KR20060030050A - 이방 도전성 커넥터 및 회로 장치의 검사 방법 - Google Patents

이방 도전성 커넥터 및 회로 장치의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

땜납 돌기 전극을 갖는 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사에 사용되는 반복 사용 내구성이 양호한 이방 도전성 커넥터 및 검사 효율이 양호한 회로 장치의 검사 방법을 제공한다. 이방 도전성 커넥터의 표면에 윤활제를 도포한다. 검사용 회로 기판과 검사 대상인 회로 장치를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는 이방 도전성 커넥터의 적어도 검사 대상의 회로 장치와 접촉하는 측의 표면에 윤활제를 도포하여 회로 장치의 검사를 행한다.
이방 도전성, 커넥터, 회로 장치, 전기적 검사, 윤활제, 땜납 돌기 전극

Description

이방 도전성 커넥터 및 회로 장치의 검사 방법 {ANISOTROPIC CONDUCTIVE CONNECTOR AND CIRCUIT DEVICE INSPECTION METHOD}
본 발명은, 예를 들면 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사에 이용되는 이방 전도성 커넥터 및 이 이방 도전성 커넥터를 구비한 회로 장치의 검사 장치에 의한 회로 장치의 검사 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 땜납 돌기 전극을 갖는 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사에 바람직하게 사용할 수 있는 이방 도전성 커넥터, 및 땜납 돌기 전극을 갖는 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 검사 방법에 관한 것이다.
이방 도전성 시트는 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 것, 또는 두께 방향으로 가압되었을 때에 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 가압 도전성 도전부를 갖는 것이다. 이방 도전성 시트는, 납땜 또는 기계적 감합 등의 수단을 이용하지 않고 콤팩트한 전기적 접속을 달성하는 것이 가능한 것, 기계적인 충격이나 변형을 흡수하여 부드러운 접속이 가능한 등의 특징을 가지기 때문에, 이러한 특징을 이용하여, 예를 들면 전자 계산기, 전자식 디지털 시계, 전자 카메라, 컴퓨터 키보드 등의 분야에서, 회로 장치 상호간의 전기적 접속, 예를 들면 인쇄 회로 기판과, 리드리스 칩 캐리어, 액정 패널 등과의 전기적 접속을 달성하기 위한 이방 도전성 커 넥터로서 널리 이용되고 있다.
또한, 인쇄 회로 기판이나 반도체 집적 회로 등의 회로 장치의 전기적 검사에 있어서는, 예를 들면 검사 대상인 회로 장치의 일면에 형성된 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 표면에 형성된 검사용 전극과의 전기적인 접속을 달성하기 위해서, 회로 장치의 전극 영역과, 검사용 회로 기판의 검사용 전극 영역 사이에 커넥터로서 이방 도전성 시트를 개재시키고 있다.
종래, 이러한 이방 도전성 시트로서는, 금속 입자를 엘라스토머 중에 균일하게 분산하여 얻어지는 것(예를 들면 특허 문헌 1 참조), 도전성 자성 금속을 엘라스토머 중에 불균일하게 분산시킴으로써, 두께 방향으로 신장되는 다수의 도전로 형성부와, 이들을 서로 절연하는 절연부가 형성된 것(예를 들면 특허 문헌 2 참조), 도전로 형성부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 것(예를 들면 특허 문헌 3 참조) 등, 다양한 구조의 것이 알려져 있다.
이들 이방 도전성 시트에는, 절연성 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태로 함유되어 있고, 다수의 도전성 입자의 연쇄에 의해서 도전로가 형성되어 있다.
이러한 이방 도전성 시트는, 예를 들면 경화되어 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 물질 형성 재료 중에 자성을 갖는 도전성 입자가 함유된 성형 재료를, 금형의 성형 공간 내에 주입하여 성형 재료층을 형성하고, 이것에 자장을 작용시켜 경화 처리함으로써 제조할 수 있다.
그러나, 예를 들면 땜납 합금으로 형성된 돌기상 전극을 갖는 회로 장치의 전기적 검사에 있어서, 종래의 이방 도전성 시트를 커넥터로서 이용하는 경우에는, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극인 돌기상 전극을 이방 도전성 시트에 있어서의 도전로 형성부의 표면에 압접(壓接)하는 동작이 반복됨으로써, 상기 이방 도전성 시트에 있어서의 도전로 형성부의 표면에는, 돌기상 전극의 압접에 의한 영구적인 변형이나, 마모에 의한 변형이 생기기 때문에, 상기 이방 도전성 시트에 있어서의 도전로 형성부의 전기 저항치가 증가하여, 각각의 도전로 형성부의 전기 저항치가 변동됨으로써, 후속 회로 장치의 검사가 곤란해진다는 문제가 있다.
또한, 도전로 형성부를 구성하기 위한 도전성 입자로서는, 양호한 도전성을 얻기 위해서, 통상 금으로 형성되는 피복층이 형성된 것이 이용되고 있지만, 다수의 회로 장치의 전기적 검사를 연속하여 행함으로써, 회로 장치에 있어서의 피검사 전극을 구성하는 전극 물질(땜납 합금)이, 이방 도전성 시트에 있어서의 도전성 입자의 피복층으로 이행하고, 이에 의해 상기 피복층이 변질되는 결과, 도전로 형성부의 도전성이 저하된다는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 회로 장치의 검사에 있어서, 이방 도전성 시트와, 수지 재료로 형성되는 유연한 절연성 시트에 그의 두께 방향으로 관통하여 신장되는 복수개의 금속 전극체가 배열된 시트상 커넥터에 의해 회로 장치 검사용 치구를 구성하고, 이 회로 장치 검사용 치구에 있어서의 시트상 커넥터의 금속 전극체에 피검사 전극을 접촉시켜 가압함으로써, 검사 대상인 회로 장치와의 전기적 접속을 달성하는 것이 행해지고 있다(예를 들면 특허 문헌 4 참조).
그러나, 상기 회로 장치 검사용 치구에 있어서는, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극의 피치가 작은 경우, 즉 시트상 커넥터에 있어서의 금속 전극체의 피치가 작은 경우에는, 상기 회로 장치에 대한 필요한 전기적 접속을 달성하는 것이 곤란하다. 구체적으로 설명하면, 금속 전극체의 피치가 작은 시트상 커넥터에 있어서는, 인접하는 금속 전극체끼리 서로 간섭함으로써, 인접하는 금속 전극체 사이의 플렉시블성이 저하된다. 그 때문에, 검사 대상인 회로 장치가, 그 기체(基體)의 면 정밀도가 낮은 것, 기체의 두께 균일성이 낮은 것, 또는 피검사 전극의 높이 변동이 큰 것인 경우에는, 상기 회로 장치에 있어서의 모든 피검사 전극에 대하여 시트상 커넥터의 금속 전극체를 확실하게 접촉시킬 수 없고, 그 결과 상기 회로 장치에 대한 양호한 전기적 접속이 얻어지지 않는다.
또한, 모든 피검사 전극에 대하여 양호한 전기적 접속 상태를 달성하는 것이 가능하여도, 상당히 큰 압력이 필요하고, 따라서 검사 장치 전체가 대형이 되며, 또한 검사 장치 전체의 제조 비용이 높아진다.
