 근거하여, 본 실시형태의 전기적 접속장치(11)를 설명한다. 전기적 접속장치(11)는, 피검사체(12)의 통전(通電)시험 등에 이용되는 장치이다.피검사체(12)는, 집적회로 등의 반도체 디바이스나 그 외의 전기적 검사가 필요한 디바이스이다. 피검사체(12)는, 그 아래쪽 면에 복수의 범프 전극(13)이 설치되어 있다. 이 범프 전극(13)은, 피검사체(12)의 아래쪽 면에 설치된 구(球) 형상의 전극이다. 각 범프 전극(13)은, 피검사체(12)의 아래쪽 면에, 1열, 복수 열, 매트릭스 형상 또는 다른 배열로 갖추어져 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 범프 전극(13)은 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 구 형상의 범프 전극(13) 대신에 평면적인 전극이 설치되는 경우도 있다. 전극의 형상에 따라서, 후술하는 접촉단부가, 크라운 컷되거나, 원추 형상으로 형성된다. 이 때문에, 이하에서는, 접촉단부가, 크라운 컷되어 있는 경우와, 원추 형상으로 형성되어 있는 경우 양쪽을 예로 설명한다.
전기적 접속장치(11)는 주로, 배선기판(15), 하우징(16), 상판(17), 가이드 판(18), 접촉자(19)를 갖추어 구성되어 있다.
배선기판(15)은, 두꺼운 기판(20) 위에 설치되어서, 하우징(16), 상판(17) 등과 일체로 지지되는 판상 부재이다. 이 배선기판(15)의 배선(21)은 피검사체를 시험하는 테스터 본체(도시하지 않음)의 배선에 접속되어 있다. 배선기판(15)은, 테스터 본체 쪽의 전극을 구성하는 부재이다. 접촉자(19)의 하단부가 배선기판(15) 위의 배선(21)의 컨택트 패드(22)에 접촉함으로써, 접촉자(19)와 테스터 본체 쪽이 전기적으로 도통된다.
하우징(16)은, 상기 상판(17)과 협동하여 접촉자(19)를 지지하기 위한 부재이다. 하우징(16)은, 전체를 두꺼운 사각형의 블록 형상으로 형성하고, 그 위쪽 면에 상판 결합 요부(凹部)(23)가 형성되어 있다. 이 상판 결합 요부(23)는, 상판(17)과 거의 같은 치수의 세로, 가로 및 높이로 설정되어 있다. 이에 의해, 상판 결합 요부(23)에 상판(17)이 결합함으로써, 하우징(16)의 위쪽 면과 상판(17)의 위쪽 면이 하나의 면이 되도록 설정되어 있다. 하우징(16)에는, 지지 구멍(25)이 매트릭스 형상으로 다수 설치되어 있다. 이 지지 구멍(25)은, 내부에 접촉자(19)를 삽입하여 지지하기 위한 구멍이다. 지지 구멍(25)은, 피검사체(12)의 범프 전극(13) 및 배선 기판(15)의 컨택트 패드(22)에 대응한 위치에 각각 설치되어 있다. 지지 구멍(25)은, 중간 구멍부(25A)와, 기판쪽 가이드 구멍부(25B)로 구성되어 있다. 중간 구멍부(25A)는, 접촉자(19)가 접촉하지 않도록, 접촉자(19)의 외경(外徑)보다도 큰 내경(內徑)으로 설정되어 있다. 기판쪽 가이드 구멍부(25B)는, 후술하는 접촉자(19)의 기판쪽 플런저(34)의 선단부(39)와 거의 같은 치수의 내경이 되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 기판쪽 플런저(34)의 선단부(39)가 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 삽입하여 지지되어, 기판쪽 플런저(34)가 흔들림없이 안정하여 상하로 슬라이드 가능하도록 되어 있다. 하우징(16)의 상판 결합 요부(23)의 가장자리에는, 후술하는 위치 결정 핀(30)을 삽입하는 핀 구멍(27)이 2곳에 설치되어 있다.
