KR20240036325A - 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법, 도전성 입자 및 시트형 커넥터 - Google Patents

내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법, 도전성 입자 및 시트형 커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 도전성 입자의 제조방법은, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터의 도전부 내부에 마련되고, 탄성 절연물질 내에 다수개가 분포되어 전기적 연결을 위한 도전부를 형성하는 도전성 입자의 제조방법으로서, (a) 금형을 준비하는 단계; (b) 상기 금형 상에 원하는 도전성 입자와 대응되는 형상을 가지는 입자 형성용 홈을 마련하는 단계; (c) 상기 입자 형성용 홈 내부에 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말을 채우는 단계; (d) 상기 혼합분말을 소정의 가열온도로 가열하여 제1금속분말과 제2금속분말이 융합되어 고체화된 도전성 입자를 제조하는 단계; 및 (e) 도전성 입자의 표면에서 제1금속분말만을 에칭액에 의하여 선택적으로 제거하여 도전성 입자의 표면에 다수의 요홈이 형성되도록 하는 단계;를 포함한다.

Description

내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법, 도전성 입자 및 시트형 커넥터{Method of manufacturing conductive particles with magnetic particles aligned inside, conductive particles, and sheet-form connector}
본 발명은 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법, 도전성 입자 및 시트형 커넥터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 자성입자가 내부에 일방향으로 정렬되어 있는 도전성 입자의 제조방법, 도전성 입자 및 시트형 커넥터에 대한 것이다.
일반적으로, 반도체 집적 회로나 반도체 패키지 등의 전자 부품이나 이러한 전자 부품을 구성하기 위한 혹은 탑재하기 위한 회로 기판에 대해서는 제조 후에 전기적 특성을 검사하는 것이 필요하다. 이러한 피검사 디바이스의 전기적 특성 검사를 위해서는 피검사 디바이스와 검사장치(테스트 보드)와의 전기적 접속이 안정적으로 이루어져야 하며, 이를 위해 시트형 커넥터가 사용된다. 즉, 시트형 커넥터 장치의 역할은 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 서로 전기적으로 접속시켜 전기적인 신호가 양방향으로 교환 가능하게 하는 것이다. 이러한 시트형 커넥터는 피검사 디바이스를 테스트하기 위해 검사장치에 사용되며 피검사 디바이스가 결합된다는 점에서 테스트 소켓이라고도 한다.
종래의 시트형 커넥터, 즉 테스트 소켓으로는, 일반적으로 이방 도전성 시트와 포고핀이 사용되고 있다. 이 중에서 이방 도전성 시트는 탄성을 가지는 도전부를 피검사 디바이스의 단자에 접속시키는 구조를 갖고 있으며, 포고핀은 그 내부에 마련된 스프링에 의해 피검사 디바이스의 단자에 탄성 접촉하도록 구성되어 있다.
이와 같이, 종래의 이방 도전성 시트와 포고핀은 피검사 디바이스와 검사장치와의 연결 시 발생할 수 있는 기계적인 충격을 완충할 수 있는 장점이 있어서, 테스트 소켓으로서 널리 사용되고 있다.
도 1에는 종래의 시트형 커넥터의 일 예로서 이방 도전성 시트가 도시되어 있다.
종래기술에 따른 이방 도전성 시트(100)는 피검사 디바이스(200)의 단자(210)와 대응되는 위치에 배치된 복수의 도전부(120)와, 상기 복수의 도전부(120)를 지지하면서 인접한 도전부(120)를 서로 절연시키는 절연부(110)를 포함한다. 이러한 이방 도전성 시트(100)은 가장자리가 프레임(13)에 의하여 지지되어 있게 된다.
상기 도전부(120)는 실리콘 고무와 같은 절연성 탄성 물질로 이루어진 기재 내에 도전성 입자들(121)이 두께 방향으로, 즉 수직 방향으로 배열되어 있는 구조를 가지며, 상기 절연부(110)는 상기 도전부(120) 내의 탄성 물질과 동일한 소재, 예컨대 실리콘 고무로 이루어진다.
검사가 수행되기 전에 이방 도전성 시트(100)는 검사장치(300)에 탑재되며, 이때 검사장치(300)의 패드(310)에 각 도전부(120)가 접촉되어 있게 된다. 무가압상태에서 도전부(120)는 절연성 탄성 물질 내에서 다수의 도전성 입자(121)들이 서로 약하게 접촉되어 있게 된다.
검사가 요구되는 피검사 디바이스(200)가 하강하면서 피검사 디바이스(200)의 단자(210)가 상기 도전부(120)를 하방향으로 가압하면 서로 약하게 접촉되어 있던 도전성 입자들(121)이 서로 강하게 접촉함으로써 도전부(120)가 전기적으로 도통 가능한 상태가 되며, 이 과정에서 도전부(120)가 탄성적으로 압축 변형되면서 피검사 디바이스(200)의 단자(210)와 접촉 시 발생할 수 있는 기계적인 충격을 완충하게 된다.
이와 같이, 피검사 디바이스(200)의 단자(210)와 검사장치(300)의 패드(310)가 이방 도전성 시트(100)의 도전부(120)에 의해 서로 전기적으로 연결된 상태에서, 검사장치(300)의 패드(310)로부터 소정의 검사신호가 인가되면 그 신호가 이방 도전성 시트(100)의 도전부(120)를 거쳐서 피검사 디바이스(130)의 단자(131)로 전달됨으로써 소정의 전기적인 테스트가 수행될 수 있는 것이다.
이러한 이방 도전성 시트는, 액상 실리콘 고무 내에 도전성 입자들을 다수 투입하여 시트 성형용 재료를 만든 후에 금형 내에 자장을 가해서 상하방향으로 일렬배치한 후에 제조하게 된다. 구체적으로 도전성 입자는 자장에 의하여 도전부와 대응되는 위치마다 밀집되어 배치될 수 있도록 자성소재와, 전기적 전도성을 높이기 위한 고도전성 소재를 혼합하여 제조하게 된다.
