KR101359065B1

KR101359065B1 - 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치

Info

Publication number: KR101359065B1
Application number: KR1020087025547A
Authority: KR
Inventors: 다이스께 야마다; 기요시 기무라
Original assignee: 제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2014-02-05
Also published as: KR20090005007A; US20090159325A1; CN101449426A; EP2015399A1; JP5071381B2; EP2015399A4; WO2007116826A1; TW200804816A; JPWO2007116826A1; TWI416111B; CN101449426B; US8124885B2

Abstract

본 발명은 대면적이고 다수의 도전부를 갖는 것이더라도 모든 도전부에서 일정한 범위의 전기적 특성이 얻어지고, 제조 비용이 작은 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치를 제공한다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터는 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 지지 부재와, 지지 부재의 관통 구멍의 각각에 유지된 이방 도전성 시트를 포함한다. 이방 도전성 시트는 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 관통 구멍 내에 배치된 복수의 이방 도전 소자를 포함하고, 이방 도전 소자는 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 함유되어 이루어지는 도전부와, 이 도전부의 외주를 덮도록 형성된 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이방 도전성 커넥터, 지지 부재, 이방 도전성 시트, 프레임판, 이방 도전 소자, 도전부, 절연부

Description

이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치{ANISOTROPIC CONDUCTIVE CONNECTOR AND ANISOTROPIC CONDUCTIVE CONNECTOR DEVICE}

본 발명은, 예를 들면 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사에 이용되는 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 돌기상 전극을 갖는 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사나, 대면적의 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사 장치에 이용되는 이방 도전성 커넥터로서 바람직한 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치에 관한 것이다.

이방 도전성 시트는 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 것, 또는 두께 방향으로 가압되었을 때에 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 가압 도전성 도전부를 갖는 것으로서, 이러한 이방 도전성 시트로는 금속 입자를 엘라스토머 중에 균일하게 분산하여 얻어지는 것(예를 들면 하기 특허 문헌 1 참조), 도전성 자성 금속을 엘라스토머 중에 불균일하게 분산시킴으로써, 두께 방향으로 신장하는 다수의 도전부와 이들을 서로 절연하는 절연부가 형성되어 이루어지는 것(예를 들면 하기 특허 문헌 2 참조), 도전부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 것(예를 들면 하기 특허 문헌 3 참조) 등 다양한 구조의 것이 알려져 있다.

이들 이방 도전성 시트에 있어서는, 절연성의 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 함유되어 있고, 다수의 도전성 입자의 연쇄에 의해 도전로가 형성되어 있다.

이러한 이방 도전성 시트는 납땜 또는 기계적 끼워맞춤 등의 수단을 이용하지 않고 조밀한 전기적 접속을 달성하는 것이 가능하고, 기계적인 충격이나 변형을 흡수하여 부드러운 접속이 가능한 것 등의 특징을 갖기 때문에, 이러한 특징을 이용하여, 예를 들면 전자 계산기, 전자식 디지탈 시계, 전자 카메라, 컴퓨터 키보드 등의 분야에 있어서 회로 장치 상호간의 전기적 접속, 예를 들면 인쇄 회로 기판과, 리드리스 칩 캐리어, 액정 패널 등과의 전기적 접속을 달성하기 위한 이방 도전성 커넥터로서 널리 이용되고 있다.

또한, 인쇄 회로 기판이나 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 전기적 검사에 있어서는, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극과, 검사용 회로 기판의 표면에 형성된 검사용 전극과의 전기적인 접속을 달성하는 수단으로서, 피검사 전극에 대응하여 복수의 핀 프로브가 배열되어 이루어지는 프로브 부재 대신에 이방 도전성 시트가 이용되고 있다.

그러나, 이들 이방 도전성 시트는 통상적으로 도전로가 형성되는 도전부를 그의 두께의 약 20％ 이상 압축하여 변형시키면, 수평 방향으로 인접하는 도전성 입자끼리가 접촉하여 두께 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 도전성이 생겨 이방 도전성이 손상된다는 문제점이나, 도전부를 형성하는 탄성 고분자 물질에 영구 변형이 생겨 도전부가 변형되고, 이방 도전성 시트의 내구성이 짧아진다는 문제점이 있었다. 또한, 도전부의 두께를 크게 하면, 이방 도전성 시트를 자장을 작용시켜 서 성형할 때에, 두께 방향뿐만 아니라 인접하는 도전부 방향으로도 도전성 입자가 배열되어, 인접하는 도전부 간의 절연 저항치가 저하되어 양호한 전기적 특성이 얻어지지 않는다는 문제점도 있었다.

그 때문에, 종래의 이방 도전성 시트에 있어서는, 높이 변동이 큰 회로 기판을 접속하는 경우에 높은 압력으로 가압하기 때문에, 이방 도전성 시트의 연속 사용 내구성이 낮다는 문제점이 있었다.

또한, 예를 들면 웨이퍼 검사 장치의 회로 기판의 접속에 있어서는, 대면적이고 다수의 도전부를 갖는 이방 도전성 시트가 필요하게 되지만, 대면적이고 다수의 도전부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하는 경우에는 모든 도전부에 있어서 전기적 특성이 일정한 범위의 것을 얻는 것이 곤란하기 때문에, 생산성이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 대형의 금형이나 자장 성형기가 필요하게 되기 때문에, 제조 비용이 고가가 된다는 문제점도 있었다.

또한, 예를 들면 직경 12 인치의 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서는, 검사용 회로 기판끼리를 전기적으로 접속하기 위해 이방 도전성 시트가 이용되고 있지만, 이 이방 도전성 시트는 직경이 약 12 인치 이상인 것이 필요하게 된다. 그런데, 이러한 이방 도전성 시트가 검사용 회로 기판에 의해 협압되었을 때에는 그 주변 영역의 도전부는 충분히 압축되지만, 중앙 영역의 도전부는 충분히 압축되지 않고, 그 때문에 도전부의 도전성이 불균일해진다는 문제점도 있었다.

또한, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에는 큰 가압력이 가해지는 주변 영역의 도전부의 도전성이 저하되는 결과, 긴 사용 수명이 얻어지지 않는다는 문제점도 있었다.