또한, 회로 장치의 검사를 고온 환경하에서 행하는 경우에는, 이방 도전성 시트를 형성하는 탄성 고분자 물질의 열 팽창률과 시트상 커넥터에 있어서의 절연성 시트를 형성하는 수지 재료의 열 팽창률과의 차이에서 기인하여, 이방 도전성 시트의 도전로 형성부와 시트상 커넥터의 금속 전극체 사이에 위치 어긋남이 생기는 결과, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지하는 것이 곤란하다.
또한, 회로 장치 검사용 치구를 구성하는 경우에는, 이방 도전성 시트를 제조하는 것 이외에 시트상 커넥터를 제조하는 것이 필요하고, 또한 이들을 위치 정 렬한 상태로 고정하는 것이 필요하기 때문에, 검사용 치구의 제조 비용이 높아진다.
또한, 종래의 이방 도전성 시트에 있어서는, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 이방 도전성 시트를 형성하는 탄성 고분자 물질, 예를 들면 실리콘 고무는 높은 온도에서 접착성을 띠기 때문에, 상기 이방 도전성 시트는, 고온 환경하에서 회로 장치에 의해서 가압된 상태로 장시간 방치되면, 상기 회로 장치에 접착되고, 이에 의해 검사가 종료된 회로 장치를 미검사의 회로 장치로 교환하는 작업을 원활하게 행할 수 없으며, 그 결과 회로 장치의 검사 효율이 저하된다. 특히, 이방 도전성 시트가 큰 강도로 회로 장치에 접착된 경우에는, 상기 이방 도전성 시트를 손상시키지 않고 회로 장치로부터 박리하는 것이 곤란해지기 때문에, 상기 이방 도전성 시트를 그 후의 검사에 사용할 수 없다.
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
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 (평)7-231019호 공보
<발명의 개시>
<발명이 이루고자하는 기술적 과제>
본 발명은 이상과 같은 사정을 기초하여 이루어진 것이며, 그의 제1 목적은, 접속 대상 전극이 돌기상인 것이어도, 상기 접속 대상 전극의 압접에 의한 영구적인 변형이나, 마모에 의한 변형이 생기는 것이 억제되고, 반복하여 가압되더라도 장기간에 걸쳐 안정한 도전성이 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제2 목적은, 상기 제1 목적에 더하여, 예를 들면 피검사 전극이 땜납 돌기 전극이어도, 전극 물질이 도전성 입자로 이행하는 것이 방지 또는 억제되어, 장기간에 걸쳐 안정한 도전성이 얻어지고, 또한 고온 환경하에서 회로 장치에 압접된 상태로 사용한 경우에도, 상기 회로 장치에 접착되는 것을 방지 또는 억제할 수 있는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제3 목적은, 상기 이방 도전성 커넥터를 구비한 회로 장치의 검사 장치에 의한 회로 장치의 검사 방법을 제공하는 것에 있다.
<발명의 구성 및 작용>
본 발명의 이방 도전성 커넥터는, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극에 대응하여 배치된 검사용 전극을 갖는 검사용 회로 기판과 검사 대상인 회로 장치를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는 이방 도전성 커넥터이며,
적어도 검사 대상인 회로 장치와 접촉하는 측의 표면에, 윤활제가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다. '
상기 이방 도전성 커넥터에 있어서, 윤활제는 알킬술폰산의 금속염인 것이 바람직하다.
본 발명의 회로 장치의 검사 방법은, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 검사 전극을 이방 도전성 커넥터를 사이에 끼워 전기적으로 접속하여 전기적 검사를 행하는 회로 장치의 검사 방법이며,
적어도 검사 대상인 회로 장치와 접촉하는 측의 표면에 윤활제가 도포된 이방 도전성 커넥터를 이용하여, 회로 장치의 피검사 전극측의 표면과 이방 도전성 커넥터의 윤활제가 도포된 표면을 접촉시켜 전기적 검사를 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극은 땜납 돌기 전극인 것이 바람직하다.
상기 검사 방법에 있어서, 윤활제는 알킬술폰산의 금속염인 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
상기 이방 도전성 커넥터에 따르면, 피검사 회로 장치측의 면에 윤활제가 도포되어 있기 때문에, 피검사 전극이 땜납 돌기 전극이어도, 이방 도전성 커넥터의 피검사 전극과 접촉하는 부분의 압접에 의한 영구적인 변형이나, 마모에 의한 변형이 생기는 것이 억제되고, 더구나 피검사 전극의 전극 물질이 이방 도전성 커넥터의 도전성 입자로 이행하는 것이 방지 또는 억제되기 때문에 장기간에 걸쳐 안정한 도전성이 얻어진다.
상기 회로 장치의 검사 방법에 따르면, 피검사 회로 장치측의 면에 윤활제를 도포하고 있기 때문에, 피검사 전극이 땜납 돌기 전극이어도, 이방 도전성 커넥터의 피검사 전극과 접촉하는 부분의 압접에 의한 영구적인 변형이나, 마모에 의한 변형이 생기는 것이 억제되고, 더구나 피검사 전극의 전극 물질이 이방 도전성 커넥터의 도전성 입자로 이행하는 것이 방지 또는 억제된다. 그 때문에, 이방 도전성 커넥터가 장기간에 걸쳐 안정한 도전성을 나타내고, 이방 도전성 커넥터의 열화에 의한 교환 횟수가 감소하기 때문에, 결과로서 검사 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 이방 도전성 커넥터의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 이방 도전성 커넥터의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 나타내는 설명용 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 이방 도전성 커넥터에 있어서의 지지체의 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 지지체의 B-B 단면도이다.
도 6은 이방 도전막 성형용의 금형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도 7은 하형의 성형면 상에 스페이서 및 지지체가 배치된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.
도 8은 상형의 성형면에 제1 성형 재료층이 형성되고, 하형의 성형면 상에 제2 성형 재료층이 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.
도 9는 제1 성형 재료층과 제2 성형 재료층이 적층된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.
도 10은 이방 도전막이 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.
도 11은 형성된 이방 도전막을 금형으로부터 꺼낸 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 회로 장치의 검사 장치의 일례에 있어서의 구성을, 회로 장치와 함께 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명에 따른 회로 장치의 검사 장치의 일례에 있어서의 구성을, 다른 회로 장치와 함께 나타내는 설명도이다.
도 14는 실시예에서 사용한 테스트용 회로 장치의 평면도이다.
도 15는 실시예에서 사용한 테스트용 회로 장치의 측면도이다.
도 16은 실시예에서의 반복 내구성 시험을 행하는 장치의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 회로 장치
2: 땜납 볼 전극
3: 테스트용 회로 장치
5: 검사용 회로 기판
6: 검사용 전극
7: 항온조
8: 배선
9: 가이드 핀
10: 이방 도전성 커넥터
10A: 이방 도전막
11: 도전로 형성부
11a: 돌출 부분
12: 유효 도전로 형성부
13: 무효 도전로 형성부
15: 절연부
40: 윤활제층
50: 상형
51: 강자성체 기판
52: 강자성체층
53: 비자성체층
54a, 54b: 스페이서
55: 하형
56: 강자성체 기판
57: 강자성체층
57a: 오목부 공간
58: 비자성체층
59: 성형 공간
61a: 제1 성형 재료층
61b: 제2 성형 재료층
71: 지지체
72: 위치 결정 구멍
73: 개구부
101: 이방 도전성 커넥터
110: 전압계
115: 직류 전원
116: 정전류 제어 장치
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 이방 도전성 커넥터의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명도이고, 도 1은 평면도, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 부분 확대 단면도이다. 이 이방 도전성 커넥터(10)은, 직사각형의 이방 도전막(10A)와, 이 이방 도전막(10A)를 지지하는 직사각형의 판상 지지체(71)로 구성되고, 전체로서 시트상으로 형성되어 있다.
