KR20240073907A - 이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법 - Google Patents

이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법 Download PDF

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가쓰노리 니시우라
다이스케 야마다
유이치 이토
마사오 호리
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미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

이방 도전성 시트는, 엘라스토머층과, 그 한쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제1 내열성 수지층을 갖는 절연층과, 상기 절연층에 배치된 복수의 관통공과, 상기 복수의 관통공의 내벽면의 각각에 배치된 복수의 도전부와, 상기 복수의 제1 내열성 수지층의 표면의 각각에 배치되어, 상기 도전부와 접속된 복수의 제1 도전층을 갖는다. 복수의 관통공은, 상기 복수의 제1 내열성 수지층의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제1 도전층은, 상기 제1 내열성 수지층의 외연보다도 내측에 있다.

Description

이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법
본 발명은, 이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법에 관한 것이다.
전자 제품에 탑재되는 프린트 배선판 등의 반도체 디바이스는, 통상, 전기 검사에 제공된다. 전기 검사는, 통상, 전기 검사 장치의 (전극을 갖는) 기판과, 반도체 디바이스 등의 검사 대상물이 되는 단자를 전기적으로 접촉시켜, 검사 대상물의 단자간에 소정의 전압을 인가했을 때의 전류를 판독하는 것에 의해 행해진다. 그리고, 전기 검사 장치의 기판의 전극과, 검사 대상물의 단자의 전기적 접촉을 확실히 행하기 위해서, 전기 검사 장치의 기판과 검사 대상물 사이에, 이방 도전성 시트가 배치된다.
이방 도전성 시트는, 두께 방향으로 도전성을 갖고, 면 방향으로 절연성을 갖는 시트이며, 전기 검사에 있어서의 프로브(접촉자)로서 이용된다. 이와 같은 이방 도전성 시트는, 전기 검사 장치의 기판과 검사 대상물 사이의 전기적 접속을 확실히 행하기 위해서, 압입 하중을 가하여 사용된다. 그 때문에, 이방 도전성 시트는, 두께 방향으로 탄성 변형되기 쉬울 것이 요구되고 있다.
그와 같은 이방성 도전 시트로서는, 여러 가지의 것이 검토되어 있다(특허문헌 1 참조).
도 1은, 특허문헌 1의 이방 도전성 시트(10)를 나타내는 모식도이다. 이방 도전성 시트(10)는, 엘라스토머층(11A)과, 그 한쪽 면 상에 배치된 복수의 제1 내열성 수지층(11B)을 갖는 절연층(11)과, 절연층(11)에 배치된 복수의 관통공(12)과, 복수의 관통공(12)에 대응하여 배치된 복수의 도전층(13)을 갖는다. 복수의 도전층(13)간은, 제1 홈부(14)에 의해 절연되어 있고; 2개의 제1 홈부(14)로 협지된 도전층(13)의 단부는, 2개의 제1 홈부(14)로 협지된 제1 내열성 수지층(11B)의 단부와 거의 겹쳐 있다(도 1 참조).
국제 공개 제2021/100824호
상기와 같은 이방 도전성 시트(10)에서는, 단락 방지의 관점에서, 제1 홈부(14)의 폭을 넓게 하는 경우가 있다(도 2A 참조). 그와 같은 경우에 있어서, 검사 대상물(320)의 단자(321)가, 도전층(13)의 중심(도 2A의 파선)으로부터 어긋난 위치에 압입되면, 제1 내열성 수지층(11B)의 단부에 하중이 집중되기 쉬워, 제1 내열성 수지층(11B)과 도전층(13)이 일체가 되어 기울어지기 쉽다(도 2B 참조). 그 결과, 압입 하중이, 엘라스토머층(11A)에 확산되기 쉽고, 도전층(13)에는 전달되기 어려워지기 때문에, 저항값의 증대나 복수의 도전층(13)간의 저항값의 격차를 발생시킬 가능성이 있었다.
상기와 같은 문제를 없애기 위해서는, 제1 홈부(14)의 폭을 좁게 하고, 제1 내열성 수지층(11B)의 폭을 크게 하는 것이 유효하다. 그러나, 제1 홈부(14)의 폭을 좁게 하면, 압입 시에, 이웃하는 2개의 도전층(13)끼리가 접촉하기 쉬워, 단락을 발생시킬 가능성이 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 이웃하는 복수의 도전층끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하면서, 소정의 위치로부터 어긋난 위치에 압입 하중이 가해지더라도, 양호한 도통을 유지할 수 있는 이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 이하의 구성에 의해 해결할 수 있다.
[1] 엘라스토머층과, 상기 엘라스토머층의 한쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제1 내열성 수지층을 갖는 절연층과, 상기 절연층에 배치된 복수의 관통공과, 상기 복수의 관통공의 내벽면의 각각에 배치된 복수의 도전부와, 상기 복수의 제1 내열성 수지층의 표면의 각각에 배치되어, 상기 도전부와 접속된 복수의 제1 도전층을 갖고, 상기 복수의 관통공은, 상기 복수의 제1 내열성 수지층의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 상기 절연층의 평면시(視)에 있어서, 상기 제1 도전층은, 상기 제1 내열성 수지층의 외연보다도 내측에 있는, 이방 도전성 시트.
[2] 상기 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제1 내열성 수지층은, 직사각형이며, 상기 제1 내열성 수지층의 단변의 길이 b의, 상기 복수의 제1 도전층의 무게중심간 거리 c에 대한 비 b/c는, 0.65 이상인, [1]에 기재된 이방 도전성 시트.
[3] 상기 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제1 도전층의 면적은, 상기 제1 도전층과 대응하는 상기 제1 내열성 수지층의 면적의 35∼80%인, [1] 또는 [2]에 기재된 이방 도전성 시트.
[4] 상기 복수의 관통공의 내부에는, 도전성 충전물이 추가로 충전되어 있는, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 시트.
[5] 상기 절연층은, 상기 엘라스토머층의 다른 쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제2 내열성 수지층을 추가로 갖고, 상기 이방 도전성 시트는, 상기 복수의 제2 내열성 수지층의 표면에 각각 배치되어, 상기 도전부와 접속된 복수의 제2 도전층을 추가로 갖고, 상기 복수의 관통공은, 상기 복수의 제2 내열성 수지층의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 상기 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제2 도전층은, 상기 제2 내열성 수지층의 외연보다도 내측에 있는, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 시트.
[6] 검사 대상물의 전기 검사에 이용되는 이방 도전성 시트로서, 상기 검사 대상물은, 상기 제1 도전층 측의 면 상에 배치되는, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 시트.
[7] 복수의 전극을 갖는 검사용 기판과, 상기 검사용 기판의 상기 복수의 전극이 배치된 면 상에 배치된, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 시트를 갖는, 전기 검사 장치.
[8] 복수의 전극을 갖는 검사용 기판과, 단자를 갖는 검사 대상물을, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 시트를 개재시켜 적층하여, 상기 검사용 기판의 상기 전극과, 상기 검사 대상물의 상기 단자를, 상기 이방 도전성 시트를 개재시켜 전기적으로 접속하는 공정을 갖는, 전기 검사 방법.
본 발명에 의하면, 이웃하는 복수의 도전층끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하면서, 소정의 위치로부터 어긋난 위치에 압입 하중이 가해지더라도, 양호한 도통을 유지할 수 있는 이방 도전성 시트, 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 특허문헌 1의 이방 도전성 시트의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 2의 도 2A 및 2B는, 비교용의 이방 도전성 시트의 작용을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 3의 도 3A는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트의 모식적인 부분 평면도이고, 도 3B는, 도 3A의 이방 도전성 시트의 3B-3B선의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 4는, 도 3A의 이방 도전성 시트의 3B-3B선의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 5의 도 5A 및 5B는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트의 작용을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 6의 도 6A∼6D는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트의 제조 방법을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 7의 도 7A∼7D는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트의 제조 방법을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 8의 도 8A는, 본 실시형태에 따른 전기 검사 장치의 모식적인 단면도이고, 도 8B는, 검사 대상물의 일례를 나타내는 저면도이다.
