CN111987548A

CN111987548A - 各向异性导电片

Info

Publication number: CN111987548A
Application number: CN202010438094.6A
Authority: CN
Inventors: 李承雨; 李松揆; 金旼秀; 申银姬
Original assignee: Sae Han Micro Tech Co ltd
Current assignee: Sae Han Micro Tech Co ltd
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: CN111987548B

Abstract

本发明提供一种用于检测半导体元件等的测试用插座等中所使用的各向异性导电片，其配置于作为检测对象的元件和检测装置之间而将元件的端子和检测装置的接触垫片彼此电连接，其特征在于，包含：在每个与元件的端子和检测装置的接触垫片对应的位置形成有第一通孔的第一绝缘片；附着于第一绝缘片的端子侧一面且在每个与第一通孔对应的位置形成有第二通孔的第二绝缘片；配置于第一绝缘片的第一通孔和第二绝缘片的第二通孔中的高密度导电部；以及附着于第二绝缘片的端子侧一面且在每个与第二通孔对应的位置形成有低密度接触部的第三绝缘片，高密度导电部中第一导电性粒子所占的体积比率大于低密度接触部中第二导电性粒子所占的体积比率。

Description

各向异性导电片

技术领域

本发明涉及用于检测半导体元件等的测试用插座等中所使用的各向异性导电片。

背景技术

如果半导体元件制造完成，则需要进行对于所制造的半导体元件的性能检测。半导体元件的检测中，需要将检测装置的接触垫片与半导体元件的端子电连接的测试用插座。

测试用插座中，具备具有按照硅橡胶的厚度方向配置导电性粉末的接触部和使相邻的接触部绝缘且进行支撑的绝缘部的各向异性导电片的测试用插座具有能够吸收机械冲击或变形而进行柔性连接，且制造费用低廉的优点。

图1是示出以往的各向异性导电片的图。以往的各向异性导电片5由与半导体元件1的端子2接触的接触部6以及使相邻的接触部6绝缘且进行支撑的绝缘部8构成。接触部6的上部和下部分别与半导体元件1的端子2和半导体检测装置3的接触垫片4接触，从而将端子2和接触垫片4电连接。接触部6是将尺寸小的球形的导电性粒子7与硅树脂混合且固化而成，用作导电的导体。

虽未图示，但在各向异性导电片5的周边部结合有金属框架。在金属框架形成有与检测装置3的导销(未图示)对应的导孔。导销和导孔用于使测试用插座与检测装置3对齐。

这样的以往的各向异性导电片5存在以下问题：由于受到反复测定导致的压力，半导体元件1的端子2侧接触部6的导电性粒子7被压得发生塑性变形，结果半导体元件1的端子2侧接触部6受到破损。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本注册专利第04379949号