도 4 및 도 5에도 나타낸 바와 같이, 지지체(71)의 중앙 위치에는, 이방 도전막(10A)보다 작은 치수의 직사각형의 개구부(73)이 형성되고, 네 모퉁이의 위치의 각각에는, 위치 결정 구멍(72)가 형성되어 있다. 또한, 이방 도전막(10A)는 지지체(71)의 개구부(73)에 배치되고, 상기 이방 도전막(10A)의 주변부가 지지체(71)에 고정됨으로써, 상기 지지체(71)에 지지되어 있다.
이 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 이방 도전막(10A)는, 각각 두께 방향으로 신장되는 복수개의 원주상 도전로 형성부(11)과, 이들 도전로 형성부(11)을 서로 절연하는, 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부(15)로 구성되어 있다.
또한, 이방 도전막(10A)의 도전로 형성부(11)을 형성하는 부분에는, 자성을 나타내는 도전성 입자(도시 생략)가 함유되어 있다.
도시된 예에서는, 복수개의 도전로 형성부(11) 중 상기 이방 도전막(10A)에서의 주변부 이외의 영역에 형성된 것이, 접속 대상 전극, 예를 들면 검사 대상인 회로 장치(1)에 있어서의 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 유효 도전로 형성부(12)가 되고, 상기 이방 도전부(10A)에서의 주변부에 형성된 것이, 접속 대상 전극에 전기적으로 접속되지 않는 무효 도전로 형성부(13)이 되며, 유효 도전로 형성부(12)는, 접속 대상 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치되어 있다.
한편, 절연부(15)는, 개개의 도전로 형성부(11)의 주위를 둘러싸도록 일체 적으로 형성되어 있고, 이에 의해 모든 도전로 형성부(11)은 절연부(15)에 의해서 서로 절연된 상태로 되어 있다.
이방 도전막(10A)의 한쪽 표면은 평면으로 되어 있고, 다른쪽 면에는, 그 도전로 형성부(11)을 형성하는 부분의 표면이 절연부(15)를 형성하는 부분의 표면으로부터 돌출하는 돌출 부분(11a)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 예로에는, 이방 도전막(10A)의 평면측의 면에 윤활제가 도포되어 윤활제층(40)이 설치되어 있다.
또한, 이방 도전막(10A)를 구성하는 탄성 고분자 물질의 듀로미터 A 경도는, 바람직하게는 30 내지 70, 보다 바람직하게는 35 내지 65이다.
듀로미터 A 경도가 30보다 과소한 경우에는, 반복 사용하면, 도전로 형성부의 전기 저항치가 조기에 증가하기 때문에 높은 반복 내구성이 얻어지기 어렵다.
또한, 듀로미터 A 경도가 70보다 과대한 경우에는, 높은 도전성을 갖는 도전로 형성부가 얻어지지 않는 경우가 있다.
이방 도전막(10A)를 형성하는 탄성 고분자 물질로서는, 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해서 이용할 수 있는 경화성 고분자 물질 형성 재료로서는, 다양한 것을 사용할 수 있고, 그의 구체예로서는, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무 등의 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물; 스티렌-부타디엔-디엔 블록 공중합체 고무, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 고무 등의 블록 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물; 클로로프렌 고무, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피클로로히드린 고무, 실리콘 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무 등을 들 수 있다.
이상에서, 얻어지는 이방 도전성 커넥터(10)에 내후성이 요구되는 경우에는, 공액 디엔계 고무 이외의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 특히 성형 가공성 및 전기 특성의 관점에서 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.
실리콘 고무로서는, 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는, 그의 점도가 왜곡 속도 10-1 초에서 105 포아즈 이하인 것이 바람직하고, 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등의 어느 것일 수도 있다. 구체적으로는 디메틸실리콘 미가공 고무, 메틸비닐실리콘 미가공 고무, 메틸페닐비닐실리콘 미가공 고무 등을 들 수 있다.
또한, 실리콘 고무는, 그의 분자량 Mw(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량을 말함. 이하 동일함)가 10,000 내지 40,000인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 도전로 형성부(11)에 양호한 내열성이 얻어지기 때문에, 분자량 분포 지수(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 Mw와 표준 폴리스티렌 환산 수평균 분자량 Mn과의 비 Mw/Mn의 값을 말함. 이하 동일함)가 2 이하인 것이 바람직하다.
이방 도전막(10A)에서의 도전로 형성부(11)에 함유되는 도전성 입자로서는, 후술하는 방법에 의해 상기 입자를 쉽게 배향시킬 수 있기 때문에, 자성을 나타내는 도전성 입자가 이용된다. 이러한 도전성 입자의 구체예로서는, 철, 코발트, 니켈 등의 자성을 갖는 금속 입자 또는 이들의 합금 입자 또는 이들 금속을 함유하는 입자, 또는 이들의 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 자성 금속의 도금을 실시한 것 등을 들 수 있다.
이 중에서는, 니켈 입자를 코어 입자로 하고, 그 표면에 도전성이 양호한 금 의 도금을 실시한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
코어 입자의 표면에 도전성 금속을 피복하는 수단으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 화학 도금 또는 전해 도금법, 스퍼터링법, 증착법 등이 이용되고 있다.
도전성 입자로서, 코어 입자의 표면에 도전성 금속이 피복된 것을 이용하는 경우에는, 양호한 도전성이 얻어지기 때문에, 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 질량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 30 질량％, 더욱 바람직하게는 3 내지 25 질량％, 특히 바람직하게는 4 내지 20 질량％이다. 피복되는 도전성 금속이 금인 경우에는, 그의 피복량은, 코어 입자의 0.5 내지 30 질량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 20 질량％, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 질량％이다.
또한, 도전성 입자의 입경은, 1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 30 ㎛, 특히 바람직하게는 4 내지 20 ㎛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 도전로 형성부(11)은 가압 변형이 용이한 것으로 되고, 또한 상기 도전로 형성부(11)에서 도전성 입자간에 충분한 전기적 접촉이 얻어진다.
또한, 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 고분자 물질 형성 재료 중에 쉽게 분산시킬 수 있는 점에서, 구상의 것, 별 형상의 것 또는 이들이 응집한 2차 입자인 것이 바람직하다.
또한, 도전성 입자의 표면이 실란 커플링제 등의 커플링제, 윤활제로 처리된 것을 적절하게 사용할 수 있다. 커플링제나 윤활제로 입자 표면을 처리함으로써, 이방 도전성 커넥터의 내구성이 향상된다.
