TW202414446A - 傳導顆粒、製造傳導顆粒的方法以及測試連接器 - Google Patents
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Abstract
提供一種傳導顆粒，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，所述傳導顆粒包括：核心顆粒，包含鐵磁材料；以及塗佈層，設置於核心顆粒的表面上，其中塗佈層包括環繞核心顆粒的塗佈本體及形成於塗佈本體的外表面上的不平坦部分，且不平坦部分包括自塗佈本體的外表面突出的多個凸部分及設置於凸部分之間的凹部分，其中不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在塗佈本體的整個外表面之上突出。
Description
本揭露是有關於一種用於被測裝置的電性測試的傳導顆粒、一種製造所述傳導顆粒的方法以及一種設置有所述傳導顆粒的測試連接器。
對於被測裝置（device under test）（即，待測試裝置（device to be tested））的電性測試，在相關技術中使用連接器，所述連接器接觸被測裝置及測試設備，以將被測裝置電性連接至測試設備。連接器將電性訊號自測試設備傳送至被測裝置，且將電性訊號自被測裝置傳送至測試設備。在此項技術中已知作為此種連接器的單針彈簧連接器測試插座（pogo pin test socket）及傳導橡膠片（conductive rubber sheet）。
單針彈簧連接器測試插座具有單針彈簧連接器（pogo pin），所述單針彈簧連接器藉由施加至被測裝置的外力而被上下推動。由於單針彈簧連接器測試插座需要用於容置單針彈簧連接器的部件，因此難以具有小的厚度，且難以應用於具有精細的節距（pitch）的被測裝置的端子。傳導橡膠片可藉由施加至被測裝置的外力而彈性變形。
傳導橡膠片具有將被測裝置電性連接至測試設備的多個傳導部分以及使各傳導部分分離的絕緣部分。絕緣部分可由硬化的矽酮橡膠製成。相較於單針彈簧連接器測試插座而言，傳導橡膠片的有利之處在於其可以低製造成本來製造，不會損壞被測裝置的端子，且具有非常小的厚度。
如圖1中所示，傳導橡膠片設置於被測裝置20與測試設備10之間，且包括傳導部分12及絕緣部分13，在傳導部分12中，多個傳導顆粒12a在與被測裝置20的端子21對應的位置處在矽酮橡膠內在厚度方向上排列，且絕緣部分13位於傳導部分12之間且對傳導部分12進行支撐並使傳導部分12絕緣。
當被測裝置20的端子21按壓傳導部分12時，傳導部分12中的傳導顆粒12a彼此緊密接觸以形成傳導路徑，且當自測試設備10施加特定電性訊號時，所述訊號經由傳導部分12傳輸至被測裝置20，且實行特定電性測試。
傳導橡膠片具有的優點是在具有小的厚度的同時在傳導部分之間密集地排列間隙（gap），但是存在傳導部分中的傳導顆粒在頻繁的測試過程期間自傳導部分分離的問題。具體而言，多個傳導顆粒密集定向於矽酮橡膠中。在測試過程期間，傳導部分反復進行壓縮及膨脹，或者與矽酮橡膠結合的傳導顆粒由於與被測裝置的端子接觸而被分離及釋放。以此種方式，當傳導顆粒自傳導部分分離時，電阻增大，從而不利地影響電性測試的可靠性。
為解決此問題，註冊號為1748184的韓國專利揭露以下一種技術：在所述技術中，在傳導顆粒的表面上形成多個孔隙（pore）之後，矽酮橡膠滲入孔隙，進而使得與矽酮橡膠的結合力（bonding force）增大，且因此防止傳導顆粒容易地自傳導部分分離。
具體而言，如圖2中所示，藉由以下步驟製造傳導顆粒12a：（a）製備構成傳導顆粒的顆粒本體的金屬粉末1；（b）製備欲與金屬粉末1熔合的犧牲粉末2；（c）藉由將金屬粉末1與犧牲粉末2機械合金化來形成複合粉末3；以及（d）藉由移除複合粉末3中所包括的犧牲粉末2來在顆粒本體12a''中形成孔隙12a'。
在操作（c）中，可藉由作為機械合金化方法（mechanical alloying method）的球磨（ball milling）來形成複合粉末3，且水平球磨裝置及高能量球磨裝置（例如行星式球磨機（planetary ball mill）、磨蝕球磨機（attrition ball mill）、斯派克球磨機（SPEX ball mill）或振動磨機（vibrating mill））被用作用於球磨的裝置。
另外，作為在操作（d）中移除犧牲粉末的方法，當犧牲粉末是石墨材料時，在高溫下熔合至金屬粉末的石墨使用汽化方法（vaporization method）而蒸發成氣態以被移除。
設置有孔隙12a'的傳統傳導顆粒容許矽酮橡膠滲透至孔隙12a'中，以稍微增大與矽酮橡膠的結合，但是具有以下問題。
首先，如可在圖2的（d）中看出，孔隙12a'僅分佈於傳導顆粒的表面的一部分上，且因此，增大表面積的效果不大。
另外，在機械合金化過程期間，金屬粉末1在球磨罐（ball mill jar）內部移動並接觸犧牲粉末2，且在此過程中，剪切力（shear force）及垂直載荷（vertical load）作用於金屬粉末1的表面上。然而，由於球磨罐高速旋轉而使得犧牲粉末2可容易地穿透金屬粉末1，因此施加至金屬粉末1的力非常大，且在此過程中，金屬粉末1的總體形狀變形是不可避免的。因此，存在難以維持金屬粉末1的初始形狀的問題。
另外，在機械合金化中，由於犧牲粉末2未以均勻的形式與金屬粉末1合金化，因此如圖2的（d）中所示，孔隙12a'的形狀變得非常不均勻。尤其，由於金屬粉末1一般不是完美的球體，因此會出現例如犧牲粉末2相依於表面的曲線而附著或不附著的問題，且因此，孔隙12a'分佈不均勻。