이와 같이 자성소재와 고도전성 소재를 혼합하여 제조된 도전성 입자는 도 2에 도시된 바와 같이, 고도전성 입자(121a)와 자성입자(121b)가 분산되어 배치 있게 된다. 이때 자성소재로 이루어진 자성입자(121a)의 함량이 적게 되면 자성입자(121a)가 서로 떨어진 상태로 분포하게 되며 이방 도전성 시트(100)를 제작하는 과정에서 자기력을 가하는 경우 도전성 입자(121)의 양단에서 발생하는 자극의 세기가 크지 않아 자기력에 의해 도전성 입자(121)를 정렬하는 것이 쉽지 않게 된다.
자기력에 의하여 도전성 입자(121)가 쉽게 정렬되도록 하기 위하여 자성입자(121b)의 함량을 크게 하는 경우에는 상대적으로 고도전성 입자(121a)의 함량이 감소됨으로서 도전성 입자 간의 접촉저항이 증가하고, 전류용량(허용전류)가 작아지게 되는 단점이 있다.
또한, 도전성 입자(121)에서 자성입자(121b)가 서로 이격되어 분포되어 있는 경우 도전성 입자(121)의 양단에서 발생하는 자극의 세기가 크지 않고 도전성 입자(121)의 자극 방향이 불균일하기 때문에 이방 도전성 시트(100)를 제작하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 인접한 도전부(120)와 쇼트가 발생하는 경우도 있게 된다.
또한, 도전성 입자는 구형 뿐만 아니라, 다른 도전성 입자와의 접촉면적을 크게 하기 위하여 기둥형이나 기타 다양한 형상을 가지는 경우가 있다. 이와 같이 기둥형태를 가지는 도전성 입자는 평평한 상면 또는 하면이 인접한 도전성 입자와 접촉되도록 배열하는 것이 바람직하다. 그러나, 자성입자가 도전성 입자 내부에서 도 2에 도시된 바와 같이 분포되어 있게 되는 경우에는 원하는 배열형태를 가지기 어렵고 어느 도전성 입자(121')는 세워져 배치되고 다른 도전성 입자(121')는 눕혀져서 배치되는 등 설계자가 원하는 배열형태를 가지게 되는 것이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 양단에 형성되는 자극의 세기가 향상될 수 있는 도전성 입자를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자성입자의 함량을 낮게 하면서도 자기력에 의하여 원하는 위치에 정렬배치될 수 있게 함과 동시에 접촉저항이 높아지지 않는 도전성 입자를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기둥형상과 같이 특정한 형상을 가지는 도전성 입자가 특정한 방향으로 배열될 수 있게 하는 도전성 입자를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자의 제조방법은,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터의 도전부 내부에 마련되고,
탄성 절연물질 내에 다수개가 분포되어 전기적 연결을 위한 도전부를 형성하는 도전성 입자의 제조방법으로서,
(a) 금형을 준비하는 단계;
(b) 상기 금형 상에 원하는 도전성 입자와 대응되는 형상을 가지는 입자 형성용 홈을 마련하는 단계;
(c) 상기 입자 형성용 홈 내부에 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말을 채우는 단계;
(d) 제1금속분말의 자성입자들이 일방향으로 정렬되도록 상기 금형에 자기력을 인가하는 단계;
(e) 상기 혼합분말의 녹는점보다 낮은 온도로 상기 금형 내의 혼합분말을 가열하여 제1금속분말과 제2금속분말이 융합되어 고체화된 도전성 입자를 제조하는 단계; 및
(f) 고체화된 도전성 입자를 금형에서 분리하는 단계;를 포함한다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
(e) 단계는 (d) 단계 이후에 수행될 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
(d)단계와, (e)단계는 동시에 수행될 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 제1금속분말은 철, 코발트, 니켈 중 어느 하나의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 자성입자로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 제2금속분말은, 금, 백금, 로듐, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐 중 어느 하나의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 고전도성 입자를 포함할 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
(d) 단계에서, 상기 금형을 수평방향 또는 수직방향 중 적어도 어느 한 방향으로 물리력을 가하여 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 할 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
(c) 단계에서, 상기 입자형성용 홈 내부에 액상의 유체를 혼합분말과 함께 투입하여, 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 (d) 단계에서 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 한다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 액상의 유체는, 가열과정에서 기화 또는 승화되거나 열분해에 의하여 제거될 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 액상의 유체는, 액상파라핀을 포함할 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 액상의 유체는 고체왁스를 포함하고,
(c) 단계에서, 상기 입자형성용 홈 내부에 고체왁스를 혼합분말과 함께 투입한 후에 가열하여 고체왁스가 액상의 유체와 같이 유동성을 갖게 한 다음, 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 (d) 단계에서 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자는,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터의 도전부 내부에 마련되고,
탄성 절연물질 내에 다수개가 분포되어 전기적 연결을 위한 도전부를 형성하는 도전성 입자로서,
상기 도전성 입자는,
상기 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말로 이루어진 소결체로서,
상기 제1금속분말의 각 자성입자들은 복수개가 일방향으로 정렬될 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 제1금속분말은 각 자성입자들이 일방향으로 배열된 복수의 열을 구성하고, 복수의 열은 도전성 입자의 중앙에 조밀하게 배치될 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 제1금속분말은 각 자성입자들이 일방향으로 배열된 복수의 열을 구성하고, 각 복수의 열은 일방향과 직각인 방향으로 분산되어 배치될 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 제1금속분말의 인접한 각 자성입자들은 계면에서 서로 접촉될 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 제1금속분말의 인접한 자성입자들은 계면에서 서로 일체적으로 결합될 수 있다.
상기 도전성 입자는,
상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향으로 배열될 수 있다.
상기 도전성 입자는,
상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향과 직각인 측방향으로 배열될 수 있다.