专利文献2：韩国注册实用新型第20-0312740号

专利文献3：韩国注册专利第10-1493898号

专利文献4：韩国注册专利第10-1566995号

专利文献5：韩国注册专利第10-1493901号

发明内容

所要解决的课题

为了改善上述的问题，本发明的目的在于，提供耐久性提高了的各向异性导电片。

解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明提供一种各向异性导电片，配置于作为检测对象的元件和检测装置之间而将上述元件的端子和检测装置的接触垫片彼此电连接，其特征在于，包含：在每个与上述元件的端子和检测装置的接触垫片对应的位置形成有第一通孔的第一绝缘片；附着于上述第一绝缘片的端子侧一面、在每个与上述第一通孔对应的位置形成有第二通孔且硬度高于上述第一绝缘片的第二绝缘片；配置于上述第一绝缘片的第一通孔和上述第二绝缘片的第二通孔中、具备弹性基体和配置于该弹性基体内的第一导电性粒子且上述导电性粒子沿着上述弹性基体的厚度方向排列的高密度导电部；以及附着于上述第二绝缘片的端子侧一面且在每个与上述第二通孔对应的位置形成有第二导电性粒子沿着厚度方向排列而成的低密度接触部的第三绝缘片，上述高密度导电部中第一导电性粒子所占的体积比率大于上述低密度接触部中第二导电性粒子所占的体积比率。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，包含附着于上述第一绝缘片的上述接触垫片侧一面、在每个与上述第一通孔对应的位置形成有第三通孔且硬度高于上述第一绝缘片的第四绝缘片，上述高密度导电部配置于上述第一绝缘片的第一通孔、上述第二绝缘片的第二通孔和上述第四绝缘片的第三通孔中。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述第一导电性粒子具备磁性的导电性粒子和非磁性的导电性粒子，上述磁性的导电性粒子沿着上述弹性基体的厚度方向排列，上述非磁性的导电性粒子配置于上述磁性的导电性粒子之间。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，进一步包含含有从上述高密度导电部向上述接触垫片侧延伸的绝缘性弹性物质和置于该弹性物质内的第三导电性粒子的突出接触部。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，进一步包含置于上述高密度导电部的弹性基体内的导电性弹簧。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述导电性弹簧为非磁性。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述非磁性的导电性粒子的平均粒径(Dn)与上述磁性的导电性粒子的平均粒径(Df)之比(Dn/Df)为0.21至1。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述第三绝缘片包含高分子物质和置于高分子物质内的填充材料。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，与上述第一绝缘片和弹性基体相比，上述第三绝缘片的耐热性大，且热应变率和伸长率小。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述填充材料为选自二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、聚硅氧烷、聚酯系化合物、炭黑、氧化锌(ZnO)中的至少一种。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，上述第一绝缘片包含含量低于上述第三绝缘片的填充材料。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，进一步包含在每个与上述第一通孔对应的位置形成有通孔、硬度高于上述第一绝缘片且置于上述第一绝缘片内的增强片。

此外，提供一种各向异性导电片，其特征在于，进一步包含配置于上述高密度导电部的弹性基体的、上述第二绝缘片和上述增强片之间的区间的导电性弹簧。

发明效果

本发明的各向异性导电片在元件的端子侧具备导电性粒子以低密度配置，且耐热性大、热应变率和伸长率小而即使在反复测定导致的压力下也不易破损的第三绝缘片。因此，具有耐久性和寿命提高的优点。

附图说明

图1是示出以往的各向异性导电片的图。

图2是示出本发明的一实施例的各向异性导电片的图。

图3是示出本发明的另一实施例的各向异性导电片的图。

图4是示出本发明的又一实施例的各向异性导电片的图。

符号说明

1：元件

2：端子

3：检测装置

4：接触垫片

100、200、300：各向异性导电片

10、110、210：第一绝缘片

20：第二绝缘片

30、130、230：高密度导电部

31、131、231：弹性基体

32、132、232：第一导电性粒子

135、235：导电性弹簧

40：第三绝缘片

42：第二导电性粒子

50：第四绝缘片

60：突出接触部

62：第三导电性粒子

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。但是，本发明不限定于以下公开的实施例，可以以彼此不同的其他多种多样的方式来实现，这些实施例仅用于使本发明的公开完整，是为了向本领域的一般技术人员完整地理解本发明的范畴而提供的。附图中的相同符号指代相同要素。

图2是示出本发明的一实施例的各向异性导电片的图。

如图2所示，各向异性导电片100起到将检测装置3的接触垫片4和半导体元件1的端子2电连接的作用。各向异性导电片100在厚度方向上在与检测装置3的接触垫片4和半导体元件1的端子2对应的位置具有导电性。但是，在与厚度方向正交的方向上不具有导电性。