도 9의 도 9A 및 9B는, 변형예에 따른 이방 도전성 시트의 제1 도전층의 모식적인 확대 평면도이다.
도 10의 도 10A 및 10B는, 변형예에 따른 이방 도전성 시트의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 11은, 전기 저항값의 측정 방법을 나타내는 모식적인 도면이다.
1. 이방 도전성 시트
도 3A는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트(100)의 모식적인 부분 평면도이고, 도 3B는, 도 3A의 이방 도전성 시트(100)의 3B-3B선의 모식적인 부분 확대 단면도이다. 도 4는, 도 3A의 이방 도전성 시트(100)의 3B-3B선의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 3A 및 B에 나타나는 바와 같이, 이방 도전성 시트(100)는, 절연층(110)과, 복수의 도전층(120)과, 복수의 도전성 충전물(130)을 갖는다.
1-1. 절연층(110)
절연층(110)은, 엘라스토머층(111)과, 엘라스토머층(111)의 한쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제1 내열성 수지층(112A)과, 엘라스토머층(111)의 다른 쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제2 내열성 수지층(112B)을 갖는다. 또한, 절연층(110)은, 제1면(110a)과 제2면(110b) 사이를 관통하는 복수의 관통공(113)을 추가로 갖는다. 한편, 본 실시형태에서는, 절연층(110)의 제1면(110a)에, 검사 대상물이 배치되는 것이 바람직하다.
(엘라스토머층(111))
엘라스토머층(111)은, 두께 방향으로 압력이 가해지면, 탄성 변형되는 탄성을 갖는다. 즉, 엘라스토머층(111)은, 탄성층이며, 엘라스토머 조성물의 가교물을 포함하는 것이 바람직하다.
엘라스토머 조성물에 포함되는 엘라스토머는, 특별히 제한되지 않지만, 그 예에는, 실리콘 고무, 유레테인 고무(유레테인계 폴리머), 아크릴계 고무(아크릴계 폴리머), 에틸렌-프로필렌-다이엔 공중합체(EPDM), 클로로프렌 고무, 스타이렌-뷰타다이엔 공중합체, 아크릴나이트릴-뷰타다이엔 공중합체, 폴리뷰타다이엔 고무, 천연 고무, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 불소계 고무 등의 엘라스토머인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 실리콘 고무가 바람직하다. 실리콘 고무는, 부가형, 축합형, 라디칼형 중 어느 것이어도 된다.
엘라스토머 조성물은, 필요에 따라서 가교제를 추가로 포함해도 된다. 가교제는, 엘라스토머의 종류에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 고무의 가교제의 예에는, 하이드로실릴화 반응의 촉매 활성을 갖는 금속, 금속 화합물, 금속 착체 등(백금, 백금 화합물, 그들의 착체 등)의 부가 반응 촉매나; 벤조일 퍼옥사이드, 비스-2,4-다이클로로벤조일 퍼옥사이드, 다이큐밀 퍼옥사이드, 다이-t-뷰틸 퍼옥사이드 등의 유기 과산화물이 포함된다. 아크릴계 고무(아크릴계 폴리머)의 가교제의 예에는, 에폭시 화합물, 멜라민 화합물, 아이소사이아네이트 화합물 등이 포함된다.
예를 들면, 실리콘 고무 조성물의 가교물로서는, 하이드로실릴기(SiH기)를 갖는 오가노폴리실록세인과, 바이닐기를 갖는 오가노폴리실록세인과, 부가 반응 촉매를 포함하는 실리콘 고무 조성물의 부가 가교물이나 바이닐기를 갖는 오가노폴리실록세인과, 부가 반응 촉매를 포함하는 실리콘 고무 조성물의 부가 가교물; SiCH3기를 갖는 오가노폴리실록세인과, 유기 과산화물 경화제를 포함하는 실리콘 고무 조성물의 가교물 등이 포함된다.
엘라스토머 조성물은, 필요에 따라서 실레인 커플링제, 필러 등의 다른 성분도 추가로 포함해도 된다.
엘라스토머 조성물의 가교물의 유리 전이 온도는, 특별히 제한되지 않지만, 검사 대상물의 단자에 흠집을 내기 어렵게 하는 관점에서는, -30℃ 이하인 것이 바람직하고, -40℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 유리 전이 온도는, JIS K 7095:2012에 준거해서 측정할 수 있다.
엘라스토머 조성물의 가교물의 25℃에 있어서의 저장 탄성률은, 1.0×107Pa 이하인 것이 바람직하고, 1.0×105∼9.0×106Pa인 것이 보다 바람직하다. 엘라스토머 조성물의 가교물의 저장 탄성률은, JIS K 7244-1:1998/ISO6721-1:1994에 준거해서 측정할 수 있다.
엘라스토머 조성물의 가교물의 유리 전이 온도 및 저장 탄성률은, 당해 엘라스토머 조성물의 조성에 의해 조정될 수 있다.
(제1 내열성 수지층(112A))
복수의 제1 내열성 수지층(112A)은, 엘라스토머층(111)의 한쪽 면 상에, 서로 이간하여 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)은, 제1 홈부(114a)로 구획되어 있다. 제1 내열성 수지층(112A)은, 엘라스토머층(111)보다도 높은 내열성을 갖기 때문에, 전기 검사 시에 가열하더라도, 복수의 제1 도전층(122A)간의 무게중심간 거리의 열에 의한 변동을 억제할 수 있다.
절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 내열성 수지층(112A)의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 직사각형, 삼각형, 그 밖의 다각형, 원형 등 중 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)의 형상은, 직사각형이다(도 3A 참조). 또한, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)의 형상 및 크기는, 모두 동일하다(도 3A 참조).
절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 내열성 수지층(112A)의 단변 b의 길이의, 복수의 제1 도전층(122A)의 무게중심간 거리 c에 대한 비 b/c는, 0.65 이상인 것이 바람직하다(도 4 참조). b/c가 0.65 이상이면, 압입 하중을, 제1 도전층(122A)의 무게중심으로부터 어긋난 위치에 가하더라도, 제1 내열성 수지층(112A)은, 당해 하중에 의해 변형되기 어렵기 때문에, 엘라스토머층(111)에 하중을 확산시키기 어렵다. 또한, 제1 내열성 수지층(112A)의 단부에 하중이 집중되기 어렵기 때문에, 제1 내열성 수지층(112A)이 제1 도전층(122A)과 일체가 되어 기울어지기 어렵게 할 수 있다. 한편으로, 압입 하중을 가했을 때에, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)끼리가 접촉하거나, 주위의 제1 내열성 수지층(112A)이 함께 압입되거나 하지 않도록 하는 관점에서는, b/c는, 0.90 이하인 것이 바람직하다. 마찬가지의 관점에서, b/c는, 0.70∼0.88인 것이 보다 바람직하다. 한편, 정방형에 있어서의 단변은, 정방형의 임의의 한 변이어도 된다. 또한, 제1 도전층(122A)의 무게중심(도 4에서는 무게중심 X)이란, 제1 도전층(122A)을 평면시했을 때에, 관통공(113)이 없다고 가정한 경우의 형상의 무게중심을 의미한다.
복수의 제1 도전층(122A)의 무게중심간 거리 c는, 제1 내열성 수지층(112A)의 단변 방향에 있어서의 무게중심간 거리 c인 것이 바람직하다.