이러한 도전성 입자는, 고분자 물질 형성 재료에 대하여 체적 분률로 바람직하게는 5 내지 60 ％, 보다 바람직하게는 7 내지 50 ％가 되는 비율로 이용된다. 이 비율이 5 ％ 미만인 경우에는, 충분히 전기 저항치가 작은 도전로 형성부(11)이 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 ％를 초과하는 경우에는, 얻어지는 도전로 형성부(11)은 취약한 것으로 되기 쉽고, 도전로 형성부(11)로서 필요한 탄성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
도전로 형성부(11)에 이용되는 도전성 입자로서는, 금에 의해서 피복된 표면을 갖는 것이 바람직하지만, 접속 대상 전극, 예를 들면 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극이, 납을 포함하는 땜납 합금으로 이루어지는 것인 경우에는, 도전로 형성부(11)에 있어서의, 상기 땜납 합금으로 이루어지는 피검사 전극에 접촉하는 측에 함유되는 도전성 입자는, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 텅스텐, 몰리브덴, 백금, 이 리듐, 은 및 이들을 포함하는 합금으로부터 선택되는 내확산성 금속에 의해서 피복되어 있는 것이 바람직하며, 이에 의해 도전성 입자에 있어서의 피복층에 대하여 납 성분이 확산되는 것을 방지할 수 있다.
내확산성 금속이 피복된 표면을 갖는 도전성 입자는, 예를 들면 니켈, 철, 코발트 또는 이들의 합금 등으로 이루어지는 코어 입자의 표면에 대하여, 예를 들면 화학 도금 또는 전해 도금법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 내확산성 금속을 피복시킴으로써 형성할 수 있다.
또한, 도전성 입자의 피복은 복수층의 금속층으로써 구성할 수 있고, 내확산성 금속을 피복하는 경우, 예를 들면 최외층을 로듐과 같은 내확산성 금속으로 형성되는 층으로 하고, 내측의 피복층을 도전성이 양호한 금으로 형성되는 층으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 내확산성 금속의 피복량은, 도전성 입자에 대하여 질량 분률로 바람직하게는 5 내지 40 ％, 보다 바람직하게는 10 내지 30 ％가 되는 비율이다.
지지체(71)을 구성하는 재료로서는, 선열 팽창 계수가 3×10-5//K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2×10-5 내지 1×10-6//K, 특히 바람직하게는 6×10-6 내지 1×10-6//K이다.
구체적인 재료로서는, 금속 재료나 비금속 재료가 사용된다.
금속 재료로서는, 금, 은, 구리, 철, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금 등을 사용할 수 있다.
비금속 재료로서는, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아라미드 수지, 폴리아미드 수지 등의 기계적 강도가 높은 수지 재료, 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지 등의 복합 수지 재료, 에폭시 수지 등에 실리카, 알루미나, 붕소 니트라이드 등의 무기 재료를 충전제로서 혼합한 복합 수지 재료 등을 사용할 수 있지만, 열 팽창계수가 작은 점에서 폴리이미드 수지, 유리 섬유 보강형 에폭시 수지 등의 복합 수지 재료, 붕소 니트라이드를 충전제로서 혼입한 에폭시 수지 등의 복합 수지 재료가 바람직하다.
이방 도전성 커넥터의 표면에 도포되는 윤활제로서는, 이방 도전성 커넥터와 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극과의 압접에 있어서, 이방 도전성 커넥터의 영구 변형의 억제나, 전극 물질의 이방 도전성 커넥터의 도전성 입자에의 이행을 억제하는 것이라면 다양한 것을 사용할 수 있다.
윤활제로서의 구체예로서는, 불소 수지계 윤활제, 질화붕소, 실리카, 지르코니아, 탄화규소, 흑연 등의 무기 재료를 주요 제제로 한 윤활제; 파라핀계 왁스, 금속 비누, 천연, 합성 파라핀류, 폴리에틸렌 왁스류, 플루오로카본류 등의 탄화수소계 이형제; 스테아르산, 히드록시스테아르산 등의 고급 지방산, 옥시지방산류 등의 지방산계 이형제; 스테아르산아미드, 에틸렌비스 스테아로아미드 등의 지방산 아미드, 알킬렌비스 지방산 아미드류 등의 지방산 아미드계 이형제; 스테아릴알코올, 세틸알코올 등의 지방족 알코올, 다가 알코올, 폴리글리콜, 폴리글리세롤류 등의 알코올계 이형제; 부틸스테아레이트, 펜타에리스리틀 테트라스테아레이트 등의 지방족 산 저급 알코올에스테르, 지방산 다가 알코올에스테르, 지방산 폴리글리콜에스테르류 등의 지방산 에스테르계 이형제; 실리콘 오일류 등의 실리콘계 이형제; 알킬술폰산 금속염 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 이방 도전성 커넥터와 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극과의 압접에 있어서, 이방 도전성 커넥터의 영구 변형의 억제나, 전극 물질의 이방 도전성 커넥터의 도전성 입자로의 이행을 억제하고, 검사 대상인 회로 장치의 검사 전극이 오염되는 등의 악영향이 적으며, 특히 고온에서의 사용시의 악영향이 적은 점에서 알킬술폰산 금속염이 바람직하다.
알킬술폰산의 금속염으로서는, 알칼리 금속의 염이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 1-데칸술폰산나트륨, 1-운데칸술폰산나트륨, 1-도데칸술폰산나트륨, 1-트리데칸술폰산나트륨, 1-테트라데칸술폰산나트륨, 1-펜타데칸술폰산나트륨, 1-헥사데칸술폰산나트륨, 1-헵타데칸술폰산나트륨, 1-옥타데칸술폰산나트륨, 1-노나데칸술폰산나트륨, 1-에이코산데카술폰산나트륨, 1-데칸술폰산칼륨, 1-운데칸술폰산칼륨, 1-도데칸술폰산칼륨, 1-트리데칸술폰산칼륨, 1-테트라데칸술폰산칼륨, 1-펜타데칸술폰산칼륨, 1-헥사데칸술폰산칼륨, 1-헵타데칸술폰산칼륨, 1-옥타데칸술폰산칼륨, 1-노나데칸술폰산칼륨, 1-에이코산데카술폰산칼륨, 1-데칸술폰산리튬, 1-운데칸술폰산리튬, 1-도데칸술폰산리튬, 1-트리데칸술폰산리튬, 1-테트라데칸술폰산리튬, 1-펜타데칸술폰산리튬, 1-헥사데칸술폰산리튬, 1-헵타데칸술폰산리튬, 1-옥타데칸술폰산리튬, 1-노나데칸술폰산리튬, 1-에이코산데카술폰산리튬 및 이들의 이성체를 들 수 있다.
이들 화합물 중, 내열성이 우수한 점에서 나트륨염이 특히 바람직하다. 이들 화합물은 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
이방 도전성 커넥터의 표면에 도포되는 윤활제의 양에 대해서는, 검사시에 검사 대상의 회로 장치가 이방 도전성 커넥터에 부착되지 않고, 검사 대상의 회로 장치의 피검사 전극에 부착되어, 검사 후의 사용에 영향을 미치지 않는 양일 수 있다.
윤활제의 이방 도전성 커넥터에의 도포 방법으로서는, 분무법이나 솔에 의한 도포, 용액의 도포면에의 적하, 이방 도전성 커넥터를 용액에 립핑하는 등의 공지된 방법을 사용할 수 있다.
이들 도포 방법에 있어서는, 윤활제를 알코올 등의 용제로 희석하고, 이 희석액을 도전성 입자의 표면에 도포한 후, 용제를 증발시키는 방법을 적절하게 이용할 수 있고, 이러한 방법에 따르면, 도전성 입자의 표면에 윤활제를 균일하게 도포할 수 있다.
