WO2021157970A1 - 전기접속용 커넥터 - Google Patents

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WO2021157970A1
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connector
metal frame
signal
vertical direction
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PCT/KR2021/001272
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정영배
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주식회사 아이에스시
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R13/2407—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means

Definitions

  • the present disclosure relates to a connector for electrically connecting an inspection apparatus and a device to be inspected.
  • a connector disposed between the device under test and the test apparatus to electrically connect the device under test and the test apparatus is used in the art.
  • a pogo pin sheet and a conductive rubber sheet are known.
  • the conductive rubber sheet has a plurality of conductive parts each of which a plurality of metal particles are aggregated in a vertical direction, and a frame that holds the plurality of conductive parts and is made of silicon rubber.
  • Conventional conductive rubber sheets have limitations in that they do not sufficiently suppress noise with respect to high-frequency RF and have large signal loss. Accordingly, the conventional conductive rubber sheet cannot be effectively used for RF inspection of a high frequency of 40 GHz or higher. In addition, the conventional conductive rubber sheet does not have an impedance matching the impedance of the device to be tested and the impedance of the testing apparatus. If the conductive rubber sheet used for inspection exhibits an impedance that does not match the impedances of the device under inspection and the inspection apparatus, a large signal loss occurs due to signal reflection in the conductive rubber sheet. Since the conventional conductive rubber sheet exhibits unmatched impedance, it inevitably has poor RF characteristics.
  • An embodiment of the present disclosure provides a connector for electrical connection that has no signal interference or noise and is suitable for high-frequency RF inspection.
  • An embodiment of the present disclosure provides a connector for electrical connection that has an impedance that matches the impedance of a device under test and that of a test apparatus and does not cause signal loss due to impedance mismatch.
  • Embodiments of the present disclosure relate to a connector disposed between an inspection apparatus and a device to be inspected to electrically connect the inspection apparatus and the device to be inspected.
  • a connector includes at least one signal conductive part, at least one ground conductive part, and a metal frame part.
  • the signal conductive part includes a transmission part and an insulating part.
  • the transfer unit is made of a plurality of first conductive particles that are electrically conductively contacted in the vertical direction.
  • the insulating portion is integrally formed with the transmission unit to surround the transmission unit in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction, and has a thickness in the horizontal direction greater than the maximum width of the transmission unit in the horizontal direction.
  • the ground conductive part is disposed to be spaced apart from the signal conductive part in the horizontal direction.
  • the metal frame part maintains the signal conductive part and the ground conductive part in an up-down direction and space them apart in a horizontal direction, and is electrically connected to the ground conductive part.
  • the ground conductive part includes an upper ground conductive part and a lower ground conductive part spaced apart in the vertical direction by the metal frame part.
  • the metal frame portion has first and second grooves spaced apart in the vertical direction.
  • the first groove is concave from the upper surface of the metal frame portion and the second groove is concave from the lower surface of the metal frame portion.
  • the upper ground conductive part is formed in the first groove and the lower ground conductive part is formed in the second groove.
  • the upper ground conductive part and the lower ground conductive part include a plurality of second conductive particles that are electrically conductively contacted in a vertical direction and an elastic material for maintaining the plurality of second conductive particles in a vertical direction.
  • the upper end of the upper ground conductive part may protrude from the upper surface of the metal frame part, and the lower end of the lower ground conductive part may protrude from the lower surface of the metal frame part.
  • the signal conductive part may have an inner diameter corresponding to the maximum width of the transmission part in the horizontal direction and an outer diameter corresponding to the width between both ends of the insulating part in the horizontal direction and being 3 to 5 times the inner diameter.
  • the upper end of the signal conductive portion protrudes from the upper surface of the metal frame portion and the lower portion of the signal conductive portion protrudes from the lower surface of the metal frame portion.
  • the signal conductive portion is formed in a through hole drilled in the vertical direction in the metal frame portion.
  • the metal frame part includes an insulating oxide film for preventing a short circuit between the signal conductive part and the ground conductive part, and the insulating oxide film is formed over the entire area of the wall surface of the through hole between the wall surface of the through hole and the insulating part.
  • the elastic insulating material of the insulating part may include silicone rubber or Teflon.
  • the insulating portion may have a plurality of pores formed by the lack of an elastic insulating material.
  • the connector further includes an insulating member having a plurality of through-holes corresponding to at least one signal conductive part and at least one ground conductive part and attached to the metal frame part.
  • the transmission unit further includes conductive pins positioned in the vertical direction between the first conductive particles positioned at the upper end of the signal conductive part and the first conductive particles positioned at the lower end of the signal conductive part.
  • the length of the conductive pin in the vertical direction may be greater than the thickness of the metal frame portion in the vertical direction.
  • the signal conductive part is composed of a transmission part and an insulating part that surrounds the transmission part and is formed integrally with the transmission part, and the signal conductive part is insulated from the electrically connected ground conductive part and the metal frame part. . Accordingly, signal interference or noise is remarkably reduced between the ground conductive portion and the metal frame portion, and the signal conductive portion is not affected by signal interference or noise.
  • the transmission unit and the insulating unit are provided in the signal conductive unit as a ratio of a specific range so as to realize an impedance matching the impedance of the device under test and the impedance of the test apparatus. Accordingly, the connector of one embodiment does not have a signal loss due to impedance mismatch, and thus can be effectively used for high-frequency RF inspection.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an example to which a connector according to an embodiment is applied.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view showing a part of a connector according to an embodiment.
  • Fig. 3 is a plan view showing a part of a connector according to an embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a part of a connector according to an embodiment.
  • Fig. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the connector of the embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing simulation results of a connector of an embodiment and a connector of a comparative example.
  • FIG. 7 is a graph showing another result of simulating a connector of an embodiment and a connector of a comparative example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of manufacturing a connector according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of manufacturing a connector according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of manufacturing a connector according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of manufacturing a connector according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a part of a connector according to still another embodiment.
  • Fig. 13 is a cross-sectional view showing a part of a connector according to another embodiment.
  • Fig. 14 is a cross-sectional view showing a part of a connector according to still another embodiment.
  • Embodiments of the present disclosure are exemplified for the purpose of explaining the technical spirit of the present disclosure.
  • the scope of the rights according to the present disclosure is not limited to the embodiments presented below or specific descriptions of these embodiments.
  • Expressions such as 'first' and 'second' used in the present disclosure are used to distinguish a plurality of components from each other, and do not limit the order or importance of the corresponding components.
  • an 'upward' direction indicator is based on a direction in which the connector is positioned with respect to the inspection device, and a 'downward' direction indicator indicates a direction opposite to the upward direction.
  • the direction indicator of 'up-down direction' used in the present disclosure includes an upward direction and a downward direction, but it should be understood that it does not mean a specific one of the upward direction and the downward direction.
  • the connector of the embodiments may be used for electrical connection between the inspection apparatus and the inspected device during electrical inspection of the inspected device.
  • the connectors of the embodiments may be used for final and timely inspection of the semiconductor device in a post-process during the manufacturing process of the semiconductor device.
  • the example of the inspection to which the connector of the embodiments is applied is not limited to the above-described inspection.
  • FIG. 1 shows an example to which a connector according to an embodiment is applied, in FIG. 1 , a connector, an inspection apparatus, and a device to be inspected are schematically illustrated for understanding of the embodiment.
  • the connector 100 is a sheet-shaped structure and is disposed between the inspection apparatus 10 and the device to be inspected 20 .
  • the connector 100 may be positioned on the test device 10 by the test socket 30 .
  • the test socket 30 may be removably mounted to the test device 10 .
  • the test socket 30 receives therein the device under test 20 transported to the test apparatus 10 manually or by means of a conveying apparatus and aligns the device under test 20 with respect to the connector 100 .
  • the connector 100 is in contact with the inspection apparatus 10 and the inspected device 20 in the vertical direction VD, and the inspection apparatus 10 and the inspected device 20 . are electrically connected to each other.
  • the device under test 20 may be a semiconductor device in which a semiconductor IC chip and a plurality of terminals are packaged in a hexahedral shape using a resin material.
  • the device under test 20 may be a semiconductor device used in a mobile communication device, but is not limited thereto.
  • the device under test 20 has a plurality of hemispherical terminals on its lower side.
  • the plurality of terminals of the device under test 20 may include a signal terminal 21 and a ground terminal 22 .
  • the inspection apparatus 10 may inspect various operating characteristics of the device to be inspected 20 .
  • the inspection apparatus 10 may have a board on which an inspection is performed, and the board may include an inspection circuit 11 for inspecting a device to be inspected.
  • the test circuit 11 has a plurality of terminals electrically connected to the terminals 21 and 22 of the device under test through the connector 100 .
  • the terminal of the test apparatus 10 may include a signal terminal 12 for transmitting a test signal and receiving a response signal, and a ground terminal 13 positioned around the signal terminal 12 .
  • the signal terminal 21 of the device under test 20 is electrically connected to the signal terminal 12 of the test apparatus 10 through the connector 100
  • the ground terminal 22 of the device under test 20 is connected to the connector It is electrically connected to the ground terminal 13 of the test apparatus 10 through 100 .
  • the connector 100 electrically connects the terminals 21 and 22 of the device to be inspected and the terminals 12 and 13 of the inspection apparatus corresponding thereto in the vertical direction (VD), , the inspection of the device to be inspected 20 is performed by the inspection apparatus 10 through the connector 100 .
  • the connector 100 may be disposed between the device under test 20 and the test apparatus 10 for high-frequency RF test of the device under test 20 .
  • the connector 100 includes at least one signal conductive part 110 , at least one ground conductive part 120 , and a metal frame part 130 .
  • the signal conductive part 110 extends in the vertical direction VD and is configured to be conductive in the vertical direction VD.