另外，在與高速旋轉的球磨罐中的金屬粉末碰撞的過程中，犧牲粉末2以寬且平的形式合金化。因此，由於根據圖2中所示製造方法而製造的孔隙12a'具有相當薄的凹槽厚度（groove thickness）及幾乎平的形狀，因此存在的缺點在於改善與矽酮橡膠的結合強度的效果不大。
設計本揭露是為解決以上問題，且更具體而言，本揭露的技術目的是提供一種傳導顆粒，由於因與矽酮橡膠的黏合力得到改善而不容易自傳導部分分離，所述傳導顆粒可改善測試連接器的壽命。
另外，本揭露的技術目的是提供一種製造能夠改善與矽酮橡膠的黏合力的傳導顆粒的方法。
另外，本揭露的技術目的是提供一種測試連接器，所述測試連接器設置有傳導顆粒，所述傳導顆粒由於與矽酮橡膠的黏合力得到改善而不會自傳導部分分離。
本揭露提供一種傳導顆粒，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓（pressing）被測裝置來形成傳導路徑，
傳導顆粒包括：
核心顆粒，包含鐵磁材料；以及
塗佈層，設置於核心顆粒的表面上，
其中塗佈層包括環繞核心顆粒的塗佈本體（coating body）及形成於塗佈本體的外表面上的不平坦部分（uneven portion），且
不平坦部分包括自塗佈本體的外表面突出的多個凸部分（convex portion）及設置於凸部分之間的凹部分（concave portion），
其中不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在塗佈本體的整個外表面之上突出。
本揭露提供一種傳導顆粒，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
傳導顆粒包括：
核心顆粒，包含鐵磁材料與高傳導材料的混合物；以及
不平坦部分，設置於核心顆粒的表面上，
其中不平坦部分包括自核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及設置於凸部分之間的凹部分，且
其中不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在核心顆粒的整個外表面之上突出。
在傳導顆粒中，凸部分中的至少一者可具有帶有圓形尖端（round tip）的形狀。
在傳導顆粒中，凸部分中的至少一者可具有帶有向一側傾斜的尖端的形狀。
在傳導顆粒中，彼此相鄰的兩個凸部分的尖端可彼此連接以整體上具有環形狀（ring shape）。
在傳導顆粒中，不平坦部分可具有多層式三維網路結構（multi-layered three-dimensional network structure）。
在傳導顆粒中，凸部分的平均高度可為50奈米至3微米。
在傳導顆粒中，凸部分的平均寬度可為50奈米至3微米。
在傳導顆粒中，塗佈本體與凸部分可包含相同的材料。
在傳導顆粒中，塗佈本體及凸部分可包含金、銀、鈀、銠及銅中的一者或其合金。
在傳導顆粒中，凸部分的表面可塗佈有高傳導金屬層。
本揭露提供一種傳導顆粒，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
傳導顆粒包括：
核心顆粒，包含鐵磁材料與高傳導材料的混合物；以及
塗佈層，設置於核心顆粒的表面上，
其中塗佈層包括環繞核心顆粒的塗佈本體及形成於塗佈本體的外表面上的不平坦部分，且
不平坦部分包括自塗佈本體的外表面突出的多個凸部分及設置於凸部分之間的凹部分，
其中不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在塗佈本體的整個外表面之上突出。
在傳導顆粒中，在核心顆粒中，多個鐵磁顆粒可分佈於包含高傳導金屬的基材（base material）中。
在傳導顆粒中，鐵磁顆粒中的每一者可具有球形形狀（spherical shape）、星形狀（star shape）、柱形狀（column shape）、喇叭形狀（horn shape）、十字形狀（cross shape）、槽形狀（slot shape）、樂高形狀（Lego shape）、彈簧形狀（spring shape）、管形狀（pipe shape）及花生形狀（peanut shape）中的一者或其組合。
在傳導顆粒中，核心顆粒的基材與凸部分包含相同的材料。
本揭露提供一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
所述方法包括：
（a）製備包含鐵磁材料的核心顆粒；
（b）在核心顆粒的表面上鍍覆包含高傳導材料的塗佈層；
（c）利用蝕刻劑使塗佈層的形狀變形；以及
（d）獲得傳導顆粒，在所述傳導顆粒中，在塗佈層的表面上形成有包括凸部分及凹部分的不平坦部分。
本揭露提供一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
所述方法包括：
（a）製備包含鐵磁材料的核心顆粒；
（b）在核心顆粒的表面上鍍覆包含高傳導材料的塗佈層；
（c）利用蝕刻劑使塗佈層的形狀變形；以及
（d）在塗佈層的表面上塗佈高傳導金屬層。
本揭露提供一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
（a）製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導材料的基材中；