하우징(16)은, 배선 기판(15)의 위쪽에 겹쳐서 고정되어 있다. 배선 기판(15)의 위쪽 면의 상기 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 대응하는 위치에 설치된 컨택트 패드(22)는, 테스터 본체에 배선으로 접속되어 있다. 각 컨택트 패드(22)에는, 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 삽입된 기판쪽 플런저(34)의 접촉단부(39A)가 눌려서 전기적으로 접촉된다.
상판(17)은, 하우징(16)과 협동하여, 접촉자(19) 전체를 지지하기 위한 부재이다. 상판(17)은, 하우징(16)의 상판 결합 요부(23)에 결합한 상태에서, 상기 하우징(16)과 상판(17)으로, 접촉자(19)를 신축 자유롭게 지지하도록 되어 있다. 상판(17)에는, 하우징(16)의 각 지지 구멍(25)에 대응하는 위치에, 접촉자(19)의 피검사체(12) 쪽을 지지하는 피검사체쪽 지지 구멍(28)이 설치되어 있다. 피검사체쪽 지지 구멍(28)은, 피검사체쪽 가이드부(28A)와, 전극 가이드 구멍부(28B)로 구성되어 있다. 피검사체쪽 가이드부(28A)는, 후술하는 접촉자(19)의 피검사체쪽 플런저(35)의 선단부(46)와 거의 같은 치수의 내경으로 설정되어 있다. 이에 의해, 피검사체쪽 플런저(35)의 선단부(46)가, 피검사체쪽 가이드부(28A)에 삽입하여 지지되어, 흔들림없이 안정하여 상하로 슬라이드 가능하도록 되어 있다.
상판(17)의 가장자리의 2곳의 위치에는, 핀 구멍(29)이 설치되어 있다. 이 핀 구멍(29)은, 위치 결정 핀(30)을 삽입하는 구멍이다. 핀 구멍(29)의 내경은, 위치 결정 핀(30)의 외형과 거의 같은 치수로 설정되어, 위치 결정 핀(30)이 핀 구멍(29)에, 흔들림 없이 결합하도록 되어 있다. 상기 위치 결정 핀(30)이, 상판(17)의 핀 구멍(29)과 하우징(16)의 핀 구멍(27)을 지남으로써, 상판(17)과 하우징(16)이 정확하게 위치 결정되도록 되어 있다.
전극 가이드 구멍부(28B)는, 피검사체(12)의 아래쪽 면에 갖춰진 각 범프 전극(13)에 대응하는 위치에 각각 설치되어 있다. 전극 가이드 구멍부(28B)는, 범프 전극(13)의 외형 치수보다도 조금 큰 오목(凹) 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 피검사체(12)가 장착됨으로써, 이 피검사체(12)의 각 범프 전극(13)이 각 전극 가이드 구멍부(28B)에 받아들여지고, 각 접촉자(19)의 피검사체쪽 플런저(35)의 접촉단부(46A)가 각 범프 전극(13)에 전기적으로 접촉하도록 되어 있다. 상판(17)은, 하우징(16)의 상판 결합 요부(23)에 끼워 넣어진 상태에서, 가이드 판(18)에 눌려 고정되어 있다. 또한, 각 전극 가이드 구멍부(28B)는, 피검사체(12)의 전극이 구 형상이 아닌 평판상인 경우는 필요 없게 된다.
가이드 판(18)은, 피검사체(12)를 전기적 접속장치(11)에 장착할 때에, 그 피검사체(12)를 받아 안내하고, 위치 결정하여 지지하기 위한 부재이다. 위치 결정하여 지지된 피검사체(12)는, 누름 수단(도시하지 않음)에 의해 눌림으로써 그 각 범프 전극(13)이 각 접촉자(19)와 정합(整合)하여 서로 접촉된다. 가이드 판(18)은, 전체가 사각 환상(環狀)으로 형성되어 있다. 가이드 판(18)의 외주는, 하우징(16)의 외주와 정합하는 치수로 설정되어 있다. 가이드 판(18)의 내주(內周)에는, 경사면부(18A)와 접촉면부(18B)를 갖추고 있다.
