TWI730498B - 電性連接用連接器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種配置於檢查裝置與被檢查器件之間而將該等電性連接之連接器。連接器包含複數個彈性導電部、及彈性絕緣部。各彈性導電部包含多個奈米碳管。彈性絕緣部使複數個彈性導電部沿水平方向隔開及絕緣。多個奈米碳管分別包含多個磁性粒子。多個奈米碳管沿上下方向分佈及排列，且以可沿上下方向導電的方式彼此接觸。

Description

電性連接用連接器
本發明係關於一種將被檢查器件與檢查裝置電性連接之連接器。
為了對被檢查器件進行電性檢查，於本領域中使用將被檢查器件與檢查裝置電性連接之連接器。連接器將檢查裝置之電氣測試信號傳輸至被檢查器件，將被檢查器件之響應信號傳輸至檢查裝置。作為此種連接器，使用導電性橡膠片(conductive rubber sheet)。
導電性橡膠片可根據施加至被檢查器件之外力而彈性變形。導電性橡膠片具有將被檢查器件與檢查裝置電性連接之複數個導電部、及將導電部隔開之絕緣部。絕緣部可包含硬化之聚矽氧橡膠。導電性橡膠片之導電部可呈多個金屬粒子沿上下方向接觸之構造。
為了對被檢查器件進行可靠性較高之檢查，導電部需具有高傳導性與高彈性。然而，以多個金屬粒子沿上下方向接觸之方式構成之導電部不利於一併提高傳導性與彈性。作為針對金屬粒子之導電部之對策，於本領域中正在考慮嘗試利用奈米碳管形成導電部以增加導電部之彈性。作為一例，韓國公開專利公報第10-2011-0061998號提出包含純奈米碳管之導電部。
[發明所欲解決之問題]
於上述文獻所提出之先前技術之導電部中，凝聚之奈米碳管局部地存在於導電部內且不均勻地接觸，因此藉由奈米碳管提高導電部之傳導性與彈性存在極限。
作為利用奈米碳管製造導電部之一例，可利用雷射於包含硬化之聚矽氧橡膠之薄片形成與導電部對應之孔，於此種孔注入液態聚矽氧與純奈米碳管混合而成之混合物質。然而，於此種製造例中，奈米碳管不規則地存在於導電部內、不均勻地分佈且只能凝聚，因此無法將奈米碳管所具有之高傳導性與高彈性之效果極大化。
本發明之一實施例提供一種具有奈米碳管沿上下方向均勻地分佈及排列且以可導電之方式接觸之導電部的連接器。本發明之一實施例提供一種具有包含藉由磁力沿上下方向均勻地分佈及排列且以可導電之方式接觸之奈米碳管的導電部之連接器。 [解決問題之技術手段]
本發明之實施例係關於一種配置於檢查裝置與被檢查器件之間而將檢查裝置與被檢查器件電性連接之連接器。一實施例之連接器包含複數個彈性導電部、及彈性絕緣部。各彈性導電部包含多個奈米碳管。彈性絕緣部使複數個彈性導電部沿水平方向隔開及絕緣。多個奈米碳管分別包含多個磁性粒子。多個奈米碳管沿上下方向分佈及排列，且以可沿上下方向導電之方式彼此接觸。
於一實施例中，多個奈米碳管藉由多個磁性粒子於磁場內藉由磁力排列之力而沿上下方向分佈及排列。
於一實施例中，多個磁性粒子位於多個奈米碳管之各者之內部。多個奈米碳管中之至少一部分可具有封閉之端部。
於一實施例中，多個磁性粒子於多個奈米碳管之各者之外側化學鍵結於碳原子。
於一實施例中，多個奈米碳管分別具有多個六角孔，且多個六角孔中之一部分六角孔分別具有多個磁性粒子中之一者。
於一實施例中，多個磁性粒子可包含鎳、鈷、鉻、鐵、鐵碳化物、鐵氧化物、鉻氧化物、鎳氧化物、鎳鈷氧化物、鈷鐵及單分子磁鐵物質中之任一者。
於一實施例中，彈性導電部包含與上述多個奈米碳管接觸之多個導電性金屬粒子。
於一實施例中，包含可沿上下方向導電之複數個彈性導電部、及使複數個彈性導電部沿水平方向隔開及絕緣之彈性絕緣部之連接器可由包含分別包含多個磁性粒子的多個奈米碳管與分散有多個奈米碳管之液態聚矽氧橡膠材料之液態成形材料成形。複數個彈性導電部可藉由如下方式形成：沿上下方向對各彈性導電部施加磁場，多個奈米碳管藉由磁性粒子於磁場內藉由磁力排列之力而於各彈性導電部向磁場內聚集，沿上下方向分佈及排列且以可沿上下方向導電之方式彼此接觸。彈性絕緣部可藉由液態聚矽氧橡膠材料硬化而形成。 [發明之效果]
本發明之一實施例可提供一種具有奈米碳管藉由磁性粒子而沿上下方向均勻地分佈及排列且以可導電之方式接觸之彈性導電部的連接器。此種一實施例之連接器可具有藉由均勻地分佈及排列之奈米碳管間之確實的接觸而具有高傳導性及高彈性之彈性導電部。奈米碳管均勻地分佈及排列之彈性導電部具有提高之耐久性，因此可提高連接器之使用壽命。根據一實施例之連接器，分散於液態聚矽氧橡膠材料內且具有磁性粒子之奈米碳管藉由磁力排列而形成彈性導電部。因此，與在硬化之聚矽氧橡膠之薄片形成彈性導電部之孔且於此種孔注入液態聚矽氧橡膠與奈米碳管混合而成的混合物質形成之彈性導電部相比，一實施例之連接器之彈性導電部能夠以容易之製程及減少之製造費用製造。