또한, 웨이퍼 검사 장치의 회로 기판의 접속에 사용되는 대면적이고 다수의 도전부를 갖는 이방 도전성 시트는 그의 제조 비용이 높기도 하지만, 웨이퍼의 검사를 다수회에 걸쳐 반복 수행한 경우에, 예를 들면 이방 도전성 시트의 주변 영역의 도전부의 도전성이 저하되어 그 도전부의 사용이 곤란해졌을 때에는 이방 도전성 시트 자체를 새로운 것으로 교환하는 것이 필요하게 되기 때문에, 웨이퍼 검사의 검사 비용이 증대한다는 문제점도 있었다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (소)51-93393호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (소)53-147772호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 (소)61-250906호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

본 발명은 상기와 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그의 제1의 목적은, 대면적이고 다수의 도전부를 갖는 것이더라도 모든 도전부에 있어서 일정한 범위의 전기적 특성이 얻어지고, 게다가 제조 비용이 작은 이방 도전성 시트를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 높이 변동이 큰 회로 기판에 대해서도 낮은 압력으로 양호한 전기적 접속을 달성할 수 있고, 반복 사용한 경우에도 긴 사용 수명이 얻어지는 이방 도전성 커넥터 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제3의 목적은, 예를 들면 직경이 8 인치 이상인 대면적의 이방 도전성 커넥터에 있어서, 가압되었을 때에 모든 도전부에 있어서 균일한 도통성이 얻어지는 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제4의 목적은, 예를 들면 직경이 8 인치 이상인 대면적의 이방 도전성 커넥터에 있어서, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에도, 주변 영역의 도전부의 도전성이 저하되는 것이 억제되고, 따라서 긴 사용 수명이 얻어지는 이방 도전성 커넥터 및 이방 도전성 커넥터 장치를 제공하는 데에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 이방 도전성 커넥터는 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 지지 부재와,

상기 지지 부재의 관통 구멍의 각각에 유지된 이방 도전성 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 이방 도전성 시트는 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 관통 구멍 내에 배치된 복수의 이방 도전 소자를 포함하고,

상기 이방 도전 소자는 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 함유되어 이루어지는 도전부와, 이 도전부의 외주를 덮도록 형성된 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연층이 이방 도전성 시트의 프레임판의 표면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 도전부가 절연부의 표면으로부터 돌출된 상태로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부는 그의 두께가 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부의 두께보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부를 구성하는 탄성 고분자 물질은, 그의 듀로미터 경도가 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부를 구성하는 탄성 고분자 물질의 듀로미터 경도보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부는, 그의 도전성 입자의 함유 비율이 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부의 도전성 입자의 함유 비율보다 높은 것이 바람직하다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치는, 접속 기판과, 이 접속 기판의 표면에 설치된 제1의 이방 도전성 커넥터와, 접속 기판의 이면에 설치된 제2의 이방 도전성 커넥터를 갖고, 상기 제1의 이방 도전성 커넥터 및 상기 제2의 이방 도전성 커넥터는 각각 상기 이방 도전성 커넥터인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치에 있어서는, 접속 기판은 절연성 시트 및 상기 절연성 시트를 그의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 전극 구조체를 포함하는 것이 바람직하다.

<발명의 효과>

상기 이방 도전성 커넥터에 따르면, 소면적이고 도전부 수가 적은 복수의 이방 도전성 시트를 서로 지지 부재에 의해 연결하기 때문에, 전체적으로 대면적이고 도전부 수가 많으면서, 모든 도전부에 있어서 일정한 범위의 전기적 특성이 확실하게 얻어진다.

또한, 소면적이고 도전부 수가 적은 이방 도전성 시트를 제조하면 되기 때문에, 대형의 금형이나 성형기가 불필요해지고, 따라서 적은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 지지 부재에 의해 연결된 복수의 이방 도전성 시트에 있어서 서로 다른 특성을 갖는 것을 이용함으로써 이하와 같은 효과가 얻어진다.

지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부보다 작은 두께를 갖는 구성에 따르면, 가압했을 때에, 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 충분히 압축되기 때문에, 대면적의 것이더라도 모든 도전부에 있어서 균일한 도전성이 얻어진다.

또한, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부보다 듀로미터 경도가 큰 탄성 고분자 물질을 포함하는 구성에 따르면, 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 작은 가압력으로 충분히 압축되기 때문에, 대면적의 것이더라도 모든 도전부에 있어서 균일한 도전성이 얻어진다.

또한, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부보다 높은 비율로 도전성 입자를 함유하는 구성에 따르면, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우라도, 주변 영역의 도전부의 도전성이 저하하는 것이 억제되고, 따라서 긴 사용 수명이 얻어진다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 따르면, 예를 들면 웨이퍼의 검사에 있어서, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에, 예를 들면 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부의 도전성이 저하되어 그의 사용이 곤란해졌을 때에는 상기 도전부에 따른 이방 도전성 시트만을 새로운 것으로 교환하면 되고, 이방 도전성 커넥터 전체를 새로운 것으로 교환하는 것이 불필요하게 되기 때문에, 검사 비용의 감소화를 도모할 수 있다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치에 따르면, 상기 2개의 이방 도전성 커넥터 사이에 접속 기판이 배치되어 이루어지기 때문에, 높이 변동이 큰 회로 기판에 대해서도 낮은 압력으로 양호한 전기적 접속을 달성할 수 있고, 반복 사용하는 경우에도 긴 사용 수명이 얻어진다.

도 1은 본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 2는 본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치에 이용되는 접속 기판의 예를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 3은 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 이용되는 이방 도전성 시트에 있어서의 프레임판의 구성을 나타내는 설명면이고, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 X-X' 단면 단부면도이다.

도 4는 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 이용되는 이방 도전성 시트의 구성을 나타내는 설명도이고, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 X-X' 단면도이다.

도 5는 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 이용되는 지지 부재의 구성을 나타내는 설명도이고, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 X-X' 단면 단부면도이다.

도 6은 본 발명의 이방 도전성 커넥터의 구성을 나타내는 설명도이고, (a) 평면도, (b)는 부분 단면도이다.

도 7은 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 금형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 8은 금형 내에 성형 재료층이 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 9는 성형 재료층의 두께 방향으로 자장이 작용된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 이방 도전성 커넥터 장치를 사용하여 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 회로 기판의 전기적 접속을 달성한 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 11은 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 이용되는 이방 도전성 시트의 다른 예에 있어서의 구성을 나타내는 설명면이고, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 X-X' 단면 도이다.

부호의 설명

1: 검사용 회로 기판 2: 접속용 회로 기판

5: 전극 6: 전극

9: 가이드 핀 10: 이방 도전성 커넥터 장치

11: 접속 기판 12: 절연성 시트

13: 전극 구조체 14: 표면 전극부

15: 이면 전극부 16: 단락부

17: 배선 20: 이방 도전성 시트

20A: 성형 재료층 21: 도전부

21A: 도전부가 되어야 할 부분 22: 절연부

23: 프레임판 23K: 관통 구멍

24: 이방 도전 소자 25: 이방 도전막

29: 절연층 30: 제1의 이방 도전성 커넥터

40: 제2의 이방 도전성 커넥터 50: 상형

51: 강자성체 기판 52: 강자성체층

53: 비자성체층 54: 스페이서

55: 하형 56: 강자성체 기판

57: 강자성체층 58: 비자성체층

70: 지지 부재 71: 관통 구멍

72: 유지부 73: 위치 결정 구멍

P: 도전성 입자

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이고, 이 이방 도전성 커넥터 장치 (10)은 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 검사용 회로 기판과 접속용 회로 기판 사이에 개재되어 상기 검사용 회로 기판의 전극과 상기 접속용 회로 기판의 전극과의 전기적 접속을 행하기 위해 이용되는 것이다.