경사면부(18A)는, 피검사체(12)를 받아들여 안내하는 부분이다. 경사면부(18A)는, 사각 환상의 가이드 판(18)의 내주의 위쪽에 위치하고, 위쪽으로 열리도록 경사져 형성되어 있다. 접촉면부(18B)는, 경사면부(18A)로 안내된 피검사체(12)를 위치 결정하여 지지하는 부분이다. 접촉면부(18B)는, 경사면부(18A)의 아래쪽에 위치하고, 피검사체(12)의 치수와 거의 같은 치수로 설정되어 있다. 이에 의해, 접촉면부(18B)에 피검사체(12)가 결합함으로써, 피검사체(12)가 정확하게 위치 결정하여 지지되도록 되어 있다.
가이드 판(18)의 마주보는 2곳에는, 핀 구멍(31)이 설치되어 있다. 핀 구멍(31)에는, 그 핀 구멍(31)의 내경과 거의 같은 외경의 위치 결정 핀(32)이 삽입되어 있다. 하우징(16)에는, 핀 구멍(31)과 마주보는 위치에 같은 내경의 핀 구멍(도시하지 않음)이 설치되고, 위치 결정 핀(32)이 핀 구멍(31)에서부터 하우징(16)의 핀 구멍까지 지나, 하우징(16)과 가이드 판(18)이 정확하게 위치 결정되어 있다.
배선기판(15)과 하우징(16)과 가이드 판(18)은, 관통 볼트(33)로 고정되어 있다. 관통 볼트(33)는, 네 모퉁이에 4개 설치되어 배선기판(15)과 하우징(16)과 가이드 판(18)을 일체로 고정하고 있다.
접촉자(19)는, 피검사체(12)의 범프 전극(13)과 배선기판(15)의 컨택트 패드(22)에 각각 접촉하여 이들 사이를 통전하기 위한 부재이다. 접촉자(19)의 단부 형상은, 상술한 것처럼, 접촉하는 전극 등의 부재의 형상에 따라, 적절히 설정된다. 즉, 접촉자(19)의 선단부(46)는, 도7의 위쪽 단부나 도8에 나타나 있듯이, 크라운 컷되거나, 도7의 아래쪽 단부(선단부(39))에 나타나 있듯이, 원추 형상으로 형성된다. 이하에서는, 도1, 9∼20에 근거하여, 접촉자(19)의 양단부가 원추 형상인 것을 예로 설명한다.
접촉자(19)는, 도1에 나타나 있듯이, 제1 플런저로서의 기판쪽 플런저(34), 제2 플런저로서의 피검사체쪽 플런저(35), 압축 코일 스프링(36)으로 구성되어 있다.
기판쪽 플런저(34)는, 한쪽 부재로서의 전극 등(여기에서는 배선기판(15)의 컨택트 패드(22))에 접촉하기 위한 플런저이다. 기판쪽 플런저(34)는, 도전성 재료를 가공하여 형성되어 있다. 예를 들어, 다이싱, 포토리소 기술을 이용한 도금, 프레스 가공 등에 의해, 기판쪽 플런저(34)가 제작된다. 기판쪽 플런저(34)는, 도14, 15에 나타나 있듯이, 접동부(38)와 선단부(39)로 구성되어 있다.
접동부(38)는, 후술하는 피검사체쪽 플런저(35)의 접동부(45)에 접동 가능하게 겹쳐져서, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)를 전기적으로 접촉시키기 위한 부분이다. 접동부(38)는, 상대쪽 플런저(35)의 선단부(46)와 함께 피검사체쪽 지지 구멍(28)의 피검사체쪽 가이드부(28A)에 접동 가능하게 지지되는 길이로 설정되어 있다. 이에 의해, 기판쪽 플런저(34)는, 그 양단부를 하우징(16)과 상판(17)으로 지지되어, 안정하여 접동하도록 되어 있다. 접동부(38)는, 접동 봉(棒)부(41)와, 후단 삽입부(42)와, 스토퍼(43)로 구성되어 있다.