本发明的一实施例的各向异性导电片100包含第一绝缘片10、第二绝缘片20、高密度导电部30、第三绝缘片40、第四绝缘片50和突出接触部60。

第一绝缘片10起到使相邻的高密度导电部30彼此绝缘的作用。此外，也起到支撑高密度导电部30的作用。

第一绝缘片10在每个与元件1的端子2和检测装置3的接触垫片4对应的位置形成有第一通孔11。

第一绝缘片10只要是具有弹力的绝缘材料就可以无特别限制地使用。例如，可以由有机硅、聚丁二烯、聚异戊二烯、SBR、NBR等以及他们的氢化物之类的二烯型橡胶形成。此外，也可以由苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物等以及他们的氢化物之类的嵌段共聚物形成。此外，还可以由氯丁二烯、氨基甲酸酯橡胶、聚乙烯型橡胶、表氯醇橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物等形成。

第一绝缘片10可以通过使液态树脂固化后利用激光而形成通孔的方法来制作。此外，也可以通过在形成通孔的位置配置有销的模具中投入液态树脂后进行固化的方法来制作。

第二绝缘片20结合于第一绝缘片10的元件1的端子2侧一面(附图中为上表面)。第二绝缘片20可以利用底漆或粘接剂与第一绝缘片10结合。

第二绝缘片20在每个与元件1的端子2和检测装置3的接触垫片4对应的位置形成有第二通孔21。即，在每个与第一通孔11对应的位置形成有第二通孔21。因此，第一通孔11和第二通孔21被连通。

第二绝缘片20由硬度和耐热性高于第一绝缘片10的材料构成。例如，第二绝缘片20可以为聚酰亚胺膜。

高密度导电部30配置在第一绝缘片10的第一通孔11、第二绝缘片20的第二通孔21以及后述的第四绝缘片50的第三通孔51的内部。高密度导电部30在各向异性导电片100的厚度方向上具有导电性。

高密度导电部30包含弹性基体31和第一导电性粒子32。

弹性基体31为大致圆筒形态。弹性基体31起到支撑第一导电性粒子32的作用。此外，起到在测定时发生弹性变形而使施加于端子2和接触垫片4的压力减小的同时使高密度导电部30与端子2和接触垫片4密合的作用。

弹性基体31可以由多种多样的高分子物质形成。例如，可以由硅橡胶构成。硅橡胶可以通过将液态硅橡胶固化而得到。硅橡胶的硬度适宜为大于5且小于80(邵氏A)，伸长率适宜为300～1000％程度。由于半导体装置等待检测物的检测端子的窄间距化，在硬度为80以上的情况下，检测端子的损伤率增加，因此优选使用低硬度的硅橡胶。此外，在使用硬度高的硅橡胶时，在相对于周围的检测端子存在突出的检测端子的情况下，会使周围的检测端子与高密度导电部30的接触变难。由于检测端子4之间的高度差异、未对齐、破损的端子碎块等异物的附着等，一部分检测端子4会比周围的检测端子4突出。并且，在检测端子4为窄间距的情况下，会更成为问题。此外，在伸长率小于300％的情况下，在弹性基体31收缩膨胀时，对其起到了抑制力的作用，因而成为载荷增加的原因，在伸长率为1000％以上的情况下，在膨胀后复原时，复原力可能会减弱。

第一导电性粒子32在弹性基体31的长度方向上排列。第一导电性粒子32彼此接触而在高密度导电部30的长度方向上赋予导电性。为了半导体元件1的检测，如果在高密度导电部30的长度方向上施加压力，则高密度导电部30在长度方向上被压缩。并且，如果第一导电性粒子32彼此进一步靠近，则高密度导电部30的长度方向的电导率进一步变高。

第一导电性粒子32可以由铁、铜、锌、铬、镍、银、钴、铝等之类的单一导电性金属材料或这些金属材料的两种以上的合金材料形成。此外，第一导电性粒子32也可以通过将核金属的表面利用导电性优异的金、银、铑、钯、铂、或者银和金、银和铑、银和钯等之类的金属进行涂布的方法来形成。

第三绝缘片40附着于第二绝缘片20的端子2侧一面(附图中为上表面)。构成第三绝缘片40的高分子物质可以为与构成第一绝缘片10以及弹性基体31的高分子物质相同的高分子物质，但优选与第一绝缘片10以及弹性基体31相比，构成第三绝缘片40的高分子物质的耐热性更大，且热应变率和伸长率更小。例如，与第一绝缘片10以及弹性基体31的伸长率相比，构成第三绝缘片40的高分子物质的伸长率可以小100％以上。