제1 내열성 수지층(112A)을 구성하는 내열성 수지 조성물의 유리 전이 온도는, 엘라스토머층(111)을 구성하는 엘라스토머 조성물의 가교물의 유리 전이 온도보다도 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 전기 검사는, 약 -40∼150℃에서 행해지기 때문에, 내열성 수지 조성물의 유리 전이 온도는, 150℃ 이상인 것이 바람직하고, 150∼500℃인 것이 보다 바람직하다. 유리 전이 온도는, 전술한 바와 마찬가지의 방법으로 측정할 수 있다.
내열성 수지 조성물의 선팽창 계수는, 엘라스토머 조성물의 가교물의 선팽창 계수보다도 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 내열성 수지 조성물의 선팽창 계수는, 60ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 50ppm/K인 것이 보다 바람직하다.
내열성 수지 조성물의 25℃에서의 저장 탄성률은, 엘라스토머 조성물의 가교물의 25℃에서의 저장 탄성률보다도 높은 것이 바람직하다.
내열성 수지 조성물의 조성은, 유리 전이 온도, 선팽창 계수 또는 저장 탄성률이 상기 범위를 만족시키는 것이면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 내열성 수지 조성물에 포함되는 수지는, 유리 전이 온도가 상기 범위를 만족시키는 내열성 수지인 것이 바람직하고; 그 예에는, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에터 설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에터 에터 케톤, 폴리이미드, 폴리에터이미드 등의 엔지니어링 플라스틱, 아크릴 수지, 유레테인 수지, 에폭시 수지, 올레핀 수지가 포함된다. 내열성 수지 조성물은, 필요에 따라서 필러 등의 다른 성분을 추가로 포함해도 된다.
제1 내열성 수지층(112A)의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 절연층(110)의 탄성을 해치기 어렵게 하는 관점에서는, 엘라스토머층(111)의 두께보다도 얇은 것이 바람직하다(도 4 참조). 구체적으로는, 제1 내열성 수지층(112A)의 두께(T2)와 엘라스토머층(111)의 두께(T1)의 비(T2/T1)는, 예를 들면 1/99∼30/70인 것이 바람직하고, 2/98∼10/90인 것이 보다 바람직하다. 제1 내열성 수지층(112A)의 두께의 비율이 일정 이상이면, 절연층(110)의 탄성을 해치지 않을 정도로, 절연층(110)에 적당한 경도(강성)를 부여할 수 있다. 그에 의해, 핸들링성을 높이는 것이 가능할 뿐만 아니라, 열에 의한 복수의 관통공(113)의 중심간 거리의 변동을 억제할 수 있다.
절연층(110)의 두께는, 비도통 부분에서의 절연성을 확보할 수 있을 정도이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 40∼700μm, 바람직하게는 100∼400μm일 수 있다.
상기한 대로, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)간에는, 제1 홈부(114a)가 배치되어 있다. 즉, 제1 홈부(114a)는, 제1면(110a)에 배치된 오목조이다.
제1 홈부(114a)의, 연장 설치 방향에 대해서 직교하는 방향의 단면 형상은, 특별히 제한되지 않고, 직사각형, 반원형, U자형, V자형 중 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 제1 홈부(114a)의 단면 형상은, 직사각형이다.
제1 홈부(114a)의 폭 w 및 깊이 d는, 압입 하중을 가했을 때에, 제1 홈부(114a)를 개재시켜 한쪽 측의 제1 내열성 수지층(112A)과, 다른 쪽 측의 제1 내열성 수지층(112A)이 접촉하지 않는 범위로 설정되는 것이 바람직하다(도 4 참조). 개개의 제1 내열성 수지층(112A)에 압입 하중을 전달하기 쉽게 하기 때문이다.
홈부(114)의 폭 w는, b/c가 상기 범위가 되도록 설정될 수 있다. 제1 홈부(114a)의 폭 w는, 제1면(110a)에 있어서, 제1 홈부(114a)가 연장 설치되는 방향에 대해서 직교하는 방향의 최대 폭이다(도 4 참조).
제1 홈부(114a)의 깊이 d는, 제1 내열성 수지층(112A)의 두께와 동일하거나, 그보다도 큰 것이 바람직하다. 즉, 제1 홈부(114a)의 최심부는, 엘라스토머층(111)의 표면 또는 그 내부에 위치할 수 있다. 제1 홈부(114a)의 깊이 d는, 절연층(11)의 두께 방향에 있어서, 제1 도전층(122A)의 표면부터 최심부까지의 깊이를 말한다(도 4 참조). 한편, 제1 홈부(114a)의 폭 w 및 깊이 d는, 각각 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
이와 같이, 제1 홈부(114a)에 의해, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)으로 분단됨으로써, 검사 대상물(320)을 얹어 압입했을 때의, 주위의 도전층(120)도 함께 압입되지 않도록 할 수 있어, 주위의 도전층(120)에 대한 영향을 저감할 수 있다.
(제2 내열성 수지층(112B))
복수의 제2 내열성 수지층(112B)은, 엘라스토머층(111)의 다른 쪽 면 상에, 서로 이간하여 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제2 내열성 수지층(112B)은, 상기한 제1 내열성 수지층(112A)과 동일 또는 마찬가지인 구성이며, 상세한 설명은 생략한다. 즉, 제2 내열성 수지층(112B)의 형상, 재질 및 물성 등은, 상기한 제1 내열성 수지층(112A)의 형상, 재질 및 물성 등과 동일 또는 마찬가지여도 된다. 또한, 제2면(110b)에 있어서, 복수의 제2 내열성 수지층(112B)간에 배치된 제2 홈부(114b)는, 제1면(110a)에 있어서, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)간에 배치된 제1 홈부(114a)와 동일 또는 마찬가지여도 된다.
한편, 제1 내열성 수지층(112A)을 구성하는 내열성 수지 조성물의 조성과, 제2 내열성 수지층(112B)을 구성하는 내열성 수지 조성물의 조성은, 상이해도 된다. 또한, 제1 내열성 수지층(112A)의 두께와, 제2 내열성 수지층(112B)의 두께는, 상이해도 되지만, 이방 도전성 시트(100)의 휨을 억제하는 관점에서는, 동등한 것이 바람직하고, 제1 내열성 수지층(112A)의 두께에 대한 제2 내열성 수지층(112B)의 두께의 비는, 예를 들면 0.8∼1.2로 할 수 있다.
(관통공(113))
복수의 관통공(113)은, 절연층(110)의 제1면(110a)과 제2면(110b) 사이를 관통하는 구멍이며, 복수의 제1 내열성 수지층(112A) 및 제2 내열성 수지층(112B)의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있다(도 3B 참조).
관통공(113)의 축 방향은, 절연층(110)의 두께 방향에 대해서 대략 평행이어도 되고, 경사져 있어도 된다. 대략 평행이란, 절연층(110)의 두께 방향에 대한 각도가 10° 이하인 것을 말한다. 경사란, 절연층(110)의 두께 방향에 대한 각도가 10° 초과 50° 이하, 바람직하게는 20∼45°인 것을 말한다. 본 실시형태에서는, 관통공(113)의 축 방향은, 절연층(110)의 두께 방향에 대해서 대략 평행이다(도 3B 참조). 한편, 축 방향이란, 관통공(113)의 제1면(110a) 측의 개구부와 제2면(110b) 측의 개구부의 무게중심(또는 중심)끼리를 잇는 선의 방향을 말한다.
제1면(110a)에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 원형, 사각형, 그 밖의 다각형 등 중 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 제1면(110a)에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 형상은, 원형이다(도 3A 및 B 참조). 또한, 관통공(113)의 제1면(110a) 측의 개구부의 형상과, 제2면(110b) 측의 개구부의 형상은, 동일해도 되고, 상이해도 되며, 측정 대상이 되는 전자 디바이스에 대한 접속 안정성의 관점에서는, 동일한 것이 바람직하다.