접동 봉부(41)는, 후술하는 피검사체쪽 플런저(35)의 접동부(45)와 접동 가능하게 겹쳐져 이들 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)를 전기적으로 접촉시키기 위한 부분이다. 접동 봉부(41)는, 기판쪽 플런저(34)의 기단쪽(도14에 있어서 위쪽)에 설치되고, 반으로 나눈 형상으로 형성되어 있다. 즉, 접동 봉부(41)는, 단면 반원형의 봉 형상으로 형성되어 있다. 접동 봉부(41)는, 기판쪽 플런저(34)의 전체 길이의 대부분을 차지하고 있다. 선단부(39)는, 기판쪽 플런저(34) 중, 하우징(16)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 삽입되어 있는 부분만으로, 기판쪽 플런저(34)의 전체 길이의 6분의 1 정도를 차지하는데 불과하다. 접동부(38)의 접동 봉부(41)는, 기판쪽 플런저(34)의 전체 길이의 6분의 5 정도를 차지하고 있다. 단면 반원형 봉 형상의 접동 봉부(41)의 평탄면이 접동면부(41A)로 되어 있다. 이 기판쪽 플런저(34)의 접동면부(41A)가, 후술하는 피검사체쪽 플런저(35)의 접동면부(47A)와 서로 접동하면서 넓은 면적에서 안정하게 접촉하여 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 접동 봉부(41)는, 피검사체쪽 플런저(35)의 접동 봉부(47)와 접동 가능하게 겹쳐져 압축 코일 스프링(36) 내에 삽입되어 있다.
후단 삽입부(42)는, 기판쪽 플런저(34)의 접동부(38) 및 피검사체쪽 플런저(35)의 접동부(45)를 압축 코일 스프링(36)에 부드럽게 삽입시키기 위한 부분이다. 후단 삽입부(42)는, 도16에 나타나 있듯이, 직선 모따기부(42A)와, R모따기부(42B)로 구성되어 있다. 직선 모따기부(42A)는, 기판쪽 플런저(34)의 접동 봉부(41)와 피검사체쪽 플런저(35)의 접동 봉부(47)를 각각 압축 코일 스프링(36)에 삽입할 때에, 서로 걸리지 않고 부드럽게 삽입할 수 있도록 하기 위한 모따기부이다. R모따기부(42B)는, 기판쪽 플런저(34)의 접동 봉부(41)와 피검사체쪽 플런저(35)의 접동 봉부(47)를 각각 압축 코일 스프링(36)에 삽입할 때에, 압축 코일 스프링(36)의 안쪽에 걸리지 않고 부드럽게 삽입할 수 있도록 하기 위한 모따기부이다.
직선 모따기부(42A)는, 접동 봉부(41)의 두께 방향에 있어서 3분의 2∼4분의3을 차지하고 있다. 이에 의해, 기판쪽 플런저(34)의 접동 봉부(41)와 피검사체쪽 플런저(35)의 접동 봉부(47)를 각각 압축 코일 스프링(36)에 삽입할 때에, 서로의 직선 모따기부(42A)가 접촉하여 서로 어긋나, 서로의 접동면부(41A, 47A)가 확실하게 접촉하도록 되어 있다. 이에 의해, 접촉자(19)의 조립이 용이하게 되도록 되어 있다.