또한, 상온에 있어서 고체 분말 상태의 윤활제에 대해서는, 이방 도전성 커넥터의 도포면 상에 적량을 배치하고, 이방 도전성 커넥터를 고온으로 가열하여 윤활제를 융해시켜 표면에 도포하는 방법도 사용할 수 있다.
이러한 이방 도전성 커넥터(10)은, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 이방 도전성 커넥터를 제조하기 위해서 이용되는 금형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다. 이 금형은, 상형(50) 및 이것과 쌍을 이루는 하형(55)가, 상호 대향하도록 배치되어 구성되고, 상형(50)의 성형면(도 6에 있어서 하면)과 하형(55)의 성형면(도 6에 있어서 상면) 사이에 성형 공간(59)가 형성되어 있다.
상형(50)에 있어서는, 강자성체 기판(51)의 표면(도 6에 있어서 하면)에, 목적으로 하는 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 도전로 형성부(11)의 패턴에 대응하는 배치 패턴에 따라서 강자성체층(52)가 형성되고, 이 강자성체층(52) 이외의 부분에는, 상기 강자성체층(52)의 두께와 실질적으로 동일 두께를 갖는 비자성체층(53)이 형성되어 있다.
한편, 하형(55)에 있어서는, 강자성체 기판(56)의 표면(도 6에 있어서 상면)에, 목적으로 하는 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 도전로 형성부(11)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 강자성체층(57)이 형성되고, 이 강자성체층(57) 이외의 부분에는, 상기 강자성체층(57)의 두께보다 큰 두께를 갖는 비자성체층(58)이 형성되어 있으며, 비자성체층(58)과 강자성체층(57) 사이에 단차가 형성됨으로써, 상기 하형(55)의 성형면에는, 돌출 부분(11a)를 형성하기 위한 오목부 공간(57a)가 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 평활하며, 화학적으로 탈지 처리되고, 또한 기계적 으로 연마 처리된 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 강자성체층(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 곤란하고, 이 결과, 상기 성형 재료층에 있어서의 도전로 형성부(11)이 되어야 하는 부분에 도전성 입자를 높은 밀도로 집합시키는 것이 곤란해지기 때문에, 양호한 이방 도전성 커넥터가 얻어지지 않는 경우가 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 쉽게 비자성체층(53), (58)을 형성할 수 있는 점에서, 방사선에 의해서 경화된 고분자 물질을 이용하는 것이 바람직하고, 그의 재료로서는, 예를 들면 아크릴계 건식 필름 레지스트, 에폭시계 액상 레지스트, 폴리이미드계 액상 레지스트 등의 포토레지스트를 사용할 수 있다.
또한, 하형(55)에 있어서의 비자성체층(58)의 두께는, 형성되어야 할 돌출 부분(11a)의 돌출 높이 및 강자성체층(57)의 두께에 따라서 설정된다.
상기 금형을 이용하여, 예를 들면 다음과 같이 하여 이방 도전성 커넥터(10)이 제조된다.
우선, 도 7에 나타낸 바와 같이, 프레임상의 스페이서(54a), (54b)와, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은 개구부(73) 및 위치 결정 구멍(72)를 갖는 지지체(71)을 준비하고, 이 지지체(71)을, 프레임상의 스페이서(54b)를 개재하여 하형(55)의 소정의 위치에 고정하고 배치하며, 또한 상형(50)에 프레임상의 스페이서(54a)를 배치한다.
한편, 경화성 고분자 물질 형성 재료 중에 자성을 나타내는 도전성 입자를 분산시킴으로써 페이스트상의 성형 재료를 제조한다.
계속해서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 성형 재료를 상형(50)의 성형면 상에 스페이서(54a)에 의해 형성되는 공간 내에 충전함으로써, 제1 성형 재료층(61a)를 형성하고, 한편 성형 재료를, 하형(55), 스페이서(54b) 및 지지체(71)에 의해서 형성되는 공간 내에 충전함으로써, 제2 성형 재료층(61b)를 형성한다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상형(50)을 지지체(71) 상에 위치 정렬하여 배치함으로써, 제2 성형 재료층(61b) 상에 제1 성형 재료층(61a)를 적층한다.
계속해서, 상형(50)에 있어서의 강자성체 기판(51)의 상면 및 하형(55)에 있어서의 강자성체 기판(56)의 하면에 배치된 전자석(도시하지 않음)을 작동시킴으로써, 강도 분포를 갖는 평행 자장, 즉 상형(50)의 강자성체층(52)와 이것에 대응하는 하형(55)의 강자성체층(57) 사이에서 큰 강도를 갖는 평행 자장을 제1 성형 재료층(61a) 및 제2 성형 재료층(61b)의 두께 방향으로 작용시킨다. 그 결과, 제1 성형 재료층(61a) 및 제2 성형 재료층(61b)에서는, 각 성형 재료층 중에 분산되어 있던 도전성 입자가, 상형(50)의 각각의 강자성체층(52)와 이것에 대응하는 하형(55)의 강자성체층(57) 사이에 위치하는 도전로 형성부(11)이 되어야 하는 부분에 집합함과 동시에, 각 성형 재료층의 두께 방향으로 배열되도록 배향한다.
또한, 이 상태에 있어서, 각 성형 재료층을 경화 처리함으로써, 도 10에 나타낸 바와 같이, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태로 조밀하게 충전된 도전로 형성부(11)과, 이들 도전로 형성부(11)의 주위를 포위하도록 형성된, 도전성 입자가 전혀 또는 거의 존재하지 않는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부(15)를 갖는 이방 도전막(10A)가 형성된다.
또한, 금형으로부터 성형 후의 이방 도전성 커넥터를 꺼내고, 도 11에 나타내는 구조의 윤활제가 도포되어 있지 않는 이방 도전성 커넥터(101)을 얻는다.
이 이방 도전성 커넥터의 일면측(동도에서 상측)에 윤활제를 도포하여 윤활제층(40)을 설치함으로써, 도 1 내지 도 3에 나타내는 구성의 이방 도전성 커넥터(10)이 제조된다.
이상에서, 각 성형 재료층의 경화 처리는 평행 자장을 작용시킨 채로의 상태에서 행할 수도 있지만, 평행 자장의 작용을 정지시킨 후에 행할 수도 있다.
각 성형 재료층에 작용되는 평행 자장의 강도는, 평균으로 20,000 내지 1,000,000 μT가 되는 크기가 바람직하다.
또한, 각 성형 재료층에 평행 자장을 작용시키는 수단으로서는, 전자석 대신에 영구 자석을 이용할 수도 있다. 영구 자석으로서는, 상기 범위의 평행 자장의 강도가 얻어지는 점에서, 알니코(Fe-Al-Ni-Co계 합금), 페라이트 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
각 성형 재료층의 경화 처리는 사용되는 재료에 의해서 적절하게 선정되지 만, 통상 가열 처리에 의해서 행해지다. 구체적인 가열 온도 및 가열 시간은, 성형 재료층을 구성하는 고분자 물질 형성 재료 등의 종류, 도전성 입자의 이동에 소요되는 시간 등을 고려하여 적절하게 선정된다.