도 1에 나타내는 이방 도전성 커넥터 장치 (10)은, 직사각형의 접속 기판 (11)과, 이 접속 기판 (11)의 표면에 설치된 직사각형의 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)과, 접속 기판 (11)의 이면에 설치된 직사각형의 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)을 갖는다.

제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)의 각각은, 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍 (71)이 형성된 지지 부재 (70)과, 지지 부재 (70)의 관통 구멍 (71)의 각각에 유지된 이방 도전성 시트 (20)에 의해 구성되어 있다.

접속 기판 (11)로서는 예를 들면 도 2(a) 내지 (c)에 나타내는 구성의 것을 사용할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 도 2(a)에 나타내는 접속 기판 (11)은 직사각형의 절연성 시트 (12)를 갖고, 이 절연성 시트 (12)에는 상기 절연성 시트 (12)를 그의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 금속을 포함하는 전극 구조체 (13)이, 접속해야 할 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 상기 절연성 시트 (12)의 면 방향으로 서로 이격하여 배치되어 있다.

전극 구조체 (13)의 각각은, 절연성 시트 (12)의 표면(도 2(a)에 있어서 상면)에 노출되는 원판형의 표면 전극부 (14)와, 절연성 시트 (12)의 이면(도 2(b)에 있어서 하면)에 노출되는 원판형의 이면 전극부 (15)가, 절연성 시트 (12)를 그의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 단락부 (16)에 의해 일체로 연결되어 구성되어 있다.

또한, 이 예의 접속 기판 (11)에 있어서는 절연성 시트 (12)의 네 귀퉁이의 위치의 각각에는 위치 결정 구멍(도시생략)이 형성되어 있다.

도 2(b)에 나타내는 접속 기판 (11)은 절연성 시트 (12)의 표면 및 이면의 각각에, 복수의 표면 전극부 (13) 및 복수의 이면 전극부 (14)가, 접속해야 할 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 상기 절연성 시트 (12)의 면 방향으로 서로 이격하여 형성되어 이루어지고, 표면 전극부 (13)의 각각은 절연성 시트 (12)에 형성된 관통 구멍 도금 등에 의한 배선 (17)에 의해 이면 전극부 (14)에 전기적으로 접속되어 있다.

도 2(c)에 나타내는 접속 기판 (11)은 절연성 시트 (12)의 표면에, 복수의 표면 전극부 (13)이, 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)의 도전부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 상기 절연성 시트 (12)의 면 방향으로 서로 이격하여 형성되는 동시에, 절연성 시트 (12)의 이면에, 복수의 이면 전극부 (14)가, 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)의 도전부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 상기 절연성 시트 (12)의 면방향으로 서로 이격하여 형성되어 이루어지고, 표면 전극부 (13)의 각각은 절연성 시트 (12)에 형성된 관통 구멍 도금, 표면 배선 및 층간 배선 등을 포함하는 배선 (17)에 의해 이면 전극부 (14)에 전기적으로 접속되어 있다.

절연성 시트 (12)를 형성하는 재료로서는 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지, 유리 섬유 보강형 비스말레이미드트리아진 수지, 폴리이미드 수지, 액정 중합체 등을 사용할 수 있다.

또한, 절연성 시트 (12)의 두께는 예를 들면 20 내지 500 ㎛이다.

표면 전극부 (14) 및 이면 전극부 (15)를 형성하는 재료로서는 니켈, 구리, 은, 팔라듐, 철 등을 사용할 수 있고, 표면 전극부 (14) 및 이면 전극부 (15)로서는 전체가 단일 금속으로 이루어지는 것일 수도 있고, 2종 이상의 금속의 합금으로 이루어지는 것 또는 2종 이상의 금속이 적층되어 이루어지는 것일 수도 있다. 또한, 표면 전극부 (14) 및 이면 전극부 (15)의 표면은 상기 전극부의 산화가 방지되는 동시에 접촉 저항이 작은 전극부가 얻어지는 점에서, 금, 은, 팔라듐 등의 화학적으로 안정하고 높은 도전성을 갖는 금속에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

제1의 이방 도전성 커넥터 (30)에 있어서, 이방 도전성 시트 (20)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 특정 패턴에 따라서 두께 방향으로 신장하는 복수의 단면직사각형의 관통 구멍 (23K)가 형성된, 예를 들면 경질 재료로 이루어지는 프레임판 (23) 을 갖는다.

이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)에서의 특정 패턴은 접속 기판 (11)에서의 표면 전극부 (14)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치되어 있다.

또한, 이방 도전성 시트 (20)에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)의 각각에, 이방 도전 소자 (24)가 상기 프레임판 (23)의 표면으로부터 돌출된 상태로 유지되어 있다.

이 이방 도전 소자 (24)는, 상기 이방 도전성 시트 (20)의 두께 방향으로 신장하는 원주상의 도전부 (21)과, 이 도전부 (21)의 외주를 덮도록 형성된 통형의 절연부 (22)에 의해 구성되어 있고, 도전부 (21)은 절연부 (22)의 표면으로부터 돌출된 상태로 형성되어 있다. 도시한 예에서는 이방 도전 소자 (24)의 각각에 있어서의 절연부 (22)가 프레임판 (23)의 표면을 덮도록 형성되고, 인접하는 이방 도전 소자 (24)의 절연부 (22)와 일체로 연결되어 있고, 이에 따라 프레임판 (23)의 표면에는 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연층 (29)가 형성되어 있다. 도전부 (21)은 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 상기 이방 도전성 시트의 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 함유되어 구성되고, 이 도전성 입자의 연쇄에 의해 상기 이방 도전 소자 (24)의 두께 방향으로 도전로가 형성된다. 한편, 절연부 (22)는 절연성의 탄성 고분자 물질에 의해 구성되어 있다.

프레임판 (23)의 두께 (d)는 이방 도전 소자 (24)가 프레임판 (23)의 표면으로부터 돌출된 상태로 유지되는 것이 필요하기 때문에, 상기 이방 도전 소자 (24)의 전체 두께(본 예에서는 도전부 (21)의 두께 (D))보다 작게 되어 있지만, 이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)의 두께 (D)의 10％ 이상, 특히 12％ 이상인 것이 바람직하다. 프레임판 (23)의 두께 (d)가 도전부 (21)의 두께 (D)의 10％ 미만인 경우에는, 이방 도전 소자 (24)가 가압되었을 때에, 도전부 (21) 중의 도전성 입자의 연쇄가 만곡되는 것을 충분히 억제하는 것이 곤란해질 수 있다. 구체적으로는, 프레임판 (23)의 두께 (d)는 0.02 내지 0.5 mm, 특히 0.05 내지 0.2 mm인 것이 바람직하다.