本發明之實施例係以說明本發明之技術思想為目的而例示。本發明之權利範圍並不限定於以下提出之實施例或該等實施例之具體說明。
只要無其他定義，則本發明中使用之所有技術用語及科學用語具有於本發明所屬之技術領域內具有常識者通常理解之含義。本發明中使用之所有用語係以更明確地說明本發明為目的而選擇者，並非係為了限制本發明之權利範圍而選擇者。
本發明中使用之如“包含”、“具備”、“具有”等之表達係只要未於包含相應之表達的語句或句子中提及其他含義，則應理解為具有包含其他實施例之可能性之開放型用語(open-ended terms)。
只要未提及其他含義，則本發明中所記述之單數型表達可包含複數型含義，此種情形亦相同地適用於發明申請專利範圍中所記載之單數型表達。
本發明中使用之“第1”、“第2”等表達用於相互區分複數個構成要素，並非限定相應構成要素之順序或重要度。
於本發明中，在提及某個構成要素“連接”或“結合”於另一構成要素之情形時，應理解為上述某個構成要素可直接連接或結合於上述另一構成要素，或者能夠以其他新的構成要素為媒介連接或結合。
本發明中使用之“上方”之方向指示語係基於連接器相對於檢查裝置定位之方向，“下方”之方向指示語係指上方之相反方向。本發明中使用之“上下方向”之方向指示語包含上方方向與下方方向，但應理解為並不指上方方向與下方方向中之特定之一個方向。
參照隨附圖式所示之例對實施例進行說明。於隨附圖式中，對相同或對應之構成要素賦予相同之參照符號。又，於以下之實施例之說明中，可省略重複記述相同或對應之構成要素之內容。然而，即便省略有關構成要素之記述，亦不意味著此種構成要素不包含於某個實施例。
以下說明之實施例與隨附圖式所示之例係關於一種用以電性連接兩個電子器件之連接器。於實施例之連接器之應用例中，上述兩個電子器件中之一者可為檢查裝置，上述兩個電子器件中之另一者可為由檢查裝置檢查之被檢查器件。因此，實施例之連接器可用於在對被檢查器件進行電性檢查時將檢查裝置與被檢查器件電性連接。作為一例，實施例之連接器可用於在半導體器件之製造製程中之後續製程中對被檢查器件進行最終之電性檢查。然而，應用實施例之連接器之檢查之例並不限定於上述檢查。
圖1表示應用一實施例之連接器之例。為了對實施例進行說明，圖1表示連接器、配置連接器之檢查裝置、與連接器接觸之被檢查器件之例示性形狀。
參照圖1，一實施例之連接器100配置於檢查裝置10與被檢查器件20之間。為了對被檢查器件20進行電性檢查，連接器100分別與檢查裝置10及被檢查器件20接觸而將檢查裝置10與被檢查器件20彼此電性連接。
作為一例，連接器100可作為薄片(sheet)形狀之構造物結合至測試插座30。測試插座30可具有保持並支持連接器100之框架31，可藉由框架31而可去除地附著於插座外殼40。插座外殼40能夠可去除地安裝於檢查裝置10。插座外殼40於其內部收容藉由搬運裝置搬運至檢查裝置10之被檢查器件20而使被檢查器件20位於檢查裝置10。
被檢查器件20可為半導體封裝體，但並不限定於此。半導體封裝體係使用樹脂材料將半導體IC(Integrated Circuit，積體電路)晶片、多個引線框架(lead frame)及多個端子封裝成六面體形態之半導體器件。上述半導體IC晶片可為記憶體IC晶片或非記憶體IC晶片。作為上述端子，可使用接腳或焊球(solder ball)。圖1所示之被檢查器件20於其下側具有半球形之多個端子21。
檢查裝置10可對被檢查器件20之電特性、功能特性、動作速度等進行檢查。檢查裝置10可於執行檢查之板內具有可輸出電氣測試信號且可接收響應信號之多個端子11。連接器100能夠以藉由測試插座30及插座外殼40而與檢查裝置10之端子11接觸之方式配置。被檢查器件20之端子21藉由連接器100與對應之檢查裝置10之端子11電性連接。即，連接器100沿上下方向VD將被檢查器件之端子21與對應於其之檢查裝置之端子11電性連接，藉此藉由檢查裝置10執行被檢查器件20之檢查。
連接器100之大部分可包含彈性高分子物質，連接器100可沿上下方向VD與水平方向HD具有彈性。若外力朝上下方向VD中之下方施加至連接器100，則連接器100可向下方方向與水平方向HD彈性變形。上述外力可藉由推動器裝置向檢查裝置10側按壓被檢查器件20而產生。藉由此種外力，被檢查器件之端子21與連接器100可沿上下方向VD接觸，連接器100與檢查裝置之端子11可沿上下方向VD接觸。若去除上述外力，則連接器100可恢復至其原先之形狀。