도 12는 본 발명에 따른 회로 장치의 검사 장치의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
이 회로 장치의 검사 장치에는, 가이드 핀(9)를 갖는 검사용 회로 기판(5)가 설치되어 있다. 이 검사용 회로 기판(5)의 표면(도 1에 있어서 상면)에는, 검사 대상인 회로 장치(1)에 있어서의 반구 형상의 땜납 볼 전극(2)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사용 전극(6)이 형성되어 있다.
검사용 회로 기판(5)의 표면 상에는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 구성의 이방 도전성 커넥터(10)이 배치되어 있다. 구체적으로는, 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 지지체(71)에 형성된 위치 결정 구멍(72)(도 1 내지 도 3 참조)에 가이드 핀(9)가 삽입됨으로써, 이방 도전막(10A)에서의 도전로 형성부(11)이 검사용 전극(6) 상에 위치하도록 위치 결정된 상태로, 상기 이방 도전성 커넥터(10)이 검사용 회로 기판(5)의 표면 상에 고정되어 있고, 이방 도전막(10A)의 회로 장치(1)과 접촉하는 측의 면에는, 윤활제가 도포되어 윤활제층(40)이 형성되어 있다.
이러한 회로 장치의 검사 장치에 있어서는, 이방 도전성 커넥터(10) 상에, 땜납 볼 전극(2)가 도전로 형성부(11) 상에 위치되도록 회로 장치(1)이 배치되고, 이 상태로, 예를 들면 회로 장치(1)을 검사용 회로 기판(5)에 접근하는 방향으로 가압함으로써, 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 도전로 형성부(11)의 각각이, 땜납 볼 전극(2)와 검사용 전극(6)에 의해 끼워져 협압된 상태가 되며, 그 결과 회로 장치(1)의 각 땜납 볼 전극(2)와 검사용 회로 기판(5)의 각 검사용 전극(6) 사이의 전기적 접속이 달성되어, 이 검사 상태에서 회로 장치(1)의 검사가 행해진다.
상기 회로 장치의 검사 장치에 따르면, 이방 도전막(10A)의 회로 장치가 접촉하는 측에 윤활제가 도포되어 있는 이방 도전성 커넥터(10)을 구비하고 있기 때문에, 피검사 전극이 돌기상의 땜납 볼 전극(2)이어도, 상기 피검사 전극의 압접에 의해서, 이방 도전막(10A)에 영구적인 변형이나 마모에 의한 변형이 생기는 것이 억제되고, 땜납 볼 전극(2)의 전극 물질이 도전성 입자로 이행하는 것이 방지 또는 억제되기 때문에, 다수의 회로 장치(1)에 대하여 연속하여 검사를 행한 경우에도, 장기간에 걸쳐 안정한 도전성이 얻어진다.
또한, 고온 환경하에서 이방 도전성 커넥터(10)이 회로 장치(1)에 압접된 상태로 사용한 경우에도, 이방 도전성 커넥터(10)이 회로 장치(1)에 접착되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
또한, 이방 도전성 커넥터(10)은, 피검사 전극과의 압접에 의한 영구적인 변형이나, 마모에 의한 변형이 생기는 것이 억제되는 것이기 때문에, 상기 이방 도전성 커넥터(10) 이외에, 시트상 커넥터를 이용하지 않고 회로 장치의 전기적 검사를 행할 수 있다.
또한, 시트상 커넥터를 이용하지 않는 경우에는, 이방 도전성 커넥터(10)과 시트상 커넥터와의 위치 정렬이 불필요하고, 온도 변화에 의한 시트상 커넥터와 이방 도전성 커넥터(10)과의 위치 어긋남의 문제를 회피할 수 있으며, 또한 검사 장 치의 구성이 용이하다.
본 발명에 있어서는, 상기 실시 형태로 한정되지 않고 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 이방 도전성 커넥터를 회로 장치의 전기적 검사에 이용하는 경우에 있어서, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극은, 반구형상의 땜납 볼 전극에 한정되지 않고, 예를 들면 리드 전극이나 평판상의 전극일 수도 있다.
(2) 이방 도전성 커넥터에 지지체를 설치하는 것은 필수가 아니고, 이방 도전막만으로 이루어지는 것일 수도 있다.
(3) 본 발명의 이방 도전성 커넥터를 회로 장치의 전기적 검사에 이용하는 경우에 있어서, 이방 도전막은, 검사용 회로 기판에 일체적으로 접착되어 있을 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 이방 도전막과 검사용 회로 기판 사이의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다.
이러한 이방 도전성 커넥터는, 이방 도전성 커넥터를 제조하기 위한 금형으로서, 성형 공간 내에 검사용 회로 기판(5)를 배치할 수 있는 기판 배치용 공간 영역을 갖는 것을 이용하여, 상기 금형의 성형 공간 내에서의 기판 배치용 공간 영역에 검사용 회로 기판을 배치하고, 이 상태에서, 예를 들면 성형 공간 내에 성형 재료를 주입하여 경화 처리함으로써 제조할 수 있다.
(4) 윤활제는 이방 도전성 커넥터의 양면에 도포되어 있을 수 있다.
윤활제를 이방 도전성 커넥터의 도전막의 회로 장치와 접촉하는 측만이 아니라, 검사용 회로 기판측에도 도포함으로써, 검사시의 이방 도전성 커넥터의 반복 사용 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(5) 본 발명의 이방 도전성 커넥터는, 도전로 형성부가 일정한 피치로 배치되어, 일부의 도전로 형성부가 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 유효 도전로 형성부로 되고, 그 밖의 도전로 형성부가 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 무효 도전로 형성부로 되어 있을 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 검사 대상인 회로 장치(1)로서는, 예를 들면 CSP(Chip Scale Package)나 TSOP(Thin Small Outline Package) 등과 같이 일정 피치의 격자점 위치 중 일부의 위치에만 피검사 전극인 땜납 볼 전극(2)가 배치된 구성인 것이 있고, 이러한 회로 장치(1)을 검사하기 위한 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서는, 도전로 형성부(11)이 피검사 전극과 실질적으로 동일 피치의 격자점 위치에 따라서 배치되어, 피검사 전극에 대응하는 위치에 있는 도전로 형성부(11)이 유효 도전로 형성부가 되고, 이들 이외의 도전로 형성부(11)이 무효 도전로 형성부가 되어 있을 수 있다.
이러한 구성의 이방 도전성 커넥터(10)에 따르면, 상기 이방 도전성 커넥터(10)의 제조에 있어서, 금형의 강자성체층이 일정한 피치로 배치됨으로써, 성형 재료층에 자장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자를 소정의 위치로 효율적으로 집합시켜 배향시킬 수 있고, 이에 의해 얻어지는 도전로 형성부의 각각에 있어서, 도전성 입자의 밀도가 균일한 것으로 되기 때문에, 각 도전로 형성부의 저항치의 차가 작은 이방 도전성 커넥터를 얻을 수 있다.
(6) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 보강재를 함유시킬 수 있다. 이러한 보강재로서는, 메쉬 또는 부직포로 형성되는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
이러한 보강재를 이방 도전막에 함유시킴으로써, 접속 대상 전극에 의해서 반복하여 가압되더라도, 도전로 형성부의 변형이 한층 억제되기 때문에, 장기간에 걸쳐 한층 안정한 도전성이 얻어진다.