이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)의 직경 (r)은 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)의 직경(단면이 직사각형의 것인 경우에는 1변의 길이를 의미함) (R)의 30％ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 내지 80％, 특히 바람직하게는 50 내지 75％이다. 도전부 (21)의 직경 (r)이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (11)의 직경 (R)의 20％ 미만인 경우에는, 절연부 (22)의 면방향에 있어서의 두께가 과대해지기 때문에, 도전부 (21) 중의 도전성 입자의 연쇄가 만곡되는 것을 충분히 억제하는 것이 곤란해질 수 있다. 한편, 도전부 (21)의 직경 (r)이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (11)의 직경 (R)의 90％를 초과하는 경우에는, 절연부 (22)의 면방향에 있어서의 두께가 너무 작아지기 때문에, 이방 도전 소자 (24)가 가압되었을 때에는 도전부 (21)의 면방향에 있어서의 변형이 지나치게 억제되고, 이에 따라 상기 도전부 (21)에는 상당히 큰 스트레스가 작용하기 때문에, 도전부 (21)에 빠른 시기에 영구 변형이 생기기 쉬워진다. 여기서, 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)의 직경은 0.2 내지 2 mm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.25 내지 1 mm, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.7 mm이다.

구체적으로는, 이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)의 직경 (r)은 접속해야 할 전극, 예를 들면 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극의 직경에 따라서 적절히 설정되지만, 통상 0.1 내지 1 mm, 바람직하게는 0.15 내지 0.7 mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.6 mm이다. 이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)의 두께 (D)는 통상 0.1 내지 2 mm, 바람직하게는 0.15 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.8 mm이다.

또한, 도시한 예와 같이 도전부 (21)이 절연부 (22)의 표면으로부터 돌출된 상태로 형성되어 있는 경우에는, 도전부 (21)에 있어서의 절연부 (22)의 표면으로부터의 돌출 높이 (h)는 절연부 (22)의 두께 (D1)의 5 내지 50％, 특히 10 내지 30％인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이 도전부 (21)에 있어서의 돌출 높이 (h)는 0.01 내지 0.1 mm, 특히 0.04 내지 0.06 mm인 것이 바람직하다. 이와 같이, 도전부 (21)이 절연부 (22)의 표면으로부터 돌출된 상태로 형성됨으로써, 상기 도전부 (21)에는 양호한 하중-변형 특성이 얻어지기 때문에, 이방 도전 소자 (24)가 가압되었을 때에는 도전부 (21)에 필요한 도전성이 확실하게 얻어진다. 또한, 접속해야 할 전극의 면적이 작고, 게다가 그 주위에 상기 전극보다 높게 돌출된 레지스트층이 형성된 회로 장치에 대해서도 안정한 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.

또한, 절연층 (29)의 두께 (D2)는 상기 절연층 (29)의 표면이 이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)의 표면으로부터 돌출되지 않는 범위로 설정되는 것이 바람직하고, 구체적으로는 0.3 mm 이하, 특히 0.05 내지 0.1 mm인 것이 바람직하다. 이러한 절연층 (29)를 형성함으로써, 접속해야 할 대상물, 예를 들면 피검사 회로 장치에 전기적으로 접속할 때에는 절연층 (29)의 탄성에 의해, 상기 피검사 회로 장치에 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 또한, 프레임판 (23)이 금속에 의해 구성되어 있는 경우에는 상기 절연층 (29)에 의해서 필요한 절연성을 확실하게 달성할 수 있다. 또한, 절연층 (29)가 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 절연부 (22)와 일체로 형성됨으로써, 이방 도전 소자 (24)가 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)에 안정적으로 유지되기 때문에, 이방 도전 소자 (24)가 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 지지 부재 (70)에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)은 그의 두께가 상기 지지 부재 (70)에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)의 두께보다 작은 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 가압했을 때에, 지지 부재 (70)에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부가 충분히 압축되기 때문에, 대면적의 것이더라도 모든 도전부에서 균일한 도전성이 얻어진다.

도전부 (21)의 표면에는 금이나 은, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 텅스텐, 몰리브덴, 백금, 이리듐 등의 금속에 의한 피복층을 형성할 수 있다.

이와 같은 피복층은 도금이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 도전부의 표면에 형성할 수 있고, 별도로 형성한 접점용 금속 부재를 접착하거나 또는 전사하는 방법에 의해 도전부 (21)의 표면에 형성할 수도 있다.

프레임판 (23)을 구성하는 경질 재료로서는, 그의 로크웰 경도 시험법(JISZ2245-1981)에 의해 측정한 로크웰 경도가 30 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40 이상, 특히 바람직하게는 45 이상인 것이다.

또한, 프레임판 (23)을 구성하는 경질 재료로서는 선열팽창계수가 1.5×10^-4/K 이하, 특히 1×10^-4 내지 1×10^-7/K인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 경질 재료를 이용함으로써, 얻어지는 프레임판 (23)은 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)이 면방향으로 변형되더라도 여기에 추종하여 변형되지 않고, 그 결과, 도전부 (21)의 면방향에 있어서의 변형을 확실하게 억제할 수 있다. 이 선열팽창계수가 2×10^-4/K를 초과하는 경우에는 온도 변화에 의한 열이력을 받으면, 이방 도전성 시트 전체가 크게 열팽창하기 때문에, 피검사 회로 장치의 피검사 전극과 이방 도전성 시트의 도전부 사이에 위치 어긋남이 생기는 결과, 안정한 접속 상태를 유지하는 것이 곤란해질 수 있다. 또한, 프레임판 (23)을 구성하는 경질 재료로서는, 접속해야 할 대상물, 예를 들면 피검사 회로 장치나 검사용 회로 기판의 기재를 구성하는 재료의 선열팽창계수와 동등 또는 근사한 것, 구체적으로는 접속해야 할 대상물의 기재를 구성하는 재료의 선열팽창계수와의 차이가 1×10^-5/K 이하인 선열팽창계수를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 프레임판 (23)을 구성하는 경질 재료의 구체예로서는, 스테인레스, 철, 구리, 니켈, 크롬, 코발트, 망간, 몰리브덴, 인듐, 납, 티탄, 텅스텐, 알루미 늄, 금, 은 또는 이들의 2종 이상의 합금 등의 금속 재료, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 수지 재료, 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지 등의 복합 수지 재료, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 아라미드 섬유, 불소 섬유 등을 들 수 있다.

이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)을 형성하는 탄성 고분자 물질로서는 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 형성 재료로서는 다양한 것을 사용할 수 있지만, 특히 성형 가공성 및 전기 특성 측면에서 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.

실리콘 고무로서는 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는 그의 점도가 전단 속도 10^-1초에서 10⁵ 포이즈 이하인 것이 바람직하고, 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등의 어느 것이어도 좋다. 구체적으로는, 디메틸실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 들 수 있다.