（b）使用蝕刻劑使核心顆粒的表面的形狀變形；以及
（c）獲得傳導顆粒，在所述傳導顆粒中，在核心顆粒的表面上形成有包括凸部分及凹部分的不平坦部分。
本揭露提供一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，
其中多個傳導顆粒在與被測裝置的端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓被測裝置來形成傳導路徑，
（a）製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導材料的基材中；
（b）利用蝕刻劑使核心顆粒的表面的形狀變形，進而使得在核心顆粒的表面上形成包括凸部分及凹部分的不平坦部分；以及
（c）在不平坦部分的表面上塗佈高傳導金屬層。
在製造傳導顆粒的方法中，凸部分中的至少一者可具有帶有圓形尖端的形狀。
在製造傳導顆粒的方法中，凸部分中的至少一者可具有帶有向一側傾斜的尖端的形狀。
在製造傳導顆粒的方法中，彼此相鄰的兩個凸部分的尖端可彼此連接以整體上具有環形狀。
在製造傳導顆粒的方法中，不平坦部分可具有三維網路結構。
在製造傳導顆粒的方法中，凸部分的平均高度及平均寬度可為50奈米至3微米。
本揭露提供一種測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，所述測試連接器包括：
傳導部分，在所述傳導部分中，多個傳導顆粒被設置成在與被測裝置的端子對應的每一位置處在彈性絕緣材料中在厚度方向上延伸；以及
絕緣部分，使傳導部分彼此絕緣並支撐傳導部分，
其中傳導顆粒中的每一者包括：
核心顆粒；以及
塗佈層，設置於核心顆粒的表面上，
其中塗佈層設置有自核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及設置於凸部分之間的凹部分，且藉由蝕刻製程在核心顆粒的整個外表面之上均勻地形成不平坦部分，且
其中彈性絕緣材料穿透至凸部分之間的凹部分中，且牢固地耦合至傳導顆粒。
本揭露提供一種測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對被測裝置實行電性測試，所述測試連接器包括：
傳導部分，在所述傳導部分中，多個傳導顆粒被設置成在與被測裝置的端子對應的每一位置處在彈性絕緣材料中在厚度方向上延伸；以及
絕緣部分，使傳導部分彼此絕緣並支撐傳導部分，
其中傳導顆粒中的每一者包括：
核心顆粒，包含鐵磁材料與高傳導材料的混合物；以及
不平坦部分，形成於核心顆粒的表面上，
其中不平坦部分包括自核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及在凸部分之間製備的凹部分，且不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成且在核心顆粒的整個外表面之上突出，且
其中彈性絕緣材料穿透至凸部分之間的凹部分中，且牢固地耦合至傳導顆粒。
根據本揭露，在製造測試連接器的製程中，液體矽酮橡膠穿透至傳導顆粒的凹部分中，且當矽酮橡膠在此種狀態下固化時，矽酮橡膠與傳導顆粒之間的接觸面積增大，藉此改善黏合強度。
根據本揭露，藉由蝕刻在傳導顆粒的整個表面之上形成傳導顆粒的不平坦部分，且可將凸部分及凹部分的寬度及深度調節至所期望水準，藉此使黏合力最大化。
根據本揭露，當矽酮橡膠與傳導顆粒之間的黏合力改善時，傳導顆粒不會自矽酮橡膠分離，且因此，測試連接器的總體壽命可改善。
提供本揭露的實施例作為實例來闡述本揭露的技術思想。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。
除非另有定義，否則本揭露中所使用的所有技術用語及科學術語皆具有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的含義。本揭露中所使用的所有用語皆是為更清楚地闡述本揭露而選擇，且不旨在限制本揭露的範圍。
除非在包含本揭露中所使用的例如「包括（comprising）」、「包含（including）」及「具有（having）」等用語的片語或句子中另有說明，否則所述用語應被理解為意味著亦包括其他實施例的可能性的開放式用語。
除非特別提及，否則單數形式的用語亦可包括複數形式，且同樣適用於申請專利範圍中的單數形式的用語。
例如「第一（first）」及「第二（second）」等用語在本揭露中用於將多個組件彼此區分開，且不限制組件的次序或重要性。
在本揭露中，應理解，當一元件被稱為「耦合（coupled）」至或「連接（connected）」至另一元件時，所述元件可直接耦合至或直接連接至所述另一元件，或者在所述兩個元件之間亦可夾置有任何其他元件。
在本揭露中，指示方向的用語「向上（upward）」是基於測試插座相對於測試板進行定位的方向，且指示方向的用語「向下（downward）」指代向上方向的相反方向。在本揭露中，應理解，指示方向的用語「垂直（vertical）」包括向上方向及向下方向，而並非指代向上方向及向下方向中的僅一者。
本揭露中所使用的「蝕刻製程」不僅意味著所塗佈本體的外表面因蝕刻劑而被蝕刻，而且亦意味著所塗佈本體的形狀因蝕刻劑而變形，例如，因應於蝕刻劑而溶解的金屬溶液再次結合至所塗佈本體且形狀變形，或者所塗佈本體的形狀伴隨著其他蝕刻劑而變形。