제1면(110a) 측에 있어서의 관통공(12)의 개구부의 원 상당 직경 D는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 1∼330μm인 것이 바람직하고, 2∼200μm인 것이 보다 바람직하며, 10∼100μm인 것이 더 바람직하다(도 4 참조). 제1면(110a) 측에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경 D란, 제1면(110a) 측으로부터 관통공(113)의 축 방향을 따라 보았을 때의, 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경(개구부의 면적에 상당하는 진원의 직경)을 말한다.
제1면(110a) 측에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경 D와, 제2면(110b) 측에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경 D는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.
제1면(110a) 측에 있어서의 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리(피치) p는, 특별히 제한되지 않고, 검사 대상물의 단자의 피치에 대응하여 적절히 설정될 수 있다(도 4 참조). 검사 대상물로서의 HBM(High Bandwidth Memory)의 단자의 피치는 55μm이고, PoP(Package on Package)의 단자의 피치는 400∼650μm인 것 등으로부터, 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리 p는, 예를 들면 5∼650μm일 수 있다. 그 중에서도, 검사 대상물의 단자의 위치 맞춤을 불요로 하는(얼라인먼트 프리로 하는) 관점에서는, 제1면(110a) 측에 있어서의 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리 p는, 5∼55μm인 것이 보다 바람직하다. 제1면(110a) 측에 있어서의, 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리 p란, 제1면(110a) 측에 있어서의, 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리 중 최솟값을 말한다. 관통공(113)의 개구부의 중심은, 개구부의 무게중심이다. 또한, 복수의 관통공(113)의 개구부의 중심간 거리 p는, 축 방향으로 일정해도 되고, 상이해도 된다.
관통공(113)의 축 방향의 길이(절연층(11)의 두께 T)와, 제1면(110a) 측에 있어서의 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경 D의 비 T/D는, 특별히 제한되지 않지만, 3∼40인 것이 바람직하다(도 4 참조).
1-2. 도전층(120)
도전층(120)은, 1 또는 2 이상의 관통공(113)마다에 대응하여 배치되어 있다. 도전층(120)은, 도전부(121)와, 제1 도전층(122A)과, 제2 도전층(122B)을 포함한다.
도전부(121)는, 관통공(113)의 내벽면에 배치되어 있다.
제1 도전층(122A)은, 제1 내열성 수지층(112A)의 표면 상(제1면(110a) 측)에 배치되어, 도전부(121)와 접속되어 있다. 제2 도전층(122B)은, 제2 내열성 수지층(112B)의 표면 상(제2면(110b) 측)에 배치되어, 도전부(121)와 접속되어 있다.
절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 직사각형, 삼각형, 그 밖의 다각형, 원형 등 중 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 형상은, 모두 직사각형이다(도 3A 참조). 또한, 복수의 제1 도전층(122A)의 형상 및 크기는, 모두 동일하고; 복수의 제2 도전층(122B)의 형상 및 크기는, 모두 동일하다. 또한, 제1 도전층(122A)의 형상과, 제1 내열성 수지층(112A)의 형상은, 동일(상사)해도 되고 상이해도 되며; 제2 도전층(122B)의 형상과, 제2 내열성 수지층(112B)의 형상은, 동일(상사)해도 되고 상이해도 된다.
제1면(110a) 측에 있어서의 복수의 제1 도전층(122A)의 무게중심간 거리 c는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 5∼650μm인 것이 바람직하고, 10∼300μm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1면(110a) 측에 있어서의 복수의 제1 도전층(122A)의 무게중심간 거리 c는, 제1면(110a) 측에 있어서의 복수의 제1 내열성 수지층(112A)의 무게중심간 거리와 동일하다. 복수의 제1 내열성 수지층(112A)의 무게중심이란, 제1 내열성 수지층(112A)을 평면시했을 때에, 관통공(113)이 없다고 가정한 경우의 형상의 무게중심을 의미한다. 제2면(110b) 측에 있어서의 복수의 제2 도전층(122B)의 무게중심간 거리도, 제1 도전층(122A)의 것과 동일 또는 마찬가지여도 된다.
그리고, 절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)은, 제1 내열성 수지층(112A)의 외연보다도 내측에 있고, 제2 도전층(122B)은, 제2 내열성 수지층(112B)의 외연보다도 내측에 있다(도 3A 및 B 참조). 즉, 절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)의 주위가, 제1 내열성 수지층(112A)으로 둘러싸여 있다. 그에 의해, 제1 홈부(114A)의 폭을 좁게 하더라도(b/c를 크게 하더라도), 이웃하는 복수의 제1 도전층(122A)끼리가 접촉하기 어렵기 때문에, 단락을 억제할 수 있다.
절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)의 면적은, 그것과 대응하는 제1 내열성 수지층(112A)의 면적보다도 작고, 제2 도전층(122B)의 면적은, 그것과 대응하는 제2 내열성 수지층(112B)의 면적보다도 작다. 구체적으로는, 제1 도전층(122A)의 면적은, 그것과 대응하는 제1 내열성 수지층(112A)의 면적의 35∼80%인 것이 바람직하다. 제1 도전층(122A)의 면적이, 제1 내열성 수지층(112A)의 면적에 대해서 80% 이하이면, 제1 도전층(122A)끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하기 쉽고, 35% 이상이면, 전기 검사 시에 있어서의 제1 도전층(122A)과 검사 대상물의 단자의 접촉 면적이 지나치게 작아지지 않기 때문에, 저항값의 증대를 억제하기 쉽다. 또한, 저항값의 저감을 중시하는 관점 등에서는, 제1 도전층(122A)의 면적은, 제1 내열성 수지층(112A)의 면적의 50∼75%로 해도 된다. 한편, 제1 도전층(122A)의 면적은, 관통공(113)이 없다고 가정한 경우의 제1 도전층(122A)의 형상의 면적을 의미하고; 제1 내열성 수지층(112A)의 면적은, 관통공(113)이 없다고 가정한 경우의 제1 내열성 수지층(112A)의 형상의 면적을 의미한다.
예를 들면, 제1 도전층(122A)의 단변의 길이 a는, 제1 내열성 수지층(112A)의 단변의 길이 b보다도 작다. 구체적으로는, 제1 도전층(122A)의 단변의 길이 a의, 제1 내열성 수지층(112A)의 단변의 길이 b에 대한 비 a/b는, 0.5∼0.9인 것이 바람직하다. a/b가 0.9 이하이면, 제1 홈부(114a)의 폭이 좁은 경우여도, 즉 b/c가 큰 경우여도, 제1 도전층(122A)끼리의 접촉을 억제할 수 있기 때문에, 단락을 억제하기 쉽다. a/b가 0.5 이상이면, 제1 도전층(122A)의 면적이 지나치게 작지 않기 때문에, 저항값의 증대를 억제하기 쉽다. 마찬가지의 관점에서, a/b는, 0.6∼0.88인 것이 보다 바람직하다.
제2 도전층(122B)과 제2 내열성 수지층(112B)의 면적의 비율이나 단변 길이의 비율은, 상기한 제1 도전층(122A)과 제1 내열성 수지층(112A)의 경우와 동일 또는 마찬가지여도 된다.
면적이나 단변 길이의 비율은, 마이크로스코프 등 각종 현미경이나 화상 치수 측정기에 의해 해석한 화상으로부터 구할 수 있다. 예를 들면, 3∼5개의 제1 도전층(122A) 및 그것과 대응하는 제1 내열성 수지층(112A)에 대하여, 각각 면적의 비율이나 단변 길이의 비율을 구하여, 그들의 평균값으로서 구할 수 있다.