R모따기부(42B)는, 접동 봉부(41)의 두께 방향에 있어서 3분의 1∼4분의 1을 차지하고 있다. R모따기부(42B)로 표면을 만곡시킴으로써, 기판쪽 플런저(34)의 접동 봉부(41)와 피검사체쪽 플런저(35)의 접동 봉부(47)를 각각 압축 코일 스프링(36)에 삽입할 때에, 압축 코일 스프링(36)의 안쪽 면에 걸리지 않고 부드럽게 삽입할 수 있도록 되어 있다.
스토퍼(43)는, 압축 코일 스프링(36)의 단부에 접촉하는 부재이다. 스토퍼(43)에 접촉한 압축 코일 스프링(36)에 의해, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)가 서로 멀어지는 방향(접촉자(19)가 신장하는 방향)으로 힘이 가해진다. 게다가, 스토퍼(43)는, 지지 구멍(25)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B) 보다도 크게 형성되어 중간 구멍부(25A)에 위치하고, 기판쪽 가이드 구멍부(25B)의 단부에 접촉함으로써, 이 기판쪽 가이드 구멍부(25B)로부터 기판쪽 플런저(34)가 빠지지 않도록 되어 있다.
선단부(39)는, 배선기판(15)의 컨택트 패드(22)에 접촉하기 위한 부분이다. 선단부(39)는, 기판쪽 플런저(34)의 선단 쪽에 설치되고, 하우징(16)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 접동 가능하게 삽입하여 지지되어 있다. 선단부(39)는, 하우징(16)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)의 내경과 거의 같은 외경의 원형 봉 형상으로 형성되고, 기판쪽 가이드 구멍부(25B) 내에서 흔들림 없이 부드럽게 접동하도록 되어 있다. 선단부(39)의 선단 쪽은, 원추 형상으로 형성된 접촉단부(39A)가 설치되어 있다. 이 접촉단부(39A)가, 배선기판(15)의 컨택트 패드(22)에 직접 접촉되도록 되어 있다.
피검사체쪽 플런저(35)는, 기판쪽 플런저(34)와 겹쳐진 상태에서 다른쪽 부재(범프 전극(13))에 접촉하여 기판쪽 플런저(34)와 협동하여 한쪽 부재와 다른쪽 부재 사이를 전기적으로 도통시키기 위한 부재이다. 이 피검사체쪽 플런저(35)는, 기판쪽 플런저(34)와 같은 구성으로 되어 있다. 즉, 피검사체쪽 플런저(35)는, 접동부(45), 선단부(46), 접동 봉부(47), 후단 삽입부(48), 스토퍼(49)로 구성되어 있다. 이들 부재는, 상기 기판쪽 플런저(34)와 같은 구성, 작용을 나타낸다.
압축 코일 스프링(36)은, 겹쳐진 상기 기판쪽 플런저(34)와 상기 피검사체쪽 플런저(35)의 외주를 덮어, 각 플런저(34, 35)를 상대적으로 슬라이드 가능하게 지지하기 위한 스프링이다. 압축 코일 스프링(36)은, 그 양단에 위치하여 서로 겹쳐진 각 접동부(38, 45)를 서로 탄성적으로 지지하는 밀착 감김부(51)와, 각 밀착 감김부(51)의 중간에 위치하여 탄성적으로 신축하는 스프링부(52)를 갖추어 구성되어 있다. 압축 코일 스프링(36)의 내경은, 각 접동부(38, 45)를 서로 겹친 상태의 외경보다도 약간 작게 설정되어, 각 접동부(38, 45)를 지지하도록 되어 있다. 이에 의해, 밀착 감김부(51)는, 극간 없이 빽빽하게 감겨있기 때문에, 각 접동부(38, 45)를 비교적 강한 힘으로 지지하고 있다. 스프링부(52)는, 극간을 두고 감겨있기 때문에, 각 접동부(38, 45)를 지지하는 힘은 약하고, 기판쪽 플런저(34)와 상기 피검사체쪽 플런저(35)를 이간시키는 힘을 가하고 있다.