將參照附圖中所示實例來闡述實施例。在圖式中，相同的參考編號表示相同的元件。此外，在以下對實施例的說明中，可不再對相同或對應的元件予以贅述。然而，即使當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所述實施例中。
圖3示意性地示出根據實施例的用於測試的連接器（即，測試連接器）。為闡述實施例，圖4示出測試連接器、其中設置有測試連接器的測試設備以及與測試連接器接觸的被測裝置（即，待測試裝置）的實例性形狀。另外，圖4示意性地示出測試連接器的形狀、傳導部分的形狀及絕緣部分的形狀，且該些僅是為理解實施例而選擇的實例。
參照圖3及圖4，根據實施例的測試連接器100位於測試設備10與被測裝置20之間，且在對被測裝置20進行電性測試期間，測試連接器100接觸測試設備10及被測裝置20，以將測試設備10電性連接至被測裝置20。舉例而言，可在製造被測裝置20的製程的後期製程中在對被測裝置20進行最終電性測試期間使用測試連接器100。
測試連接器100具有片狀結構（sheet-shaped structure）。測試連接器100可耦合至測試插座（未示出）且可移除地安裝於測試設備10上。測試插座中接納有由輸送裝置載送至測試設備10的被測裝置20，並將被測裝置20放置於測試設備10中。
被測裝置20可為其中具有半導體積體電路（integrated circuit，IC）晶片的半導體封裝，但並非僅限於此。被測裝置20可在其下側上具有多個半球形端子21。
測試設備10可對被測裝置20的電性特性、功能特性、操作速度及類似特性進行測試。測試設備10可具有多個端子11，所述多個端子11能夠輸出電性測試訊號並接收在上面實行測試的板中的響應訊號。測試連接器100可被設置成經由測試插座與測試設備10的端子11接觸。
測試連接器100的大部分可由具有彈性的絕緣材料製成，且測試連接器100可在垂直方向VD及水平方向HD上具有彈性。當外力在垂直方向VD上向下施加至測試連接器100時，測試連接器100可彈性變形，且當外力被移除時，測試連接器100可返回至其原始形狀。在對被測裝置20進行測試期間，可藉由利用推動裝置（pusher device）朝向測試設備10推動被測裝置20來產生外力。
測試連接器100包括多個傳導部分110及絕緣部分120。所述多個傳導部分110在垂直方向VD上延伸，且在水平方向HD上彼此間隔開，且可在垂直方向VD上有傳導性。絕緣部分120支撐在水平方向HD上間隔開的所述多個傳導部分110，並使所述多個傳導部分110彼此絕緣。
傳導部分110在傳導部分110的上端處接觸被測裝置20的端子21，且在傳導部分110的下端處接觸測試設備10的端子11。因此，經由傳導部分110在端子11與和一個傳導部分110對應的端子21之間形成垂直方向VD上的傳導路徑。因此，測試設備10的測試訊號可經由傳導部分110自端子11傳輸至被測裝置20的端子21，且被測裝置20的響應訊號可經由傳導部分110自端子21傳輸至測試設備10的端子11。
傳導部分110的平面排列可根據被測裝置20的端子21的排列而變化。傳導部分110可在具有矩形形狀的絕緣部分120內排列成矩陣或一對矩陣。作為另外一種選擇，傳導部分110可沿具有矩形形狀的絕緣部分120的每一側排列成多個行。
在每一傳導部分110中，絕緣材料可填充傳導顆粒111之間的空間。形成傳導部分110的絕緣材料可與形成絕緣部分120的絕緣材料相同。亦即，傳導部分110部分地包含形成絕緣部分120的絕緣材料，且傳導部分110的絕緣材料可自傳導部分110的一端至另一端存在。另外，形成絕緣部分120的絕緣材料可將所述多個傳導顆粒111維持為傳導部分110的形狀。因此，包含絕緣材料的每一傳導部分110在垂直方向VD及水平方向HD上具有彈性。當每一傳導部分110由被測裝置20的端子21向下按壓時，每一傳導部分110可在水平方向HD上稍微膨脹，且每一絕緣部分120可允許傳導部分110膨脹。
構成傳導部分110的絕緣材料較佳為具有交聯式結構的彈性聚合物材料。多種可固化聚合物形成材料可用於獲得此種彈性聚合物材料，但就模製加工性（molding processability）及電性性質而言，較佳使用矽酮橡膠。
作為矽酮橡膠，交聯式或縮合式液體矽酮橡膠是較佳的。液體矽酮橡膠可為縮合型、加成型或者包含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、甲基乙烯基矽酮生橡膠、甲基苯基乙烯基矽酮生橡膠等。
在該些材料之中，包含乙烯基的液體矽酮橡膠（包含乙烯基的聚二甲基矽氧烷）通常是藉由在存在二甲基乙烯基氯矽烷或二甲基乙烯基烷氧基矽烷的情況下對二甲基二氯矽烷或二甲基二烷氧基矽烷進行水解及縮合（例如，藉由利用重複溶解-沈澱（repeated dissolution-precipitation）連續實行分餾（fractionation））而獲得。另外，藉由在存在觸媒的情況下對環狀矽氧烷（例如八甲基環四矽氧烷）進行陰離子聚合，藉由使用例如二甲基二乙烯基矽氧烷作為聚合終止劑（polymerization terminator），並藉由適宜地選擇其他反應條件（例如，環狀矽氧烷的量及聚合終止劑的量），獲得了在兩端處包含乙烯基的液體矽酮橡膠。此處，可使用例如氫氧化四甲銨及氫氧化正丁基鏻等鹼或者該些矽烷醇化物（silanolate）的溶液作為用於陰離子聚合的觸媒，且反應溫度為例如約80℃至約130℃。含乙烯基的聚二甲基矽氧烷較佳具有10000至40000的分子量Mw（參照標準聚苯乙烯當量重量平均分子量（standard polystyrene equivalent weight average molecular weight））。另外，自所獲得的傳導路徑元件的耐熱性的視角來看，分子量分佈指數（molecular weight distribution index）（指代標準聚苯乙烯當量重量平均分子量Mw對標準聚苯乙烯當量數目平均分子量（standard polystyrene equivalent number average molecular weight）Mn的比率Mw/Mn的值）較佳為2或小於2。