상기 도전성 입자는, 구형 또는 무정형의 구형, 별형, 링형, 기둥형 중 어느 하나일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시트형 커넥터는,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터로서,
피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 배열된 도전부와,
상기 도전부를 지지하면서 절연시키는 절연부를 포함하되,
상기 도전부의 도전성 입자는,
상기 도전성 입자는,
상기 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말로 이루어진 소결체로서,
상기 제1금속분말의 각 입자들은 일방향으로 정렬될 수 있다.
상기 시트형 커넥터에서,
상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향으로 배열되어 있으며,
상기 각 도전성 입자는 상기 도전부 내에 세워진 상태로 배향될 수 있다.
상기 시트형 커넥터에서,
상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향과 직각인 측방향으로 배열되어 있으며,
상기 각 도전성 입자는 도전부 내에 눕혀진 상태로 배향될 수 있다.
상기 시트형 커넥터에서,
상기 도전성 입자는 구형, 별형, 링형 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 자성입자가 도전성 입자 내부에서 일방향으로 정렬배치되어 있어서 자기력에 의하여 도전성 입자가 원하는 방향으로 배열될 수 있게 되어 도전성 입자의 양단에 형성되는 자극의 세기를 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 자성입자의 함량이 낮아도 도전성 입자가 원하는 방향으로 배열될 수 있어서 전류용량을 향상시킬 수 있고, 전도성이 낮은 자성입자가 외부에 노출되는 빈도를 낮게 함으로서 도전성 입자간의 접촉저항을 낮게 할 수 있다.
본 발명은 도전성 입자의 양단에서 자극의 세기가 증가하기 때문에 시트형 커넥터를 제조시 인접한 도전부와 쇼트가 발생되는 것을 감소할 수 있게 된다.
본 발명은 기둥형상과 같은 특정한 형상으로 도전성 입자를 제조하는 경우에도 도전성 입자는 원하는 방향으로 정렬될 수 있게 함으로서 전체적으로 설계자가 원하는 시트형 커넥터를 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 이방 도전성 시트의 모습을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 자성입자와 고도전성 입자가 혼합된 도전성 입자의 나타내는 도면.
도 3은, 종래의 도전성 입자를 이용하여 제조된 시트형 커넥터를 도시한 도면.
도 4는, 종래의 기둥형 도전성 입자를 이용하여 시트형 커넥터를 제조하는 모습을 나타내는 도면.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 커넥터를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 작동모습을 나타내는 도면.
도 7은 도 5의 시트형 커넥터에서 도전부를 확대하여 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 도전성 입자에 대한 다양한 실시형태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 기둥형 도전성 입자를 이용하여 제조된 도전부를 도시한 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명의 기둥형 도전성 입자에 대한 다양한 실시형태를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 도전성 입자를 제조하는 모습을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 입자 제조방법을 나타내는 블럭도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전성 입자 제조방법을 나타내는 블럭도.
도 15 내지 도 17은 자기력의 각도변화에 따라서 자성입자의 배열형태가 변화되는 모습을 나타내는 도면.
도 18은 자성입자의 배열형태에 따라서 자기력 차이를 보여주는 도면.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "상방"의 방향지시어는 커넥터가 검사장치에 대해 위치하는 방향에 근거하고, "하방"의 방향지시어는 상방의 반대 방향을 의미한다. 본 개시에서 사용되는 "상하 방향"의 방향지시어는 상방 방향과 하방 방향을 포함하지만, 상방 방향과 하방 방향 중 특정한 하나의 방향을 의미하지는 않는 것으로 이해되어야 한다.
첨부한 도면에 도시된 예들을 참조하여, 실시예들이 설명된다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다.
그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다. 또한, 개시된 제조 방법의 실시예들은 도면에 도시하는 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
도면에 도시하는 단계들은 순차적으로 행해질 수 있거나, 도면에 도시하는 단계들 중 적어도 두 개 이상의 단계가 동시에 행해질 수 있거나, 도면에 도시하는 단계들 중 하나의 단계가 다른 단계에 종속되어 행해질 수 있다. 또한 도면에 도시된 단계들은 일부 단계가 반복적으로 수행될 수 있으며 일 실시예에 나타난 단계가 최종 단계를 의미하는 것은 아니다.
이하에 설명되는 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예들은, 두개의 전자 디바이스의 전기적 접속을 위한 시트형 커넥터의 일 구성인 이방 도전성 시트에 이용되는 도전성 입자에 대한 것이다.
실시예들에 나타난 도전성 입자가 적용되는 시트형 커넥터는, 피검사 디바이스의 전기적 검사시에 검사장치와 피검사 디바이스의 전기적 접속을 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 도전성 입자를 이용한 시트형 커넥터는, 피검사 디바이스의 제조 공정 중 후공정에서, 피검사 디바이스의 최종적인 전기적 검사를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 시트형 커넥터가 적용되는 검사의 예가 전술한 검사에 한정되지는 않는다.
시트형 커넥터를 이용하여 전기적 검사가 수용되는 피검사 디바이스는 반도체 패키지일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 반도체 패키지는, 반도체 IC 칩과 다수의 리드 프레임(lead frame)과 다수의 단자를 수지 재료를 사용하여 육면체 형태로 패키징한 반도체 디바이스이다. 상기 반도체 IC 칩은 메모리 IC 칩 또는 비메모리 IC 칩이 될 수 있다. 상기 단자로서, 핀, 솔더볼(solder ball) 등이 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 피검사 디바이스는 그 하측에 반구형의 다수의 단자를 가진다.
시트형 커넥터를 통하여 피검사 디바이스에 전기적 신호를 인가하는 검사장치는 피검사 디바이스의 전기적 특성, 기능적 특성, 동작 속도 등을 검사할 수 있다. 검사장치는, 검사가 수행되는 보드 내에, 전기적 테스트 신호를 출력할 수 있고 응답 신호를 받을 수 있는 다수의 단자를 가질 수 있다.