參照圖1，連接器100包含複數個彈性導電部110、及彈性絕緣部120。複數個彈性導電部110以沿上下方向VD定位且可沿上下方向VD導電之方式構成。彈性絕緣部120使複數個彈性導電部110於水平方向HD上隔開，且使複數個彈性導電部110彼此絕緣。又，彈性絕緣部120沿上下方向保持複數個彈性導電部110。
彈性導電部110於其上端與被檢查器件之端子21接觸，於其下端與檢查裝置之端子11接觸。藉此，於與一個彈性導電部110對應之端子11與端子21之間以彈性導電部110為媒介而形成上下方向之導電路徑。因此，檢查裝置之測試信號可自端子11藉由彈性導電部110傳輸至被檢查器件20之端子21，被檢查器件20之響應信號可自端子21藉由彈性導電部110傳輸至檢查裝置10之端子11。彈性導電部110之上端與下端可與彈性絕緣部120之上表面及下表面形成同一平面或較其略微突出。
彈性導電部110之平面排列可根據被檢查器件20之端子21之平面排列而實現各種排列。例如，彈性導電部110可於四邊形彈性絕緣部120內排列成一個矩陣形態或一對矩陣形態。或者，彈性導電部110可沿四邊形彈性絕緣部120之各邊排列成複數行。
於實施例之連接器中，彈性導電部110包含形成上述導電路徑之多個奈米碳管。多個奈米碳管可藉由構成彈性絕緣部120之彈性高分子材料保持為彈性導電部110之形狀。於一個彈性導電部110內，多個奈米碳管全部均勻地分佈及排列，其一部分或全部沿上下方向VD定位。又，於一個彈性導電部110內，多個奈米碳管以可沿上下方向VD導電之方式彼此接觸。
為了對連接器之實施例進行說明，參照圖2至圖5所示之例。圖2至圖5係概略性地表示連接器之形狀、彈性導電部之形狀、構成彈性導電部之要素之形狀、彈性絕緣部之形狀，該等僅係為了理解實施例而選擇之例。
圖2係一實施例之連接器之剖視立體圖，圖3係表示連接器之一部分之放大剖視圖。一併參照圖2及圖3對一實施例之連接器進行說明。
於連接器100中，各彈性導電部110於檢查裝置與被檢查器件之間作為導電部發揮功能而執行上下方向VD之信號傳輸。彈性導電部110可具有沿上下方向VD延長之圓柱形狀。於此種圓柱形狀中，中間之直徑可小於上端及下端之直徑。
彈性絕緣部120可形成連接器100之四邊形之彈性區域。複數個彈性導電部110藉由彈性絕緣部120而沿水平方向HD1、HD2按照等間隔或不等間隔彼此隔開並絕緣。彈性絕緣部120作為一個彈性體而形成，複數個彈性導電部110於彈性絕緣部120之厚度方向(上下方向VD)上插入於彈性絕緣部120。構成為彈性體之彈性絕緣部120不僅使彈性導電部110保持為其形狀，而且沿上下方向保持彈性導電部110。彈性絕緣部120包含彈性高分子材料，沿上下方向VD與水平方向HD具有彈性。
詳細而言，彈性絕緣部120可包含硬化之聚矽氧橡膠材料。例如，可藉由將液態之聚矽氧橡膠注入至用以成形連接器100之成形模具內並硬化而形成彈性絕緣部120。作為用以成形彈性絕緣部120之液態之聚矽氧橡膠材料，可使用加成型液態聚矽氧橡膠、縮合型液態聚矽氧橡膠、包含乙烯基或羥基之液態聚矽氧橡膠等。作為具體例，上述液態聚矽氧橡膠材料可包含二甲基聚矽氧生橡膠、甲基乙烯基聚矽氧生橡膠、甲基苯基乙烯基聚矽氧生橡膠等。
各彈性導電部110包含多個奈米碳管111。彼此接觸之多個奈米碳管111不僅形成彈性導電部110，而且於彈性導電部110內沿上下方向形成多個導電路徑。各奈米碳管111之間可由形成彈性絕緣部120之材料填充。因此，彈性導電部110沿上下方向VD與水平方向HD具有彈性。於藉由被檢查器件之端子向上下方向VD之下方按壓彈性導電部110時，彈性導電部110可向水平方向HD略微膨脹，彈性絕緣部120可容許彈性導電部110之此種膨脹。作為一例，於實施例之連接器100中，可使用扶手椅型奈米碳管、單壁奈米碳管或多壁奈米碳管。
於一個彈性導電部110中，多個奈米碳管111沿上下方向VD均勻地分佈及排列。又，於沿上下方向VD分佈及排列之奈米碳管111中，相鄰之至少兩個奈米碳管111於上下方向VD、水平方向HD或上下方向與水平方向之間之傾斜方向上彼此接觸。因此，彈性導電部110包含均勻地分佈及排列且確實地接觸之多個奈米碳管而可具有因奈米碳管實現之高傳導性及高彈性。此處，奈米碳管沿上下方向均勻地分佈及排列可包含屬於一個彈性導電部之大部分奈米碳管111沿經過彈性導電部之上端與下端之上下方向、或沿相對於此種上下方向略微傾斜之方向、或沿與上下方向正交之方向分佈並排列之情形。接觸之奈米碳管111可通過彈性導電部110傳輸測試信號與響應信號。藉此，可藉由接觸之多個奈米碳管111於一個彈性導電部110內形成多個上下方向導電路徑。此種導電路徑可根據奈米碳管111間之接觸形態而以直線、曲線、稜角曲線、之字形中之任一形狀形成於彈性導電部110內。