또한, 기판쪽 플런저(34) 및 상기 피검사체쪽 플런저(35)의 외경은, 대략 0.04 mm 정도, 압축 코일 스프링(36)의 외경은, 대략 0.06 mm 정도, 압축 코일 스프링(36)의 내경은, 대략 0.035 mm 정도, 압축 코일 스프링(36)의 선 굵기는, 대략 0.0125 mm 정도이다. 이와 같이, 기판쪽 플런저(34) 및 상기 피검사체쪽 플런저(35)는, 매우 작은 것이기 때문에, 상술한 것처럼 특수한 형상으로 되어 있다.
이상과 같이 구성된 전기적 접속장치(11)에서는, 접촉자(19)는 하우징(16)과 상판(17)으로 지지되어 있다. 접촉자(19)는, 하우징(16)의 지지구멍(25)에 삽입되고, 접촉자(19)의 기판쪽 플런저(34)가, 지지구멍(25)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 삽입되어 있다. 하우징(16)의 아래쪽에는 배선기판(15)이 설치되어 있다. 이에 의해, 배선기판(15)의 컨택트 패드(22)가 기판쪽 플런저(34)의 접촉단부(39A)에 접촉하여, 기판쪽 플런저(34)가 위쪽으로 밀어 올려져 있다. 이때, 기판쪽 플런저(34)는, 그 선단부(39)가 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 지지되고, 후단 삽입부(42)가 피검사체쪽 지지구멍(28)의 피검사체쪽 가이드부(28A)에 지지되어, 흔들림없이 안정하여 위쪽으로 슬라이드 한다.
이때, 피검사체쪽 플런저(35)의 스토퍼(49)는, 피검사체쪽 지지구멍(28)의 피검사체쪽 가이드부(28A)의 하단부에 접촉한 상태에서, 압축 코일 스프링(36)의 상단을 지지하고 있다. 이 스토퍼(49)에 지지된 압축 코일 스프링(36)에 의해, 기판쪽 플런저(34)가 아래쪽으로 힘이 가해져, 기판쪽 플런저(34)의 접촉단부(39A)가 컨택트 패드(22)에 내리눌려지고 있다.
피검사체쪽 플런저(35)의 선단부(46)는, 상판(17)의 피검사체쪽 가이드부(28A)에 삽입하여 지지되어, 흔들림 없이 안정하여 상하로 슬라이드 할 수 있도록 되어 있다. 선단부(46)의 접촉단부(46A)는, 상판(17)의 위쪽 면에서 위쪽으로 돌출하도록 되어 있다.
기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)의 구체적인 동작은, 도9, 10, 11에 나타낸 바와 같이 되어 있다. 도9와 같이, 기판쪽 플런저(34) 및 피검사체쪽 플런저(35)가, 하우징(16)과 상판(17) 내에 들어간 상태에서, 도10과 같이, 피검사체쪽 플런저(35)가 위쪽으로 밀리면, 접촉단부(46A)가 상판(17)의 위쪽으로 돌출한다. 이때, 피검사체쪽 플런저(35)의 후단 삽입부(48)는, 지지구멍(25)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 접동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 도11과 같이, 기판쪽 플런저(34)가 아래쪽으로 눌리면, 접촉단부(39A)가 하우징(16)의 아래쪽으로 돌출한다. 이때, 기판쪽 플런저(34)의 후단 삽입부(42)는, 피검사체쪽 지지구멍(28)의 피검사체쪽 가이드부(28A)에 접동 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)가, 흔들림없이 안정하게 상하로 슬라이드하여, 컨택트 패드(22)와 범프 전극(13)에 확실하게 접촉된다.
접촉자(19)를 넣은 전기적 접속장치(11)는, 다음과 같이 하여 사용된다.
먼저, 전기적 접속장치(11)에 피검사체(12)가 장착된다. 이때, 피검사체(12)는, 가이드판(18)에 장착된다. 즉, 피검사체(12)는, 경사면부(18A)를 따라 위치 결정되면서 접촉면부(18B)에 장착된다. 이에 의해, 피검사체(12)의 범프 전극(13)이 상판(17)의 전극 가이드 구멍부(28B)에 받아들여진다.