  • the ground conductive part 120 is disposed to be spaced apart from the signal conductive part 110 in the horizontal direction HD orthogonal to the vertical direction VD.
  • the metal frame part 130 maintains the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 in the vertical direction VD and is spaced apart from each other in the horizontal direction HD.
  • the signal conductive part 110 is in contact with the signal terminal 21 of the device under test at its upper end and in contact with the signal terminal 12 of the test device at its lower end. Accordingly, a vertical conductive path is formed between the signal terminal 12 and the signal terminal 21 corresponding to one signal conductive part 110 through the signal conductive part 110 as a medium.
  • the test signal of the test apparatus may be transmitted from the signal terminal 12 through the signal conductive part 110 to the signal terminal 21 of the device under test 20, and the response signal of the device under test 20 is the signal terminal
  • the signal may be transmitted from the 21 to the signal terminal 12 of the test apparatus 10 through the conductive part 110 .
  • the upper end of the signal conductive part 110 protrudes upward from the upper surface 131 of the metal frame part 130 , and the lower end of the signal conductive part 110 protrudes below the lower surface 132 of the metal frame part 130 . do.
  • the signal conductive part 110 is insulated from the metal frame part 130 and is not electrically connected to the ground conductive part 120 and the metal frame part 130 .
  • the upper end of the ground conductive part 120 protrudes upward from the upper surface 131 of the metal frame part 130 , and the lower end of the ground conductive part 120 protrudes below the lower surface 132 of the metal frame part 130 . do.
  • the ground conductive part 120 and the metal frame part 130 are electrically connected.
  • Figs. 2 to 4 schematically show the shape, arrangement and arrangement of components of the connector, and these are merely examples selected for understanding the embodiment.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view showing a part of a connector according to an embodiment
  • Fig. 3 is a plan view showing a part of the connector according to an embodiment
  • Fig. 4 is a cross-sectional perspective view showing a part of the connector according to an embodiment.
  • the signal conductive unit 110 performs signal transmission in the vertical direction VD between the test apparatus and the device under test.
  • the signal conductive part 110 may have a cylindrical shape extending in the vertical direction VD.
  • the signal conductive unit 110 includes a transmission unit 111 that transmits a signal, and an insulating unit 112 that insulates the transmission unit 111 from the metal frame unit 130 in a horizontal direction (HD). .
  • the transfer unit 111 includes a plurality of first conductive particles 113 that are collected in the vertical direction (VD) and are arranged to be conductively contacted in the vertical direction (VD).
  • the first conductive particles 113 conductively contacted in the vertical direction VD perform signal transmission in the vertical direction VD in the signal conductive part 110 .
  • the transmission unit 111 may have a cylindrical shape extending in the vertical direction VD, and in this cylindrical shape, an intermediate diameter may be smaller than the diameters of the upper and lower ends.
  • the first conductive particles 113 may be particles made of a highly conductive metal material.
  • the high-conductivity metal material may be gold, but is not limited thereto.
  • the first conductive particles 113 may have a form in which the high-conductivity metal material is coated on a core particle made of a resin material or a metal material having elasticity.
  • the insulating part 112 is made of an elastic insulating material and has a cylindrical shape extending in the vertical direction VD.
  • the insulating part 112 may have the same height dimension as the height dimension of the transmission part 111 .
  • the elastic insulating material constituting the insulating part 112 includes an insulating material having a low dielectric constant.
  • the elastic insulating material constituting the insulating part 112 may be an insulating material such as silicone rubber or Teflon, but is not limited thereto.
  • the insulating part 112 is integrally formed with the transmission part 111 to constitute the signal conductive part 110 .
  • the insulating part 112 is formed to surround the transmission part 111 in the horizontal direction HD.
  • the elastic insulating material forming the insulating part 112 may be filled between the first conductive particles 113 . That is, the insulating part 112 maintains the first conductive particles 113 in the shape of the transmission part 111 , and the insulating part 112 may be integrated with the insulating material filled between the first conductive particles 113 . can Accordingly, the insulating part 112 imparts elasticity to the signal conductive part 110 in the vertical direction VD and the horizontal direction HD. The portion of the signal conductive part 110 in contact with the metal frame part 130 is difficult to elastically deform due to the metal frame part 130 .
  • the signal conductive unit 110 has an upper end 114 protruding upward from the upper surface 131 of the metal frame unit 130 and a lower end 115 protruding downward from the lower surface 132 of the metal frame unit 130 .
  • the upper end 114 and the lower end 115 are part of the signal conductive unit 110 .
  • the upper end of the upper end 114 includes the upper end of the transmitting unit 111 and the upper end of the insulating unit 112
  • the lower end of the lower end 115 includes the lower end of the transmitting unit 111 and the lower end of the insulating unit 112 . do.
  • the upper end 114 and the lower end 115 of the signal conductive part may be elastically deformed in the vertical direction VD and the horizontal direction HD.
  • the signal conductive part 110 is pressed downward by the signal terminal 21 (see FIG. 1 ) of the device under test
  • the upper end 114 and the lower end 115 may be elastically deformed in the horizontal direction HD.
  • the upper end 114 and the lower end 115 may be elastically restored.
  • the insulating portion 112 surrounding the transmission unit 111 has a predetermined thickness, and efficiently insulates the transmission unit 111 from the metal frame unit 130 and enables signal transmission without signal loss.
  • the maximum distance between both ends of the transmitter 111 in the horizontal direction HD may be defined as the maximum width W of the transmitter 111 .
  • the maximum distance between the both ends may mean a distance between the first conductive particles that are farthest apart in the horizontal direction HD orthogonal to the central axis C of the transmission unit 111 .
  • the insulating part 112 has a thickness T in the radial direction with respect to the central axis C of the transmission part 111 , that is, in the horizontal direction HD.
  • the insulating part 112 and the transmission part 111 are integrally formed so that the thickness T of the insulating part 112 is greater than the maximum width W of the transmission part 111 . Accordingly, the signal conductive part 110 may have a coaxial structure, and the central axis of the insulating part 112 may coincide with the central axis C of the transmission part 111 .
  • the ground conductive part 120 is positioned around the signal conductive part 110 and is spaced apart from the signal conductive part 110 in the horizontal direction HD by the metal frame part 130 . Due to the insulating part 112 of the signal conductive part 110 , the transmission part 111 is not short-circuited with the ground conductive part 120 and the metal frame part 130 .
  • Only one ground conductive part 120 may be disposed to be spaced apart from the signal conductive part 110 in the horizontal direction HD.
  • a plurality of ground conductive parts 120 may be disposed to be spaced apart from one signal conductive part 110 in the horizontal direction HD.
  • the plurality of ground conductive parts 120 conduct one signal while being spaced apart from one signal conductive part 110 in the horizontal direction by the metal frame part 130 in the HD direction. It may be disposed around the unit 110 .
  • the planar arrangement of the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 shown in FIG. 3 is merely exemplary, and is not limited to the planar arrangement shown in FIG. 3 .
  • the planar arrangement of the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 may vary according to the planar arrangement of terminals of the device under test.
  • at least one or a plurality of ground conductive parts 120 may be disposed to be horizontally spaced apart from the signal conductive part 110 , and intervals between the plurality of ground conductive parts 120 may not be constant.
  • a plurality of groups each including a plurality of ground conductive parts 120 may be disposed to be horizontally spaced apart from one signal conductive part 110 or a plurality of signal conductive parts 110 .
  • the plurality of signal conductive parts 110 may form one group, and the plurality of ground conductive parts 120 may be horizontally spaced apart from the group and disposed around the group.
  • the ground conductive part 120 is configured to be electrically conductive. Also, the ground conductive part 120 is electrically connected to the metal frame part 130 . Accordingly, the ground conductive part 120 and the metal frame part 130 are short-circuited to each other, and may act as a single short circuit member.
  • each ground conductive part 120 includes an upper ground conductive part 121 and a lower ground conductive part 122 .
  • the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 are aligned in the vertical direction VD and are spaced apart from each other in the vertical direction VD by the metal frame part 130 .
  • the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 are electrically connected to the metal frame part 130 .
  • the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 connect a plurality of second conductive particles 123 and the second conductive particles 123 to be electrically conductive in the vertical direction (VD) and contacted in the vertical direction. and an elastic material 124 to hold it (VD).
  • the second conductive particles 123 constituting the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 may be the same as or different from the above-described first conductive particles 113 .
  • the combination made by the second conductive particles 123 contacted in the vertical direction (VD) is in contact with the metal frame part 130 at the top or bottom thereof, and the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 are in contact with the upper and lower ground conductive parts 122 .
  • the elastic material 124 maintains the second conductive particles 123 in a cured state.
  • the elastic material 124 may have insulating properties or may have conductivity.
  • the elastic material 124 may include, but is not limited to, an elastic insulating material forming the insulating part 112 of the signal conductive part 110 .
  • the upper ground conductive part 121 has an upper end 125 protruding upward from the upper surface of the metal frame part 130
  • the lower ground conductive part 122 has a lower end protruding downward from the lower surface of the metal frame part 130 .
  • the protrusion height of the upper end 125 may be the same as the protrusion height of the upper end 114 of the signal conductive part
  • the protrusion height of the lower end 126 may be the same as the protrusion height of the lower end 115 of the signal conductive part. Due to the upper end 125 of the upper ground conductive part 121 and the lower end 126 of the lower ground conductive part 122 , the ground conductive part 120 may be elastically deformed and elastically restored when the device under test is inspected. there is.
  • the metal frame part 130 may be formed of a flat body, and may be made of a metal material such as stainless steel or aluminum.
  • the metal frame part 130 separates the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 from each other.
  • the metal frame part 130 is electrically connected to the ground conductive part 120 and is short-circuited with the ground conductive part 120 .
