TW202405829A - 導電顆粒、測試連接器以及製造導電顆粒的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種用於測試連接器的導電顆粒，測試連接器設置於待測試裝置與測試設備之間以將待測試裝置的端子與測試設備的接墊電性連接至彼此，多個導電顆粒分佈於彈性絕緣材料中且在待測試裝置接觸時彼此接觸，藉此形成用於電性訊號傳送的導電路徑，導電顆粒包括：本體部分，包含導電材料，本體部分具有設置於底部上的平整的下表面且具有自下表面朝向上部方向減小的寬度；以及突出部分，包含導電材料，突出部分自本體部分的下表面向下突出、成一體地連接至本體部分且具有較本體部分的下表面的寬度窄的寬度，其中本體部分具有自本體部分的底部至上端部變圓的彎曲部分。
Description
本揭露是有關於一種用於藉由將待測試裝置電性連接至測試設備來執行電性測試的導電顆粒、電性測試連接器（即，測試連接器）以及製造導電顆粒的方法。
對於待測試裝置（device to be tested）（即，被測試裝置（device under test））的電性測試而言，將被測試裝置電性連接至測試設備的連接器在相關領域中被廣泛使用。連接器將電性訊號自測試設備傳輸至被測試裝置並將電性訊號自被測試裝置傳輸至測試設備。作為此種連接器，導電橡膠片材（conductive rubber sheet）在此項技術中是已知的。
可藉由施加至被測試裝置的外力（external force）而使導電橡膠片材以彈性方式變形。導電橡膠片材具有將被測試裝置電性連接至測試設備並傳送電性訊號的多個導電部分以及使所述多個導電部分分離且絕緣的絕緣部分。絕緣部分可由硬化矽酮橡膠（hardened silicone rubber）製成。絕緣部分可包含硬化矽酮橡膠。
圖1示出用於常規導電橡膠片材的技術。導電橡膠片材10由導電部分11與絕緣部分12構成，且導電部分11被配置成使得多個球狀導電顆粒11a在厚度方向上設置於矽酮橡膠內。
由於該些球狀導電顆粒11a與其他導電顆粒或被測試裝置的端子進行接觸時幾乎是點接觸，因此接觸面積為小的，且因此會降低電性連接能力。另外，由於與橡膠的結合強度亦為低的，因此存在在進行重複測試期間導電顆粒11a會輕易地自導電部分11分離的問題。
圖2示出用於另一常規導電橡膠片材20的技術，在所述常規導電橡膠片材20中，導電部分21被配置成使得多個柱狀導電顆粒21a在厚度方向上設置於矽酮橡膠內。
柱狀導電顆粒21a的問題在於，相較於由球狀顆粒製成的片材，橡膠片材在被製造為連接器時的彈性一般會降低。亦即，由於導電顆粒被形成為柱狀形狀，因此可與其他相鄰的柱狀顆粒或被測試裝置的端子進行表面接觸，且因此接觸面積增大且電性連接能力優於球狀導電顆粒的電性連接能力。然而，由於柱狀顆粒在一個方向上伸長的性質，橡膠片材的總體彈性會降低。因此，在施加外力時，導電橡膠片材的彈性變形變得有些困難，且外力（例如，自被測試裝置施加的按壓力（pressing force））可能不會被充分吸收。
圖3示出在其他常規導電橡膠片材中使用的導電顆粒，且圖4A至圖4B示出製造圖3所示導電顆粒的方法。
圖3中所示的導電顆粒31a被形成為具有中心孔洞的環形狀，且由於中心孔洞填充有矽酮橡膠，因此導電顆粒31a與矽酮橡膠具有優異的結合強度。另外，由於導電顆粒31a的環形狀特性，除了與另一相鄰的導電顆粒或待測試裝置的端子進行的點接觸之外，亦可進行線接觸及表面接觸二者，且因此接觸面積增大，且因此電性連接能力及耐久性是優異的。
使用微機電系統（Micro Electro Mechanical System，MEMS）製造技術來將圖3中所示的導電顆粒31a製造成設計者所期望的形狀。如圖4中所示，為了製造導電顆粒，MEMS製造技術包括：製備矽晶圓基板40（參見圖4（a））；在基板40上施加光阻層41（圖4（b））；藉由對光阻層41進行圖案化來形成預定的凹槽42（圖4（c））；以及在凹槽42中形成鍍覆層31a'且然後對鍍覆層31a'的上表面進行平坦化（圖4（d））。此後，當自光阻層41移除並分離導電顆粒時，獲得預定的導電顆粒。
根據製造環形狀導電顆粒的常規方法，由於光阻層的厚度必須大於所期望導電顆粒的厚度，因此所消耗的光阻的量增大。另外，導電顆粒的均勻形狀及表面處置需要平坦化製程（化學機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）），進而導致總成本增加及低的生產率。
另外，由於顆粒的表面是平滑的且不具有不規則性，因此在與矽酮橡膠的黏合方面存在缺點。
另外，在藉由MEMS製造技術製造的導電顆粒的情形中，可使用高導電材料（highly conductive material）在導電顆粒的上表面及下表面上附加地形成鍍覆層，但即使鍍覆層形成於上表面及下表面上，鍍覆層亦不會形成於側表面上。因此，具有低導電率的金屬材料如所述金屬材料在導電顆粒的側表面上一般被暴露出。因此，存在的問題在於，當導電顆粒的側表面與另一導電顆粒接觸時，導電橡膠片材的總體電性連接能力由於接觸電阻增大而降低。