이들 중에서, 비닐기를 함유하는 액상 실리콘 고무(비닐기 함유 폴리디메틸실록산)은 통상, 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을, 디메틸비닐클로로실란 또는 디메틸비닐알콕시실란의 존재하에서 가수분해 및 축합 반응시키고, 예를 들면 계속해서 용해-침전의 반복에 의한 분별을 행함으로써 얻어진다. 또한, 비닐기를 양쪽 말단에 함유하는 액상 실리콘 고무는 옥타메틸시클로테트라실록산과 같은 환상 실록산을 촉매의 존재하에서 음이온 중합하고, 중합 정지제로서 예를 들면 디메틸디비닐실록산을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들면, 환상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절하게 선택함으로써 얻어진다. 여기서, 음이온 중합의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화 n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라놀레이트 용액 등을 사용할 수 있고, 반응 온도는 예를 들면 80 내지 130℃이다. 이러한 비닐기 함유 폴리디메틸실록산은 그의 분자량 Mw(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량을 말함, 이하 동일)가 10000 내지 40000의 것인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 도전로 소자의 내열성 측면에서, 분자량 분포 지수(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 Mw와 표준 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량 Mn과의 비 Mw/Mn의 값을 말함, 이하 동일)가 2 이하인 것이 바람직하다.

한편, 히드록실기를 함유하는 액상 실리콘 고무(히드록실기 함유 폴리디메틸실록산)은 통상, 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을, 디메틸히드로클로로실란 또는 디메틸히드로알콕시실란의 존재하에서 가수분해 및 축합 반응시키고, 예를 들면 계속해서 용해-침전의 반복에 의한 분별을 행함으로써 얻어진다. 또한, 환상 실록산을 촉매의 존재하에서 음이온 중합하고, 중합 정지제로서, 예를 들면 디메틸히드로클로로실란, 메틸디히드로클로로실란 또는 디메틸히드로알콕시실란 등을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들면, 환상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절하게 선택함으로써도 얻어진다. 여기서, 음이온 중합의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화 n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라놀레이트 용액 등을 사용할 수 있고, 반응 온도는 예를 들면 80 내지 130℃이다. 이러한 히드록실기 함유 폴리디메틸실록산은 그의 분자량 Mw가 10000 내지 40000의 것인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 이방 도전 소자 (24)의 내열성 측면에서, 분자량 분포 지수가 2 이하의 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 상기 비닐기 함유 폴리디메틸실록산 및 히드록실기 함유 폴리디메틸실록산 중 어느 한쪽을 사용할 수도 있고, 양자를 병용할 수도 있다.

이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)에 이용되는 도전성 입자로서는, 후술하는 방법에 의해 상기 입자를 용이하게 배향시킬 수 있는 측면에서 자성을 나타내는 도전성 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 도전성 입자의 구체예로서는, 철, 코발트, 니켈 등의 자성을 나타내는 금속의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 입자, 또는 이들 입자를 코어 입자로 하고, 상기 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 도전성이 양호한 금속의 도금을 실시한 것, 또는 비자성 금속 입자 또는 유리 비드 등의 무기 물질 입자 또는 중합체 입자를 코어 입자로 하고, 상기 코어 입자의 표면에 니켈, 코발트 등의 도전성 자성체의 도금을 실시한 것, 또는 코어 입자에 도전성 자성체 및 도전성이 양호한 금속 둘 다를 피복한 것 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 니켈 입자를 코어 입자로 하고, 그의 표면에 금이나 은, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 텅스텐, 몰리브덴, 백금, 이리듐 등의 금속의 도금을 실시한 것을 이용하는 것이 바람직하고, 니켈 입자에 은 도금을 바탕 도금으로 하여 표층에 금 도금한 입자 등 복수의 상이한 금속을 피복한 것을 이용하는 것도 바람직하다.

코어 입자의 표면에 도전성 금속을 피복하는 수단으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 화학 도금 또는 전해 도금에 의해 행할 수 있다.

도전성 입자로서, 코어 입자의 표면에 도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것을 이용하는 경우에는, 양호한 도전성이 얻어지는 측면에서 입자 표면에서의 도전성 금속의 피복률(코어 입자의 표면적에 대한 도전성 금속의 피복 면적의 비율)이 40％ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 45％ 이상, 특히 바람직하게는 47 내지 95％이다. 또한, 도전성 금속의 피복량은 코어 입자의 0.5 내지 50 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 30 중량％, 더욱 바람직하게는 3 내지 25 중량％, 특히 바람직하게는 4 내지 20 중량％이다. 피복되는 도전성 금속이 금인 경우에는 그의 피복량은 코어 입자의 0.5 내지 30 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 20 중량％, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 중량％, 특히 바람직하게는 4 내지 10 중량％이다. 또한, 피복되는 도전성 금속이 은인 경우에는, 그의 피복량은 코어 입자의 4 내지 50 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 40 중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량％이다.

또한, 도전성 입자의 입경은 1 내지 1000 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 500 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 300 ㎛, 특히 바람직하게는 10 내지 200 ㎛이다. 또한, 도전성 입자의 입경 분포(Dw/Dn)는 1 내지 10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.01 내지 7, 더욱 바람직하게는 1.05 내지 5, 특히 바람직하게는 1.1 내지 4이다. 이러한 조건을 만족시키는 도전성 입자를 이용함으로써, 얻어지는 도전부 (21)은 가압 변형이 용이하게 되고, 또한 상기 도전부 (21)에 있어서 도전성 입자간에 충분한 전기적 접촉이 얻어진다. 또한, 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 형성 재료 내에 용이하게 분산시킬 수 있는 점에서, 구형의 것, 별 형상의 것 또는 이들이 응집한 2차 입자에 의한 괴상의 것이 바람직하다.

또한, 도전성 입자의 함수율은 5％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3％ 이하, 더욱 바람직하게는 2％ 이하, 특히 바람직하게는 1％ 이하이다. 이러한 조건을 만족시키는 도전성 입자를 이용함으로써, 후술하는 제조 방법에 있어서, 성형 재료층을 경화 처리할 때에, 상기 성형 재료층 내에 기포가 생기는 것이 방지 또는 억제된다.

또한, 도전성 입자의 표면이 실란 커플링제 등의 커플링제로 처리된 것을 적절하게 사용할 수 있다. 도전성 입자의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 상기 도전성 입자와 탄성 고분자 물질과의 접착성이 높아지고, 그 결과, 얻어지는 도전부 (21)은 반복 사용에 있어서의 내구성이 높아지게 된다. 커플링제의 사용량은 도전성 입자의 도전성에 영향을 주지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전성 입자 표면에서의 커플링제의 피복률(도전성 코어 입자의 표면적에 대한 커플링제의 피복 면적의 비율)이 5％ 이상이 되는 양인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 피복률이 7 내지 100％, 더욱 바람직하게는 10 내지 100％, 특히 바람직하게는 20 내지 100 ％가 되는 양이다.