  • the metal frame part 130 may be connected to a test socket guide mounted on a board of the test apparatus and grounded to the outside. When the metal frame unit 130 is externally grounded through the test socket guide, the ground range is extended from the connector 100 to the test socket guide, thereby further improving RF characteristics.
  • the metal frame part 130 has a through hole 133 drilled in the vertical direction VD in the metal frame part 130 , and the signal conductive part 110 is formed in the through hole 133 , there is.
  • the metal frame part 130 includes an insulating oxide film 134 formed over the entire area of the wall surface of the through hole 133 .
  • the insulating oxide layer 134 is disposed between the wall surface of the through hole 133 and the insulating part 112 of the signal conductive part, and a short circuit between the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 and the signal conductive part 110 . ) and the metal frame part 130 to prevent a short circuit.
  • the insulating oxide layer 134 may be formed on the wall surface of the through hole 133 by anodizing the metal frame portion 130 having the through hole 133 formed thereinto. An insulating oxide film is formed on the wall surface of the through hole 133 by anodizing, and insulation between the signal conductive part 110 and the metal frame part 130 may be improved. As another embodiment, the insulating oxide layer 134 may be formed on the upper surface 131 , the lower surface 132 , or the upper surface 131 and the lower surface 132 of the metal frame unit 130 . The insulating oxide film formed on the upper surface 131 and the lower surface 132 of the metal frame part may prevent a short circuit between the metal frame part and the device under test or a short circuit between the metal frame part and the inspection apparatus when the device under test is inspected.
  • the metal frame part 130 has a first groove 135 concave downward from the upper surface 131 and a second groove 136 concave upward from the lower surface 132 .
  • the upper ground conductive part 121 is formed in the first groove 135
  • the lower ground conductive part 122 is formed in the second groove 136 .
  • the first groove 135 and the second groove 136 are spaced apart from each other in the vertical direction VD.
  • the upper ground conductive part 121 formed in the first groove 135 is electrically connected to the metal frame part 130 through the first groove 135
  • the first groove 135 and the second groove 136 do not have the above-described insulating oxide film 134 . Accordingly, the upper ground conductive part 121 and the lower ground conductive part 122 may be short-circuited through the metal frame part 130 . However, due to the insulating part 112 of the signal conductive part, the signal conductive part 110 is not short-circuited with the upper ground conductive part 121 , the lower ground conductive part 122 , and the metal frame part 130 .
  • the signal conductive part 110 , the upper ground conductive part 121 , and the lower ground conductive part 122 do not protrude from the upper surface 131 and the lower surface 132 of the metal frame part 130 . It may be configured not to.
  • the connector of an embodiment is configured to exhibit an impedance matching the impedance of the test circuit of the test apparatus and the impedance of the device under test. Since the ground conductive part 120 and the metal frame part 130 can function as a single short circuit, the distance between the metal frame part 130 and the transmission part 111 of the signal conductive part 110 affects the impedance of the connector. can give In order to represent the impedance matching the impedance of the test apparatus and the impedance of the device under test, the size of the transmission unit 111 and the size of the insulating unit 112 may be determined within a specific ratio range.
  • the transmission unit 111 and the insulating unit 112 constituting the coaxial structure are formed with dimensions determined at a specific ratio, thereby eliminating signal loss due to impedance mismatch and providing an impedance matching the impedance of the device under test and the impedance of the testing apparatus. It can be provided to the connector 100 .
  • the signal conductive part 110 may have an inner diameter D1 and an outer diameter D2.
  • the inner diameter D1 of the signal conductive part 110 may correspond to the maximum width W of the transmission part 111 in the horizontal direction HD
  • the outer diameter D2 of the signal conductive part 110 is may correspond to the width (or the diameter of the through hole 133 of the metal frame part 130 ) between both ends of the insulating part 112 in the horizontal direction HD.
  • the impedance of the signal conductive part may be determined by the diameter of the transmission part (ie, the inner diameter D1) and the diameter of the insulating part (ie, the outer diameter D2).
  • the ratio of the inner diameter D1 to the outer diameter D2 is determined such that the impedance of the connector according to the embodiment matches the impedance of the test circuit of the test apparatus and the impedance of the device under test to be tested by the test apparatus.
  • the impedance value of the signal conductive part may be determined by the ratio of the inner diameter D1 to the outer diameter D2.
  • the device under test may have an impedance of about 50 ohms
  • the test circuit of the test apparatus may have an impedance of about 50 ohms.
  • the impedance of about 50 ohms of the device under test and the impedance of about 50 ohms of the test circuit may be impedances determined in consideration of signal transmission without signal distortion.
  • the connector of one embodiment can exhibit an impedance of about 50 ohms.
  • the connector according to an embodiment when the connector according to an embodiment is disposed between the device under test and the test apparatus, the impedance of the device under test, the impedance of the test apparatus, and the impedance of the connector match each other. Accordingly, the connector of one embodiment enables reliable high-frequency RF inspection of the device under test without signal loss such as signal reflection.
  • the outer diameter D2 of the signal conductive part 110 may be three to five times the inner diameter D1 to be applied to various devices to be inspected and an inspection apparatus for inspecting them. That is, the ratio of the inner diameter D1 to the outer diameter D2 may be determined within the range of 1:3 to 1:5. As a specific example, when the outer diameter D2 is four times the inner diameter D1, that is, when the ratio of the inner diameter D1 to the outer diameter D2 is 1:4, the connector of one embodiment will exhibit an impedance of about 50 ohms. can
  • the impedance in the case where the outer diameter D2 is four times the inner diameter D1 may be confirmed by software (eg, a coaxial line calculator) capable of calculating the impedance in the coaxial structure.
  • software eg, a coaxial line calculator
  • the impedance was calculated under the condition that the dielectric constant of the insulating part 112 is 2.95, the inner diameter D1 is 0.1 mm, and the outer diameter D2 is 0.4 mm.
  • the impedance is It can be confirmed that it is about 50 ohms.
  • the parasitic capacitance is 118.222 pF/m
  • the inductance is 277.259 nH/m
  • the phase velocity is 174667 km/s
  • a time delay may be calculated as 5.719 ns/m.
  • the connector of one embodiment enables RF inspection of high frequencies above 40 GHz while achieving impedance matching, without signal interference or noise and without signal loss.
  • the connector according to an embodiment having a signal conductive portion exhibiting an impedance of about 50 ohms may cover a high frequency band, and may be effectively applied to inspection of a semiconductor device of a mobile communication device operating in the high frequency band.
  • the connector of one embodiment since the dimensions of the inner diameter D1 and the outer diameter D2 are adjusted under the coaxial structure of the signal conductive part and the signal conductive part is not short-circuited with the ground conductive part and the metal frame part, the connector of one embodiment has improved RF can have characteristics.
  • 6 and 7 are graphs showing results of simulations performed using software for simulating a high-frequency electromagnetic field.
  • the above simulations were performed for the connector according to the embodiment and the connector according to the comparative example.
  • the X-axis represents the numerical value of the frequency
  • the unit of the frequency is GHz
  • the Y-axis has the unit of decibel (dB).
  • the solid line curve means the connector of the embodiment
  • the broken line curve means the connector of the comparative example.
  • the connector of the comparative example is a conventional electroconductive rubber sheet which has a frame which consists of silicone rubber, and the electroconductive part in which many electroconductive particles are aggregated in the up-down direction for every position of a terminal.
  • FIG. 6 shows simulation results regarding insertion loss, which means the degree of signal loss during signal transmission.
  • a curve close to 0 db means little signal loss.
  • the connector of one embodiment has a small signal loss in a high frequency range of 40 GHz or more compared to the connector of the comparative example.
  • 7 shows simulation results regarding return loss, which means the degree of signal reflection during signal transmission.
  • a curve close to 0 dB means a large signal reflection.
  • the connector of one embodiment has less signal reflection in a high frequency range of 40 GHz or more compared to the connector of the comparative example.
  • the curve of the connector of one embodiment is located below -30 dB in the range of 40 GHz or less, it can be confirmed that the connector of the embodiment has excellent RF characteristics at a high frequency of 40 GHz or more.
  • FIGS. 8 to 11 schematically show an example of manufacturing a connector according to an embodiment, and elements shown in FIGS. 8 to 11 are merely selected for understanding the embodiment.
  • a metal plate 41 that can be made of the metal frame part is prepared, and a through hole 133 is formed in the metal plate 41 at a position where the signal conductive part is to be formed.
  • the through hole 133 may be formed, for example, by drilling.
  • an insulating oxide film 134 is formed on the surface of the metal plate 41 (the upper surface 42 and the lower surface 43 of the metal plate 41 and the wall surface 44 of the through hole 133 ).
  • the insulating oxide film 134 may be formed by anodizing using the metal plate 41 as an anode.
  • the surface of the metal plate 41 is oxidized through anodizing, and an insulating oxide film, which is a non-conductor, is formed on the surface of the metal plate 41 .
  • an insulating oxide film of Al2O3, which is a non-conductor may be formed by anodizing.
  • the first groove 135 and the second groove 136 are formed in the metal plate 41 to be aligned in the vertical direction VD and spaced apart from each other.
  • the first groove 135 and the second groove 136 are disposed to be spaced apart from the through hole 133 in the horizontal direction HD, and the upper ground conductive part and the lower ground conductive part are respectively formed.
  • the first groove 135 and the second groove 136 may be formed by, for example, drilling or a laser. Since the first groove 135 and the second groove 136 are formed in the metal plate 41 , the insulating oxide layer 134 does not exist in the first groove 135 and the second groove 136 .
  • the metal plate 41 in which the through hole 133 and the first and second grooves 135 and 136 are formed serves as the metal frame part. After the formation of the first and second grooves 135 and 136 , the insulating oxide film 134 present on the upper surface 42 and the lower surface 43 of the metal plate 41 is removed from the upper surface 42 and the lower surface 43 , or It may not be removed.