另外，為了執行導電顆粒的側面鍍覆（side plating），在使被應用MEMS技術的導電顆粒分離之後，可單獨使用滾筒鍍覆方法（barrel plating method）。然而，隨著導電顆粒的大小變得更小，可能會出現導電顆粒在鍍覆製程期間聚結的現象，且因此製程難度可提高，且因此總成本可增加。
[技術問題]
本揭露用於解決包括以上問題在內的各種問題，且本揭露的目的是提供一種易於製造、可以低成本製造且導電率效能得到改善的電性測試導電顆粒，且更提供一種電性測試連接器（即，測試連接器）以及製造導電顆粒的方法。
[問題的解決方案]
本揭露提供一種導電顆粒，所述導電顆粒用於測試連接器，所述測試連接器設置於待測試裝置與測試設備之間以將所述待測試裝置的端子與所述測試設備的接墊電性連接至彼此，多個導電顆粒分佈於彈性絕緣材料中且在所述待測試裝置接觸時彼此接觸，藉此形成用於電性訊號傳送的導電路徑，所述導電顆粒包括：
本體部分，包含導電材料，所述本體部分具有設置於底部上的平整的下表面且具有自所述下表面朝向上部方向減小的寬度；以及
突出部分，包含導電材料，所述突出部分自所述本體部分的所述下表面向下突出、成一體地連接至所述本體部分且具有較所述本體部分的所述下表面的寬度窄的寬度，
其中所述本體部分具有自所述本體部分的所述底部至上端部變圓的彎曲部分。
在所述導電顆粒中，所述本體部分的所述上端部可被設置有與所述本體部分的所述底部平行的平整表面。
在所述導電顆粒中，所述本體部分的所述上端部可具有凸形的彎曲形狀，且因此所述本體部分整體可具有半球狀形狀。
在所述導電顆粒中，所述本體部分可具有條形狀、格柵形狀、三角形形狀、星形形狀、S形狀及雙S形狀中的任一者。
在所述導電顆粒中，所述本體部分可具有H形狀、X形狀、O形狀、C形狀、S形狀、N形狀、V形狀、W形狀、Z形狀及+形狀中的任一者或者具有其中多個每種形狀連續地連接的形狀。
在所述導電顆粒中，所述本體部分可藉由將不同的材料堆疊成多個層進行配置。
在所述導電顆粒中，所述不同的材料可包括鐵磁性金屬材料、高彈性金屬材料及高導電金屬材料中的任一者。
在所述導電顆粒中，多個突出部分可彼此間隔開。
在所述導電顆粒中，多個突出部分可相對於所述本體部分的所述底部的中心而以相等的間距間隔開。
在所述導電顆粒中，所述本體部分的除所述底部之外的其餘外表面可塗佈有高導電率層。
在所述導電顆粒中，所述突出部分的底部可塗佈有高導電率層。
在所述導電顆粒中，在所述本體部分與所述突出部分之間可向內形成有凹形空間。
本揭露亦提供一種測試連接器，所述測試連接器設置於待測試裝置的多個端子與測試設備的多個接墊之間以將所述多個端子電性連接至所述多個接墊，所述測試連接器包括：
導電部分，在所述導電部分中，多個導電顆粒在彈性絕緣材料中在厚度方向上分佈於與所述待測試裝置的所述多個端子對應的多個位置處；以及
絕緣部分，使所述導電部分絕緣且對所述導電部分進行支撐，
其中所述多個導電顆粒中的每一者包括：
本體部分，包含導電材料，所述本體部分具有設置於底部上的平整的下表面且具有自所述下表面朝向上部方向減小的寬度；以及
突出部分，包含導電材料，所述突出部分自所述本體部分的所述下表面向下突出、成一體地連接至所述本體部分且具有較所述本體部分的所述下表面的寬度窄的寬度，
其中所述本體部分具有自所述本體部分的所述底部至上端部變圓的彎曲部分。
本揭露亦提供一種製造導電顆粒的方法，所述導電顆粒用於測試連接器，所述測試連接器設置於待測試裝置與測試設備之間以將所述待測試裝置的端子與所述測試設備的接墊電性連接至彼此，且多個導電顆粒分佈於彈性絕緣材料中且在所述待測試裝置接觸時彼此接觸，藉此形成用於電性訊號傳送的導電路徑，所述方法包括：
（a）製備基板；
（b）在所述基板上形成模製層；
（c）藉由移除所述模製層的至少一部分來形成用於顆粒形成的凹槽；
（d）在所述用於顆粒形成的凹槽內部形成第一鍍覆層；以及
（e）以突出方式形成第二鍍覆層，所述第二鍍覆層在所述用於顆粒形成的凹槽周圍成一體地連接至所述第一鍍覆層且具有在向上方向上減小的寬度。
所述方法可更在操作（e）之後包括（f）移除所述模製層。
在所述方法中，在操作（a）中，可在所述基板上形成導電塗層。
所述方法可更在操作（f）之後包括（g）移除形成於所述基板上的所述導電塗層。
所述方法可更在操作（c）與操作（d）之間包括（c-1）藉由將高導電材料鍍覆至較所述模製層的厚度小的厚度來形成第三鍍覆層。
所述方法可更在操作（e）之後包括（e-1）在所述第二導電層上鍍覆高導電金屬。
在所述方法中，在操作（d）中，可藉由使用不同的金屬材料進行鍍覆且將所述不同的金屬材料堆疊成多個層來形成所述第一鍍覆層。
在所述方法中，在操作（e）中，可藉由使用不同的金屬材料進行鍍覆且將所述不同的金屬材料堆疊成多個層來形成所述第二鍍覆層。
[揭露的有利效果]
本揭露的導電顆粒被設置有具有平整底部的本體部分以及自本體部分的底部突出的突出部分，且因此在導電顆粒接觸另一導電顆粒時可進行表面接觸，藉此由於接觸面積增大而改善導電率。
另外，由於本揭露的導電顆粒是藉由對較光阻高的本體部分進行鍍覆而形成，因此可使用於顆粒生成的光阻的厚度小於現有技術中的光阻的厚度，且因此可降低總體製造成本。