이러한 도전성 입자는 고분자 형성 재료에 대하여 부피분률로 30 내지 60％, 바람직하게는 35 내지 50％가 되는 비율로 이용되는 것이 바람직하다. 이 비율이 30％ 미만인 경우에는 충분히 전기 저항치가 작은 도전부 (21)이 얻어지지 않을 수 있다. 한편, 이 비율이 60％를 초과하는 경우에는, 얻어지는 도전부 (21)은 취약해지기 쉬워 도전부 (21)로서 필요한 탄성이 얻어지지 않을 수 있다.

본 발명에 있어서는, 지지 부재 (70)에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)을 구성하는 탄성 고분자 물질은, 그의 듀로미터 경도가 상기 지지 부재 (70)에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)을 구성하는 탄성 고분자 물질의 듀로미터 경도보다 큰 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 지지 부재 (70)에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)가 작은 가압력으로 충분히 압축되기 때문에, 대면적의 것이더라도 모든 도전부 (21)에 있어서 균일한 도전성이 얻어진다.

또한, 지지 부재 (70)에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)은, 그의 도전성 입자의 함유 비율이 상기 지지 부재 (70)에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)의 도전성 입자의 함유 비율보다 높은 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우라도, 지지 부재 (70)에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)의 도전성이 저하되는 것이 억제되고, 따라서 긴 사용 수명이 얻어진다.

이방 도전 소자 (24)에 있어서의 절연부 (22)를 형성하는 탄성 고분자 물질로서는 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 형성 재료로서는 다양한 것을 사용할 수 있고, 특히 성형 가공성 및 전기 특성 측면에서 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 절연부 (22)를 형성하는 탄성 고분자 물질은 도전부 (21)을 형성하는 탄성 고분자 물질과 동일한 종류의 것 또는 상이한 종류의 것을 사용할 수 있다. 또한, 절연부 (22)는 도전부 (21)과 일체일 수도 있고, 또한 별개의 부재의 것일 수도 있다.

절연층 (29)를 형성하는 탄성 고분자 물질로서는 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 형성 재료의 구체예로서는, 상술한 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 절연부 (21)을 형성하는 탄성 고분자 물질을 얻기 위한 고분자 형성 재료로서 예시한 것을 들 수 있다. 또한, 절연층 (29)를 형성하는 탄성 고분자 물질은 이방 도전 소자 (24)의 절연부 (22)를 형성하는 탄성 고분자 물질과 동일한 종류의 것 또는 다른 종류의 것을 사용할 수 있다. 또한, 도시한 예에서는 절연층 (29)는 이방 도전 소자 (24)의 절연부 (22)와 일체이지만, 별개의 부재의 것일 수도 있다.

제1의 이방 도전성 커넥터 (30)에 있어서의 지지 부재 (70)에는, 도 5에도 나타낸 바와 같이 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍 (71)이 종횡으로 배열되도록 형성되어 있고, 상기 지지 부재 (70)의 일면에서의 각 관통 구멍 (71)의 내연부에는 유지부 (72)가 형성되어 있다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 지지 부재 (70)의 관통 구멍 (71)의 각각에는 이방 도전성 시트 (20)이 배치되고, 상기 이방 도전성 시트 (20)에 있어서의 프레임판 (23)의 외연부가 상기 지지 부재 (70)의 유지부 (72)에 고정되어 유지되어 있다.

이방 도전성 시트 (20)을 지지 부재 (70)에 고정하는 수단으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 지지 부재 (70)의 유지부 (72) 내에 이방 도전성 시트 (20)의 프레임판 (23)을 끼워넣음으로써 고정할 수도 있고, 또는 지지 부재 (70)의 유지부 (72)와 이방 도전성 시트 (20)의 프레임판 (23)을 가이드 핀으로 접합하거나 또는 접착제를 이용하여 접착함으로써 고정할 수도 있다.

또한, 도시한 예에서는 지지 부재 (70)의 네 귀퉁이에, 두께 방향으로 관통하는 위치 결정 구멍 (73)이 형성되어 있고, 이에 따라 지지 부재 (70)과 접속 기판 (11)을 위치 결정 구멍 (73)을 이용하여 위치 정렬함으로써, 이방 도전성 시트 (20)에 있어서의 이방 도전 소자 (24)의 도전부 (21)이 접속 기판 (11)에 있어서의 표면 전극부 (14) 상에 위치하도록 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)을 배치할 수 있다.

지지 부재 (70)을 구성하는 재료로서는 이방 도전성 시트 (20)에 있어서의 프레임판 (23)을 구성하는 경질 재료로서 예시한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 경질 재료를 지지 부재 (70)을 구성하는 재료로서 이용함으로써, 온도 변화를 일으킨 경우에 있어서도, 이방 도전성 시트 (20)의 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)이 면 방향의 변위를 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 지지 부재 (70)을 구성하는 경질 재료로서는, 접속해야 할 회로 기판의 기재를 구성하는 재료의 선열팽창계수와 동등 또는 근사한 것, 구체적으로는 접속해야 할 회로 기판의 기재를 구성하는 재료의 선열팽창계수와의 차이가 1×10^-5/K 이하인 선열팽창계수를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

제2의 이방 도전성 커넥터 (40)은 기본적으로 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)과 동일한 구성으로서(도 3 내지 도 6 참조), 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍 (71)이 형성된 지지 부재 (70)과, 이 지지 부재 (70)의 관통 구멍 (71)의 각각에 유지된 이방 도전성 시트 (20)에 의해 구성되어 있다. 이방 도전성 시트 (20)은 특정 패턴에 따라서 두께 방향으로 신장하는 복수의 단면 직사각형의 관통 구멍 (23K)가 형성된, 예를 들면 경질 재료로 이루어지는 프레임판 (23)을 갖는다. 이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)에서의 특정 패턴은 접속 기판 (11)에 있어서의 이면 전극부 (15)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치되어 있다.

또한, 접속 기판 (11)에 형성된 위치 결정 구멍(도시 생략), 및 제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)의 각각에 형성된 위치 결정 구멍 (773)에 가이드 핀 (9)가 삽입됨으로써, 접속 기판 (11), 제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)이 위치 결정되어 고정되어 있다.

제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)에 있어서의 이방 도전성 시트 (20)은 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

도 7은 이방 도전성 시트 (20)을 제조하기 위해 이용되는 금형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다. 이 금형은 상형 (50) 및 이와 쌍을 이루는 하형 (55)이 프레임형의 스페이서 (54)를 통해 서로 대향하도록 배치되어 구성되고, 상형 (50)의 하면과 하형 (55)의 상면 사이에 캐비티가 형성되어 있다. 상형 (50)에 있어서는, 강자성체 기판 (51)의 하면에, 목적으로 하는 이방 도전성 시트의 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)의 배치 패턴에 정반대인 패턴에 따라 강자성체층 (52)가 형성되고, 이 강자성체층 (52) 이외의 개소에는 상기 강자성체층 (52)의 두께보다 큰 두께를 갖는 비자성체층 (53)이 형성되어 있다. 한편, 하형 (55)에 있어서는, 강자성체 기판 (56)의 상면에, 목적으로 하는 이방 도전성 시트의 이방 도전 소자 (24)에 있어서의 도전부 (21)의 배치 패턴과 동일한 패턴에 따라 강자성체층 (57)이 형성되고, 이 강자성체층 (57) 이외의 개소에는 상기 강자성체층 (57)의 두께보다 큰 두께를 갖는 비자성체층 (58)이 형성되어 있다.