  • spacers 45 are disposed on the upper and lower surfaces of the metal frame part 130 , the first liquid material 46 is injected into the through-holes 133 , and the first and second grooves 135 . , 136 is injected with a second liquid material 47 .
  • the first liquid material 46 includes an elastic insulating material in a liquid state constituting the insulating portion of the signal conductive part, and first conductive particles 113 dispersed in the elastic insulating material in a liquid state.
  • the second liquid material 47 includes an elastic material in a liquid state constituting the elastic material of the ground conductive part, and second conductive particles 123 dispersed therein.
  • the elastic insulating material of the first liquid material 46 and the elastic material of the second liquid material 47 may be the same.
  • the first conductive particles 113 and the second conductive particles 123 may be the same.
  • a magnetic field is applied to the first liquid material 46 injected into the through hole 133 and the second liquid material 47 injected into the first and second grooves 135 and 136 in the vertical direction VD. do.
  • the first conductive particles 113 in the first liquid material 46 are densely aggregated in the vertical direction (VD) in the magnetic field to be conductively contacted
  • the second conductive particles 113 in the second liquid material 47 are in contact with the magnetic field.
  • the two conductive particles 123 are densely aggregated in the vertical direction (VD) in the magnetic field to be conductively contacted.
  • the first conductive particles 113 densely aggregated and contacted in the vertical direction VD may form a transmission part of the signal conductive part
  • the second conductive particles densely aggregated and contacted in the vertical direction VD ( 123) may form the upper and lower ground conductive parts.
  • the liquid elastic insulating material excluding the first conductive particles 113 among the first liquid material 46 may be cured to form an insulating part of the signal conductive part.
  • the second conductive particles 123 may be maintained in the vertical direction while the liquid elastic material excluding the second conductive particles 123 among the second liquid materials 47 is cured by the curing treatment.
  • the maximum width in the horizontal direction HD of the first conductive particles 113 collected and contacted in the vertical direction VD is the diameter of the through hole 133 .
  • the magnet used for the application of the magnetic field may be configured to apply a magnetic field that is 1/3 to 1/5 of .
  • the protruding upper and lower ends of the signal conductive part and the protruding upper and lower ends of the ground conductive part may be formed.
  • the spacer 45 may not be used, and the signal conductive part and the ground conductive part may be formed so as not to have portions protruding from the upper and lower surfaces of the metal frame part 130 .
  • FIGS. 12 to 14 show embodiments of a connector. Components of the connector described with reference to FIGS. 12 to 14 may be selectively employed in the connector of the above-described embodiment.
  • the insulating part 112 has a plurality of pores 116 , and the pores 116 may be distributed throughout the insulating part 112 .
  • the elastic insulating material constituting the insulating part 112 is partially absent, pores 116 are formed in the insulating part 112 . Since the insulating part 112 having the pores 116 has a lower dielectric constant than the insulating part having no pores, the signal loss to the signal conductive part 110 may be further reduced.
  • the first liquid material for forming the signal conductive part 110 includes an elastic insulating material in a liquid state constituting the insulating part 112 and first conductive particles dispersed in the elastic insulating material in a liquid state. and a foaming agent included in the elastic insulating material in a liquid state.
  • the foaming agent reacts with the liquid elastic insulating material to generate gas.
  • the generated gas repels the liquid elastic insulating material. Accordingly, as the generated gas partially depletes the liquid elastic insulating material in the insulating part 112 , a plurality of pores 116 may be formed throughout the insulating part 112 .
  • the connector shown in FIG. 13 includes an insulating member 140 attached to the lower surface 132 of the metal frame part 130 .
  • the insulating member 140 may include a polyimide film having insulating properties or a film made of a polymer having insulating properties.
  • a through hole 141 corresponding to the signal conductive part 110 and a through hole 142 corresponding to the ground conductive part 120 (lower ground conductive part 122) are formed in the insulating member 140 .
  • the lower end 115 of the signal conductive part 110 protrudes through the through hole 141
  • the lower end 126 of the lower ground conductive part 122 protrudes through the through hole 142 .
  • the insulating member 140 may prevent a short circuit between the signal conductive part 110 and the ground conductive part 120 .
  • the insulating member 140 may prevent a short circuit between the metal frame unit 130 and the inspection device.
  • the insulating member 140 may be attached to the upper surface 131 of the metal frame unit 130 or to both the upper surface 131 and the lower surface 132 .
  • the transmission part 111 of the signal conductive part 110 further includes a conductive pin 117 in addition to the first conductive particles 113 .
  • the conductive pins 117 are made of a highly conductive metal material.
  • the metal material constituting the conductive pin 117 may include gold, but is not limited to gold.
  • the conductive pin 117 is positioned in the vertical direction VD between the first conductive particles 113 positioned in the upper end 114 and the first conductive particles 113 positioned in the lower end 115 . That is, the conductive pin 117 is supported in the vertical direction VD by the insulating part 112 while in contact with the upper first conductive particles 113 and the lower first conductive particles 113 .
  • the conductive pins 117 are positioned in the vertical direction (VD) to correspond to the thickness of the metal frame part 130 , and transmitted together with the first conductive particles 113 on the upper side and the first conductive particles 113 on the lower side. constitutes the part 111 .
  • a portion of the signal conductive part 110 corresponding to the thickness of the metal frame part 130 does not have elastic restoring force due to the metal frame part 130 .
  • the signal transmission efficiency is improved in the portion of the signal conductive portion 110 where the elastic restoring force does not act. can do it
  • the diameter dimension of the conductive pin 117 may correspond to the inner diameter of the signal conductive part described above.
  • the length of the conductive pin 117 in the vertical direction VD may be greater than the thickness of the metal frame part 130 in the vertical direction VD.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에 배치되는 전기접속용 커넥터가 제공된다. 커넥터는, 신호 도전부와, 그라운드 도전부와, 금속 프레임부를 포함한다. 신호 도전부는 전송부와 절연부를 포함한다. 전송부는 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉된 다수의 제1 도전성 입자로 이루어진다. 절연부는 상하 방향에 직교하는 수평 방향에서 전송부를 에워싸도록 전송부와 일체로 형성되며, 수평 방향에서의 전송부의 최대폭보다 큰 수평 방향에서의 두께를 가진다. 그라운드 도전부는 수평 방향으로 신호 도전부로부터 이격된다. 금속 프레임부는 신호 도전부와 그라운드 도전부를 상하 방향으로 유지하고 수평 방향으로 이격시키며, 그라운드 도전부와 전기적으로 접속된다.

Description

전기접속용 커넥터
본 개시는 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터에 관한 것이다.
피검사 디바이스(device under test)의 동작 특성을 검사하기 위해, 피검사 디바이스와 검사 장치의 사이에 배치되어 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 접속시키는 커넥터가 당해 분야에서 사용되고 있다. 이러한 커넥터로서, 포고핀 시트(pogo pin sheet)와, 도전성 러버 시트(conductive rubber sheet)가 알려져 있다. 도전성 러버 시트는, 각각 다수의 금속 입자가 상하 방향으로 집합되어 이루어지는 다수의 도전부들과, 다수의 도전부들을 유지하고 실리콘 러버로 이루어지는 프레임을 가진다.
모바일 통신 기기에 사용되는 반도체 디바이스는 고주파의 RF(radio frequency) 특성에 대해 검사되어야 한다. 도전성 러버 시트는 얇은 두께로 인해 포고핀 시트보다 양호한 RF 특성을 가지므로, 도전성 러버 시트가 반도체 디바이스의 RF 검사를 위해 사용되고 있다. 일 예로, 일본 공개특허공보 특개2004-335450호는, 고주파 신호에 대응할 수 있는 도전성 커넥터를 제안한다.
종래의 도전성 러버 시트는, 고주파의 RF에 대한 노이즈를 충분히 억제하지 못하고 큰 신호 손실을 가진다는 점에서 한계를 갖는다. 이에 따라, 종래의 도전성 러버 시트는, 40GHz 이상의 고주파의 RF 검사를 위해 효과적으로 사용될 수 없다. 또한, 종래의 도전성 러버 시트는, 피검사 디바이스의 임피던스 및 검사 장치의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 갖지 못한다. 검사를 위해 사용되는 도전성 러버 시트가 피검사 디바이스 및 검사 장치의 임피 던스에 매칭되지 않는 임피던스를 나타내면, 도전성 러버 시트에서 신호 반사로 인해 큰 신호 손실이 발생한다. 종래의 도전성 러버 시트는 매칭되지 않는 임피던스를 나타내므로, 불량한 RF 특성을 가질 수 밖에 없다.
본 개시의 일 실시예는, 신호의 간섭 또는 노이즈를 갖지 않으며 고주파의 RF 검사에 적합한 전기접속용 커넥터를 제공한다. 본 개시의 일 실시예는, 피검사 디바이스의 임피던스 및 검사 장치의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 가지며 임피던스 비매칭으로 인한 신호 손실을 일으키지 않는 전기접속용 커넥터를 제공한다.
본 개시의 실시예들은, 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에 배치되어 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터에 관련된다. 일 실시예에 따른 커넥터는, 적어도 하나의 신호 도전부와, 적어도 하나의 그라운드 도전부와, 금속 프레임부를 포함한다. 신호 도전부는 전송부와 절연부를 포함한다. 전송부는 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉된 다수의 제1 도전성 입자로 이루어진다. 절연부는 상하 방향에 직교하는 수평 방향에서 전송부를 에워싸도록 전송부와 일체로 형성되며, 수평 방향에서의 전송부의 최대폭보다 큰 수평 방향에서의 두께를 가진다. 그라운드 도전부는 수평 방향으로 신호 도전부와 이격되어 배치된다. 금속 프레임부는 신호 도전부와 그라운드 도전부를 상하 방향으로 유지하고 수평 방향으로 이격시키며, 그라운드 도전부와 전기적으로 접속된다.