이 상태에서, 피검사체(12)가 눌려 내려가면, 각 범프 전극(13)이 각 피검사체쪽 플런저(35)의 접촉단부(46A)에 접촉하여, 전기적으로 접속된다.
이때, 피검사체쪽 플런저(35)는, 그 선단부(46)가 피검사체쪽 지지구멍(28)의 피검사체쪽 가이드부(28A)에 접동 가능하게 지지됨과 동시에, 후단 삽입부(48)가 지지구멍(25)의 기판쪽 가이드 구멍부(25B)에 접동 가능하게 지지된다. 이에 의해, 피검사체쪽 플런저(35)는, 흔들림 없이 안정하여 상하로 접동하여, 접촉단부(46A)가 범프 전극(13)에 확실하게 접촉된다.
이때, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35) 사이는, 압축 코일 스프링(36)으로 지지되고, 접동면부(41A, 47A)가 넓은 면적에서 서로 맞닿아, 전기적으로 확실하게 접촉된다.
또한, 범프 전극(13)이 변형해 있는 경우 등에 의해, 접촉단부(46A)에 어긋나는 방향으로 힘이 가해져도, 피검사체쪽 플런저(35)는 기판쪽 가이드 구멍부(25B)와 피검사체쪽 가이드부(28A)로 지지되어 있기 때문에, 접촉단부(46A)는 어긋남이 없이, 안정하여 범프 전극(13)에 접촉한다.
이에 의해, 각 부재(배선기판(15)의 컨택트 패드(22)와 범프 전극(13)) 사이가 접촉자(19)로 전기적으로 확실하게 접속된다. 이 상태에서, 접촉자(19)를 통해서 각 부재 사이에 전기 신호 등이 전송된다.
이상과 같이, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35) 사이가 전기적으로 확실하게 접촉됨과 동시에, 각 플런저(34, 35)의 그 상하 양단부가 안정하여 지지되기 때문에, 각 부재(배선기판(15)의 컨택트 패드(22)와 범프 전극(13)) 사이의 전기적 접촉성이 크게 향상한다.
또한, 접촉자(19)는 부품 수가 적고 구조가 간단하기 때문에, 고장의 요인이 적으므로, 내구성이 향상한다. 각 플런저(34, 35)는, 포토리소 기술 등으로 용이하게 제작할 수 있고, 게다가, 접촉자(19)의 구조가 간단하고, 부품 수가 적기 때문에, 비용절감을 도모할 수 있다.
접촉자(19)는, 부품 수가 적고 구조가 간단하기 때문에, 전기적 접촉성을 장기간 양호한 상태로 유지할 수 있음과 동시에, 내구성이 향상한다. 그 결과, 접촉자(19) 및 전기적 접속장치(11)에 대한 신뢰성이 향상한다.
[변형예]
상기 실시 형태에서는, 기판쪽 플런저(34)와 피검사체쪽 플런저(35)를 단면 원형 형상 및 단면 반원형 형상으로 했으나, 단면 다각형 형상으로 해도 좋다. 예를 들어, 도21에 나타나 있듯이, 그 선단부(39, 46)를 단면 육각형 형상으로, 그 접동부(38, 45)를 상기 단면 육각형의 반으로 나눈 형상으로 형성해도 좋다. 또한, 도22에 나타나 있듯이, 그 선단부(39, 46)를 단면 사각형 형상으로, 그 접동부(38, 45)를 상기 단면 사각형의 반으로 나눈 형상으로 형성해도 좋다. 더욱이, 다른 다각형 형상으로 해도 좋다. 이에 의해서도, 상기 실시 형태와 같은 작용, 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 접촉자는, 배선기판이나 반도체 집적회로 등에 갖춰진 전극에 접촉되는 장치 전반에 이용할 수 있다.