絕緣部分120可形成測試連接器100的矩形彈性區。絕緣部分120可被形成為一個彈性體（elastic body），且在垂直方向VD及水平方向HD上具有彈性。絕緣部分120維持傳導部分110的形狀，且在垂直方向上支撐傳導部分110。
絕緣部分120由絕緣材料製成。詳言之，絕緣部分120是藉由對液體絕緣材料進行固化來模製。作為實例，可利用磁場自其中分散有上述傳導顆粒111的液體絕緣材料形成傳導部分110，且然後可藉由對液體絕緣材料進行固化來形成絕緣部分120。具體而言，當在製造後將磁場在垂直方向上施加至其中欲形成傳導部分110的每一區時，分散於液體絕緣材料中的傳導顆粒111在其中施加有磁場的區中密集排列，且然後，當施加熱量以使液體絕緣材料硬化時，製造出其中傳導顆粒111集中於傳導部分110中的測試連接器100。在此種情形中，構成傳導部分110的絕緣材料與構成絕緣部分120的絕緣材料可為相同的材料。
作為另一實例，在傳導部分110的每一位置處以具有測試連接器的形狀的材料形成貫通孔（through-hole）（液體絕緣材料在其中進行固化及模製），且利用液體絕緣材料填充所述貫通孔，且可藉由磁場來形成傳導部分110。在此種情形中，構成傳導部分110的絕緣材料與構成絕緣部分120的絕緣材料可為相同的材料，但是亦可為不同的材料。舉例而言，為防止傳導部分110由於外力而過度變形，構成絕緣部分120的絕緣材料可為具有較構成傳導部分110的絕緣材料的硬度高的硬度的材料。
構成傳導部分110及絕緣部分120的絕緣材料具有絕緣性質及彈性。此種絕緣材料構成絕緣部分120，且構成傳導部分110的一部分。
作為分佈於傳導部分110中的傳導顆粒111，使用就容易使顆粒定向而言表現出磁性性質的傳導顆粒111是較佳的。另外，傳導顆粒111表現出高傳導性以提高導電性（electrical conductivity）是較佳的。慮及此點，在本揭露中，使用磁性材料與高傳導材料二者來製造傳導顆粒111。
根據圖5中所示第一實施例，傳導顆粒111包括表現出磁性的金屬（例如鐵、鈷或鎳）的顆粒、其合金的顆粒或包括該些金屬的顆粒作為核心顆粒，且在核心顆粒的表面上形成有塗佈層113，塗佈層113塗佈有高傳導材料（例如金、銀、鈀或銠）。
具體而言，核心顆粒112可具有由鐵磁材料構成的實質上球形的形狀。然而，核心顆粒112的形狀並非僅限於球形形狀，且可根據需要具有薄片（flake）、多邊形或其他各種形狀。
塗佈層113環繞核心顆粒112，且由高傳導材料製成，以當與另一傳導顆粒111接觸時改善導電性。
利用高傳導材料對核心顆粒112進行塗佈的方式並無特別限制，但是可藉由例如化學鍍覆或電解鍍覆來施行塗佈。
塗佈層113具有特定厚度，且包括具有恆定厚度且環繞核心顆粒112的塗佈本體1131以及形成於塗佈本體1131的外表面上的不平坦部分1132。
不平坦部分1132由自塗佈本體1131的外表面突出的多個凸部分1132a以及設置於凸部分1132a之間的凹部分1132b構成，且不平坦部分1132藉由蝕刻製程而形成於塗佈本體1131的整個外表面之上。
化學蝕刻主要用作形成不平坦部分1132的蝕刻方法。另外，選自硝酸、鹽酸、氫氧化鉀、鐵氰化鉀、過硫酸銨、硫酸銅（II）、硫酸鐵（III）、苦味酸、血紅鹽（red blood salt）（K
3Fe(CN)
6）及冰醋酸之中的任一者或者二或更多種溶液的組合可用作用於化學蝕刻的溶液。然而，本揭露並非僅限於此，且可使用各種材料，只要所述材料可蝕刻高傳導材料即可。
凹部分1132b及凸部分1132a的形狀可根據蝕刻條件進行調節。具體而言，凹部分1132b的寬度及深度以及凸部分1132a的高度及寬度可根據所使用的蝕刻溶液以及蝕刻時間以各種方式進行調節。
在藉由此蝕刻製程而製造的不平坦部分1132之中，凸部分1132a可具有帶有圓形尖端的形狀。亦即，在實行蝕刻製程的情形中，至少一個凸部分1132a可具有帶有圓形尖端的形狀。因此，凸部分1132a不容易損壞，且凸部分1132a與作為絕緣材料的矽酮橡膠的接觸面積可增大。
凸部分1132a的平均高度及寬度較佳為50奈米至3微米。當凸部分1132a的寬度及高度小於50奈米時，結合至矽酮橡膠的面積小，且因此黏合強度未實質上增大，此並非較佳的。即使當凸部分1132a的寬度及高度大於3微米時，結合至矽酮橡膠的表面積亦是小的，且因此，與矽酮橡膠的結合力並非有利的。
凸部分1132a中的至少一者具有向一側傾斜的尖端，且因此，當矽酮橡膠穿透至凹部分1132b中且然後固化時，經固化的矽酮橡膠不容易自凹部分1132b掉出。
較佳地，凸部分1132a與塗佈本體1131由相同的材料製成。具體而言，在塗佈層113浸漬於蝕刻劑中之後，塗佈層113的一部分被蝕刻，或者不平坦部分1132是藉由複雜的反應而形成，且因此，凸部分1132a可由與塗佈本體1131相同的材料製成。
凹部分1132b是各凸部分1132a之間的空間，且被配置成使得矽酮橡膠可穿透其中。此凹部分1132b位於各凸部分1132a之間。