일 실시예에 있어서, 그라운드 도전부는, 금속 프레임부에 의해 상하 방향으로 이격된 상측 그라운드 도전부 및 하측 그라운드 도전부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 금속 프레임부는 상하 방향으로 이격된 제1 및 제2 홈을 가진다. 제1 홈은 금속 프레임부의 상면으로부터 오목하고 제2 홈은 금속 프레임부의 하면으로부터 오목하다. 상측 그라운드 도전부는 제1 홈에 형성되고 하측 그라운드 도전부는 제2 홈에 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상측 그라운드 도전부 및 하측 그라운드 도전부는, 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉된 다수의 제2 도전성 입자와 다수의 제2 도전성 입자를 상하 방향으로 유지하는 탄성 물질을 포함한다. 상측 그라운드 도전부의 상단부는 금속 프레임부의 상면으로부터 돌출할 수 있고, 하측 그라운드 도전부의 하단부는 금속 프레임부의 하면으로부터 돌출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 도전부는, 수평 방향에서의 전송부의 최대폭에 대응하는 내경과 수평 방향에서의 절연부의 양단 간의 폭에 대응하고 내경의 3배 내지 5배인 외경을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 도전부의 상단부는 금속 프레임부의 상면으로부터 돌출하고 신호 도전부의 하단부는 금속 프레임부의 하면으로부터 돌출한다.
일 실시예에 있어서, 신호 도전부는 금속 프레임부에 상하 방향으로 뚫린 관통공에 형성된다. 금속 프레임부는, 신호 도전부와 그라운드 도전부 간의 단락을 방지하는 절연산화막을 포함하며, 절연산화막은 관통공의 벽면과 절연부의 사이에서 관통공의 벽면의 전체 영역에 걸쳐 형성된다.
일 실시예에 있어서, 절연부의 탄성 절연 물질은 실리콘 러버 또는 테프론을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 절연부는 탄성 절연 물질이 결핍됨으로써 형성되는 다수의 기공을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 커넥터는, 적어도 하나의 신호 도전부와 적어도 하나의 그라운드 도전부에 대응하는 복수의 관통공이 형성되고 금속 프레임부에 부착되는 절연 부재를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 전송부는, 신호 도전부의 상단부에 위치하는 제1 도전성 입자와 신호 도전부의 하단부에 위치하는 제1 도전성 입자의 사이에 상하 방향으로 위치하는 도전성 핀을 더 포함한다. 상하 방향에서의 도전성 핀의 길이는 상하 방향에서의 금속 프레임부의 두께보다 클 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 신호 도전부는 전송부와 전송부를 에워싸고 전송부와 일체로 형성되는 절연부로 이루어지며, 신호 도전부는 전기적으로 접속된 그라운드 도전부 및 금속 프레임부에 대해 절연되어 있다. 따라서, 그라운드 도전부와 금속 프레임부에서 신호의 간섭 또는 노이즈가 현저하게 감소되어, 신호 도전부는 신호의 간섭 또는 노이즈의 영향을 받지 않는다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 피검사 디바이스의 임피던스 및 검사 장치의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 실현할 수 있도록, 전송부와 절연부가 특정 범위의 비율로서 신호 도전부에 제공된다. 따라서, 일 실시예의 커넥터는, 임피던스 비매칭으로 인한 신호 손실을 갖지 않아, 고주파의 RF 검사를 위해 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 커넥터가 적용되는 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 일 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 3은 일 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 평면도이다.
도 4는 일 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면 사시도이다.
도 5는 일 실시예의 커넥터의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 6은 일 실시예의 커넥터와 비교예의 커넥터를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 7은 일 실시예의 커넥터와 비교예의 커넥터를 시뮬레이션한 또 하나의 결과를 도시하는 그래프이다.
도 8은 일 실시예의 커넥터를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 일 실시예의 커넥터를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 일 실시예의 커넥터를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 일 실시예의 커넥터를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 또 하나의 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 13은 또 다른 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면도이다.
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 가진다. 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 '결합되어' 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 '상방'의 방향지시어는 커넥터가 검사 장치에 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 도시하는 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.
이하에 설명되는 실시예들과 첨부된 도면에 도시하는 예들은, 두개의 전자 디바이스의 전기적 접속을 위한 커넥터에 관련된다. 실시예들의 커넥터의 적용예에 있어서, 상기 두개의 전자 디바이스 중 하나는 검사 장치가 될 수 있고, 상기 두개의 전자 디바이스 중 다른 하나는 검사 장치에 의해 검사되는 피검사 디바이스가 될 수 있다. 따라서, 실시예들의 커넥터는 피검사 디바이스의 전기적 검사 시에 검사 장치와 피검사 디바이스의 전기적 접속을 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 실시예들의 커넥터는, 반도체 디바이스의 제조 공정 중 후공정에서, 반도체 디바이스의 최종적인 적기적 검사를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 실시예들의 커넥터가 적용되는 검사의 예가 전술한 검사에 한정되지는 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 커넥터가 적용되는 예를 도시하며, 도 1에서, 커넥터, 검사 장치 및 피검사 디바이스는 실시예의 이해를 위해 개략적으로 도시되어 있다.
일 실시예에 따른 커넥터(100)는 시트(sheet) 형상의 구조물이며, 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)의 사이에 배치된다. 일 예로서, 커넥터(100)는 테스트 소켓(30)에 의해 검사 장치(10) 상에 위치될 수 있다. 테스트 소켓(30)은 검사 장치(10)에 제거 가능하게 장착될 수 있다. 테스트 소켓(30)은, 수작업으로 또는 운반 장치에 의해 검사 장치(10)로 운반된 피검사 디바이스(20)를 그 안에 수용하고 피검사 디바이스(20)를 커넥터(100)에 대해 정렬시킨다. 피검사 디바이스(20)의 검사 시에, 커넥터(100)는 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)에 상하 방향(VD)으로 접촉되며, 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)를 서로 전기적으로 접속시킨다.
피검사 디바이스(20)는, 반도체 IC 칩과 다수의 단자를 수지 재료를 사용하여 육면체 형태로 패키징한 반도체 디바이스일 수 있다. 일 예로, 피검사 디바이스(20)는 모바일 통신 기기에 사용되는 반도체 디바이스일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 피검사 디바이스(20)는 그 하측에 반구형의 다수의 단자를 가진다. 피검사 디바이스(20)의 상기 다수의 단자는, 시그널 단자(21)와 그라운드 단자(22)를 포함할 수 있다.
검사 장치(10)는 피검사 디바이스(20)의 각종 동작 특성을 검사할 수 있다. 검사 장치(10)는 검사가 수행되는 보드를 가질 수 있고, 상기 보드에는 피검사 디바이스의 검사를 위한 검사 회로(11)가 구비될 수 있다. 또한, 검사 회로(11)는 커넥터(100)를 통해 피검사 디바이스의 단자(21, 22)와 전기적으로 접속되는 다수의 단자를 가진다. 검사 장치(10)의 상기 단자는, 테스트 신호를 송신하고 응답 신호를 수신하는 시그널 단자(12)와, 시그널 단자(12)의 주변에 위치하는 그라운드 단자(13)를 포함할 수 있다.
피검사 디바이스(20)의 시그널 단자(21)는 커넥터(100)를 통해 검사 장치(10)의 시그널 단자(12)와 전기적으로 접속되고, 피검사 디바이스(20)의 그라운드 단자(22)는 커넥터(100)를 통해 검사 장치(10)의 그라운드 단자(13)와 전기적으로 접속된다. 피검사 디바이스의 검사 시에, 커넥터(100)가 피검사 디바이스의 각 단자(21, 22)와 이것에 대응하는 검사 장치의 각 단자(12, 13)를 상하 방향(VD)으로 전기적으로 접속시키며, 피검사 디바이스(20)의 검사가 커넥터(100)를 통해 검사 장치(10)에 의해 수행된다. 일 예로, 커넥터(100)는 피검사 디바이스(20)의 고주파의 RF 검사를 위해 피검사 디바이스(20)와 검사 장치(10)의 사이에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 커넥터(100)는, 적어도 하나의 신호 도전부(110)와, 적어도 하나의 그라운드 도전부(120)와, 금속 프레임부(130)를 포함한다. 신호 도전부(110)는 상하 방향(VD)으로 연장하며, 상하 방향(VD)으로 도전 가능하도록 구성된다. 그라운드 도전부(120)는 상하 방향(VD)에 직교하는 수평 방향(HD)으로 신호 도전부(110)와 이격되도록 배치된다. 금속 프레임부(130)는 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120)를 상하 방향(VD)으로 유지하고 수평 방향(HD)으로 이격시킨다.
신호 도전부(110)는 그 상단에서 피검사 디바이스의 시그널 단자(21)와 접촉되고 그 하단에서 검사 장치의 시그널 단자(12)와 접촉된다. 이에 따라, 하나의 신호 도전부(110)에 대응하는 시그널 단자(12)와 시그널 단자(21)의 사이에서 신호 도전부(110)를 매개로 하여 상하 방향의 도전로가 형성된다. 검사 장치의 테스트 신호는 시그널 단자(12)로부터 신호 도전부(110)를 통해 피검사 디바이스(20)의 시그널 단자(21)에 전달될 수 있고, 피검사 디바이스(20)의 응답 신호는 시그널 단자(21)로부터 신호 도전부(110)를 통해 검사 장치(10)의 시그널 단자(12)에 전달될 수 있다. 신호 도전부(110)의 상단은 금속 프레임부(130)의 상면(131)보다 상방으로 돌출하고, 신호 도전부(110)의 하단은 금속 프레임부(130)의 하면(132)보다 하방으로 돌출한다. 신호 도전부(110)는 금속 프레임부(130)로부터 절연되어 있으며, 그라운드 도전부(120) 및 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속되지 않는다. 그라운드 도전부(120)의 상단은 금속 프레임부(130)의 상면(131)보다 상방으로 돌출하고, 그라운드 도전부(120)의 하단은 금속 프레임부(130)의 하면(132)보다 하방으로 돌출한다. 그라운드 도전부(120)와 금속 프레임부(130)는 전기적으로 접속되어 있다.