另外，由於本揭露的導電顆粒是藉由在鍍覆製程中堆疊各種不同的材料而形成，因此可輕易地製造具有各種物理性質的導電顆粒。
提供本揭露的實施例作為闡述本揭露的技術思想的實例。本揭露的範圍並非僅限於以下闡述的實施例或對所述實施例的具體說明。
除非另外定義，否則本揭露中所使用的所有技術用語及科學用語的含義均與本揭露所屬技術中具有通常知識者所通常理解的含義相同。本揭露中所使用的所有用語均是為了更清楚地闡述本揭露而被選擇，且並不旨在限制本揭露的範圍。
本揭露中所使用的例如「包括（comprising）」、「包含（including）」及「具有（having）」等用語應被理解為暗示包括其他實施例的可能性的開放式用語，除非在包括所述用語的片語或語句中另外陳述。
除非具體提及，否則單數形式的用語可包括複數形式，且同樣對申請專利範圍中的單數形式的用語應用此種情況。
在本揭露中使用例如「第一（first）」及「第二（second）」等用語將多個組件彼此區分開，且所述用語並不限制組件的次序或重要性。
在本揭露中，應理解，當稱一元件「耦合」或「連接」至另一元件時，所述元件可直接耦合或直接連接至所述另一元件，或者在所述兩個元件之間可夾置有任何其他元件。
在本揭露中，方向指示用語「向上（upward）」是基於測試插座相對於測試板被定位的方向，且方向指示用語「向下（downward）」是指向上方向的相反方向。在本揭露中，應理解，方向指示用語「垂直（vertical）」包括向上方向及向下方向，且並不僅指向上方向及向下方向中的一者。
將參照附圖中所示的實例來闡述實施例。在圖式中，相同的參考編號表示相同的元件。此外，在對實施例的以下說明中，可不再對相同元件或對應元件予以贅述。然而，即使在自對一些實施例的說明省略對一些元件的說明時，所述元件亦不旨在不包括於實施例中。
以下闡述的實施例及附圖中所示的實例是有關於一種連接器，所述連接器定位於兩個電子裝置之間以對所述兩個電子裝置進行電性連接。在應用實施例的連接器時，所述兩個電子裝置中的一者可為測試設備，且所述兩個電子裝置中的另一者可為由測試設備進行測試的待測試裝置（即，被測試裝置），但連接器的應用實例並非僅限於此。實施例的連接器可用於藉由使需要電性連接的任何兩個電子裝置接觸來達成電性連接。當對測試設備及待測試裝置使用實施例的連接器時，可在對待測試裝置進行電性測試期間使用實施例的連接器來進行測試設備與待測試裝置之間的電性連接。舉例而言，可在製造待測試裝置的製程期間使用實施例的連接器在後處理中對待測試裝置進行最終測試及及時測試。然而，被應用實施例的連接器的測試的實例並非僅限於上述測試。
圖5示出被應用根據實施例的連接器100的實例。為便於對實施例的說明，圖5示出連接器100、上面放置有連接器100的電子裝置以及與連接器100接觸的電子裝置的示例性形狀。
參照圖5，根據實施例的連接器100設置於兩個電子裝置之間且藉由進行接觸而對所述兩個電子裝置進行電性連接。在圖5中所示的實例中，所述兩個電子裝置中的一者可為測試設備140且另一者可為由測試設備140進行測試的待測試裝置150。在對待測試裝置150進行電性測試時，連接器100接觸測試設備140及待測試裝置150中的每一者，以將測試設備140與待測試裝置150電性連接至彼此。
待測試裝置150可為半導體封裝，但並非僅限於此。半導體封裝是其中使用樹脂材料將半導體積體電路（integrated circuit，IC）晶片、多個引線框架（lead frame）以及多個端子151封裝成六面體形狀的半導體裝置。半導體IC晶片可為記憶體IC晶片或非記憶體IC晶片。可使用接腳、焊料球或類似端子作為端子151。圖5中所示的待測試裝置150在所述待測試裝置150的下側上具有多個半球狀端子151。
測試設備140可對待測試裝置150的電性特性、功能特性、操作速度或類似特性進行測試。測試設備140在執行測試的板中可具有能夠輸出電性測試訊號並接收響應訊號的多個接墊141。連接器100設置於測試設備140上方，且導電部分110可被設置成接觸測試設備140的接墊141。待測試裝置150的端子151經由連接器100電性連接至測試設備140的對應接墊141。連接器100在垂直方向上將待測試裝置150的端子151電性連接至測試設備140的對應接墊141，且因此可由測試設備140對待測試裝置150進行測試。
連接器100的大部分可由彈性絕緣材料製成，且連接器100可在垂直方向及水平方向上具有彈性。當在垂直方向上將外力向下施加至連接器100時，連接器100可在向下方向及水平方向上以彈性方式變形。可藉由使用推動器裝置（pusher device）（未示出）將待測試裝置150朝向測試設備140推動來產生外力。由於此種外力，待測試裝置150的端子151與連接器100可在垂直方向上彼此接觸，且連接器100與測試設備140的接墊141可在垂直方向上彼此接觸。當外力被移除時，連接器100可恢復至連接器100的原始形狀。
用於測試的連接器100包括導電部分110及絕緣部分120。