傳導顆粒111中的每一者可根據圖6中所示方法來製造。
首先，製備包含鐵磁材料的核心顆粒（操作S100）。接下來，在核心顆粒的表面上鍍覆由高傳導材料製成的塗佈層113（操作S200）。接下來，藉由將塗佈層113浸漬於蝕刻劑中來使塗佈層113的形狀變形（操作S300）。在此種情形中，端視將塗佈層113浸漬於蝕刻劑中的時間及蝕刻劑的類型而定，不平坦部分1132可具有各種形狀。
接下來，獲得傳導顆粒111，在傳導顆粒111中，在塗佈層113的表面上形成有由凸部分1132a及凹部分1132b構成的不平坦部分1132（操作S400）。
將以此種方式製造的傳導顆粒111注射至液體矽酮橡膠中，且然後在向模具中施加磁場的同時進行固化，以製造所期望的測試連接器。
在此種情形中，由於核心顆粒112是由表現出鐵磁性的材料製成，因此當向傳導顆粒112施加磁場時，傳導顆粒112可容易移動至所期望的位置。
另外，由於傳導顆粒111的塗佈層113是由高傳導材料製成，因此當傳導顆粒111與另一相鄰的傳導顆粒111或被測裝置20的端子21接觸時，電阻可大幅減小。
另外，在傳導顆粒111的表面上，藉由化學製程而非機械製程而製造的不規則性均勻地分佈於傳導顆粒111的整個範圍之上，且因此，有利於矽酮橡膠穿透至凹部分1132b中，且矽酮橡膠與傳導顆粒111之間的接觸面積可整體上增大，使得可改善黏合強度。以此種方式，當矽酮橡膠與傳導橡膠之間的黏合強度改善時，傳導顆粒111不會自矽酮橡膠分離，且因此，測試連接器的壽命可改善。
圖7及圖8示出藉由圖6所示方法製造的傳導顆粒111的大體形狀。如圖7及圖8中所示，凸部分1132a及凹部分1132b均勻地分佈於藉由蝕刻而在表面上形成有不平坦部分的傳導顆粒111的整個表面之上，且因此，與液體矽酮橡膠的結合面積可相對大。
圖9及圖10示出其中藉由改變蝕刻條件來相對地增大凸部分1132a的大小的情形。液體矽酮橡膠可穿透至凸部分1132a之間的凹部分1132b中，且因此，傳導顆粒111可彼此牢固地結合。
藉由以此種方式改變蝕刻條件，設計者可根據需要容易地設定凸部分1132a的大小。
本揭露的傳導顆粒111並非僅限於此。
首先，在傳導顆粒111中，當凸部分1132a的上端形成為傾斜形狀且位於凹部分1132b上且連接至相鄰的凸部分1132a時，在諸多情形中，均可能無法在傳導顆粒111的表面上觀察到凸部分1132a及凹部分1132b。
舉例而言，如圖11及圖12中所示，即使凸部分1132a的上端彼此連接，可供液體矽酮橡膠流經的貫通孔1132c保持不被完全密封。因此，由於液體矽酮橡膠經由貫通孔1132c流動至凹部分1132b中，且凹部分1132b的內部與外部彼此連接，因此黏合強度得到改善。
在此種情形中，凸部分1132a可彼此連接以整體上具有環形狀。以此種方式，當不平坦部分1132的一些凸部分1132a彼此連接以具有環形狀時，不僅與矽酮橡膠的黏合強度進一步改善，而且穿透至貫通孔1132c中的矽酮橡膠亦不容易自傳導顆粒111分離，且因此，測試連接器的壽命可大幅提高。
另外，傳導顆粒111的凸部分1132a可在凹部分1132b上彼此連接以形成空間，藉此形成多層式三維網路結構。以此種方式，當不平坦部分1132整體上具有三維網路結構時，與矽酮橡膠的黏合強度進一步改善。
圖13示出在圖5及圖6所示第一實施例中在不平坦部分1132的表面上附加地塗佈高傳導金屬層114。具體而言，藉由利用與不平坦部分1132相同的材料或具有較不平坦部分1132更佳的耐氧化性、更高的硬度或更佳的傳導性的高傳導材料來對不平坦部分1132的表面附加地進行鍍覆，可改善傳導顆粒111的耐氧化性或耐磨性。
在此種情形中，形成於不平坦部分1132的表面上的高傳導金屬層114較佳低於凸部分1132a的高度及寬度。具體而言，當高傳導金屬層114完全移除凹部分1132b時，與矽酮橡膠的黏合強度降低，且因此，高傳導金屬層114的寬度較佳處於凸部分1132a的高度及寬度的1/10至4/10的範圍內。當高傳導金屬層114的寬度過窄時，難以改善傳導性，且當高傳導金屬層114過厚時，凸部分1132a的形狀隱埋於高傳導金屬層114內部，從而使得難以獲得與矽酮橡膠的所期望結合力。
圖13中所示傳導顆粒111可藉由圖14中所示方法來製造。
具體而言，傳導顆粒111可藉由包括以下步驟的方法來製造：（a）製備包含鐵磁材料的核心顆粒（操作S100'）；（b）在核心顆粒的表面上鍍覆由高傳導材料製成的塗佈層（操作S200'）；（c）藉由利用蝕刻劑使塗佈層的形狀變形來形成由凸部分1132a'及凹部分1132b'製成的不平坦部分（操作S300'）；以及（d）在塗佈層的表面上塗佈高傳導金屬層114（操作S400'）。
將如上所述製造的傳導顆粒111放入至液體矽酮橡膠中，且然後在向模具中施加磁場的同時進行固化，以製造所期望的用於測試的連接器。
本揭露的傳導顆粒111可如圖15中所示變形。
具體而言，圖15中所示傳導顆粒111'包括由鐵磁材料與高傳導材料的混合物製成的核心顆粒112''及設置於核心顆粒112''的表面上的不平坦部分113''。
具體而言，在核心顆粒112''中，多個鐵磁顆粒1122''包含於由高傳導材料製成的基材1121''中。在此種情形中，鐵磁顆粒1122''中的每一者可具有球形形狀、星形狀、柱形狀、喇叭形狀、十字形狀、槽形狀、樂高形狀、彈簧形狀、管形狀及花生形狀中的一者或者其組合。