參照圖3，於一個彈性導電部110內，多個奈米碳管111沿上下方向VD分佈及排列，並且以形成上述導電路徑之方式彼此接觸。於一個彈性導電部110內，奈米碳管111沿上下方向、水平方向、傾斜方向中之任一方向定位，從而可沿上下方向分佈及排列。
如上所述般定位之多個奈米碳管111例如可於成形連接器100之中途藉由硬化之液態聚矽氧橡膠而保持。即，液態聚矽氧橡膠硬化而形成彈性導電部110及彈性絕緣部120，從而多個奈米碳管111沿上下方向排列，奈米碳管111分別可沿上下方向、水平方向及傾斜方向中之任一方向定位。
根據實施例，於液態聚矽氧橡膠材料內，多個奈米碳管111藉由磁力而沿磁力線之方向排列及接觸，從而可形成多個奈米碳管111沿上下方向VD分佈及排列之彈性導電部110。為了磁場內之上述奈米碳管111之行為，各奈米碳管111包含多個磁性粒子。例如，於沿上下方向VD施加磁場時，多個奈米碳管111可藉由上述磁性粒子於磁場內藉由磁力沿磁力線排列之力而沿上下方向分佈及排列並接觸。又，於此種奈米碳管111之行為之中途，奈米碳管111沿上下方向、水平方向或傾斜方向定位，從而可沿上下方向均勻地分佈及排列。與此相關，奈米碳管中之磁性粒子之位置、包含於奈米碳管之磁性粒子之量、具有磁性粒子之奈米碳管之量、液態聚矽氧橡膠材料之黏度等可對奈米碳管之行為產生影響。
作為上述磁性粒子，可使用由在無外部磁場之狀態下磁化之鐵磁性物質形成之粒子。例如，上述磁性粒子可包含鎳、鈷、鉻、鐵、鐵碳化物、鐵氧化物、鉻氧化物、鎳氧化物、鎳鈷氧化物、鈷鐵及單分子磁鐵物質中之任一者。作為上述鐵碳化物，可使用碳化三鐵(Fe3 C)。作為上述鐵氧化物，可使用三氧化二鐵(Fe2 O3 )、四氧化三鐵(Fe3 O4 )、鐵氧體(ferrite)。作為上述單分子磁鐵物質，可使用Mn12單分子磁鐵、乙醯丙酮鏑(III)(Dysprosium(III) acetylacetonate hydrate)、雙-酞菁鋱(III)(Terbium(III) bis-phthalocyanine)。
如上所述，多個奈米碳管111藉由上述磁性粒子藉由磁力沿磁力線排列之力而沿上下方向分佈及排列。關於此種奈米碳管之分佈及排列，參照表示製造一實施例之連接器之一例之圖4。
參照圖4，可使用成形模具51成形一實施例之連接器。可於成形模具51之成形空腔52注入液態成形材料53作為形成連接器之彈性高分子材料。液態成形材料53包含液態聚矽氧橡膠材料與上述多個奈米碳管111，多個奈米碳管111分散於液態聚矽氧橡膠材料內。液態聚矽氧橡膠材料可為以上例示之液態聚矽氧橡膠材料中之一者。各奈米碳管111包含上述磁性粒子之例中之一例或一個以上之例的磁性粒子。
於將液態成形材料53注入至成形空腔52後，可藉由磁場施加部54、56沿上下方向VD對各彈性導電部之位置施加磁場。各磁場施加部54、56具有於連接器之彈性導電部之各位置配置之複數個磁鐵55、57。可採用電磁鐵作為磁鐵55、57。上側之磁場施加部54之磁鐵55與下側之磁場施加部56的磁鐵57以沿成形模具51之上下方向(即，連接器之上下方向)彼此對向之方式配置。因此，上側之磁鐵55與對應於其之下側之磁鐵57構成一對，此種一對磁鐵55、57對應於一個彈性導電部。
若藉由各對磁鐵55、57施加磁場，則分散於液態成形材料53之奈米碳管111向各對磁鐵55、57聚集。又，聚集於各對磁鐵55、57之奈米碳管111沿上下方向均勻地分佈及排列，並且彼此接觸。奈米碳管111之此種行為藉由包含於各奈米碳管111之上述磁性粒子而執行。即，於施加磁場之情況下，包含於各奈米碳管111之上述磁性粒子吸引至各對磁鐵55、57之磁場而使奈米碳管111向各對磁鐵55、57之間移動。又，包含於各奈米碳管111之上述磁性粒子於各對磁鐵55、57施加之磁場內沿磁力線排列。因磁性粒子於磁場內排列之力而奈米碳管111於各對磁鐵55、57之間不僅沿上下方向VD均勻地分佈及排列，而且以可沿上下方向VD導電之方式彼此接觸。藉此，如圖3所示，可形成包含沿上下方向分佈及排列之多個奈米碳管之彈性導電部110。