在第三绝缘片40的与第二通孔21对应的位置，形成磁性的第二导电性粒子42在厚度方向上配置而成的低密度接触部41。

第三绝缘片40起到防止元件1的端子2因高硬度的第二绝缘片20而受到损伤的缓冲层的作用。第三绝缘片40的低密度接触部41与高密度导电部30相比，高分子物质的比率高，第二导电性粒子42的比率低，因而耐久性高。

更详细而言，第三绝缘片40的低密度接触部41与高密度导电部30相比，发生塑性变形的第二导电性粒子42的比率低，可弹性变形的高分子物质的比率高。由此，如果在测定时施加压力，则在高分子物质发生弹性变形的同时能够防止第二导电性粒子42的塑性变形。因此，第三绝缘片40的耐久性高。

如果第二导电性粒子42的比率高而高分子物质的比率低，则高分子物质无法起到缓冲作用，第二导电性粒子42会因测定过程中的压力而发生塑性变形，结果第三绝缘片40可能破损。

第三绝缘片40可以由多种多样的高分子物质形成。例如，可以由加成型有机硅或缩合型有机硅构成，且可以为热固化有机硅或紫外线固化有机硅。

此外，为了提高强度，也可以由环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚缩醛、聚乙烯型橡胶、表氯醇橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物等形成。

此外，为了提高第三绝缘片40的硬度和强度，也可以在高分子物质的内部添加选自二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、聚硅氧烷、聚酯系化合物、炭黑、氧化锌(ZnO)等中的至少一种填充材料(Filler)。

视需要，也可以在第一绝缘片10中添加填充材料。在这样的情况下，第一绝缘片10包含含量比第三绝缘片40少的填充材料。

第二导电性粒子42是具有磁性的导电性粒子。例如，可以由铁、镍等之类的单一导电性金属材料或这些金属材料中的两种以上的合金材料形成。此外，第二导电性粒子42也可以通过将具有磁性的核金属的表面利用导电性优异的金、银、铑、钯、铂、或者银和金、银和铑、银和钯等之类的金属进行涂布的方法来形成。

第四绝缘片50附着于第一绝缘片10的接触垫片4侧一面(附图中为下表面)。第四绝缘片50在每个与第一通孔11对应的位置形成有第三通孔51。第四绝缘片50的硬度高于第一绝缘片10。第四绝缘片50例如可以为聚酰亚胺膜。

如上所述，高密度导电部30配置在第一绝缘片10的第一通孔11、第二绝缘片20的第二通孔21和第四绝缘片50的第三通孔51中。

突出接触部60包含从高密度导电部30向接触垫片4侧延伸的绝缘性弹性物质61以及置于该弹性物质61中的第三导电性粒子62。

突出接触部60起到使施加于接触垫片4和端子2的载荷减小的作用。突出接触部60与高密度导电部30相比，弹性物质61的含量高，第三导电性粒子62的含量低。在测定过程中，如果在厚度方向上施加压力，则在突出接触部60向与厚度方向正交的方向变形的同时降低载荷。由此，能够防止端子2和各向异性导电片100的损伤。

弹性物质61可以为多种多样的高分子物质。例如，可以由硅橡胶形成。硅橡胶可以通过将液态硅橡胶固化而得到。第三导电性粒子62可以为磁性的导电性粒子或非磁性的导电性粒子。

此外，虽未图示，但在第一绝缘片10的周边可以结合金属框架。金属框架形成有使设置于检测装置3的导销插入的导孔。导销和导孔用于使各向异性片与检测装置3对齐。并且，除了第一绝缘片10以外，第四绝缘片50还利用粘接剂结合于金属框架的下表面。