여기서, 보강재를 구성하는 메쉬 또는 부직포로서는, 유기 섬유에 의해서 형성된 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 유기 섬유로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유 등의 불소 수지 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아크릴레이트 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 액정 중합체 섬유 등을 들 수 있다.
또한, 유기 섬유로서, 그의 선열 팽창 계수가 접속 대상체를 형성하는 재료의 선열 팽창 계수와 동등 또는 근사한 것, 구체적으로는 선열 팽창 계수가 3×10-5 내지 5×10-6/K, 특히 1×10-5 내지 3×10-6/K인 것을 이용함으로써, 상기 이방 도전막의 열 팽창이 억제되기 때문에, 온도 변화에 의한 열 이력을 받은 경우에도, 접속 대상체에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 유기 섬유로서는, 그의 직경이 10 내지 200 ㎛인 것을 이용하는 것이 바람직하다.
(7) 이방 도전막이 도전로 형성부와 절연부를 가지지 않고, 도전성 입자가 면 방향으로 분산되어, 두께 방향으로 배향된 형태의 것일 수도 있다.
이러한 이방 도전막은 일본 특허 공개 2003-77560호 공보에 개시된 방법 등으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[부가형 액상 실리콘 고무]
이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 부가형 액상 실리콘 고무로서는, A 액의 점도가 500 Paㆍs, B 액의 점도가 500 Paㆍs인 이액형의 것이며, 경화물의 압축 영구 왜곡이 6 ％, 듀로미터 A 경도 42, 인열 강도가 30 kN/m인 것을 사용하였다.
상기 부가형 액상 실리콘 고무의 특성은 다음과 같이 하여 측정한 것이다.
(1) 부가형 액상 실리콘 고무의 점도:
B 형 점도계에 의해 23±2 ℃에서의 점도를 측정하였다.
(2) 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 왜곡:
이액형의 부가형 액상 실리콘 고무에 있어서의 A 액과 B 액을 등량이 되는 비율로 교반 혼합하였다. 다음으로, 이 혼합물을 금형에 유입시키고, 상기 혼합물에 대하여 감압에 의한 탈포 처리를 행한 후, 120 ℃, 30 분간의 조건에서 경화 처리를 행함으로써, 두께가 12.7 mm, 직경이 29 mm인 실리콘 고무 경화물로 형성되는 원주체를 제조하고, 이 원주체에 대하여 200 ℃, 4 시간의 조건에서 포스트 경화를 행하였다. 이와 같이 하여 얻어진 원주체를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준하여 150±2 ℃에서의 압축 영구 왜곡을 측정하였다.
(3) 실리콘 고무 경화물의 인열 강도:
상기 (2)와 동일한 조건에서 부가형 액상 실리콘 고무의 경화 처리 및 포스트 경화를 행함으로써, 두께가 2.5 mm인 시트를 제조하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해서 크레센트형 시험편을 제조하고, JIS K 6249에 준하여 23±2 ℃에서의 인열 강도를 측정하였다.
(4) 실리콘 고무 경화물의 듀로미터 경도:
상기 (3)과 동일하게 하여 제조된 시트를 5매 겹쳐, 얻어진 적층체를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준하여 23±2 ℃에서의 듀로미터 A 경도를 측정하였다.
<실시예 1>
(a) 지지체 및 금형의 제조:
하기의 조건에 따라서, 도 4에 나타내는 구성의 지지체 및 도 6에 나타내는 구성의 이방 도전막 성형용의 금형을 제조하였다.
[지지체]
지지체(71)은, 재질이 SUS304, 두께가 0.1 mm, 개구부(73)의 치수가 17 mm ×10 mm이며, 네 모퉁이에 위치 결정 구멍(72)를 가졌다.
[금형]
강자성체 기판(51, 56)은, 재질이 철이며 두께가 6 mm였다.
상형(50) 및 하형(55)의 각각의 강자성체층(52, 57)은, 재질이 니켈이며 직경이 0.45 mm(원형),두께가 0.1 mm, 배치 피치(중심간 거리)가 0.8 mm, 강자성체층 의 수는 288개(12개×24개)였다.
비자성체층(53, 58)은, 재질이 건식 필름 레지스트를 경화 처리한 것이고, 상형(50)의 비자성체층(53)의 두께가 0.1 mm, 하형(55)의 비자성체층(58)의 두께가 0.15 mm였다.
금형에 의해서 형성되는 성형 공간(59)의 종횡의 치수는 20 mm×13 mm였다.
(b) 성형 재료의 제조:
부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에, 평균 입경이 30 ㎛인 도전성 입자 60 중량부를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 실시함으로써 제1 성형 재료를 제조하였다. 이상에서, 도전성 입자로서는, 니켈로 이루어지는 코어 입자에 금 도금이 실시된 것(평균 피복량: 코어 입자의 중량의 20 중량％)을 이용하였다.
또한, 부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에, 평균 입경이 30 ㎛인 도전성 입자 60 중량부를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 실시함으로써 제2 성형 재료를 제조하였다. 이상에서, 도전성 입자로서는, 니켈로 이루어지는 코어 입자에 금 도금이 실시된 것(평균 피복량: 코어 입자의 중량의 20 중량％)을 이용하였다.
(c) 이방 도전막의 형성:
상기 금형의 상형(50)의 성형면에, 종횡의 치수가 20 mm×13 mm인 개구부가 형성된 두께 0.2 mm의 스페이서(54a)를 위치 정렬하여 배치하고, 제조한 성형 재료를 스크린 인쇄에 의해서 도포함으로써 두께가 0.2 mm인 제1 성형 재료층(61a)를 형성하였다.
또한, 상기 금형의 하형(55)의 성형면 상에, 종횡의 치수가 20 mm×13 mm인 개구부가 형성된 두께 0.2 mm의 스페이서(54b)를 위치 정렬하여 배치하고, 이 스페이서(54b) 상에 상기한 지지체(71)을 위치 정렬하여 배치하며, 제조한 성형 재료를 스크린 인쇄에 의해서 도포함으로써 하형(55), 스페이서(54b) 및 지지체(71)에 의해서 형성되는 공간 내에, 두께가 0.3 mm인 제2 성형 재료층(61b)를 형성하였다.
또한, 상형(50)에 형성된 제1 성형 재료층(61a)과 하형(55)에 형성된 제2 성형 재료층(61b)을 위치 정렬하여 겹쳤다.
또한, 상형(50)과 하형(55) 사이에 형성된 각 성형 재료층에 대하여, 강자성체층(52, 57) 사이에 위치하는 부분에, 전자석에 의해서 두께 방향으로 2T의 자장을 작용시키면서, 100 ℃, 1 시간의 조건에서 경화 처리를 실시함으로써 이방 도전막(10A)을 형성하였다.
이상과 같이 하여, 본 발명에 따른 이방 도전성 커넥터(10)을 제조하였다.
얻어진 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 이방 도전막(10A)는, 종횡의 치수가 20 mm×13 mm인 직사각형이며, 288개(12개×24개)의 도전로 형성부(11)을 가지고, 각 도전로 형성부(11)의 직경이 0.45 mm, 도전로 형성부(11)의 배치 피치(중심간 거리)가 0.8 mm인 것이었다.
이하, 이 이방 도전성 커넥터를 「이방 도전성 커넥터 A1」이라 하였다.