於聚集於各對磁鐵55、57之奈米碳管111沿上下方向VD分佈及排列時，奈米碳管111可沿上下方向、水平方向或傾斜方向定位。特別是，如圖4所示，大部分奈米碳管111可沿上下方向VD定位。與此相關，可適當地控制奈米碳管111之上述方向之比率。例如，亦可適當地控制為了形成彈性導電部110而施加之磁力之強度、液態聚矽氧橡膠之黏度、奈米碳管111之縱橫比(奈米碳管高度相對於奈米碳管之寬度之比)來控制奈米碳管111之方向比率、即奈米碳管111之上下方向、水平方向、傾斜方向之比率。作為一實施例，於奈米碳管111之縱橫比大於1之情形時，亦可應用高磁力與低黏度而使幾乎所有的奈米碳管111實質上沿上下方向定位。
於多個奈米碳管111沿上下方向VD分佈及排列後，液態成形材料53之液態聚矽氧橡膠材料硬化，從而可成形圖2所示之連接器100。硬化之液態聚矽氧橡膠材料不僅形成彈性絕緣部120，而且形成彈性導電部110之一部分。硬化之彈性絕緣部120將複數個彈性導電部110保持為其形狀。彈性導電部110內之硬化之聚矽氧橡膠材料保持沿上下方向、水平方向或傾斜方向定位之多個奈米碳管111，且保持多個奈米碳管111以可沿上下方向VD導電之方式接觸之狀態。於沿上下方向VD分佈及排列之多個奈米碳管111中，沿上下方向鄰接之奈米碳管111可沿上下方向、水平方向或傾斜方向彼此接觸。如圖3所示，沿上下方向VD鄰接之奈米碳管111能夠以其等之一部分沿上下方向VD重疊之方式沿上下方向VD排列，且可沿水平方向HD彼此接觸。
如圖3所示，奈米碳管111可沿上下方向VD排列成直線形狀。於奈米碳管之長度相對較短且磁性粒子之量相對較多之情形時，奈米碳管可於彈性導電部110內取直線形狀。
圖5表示奈米碳管之分佈及排列之又一例。如圖5所示，奈米碳管111可沿上下方向VD排列成曲線形狀。於奈米碳管之長度相對較長且磁性粒子之量相對較少之情形時，奈米碳管可於彈性導電部110內取曲線形狀。取曲線形狀之奈米碳管111可沿上下方向、水平方向或傾斜方向定位。又，於磁力強度較強之彈性導電部110之上端與下端，奈米碳管111可沿水平方向定位。
如上所述，一實施例之連接器100包含彈性導電部110，該彈性導電部包含具有磁性粒子之多個奈米碳管111。關於此種連接器100之成形，一併參照圖2至圖4。連接器100可使用成形模具51自液態成形材料53成形。液態成形材料53包含分別包含多個磁性粒子之多個奈米碳管111、及分散有多個奈米碳管111之上述例之液態聚矽氧橡膠材料。複數個彈性導電部110可藉由如下方式形成：多個奈米碳管111藉由上述磁性粒子於磁場內藉由磁力排列之力而以可導電之方式接觸。詳細而言，於成形模具51中，藉由與各彈性導電部110對應之各對磁鐵55、57沿上下方向VD施加磁場。藉由上述磁性粒子於上述磁場內藉由磁力排列之力而多個奈米碳管111向各對磁鐵55、57施加之磁場內聚集，並且於磁場內以可沿上下方向VD導電之方式彼此接觸。又，藉由上述磁性粒子於上述磁場內藉由磁力排列之力而聚集於各對磁鐵55、57之間之上述多個奈米碳管111幾乎全部沿上下方向VD均勻地分佈及排列。於形成包含多個奈米碳管111之複數個彈性導電部110後，上述液態聚矽氧橡膠材料硬化，藉此可形成連接器100之彈性絕緣部120。
作為成形連接器100之另一實施例，可自不包含奈米碳管之液態聚矽氧橡膠材料形成薄片形狀之彈性絕緣部。可使用雷射貫通薄片而於包含硬化之聚矽氧橡膠之薄片形成與複數個彈性導電部對應之複數個孔。可於孔注入包含上述奈米碳管之液態聚矽氧橡膠材料後沿上下方向施加磁場。藉此，多個奈米碳管藉由磁性粒子於磁場內排列之力而不僅於上述孔內沿上下方向分佈及排列，而且能夠以可沿上下方向導電之方式彼此接觸。
沿上下方向均勻地分佈及排列而形成彈性導電部之奈米碳管能夠以各種形態包含磁性粒子。參照圖6至圖17，於實施例之連接器中，對包含磁性粒子之奈米碳管之各種例進行說明。參照圖6至圖17進行說明之奈米碳管之例中之磁性粒子僅係為了對包含磁性粒子的奈米碳管進行例示性說明而選擇之例。上述磁性粒子之例中之一例之磁性粒子能夠以參照圖6至圖17進行說明之形態包含於奈米碳管。
圖6表示包含磁性粒子之奈米碳管之一例。參照圖6，多個磁性粒子112可位於一個奈米碳管111之內部。即，奈米碳管111能夠以磁性粒子112插入於奈米碳管111之內部空間之形態包含磁性粒子112。關於磁性粒子插入於奈米碳管之內部空間之例，參照圖7至圖11。
可藉由化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)生成及生長奈米碳管。於藉由化學氣相沈積生成及生長奈米碳管之中途，上述磁性粒子可用作觸媒而插入於奈米碳管之內部空間。作為一例，可藉由如下方式進行使用化學氣相沈積之奈米碳管之生成與生長：將烴氣作為移送氣體供給至用以進行化學氣相沈積之反應器，自設置於反應器內之基板沿垂直方向生長奈米碳管。圖7至圖9係概略性地表示藉由化學氣相沈積生成及生長奈米碳管而磁性粒子插入於奈米碳管之內部空間之例。