상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 강자성체 기판 (51, 56)을 구성하는 재료로서는, 철, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금, 니켈, 코발트 등의 강자성 금속을 사용할 수 있다. 이 강자성체 기판 (51, 56)은 그의 두께가 0.1 내지 50 mm인 것이 바람직하고, 표면이 평활하고, 화학적으로 탈지 처리되고, 또한 기계적으로 연마 처리된 것인 것이 바람직하다.

또한, 상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 강자성체층 (52, 57)을 구성하는 재료로서는 철, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금, 니켈, 코발트 등의 강자성 금속을 사용할 수 있다. 이 강자성체 기판 (52, 57)은 그의 두께가 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 금형 내에 형성되는 성형 재료층에 대하여 충분한 강도 분포를 갖는 자장을 작용시키는 것이 곤란해지고, 그 결과, 상기 성형 재료층에 있어서의 도전부가 되어야 할 부분에 도전성 입자를 높은 밀도로 집합시키는 것이 곤란해지기 때문에, 양호한 이방 도전성을 갖는 시트가 얻어지지 않을 수 있다.

또한, 상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 비자성체층 (53, 58)을 구성하는 재료로서는 구리 등의 비자성 금속, 내열성을 갖는 고분자 물질 등을 사용할 수 있지만, 포토리소그래피의 수법에 의해 용이하게 비자성체층 (53, 58)을 형성할 수 있는 점에서, 방사선에 의해 경화된 고분자 물질을 이용하는 것이 바람직하고, 그의 재료로서는, 예를 들면 아크릴계의 드라이 필름 레지스트, 에폭시계의 액상 레지스트, 폴리이미드계의 액상 레지스트 등의 포토레지스트를 사용할 수 있다. 또한, 비자성체층 (53, 58)의 두께는 강자성체층 (52, 57)의 두께, 목적으로 하는 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)의 돌출 높이에 따라서 설정된다.

또한, 상기 금형을 이용하여 다음과 같이 하여 이방 도전성 시트 (20)이 제조된다.

우선, 경화성의 고분자 형성 재료 중에 자성을 나타내는 도전성 입자를 분산시킴으로써 유동성의 성형 재료를 제조하고, 도 8에 나타낸 바와 같이 이 성형 재료를 금형의 캐비티 내에 충전하여 성형 재료층 (20A)를 형성하는 동시에, 프레임판 (23)을, 그의 관통 구멍 (23K)가 상형 (50)의 강자성체층 (52)와 이에 대응하는 하형 (55)의 강자성체층 (57) 사이에 위치된 상태로 성형 재료층 (20A) 중에 매설한다. 이어서, 상형 (50)에 있어서의 강자성체 기판 (51)의 상면 및 하형 (55)에 있어서의 강자성체 기판 (56)의 하면에, 예를 들면 한쌍의 전자석(도시 생략)을 배치하고, 상기 전자석을 작동시킴으로써, 강도 분포를 갖는 평행 자장, 즉 상형 (50)의 강자성체 부분 (52)과 이에 대응하는 하형 (55)의 강자성체 부분 (57) 사이 에 큰 강도를 갖는 평행 자장을 성형 재료층 (20A)의 두께 방향으로 작용시킨다. 그 결과, 성형 재료층 (20A)에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 성형 재료층 (20A) 중에 분산되어 있던 도전성 입자가, 상형 (50)의 강자성체 부분 (52)와 이에 대응하는 하형 (55)의 강자성체 부분 (57) 사이에 위치하는 도전부가 되어야 할 부분 (21A)에 집합하는 동시에, 상기 성형 재료층 (20A)의 두께 방향으로 배열하도록 배향한다.

또한, 이 상태에 있어서, 성형 재료층 (20A)를 경화 처리함으로써, 상형 (50)의 강자성체 부분 (52)와 이에 대응하는 하형 (55)의 강자성체 부분 (57) 사이에 배치된, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 조밀하게 충전된 도전부 (21)와, 이 도전부 (21)의 주위를 덮도록 형성된, 도전성 입자가 전혀 또는 거의 존재하지 않는 절연부 (22)를 갖는 이방 도전 소자 (24)가, 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K)의 각각에 유지된 상태로 형성되는 동시에, 프레임판 (23)의 표면을 덮도록 절연층 (29)가 형성되고, 이에 따라 도 4에 나타내는 구성의 이방 도전성 시트가 제조된다.

이상에 있어서, 성형 재료층 (20A)의 경화 처리는 평행 자장을 작용시킨 채로의 상태로 행할 수도 있지만, 평행 자장의 작용을 정지시킨 후에 행할 수도 있다. 성형 재료층 (20A)에 작용되는 평행 자장의 강도는 평균적으로 200 내지 10000 가우스가 되는 크기가 바람직하다. 또한, 성형 재료층 (20A)에 평행 자장을 작용시키는 수단으로서는 전자석 대신에 영구 자석을 이용할 수도 있다. 영구 자석으로서는 상기 범위의 평행 자장의 강도가 얻어지는 점에서, 알니코(Fe-Al-Ni-Co 계 합금), 페라이트 등을 포함하는 것이 바람직하다. 성형 재료층 (20A)의 경화 처리는, 사용되는 재료에 따라서 적절하게 선정되지만, 통상 가열 처리에 의해 행해진다. 구체적인 가열 온도 및 가열 시간은 성형 재료층 (20A)를 구성하는 고분자 형성 재료 등의 종류, 도전성 입자의 이동에 요하는 시간 등을 고려하여 적절하게 선정된다.

도 10은 본 발명에 따른 이방 도전성 커넥터 장치 (10)을 사용하여 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 회로 기판의 전기적 접속을 달성한 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

이 웨이퍼 검사 장치에 있어서는, 이방 도전성 커넥터 장치 (10)은 검사용 회로 기판 (1)과 접속용 회로 기판 (2) 사이에, 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)이 검사용 회로 기판 (1)에 접촉하고, 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)이 접속용 회로 기판 (2)에 접촉하도록 배치되어 있다.

또한, 제1의 이방 도전성 커넥터 (30)의 도전부 (21)이 검사용 회로 기판 (1)의 전극 (5)에 전기적으로 접속되고, 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)의 도전부 (21)이 접속용 회로 기판 (2)의 전극 (6)에 전기적으로 접속되며, 이에 따라 검사용 회로 기판 (1)의 전극 (5)와 접속용 회로 기판 (2)의 전극 (6)의 전기적 접속이 달성된다.