전기적 접속장치는, 본 발명의 접촉자를 이용할 수 있는 모든 장치에 적용할 수 있다.
11: 전기적 접속장치 12: 피검사체
13: 범프 전극 15: 배선기판
16: 하우징 17: 상판
18: 가이드 판 18A: 경사면부
18B: 접촉면부 19: 접촉자
20: 기판 21: 배선
22: 컨택트 패드 23: 상판 결합 요부(凹部)
25: 지지구멍 25A: 중간 구멍부
25B: 기판쪽 가이드 구멍부 27: 핀 구멍
28: 피검사체쪽 지지 구멍 28A: 피검사체쪽 가이드부
28B: 전극 가이드 구멍부 29: 핀 구멍
30: 위치 결정 핀 31: 핀 구멍
32: 위치 결정 핀 33: 관통 볼트
34: 기판쪽 플런저(plunger) 35: 피검사체쪽 플런저
36: 압축 코일 스프링 38: 접동부(摺動部)
39: 선단부 39A: 접촉단부
41: 접동 봉(棒)부 41A: 접동면부
42: 후단 삽입부 42A: 직선 모따기부
42B: R모따기부 43: 스토퍼
45: 접동부 46: 선단부
46A: 접촉단부 47: 접동 봉부
47A: 접동면부 48: 후단 삽입부
49: 스토퍼 51: 밀착 감김부
52: 스프링부

Claims (6)

  1. 한쪽 부재에 접촉하는 제1 플런저;
    상기 제1 플런저와 겹쳐진 상태로 다른쪽 부재에 접촉하고 상기 제1 플런저와 협동하여 상기 한쪽 부재와 다른쪽 부재와의 사이를 전기적으로 도통시키는 제2 플런저; 및
    겹쳐진 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저의 외주를 덮고, 각 플런저를 상대적으로 슬라이드 가능하게 지지하는 압축 코일 스프링을 갖추고,
    상기 제1 플런저 및 상기 제2 플런저가, 그 선단 쪽에 설치되고 접동 가능하게 지지되어 상기 각 부재에 각각 접촉되는 선단부와, 그 기단 쪽에 설치되고 상기 각 플런저를 각각 반으로 나눈 형상으로 하여 서로 접동 가능하게 겹쳐져 상기 압축 코일 스프링 내에 삽입되는 접동부를 갖추고,
    상기 각 접동부가, 상대쪽 플런저의 선단부와 함께 접동 가능하게 지지되는 길이로 설정된 것을 특징으로 하는 접촉자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축 코일 스프링이, 그 양단에 위치하고 서로 겹쳐진 각 접동부를 서로 탄성적으로 지지하는 밀착 감김부와, 각 밀착 감김부의 중간에 위치하고 탄성적으로 신축하는 스프링부를 갖춘 것을 특징으로 하는 접촉자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 플런저 및 상기 제2 플런저가, 그 선단부를 단면 원형 형상으로, 그 접동부를 단면 반원형 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 접촉자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 플런저 및 상기 제2 플런저가, 그 선단부를 단면 다각형 형상으로, 그 접동부를 상기 단면 다각형의 반으로 나눈 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 접촉자.
  5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 접동부는, 상대쪽 플런저와 접동 가능하게 겹쳐져서 각 플런저를 서로 전기적으로 접촉시키는 접동 봉부, 모따기가 실시되어 각 플런저를 상기 압축 코일 스프링에 부드럽게 삽입시키는 후단 삽입부, 상기 압축 코일 스프링의 단부에 접촉하는 스토퍼를 갖추어서 구성된 것을 특징으로 하는 접촉자.
  6. 피검사체의 전극에 접촉하여 시험하는 전기적 접속장치에 있어서,
    상기 피검사체의 각 전극에 대응하는 위치에 설치되고 그 각 전극에 접촉하여 통전하는 접촉자를 갖추고,
    상기 접촉자로서 상기 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 기재된 접촉자를 이용한 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치.
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