參照圖7，磁性粒子112或磁性粒子112之簇較弱地結合於包含矽或鋁之基板211之表面。作為移送氣體供給之烴氣於磁性粒子112之上部藉由發熱分解而分解成碳與氫。於磁性粒子112之上端，因發熱分解而溫度與碳濃度增加，磁性粒子112自基板211分離。隨著碳向更冰冷之區域擴散沈澱，奈米碳管111可自基板211沿上下方向包含磁性粒子112而形成。
參照圖8，磁性粒子簇213沈積於基板211之表面。基板211之表面之磁性粒子簇213暴露於烴氣。烴氣於簇213之表面催化性地發熱分解而分解成氫與碳。分解之碳自更高濃度之高溫區域擴散沈澱至簇213之冰冷的區域，從而奈米碳管111可包含磁性粒子簇213而自基板211沿垂直方向形成。
參照圖9，於藉由化學氣相沈積生長奈米碳管之同時，可利用磁性粒子填充奈米碳管之內部。於奈米碳管111以緩慢之速度生長之中途，裝於坩鍋之磁性粒子簇汽化而可投入至生長之奈米碳管。磁性粒子簇附著於奈米碳管111之開放端部，藉此奈米碳管111能夠以較快之速度生長。因於磁性粒子簇213周邊快速生長之奈米碳管之力而簇213發生變形。若中止作為觸媒物質之磁性粒子簇213之供給，則奈米碳管111可再次緩慢地生長。
能夠以成為奈米碳管之方式捲起附著有磁性粒子之石墨烯片(graphine sheet)而形成內部空間插入有磁性粒子之奈米碳管。圖10係概略性地表示捲起附著有磁性粒子之石墨烯片而形成奈米碳管之一例。參照圖10，可使用電弧放電將磁性粒子112附著於石墨烯片221，捲起此種石墨烯片221而形成插入有磁性粒子之奈米碳管111。例如，可將包含磁性粒子之溶液投入至具有由石墨製成之陰極電極與陽極電極之容器，對陰極電極與陽極電極供給直流電而於陰極電極與陽極電極之間執行電弧放電。藉由電弧放電，容器內部之溫度可上升至約3000度。於此種溫度下，磁性粒子離子化成奈米粒子，自石墨製成之電極形成石墨烯片，可於石墨烯片附著磁性粒子。
亦可利用毛細管效應形成內部空間插入有磁性粒子之奈米碳管。圖11表示利用毛細管現象於奈米碳管之內部插入磁性粒子之一例。參照圖11，藉由化學氣相沈積而於包含氧化鋁之基板231之孔之表面生長有奈米碳管232。將包含上述磁性粒子之搬運流體233滴落至奈米碳管232。於是，搬運流體233藉由毛細管效應填充奈米碳管232。搬運流體233可整體或局部填充奈米碳管232。此後，若將搬運流體233乾燥，則磁性粒子112投入於奈米碳管232之內部。藉此，可形成內部空間插入有磁性粒子112之奈米碳管111。若將包含氧化鋁之基板231溶解於氫氧化鈉(NaOH)溶液，則可獲得於內部空間插入有磁性粒子112之奈米碳管111。作為另一例，藉由將基板231溶解於氫氧化鈉(NaOH)溶液而使藉由化學氣相沈積生成及生長於包含氧化鋁之基板231之奈米碳管232自基板231分離。此後，將上述搬運流體233滴落至奈米碳管232，藉由毛細管效應以搬運流體233填充奈米碳管232之內部。此後，將搬運流體233乾燥，藉此可獲得於內部空間插入有磁性粒子112之奈米碳管111。
於參照圖7至圖11進行說明之奈米碳管之例中，奈米碳管111可具有封閉之端部。圖12表示插入有磁性粒子且一側端部封閉之奈米碳管。參照圖12，一側端部封閉之奈米碳管111可防止插入於其內部空間之磁性粒子112自奈米碳管111脫離。
圖13表示包含磁性粒子之奈米碳管之又一例。參照圖13，磁性粒子112可於一奈米碳管111之外側鍵結於奈米碳管111。詳細而言，各磁性粒子112可藉由化學鍵結與奈米碳管111之碳原子鍵結。圖14與圖15係概略性地表示磁性粒子藉由化學鍵結而鍵結於奈米碳管之碳原子之例。
參照圖14，若利用硝酸(HNO3 )處理純奈米碳管241，則於奈米碳管241之碳原子附著羥基(OH)與羧基(COOH)。此後，將鎳與鈷作為前驅物而附著於具有羥基(OH)與羧基(COOH)之奈米碳管241。此後，可藉由水熱(hydrothermal)處理及退火(annealing)處理獲得圖13所示之奈米碳管111、即磁性粒子112藉由化學鍵結而鍵結於奈米碳管之碳原子之奈米碳管111。此時之磁性粒子112可為鎳鈷氧化物(NiCo2 O4 )。