일 실시예의 커넥터의 설명을 위해 도 2 내지 도 4에 도시하는 예가 함께 참조된다. 도 2 내지 도 4는 커넥터의 구성 요소들의 형상, 배치 및 배열을 개략적으로 도시하며, 이들은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다. 도 2는 일 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면도이고, 도 3은 일 실시예의 커넥터의 일부는 도시하는 평면도이며, 도 4는 일 실시예의 커넥터의 일부를 도시하는 단면 사시도이다.
커넥터(100)에서, 신호 도전부(110)가 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에서 상하 방향(VD)에서의 신호 전달을 실행한다. 신호 도전부(110)는 상하 방향(VD)으로 연장하는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 신호 도전부(110)는, 신호의 전달을 수행하는 전송부(111)와, 전송부(111)를 수평 방향(HD)으로 금속 프레임부(130)와 절연시키는 절연부(112)를 포함한다.
전송부(111)는, 상하 방향(VD)으로 집합되고 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 접촉되도록 배치된 다수의 제1 도전성 입자(113)로 이루어진다. 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 접촉된 제1 도전성 입자(113)들이 신호 도전부(110) 내에서 상하 방향(VD)에서의 신호 전송을 실행한다. 전송부(111)는 상하 방향(VD)으로 연장하는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 이러한 원기둥 형상에서 중간의 직경은 상단과 하단의 직경보다 작을 수 있다. 제1 도전성 입자(113)는 고도전성 금속 재료로 이루어지는 입자일 수 있다. 일 예로, 상기 고도전성 금속 재료는 금일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 또는, 제1 도전성 입자(113)는, 탄성을 가지는 수지 재료 또는 금속 재료로 이루어지는 코어 입자에 상기한 고도전성 금속 재료가 코팅된 형태를 가질 수도 있다.
절연부(112)는 탄성 절연 물질로 이루어지며 상하 방향(VD)으로 연장하는 원통 형상을 가진다. 절연부(112)는 전송부(111)의 높이 치수와 동일한 높이 치수를 가질 수 있다. 절연부(112)를 구성하는 탄성 절연 물질은 유전율이 낮은 절연 물질을 포함한다. 일 예로, 절연부(112)를 구성하는 탄성 절연 물질은, 실리콘 러버, 테프론과 같은 절연 물질일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 절연부(112)가 전송부(111)와 일체로 형성되어, 신호 도전부(110)를 구성한다. 절연부(112)는 전송부(111)를 수평 방향(HD)에서 에워싸도록 형성되어 있다.
전송부(111)와 절연부(112)가 일체로 되므로, 절연부(112)를 형성하는 상기 탄성 절연 물질이 제1 도전성 입자(113)들의 사이에 채워질 수 있다. 즉, 절연부(112)가 제1 도전성 입자(113)들을 전송부(111)의 형상으로 유지하며, 절연부(112)는 제1 도전성 입자(113)들의 사이에 채워진 절연 물질과 일체로 될 수 있다. 따라서, 절연부(112)가 신호 도전부(110)에 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 부여한다. 금속 프레임부(130)와 접하는 신호 도전부(110)의 부위는, 금속 프레임부(130)로 인해 탄성 변형하기 어렵다. 그러나, 신호 도전부(110)는 금속 프레임부(130)의 상면(131)으로부터 상방으로 돌출하는 상단부(114)와, 금속 프레임부(130)의 하면(132)으로부터 하방으로 돌출한 하단부(115)를 가진다. 상단부(114)와 하단부(115)는 신호 도전부(110)의 일부이다. 상단부(114)의 상단은 전송부(111)의 상단 및 절연부(112)의 상단을 포함하고, 하단부(115)의 하단은 전송부(111)의 하단 및 절연부(112)의 하단을 포함한다. 상단부(114)와 하단부(115)에 포함되는 탄성 절연 물질에 의해, 신호 도전부의 상단부(114)와 하단부(115)가 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성 변형될 수 있다. 예컨대, 피검사 디바이스의 시그널 단자(21)(도 1 참조)에 의해 신호 도전부(110)가 하방으로 눌릴 때, 상단부(114)와 하단부(115)는 수평 방향(HD)으로 탄성 변형될 수 있다. 피검사 디바이스가 커넥터로부터 제거되면, 상단부(114)와 하단부(115)는 탄성 복원될 수 있다.
전송부(111)를 에워싸는 절연부(112)는 소정의 두께를 가지며, 전송부(111)를 금속 프레임부(130)로부터 효율적으로 절연시키고 신호 손실이 없는 신호 전달을 가능하게 한다. 수평 방향(HD)에서의 전송부(111)의 양단 사이의 최대 거리가, 전송부(111)의 최대폭(W)으로 정의될 수 있다. 일 예로, 상기 양단 사이의 최대 거리는, 전송부(111)의 중심축(C)에 직교하는 수평 방향(HD)으로 가장 떨어져 있는 제1 도전성 입자 간의 거리를 의미할 수 있다. 절연부(112)는 전송부(111)의 중심축(C)에 대한 반경 방향으로, 즉 수평 방향(HD)으로 두께(T)를 가진다. 절연부(112)의 두께(T)가 전송부(111)의 최대폭(W)보다 크도록, 절연부(112)와 전송부(111)가 일체로 형성된다. 이에 따라, 신호 도전부(110)는 동축(coaxial)의 구조를 가지며, 절연부(112)의 중심축이 전송부(111)의 중심축(C)과 일치할 수 있다.
그라운드 도전부(120)는 신호 도전부(110)의 주변에 위치하며, 금속 프레임부(130)에 의해 신호 도전부(110)로부터 수평 방향(HD)으로 이격되어 있다. 신호 도전부(110)의 절연부(112)로 인해, 전송부(111)는 그라운드 도전부(120) 및 금속 프레임부(130)와 단락되지 않는다.
단지 하나의 그라운드 도전부(120)가 수평 방향(HD)으로 신호 도전부(110)와 이격되도록 배치될 수 있다. 또는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 복수개의 그라운드 도전부(120)들이 하나의 신호 도전부(110)로부터 수평 방향(HD)으로 이격되도록 배치될 수 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수개의 그라운드 도전부(120)들은, 하나의 신호 도전부(110)로부터 금속 프레임부(130)에 의해 수평 방향(HD)으로 이격된 상태에서, 하나의 신호 도전부(110)의 주변에 배치될 수 있다.
도 3에 도시하는, 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120)들의 평면 배치는 단지 예시적이며, 도 3에 도시하는 평면 배치에 한정되지 않는다. 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120)의 평면 배치는 피검사 디바이스의 단자들의 평면 배치에 따라 다양할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나 또는 복수의 그라운드 도전부(120)가 신호 도전부(110)로부터 수평 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 복수의 그라운드 도전부(120) 간의 간격은 일정하지 않을 수도 있다. 또한, 복수의 그라운드 도전부(120)로 각각 이루어지는 복수의 그룹이 하나의 신호 도전부(110) 또는 복수의 신호 도전부(110)로부터 수평 방향으로 이격되어 배치될 수도 있다. 또한, 복수의 신호 도전부(110)들이 하나의 그룹을 만들 수도 있고, 복수의 그라운드 도전부(120)들이 상기 그룹으로부터 수평 방향으로 이격되어 상기 그룹의 주변에 배치될 수도 있다.
그라운드 도전부(120)는 전기적으로 도전 가능하게 구성된다. 또한, 그라운드 도전부(120)는 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 그라운드 도전부(120)와 금속 프레임부(130)는 서로 단락되며, 하나의 단락체로서 작용할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 각 그라운드 도전부(120)는 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)를 포함한다. 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)는 상하 방향(VD)으로 정렬되어 있으며 금속 프레임부(130)에 의해 상하 방향(VD)으로 이격되어 있다. 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)가 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속된다.
상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)는, 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 집합되고 접촉된 다수의 제2 도전성 입자(123)와 제2 도전성 입자(123)들을 상하 방향(VD)으로 유지하는 탄성 물질(124)을 포함한다. 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)를 구성하는 제2 도전성 입자(123)는, 전술한 제1 도전성 입자(113)와 동일하거나 다를 수 있다. 상하 방향(VD)으로 접촉된 제2 도전성 입자(123)들이 만드는 조합체가, 그 상단 또는 하단에서 금속 프레임부(130)와 접촉되어, 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)를 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 금속 프레임부(130)에 의해 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)가 단락된다. 탄성 물질(124)은 경화된 상태로 제2 도전성 입자(123)를 유지한다. 탄성 물질(124)은 절연성을 가질 수도 있고 전도성을 가질 수도 있다. 일 예로, 탄성 물질(124)은 신호 도전부(110)의 절연부(112)를 형성하는 탄성 절연 물질을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
상측 그라운드 도전부(121)는 금속 프레임부(130)의 상면으로부터 상방으로 돌출한 상단부(125)를 가지고, 하측 그라운드 도전부(122)는 금속 프레임부(130)의 하면으로부터 하방으로 돌출한 하단부(126)를 가진다. 상단부(125)의 돌출 높이는 신호 도전부의 상단부(114)의 돌출 높이와 동일할 수 있고, 하단부(126)의 돌출 높이는 신호 도전부의 하단부(115)의 돌출 높이와 동일할 수 있다. 상측 그라운드 도전부(121)의 상단부(125)와 하측 그라운드 도전부(122)의 하단부(126)로 인해, 피검사 디바이스의 검사 시에, 그라운드 도전부(120)가 탄성 변형 및 탄성 복원될 수 있다.