시트형 커넥터(1)로 사용되는 이방 도전성 시트(10)는 소켓 하우징(미도시)에 의해 검사장치(60)의 패드(61)와 접촉되도록 배치될 수 있다. 피검사 디바이스(50)의 단자(51)는 이방 도전성 시트(10)를 통해 대응하는 검사장치(60)의 패드(61)와 전기적으로 접속되면서 전기적 검사가 수행된다. 이방 도전성 시트(10)는 실리콘 고무와 같은 연질의 탄성 절연물질 내에 도전성 입자(21)가 분포된 구조로 되어 있어서 피검사 디바이스(50)와 접촉시 피검사 디바이스(50)에 대한 소프트한 접촉이 가능하게 함으로서 피검사 디바이스(50)에 대한 파손을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 도전성 입자(21)는, 피검사 디바이스(50)의 단자(51)와 검사장치(60)의 패드(61) 사이의 전기적 연결을 위한 이방 도전성 시트(10)에 사용되며, 탄성 절연물질 내에 다수개가 함유되고 피검사 디바이스(50)의 가압에 의하여 약하게 접촉되어 있던 도전성 입자(21)들이 강하게 접촉하면서 단자(51)와 패드(61)의 전기적 연결을 위한 도전로를 형성하는데 이용되는 것이다. 구체적으로 도전부(20)는 피검사 디바이스(50)의 가압에 의하여 두께방향으로 가압되면서 압축되고, 이 과정에서 도전부(20) 내에 조밀하게 분포된 도전성 입자(21)들이 상호 강하게 접촉되면서 전기적 도통로를 형성하게 된다.
이러한 도전성 입자를 포함한 시트형 커넥터(1)는 다음과 같다.
시트형 커넥터(1)는, 이방 도전성 시트(10)와, 프레임(40)으로 이루어진다. 상기 이방 도전성 시트(10)는 피검사 디바이스(50)의 단자(51)와 대응되는 위치마다 형성되며 다수의 도전성 입자(21)가 탄성절연물질 내에 분포된 도전부(20)와, 상기 도전부(20)들 사이에 배치되며 각 도전부(20)를 절연시키면서 지지하는 절연부(30)로 이루어진다.
도전부(20)는 탄성절연물질의 탄성특성으로 인하여 피검사 디바이스(50)의 가압시 충격을 흡수할 수 있으며, 그 내부에 다수개 분포된 도전성 입자(21)로 인하여 상하방향으로 도전성을 나타내도록 구성된다.
이러한 도전성 입자(21)는 자성을 나타내는 재료로 이루어진 자성입자(21a)와, 고도전성 소재로 이루어진 고전도성 입자(21b)가 혼합되고 소결화되어 제조된다. 구체적으로 도전성 입자(21)는 자성입자(21a)로 이루어진 제1금속분말과, 고전도성 입자(21b)로 이루어진 제2금속분말이 혼합된 혼합분말(211)을 소결하에서 제조되는 것으로서, 제조과정에서 혼합분말(211)이 채워진 금형(70) 내에 일방향으로 자기력을 가하게 됨으로서 자성입자(21a)들이 자기력의 방향을 따라서 일방향으로 정렬된 상태로 고체화될 수 있게 한다.
이와 같이 제1금속분말의 자성입자(21a)들이 복수개 일방향으로 정렬배치된 도전성 입자(21)를 이용하여 이방 도전성 시트(10)를 제조하는 경우 자기력에 의하여 두께방향으로 배열이 용이하게 되고, 피검사 디바이스(50)의 단자(51) 또는 검사장치(60)의 패드(61)와 접촉시 높은 도전성능을 나타낼 수 있게 된다.
상기 도전성 입자(21)는 구형, 링형, 기둥형, 부정형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 기둥형인 경우 원기둥 또는 다각기둥의 형상을 가질 수 있다.
도전성 입자(21)는 복수개가 탄성절연물질 내에 함유된 상태로 도전부(20)와 대응되는 위치에 조밀하게 배치되어 있으며 피검사 디바이스(50)의 단자(51)가 도전부(20)에 접촉하여 가압하면 도전부(20) 상부의 도전성 입자(21)는 피검사 디바이스(50)의 단자(51)와 접촉하고, 도전부(20) 내부의 도전성 입자(21)는 서로 강하게 접촉되면서 전기적 도통가능한 상태를 이루게 된다.
도전성 입자(21)를 구성하는 자성을 나타내는 자성입자(21a)에는 코발트, 니켈, 철, 페라이트 등이 포함될 수 있으며, 고강도 금속으로는 텅스텐, 티타늄 등이 포함될 수 있다. 이때 강자성체 금속분말은 그 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상인 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.3 Wb/㎡ 이상, 특히 바람직하게는 0.5 Wb/㎡ 이상인 것이고, 구체적으로는 철, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금을 예로 들 수 있고 이들 중에서는 니켈 또는 코발트로 이루어진 합금이 바람직하다.
이 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상이면, 이방 도전성 시트(10)을 형성하기 위한 성형 재료층 중에 있어서 도전성 입자(21)를 쉽게 이동시킬 수 있고, 이에 의해 해당 성형 재료층에 있어서의 접속용 도전부(20)가 되는 부분으로 도전성 입자(21)를 확실하게 이동시켜 도전성 입자(21)의 연쇄를 형성할 수 있다.
도전성 입자(21)는 구성하는 고전도성 입자(21b)는, 금, 백금, 로듐, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐 중 어느 하나의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유할 수 있다.
도전성 입자(21) 중에서 자성입자(21a)는 이방 도전성 시트(10)를 성형하는 과정에서 자기력에 의하여 도전성 입자(21)가 일방향으로 밀집되는 것이 용이하게 하고, 고도전성 금속은 피검사 디바이스(50)의 단자(51)와 접촉시 전기적 전도성을 높게 한다.
한편, 도전부(20)를 형성하는 탄성 절연물질로서는 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 절연물질을 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.