图3是示出本发明的另一实施例的各向异性导电片的图。

图3所图示的各向异性导电片200在以下方面与图2所图示的各向异性导电片100不同：高密度导电部130进一步包含导电性弹簧135；以及第一导电性粒子132是磁性的导电性粒子132a和非磁性的导电性粒子132b的混合物。

导电性弹簧135由导电性和/或弹力优异的物质形成。导电性弹簧135可以由高碳钢、不锈钢、铝、青铜、镍、金、银、钯、铜等或它们的合金形成。优选可以由非磁性的高导电金属形成。例如，可以由铜合金形成。此外，也可以具备导电性高的镀层。

导电性弹簧135可以为将线材盘绕成螺旋状而制成的圆筒形的线圈弹簧形态。

导电性弹簧135起到测定时提供复原力的作用。此外，也起到进一步提高高密度导电部130的电导率的作用。

导电性弹簧135的外径优选与弹性基体131的直径基本相同。并且，导电性弹簧131的长度可以与弹性基体131的长度相同或稍短。

导电性弹簧135的弹簧常数适宜为50以下，在弹簧常数大于50的情况下，半导体元件1的端子2可能受到损伤。

导电性弹簧135的有效圈数适宜每0.1～0.3㎜为1圈程度，如果更小，则弹簧常数增加而可能使载荷增大，如果更大，则存在最大工作范围减小的问题。

接下来，对于第一导电性粒子132进行说明。本实施例中，第一导电性粒子132是磁性的导电性粒子132a和非磁性的导电性粒子132b的混合物。

磁性的导电性粒子132a例如可以由铁、镍等之类的单一导电性金属材料或这些金属材料中的两种以上的合金材料形成。此外，磁性的导电性粒子132a也可以通过将具有磁性的核金属的表面利用导电性优异的金、银、铑、钯、铂、或者银和金、银和铑、银和钯等之类的金属进行涂布的方法来形成。磁性的导电性粒子132a可以为球形、椭圆形、钉子形(Spiketype)、树枝形、生姜形等。

磁性的导电性粒子132a借助磁场而在各向异性导电片100的厚度方向(弹性基体31的长度方向)上以形成列的方式排列，从而在各向异性导电片100的厚度方向上赋予导电性。为了半导体元件1的检测，如果按照使半导体元件1的端子2与检测装置3的接触垫片4靠近的方向施加压力，则配置于它们之间的各向异性导电片100会在厚度方向上被压缩。并且，如果磁性的导电性粒子132a彼此靠近，则电导率进一步变高。

非磁性的导电性粒子132b例如可以由铜、金、银等之类的单一导电性金属材料或这些金属材料中的两种以上的合金材料形成。此外，非磁性的导电性粒子132b也可以通过将没有磁性的核金属的表面利用导电性优异的金、银、铑、钯、铂、或者银和金、银和铑、银和钯等之类的金属进行涂布的方法来形成。

非磁性的导电性粒子132b配置于借助磁场而在各向异性导电片100的厚度方向(弹性基体31的长度方向)上以形成列的方式排列后的磁性的导电性粒子132a之间的空间，从而进一步提高各向异性导电片100的厚度方向上的导电性。由于非磁性的导电性粒子132b没有磁性，因此在磁性的导电性粒子132a借助磁场以形成列的方式排列时，可能插入在磁性的导电性粒子132a之间的空间中，而并非与磁性的导电性粒子132a一起形成列。

考虑到粒子大小的变动率以及粒子的形状，非磁性的导电性粒子132b的平均粒径(Dn)与磁性的导电性粒子(132a)的平均粒径(Df)之比(Dn/Df)优选为0.21至1。

图4是示出本发明的又一实施例的各向异性导电片的图。

图4所示的各向异性导电片300在以下方面与图2所图示的各向异性导电片100不同：进一步包含内置于第一绝缘片210的增强片215；进一步包含配置于高密度导电部230的导电性弹簧235。