圖15表示磁性粒子藉由化學鍵結與奈米碳管之碳原子鍵結之又一例，且表示磁性粒子藉由所謂之點擊化學反應與奈米碳管之碳原子鍵結之情形。如圖15之左側所示，將包含經炔烴改性之奈米碳管251與具有包含磁性粒子112(圖15中為鐵氧化物之磁性粒子)之疊氮化物之樹枝狀聚合物鍵結。於該情形時，將奈米碳管251與上述樹枝狀聚合物連同抗壞血酸鈉(sodium ascorbate)及硫酸銅(CuSO4 )一併投入於以3∶1之比率混合四氫葉酸(tetrahydrofolic acid)與水(H2 O)而成之溶液而進行反應。藉此，如圖15之右側所示，可獲得於奈米碳管111之碳原子鍵結有磁性粒子112、即於奈米碳管之外側表面結合有磁性粒子112之奈米碳管111。
圖16表示包含磁性粒子之奈米碳管之又一例。參照圖16，奈米碳管111於石墨壁(graphitic wall)具有6個碳原子構成之多個六角孔。多個六角孔中之一部分六角孔分別具有多個磁性粒子112中之一者。多個磁性粒子112分別隨機地位於多個六角孔中之一者。於圖16所示之奈米碳管中，磁性粒子不位於奈米碳管之內部空間或奈米碳管之外部，磁性粒子112位於奈米碳管之六角孔而拘束於六角孔內。即，圖16所示之奈米碳管111呈無粒子表面(particle-free surface)之構造，因此不對奈米碳管111間之接觸與傳導性產生影響。
圖17係概略性地表示磁性粒子位於奈米碳管之六角孔之奈米碳管之例。如圖17之左側所示，可使用包括包含鋁之板252、及板252上之包含陽極氧化鋁(anodic aluminum oxide)且具有多個孔254之模板253之基板251。可沿模板253之孔254之圓筒形壁面255生成奈米碳管。利用上述磁性粒子(例如，四氧化三鐵(Fe3 O4 ))塗覆圓筒形壁面255。以磁性粒子塗覆圓筒形壁面255之基板251配置於化學氣相沈積用反應器內。藉由反應器內之加熱，Fe3 O4 還原成FeC。如圖17之右側所示，藉由化學氣相沈積而奈米碳管111沿圓筒形壁面255生成及生長。圓筒形壁面255與奈米碳管111之間無空間，因此磁性粒子無法向奈米碳管111之外部脫離而拘束於奈米碳管111之六角孔內。
圖18表示又一實施例之連接器。參照圖18，連接器200之彈性導電部110包括包含上述磁性粒子之多個奈米碳管111、及與多個奈米碳管111接觸之多個導電性金屬粒子113。於各彈性導電部110內，導電性金屬粒子113可沿上下方向VD或水平方向HD與多個奈米碳管111接觸，或者導電性金屬粒子113可沿上下方向VD或水平方向HD接觸。於各彈性導電部110內，沿上下方向VD分佈及排列之多個奈米碳管111與導電性金屬粒子113形成導電路徑。構成彈性絕緣部120之材料可將多個奈米碳管111與多個導電性金屬粒子113保持為彈性導電部110之形狀。
可利用高傳導性金屬被覆核心粒子之表面而構成導電性金屬粒子113。核心粒子可包含鐵、鎳、鈷等金屬材料，或者包含具有彈性之樹脂材料。作為被覆於核心粒子之表面之高傳導性金屬，可使用金、銀、銠、鉑、鉻等。
可藉由參照圖4進行說明之成形方式成形連接器200。例如，可藉由如下方式成形連接器200：將以上例示之包含液態聚矽氧橡膠材料、多個奈米碳管111及多個導電性金屬粒子113之液態成形材料53注入至成形模具51，將液態成形材料硬化。多個奈米碳管111與多個導電性金屬粒子113分散於液態聚矽氧橡膠材料內。奈米碳管111具有上述磁性粒子中之一者，磁性粒子可如圖6、圖13及圖16所示般配置於奈米碳管111。藉由磁場施加部54、56施加之磁場而多個奈米碳管111與多個導電性金屬粒子113於各彈性導電部沿上下方向VD分佈及排列，且以可沿上下方向VD導電之方式彼此接觸。於多個奈米碳管111與多個導電性金屬粒子113沿上下方向VD分佈及排列後，液態成形材料53硬化，從而可成形圖18所示之連接器200。
以上，藉由一部分實施例與隨附圖式所示之例對本發明之技術思想進行了說明，但應瞭解，可於不脫離本發明所屬之技術領域內具有常識者可理解之本發明之技術思想及範圍的範圍內進行各種置換、變化及變更。又，此種置換、變化及變更應理解為屬於隨附之發明申請專利範圍內。
10:檢查裝置 11:端子 20:被檢查器件 21:端子 30:測試插座 31:框架 40:插座外殼 51:成形模具 52:成形空腔 53:液態成形材料 54:磁場施加部 55:磁鐵 56:磁場施加部 57:磁鐵 100:連接器 110:彈性導電部 111:奈米碳管 112:磁性粒子 113:導電性金屬粒子 120:彈性絕緣部 200:連接器 211:基板 213:磁性粒子簇(簇) 221:石墨烯片 231:基板 232:奈米碳管 233:搬運流體 241:奈米碳管 251:奈米碳管 251:基板 252:板 253:模板 254:孔 255:圓筒形壁面 VD:上下方向 HD:水平方向 HD1、HD2:水平方向