상기 절연부(30)는, 서로 이격배치된 도전부(20)를 지지하면서 절연시키는 것으로서, 도전성 입자(21)가 전혀 존재하지 않거나 거의 존재하지 않는 부분이다. 이러한 절연부(30)는 도전부(20)를 구성하는 탄성 절연물질과 동일한 실리콘 고무가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 경질의 소재를 사용하는 것도 가능하다.
상기 프레임(40)은, 이방 도전성 시트(10)의 가장자리에 배치되어 이방 도전성 시트(10)를 지지하는 기능을 수행하는 것으로서, 경질의 소재로 이루어진다. 구체적으로 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 프레임(40)은 이방 도전 성 시트에서 도전부(20)가 면방향으로 변형되더라도 여기에 추종하여 변형되지 않고, 그 결과, 도전부(20)의 면방향에 있어서의 변형을 확실하게 억제할 수 있다. 이 선열팽창계수가 2×10-4/K를 초과하는 경우에는 온도 변화에 의한 열이력을 받으면, 이방 도전성 시트(10) 전체가 크게 열팽창하기 때문에, 피검사 디바이스(50)의 전극과 이방 도전성 시트(10)의 도전부(20) 사이에 위치 어긋남이 생기는 결과, 안정한 접속 상태를 유지하는 것이 곤란해질 수 있다.
이러한 시트형 커넥터(1)는 다음과 같은 작용효과를 가진다.
본 실시예에 따른 시트형 커넥터(1)에서, 이방 도전성 시트(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 도전성 입자(21)가 두께방향으로 정렬되어 배치되어 있게 된다. 이때 도전성 입자(21) 내부의 자성입자(21a)는 바람직하게는 일방향으로 또는 거의 일방향으로 정렬되어 배치되어 있게 된다.
또한, 입자의 형상과 탄성절연물질에 대한 입자의 배합비율 등에 따라 일방향으로 정렬되어 배치되는 비율이 감소할 수 있고 도전부(20) 내부에서 도전성입자(21)들이 대각선 방향이나 수평방향으로 정렬되어 배치되기도 하는데 이러한 현상은 다수개의 도전성입자(21)가 좁은 공간에 분포할 경우에 인접한 도전성입자(21)들의 위치에 따라 자성을 갖는 도전성입자(21)의 상호작용에 의하여 국부적으로 불균일한 형태의 자기장이 형성되기 때문에 발생한다.
이와 같이 자성입자(21a)가 일방향으로 배열되는 경우에는 입자 양단의 자극의 세기를 향상시킬 수 있어서 도전성 입자(21)가 도전부(20) 내에서만 밀집되어 배치될 수 있게 하고, 도전부(20)들 사이의 절연부(30)에는 도전성 입자(21)가 거의 존재하지 않게 된다.
또한 자성입자(21a)가 일방향으로 정렬배치되어 있게 됨으로서, 도전성 입자(21) 내부의 자성입자(21a)의 함량을 낮출 수 있으며 이와 반대로 고전도성 입자(21b)의 함량을 높일 수 있어서 도전부(20)의 전기용량이 증가될 수 있게 되어 전기적 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 자성입자(21a)의 함량을 낮출 수 있으므로 전도성이 낮은 자성입자(21a)가 외부에 노출되는 빈도가 감소하여 도전성 입자 사이의 접촉저항이 낮아질 수 있게 되어 전기적 도통성능이 높아질 수 있다.
또한, 도전부(20)와 도전부(20) 사이의 절연부(30)에 도전성 입자(21)가 전부 또는 거의 존재하지 않게 됨으로서 쇼트현상이 발생되지 않게 된다.
도 8에서는 도전성 입자(21) 내부에서 자성입자(21a)의 다양한 배열형태를 도시하고 있게 된다. 먼저, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 도전성 입자(21) 내부에서 자성입자(21a)가 일렬로 연장된 열이 복수개가 배치되고 각각의 자성입자(21a) 열은 서로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이때 각 복수의 열은 일방향과 직각인 방향으로 이격분산되어 배치될 수 있다. 한편 도전성 입자에서 자성입자(21a)을 제외한 부분에는 고전도성 입자(21b)가 마련되어 있게 된다.
또한, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 도전성 입자(21) 내부에서 자성입자(21a)들이 일방향으로 배치되고 상호 계면에서 접촉된 상태로 복수의 열을 이루고, 각 열은 도전성 입자(21)의 중앙에 밀집하여 조밀하게 배치되는 것도 가능하다.
또한 도 8(c)에 도시된 바와 같이 자성입자(21a)들이 일렬로 배치된 상태에서 인접한 자성입자(21a)의 경계에서 열처리에 의하여 서로 접합되는 것도 가능하다.
그림으로 도시하지는 않았지만 도 8(b) 상태에서 열처리에 의하여 서로 접합 되는 것도 가능하다.
도 8(a)와 도 8(c)는 복수개의 자성입자열이 이격된 것으로 도시되었으나 인접한 열이 부분적으로 연결되는 것도 가능한데 이것은 수많은 입자들이 확률적으로 분포하는 방식으로 제조되기 때문이다. 이러한 원리는 후술하는 도 10과 도 11에서도 동일하게 적용된다.
도 9는 도전성 입자(21')가 상면과 하면을 가지면서 일방향으로 연장된 기둥형상을 가지는 경우를 예시한다. 기둥형상을 가지는 도전성 입자(21')에서 자성입자(21a')는 도전성 입자(21')의 길이방향(상면에서 하면을 향하는 방향)으로 배열되어 있게 된다. 이에 따라서 이방 도전성 시트를 제작하기 위하여, 도전성 입자(21')가 함유된 액상 실리콘 고무에 자장을 가하게 되면, 도전성 입자(21')는 도전부와 대응되는 위치에 쉽게 정렬될 수 있다. 이때 기둥형상을 가지는 도전성 입자(21')는 세워진 상태로 상면과 하면이 서로 인접한 다른 기둥형 입자들과 접촉될 수 있도록 배치된다. 이에 따라서 기둥형 도전성 입자(21')의 접촉면적이 크게 증가되어 접촉안정성이 높아지며 접촉저항은 크게 낮아지게 된다.