增强片215在每个与第一绝缘片210的第一通孔211对应的位置形成有通孔216。增强片215的硬度高于第一绝缘片210。例如，增强片215可以为聚酰亚胺膜。增强片215相对于第一绝缘片210的中心部可以稍微偏向第二绝缘片20侧配置。

导电性弹簧235配置于高密度导电部230的弹性基体231的第二绝缘片20和增强片215之间的区间。

本实施例具有以下优点：即使第三绝缘片40因反复测定而受到破损，也能够维持被增强片215和导电性弹簧235增强的区间与元件1的端子2的接触。

以上，参照附图和实施例进行了说明，但应当理解的是，本领域的一般技术人员能够在不脱离以下的权利要求范围所记载的本发明的技术思想的范围内对本发明进行多种多样的修改和变更。

Claims

1.一种各向异性导电片，配置于作为检测对象的元件和检测装置之间而将所述元件的端子和检测装置的接触垫片彼此电连接，其特征在于，包含：

在每个与所述元件的端子和检测装置的接触垫片对应的位置形成有第一通孔的第一绝缘片；

附着于所述第一绝缘片的端子侧一面、在每个与所述第一通孔对应的位置形成有第二通孔且硬度高于所述第一绝缘片的第二绝缘片；

配置于所述第一绝缘片的第一通孔和所述第二绝缘片的第二通孔中、具备弹性基体和配置于该弹性基体内的第一导电性粒子且所述导电性粒子沿着所述弹性基体的厚度方向排列的高密度导电部；以及

附着于所述第二绝缘片的端子侧一面且在每个与所述第二通孔对应的位置形成有第二导电性粒子沿着厚度方向排列而成的低密度接触部的第三绝缘片，

所述高密度导电部中第一导电性粒子所占的体积比率大于所述低密度接触部中第二导电性粒子所占的体积比率。

2.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，包含附着于所述第一绝缘片的所述接触垫片侧一面、在每个与所述第一通孔对应的位置形成有第三通孔且硬度高于所述第一绝缘片的第四绝缘片，

所述高密度导电部配置于所述第一绝缘片的第一通孔、所述第二绝缘片的第二通孔和所述第四绝缘片的第三通孔中。

3.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，所述第一导电性粒子具备磁性的导电性粒子和非磁性的导电性粒子，所述磁性的导电性粒子沿着所述弹性基体的厚度方向排列，所述非磁性的导电性粒子配置于所述磁性的导电性粒子之间。

4.根据权利要求1或2所述的各向异性导电片，其特征在于，进一步包含含有从所述高密度导电部向所述接触垫片侧延伸的绝缘性弹性物质和置于该弹性物质内的第三导电性粒子的突出接触部。

5.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，进一步包含置于所述高密度导电部的弹性基体内的导电性弹簧。

6.根据权利要求5所述的各向异性导电片，其特征在于，所述导电性弹簧为非磁性。

7.根据权利要求3所述的各向异性导电片，其特征在于，所述非磁性的导电性粒子的平均粒径Dn与所述磁性的导电性粒子的平均粒径Df之比即Dn/Df为0.21至1。

8.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，所述第三绝缘片包含高分子物质和置于高分子物质内的填充材料。

9.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，与所述第一绝缘片和弹性基体相比，所述第三绝缘片的耐热性大，且热应变率和伸长率小。

10.根据权利要求8所述的各向异性导电片，其特征在于，所述填充材料为选自二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、聚硅氧烷、聚酯系化合物、炭黑、氧化锌(ZnO)中的至少一种。

11.根据权利要求8所述的各向异性导电片，其特征在于，所述第一绝缘片包含含量低于所述第三绝缘片的填充材料。

12.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于，进一步包含在每个与所述第一通孔对应的位置形成有通孔、硬度高于所述第一绝缘片且置于所述第一绝缘片内的增强片。

13.根据权利要求12所述的各向异性导电片，其特征在于，进一步包含配置于所述高密度导电部的弹性基体的、所述第二绝缘片和所述增强片之间的区间的导电性弹簧。