도전층(120)을 구성하는 재료의 체적 저항률은, 각각 충분한 도통이 얻어질 정도이면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 1.0×10-4Ω·m 이하인 것이 바람직하고, 1.0×10-5∼1.0×10-9Ω·m인 것이 보다 바람직하다. 체적 저항률은, ASTM D 991에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
도전층(120)을 구성하는 재료는, 체적 저항률이 상기 범위를 만족시키는 것이면 된다. 도전층(120)을 구성하는 재료의 예에는, 구리, 금, 백금, 은, 니켈, 주석, 철 또는 이들 중 1종의 합금 등의 금속 재료나, 카본 블랙 등의 카본 재료가 포함된다. 그 중에서도, 도전층(120)은, 높은 도전성과 유연성을 갖는 관점에서, 금, 은 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 주성분으로서 포함하는 것이 바람직하다. 주성분으로서 포함한다는 것은, 예를 들면 도전층(120)에 대해서 70질량% 이상, 바람직하게는 80질량% 이상인 것을 말한다.
도전부(121), 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)을 구성하는 재료는, 동일해도, 상이해도 되지만, 제조가 간이하고, 도통도 안정되게 하기 쉬운 관점에서는, 동일한 것이 바람직하다.
도전층(120)의 두께는, 충분한 도통이 얻어지고, 또한 관통공(113)을 막지 않는 범위이면 되고, 예를 들면 0.1∼5μm일 수 있다. 도전층(120) 중, 도전부(121)의 두께는, 절연층(110)의 두께 방향에 대해서 직교하는 방향의 두께이며, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 두께는, 절연층(110)의 두께 방향과 평행한 방향의 두께를 말한다(도 4 참조).
1-3. 도전성 충전물(130)
도전성 충전물(130)은, 도전부(121)로 둘러싸인 관통공(113)의 공동(113') 내에 충전되어 있어, 도전성을 유지하면서, 도전부(121)의 벗겨짐을 억제할 수 있다.
도전성 충전물(130)은, 도전성 입자와, 엘라스토머를 포함하는 도전성 엘라스토머 조성물의 가교물을 포함한다.
도전성 입자를 구성하는 재료는, 특별히 제한되지 않지만, 도전성이 우수하고, 또한 유연성을 갖는 관점에서는, 금, 은, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 입자가 바람직하다.
엘라스토머의 종류는, 특별히 제한되지 않고, 절연층(110)을 구성하는 엘라스토머 조성물에 사용되는 엘라스토머와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 도전성 엘라스토머 조성물에 사용되는 엘라스토머의 종류는, 절연층(110)을 구성하는 엘라스토머 조성물에 사용되는 엘라스토머의 종류와 동일해도 되고, 상이해도 되지만, 유연성의 관점 등에서, 바람직하게는 실리콘 고무이다.
엘라스토머의 함유 비율은, 도전성 입자와 엘라스토머의 합계량에 대해서 5∼50질량%인 것이 바람직하다. 엘라스토머의 함유 비율이 5질량% 이상이면, 도전부(121)의 관통공(113)의 내벽면과의 밀착성을 높이기 쉽고, 또한 도전성 엘라스토머 조성물의 가교물이 충분한 유연성을 갖기 때문에, 도전부(121)의 크랙이나 벗겨짐을 억제하기 쉽다.
도전성 엘라스토머 조성물은, 필요에 따라서 가교제 등의 다른 성분을 추가로 포함해도 된다. 가교제의 종류는, 특별히 제한되지 않고, 절연층(110)을 구성하는 엘라스토머 조성물에 사용되는 가교제와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
도전성 엘라스토머 조성물의 가교물의 25℃에서의 저장 탄성률은, 특별히 제한되지 않지만, 통상, 절연층(110)을 구성하는 엘라스토머 조성물의 가교물의 25℃에서의 저장 탄성률보다도 높아지기 쉽다. 단, 압입 시의 압력이 도전성 충전물(130)에 집중되는 것에 의한 문제를 억제하는 관점에서는, 적당히 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도전성 엘라스토머 조성물의 가교물의 25℃에서의 저장 탄성률은, 1∼300MPa인 것이 바람직하고, 2∼200MPa인 것이 보다 바람직하다. 저장 탄성률은, 상기와 마찬가지의 방법으로, 압축 변형 모드에서 측정할 수 있다.
도전성 엘라스토머 조성물의 가교물은, 일정 이상의 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도전성 엘라스토머 조성물의 가교물의 체적 저항률은, 10-2Ω·m 이하인 것이 바람직하고, 1×10-8∼1×10-2Ω·m인 것이 보다 바람직하다. 체적 저항률은, 상기와 마찬가지의 방법으로 측정할 수 있다.
1-4. 작용
본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트(100)의 작용에 대하여 설명한다. 도 5A 및 B는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트(100)의 작용을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
본 실시형태의 이방 도전성 시트(100)는, 절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)은, 제1 내열성 수지층(112A)의 외연보다도 내측에 있다(도 5A 참조). 즉, 제1 도전층(122A)은, 그보다도 큰 제1 내열성 수지층(112A)으로 지지되어 있다. 그 때문에, 압입 하중이, 제1 도전층(122A)의 무게중심(도 5A 및 5B의 파선)으로부터 어긋난 위치에 가해지더라도, 당해 하중은, 제1 내열성 수지층(112A)에서 분산되기 때문에, 엘라스토머층(111)에는 확산되기 어렵다. 즉, 제1 내열성 수지층(112A)과 제1 도전층(122A)이 일체가 되어 기울어지는 것을 억제할 수 있다. 그에 의해, 압입 하중을, 제1 도전층(122A)이나 도전부(121), 도전성 충전물(130)에 전달되기 쉽게 할 수 있다(도 5B 참조).
또한, 제1 도전층(122A)은, 제1 내열성 수지층(112A)의 외연보다도 내측에 있기 때문에, 제1 홈부(114a)의 폭을 좁게 하더라도, 압입 시에 이웃하는 제1 도전층(122A)끼리가 접촉하기 어렵다. 그에 의해, 압입 시의 단락을 억제할 수 있다.
따라서, 이웃하는 복수의 제1 도전층(122A)끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하면서, 무게중심으로부터 어긋난 위치에 압입 하중이 가해지더라도, 저항값의 증대나 저항값의 격차를 억제할 수 있다.
2. 이방 도전성 시트의 제조 방법
도 6A∼D 및 7A∼D는, 본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트의 제조 방법을 나타내는 모식적인 부분 확대 단면도이다.
본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트(100)는, 예를 들면, 1) 엘라스토머층(211)과 내열성 수지층(212A 및 212B)을 포함하고, 복수의 관통공(113)을 갖는 적층 시트(210)를 준비하는 공정(도 6A 및 6B 참조), 2) 당해 절연 시트(210)의 표면에, 1개의 연속된 도전층(220)을 형성하는 공정(도 6C 참조), 3) 복수의 관통공(113)의 내부에 도전성 엘라스토머 조성물(L)을 충전하는 공정(도 6D 참조), 4) 당해 절연 시트(210)의 제1면(210a) 및 제2면(210b)에, 제1 홈부(114a) 및 제2 홈부(114b)를 형성하여, 내열성 수지층(212A 및 212B)을, 복수의 제1 내열성 수지층(112A) 및 복수의 제2 내열성 수지층(112B)으로 각각 분할하고; 도전층(220)의 제1면(110a) 측을 복수의 제1 도전층(122A)으로, 제2면(110b) 측을 복수의 제2 도전층(122B)으로, 각각 분할하는 공정(도 7A 및 7B 참조), 및 5) 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 외주부를 각각 제거하는 공정(도 7C 및 7D 참조)을 거쳐 제조할 수 있다.
1)의 공정에 대하여
우선, 엘라스토머층(211)과 내열성 수지층(212A 및 212B)을 포함하고, 복수의 관통공(113)을 갖는 적층 시트(210)를 준비한다(도 6A 및 6B).