금속 프레임부(130)는 평판체로 형성될 수 있고, 스테인리스 스틸, 알루미늄과 같은 금속 재료로 이루어질 수 있다. 금속 프레임부(130)는 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120)를 이격시킨다. 금속 프레임부(130)는 그라운드 도전부(120)와 전기적으로 접속되어 있으며, 그라운드 도전부(120)와 단락된다. 금속 프레임부(130)는 검사 장치의 보드에 장착되는 테스트 소켓 가이드에 연결되어, 외부로 접지될 수 있다. 금속 프레임부(130)가 테스트 소켓 가이드를 통해 외부로 접지되면, 그라운드 범위가 커넥터(100)에서 테스트 소켓 가이드로 확장되어 RF 특성을 더욱 개선할 수 있다.
도 2를 참조하면, 금속 프레임부(130)는 금속 프레임부(130)에 상하 방향(VD)으로 뚫린 관통공(133)을 가지며, 신호 도전부(110)는 관통공(133)에 형성되어 있다. 일 실시예에 의하면, 금속 프레임부(130)는 관통공(133)의 벽면의 전체 영역에 걸쳐 형성된 절연산화막(134)을 포함한다. 절연산화막(134)은, 관통공(133)의 벽면과 신호 도전부의 절연부(112)의 사이에 배치되며, 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120) 간의 단락 및 신호 도전부(110)와 금속 프레임부(130) 간의 단락을 방지한다. 절연산화막(134)은, 관통공(133)이 뚫린 금속 프레임부(130)를 아노다이징(anodizing)함으로써, 관통공(133)의 벽면에 형성될 수 있다. 아노다이징에 의해, 관통공(133)의 벽면에 절연산화막이 형성되며, 신호 도전부(110)와 금속 프레임부(130) 간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 다른 실시예로서, 절연산화막(134)은 금속 프레임부(130)의 상면(131), 또는 하면(132), 또는 상면(131) 및 하면(132)에 형성될 수도 있다. 금속 프레임부의 상면(131)과 하면(132)에 형성되는 절연 산화막은, 피검사 디바이스의 검사 시에 금속 프레임부와 피검사 디바이스 간의 단락 또는 금속 프레임부와 검사 장치 간의 단락을 방지할 수 있다.
또한, 금속 프레임부(130)는, 상면(131)으로부터 하방으로 오목한 제1 홈(135)과, 하면(132)으로부터 상방으로 오목한 제2 홈(136)을 가진다. 상측 그라운드 도전부(121)는 제1 홈(135)에 형성되고, 하측 그라운드 도전부(122)는 제2 홈(136)에 형성된다. 제1 홈(135)과 제2 홈(136)은 상하 방향(VD)으로 이격되어 있다. 제1 홈(135)에 형성된 상측 그라운드 도전부(121)는 제1 홈(135)을 통해 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속되고, 제2 홈(136)에 형성된 하측 그라운드 도전부(122)는 제2 홈(136)을 통해 금속 프레임부(130)와 전기적으로 접속된다. 제1 홈(135)과 제2 홈(136)은 전술한 절연산화막(134)을 갖지 않는다. 이에 따라, 상측 그라운드 도전부(121)와 하측 그라운드 도전부(122)가 금속 프레임부(130)를 통해 단락될 수 있다. 그러나, 신호 도전부의 절연부(112)로 인해, 신호 도전부(110)는 상측 그라운드 도전부(121), 하측 그라운드 도전부(122) 및 금속 프레임부(130)와 단락되지 않는다.
도 5는 일 실시예의 커넥터의 변형예를 도시한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 신호 도전부(110), 상측 그라운드 도전부(121) 및 하측 그라운드 도전부(122)는 금속 프레임부(130)의 상면(131)과 하면(132)으로부터 돌출하지 않도록 구성될 수도 있다.
일 실시예의 커넥터는, 검사 장치의 검사 회로의 임피던스 및 피검사 디바이스의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 나타내도록 구성되어 있다. 그라운드 도전부(120)와 금속 프레임부(130)가 하나의 단락체로 기능할 수 있으므로, 금속 프레임부(130)와 신호 도전부(110)의 전송부(111) 간의 거리가 커넥터의 임피던스에 영향을 줄 수 있다. 검사 장치의 임피던스와 피검사 디바이스의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 나타내기 위해, 전송부(111)의 치수와 절연부(112)의 치수는 특정 비율의 범위 내에서 정해질 수 있다. 동축 구조를 이루는 전송부(111)와 절연부(112)가 특정 비율로 정해지는 치수로 형성되어, 임피던스 비매칭으로 인한 신호 손실을 없애고 피검사 디바이스의 임피던스와 검사 장치의 임피던스에 매칭되는 임피던스를 커넥터(100)에 부여할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 신호 도전부(110)는 내경(D1)과 외경(D2)을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 신호 도전부(110)의 내경(D1)은, 수평 방향(HD)에서 전송부(111)의 최대폭(W)에 대응할 수 있고, 신호 도전부(110)의 외경(D2)은, 수평 방향(HD)에서 절연부(112)의 양단 간의 폭(또는, 금속 프레임부(130)의 관통공(133)의 직경)에 대응할 수 있다. 전송부의 직경(즉, 내경(D1))과 절연부의 직경(즉, 외경(D2))에 의해 신호 도전부의 임피던스가 결정될 수 있다.
내경(D1) 대 외경(D2)의 비율은, 일 실시예의 커넥터의 임피던스가 검사 장치의 검사 회로의 임피던스와 검사 장치에 의해 검사되는 피검사 디바이스의 임피던스에 매칭되도록 정해진다. 내경(D1) 대 외경(D2)의 비율에 의해 신호 도전부의 임피던스 값이 결정될 수 있다.
일 예로, 피검사 디바이스는 약 50옴의 임피던스를 가질 수 있고, 이러한 피검사 디바이스의 검사를 위해 검사 장치의 검사 회로는 약 50옴의 임피던스를 가질 수 있다. 피검사 디바이스의 약 50옴의 임피던스와 검사 회로의 약 50옴의 임피던스는, 신호의 왜곡이 없는 신호 전달을 고려하여 정해진 임피던스일 수 있다. 내경(D1) 대 외경(D2)의 비율의 조정에 의해, 일 실시예의 커넥터는 약 50옴의 임피던스를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 커넥터가 피검사 디바이스와 검사 장치의 사이에 배치되면, 피검사 디바이스의 임피던스와 검사 장치의 임피던스와 커넥터의 임피던스가 서로 매칭된다. 따라서, 일 실시예의 커넥터는, 신호 반사와 같은 신호 손실 없이, 피검사 디바이스의 신뢰성 높은 고주파의 RF 검사를 가능하게 한다.
일 실시예에 의하면, 다양한 피검사 디바이스와 이를 검사하기 위한 검사 장치에 적용되도록, 신호 도전부(110)에서의 외경(D2)은 내경(D1)의 3배 내지 5배일 수 있다. 즉, 내경(D1) 대 외경(D2)의 비율은 1:3 ~ 1:5의 범위 내에서 정해질 수 있다. 구체적인 예로서, 외경(D2)이 내경(D1)의 4배인 경우, 즉, 내경(D1) 대 외경(D2)의 비율이 1:4인 경우, 일 실시예의 커넥터는 약 50옴의 임피던스를 나타낼 수 있다.
일 예로, 외경(D2)이 내경(D1)의 4배인 경우에서의 임피던스는, 동축 구조에서의 임피던스를 계산할 수 있는 소프트웨어(예컨대, 동축선로 계산기(coaxial line calculator)로 확인될 수 있다. 상기 소프트웨어를 사용하여, 절연부(112)의 유전율이 2.95이고, 내경(D1)이 0.1mm이고, 외경(D2)이 0.4mm인 조건에서, 임피던스가 계산되었다. 상기 조건 하에서의 계산 결과에 의하면, 임피던스는 약 50옴임이 확인될 수 있다. 또한, 상기 계산에 있어서, 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)는 118.222pF/m이고, 인덕턴스(inductance)는 277.259nH/m이고, 위상 속도(phase velocity)는 174667km/s이고, 시간 지연(time delay)은 5.719ns/m로 계산될 수 있다.
일 실시예의 커넥터는, 신호의 간섭 또는 노이즈 없이 또한 신호 손실 없이, 임피던스 매칭을 달성하면서 40GHz 이상의 고주파의 RF 검사를 가능하게 한다. 일 예로, 약 50옴의 임피던스를 나타내는 신호 도전부를 갖는 일 실시예의 커넥터는, 고주파수 대역을 커버할 수 있으며, 고주파수 대역에서 동작하는 모바일 통신 기기의 반도체 디바이스의 검사에 효과적으로 적용될 수 있다. 일 실시예의 커넥터에 의하면, 신호 도전부의 동축 구조 하에서 내경(D1)과 외경(D2)의 치수가 조정되고 신호 도전부가 그라운드 도전부 및 금속 프레임부와 단락되지 않으므로, 일 실시예의 커넥터는 개선된 RF 특성을 가질 수 있다.