在導電部分110中，多個導電顆粒111在彈性絕緣材料中在厚度方向（垂直方向）上分佈於與待測試裝置150的端子151對應的位置處。導電部分110具有圓柱狀形狀，導電部分110的數目對應於待測試裝置150的端子151的數目，且多個導電部分110在水平方向上彼此間隔開佈置。
構成導電部分110的彈性絕緣材料優選地為具有交聯結構（cross-linked structure）的高分子材料。可使用各種材料作為可用於獲得此種彈性絕緣材料的可固化高分子物質形成材料，且所述各種材料的具體實例包括聚丁二烯橡膠（polybutadiene rubber）、天然橡膠、聚異戊二烯橡膠（polyisoprene rubber）、苯乙烯-丁二烯共聚體橡膠（styrene-butadiene copolymer rubber）、共軛二烯橡膠（conjugated diene rubber）（例如丙烯腈-丁二烯共聚體橡膠（acrylonitrile-butadiene copolymer rubber））及其氫化產物、嵌段共聚體橡膠（block copolymer rubber）（例如苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚體橡膠（styrene-butadiene-diene block copolymer rubber）及苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚體（styrene-isoprene block copolymer））及其氫化產物、氯丁二烯橡膠（chloroprene rubber）、胺甲酸乙酯橡膠（urethane rubber）、聚酯型橡膠（polyester type rubber）、表氯醇橡膠（epichlorohydrin rubber）、矽酮橡膠、乙烯-丙烯共聚體橡膠（ethylene-propylene copolymer rubber）、乙烯-丙烯-二烯共聚體橡膠（ethylene-propylene-diene copolymer rubber）等。
在以上內容中，當所獲得的用於測試的連接器100需要耐候性（weather resistance）時，優選使用除共軛二烯系橡膠以外的材料，且具體而言，自成型性性質（moldability property）及電性性質的角度來看，優選使用矽酮橡膠。
優選交聯的液體矽酮橡膠或縮合的液體矽酮橡膠作為矽酮橡膠。液體矽酮橡膠可為縮合型、添加型或含有乙烯基或羥基的類型。具體而言，液體矽酮橡膠的實例包括二甲基矽酮生橡膠（dimethyl silicone crude rubber）、甲基乙烯基矽酮生橡膠（methylvinyl silicone crude rubber）、甲基苯基乙烯基矽酮生橡膠（methylphenylvinyl silicone crude rubber）等。
導電顆粒111在彈性絕緣材料內結合至彼此。所述多個導電顆粒111在導電部分110內彼此接觸，以在垂直方向上形成導電路徑。如圖8至圖10中所示，導電顆粒111中的每一者整體具有蘑菇狀形狀（mushroom-like shape）且包括本體部分112及突出部分113。
本體部分112可被配置成具有其中在底部上設置有平整的下表面且寬度自下表面朝向上部方向減小的形狀，並且由導電材料製成。在上部中心處可設置有與底部平行的平整表面112a作為本體部分112的頂部。
本體部分112的側表面可具有其中下側的寬度相較於上側增大的彎曲形狀。因此，當導電顆粒111接觸相鄰的導電顆粒111時，導電部分110的彈性應變可藉由沿著表面輕易地滑動而增大。亦即，當由待測試裝置150施加外力時，導電部分110可輕易地以彈性方式變形，且因此按壓力可被充分吸收。
然而，本體部分112的形狀並非僅限於此。舉例而言，本體部分112整體可具有半球狀形狀，而在上部中心處不具有平整表面112a。
本體部分112可由磁性金屬材料（例如鐵、鈷或鎳、其合金或含有該些金屬的材料）製成，但並非僅限於此，且可使用具有優異彈性的材料。可應用鎳-鈷合金材料作為具有優異彈性的材料，但本揭露並非僅限於此。
本體部分112可完全由一種金屬材料或一種合金材料製成或者可使用各種堆疊方法形成。舉例而言，可藉由使展現出磁性的鐵磁性金屬材料與具有優異導電率的高導電金屬材料或高彈性金屬材料交替地堆疊來形成本體部分112。可使用具有優異導電率的材料（例如金、銀、鈀、銠及銅）作為高導電材料。圖10（a）示出本體部分112由一種材料製成，且圖10（b）示出本體部分112具有其中磁性層1121與高導電層1122交替地堆疊的結構。
舉例而言，在圖10（b）中的本體部分112中，例如鎳等磁性層1121與例如銅等高導電層1122交替地堆疊。以此種方式，當堆疊並佈置不同的材料時，可僅使用一個本體部分112同時實施磁性本體的功能與高導電材料的功能，且因此存在可獲得各種電性特性的優點。在此種情形中，磁性層1121可藉由磁力（magnetic force）而便於導電顆粒111的組裝，且高導電層1122可在與其他導電顆粒111接觸時減小電阻。