예를 들면, 엘라스토머층(211)과, 2개의 내열성 수지층(212A, 212B)을 포함하는 적층 시트(210)를 준비한다(도 6A 참조). 엘라스토머층(211)은, 상기 엘라스토머 조성물의 가교물을 포함하고, 내열성 수지층(212A 및 212B)은, 상기 내열성 수지 조성물을 포함한다.
이어서, 적층 시트(210)에, 복수의 관통공(113)을 형성한다(도 6B 참조).
관통공(113)의 형성은, 임의의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들면, 기계적으로 구멍을 형성하는 방법(예를 들면 프레스 가공, 펀치 가공)이나, 레이저 가공법 등에 의해 행할 수 있다. 그 중에서도, 미세하고, 또한 형상 정밀도가 높은 관통공(12)의 형성이 가능한 점에서, 관통공(12)의 형성은, 레이저 가공법에 의해 행하는 것이 보다 바람직하다.
레이저는, 수지를 정밀도 좋게 천공할 수 있는 엑시머 레이저나 탄산 가스 레이저, YAG 레이저 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 엑시머 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. 레이저의 펄스 폭은, 특별히 제한되지 않고, 마이크로초 레이저, 나노초 레이저, 피코초 레이저, 펨토초 레이저 중 어느 것이어도 된다. 또한, 레이저의 파장도, 특별히 제한되지 않는다.
2)의 공정에 대하여
이어서, 복수의 관통공(213)이 형성된 적층 시트(210)의 표면 전체에, 1개의 연속된 도전층(220)을 형성한다(도 6C 참조). 구체적으로는, 절연 시트(210)의, 복수의 관통공(213)의 내벽면과, 그 개구부의 주위의 제1면(210a) 및 제2면(210b)에 연속해서 도전층(220)을 형성한다. 그에 의해, 관통공(113)에 대응하는, 도전층(220)으로 둘러싸인 복수의 공동(113')이 형성된다.
도전층(220)의 형성은, 임의의 방법으로 행할 수 있지만, 관통공(113)을 막지 않고, 얇고, 또한 균일한 두께의 도전층(220)을 형성할 수 있는 점에서, 도금법(예를 들면 무전해 도금법이나 전해 도금법)으로 행하는 것이 바람직하다.
3)의 공정에 대하여
이어서, 도전층(220)으로 둘러싸인 복수의 공동(113')의 내부에, 도전성 엘라스토머 조성물(L)을 충전한다(도 6D 참조).
도전성 엘라스토머 조성물(L)의 충전은, 예를 들면 제1면(210a) 상에 도전성 엘라스토머 조성물(L)을 부여한 상태에서, 제2면(210b) 측으로부터 공동(12') 내를 진공 흡인하여 행할 수 있다.
그리고, 충전한 도전성 엘라스토머 조성물(L)을 가교시킨다. 도전성 엘라스토머 조성물(L)이 용제를 포함하는 경우는, 추가로 건조시키는 것이 바람직하다.
4)의 공정에 대하여
이어서, 적층 시트(210)의 제1면(210a) 및 제2면(210b)에, 제1 홈부(114a) 및 제2 홈부(114b)를 각각 형성한다(도 7A 및 7B 참조). 그에 의해, 도전층(220)의 제1면(210a) 측을, 복수의 제1 도전층(122A)으로 분할하고, 도전층(220)의 제2면(210b) 측을, 복수의 제2 도전층(122B)으로 분할한다. 또한, 내열성 수지층(212A)을, 복수의 제1 내열성 수지층(112A)으로 분할하고; 내열성 수지층(212B)을, 복수의 제2 내열성 수지층(112B)으로 분할한다(도 7A 및 7B 참조).
제1 홈부(114a) 및 제2 홈부(114b)의 형성은, 예를 들면 레이저 가공법에 의해 행할 수 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 제1 홈부(114a) 및 복수의 제2 홈부(114b)는, 격자상으로 형성될 수 있다.
5)의 공정에 대하여
그리고, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 외주 부분을 추가로 제거한다(도 7C 및 7D 참조).
구체적으로는, 절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)이 제1 내열성 수지층(112A)의 외연보다도 내측이 되도록, 제1 도전층(122A)을 제거하고, 제2 도전층(122B)이 제2 내열성 수지층(112B)의 외연보다도 내측이 되도록, 제2 도전층(122B)을 제거한다. 외주 부분의 제거는, 예를 들면 레이저 가공에 의해 행할 수 있다.
상기 4)의 공정과 5)의 공정의 순번은, 교체해도 된다. 즉, 제1면(210a) 및 제2면(210b)에 있어서, 도전층(220)에 홈을 형성하여, 복수의 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)으로 분단한 후; 내열성 수지층(212A 및 212B)에 홈을 형성하여, 복수의 제1 내열성 수지층(112A) 및 제2 내열성 수지층(112B)으로 분단해도 된다. 그 경우, 후에 형성하는 홈의 폭은, 앞서 형성하는 홈의 폭보다도 좁은 것이 바람직하다.
본 실시형태에 따른 이방 도전성 시트(100)의 제조 방법은, 필요에 따라서 상기 이외의 다른 공정을 추가로 포함해도 된다. 예를 들면, 2)의 공정과 3)의 공정 사이에, 6) 도전층(220)을 형성하기 쉽게 하기 위한 전처리를 행해도 된다.
6)의 공정에 대하여
복수의 관통공(113)이 형성된 적층 시트(210)에 대하여, 도전층(220)을 형성하기 쉽게 하기 위한 디스미어 처리(전처리)를 행하는 것이 바람직하다. 디스미어 처리는, 습식법과 건식법이 있고, 어느 방법을 이용해도 된다.
습식법의 디스미어 처리로서는, 알칼리 처리 외에, 황산법, 크로뮴산법, 과망가니즈산염법 등, 공지된 습식 프로세스가 채용될 수 있다.
건식법의 디스미어 처리로서는, 플라즈마 처리를 들 수 있다. 예를 들면 절연 시트(21)가, 실리콘계 엘라스토머 조성물의 가교물로 구성되어 있는 경우, 절연 시트(21)를 플라즈마 처리함으로써, 애싱/에칭이 가능할 뿐만 아니라, 실리콘의 표면을 산화시켜, 실리카막을 형성할 수 있다. 실리카막을 형성함으로써, 도금액이 관통공(12) 내에 침입하기 쉽게 하거나, 도전층(22)과 관통공(12)의 내벽면의 밀착성을 높이거나 할 수 있다.
산소 플라즈마 처리는, 예를 들면 플라즈마 애셔나 고주파 플라즈마 에칭 장치, 마이크로파 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 행할 수 있다.
3. 전기 검사 장치 및 전기 검사 방법
도 8A는, 본 실시형태에 따른 전기 검사 장치(300)의 모식적인 단면도이고, 도 8B는, 검사 대상물의 일례를 나타내는 저면도이다.
전기 검사 장치(300)는, 검사 대상물(320)의 단자(321)간(측정점간)의 전기적 특성(도통 등)을 검사하는 장치이다. 한편, 동 도면에서는, 전기 검사 방법을 설명하는 관점에서, 검사 대상물(320)도 아울러 도시하고 있다.
도 8A에 나타나는 바와 같이, 전기 검사 장치(300)는, 복수의 전극을 갖는 검사용 기판(310)과, 이방 도전성 시트(100)를 갖는다.
검사용 기판(310)은, 검사 대상물(320)에 대향하는 면에, 검사 대상물(320)의 각 측정점에 대향하는 복수의 전극(311)을 갖는다.
이방 도전성 시트(100)는, 검사용 기판(310)의 전극(311)이 배치된 면 상에, 당해 전극(311)과, 이방 도전성 시트(100)에 있어서의 제2면(110b) 측의 제2 도전층(122B)이 접하도록 배치되어 있다.