특히, 구형 도전성 입자(21)는 접촉시 서로 점접촉을 이루게 되는데 반해서, 기둥형 도전성 입자(21')는 상면과 하면이 서로 접촉하는 경우에 면접촉이 가능하기 때문에 접촉저항이 크게 낮아질 수 있고 전기접속력도 크게 향상될 수 있다.
도 10에서는 기둥형 도전성 입자(21') 내부에서 자성입자(21a')가 기둥의 높이방향으로 배열된 모습을 나타내고 있다.
구체적으로 도 10(a)에서는 원기둥 내에 자성입자(21a')들이 일방향으로 배열된 복수의 열이 상호 이격되어 있는 모습을 도시한다. 구체적으로 자성입자(21a')로 이루어진 각각의 열은 수평방향으로 이격되어 있게 된다. 복수의 열이 대체로 상호 이격된 상태로 되기는 하지만 완전히 분리된 것은 아니고 열 사이에서 횡방향, 대각선방향으로 연결될 수 있다. 한편, 도전성 입자(21')에서 자성입자(21')을 제외한 영역은 고전도성 입자(21b')로 구성된다.
도 10(b)는 원기둥 내에 자성입자(21a')들이 일방향으로 배열된 복수의 열이 중앙에 조밀하게 밀집된 모습을 도시하고, 도 10(c)에서는 원기둥 내에 자성입자(21a')들이 일방향으로 배열된 열이 복수개 배치되어 있으며, 각 자성입자(21a')들은 계면에서 접합되어 있게 된다.
도 11은 기둥형 도전성 입자(21'') 내부에서 자성입자(21a'')가 높이방향과 직각인 폭방향으로 배열된 모습을 나타낸다.
구체적으로 도 11(a)는 기둥형 도전성 입자(21'') 내에서 자성입자(21a'')들이 높이방향과 직각인 폭방향으로 배열되어 복수의 열을 이루고 있다. 또한 자성입자(21a'')로 이루어진 복수의 열은 원기둥의 높이방향을 따라서 이격되어 있게 된다. 한편, 도전성 입자(21'')에서 자성입자(21a'')을 제외한 영역에는 고전도성 입자(21b'')가 배치된다.
또한, 도 11(b)는 원기둥 내에 폭방향으로 배열된 자성입자(21a')들이 복수의 열을 이루면서 중앙에 조밀하게 밀집된 모습을 도시한다. 도 10(c)에서는 원기둥 내에 폭방향으로 배열된 자성입자(21a')들이 복수의 열을 이루면서 계면에서 접합된다.
이하에서는 본 발명의 도전성 입자의 제조방법을 도 12 및 도 13을 참조하면서 설명한다.
먼저, 도 12(a)에 도시된 바와 같이 기판 형태의 금형(70)을 마련한다.(S100) 이때 기판형태의 금형(70)은 반복하여 사용할 수 있도록 규소, 유리, 석영, 세라믹 등의 소재를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 반복하여 재사용할 수 있도록 내구성이 우수한 소재라면 무엇이나 사용가능함은 물론이다.
이후에, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 상기 금형(70)의 상면에 원하는 도전성 입자(21)와 대응되는 형상을 가지는 입자 형성용 홈(71)을 마련한다(S200). 구체적으로 원기둥 형태의 도전성 입자(21)를 제조하기 위해서는 해당 도전성 입자(21)와 대응되는 원기둥 형상을 가지는 입자 형성용 홈(71)을 금형(70)의 일면(바람직하게는 상면)에 형성하게 되는 것이다.
입자 형성용 홈(71)의 크기는 도전성 입자(21)가 제조되는 과정에서 혼합분말(211)의 부피가 축소되는 정도를 고려하여 제조된 도전성 입자(21)보다는 다소 크게 형성하는 것이 좋다. 가열온도와 소재 등에 따라서 수축률에 차이가 있으므로 복수회 반복시험을 통하여 적절한 수치범위를 파악한 후에 치수를 정하는 것이 바람직하다.
금형(70)의 일면에 입자 형성용 홈(71)을 형성시키는 방법으로는, 드라이 에칭 방법, 레이저 가공, 화학적 에칭 등 다용한 방법을 사용할 수 있게 된다.
이후에, 도 12(c)에 도시된 바와 같이 상기 입자 형성용 홈(71) 내부에 자성입자(21a)로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자(21b)로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말(211)을 투입하여 채우게 된다.(S300) 이때 혼합분말(211)은 입자 형성용 홈(71)에 맞게 적절한 양을 홈 내부에 투입하고, 원하는 도전성 입자(21)의 형상과 대응되는 형상을 가지도록 채우게 되는 것이다.
이후에, 도 12(d)에 도시된 바와 같이, 제1금속분말의 자성입자(21a)들이 일방향으로 정렬되도록 상기 금형(70)에 자기력을 인가한다. (S400) 구체적으로 금형(70)의 상부와 하부에 한 쌍의 전자석(미도시)을 배치하고, 전자석을 작동시킴으로서 소정의 강도분포를 갖는 평행자장을 작용시킨다. 그 결과, 도 12(e)에 도시된 바와 같이 입자 형성용 홈(71) 내부에 분산되어 있는 자성입자(21a)가 자기력이 작용하는 위치에 집합하는 동시에, 두께방향으로 배열되도록 배향한다.
이후에, 도 12(f)에 도시된 바와 같이, 혼합분말(211)을 가열하여 고체화된 도전성 입자(21)를 제조하게 된다.(S500) 구체적으로 자성입자(21a)가 밀집되고 두께방향으로 배열된 상태에서 혼합분말(211)의 녹는점보다 낮은 온도까지 가열하는 것에 의하여 혼합분말(211) 입자들이 서로 밀착하여 고결화된다.