在本體部分112的外表面上可塗佈有由具有優異導電率的材料（例如金、銀、鈀、銠或銅）製成的高導電率層115。高導電率層115覆蓋本體部分112的上表面及側表面且可不設置於本體部分112的下表面上。
在高導電率層115塗佈於本體部分112的外表面上的情況下，當高導電率層115接觸相鄰的導電顆粒111時，接觸電阻可減小且導電率可得到改善。具體而言，由於高導電率層115電性連接至本體部分112內部的高導電層1122，因此可進一步改善導電效能。另外，可藉由在傳送高頻訊號時減少渦流（eddy current）而良好地傳送所述高頻訊號。
突出部分113自本體部分112的下表面向下突出、成一體地連接至本體部分112且可具有較本體部分112的下表面窄的形狀。突出部分113由導電材料製成。突出部分113優選地由與本體部分112相同的材料製成，但並非僅限於此。舉例而言，突出部分113可由與本體部分112的材料不同的材料（例如，各種金屬材料（例如磁性材料、高導電材料及彈性材料））製成。
突出部分113可具有直徑較本體部分112的底部的外徑小的圓柱狀形狀，且在突出部分113與本體部分112之間可形成有向內凹陷的凹形部分114。由於凹形部分114被填充有構成導電部分110的矽酮橡膠，因此可進一步改善導電顆粒111與矽酮橡膠之間的結合力。因此，導電顆粒111不會輕易地自導電部分110分離。
突出部分113可完全由一種金屬材料或一種合金材料製成或者可使用各種堆疊方法形成。舉例而言，可藉由使展現出磁性的金屬材料與具有優異導電率的高導電材料交替地堆疊來形成本體部分112。可使用具有優異導電率的材料（例如金、銀、鈀、銠及銅）作為高導電材料。
另外，本體部分112完全藉由鍍覆製造而成且被形成為半球狀形狀，因此不存在不規則性。然而，自本體部分112的底部突出的突出部分113執行不規則性的功能，且因此可進一步增大與矽酮橡膠的結合力。
突出部分113的長度不受限制，但可具有較本體部分112小的尺寸。然而，本揭露並非僅限於此，且突出部分113可在必要時具有尺寸長於本體部分112的細柱狀形狀。
由具有優異導電率的材料（例如金、銀、鈀、銠或銅）製成的高導電率層115可塗佈於突出部分113的下表面上。如此一來，形成於突出部分113的下表面上的高導電率層115在與其他相鄰的導電顆粒111接觸時會減小接觸電阻並改善導電率。
圖10（c）示出其中高導電率層115形成於本體部分112的上表面、側表面及下表面上且完全覆蓋突出部分113的形式。以此種方式，當高導電率層115完全覆蓋本體部分112及突出部分113時，可進一步改善導電率。
絕緣部分120可在連接器100中形成矩形彈性區。所述多個導電部分110藉由絕緣部分120而在水平方向上以相等的間距或不相等的間距彼此間隔開且彼此絕緣。絕緣部分120被形成為一個彈性本體（elastic body），且所述多個導電部分110在絕緣部分120的厚度方向（垂直方向）上嵌置於絕緣部分120中。絕緣部分120由彈性聚合物材料製成，且在垂直方向及水平方向上具有彈性。絕緣部分120不僅會維持導電部分110的形狀，而且亦將導電部分110維持於垂直方向上。
絕緣體120可由硬化矽酮橡膠材料製成。舉例而言，可藉由將液體矽酮橡膠注入至用於對連接器100進行模製的模製模具中並使矽酮橡膠硬化來形成絕緣部分120。可使用添加型液體矽酮橡膠、縮合型液體矽酮橡膠、含有乙烯基或羥基的液體矽酮橡膠及類似橡膠作為用於形成絕緣部分120的液體矽酮橡膠的材料。作為具體實例，液體矽酮橡膠的材料可包括二甲基矽酮生橡膠、甲基乙烯基矽酮生橡膠、甲基苯基乙烯基矽酮生橡膠或類似橡膠。
以下將參照圖11闡述根據本揭露的製造用於測試的連接器100中的導電顆粒111的方法。
首先，在製備由矽晶圓、矽或陶瓷製成的基板130之後，在基板130的表面上形成用於電鍍的薄的導電塗層130a（鈦、銅）（參見圖11（a））。
接下來，在基板130的一個表面上形成模製層131（參見圖11（b））。在此種情形中，模製層131是光阻層，且在基板130的一個側上形成厚度小於導電顆粒111的厚度的光阻層，且因此可減少光阻的消耗且可降低成本。
此後，移除模製層131的至少一部分以形成用於顆粒形成的凹槽132（參見圖11（c））。具體而言，使用曝光製程及顯影製程在模製層131中形成具有所期望形狀的凹槽132。
此後，使用高導電材料在用於顆粒形成的凹槽132內部形成第三鍍覆層116'（參見圖11（d））。第三鍍覆層116'是形成於突出部分113的下表面上的高導電率層115且具有較模製層131的厚度小的厚度。
此後，在藉由鍍覆形成第一鍍覆層113'（所述第一鍍覆層113'在製造用於顆粒形成的凹槽132內部之後變成突出部分113）之後，執行附加的鍍覆，藉此製造相較於模製層131而突出地更多的第二鍍覆層112'，且因此突出部分113與本體部分112一同製造而成。在此種情形中，第二鍍覆層112'是變成本體部分112且設置於用於顆粒形成的凹槽132周圍並成一體地連接至第一鍍覆層113'的鍍覆層，且第二鍍覆層112'具有其中左右寬度在向上方向上減小的實質上半球狀形狀（圖11（e））。