그리고, 전기 검사 장치(300)는, 이방 도전성 시트(100)의 위치 결정 구멍(비도시)에, 검사용 기판(310)의 가이드 핀(310A)을 삽통시켜, 이방 도전성 시트(100)를 검사용 기판(310) 상에 위치 결정하여 배치할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 이방 도전성 시트(10) 상에 검사 대상물(320)을 배치하고, 이들을 가압 지그로 가압하여, 고정할 수 있도록 되어 있다.
검사 대상물(320)은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 HBM이나 PoP 등의 각종 반도체 장치(반도체 패키지) 또는 전자 부품, 프린트 기판 등을 들 수 있다. 검사 대상물(320)이 반도체 패키지인 경우, 측정점은, 범프(단자)일 수 있다. 또한, 검사 대상물(320)이 프린트 기판인 경우, 측정점은, 도전 패턴에 마련되는 측정용 랜드나 부품 실장용의 랜드일 수 있다. 검사 대상물(320)로서는, 예를 들면, 직경 0.2mm, 높이 0.17mm의 땜납 볼 전극(재질: 납 프리 땜납)을 합계로 264개 갖고, 0.3mm의 피치로 배열된 칩 등이 포함된다(도 8B 참조).
도 8A의 전기 검사 장치(300)를 이용한 전기 검사 방법에 대하여 설명한다.
도 8A에 나타나는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전기 검사 방법은, 전극(311)을 갖는 검사용 기판(310)과, 검사 대상물(320)을, 이방 도전성 시트(100)를 개재시켜 적층하여, 검사용 기판(310)의 전극(311)과, 검사 대상물(320)의 단자(321)를, 이방 도전성 시트(100)를 개재시켜 전기적으로 접속시키는 공정을 갖는다.
상기 공정을 행할 때, 검사용 기판(310)의 전극(311)과 검사 대상물(320)의 단자(321)를, 이방 도전성 시트(100)를 개재시켜 충분히 도통시키기 쉽게 하는 관점에서, 필요에 따라서, 검사 대상물(320)을 압압하여 가압하거나, 가열 분위기하에서 접촉시키거나 해도 된다.
본 실시형태의 이방 도전성 시트(100)는, 상기한 대로, 절연층(110)의 평면시에 있어서, 제1 도전층(122A)은, 제1 내열성 수지층(112A)의 외연보다도 내측에 있다. 그 때문에, 검사 대상물(320)의 단자(321)를, 제1 도전층(122A)의 무게중심으로부터 어긋난 위치, 예를 들면 단부에 압입하더라도, 하중을, 엘라스토머층(111)에 확산하기 어렵게 할 수 있기 때문에, 제1 도전층(122A)이나 도전부(121), 도전성 충전물(130)에 전달되기 쉽게 할 수 있다.
또한, 제1 홈부(114a)의 폭을 좁게 하더라도, 압입 시에 이웃하는 제1 도전층(122A)끼리가 접촉하기 어렵다. 그에 의해, 압입 시의 단락을 억제할 수 있다.
따라서, 이웃하는 복수의 제1 도전층(122A)끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하면서, 무게중심으로부터 어긋난 위치에 압입 하중이 가해지더라도, 저항값의 증대나 저항값의 격차를 억제할 수 있다.
4. 변형예
도 9A 및 9B는, 변형예에 따른 이방 도전성 시트(100)의 제1 도전층의 모식적인 확대 평면도이다. 도 10A 및 10B는, 변형예에 따른 이방 도전성 시트(100)의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
상기 실시형태에서는, 1개의 제1 도전층(122A)에 대해서, 1개의 관통공(113) 및 1개의 도전부(121)가 배치되어 있지만, 이것에 한하지 않고, 1개의 제1 도전층(122A)에 대해서, 2 이상의 관통공(113) 및 2 이상의 도전부(121)가 배치되어도 된다(도 9A 및 9B 참조).
또한, 상기 실시형태에서는, 관통공(113)에 대응하는 공동(113') 내에 도전성 충전물(130)이 충전되어 있지만, 도전성 충전물(130)이 충전되어 있지 않은 공동이어도 된다(도 10A 참조).
또한, 상기 실시형태에서는, 제2 도전층(122B)이, 제2면(110b)에 배치되어 있지만, 절연층(110)의 두께 방향의 도통을 확보할 수 있는 범위이면, 배치되지 않아도 된다(도 10B 참조).
또한, 상기 실시형태에서는, 절연층(110)은, 제1면(110a)에 있어서, 제1 홈부(114a)가 형성되지 않는 영역(비홈부 영역)(140)을, 이방 도전성 시트(100) 전체의 외주부에 갖고 있지만(도 3A 참조), 당해 비홈부 영역을, 복수의 도전층(120)을 둘러싸도록 복수 가져도 된다. 이와 같이, 제1 홈부(114a)가 형성되지 않는 비홈부 영역(140)이 있으면, 엘라스토머층(111)의 열변형을 한층 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 이방 도전성 시트를 전기 검사에 이용하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 2개의 전자 부재간의 전기적 접속, 예를 들면 유리 기판과 플렉시블 프린트 기판 사이의 전기적 접속이나, 기판과 그것에 실장되는 전자 부품 사이의 전기적 접속 등에 이용할 수도 있다.
실시예
이하에 있어서, 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다. 실시예에 의해, 본 발명의 범위는 한정해서 해석되지 않는다.
[실시예 1]
적층 시트로서, 실리콘 고무층(엘라스토머층)과, 그 양측에 배치된 2개의 폴리이미드 수지층(내열성 수지층)을 갖는 적층 시트(7.5μm/310μm/7.5μm)를 준비했다. 이 적층 시트의 적층 방향(두께 방향)으로, 복수의 관통공(113)(제1면(210a) 측에 있어서의 복수의 관통공(113)의 개구부의 원 상당 직경 85μm)을 형성한 후, 당해 적층 시트의 표면(관통공(113)의 내벽면, 제1면(210a) 및 제2면(210b))에, 도금법에 의해 연속된 금(Au)층을 형성했다.
이어서, 얻어진 시트의 제1면(210a) 상에, 도전성 엘라스토머 조성물로서 스리본드사제 ThreeBond 3303B(Ag 입자, 실리콘 고무 및 가교제 함유, ASTM D 991에 의한 가교물의 체적 저항률 3×10-5Ω·m)를 적하하고, 관통공(113)에 대응하는 공동(113') 내에, 제2면(210b) 측으로부터 진공 흡인하면서 당해 조성물을 도입 및 충전하고, 170℃에서 가열하여 가교시켰다.
이어서, 얻어진 시트의 제1면(210a) 및 제2면(210b)에, 복수의 제1 홈부(114a) 및 제2 홈부(114b)를 레이저 가공에 의해 격자상으로 형성하여, 복수의 제1 내열성 수지층(112A) 및 제2 내열성 수지층(112B), 복수의 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)으로 분할했다.
그리고, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 외주부를, 레이저 가공에 의해 추가로 제거하여, 이방 도전성 시트(100)를 얻었다(도 3A 및 3B 참조).
얻어진 이방 도전성 시트에 있어서, 제1면(110a) 측에 있어서의 제1 도전층(122A)의 크기는, 160μm×160μm(제1 내열성 수지층(112A)에 대한 제1 도전층(122A)의 면적 비율: 38%, a/b=0.62), 제1 내열성 수지층(112A)의 크기는, 260μm×260μm(b/c=0.87), 복수의 제1 도전층(122A)의 무게중심간 거리 c는, 300μm였다.
마찬가지로, 제2면(110b) 측에 있어서의 제2 도전층(122B)의 크기, 제2 내열성 수지층(112B)의 크기, 제2 내열성 수지층(112B)에 대한 제2 도전층(122B)의 면적 비율, 및 복수의 제2 도전층(122B)의 무게중심간 거리도, 제1면(110a) 측에 있어서의 것과 동일했다.