이때 혼합분말(211)은 서로 다른 녹는점을 가지는 제1금속분말과, 제2금속분말로 구성되어 있는데, 가열온도는 제1금속분말과 제2금속분말 각각의 녹는점보다 낮은 온도인 것이 좋다.
이때 소결을 위한 가열 온도는 금속분말 가루의 크기에 따라 금속분말의 재료의 녹는점을 기준으로 10%부터 시작될 수 있으며, 소결을 위한 효과적인 가열온도는 녹는점의 45 ~ 97% 수준인 것이 좋다.
소결이 완료된 후에는 입자들이 서로 응집되면서 외부와 접촉하는 표면적이 줄어들게 되고, 부피가 축소된 도전성 입자(21)가 금형(70)의 입자 형성용 홈(71) 내에 마련된다. 이때 자성입자(21)에는 고도전성 입자(21b)로 구성된 기재 내에 일방향으로 정렬되도록 구성된다.
이후에는, 도 12(g)에 도시된 바와 같이, 도전성 입자(21)를 금형(70)에서 분리하게 된다.(S600) 도전성 입자(21)는 소결과정에서 부피가 축소되어 금형(70)의 입자 형성용 홈(71)의 측면과 분리되어 있기 때문에 간편하게 들어올려 분리해낼 수 있게 된다. 이때 도전성 입자(21)는, 자성입자(21a)로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자(21b)로 이루어진 제2금속분말이 융합되어 일체화되어 있게 된다.
이러한 제조공정에 의하여 제조된 도전성 입자(21)는 상술한 바와 같이, 자성입자(21a)가 밀집된 상태에서 일방향으로 배열되어 있게 되어 시트형 커넥터(1)를 제조하는 과정에서 자극의 세기가 향상되며, 자성입자(21a)의 함량을 낮추면서도 도전부(20) 사이의 절연부(30)에 도전성 입자(21)가 위치하지 않게 함으로서 쇼트가 발생되지 않게 한다.
또한, 소결에 의하여 제조된 도전성 입자(21)는 내부까지 소정의 공극이 형성될 수 있으며, 표면에 다수의 요철이 형성되도록 구성되어 있으므로 시트형 커넥터(1)를 제조하기 위하여 도전성 입자(21)를 액상 실리콘 고무 내에 투입시 액상 실리콘 고무가 공급 또는 요철에 침투할 수 있으며, 이 상태로 경화되면 실리콘 고무와 도전성 입자(21) 간의 결합력이 향상될 수 있다.
또한, 피검사 디바이스(50)의 단자(51) 또는 검사장치(60)의 패드(61)와 접촉시 요철면에 의하여 전기적 접촉능력이 증가할 수 있게 된다.
상기 도전성 입자(21)의 제조방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 14에 도시된 바에 따라서 제조될 수 있다.
구체적으로 상술한 실시예에서는 자기력 인가와, 가열에 의한 소결공정을 시계열적으로 이루어지는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 도 14에 도시된 바와 같이, 입자형성용 홈에 혼합분말을 투입(S300')한 후에, 자기력을 인가하면서 혼합분말을 가열하여 소결(S400')하는 것이 가능하다. 즉, 자기력 인가와 가열에 의한 소결공정이 동시에 수행되는 것도 가능하다.
또한, 상술한 실시예에서는 자기력을 상하방향으로 인가하는 것을 예시하였으며, 도 15에 도시된 바와 같이 자성입자(21a)와 고도전성 입자(21b)로 이루어진 혼합분말에 사선형태로 경사지게 자기력을 인가하는 것도 가능하다. 이와 같이 경사진 형태로 자기력을 인가하는 경우에는 도전성 입자(21) 내에서 자성입자(21a)들이 경사진 형태로 배열되도록 구성된다.
또한, 자기력은 도 16에 도시된 바와 같이 자성입자(21a)와 고도전성 입자(21b)로 이루어진 혼합분말에 자기력을 수평방향으로 인가하는 것도 가능하며, 이와 같이 수평방향으로 자기력을 인가하는 경우에는 자성입자(21a)가 수평방향으로 배열되도록 구성된다. 이와 같이, 자기력을 인가하는 방향에 따라서 자성입자(21a)는 설계자가 원하는 방향으로 배열되는 것이 가능하다.
한편, 상술한 실시예에서 자성입자(21a)와 고도전성 입자(21b)로 이루어진 혼합분말을 금형(70)의 입자 형성용 홈(71) 내에 투입한 후에 자기력을 인가하면 자기력의 방향에 따라서 자성입자(21a)들이 이동하는데, 이 과정에서 자성입자(21a)의 이동을 용이하게 하기 위하여 다양한 방법이 추가적으로 이용될 수 있다.
도 17은, 자성입자(21a)와 고도전성 입자(21b)로 이루어진 혼합분말을 금형(70)에 삽입한 후에, 금형을 수평방향 또는 수직방향 중 적어도 어느 한 방향으로 물리력을 가하여 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 하는 것을 나타낸다.
이외에도 상기 입자형성용 홈 내부에 액상의 유체를 자성입자와 고도전성 입자로 이루어진 혼합분말과 함께 투입하거나, 가열에 의하여 액상의 유체가 되는 고체소재를 혼합분말과 함께 입자형성용 홈 내부에 투입한 후 가열한 다음, 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 할 수 있다. 자기력에 의하여 자성입자들이 정렬된 후에 상기 액상의 유체는, 가열을 통해 기화 또는 승화되거나 열분해에 의하여 제거되는 것이 바람직하다.