在此種情形中，第一鍍覆層112'與第二鍍覆層113'可使用一種材料製造而成，但可藉由依序地或交替地對磁性材料與高導電材料進行鍍覆來形成（即，藉由堆疊由不同材料製成的鍍覆層來形成）。
接下來，在第二鍍覆層112'上鍍覆高導電金屬115'（參見圖11（f））。在此種情形中，所鍍覆的高導電金屬115'變成覆蓋本體部分112的外表面的高導電率層115。
接下來，在移除模製層131之後，移除形成於基板130的表面上的導電塗層130a。具體而言，藉由蝕刻來移除形成於基板130上的導電塗層130a，使得可將導電顆粒111分離。之後，將導電顆粒111自基板130分離（圖11（g））。
藉由此種製造方法製造的導電顆粒111不需要如先前技術中一般使模製層131的厚度大於導電顆粒111的厚度，且因此模製層131（光阻片材層）的量總體上可減少且因此可降低製造成本。
另外，由於使用自模製層131突出的半球狀部分製造導電顆粒111而不移除半球狀部分，因此存在在鍍覆之後不需要平整化操作的優點。
另外，根據本揭露，在自基板130突出的第二鍍覆層112'上鍍覆高導電金屬，且因此本體部分112的側表面及上表面可塗佈有高導電率層115。因此，與先前技術不同，由於可在不使用單獨的滾筒鍍覆方法的情況下在側表面上形成高導電金屬層，因此可大大降低製造成本。
本揭露的導電顆粒111具有以下效果。
如圖5中所示，在其中用於測試的連接器100安裝於測試設備140上的狀態下，待測試裝置150藉由插入件（insert）或類似組件被運送且被放置於連接器100的上側上。
之後，如圖6中所示，降低待測試裝置150以使得待測試裝置150的端子151與連接器100進行接觸。在此種情形中，當待測試裝置150被推動器（未示出）按壓時，導電部分110在水平方向上擴張，同時在向下方向上被壓縮。因此，導電部分110中的導電顆粒111彼此接觸以形成電傳導路徑（electrical conduction path）。此後，在自測試設備140施加電性訊號的同時執行預定的電性測試。
儘管圖5示出導電顆粒在垂直方向上被佈置成恆定的形狀，然而本揭露並非僅限於此。舉例而言，如圖7中所示，導電顆粒可被佈置成各種形狀。亦即，儘管圖5示出在垂直方向上佈置有本體部分（所述本體部分定位於上側上且突出部分位於下側上）的形式，然而本揭露並非僅限於此。舉例而言，可進行各種佈置，例如導電顆粒中的一些導電顆粒直立，且其他導電顆粒平臥或傾斜。
圖12至圖16示出其中根據第一實施例的導電顆粒111在測試製程期間與其他導電顆粒111或待測試裝置150的球型端子151進行接觸的狀態的實例。
首先，如圖12中所示，當導電顆粒111接觸待測試裝置150的球型端子151時，本體部分112的外邊緣的尖銳部可接觸球型端子，且因此可輕易地經由隱埋於球型端子151中的氧化物膜而穿透至內部中，藉此有助於減小電阻。當尖銳部接觸球型端子151時，相較於球狀端子，接觸壓力大大增大。
另外，如圖13中所示，當導電顆粒111接觸待測試裝置150的球型端子151時，本體部分112的外邊緣的尖銳部及突出部分113的尖銳部二者皆可接觸球型端子151，且因此可輕易地經由隱埋於球型端子151中的氧化物膜而穿透至內部中，藉此有助於減小電阻。因此，可增大接觸面積且可改善電性連接能力。具體而言，當設置於本體部分112的底部上的突出部分113接觸球型端子151時，接觸面積擴大。
如圖14中所示，當導電顆粒彼此接觸時（例如，當導電顆粒111的本體部分112的側表面（例如，上部彎曲表面部分）彼此接觸時），導電顆粒111易於在彼此上進行滑動。因此，可改善導電部分110的彈性，且因此可提高導電部分110的可壓縮性，且因此按壓力可被充分吸收。
另外，如圖15中所示，導電顆粒111的本體部分112的平整底表面可彼此接觸。在此種情形中，可進行表面接觸，且因此接觸面積可增大且接觸電阻可減小。因此，存在大大改善電性連接能力的效果。
另外，如圖16中所示，高導電率層115可塗佈於突出部分113的表面上，且因此具有高接觸電阻的內部材料可暴露於外部，藉此防止與其他顆粒的彎曲表面接觸。亦即，由於導電顆粒的突出部分113直接接觸另一半球狀顆粒的本體部分112的上表面而不具有高導電層，因此可防止接觸電阻增大。
儘管已在上述實施例中闡述導電顆粒111的實例，然而導電顆粒111並非僅限於此且可如下般進行修改。
圖17示出根據第二實施例的導電顆粒211，且圖18示出製造圖17所示導電顆粒211的方法。
在第一實施例中，示出導電顆粒111的表面塗佈有高導電率層115。然而，本揭露並非僅限於此，且亦可存在僅由本體部分及突出部分製成的導電顆粒211。
如圖18中所示，藉由依序執行以下步驟來獲得導電顆粒211：藉由在例如矽晶圓、矽或陶瓷等基板130上塗佈導電材料來形成導電塗層（未示出）（參見圖18（a））；將厚度小於所期望導電顆粒211的厚度的模製層131（光阻層）施加至基板130（參見圖18（b））；藉由對基板130執行曝光製程及顯影製程來形成用於顆粒形成的凹槽（參見圖18（c））；藉由鍍覆製程形成鍍覆層211'，以圍繞用於顆粒形成的凹槽132內部的凹槽向上突出（參見圖18（d））；以及在藉由蝕刻移除模製層131及導電塗層之後將導電顆粒211自基板130分離（參見圖18（e））。