[비교예 1]
복수의 제1 홈부(114a) 및 제2 홈부(114b)를 형성한 후, 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 외주부를 제거하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 이방 도전성 시트를 얻었다.
얻어진 이방 도전성 시트에 있어서, 제1면 측에 있어서의 도전층의 크기는 160μm×160μm(내열성 수지층에 대한 도전층의 면적 비율: 100%, a/b=1.0), 내열성 수지층의 크기는 160μm×160μm(b/c=0.53), 복수의 도전층의 무게중심간 거리는 300μm였다.
마찬가지로, 제2면 측에 있어서의 도전층의 크기, 내열성 수지층의 크기, 내열성 수지층에 대한 도전층의 면적 비율, 및 복수의 도전층의 무게중심간 거리도, 제1면 측에 있어서의 것과 동일했다.
[평가]
얻어진 이방 도전성 시트에 대하여, 압입 하중을 변화시켰을 때의 평균 저항값 및 표준 편차를, 이하의 방법으로 측정했다.
(가압 시험)
도 11에 나타나는 바와 같이, 이방 도전성 시트(100)의 위치 결정 구멍(비도시)에, 검사용 기판(310)의 가이드 핀(310A)을 삽통시켜, 이방 도전성 시트(100)를 검사용 기판(310)에 위치 결정하여 배치했다. 이 이방 도전성 시트(100) 상에, 검사 대상물로서 테스트용 칩(320)을 배치하고, 이들을 가압 지그로 고정했다.
테스트용 칩(320)으로서는, 직경 0.2mm, 높이 0.17mm의 땜납 볼 전극(재질: 납 프리 땜납)을 합계로 264개, 0.3mm의 피치로 배열되고, 이들 땜납 볼 전극 중 2개씩이, 테스트용 칩(320) 내의 배선으로 서로 전기적으로 접속되어 있는 것을 사용했다(도 8B 참조).
이어서, 25℃에 있어서, 가압 지그로 테스트용 칩(320)에 가하는 하중을 단계적으로 변화시켜(크게 하여), 각 하중에서의 전기 저항값을 측정했다.
(전기 저항값의 측정)
전기 저항값의 측정은, 이하의 방법으로 행했다. 이방 도전성 시트(100), 테스트용 칩(320), 및 검사용 기판(310)의 전극(311)(검사용 전극) 및 그의 배선(비도시)을 개재시켜 서로 전기적으로 접속된, 검사용 기판(310)의 외부 단자(비도시)간에, 직류 전원(330) 및 정전류 제어 장치(331)에 의해, 10mA의 직류 전류를 상시 인가하고, 전압계(332)에 의해, 가압 시에 있어서의 검사용 기판(310)의 외부 단자간의 전압을 측정했다. 측정된 전압의 값(V)을 V1로 하고, 인가한 직류 전류를 I1(=10mA)로 해서, 하기의 수식에 의해, 전기 저항값 R1을 구했다.
R1=V1/I1
한편, 전기 저항값 R1에는, 2개의 제1 도전층(122A) 및 제2 도전층(122B)의 전기 저항값 외에, 테스트용 칩(320)의 전극간의 전기 저항값 및 검사용 기판(310)의 외부 단자간의 전기 저항값이 포함되어 있다.
그리고, 당해 전기 저항값 R1의 측정을, 땜납 볼의 264개의 전극과 접촉하고 있는, 이방 도전성 시트(100)의 제1 도전층(122A)에 대하여 행하고, 그들의 평균값을 구했다.
평가 결과를, 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타나는 바와 같이, 도전층의 면적이, 내열성 수지층의 면적보다도 작은 실시예 1의 이방 도전성 시트에서는, 도전층의 면적이, 내열성 수지층의 면적과 동일한 비교예 1보다도, 평균 저항값 및 표준 편차가 모두 작아, 복수의 도전층간의 격차가 적은 것을 알 수 있다.
본 출원은, 2021년 11월 1일에 출원된 일본 특허출원 2021-178804에 기초하는 우선권을 주장한다. 당해 출원 명세서 및 도면에 기재된 내용은, 모두 본원 명세서에 원용된다.
본 발명에 의하면, 이웃하는 복수의 도전층끼리의 접촉에 의한 단락(쇼트)을 억제하면서, 소정의 위치로부터 어긋난 위치에 압입 하중이 가해지더라도, 양호한 도통을 유지할 수 있는 이방 도전성 시트를 제공할 수 있다.
100 이방 도전성 시트
110 절연층
110a 제1면
110b 제2면
111 엘라스토머층
112A 제1 내열성 수지층
112B 제2 내열성 수지층
113 관통공
113' 공동
120 도전층
121 도전부
122A 제1 도전층
122B 제2 도전층
114a 제1 홈부
114b 제2 홈부
130 도전성 충전물
210 적층 시트
220 도전층
300 전기 검사 장치
310 검사용 기판
311 전극
320 검사 대상물
321 (검사 대상물의) 단자
330 직류 전원
331 정전류 제어 장치
332 전압계
L 도전성 엘라스토머 조성물

Claims (8)

  1. 엘라스토머층과, 상기 엘라스토머층의 한쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제1 내열성 수지층을 갖는 절연층과,
    상기 절연층에 배치된 복수의 관통공과,
    상기 복수의 관통공의 내벽면의 각각에 배치된 복수의 도전부와,
    상기 복수의 제1 내열성 수지층의 표면의 각각에 배치되어, 상기 도전부와 접속된 복수의 제1 도전층
    을 갖고,
    상기 복수의 관통공은, 상기 복수의 제1 내열성 수지층의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있고,
    상기 절연층의 평면시(視)에 있어서, 상기 제1 도전층은, 상기 제1 내열성 수지층의 외연보다도 내측에 있는,
    이방 도전성 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층의 평면시에 있어서,
    상기 제1 내열성 수지층은, 직사각형이며,
    상기 제1 내열성 수지층의 단변의 길이 b의, 상기 복수의 제1 도전층의 무게중심간 거리 c에 대한 비 b/c는, 0.65 이상인,
    이방 도전성 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제1 도전층의 면적은, 상기 제1 도전층과 대응하는 상기 제1 내열성 수지층의 면적의 35∼80%인,
    이방 도전성 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 관통공의 내부에는, 도전성 충전물이 추가로 충전되어 있는,
    이방 도전성 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 엘라스토머층의 다른 쪽 면 상에 서로 이간하여 배치된 복수의 제2 내열성 수지층을 추가로 갖고,
    상기 이방 도전성 시트는, 상기 복수의 제2 내열성 수지층의 표면에 각각 배치되어, 상기 도전부와 접속된 복수의 제2 도전층을 추가로 갖고,
    상기 복수의 관통공은, 상기 복수의 제2 내열성 수지층의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있고,
    상기 절연층의 평면시에 있어서, 상기 제2 도전층은, 상기 제2 내열성 수지층의 외연보다도 내측에 있는,
    이방 도전성 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    검사 대상물의 전기 검사에 이용되는 이방 도전성 시트로서,
    상기 검사 대상물은, 상기 제1 도전층 측의 면 상에 배치되는,
    이방 도전성 시트.
  7. 복수의 전극을 갖는 검사용 기판과,
    상기 검사용 기판의 상기 복수의 전극이 배치된 면 상에 배치된, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 시트
    를 갖는,
    전기 검사 장치.
  8. 복수의 전극을 갖는 검사용 기판과, 단자를 갖는 검사 대상물을, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 시트를 개재시켜 적층하여, 상기 검사용 기판의 상기 전극과, 상기 검사 대상물의 상기 단자를, 상기 이방 도전성 시트를 개재시켜 전기적으로 접속하는 공정을 갖는,
    전기 검사 방법.
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