另外，不平坦部分113''包括自核心顆粒的外表面突出的多個凸部分1131''及設置於凸部分1131''之間的凹部分1132''。不平坦部分113''是藉由蝕刻製程而形成，且在核心顆粒的整個外表面之上突出。
如此一來，由於由高傳導材料製成的基材1121''中包括鐵磁顆粒1122''，因此可有利於傳導顆粒111藉由磁力進行移動，且由於高傳導材料，傳導效能可改善。
圖15中所示傳導顆粒111'可藉由圖16中所示方法來製造。具體而言，傳導顆粒111'可藉由包括以下步驟的方法來製造：製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於由高傳導金屬製成的基材中（操作S500）；利用蝕刻劑使核心顆粒的表面變形（操作S600）；以及獲得傳導顆粒，在所述傳導顆粒中，在核心顆粒的表面上形成有由凸部分及凹部分製成的不平坦部分（操作S700）。
另外，可在傳導顆粒的不平坦部分上塗佈高傳導金屬層，且高傳導金屬層的製造方法如圖17中所示。
具體而言，具有上面塗佈有高傳導金屬層的不平坦部分的傳導顆粒可藉由包括以下步驟的方法來製造：製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導材料的基材中（操作S500'）；利用蝕刻劑使核心顆粒的表面的形狀變形，進而使得在核心顆粒的表面上形成包括凸部分及凹部分的不平坦部分（操作S600'）；以及在不平坦部分的表面上塗佈高傳導金屬層（操作S700'）。
儘管已參照各圖闡述一或多個實施例，然而此項技術中具有通常知識者應理解，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作出形式及細節上的各種改變。
1:金屬粉末
2:犧牲粉末
3:複合粉末
10:測試設備
11:端子
12、110:傳導部分
12a、111、111'':傳導顆粒
12a':孔隙
12a'':顆粒本體
13、120:絕緣部分
20:被測裝置
21:端子/半球形端子
100:測試連接器
112、112'':核心顆粒
113:塗佈層
113''、1132:不平坦部分
114:高傳導金屬層
1121'':基材
1122'':鐵磁顆粒
1131:塗佈本體
1131''、1132a、1132a':凸部分
1132''、1132b、1132b':凹部分
1132c:貫通孔
HD:水平方向
S100、S100'、S200、S200'、S300、S300'、S400、S400'、S500、S500'、S600、S600'、S700、S700':操作
VD:垂直方向
圖1是示出傳統測試連接器的圖。
圖2是示出製造傳導顆粒的傳統方法的圖。
圖3是示出根據本揭露實施例的測試連接器的圖。
圖4是示出圖3中所示測試連接器的操作的圖。
圖5是示出根據本揭露第一實施例的傳導顆粒的圖。
圖6是示出製造圖5所示傳導顆粒的方法的圖。
圖7至圖12是圖5所示傳導顆粒的真實照片。
圖13是示出根據本揭露第二實施例的傳導顆粒的圖。
圖14是示出製造圖13所示傳導顆粒的方法的圖。
圖15是示出根據本揭露第三實施例的傳導顆粒的圖。
圖16是示出製造圖15所示傳導顆粒的方法的圖。
圖17是示出根據另一實施例的製造傳導顆粒的方法的圖。
111:傳導顆粒
112:核心顆粒
113:塗佈層
1131:塗佈本體
1132:不平坦部分
1132a:凸部分
1132b:凹部分
Claims (25)
- 一種傳導顆粒，應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， 所述傳導顆粒包括： 核心顆粒，包含鐵磁材料；以及 塗佈層，設置於所述核心顆粒的表面上， 其中所述塗佈層包括環繞所述核心顆粒的塗佈本體及形成於所述塗佈本體的外表面上的不平坦部分，且 所述不平坦部分包括自所述塗佈本體的所述外表面突出的多個凸部分及設置於所述凸部分之間的凹部分， 其中所述不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在所述塗佈本體的整個所述外表面之上突出。
- 一種傳導顆粒，應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， 所述傳導顆粒包括： 核心顆粒，包含鐵磁材料與高傳導材料的混合物；以及 不平坦部分，設置於所述核心顆粒的表面上， 其中所述不平坦部分包括自所述核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及設置於所述凸部分之間的凹部分，且 其中所述不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在所述核心顆粒的整個所述外表面之上突出。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分中的至少一者具有帶有圓形尖端的形狀。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分中的至少一者具有向一側傾斜的尖端的形狀。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分中彼此相鄰的兩個凸部分的尖端彼此連接以整體上具有環形狀。
- 如請求項5所述的傳導顆粒，其中所述不平坦部分具有多層式三維網路結構。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分的平均高度為50奈米至3微米。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分的平均寬度為50奈米至3微米。