圖1係概略性地表示應用一實施例之連接器之例之剖視圖。
圖2係概略性地表示一實施例之連接器之剖視立體圖。
圖3係概略性地表示連接器之一部分之放大剖視圖。
圖4係概略性地表示製造一實施例之連接器之一例之剖視圖。
圖5係概略性地表示奈米碳管沿上下方向分佈及排列之另一例之剖視圖。
圖6係表示具有磁性粒子之奈米碳管之一例。
圖7係概略性地表示形成圖6所例示之奈米碳管之一例。
圖8係概略性地表示形成圖6所例示之奈米碳管之又一例。
圖9係概略性地表示形成圖6所例示之奈米碳管之又一例。
圖10係概略性地表示形成圖6所例示之奈米碳管之又一例。
圖11係概略性地表示形成圖6所例示之奈米碳管之又一例。
圖12係概略性地表示具有封閉端部之奈米碳管。
圖13係表示具有磁性粒子之奈米碳管之又一例。
圖14係概略性地表示形成圖13所例示之奈米碳管之一例。
圖15係概略性地表示形成圖13所例示之奈米碳管之又一例。
圖16係表示具有磁性粒子之奈米碳管之又一例。
圖17係概略性地表示形成圖16所例示之奈米碳管之一例。
圖18係概略性地表示又一實施例之連接器。
110:彈性導電部
111:奈米碳管
120:彈性絕緣部
VD:上下方向
HD:水平方向

Claims (11)

  1. 一種連接器，其係配置於檢查裝置與被檢查器件之間而將上述檢查裝置與上述被檢查器件電性連接者，其包含：複數個彈性導電部，其分別包含多個奈米碳管；及彈性絕緣部，其使上述複數個彈性導電部沿水平方向隔開及絕緣；且上述多個奈米碳管分別包含多個磁性粒子，沿上下方向分佈及排列，且以可沿上述上下方向導電之方式彼此接觸，其中上述複數個彈性導電部藉由如下方式形成，即，沿上述上下方向對各彈性導電部施加磁場，上述多個奈米碳管藉由於上述磁場內藉由磁力排列的上述磁性粒子之力，而於各彈性導電部向上述磁場內聚集，沿上述上下方向分佈及排列，且以可沿上述上下方向導電之方式彼此接觸，其中沿上述上下方向導電之方式彼此接觸之上述多個奈米碳管在上述檢查裝置之一端子與上述被檢查器件之一端子之間之上述彈性導電部內沿上述上下方向形成導電路徑，其中上述多個奈米碳管於上述彈性導電部內沿上述上下方向線性排列，及其中上述多個奈米碳管中之至少一部分具有封閉之端部。
  2. 如請求項1之連接器，其中上述多個奈米碳管藉由上述多個磁性粒子於磁場內藉由磁力排列之力而沿上述上下方向分佈及排列。
  3. 如請求項1之連接器，其中上述多個磁性粒子位於上述多個奈米碳管之各者之內部。
  4. 如請求項1之連接器，其中上述多個磁性粒子於上述多個奈米碳管之各者之外側化學鍵結於碳原子。
  5. 如請求項1之連接器，其中各上述多個奈米碳管具有多個六角孔，上述多個六角孔中之一部分六角孔分別具有上述多個磁性粒子中之一者。
  6. 如請求項3至5中任一項之連接器，其中上述多個磁性粒子包含鎳、鈷、鉻、鐵、鐵碳化物、鐵氧化物、鉻氧化物、鎳氧化物、鎳鈷氧化物、鈷鐵及單分子磁鐵物質中之任一者。
  7. 如請求項1之連接器，其中上述彈性導電部進而包含與上述多個奈米碳管接觸之多個導電性金屬粒子。
  8. 一種連接器，其係包含可沿上下方向導電之複數個彈性導電部、及使上述複數個彈性導電部沿水平方向隔開及絕緣之彈性絕緣部而藉由上述複數個彈性導電部將檢查裝置與被檢查器件電性連接者，上述連接器由包含分別包含多個磁性粒子之多個奈米碳管、及分散有上述多個奈米碳管之液態聚矽氧橡膠材料之液態成形材料成形，上述複數個彈性導電部藉由如下方式形成，即，沿上述上下方向對各彈性導電部施加磁場，上述多個奈米碳管藉由於上述磁場內藉由磁力排 列的上述磁性粒子之力，而於各彈性導電部向上述磁場內聚集，沿上述上下方向分佈及排列，且以可沿上述上下方向導電之方式彼此接觸，上述液態聚矽氧橡膠材料硬化而形成上述彈性絕緣部，其中沿上述上下方向彼此導電接觸之上述多個奈米碳管在上述檢查裝置之一端子與上述被檢查器件之一端子之間之上述彈性導電部內沿上述上下方向形成導電路徑，其中上述多個奈米碳管於上述彈性導電部內沿上述上下方向線性排列，及其中上述多個奈米碳管中之至少一部分具有封閉之端部。
  9. 如請求項8之連接器，其中上述多個磁性粒子位於上述多個奈米碳管之各者之內部。
  10. 如請求項8之連接器，其中上述多個磁性粒子於上述多個奈米碳管之各者之外側鍵結於碳原子。
  11. 如請求項8之連接器，其中各上述多個奈米碳管具有多個六角孔，上述多個六角孔中之一部分六角孔分別具有上述多個磁性粒子中之一者。
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