상기 액상의 유체는 고체왁스와 같이 일정온도 이상에서 액체로 상변화하는 소재를 가열한 것이거나, 액상 파라핀과 같이 상온이상에서 액체로 존재하는 소재가 될 수 있으며, 이들 액상의 유체는 열처리 공정을 통하여 기화 또는 승화하거나 열분해되어 제거될 수 있다. 고체왁스가 사용될 경우에는 금형의 입자형성용 홈 내부에 고체왁스를 투입 후 열을 가하여 고체왁스가 액상의 유체와 동일하게 유동성을 갖도록 할 수 있다. 이와 같이 입자형성용 홈 내부에서 액상의 유체 내에 혼합분말이 배합된 상태에서 자기력을 가하게 되면, 자성입자는 자기력에 의하여 쉽게 이동할 수 있다. 이에 따라서 자성입자가 설계자가 원하는 형태로 쉽게 배열될 수 있게 된다.
도 18은 외부 자기력이 인가되었을 때의 자기력 차이를 나타낸 것이다. 좌측에는 자성입자(21a)가 중앙에 밀집되어 일방향으로 배열되어 있는 것을 나타내는 것으로서 0.32 Tesla의 자기력이 발생되고, 중앙에는 자성입자(21a)가 일방향으로 배열된 상태에서 복수의 열이 서로 이격된 상태를 도시하는 것으로서, 0.28 Tesla의 자기력이 발생되며, 우측에는 자성입자(21a)가 도전성 입자(21) 내에 분산배치되는 경우를 나타내는 데 이때에는 0.21 tesla의 자기력이 발생되는 것을 알 수 있다.
이와 같이 자성입자가 밀집되어 일방향으로 배열되는 경우 무작위적으로 분산되어 배치되는 것에 비하여 자기력이 크게 발생되는 점을 알 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예들 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
1...시트형 커넥터 10...이방 도전성 시트
20...도전부 21...도전성 입자
21a...자성입자 21b...고전도성 입자
30...절연부 40...프레임
50...피검사 디바이스 51...단자
60...검사장치 61...패드
70...금형 71...입자 형성용 홈

Claims (22)

  1. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터의 도전부 내부에 마련되고,
    탄성 절연물질 내에 다수개가 분포되어 전기적 연결을 위한 도전부를 형성하는 도전성 입자의 제조방법으로서,
    (a) 금형을 준비하는 단계;
    (b) 상기 금형 상에 원하는 도전성 입자와 대응되는 형상을 가지는 입자 형성용 홈을 마련하는 단계;
    (c) 상기 입자 형성용 홈 내부에 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말을 채우는 단계;
    (d) 제1금속분말의 자성입자들이 일방향으로 정렬되도록 상기 금형에 자기력을 인가하는 단계;
    (e) 상기 혼합분말의 녹는점보다 낮은 온도로 상기 금형 내의 혼합분말을 가열하여 제1금속분말과 제2금속분말이 융합되어 고체화된 도전성 입자를 제조하는 단계; 및
    (f) 고체화된 도전성 입자를 금형에서 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e) 단계는 (d) 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (d)단계와, (e)단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속분말은 철, 코발트, 니켈 중 어느 하나의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 자성입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속분말은, 금, 백금, 로듐, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐 중 어느 하나의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 고전도성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (d) 단계에서, 상기 금형을 수평방향 또는 수직방향 중 적어도 어느 한 방향으로 물리력을 가하여 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    (c) 단계에서, 상기 입자형성용 홈 내부에 액상의 유체를 혼합분말과 함께 투입하여, 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 (d) 단계에서 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액상의 유체는, 가열과정에서 기화 또는 승화되거나 열분해에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액상의 유체는, 액상 파라핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액상의 유체는 고체왁스를 포함하고,
    (c) 단계에서, 상기 입자형성용 홈 내부에 고체왁스를 혼합분말과 함께 투입한 후에 가열하여 고체왁스가 액상의 유체와 같이 유동성을 갖게 한 다음, 금형 내부의 제1금속분말의 자성입자들이 (d) 단계에서 자기력에 의하여 일방향으로 용이하게 정렬 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자의 제조방법.
  11. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터의 도전부 내부에 마련되고,
    탄성 절연물질 내에 다수개가 분포되어 전기적 연결을 위한 도전부를 형성하는 도전성 입자로서,
    상기 도전성 입자는,
    상기 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말로 이루어진 소결체로서,
    상기 제1금속분말의 각 자성입자들은 복수개가 일방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1금속분말은 각 자성입자들이 일방향으로 배열된 복수의 열을 구성하고, 복수의 열은 도전성 입자의 중앙에 조밀하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1금속분말은 각 자성입자들이 일방향으로 배열된 복수의 열을 구성하고, 각 복수의 열은 일방향과 직각인 방향으로 분산되어 배치된 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1금속분말의 인접한 각 자성입자들은 계면에서 서로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1금속분말의 인접한 자성입자들은 계면에서 서로 일체적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향과 직각인 측방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 구형, 별형, 링형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내부에 자성입자가 정렬된 도전성 입자.
  19. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드를 상호 전기적으로 연결시켜 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행할 수 있는 시트형 커넥터로서,
    피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 배열된 도전부와,
    상기 도전부를 지지하면서 절연시키는 절연부를 포함하되,
    상기 도전부의 도전성 입자는,
    상기 도전성 입자는,
    상기 자성입자로 이루어지는 제1금속분말과, 고전도성 입자로 이루어지는 제2금속분말이 혼합된 혼합분말로 이루어진 소결체로서,
    상기 제1금속분말의 각 입자들은 일방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 시트형 커넥터.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향으로 배열되어 있으며,
    상기 각 도전성 입자는 상기 도전부 내에 세워진 상태로 배향되는 것을 특징으로 하는 시트형 커넥터.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 상면과 하면을 가지는 기둥형상을 가지고 있으며, 상기 제1금속분말의 자성입자들은 도전성 입자의 높이방향과 직각인 측방향으로 배열되어 있으며,
    상기 각 도전성 입자는 도전부 내에 눕혀진 상태로 배향되는 것을 특징으로 하는 시트형 커넥터.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 구형 또는 무정형의 구형, 별형, 링형, 기둥형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
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