<<윤활제의 도포>>
나트륨 알칸술포네이트(CnH2n +1SO3Na(n=12 내지 20))의 O.5 중량％의 메탄올 용액을 제조하였다.
이 나트륨 알칸술포네이트의 0.5 중량％ 메탄올 용액 0.5 ml를 이방 도전성 커넥터 A1의 이방 도전막(10A)의 일면(상면측)에 도포하고, 상온에서 건조시킨 후, 125 ℃에서 더욱 건조를 행하여, 윤활제가 이방 도전막 표면에 도포된 이방 도전성 커넥터를 얻었다.
이하, 이 이방 도전성 커넥터를 「이방 도전성 커넥터 B1」이라 하였다.
[이방 도전성 커넥터의 평가]
윤활제를 도포한 이방 도전성 커넥터 B1에 대하여, 그의 성능 평가를 이하와 같이 하여 행하였다.
도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같은 테스트용 회로 장치(3)을 준비하였다.
이 테스트용의 회로 장치(3)은, 직경이 0.4 mm이며 높이가 0.3 mm인 땜납 볼 전극(2)(재질: 무연 땜납)을 합계로 72개 갖는 것이며, 각각 36개의 땜납 볼 전극(2)가 배치된 2개의 전극군이 형성되고, 각 전극군에 있어서는, 18개의 땜납 볼 전극(2)가 0.8 mm의 피치로 직선상으로 배열되는 열이 합계로 2열 형성되어 있으며, 이들 땜납 볼 전극 중 2개씩이, 회로 장치(3) 내의 배선(8)에 의해서 상호 전기적으로 접속되어 있었다. 회로 장치(3) 내의 배선수는 합계로 36개였다.
또한, 테스트용 회로 장치의 각각을 이용하여, 이방 도전성 커넥터의 평가를 이하와 같이 하여 행하였다.
<<반복 내구성>>
도 16에 나타낸 바와 같이, 이방 도전성 커넥터(10)에 있어서의 지지체(71)의 위치 결정 구멍에, 검사용 회로 기판(5)의 가이드 핀(9)를 삽입 관통시킴으로써, 상기 이방 도전성 커넥터(10)을 검사용 회로 기판(5) 상에 위치 결정하여 배치하고, 이 이방 도전성 커넥터(10) 상에 테스트용 회로 장치(3)을 배치하여, 이들을 가압 치구(도시하지 않음)에 의해서 고정하며, 이 상태에서 항온조(7) 내에 배치하였다.
계속해서, 항온조(7) 내의 온도를 25 ℃로 설정하고, 가압 치구에 의해서 테스트용 회로 장치에 1.2 kg의 하중을 가하여 20 초간 유지하고, 20 초간의 가압 중에 500 mA, 0.1 초의 전류를 12회 인가하여 각 전류 인가마다 저항치를 측정하였다.
또한, 20 초간의 가압 후에, 가압을 개방하여 무가압 상태를 5 초간 유지하였다. 이 조작을 1 가압 사이클로 하고, 가압 사이클을 반복함으로써 이방 도전성 커넥터의 평가를 행하였다.
전기 저항치의 측정은 다음과 같이 행하였다. 이방 도전성 커넥터(10), 테스트용 회로 장치(3) 및 검사용 회로 기판(5)의 검사용 전극(6) 및 그의 배선(도시 생략)을 통해 상호 전기적으로 접속된, 검사용 회로 기판(5)의 외부 단자(도시 생략) 사이에, 직류 전원(115) 및 정전류 제어 장치(116)에 의해서 10 mA의 직류 전류를 항상 인가하고, 전압계(110)에 의해서 가압시에서의 검사용 회로 기판(5)의 외부 단자 사이의 전압을 측정하였다.
이와 같이 하여 측정된 전압의 값(V)을 V1이라 하고, 인가한 직류 전류를 I1(=10 mA)이라 하여, 하기의 수학식 1에 의해 전기 저항치 R1을 구하였다.
R1=V1/I1
여기서, 전기 저항치 R1에는, 2개의 도전로 형성부의 전기 저항치 이외에, 테스트용 회로 장치(3)의 전극 사이에서의 전기 저항치 및 검사용 회로 기판의 외부 단자 사이의 전기 저항치가 포함되어 있다.
또한, 전기 저항치 R1이 1 Ω보다 커지면, 실제상 회로 장치의 전기적 검사가 곤란해지기 때문에, 전기 저항치 R1이 1 Ω보다 커질 때까지 전압의 측정을 계속하였다.
또한, 회로 장치(3) 내에서의 36개의 배선 중, 1개의 측정 배선의 전기 저항치 R1에 1 Ω보다 큰 값이 측정된 측정 횟수(전류 인가 횟수)를 기록하였다.
그 결과를 표 1에 나타내었다.
<비교예 1>
윤활제를 도포한 이방 도전성 커넥터 B1 대신에, 윤활제를 도포하지 않은 이방 도전성 커넥터 A1을 이용하고, 실시예 1과 동일하게 반복하여 내구성을 평가하였다.
그 결과를 표 1에 나타내었다.
윤활제의 도포 전류 저항치 R1이 1Ω을 초과한 측정 횟수
실시예 1(이방 도전성 커넥터 B1) 있음 13000회
비교예 1(이방 도전성 커넥터 A1) 없음 7000회
이들 시험이 종료한 후, 각 이방 도전성 커넥터 B1, A1에 대하여, 도전로 형성부의 변형 상태 및 도전성 입자에의 전극 물질의 이행 상태를 하기의 기준에 의해 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
도전로 형성부의 변형 상태:
도전로 형성부의 표면을 육안에 의해 관찰하여, 거의 변형이 생기지 않은 경우를 ○, 미세한 변형이 확인되는 경우를 △, 큰 변형이 확인되는 경우를 ×로서 평가하였다.
도전성 입자에의 전극 물질의 이행 상태:
도전로 형성부 중의 도전성 입자의 색을 육안에 의해 관찰하여, 변색이 거의 없는 경우를 ○, 약간 회색으로 변색한 경우를 △, 거의 회색 또는 흑색으로 변색한 경우를 ×로서 평가하였다.
도전로 형성부의 변형 상태 도전성 입자에의 전극 물질의 이행 상태
실시예 1(이방 도전성 커넥터 B1) ○ ○
비교예 1(이방 도전성 커넥터 A1) × △

Claims (5)

  1. 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극에 대응하여 배치된 검사용 전극을 갖는 검사용 회로 기판과 검사 대상인 회로 장치를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는 이방 도전성 커넥터이며,
    적어도 검사 대상인 회로 장치와 접촉하는 측의 표면에, 윤활제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 윤활제가 알킬술폰산의 금속염인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  3. 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 검사 전극을 이방 도전성 커넥터를 사이에 끼워 전기적으로 접속하여 전기적 검사를 행하는 회로 장치의 검사 방법이며,
    적어도 검사 대상인 회로 장치와 접촉하는 측의 표면에 윤활제가 도포된 이방 도전성 커넥터를 이용하여, 회로 장치의 피검사 전극측의 표면과 이방 도전성 커넥터의 윤활제가 도포된 표면을 접촉시켜 전기적 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 회로 장치의 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극이 땜납 돌기 전극인 것을 특징으로 하는 회로 장치의 검사 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 윤활제가 알킬술폰산의 금속염인 것을 특징으로 하는 회로 장치의 검사 방법.
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