- 如請求項1所述的傳導顆粒，其中所述塗佈本體與所述凸部分包含相同的材料。
- 如請求項9所述的傳導顆粒，其中所述塗佈本體及所述凸部分包含金、銀、鈀、銠及銅中的一者或其合金。
- 如請求項1或2所述的傳導顆粒，其中所述凸部分的表面塗佈有高傳導金屬層。
- 如請求項2所述的傳導顆粒，其中，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導金屬的基材中。
- 如請求項12所述的傳導顆粒，其中所述鐵磁顆粒中的每一者具有球形形狀、星形狀、柱形狀、喇叭形狀、十字形狀、槽形狀、樂高形狀、彈簧形狀、管形狀及花生形狀中的一者或其組合。
- 如請求項13所述的傳導顆粒，其中所述核心顆粒的所述基材與所述凸部分包含相同的材料。
- 一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， 所述方法包括： （a）製備包含鐵磁材料的核心顆粒； （b）在所述核心顆粒的表面上鍍覆包含高傳導材料的塗佈層； （c）利用蝕刻劑使所述塗佈層的形狀變形；以及 （d）獲得傳導顆粒，在所述傳導顆粒中，在所述塗佈層的表面上形成有包括凸部分及凹部分的不平坦部分。
- 一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， 所述方法包括： （a）製備包含鐵磁材料的核心顆粒； （b）在所述核心顆粒的表面上鍍覆包含高傳導材料的塗佈層； （c）利用蝕刻劑使所述塗佈層的形狀變形；以及 （d）在所述塗佈層的表面上塗佈高傳導金屬層。
- 一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， （a）製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導材料的基材中； （b）使用蝕刻劑使所述核心顆粒的表面的形狀變形；以及 （c）獲得傳導顆粒，在所述傳導顆粒中，在所述核心顆粒的所述表面上形成有包括凸部分及凹部分的不平坦部分。
- 一種製造傳導顆粒的方法，所述傳導顆粒應用於測試連接器，所述測試連接器設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試， 其中多個所述傳導顆粒在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處設置於彈性絕緣材料中，以藉由按壓所述被測裝置來形成傳導路徑， （a）製備核心顆粒，在所述核心顆粒中，多個鐵磁顆粒分佈於包含高傳導材料的基材中； （b）利用蝕刻劑使所述核心顆粒的表面的形狀變形，進而使得在所述核心顆粒的表面上形成包括凸部分及凹部分的不平坦部分；以及 （c）在所述不平坦部分的表面上塗佈高傳導金屬層。
- 如請求項15至18中任一項所述的製造傳導顆粒的方法，其中所述凸部分中的至少一者具有帶有圓形尖端的形狀。
- 如請求項15至18中任一項所述的方法，其中所述凸部分中的至少一者具有向一側傾斜的尖端的形狀。
- 如請求項15至18中任一項所述的製造傳導顆粒的方法，其中所述凸部分中彼此相鄰的兩個凸部分的尖端彼此連接以整體上具有環形狀。
- 如請求項15至18中任一項所述的製造傳導顆粒的方法，其中所述不平坦部分具有三維網路結構。
- 如請求項15至18中任一項所述的製造傳導顆粒的方法，其中所述凸部分的平均高度及平均寬度為50奈米至3微米。
- 一種測試連接器，設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試，所述測試連接器包括： 傳導部分，在所述傳導部分中，多個傳導顆粒被設置成在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處在彈性絕緣材料中在厚度方向上延伸；以及 絕緣部分，支撐所述傳導部分且使所述傳導部分彼此絕緣， 其中所述傳導顆粒中的每一傳導顆粒包括： 核心顆粒，包含鐵磁材料；以及 塗佈層，設置於所述核心顆粒的表面上， 其中所述塗佈層設置有自所述核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及設置於所述凸部分之間的凹部分，且藉由蝕刻製程在所述核心顆粒的整個所述外表面之上均勻地形成不平坦部分，且 其中所述彈性絕緣材料穿透至所述凸部分之間的所述凹部分中，且牢固地耦合至所述傳導顆粒。
- 一種測試連接器，設置於被測裝置的端子與測試設備的接墊之間以對所述被測裝置實行電性測試，所述測試連接器包括： 傳導部分，在所述傳導部分中，多個傳導顆粒被設置成在與所述被測裝置的所述端子對應的每一位置處在彈性絕緣材料中在厚度方向上延伸；以及 絕緣部分，支撐所述傳導部分且使所述傳導部分彼此絕緣， 其中所述傳導顆粒中的每一傳導顆粒包括： 核心顆粒，包含鐵磁材料與高傳導材料的混合物；以及 不平坦部分，形成於所述核心顆粒的表面上， 其中所述不平坦部分包括自所述核心顆粒的外表面突出的多個凸部分及在所述凸部分之間製備的凹部分，且所述不平坦部分是藉由蝕刻製程而形成，且在所述核心顆粒的整個所述外表面之上突出，且 其中所述彈性絕緣材料穿透至所述凸部分之間的所述凹部分中，且牢固地耦合至所述傳導顆粒。
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