상기 제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)에 따르면, 소면적이고 도전부 (21)의 수가 적은 복수의 이방 도전성 시트 (20)를 서로 지지 부재 (70)에 의해 연결하기 때문에, 전체적으로 대면적이고 도전부 수가 많으면서, 모든 도전부 (21)에 있어서 일정한 범위의 전기적 특성이 확실하게 얻어진다.

또한, 소면적이고 도전부 (21)의 수가 적은 이방 도전성 시트 (20)을 제조하면 되기 때문에, 대형의 금형이나 성형기가 불필요하게 되고, 따라서 적은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 예를 들면 웨이퍼의 검사에 있어서, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에, 예를 들면 지지 부재 (70)에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트 (20)의 도전부 (21)의 도전성이 저하되어 그의 사용이 곤란해졌을 때에는, 상기 도전부 (21)에 따른 이방 도전성 시트 (20)만을 새로운 것으로 교환하면 되고, 이방 도전성 커넥터 전체를 새로운 것으로 교환하는 것이 불필요하게 되기 때문에, 검사 비용의 감소화를 도모할 수 있다.

상기 이방 도전성 커넥터 장치 (10)에 따르면, 제1의 이방 도전성 커넥터 및 제2의 이방 도전성 커넥터 사이에 접속 기판 (11)이 배치되어 이루어지기 때문에, 높이 변동이 큰 회로 기판에 대해서도 낮은 압력으로 양호한 전기적 접속을 달성할 수 있고, 반복 사용하는 경우라도 긴 사용 수명이 얻어진다.

본 발명에 있어서는 상기 실시 형태에 한정되지 않고 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치는 회로 장치의 검사에 사용할 수 있고, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극은 반구 형상의 땜납 볼 전극, 리드 전극, 평판형의 전극일 수 있다.

(2) 제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)에 이용되는 이방 도전성 시트 (20)은, 도 11에 나타낸 바와 같이 단일의 관통 구멍 (23K)가 형성된 프레임판 (23)과, 이 프레임판 (23)의 관통 구멍 (23K) 내에 배치되어 고정된, 복수의 이방 도전 소자 (24)의 절연부 (22)가 서로 일체로 연결되어 이루어지는 이방 도전막 (25)를 포함하는 것일 수 있다.

(3) 이방 도전성 시트 (20)은 도전부 (21)과 절연부 (22)가 양면에 있어서 평면으로 된 것일 수도 있고, 그의 일면에 있어서 도전부 (21)의 표면이 절연부 (22)의 표면으로부터 돌출되는 돌출 부분이 형성된 것일 수 있다.

(4) 제1의 이방 도전성 커넥터 (30) 및 제2의 이방 도전성 커넥터 (40)은 그 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 접속 기판에 일체적으로 접착된 것일 수 있다.

(5) 이방 도전성 시트 (20)에 있어서는, 접속 기판 (11)이나 회로 기판의 전극에 전기적으로 접속되는 도전부 외에, 접속 기판이나 회로 기판의 전극에 접속되지 않는 도전부가 적절한 위치에 형성될 수 있다.

(6) 본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치 (10)은 회로 기판끼리를 전기적으로 접속하기 위한 것으로 한정되지 않고, 전자 부품과 회로 기판과의 전기적 접속이나 전자 부품끼리의 전기적 접속을 위해 이용하는 것일 수 있다.

본 발명의 이방 도전성 커넥터 장치 (10)의 접속 대상으로 하는 전자 부품으로서는 특별히 한정되지 않고 다양한 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 트랜지스터, 다이오드, 릴레이, 스위치, IC칩 또는 LSI칩 또는 이들의 패키지 또는 MCM(Multi Chip Module) 등의 반도체 장치를 포함하는 능동 부품, 저항, 컨덴서, 수정 진동 자, 스피커, 마이크로폰, 변성기(코일), 인덕턴스 등의 수동 부품, TFT형 액정 표시 패널, STN형 액정 표시 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계발광 패널 등의 표시 패널 등을 들 수 있다. 회로 기판으로서는 편면 인쇄 회로 기판, 양면 인쇄 회로 기판, 다층 인쇄 회로 기판, 세라믹 기판, 유리 기판 등 다양한 구조의 것을 사용할 수 있다. 또한, 회로 기판의 형태로서는 연성 기판, 경성 기판, 이들을 조합한 연경성 기판 중 어느 것이어도 좋다.

(7) 본 발명의 이방 도전성 커넥터를 사용하여 이방 도전성 커넥터 장치를 구성하는 경우에 있어서, 접속 기판의 양면에 이방 도전성 커넥터를 배치하는 것은 필수는 아니다. 접속 대상으로 하는 전자 부품이나 회로 기판에 따라서, 필요에 따라 일면에만 이방 도전성 커넥터를 배치하여 구성할 수 있다.

(8) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 이방 도전성 시트의 도전부의 형상은 원주형으로 한정되지 않고 예를 들면 사각기둥형일 수 있다. 또한, 이방 도전성 시트의 프레임판에 있어서의 관통 구멍의 형상도 특별히 한정되지 않고, 그의 단면이 원형으로 한정되지 않고 사각형태 등일 수 있다.

Claims

각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 지지 부재와,

상기 지지 부재의 관통 구멍의 각각에 유지된 이방 도전성 시트

를 포함하며,

상기 이방 도전성 시트는 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 관통 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 관통 구멍 내에 배치된 복수의 이방 도전 소자를 포함하고,

상기 이방 도전 소자는 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 함유되어 이루어지는 도전부와, 이 도전부의 외주를 덮도록 형성된 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
제1항에 있어서, 탄성 고분자 물질을 포함하는 절연층이 이방 도전성 시트의 프레임판의 표면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 도전부가 절연부의 표면으로부터 돌출된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부는, 그의 두께가 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부의 두께보다 작은 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부를 구성하는 탄성 고분자 물질은, 그의 듀로미터 경도가 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부를 구성하는 탄성 고분자 물질의 듀로미터 경도보다 큰 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 부재에 있어서의 주변 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부는, 그의 도전성 입자의 함유 비율이 상기 지지 부재에 있어서의 중앙 영역에 배치된 이방 도전성 시트의 도전부의 도전성 입자의 함유 비율보다 높은 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
접속 기판과, 이 접속 기판의 표면에 설치된 제1의 이방 도전성 커넥터와, 접속 기판의 이면에 설치된 제2의 이방 도전성 커넥터를 갖고, 상기 제1의 이방 도전성 커넥터 및 상기 제2의 이방 도전성 커넥터는 각각 제1항 또는 제2항에 기재된 이방 도전성 커넥터임을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 장치.
제7항에 있어서, 접속 기판이 절연성 시트 및 상기 절연성 시트를 그의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 전극 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 장치.
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