根據第二實施例的導電顆粒211可作為簡單的製造製程而增大導電部分110的彈性模量、藉由表面接觸而增大接觸面積、增大球型端子151上的接觸壓力且藉由突出部分提高與矽酮橡膠的結合強度。
圖19示出根據第三實施例的導電顆粒311，且根據第三實施例的導電顆粒311示出在本體部分312的底部上形成有多個突出部分313。圖19示出所述多個突出部分313以相等的間距間隔開。然而，本揭露未必僅限於此。以此種方式，當所述多個突出部分313形成於本體部分312的底部上時，矽酮橡膠可滲透至突出部分313之間的空間中，以進一步提高與矽酮橡膠的結合強度。另外，可防止與另一導電顆粒311接觸時接觸電阻的增大。
圖20示出根據第四實施例的導電顆粒411。根據第四實施例的導電顆粒411示出在本體部分412的底部上形成有在一個方向上伸長的突出部分413，所述本體部分412具有半圓形橫截面的條形狀且在一個方向上伸長。
根據第四實施例的導電顆粒411不僅可大大地增大與另一導電顆粒411的接觸面積，而且亦可增大與球型端子接觸時的接觸壓力。另外，當導電顆粒411與另一導電顆粒411進行接觸時，導電顆粒411在所述另一導電顆粒411的側表面的彎曲部分上滑動，藉此增大導電部分410的彈性模量並提高與矽酮橡膠的結合強度。
圖21是根據第五實施例的導電顆粒511。在圖21所示導電顆粒511中，在本體部分512的上表面及側表面上設置有高導電率層515，且在突出部分513的底部上設置有高導電率層516。即使在本體部分512及突出部分513由低導電率材料製成時，構成外層的高導電率層515及516仍與其他導電顆粒511進行接觸，且因此可防止接觸電阻大大增大。
圖22示出其中圖21所示導電顆粒511設置於導電部分510內部的實例。以此種方式，當導電顆粒511具有在一個方向上延伸的線性形狀時，導電顆粒511可以不規則方式混合於導電部分510中。
圖23示出導電顆粒611的各種實施例。導電顆粒611可具有各種形狀，例如格柵形狀（參見圖23（a））、三角形形狀（參見圖23（b））、星形形狀（參見圖23（c））、三腳架形狀（參見圖23（d））、S形狀（參見圖23（e））及雙S形狀（參見圖23（f））。
在具有此種形狀的情形中，當導電顆粒611與另一導電顆粒611進行組合時，由於導電顆粒611與所述另一導電顆粒611糾纏於一起，因此不僅接觸面積為寬的，而且亦可防止導電顆粒611自導電部分分離。另外，由於內部空間，導電顆粒611本身可以彈性方式變形或者可提高與矽酮橡膠的結合強度，且因此導電部分可輕易地整體變形、電性連接能力可提高且可防止導電顆粒611自導電部分分離。
另外，具有S形狀的導電顆粒（參見圖23（e））及具有雙S形狀的導電顆粒（圖23（f））由於導電顆粒本身的形狀而具有增大的彈性且在導電顆粒之間具有優異的結合強度，且因此導電部分可輕易地整體變形、電性連接能力可提高且可防止導電顆粒自導電部分分離。
在上述實施例中，導電顆粒的本體部分具有條形狀、格柵形狀、三角形形狀或星形形狀，但並非僅限於此。舉例而言，本體部分可具有H形狀、X形狀、O形狀、C形狀、S形狀、N形狀、V形狀、W形狀、Z形狀及+形狀中的任一者或者具有其中多個每種形狀連續地連接的形狀。在此種情形中，突出部分亦可在寬度窄於本體部分的同時具有對應的形狀。
儘管已參照各圖闡述了一或多個實施例，然而此項技術中具有通常知識者將理解，可在不背離由以下申請專利範圍界定的本揭露的精神及範圍的條件下對其進行形式及細節上的各種改變。
100:連接器
110:導電部分
111:導電顆粒
112:本體部分
112a:平整表面
113:突出部分
114:凹形部分
115:高導電率層
120:絕緣部分/絕緣體
圖1是示出用於測試的常規連接器的視圖。
圖2是示出用於測試的常規連接器的視圖。
圖3是示出常規導電顆粒的視圖。
圖4是示出製造圖3所示導電顆粒的方法的視圖。
圖5是示出根據本揭露實施例的用於測試的連接器（即，測試連接器）的視圖。
圖6是圖5的操作視圖。
圖7是示出根據本揭露實施例的測試連接器的另一佈置的視圖。
圖8是在圖5至圖7所示測試連接器中使用的導電顆粒的透視圖。
圖9分別是圖8所示導電顆粒的平面圖、側視圖及後視圖。
圖10是示出導電顆粒的各種橫截面的視圖。
圖11是示出製造圖8所示導電顆粒的方法的視圖。
圖12至圖16是示出其中根據本揭露第一實施例的導電顆粒在測試連接器內彼此接觸的狀態的視圖。
圖17是根據本揭露第二實施例的導電顆粒的剖視圖。
圖18是示出製造圖17所示導電顆粒的方法的視圖。
圖19分別是根據本揭露第三實施例的導電顆粒的平面圖、側視圖及後視圖。
圖20是示出根據本揭露第四實施例的導電顆粒的視圖。
圖21是示出根據本揭露第五實施例的導電顆粒的視圖。
圖22是示出設置有圖21所示導電顆粒的導電部分的視圖。
圖23是示出本揭露的導電顆粒的各種實施例的視圖。
100:連接器
110:導電部分
111:導電顆粒
120:絕緣部分/絕緣體
140:測試設備
141:接墊
150:待測試裝置
151:端子/半球狀端子/球型端子
Claims (21)
- 一種導電顆粒，用於測試連接器，所述測試連接器設置於待測試裝置與測試設備之間以將所述待測試裝置的端子與所述測試設備的接墊電性連接至彼此，多個所述導電顆粒分佈於彈性絕緣材料中且在所述待測試裝置接觸時彼此接觸，藉此形成用於電性訊號傳送的導電路徑，所述導電顆粒包括： 本體部分，包含導電材料，所述本體部分具有設置於底部上的平整的下表面且具有自所述下表面朝向上部方向減小的寬度；以及 突出部分，包含導電材料，所述突出部分自所述本體部分的所述下表面向下突出、成一體地連接至所述本體部分且具有較所述本體部分的所述下表面的寬度窄的寬度， 其中所述本體部分具有自所述本體部分的所述底部至上端部變圓的彎曲部分。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分的所述上端部具有與所述本體部分的所述底部平行的平整表面。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分的所述上端部具有凸形的彎曲形狀，且因此所述本體部分整體具有半球狀形狀。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分具有條形狀、格柵形狀、三角形形狀、星形形狀、S形狀及雙S形狀中的任一者。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分具有H形狀、X形狀、O形狀、C形狀、S形狀、N形狀、V形狀、W形狀、Z形狀及+形狀中的任一者或者具有其中多個每種形狀連續地連接的形狀。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分是藉由將不同的材料堆疊成多個層進行配置。
- 如請求項6所述的導電顆粒，其中所述不同的材料包括鐵磁性金屬材料、高彈性金屬材料及高導電金屬材料中的任一者。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中多個所述突出部分彼此間隔開。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中多個所述突出部分相對於所述本體部分的所述底部的中心而以相等的間距間隔開。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中所述本體部分的除所述底部之外的其餘外表面塗佈有高導電率層。
- 如請求項1或9所述的導電顆粒，其中所述突出部分的底部塗佈有高導電率層。
- 如請求項1所述的導電顆粒，其中在所述本體部分與所述突出部分之間向內形成有凹形空間。
- 一種測試連接器，設置於待測試裝置的多個端子與測試設備的多個接墊之間以將所述多個端子電性連接至所述多個接墊，所述測試連接器包括： 導電部分，在所述導電部分中，多個導電顆粒在彈性絕緣材料中在厚度方向上分佈於與所述待測試裝置的所述多個端子對應的多個位置處；以及 絕緣部分，使所述導電部分絕緣且對所述導電部分進行支撐， 其中所述多個導電顆粒中的每一者包括： 本體部分，包含導電材料，所述本體部分在底部上具有平整的下表面且具有自所述下表面朝向上部方向減小的寬度；以及 突出部分，包含導電材料，所述突出部分自所述本體部分的所述下表面向下突出、成一體地連接至所述本體部分且具有較所述本體部分的所述下表面的寬度窄的寬度， 其中所述本體部分具有自所述本體部分的所述底部至上端部變圓的彎曲部分。
- 一種製造導電顆粒的方法，所述導電顆粒用於測試連接器，所述測試連接器設置於待測試裝置與測試設備之間以將所述待測試裝置的端子與所述測試設備的接墊電性連接至彼此，且多個所述導電顆粒分佈於彈性絕緣材料中且在所述待測試裝置接觸時彼此接觸，藉此形成用於電性訊號傳送的導電路徑，所述方法包括： （a）製備基板； （b）在所述基板上形成模製層； （c）藉由移除所述模製層的至少一部分來形成用於顆粒形成的凹槽； （d）在所述用於顆粒形成的凹槽內部形成第一鍍覆層；以及 （e）以突出方式形成第二鍍覆層，所述第二鍍覆層在所述用於顆粒形成的凹槽周圍成一體地連接至所述第一鍍覆層且具有在向上方向上減小的寬度。
- 如請求項14所述的方法，更在操作（e）之後包括（f）移除所述模製層。
- 如請求項14所述的方法，其中，操作（a）包括在所述基板上形成導電塗層。
- 如請求項16所述的方法，更在操作（f）之後包括（g）移除形成於所述基板上的所述導電塗層。
- 如請求項14所述的方法，更在操作（c）與操作（d）之間包括（c-1）藉由將高導電材料鍍覆至較所述模製層的厚度小的厚度來形成第三鍍覆層。
- 如請求項14所述的方法，更在操作（e）之後包括（e-1）在所述第二導電層上鍍覆高導電金屬。
- 如請求項14所述的方法，其中操作（d）包括藉由使用不同的金屬材料進行鍍覆且將所述不同的金屬材料堆疊成多個層來形成所述第一鍍覆層。
- 如請求項14所述的方法，其中操作（e）包括藉由使用不同的金屬材料進行鍍覆且將所述不同的金屬材料堆疊成多個層來形成所述第二鍍覆層。
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