일 실시예의 커넥터의 향상된 성능은, 고주파의 전자기장을 시뮬레이션하기 위한 소프트웨어를 사용하여 확인될 수 있다. 도 6과 도 7은, 고주파의 전자기장을 시뮬레이션하기 위한 소프트웨어를 사용하여 행해진 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다. 상기 시뮬레이션은 일 실시예에 따른 커넥터와 비교예에 따른 커넥터에 대해 행해졌다. 도 6과 도 7에 도시하는 그래프에서, X축은 주파수의 수치를 나타내며 주파수의 단위는 GHz이고, Y축은 데시벨(dB)의 단위를 갖는다. 도 6과 도 7에 도시하는 그래프에서, 실선의 곡선은 일 실시예의 커넥터를 의미하고, 파선의 곡선은 비교예의 커넥터를 의미한다. 비교예의 커넥터는, 실리콘 러버로 이루어지는 프레임과, 다수의 도전성 입자가 단자의 위치마다 상하 방향으로 집합되어 있는 도전부를 갖는, 종래기술의 도전성 러버 시트이다.
도 6은, 신호 전달 시에 신호 손실의 정도를 의미하는 인서션 로스(insertion loss)에 관한 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 6에 도시하는 그래프 있어서, 0db에 가까운 곡선은 적은 신호 손실을 의미한다. 도 6을 참조하면, 일 실시예의 커넥터는 비교예의 커넥터에 비해 40GHz 이상의 고주파수 범위에서 적은 신호 손실을 가짐을 확인할 수 있다. 도 7은, 신호 전달 시에 신호 반사의 정도를 의미하는 리턴 로스(return loss)에 관한 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 7에 도시하는 그래프에 있어서, 0dB에 가까운 곡선은 큰 신호 반사를 의미한다. 도 7을 참조하면, 일 실시예의 커넥터는 비교예의 커넥터에 비해 40GHz 이상의 고주파수 범위에서 적은 신호 반사를 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 일 실시예의 커넥터의 곡선은 40GHz의 이하의 범위에서 -30dB보다 아래에 위치하므로, 일 실시예의 커넥터는 40GHz 이상의 고주파수에서 우수한 RF 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 8 내지 도 11을 참조하여, 일 실시예에 따른 커넥터를 제조하는 일 예가 설명된다. 도 8 내지 도 11은 일 실시예의 커넥터를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하며, 도 8 내지 도 11에 도시하는 요소들은 실시예의 이해를 위해 선택된 것에 불과하다.
도 8을 참조하면, 상기 금속 프레임부로 제조될 수 있는 금속판(41)이 준비되고, 금속판(41)에 상기 신호 도전부가 형성되어야 하는 위치에 관통공(133)이 형성된다. 관통공(133)은 예컨대 드릴링에 의해 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 금속판(41)의 표면(금속판(41)의 상면(42) 및 하면(43)과 관통공(133)의 벽면(44))에 절연산화막(134)이 형성된다. 절연산화막(134)은, 금속판(41)을 양극으로 사용하는 아노다이징에 의해 형성될 수 있다. 아노다이징을 통해 금속판(41)의 표면이 산화되고, 금속판(41)의 표면에 부도체인 절연산화막이 형성된다. 금속판(41)이 알루미늄으로 이루어지는 경우, 아노다이징에 의해 부도체인 Al2O3의 절연산화막이 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 홈(135)과 제2 홈(136)이, 상하 방향(VD)으로 정렬되고 서로 이격되도록 금속판(41)에 형성된다. 제1 홈(135)과 제2 홈(136)은 관통공(133)으로부터 수평 방향(HD)으로 이격되도록 배치되며, 상기 상측 그라운드 도전부와 상기 하측 그라운드 도전부가 각각 형성된다. 제1 홈(135)과 제2 홈(136)은 예컨대 드릴링 또는 레이저에 의해 형성될 수 있다. 금속판(41)에 제1 홈(135)과 제2 홈(136)이 형성되므로, 제1 홈(135)과 제2 홈(136)에는 절연산화막(134)이 존재하지 않는다. 관통공(133)과 제1 및 제2 홈(135, 136)이 형성된 금속판(41)이 상기 금속 프레임부로 된다. 제1 및 제2 홈(135, 136)의 형성 후, 금속판(41)의 상면(42)과 하면(43)에 존재하는 절연산화막(134)은 상면(42)과 하면(43)으로부터 제거되거나 제거되지 않을 수도 있다.
도 11을 참조하면, 금속 프레임부(130)의 상면과 하면에 스페이서(45)가 배치되고, 관통공(133)에 제1 액상 재료(46)가 주입되고, 제1 및 제2 홈(135, 136)에 제2 액상 재료(47)가 주입된다. 제1 액상 재료(46)는, 상기 신호 도전부의 절연부를 구성하며 액체 상태인 탄성 절연 물질과, 이러한 액체 상태의 탄성 절연 물질에 분산되어 있는 제1 도전성 입자(113)를 포함한다. 제2 액상 재료(47)는, 상기 그라운드 도전부의 탄성 물질을 구성하며 액체 상태인 탄성 물질과, 이에 분산되어 있는 제2 도전성 입자(123)를 포함한다. 제1 액상 재료(46)의 탄성 절연 물질과 제2 액상 재료(47)의 탄성 물질은 동일할 수 있다. 제1 도전성 입자(113)와 제2 도전성 입자(123)는 동일할 수 있다.
다음으로, 관통공(133)에 주입된 제1 액상 재료(46)와 제1 및 제2 홈(135, 136)에 주입된 제2 액상 재료(47)에 상하 방향(VD)으로 자기장이 인가된다. 자기장의 인가에 의해, 제1 액상 재료(46) 내의 제1 도전성 입자(113)들이 자기장 내에서 상하 방향(VD)으로 조밀하게 집합되어 도전 가능하게 접촉되고, 제2 액상 재료(47) 내의 제2 도전성 입자(123)들이 자기장 내에서 상하 방향(VD)으로 조밀하게 집합되어 도전 가능하게 접촉된다. 따라서, 상하 방향(VD)으로 조밀하게 집합되고 접촉된 제1 도전성 입자(113)들이 상기 신호 도전부의 전송부를 형성할 수 있고, 상하 방향(VD)으로 조밀하게 집합되고 접촉된 제2 도전성 입자(123)들이 상기 상측 및 하측 그라운드 도전부를 형성할 수 있다. 자기장의 인가 후 경화 처리를 함으로써, 제1 액상 재료(46) 중 제1 도전성 입자(113)를 제외한 액상의 탄성 절연 물질이 경화되어, 상기 신호 도전부의 절연부를 형성할 수 있다. 또한, 상기 경화 처리에 의해, 제2 액상 재료(47) 중 제2 도전성 입자(123)를 제외한 액상의 탄성 물질이 경화되면서 제2 도전성 입자(123)를 상하 방향으로 유지할 수 있다. 제1 액상 재료(46)에 대한 자기장의 인가와 관련하여, 상하 방향(VD)으로 집합되고 접촉된 제1 도전성 입자(113)들의 수평 방향(HD)에서의 최대폭이 관통공(133)의 직경의 1/3 내지 1/5이 되게 하는 자기장을 인가하도록, 자기장의 인가에 사용되는 자석이 구성될 수 있다.
소정의 두께를 가지는 스페이서(45)로 인해, 상기 신호 도전부의 돌출한 상단부 및 하단부와 상기 그라운드 도전부의 돌출한 상단부 및 하단부가 형성될 수 있다. 다른 실시예로서, 스페이서(45)는 사용되지 않을 수도 있으며, 상기 신호 도전부와 상기 그라운드 도전부는 금속 프레임부(130)의 상면과 하면으로부터 돌출하는 부분을 갖지 않도록 형성될 수도 있다.
도 12 내지 도 14는 커넥터의 실시예들을 도시한다. 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명되는 커넥터의 구성요소들이 전술한 일 실시예의 커넥터에 선택적으로 채용될 수 있다.
도 12는 또 하나의 실시예에 따른 커넥터를 도시한다. 도 12에 도시하는 커넥터에 있어서, 절연부(112)는 다수의 기공(116)을 가지며, 기공(116)들은 절연부(112)의 전체에 걸쳐 분포될 수 있다. 절연부(112)를 구성하는 상기 탄성 절연 물질이 부분적으로 결핍됨으로써, 절연부(112) 내에 기공(116)이 형성된다. 기공(116)을 가지는 절연부(112)는, 기공을 갖지 않는 절연부보다 더욱 낮은 유전율을 가지므로, 신호 도전부(110)에 대한 신호 손실을 더욱 감소시킬 수 있다.
커넥터(100)의 성형 도중에, 기공(116)이 절연부(112) 내에 형성될 수 있다. 이를 위해, 신호 도전부(110)를 성형하기 위한 상기 제1 액상 재료는, 절연부(112)를 구성하며 액체 상태인 탄성 절연 물질과, 액체 상태의 탄성 절연 물질에 분산되어 있는 제1 도전성 입자와, 액체 상태의 탄성 절연 물질에 포함되는 발포제를 포함한다. 상기 발포제는, 액상의 탄성 절연 물질과 반응하여 가스를 발생시킨다. 발생된 가스는 액상의 탄성 절연 물질을 밀어낸다. 이에 따라, 발생된 가스가 절연부(112) 내에서 액상의 탄성 절연 물질을 부분적으로 결핍시킴으로써, 절연부(112)의 전체에 걸쳐 다수의 기공(116)이 형성될 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 커넥터를 도시한다. 도 13에 도시하는 커넥터는, 금속 프레임부(130)의 하면(132)에 부착되는 절연 부재(140)를 포함한다. 절연 부재(140)는 절연성을 가지는 폴리이미드 필름 또는 절연성을 가지는 폴리머로 이루어지는 필름을 포함할 수 있다. 절연 부재(140)에는 신호 도전부(110)에 대응하는 관통공(141)과 그라운드 도전부(120)(하측 그라운드 도전부(122))에 대응하는 관통공(142)이 형성되어 있다. 관통공(141)을 통해 신호 도전부(110)의 하단부(115)가 돌출하고, 관통공(142)을 통해 하측 그라운드 도전부(122)의 하단부(126)가 돌출한다. 절연 부재(140)는 신호 도전부(110)와 그라운드 도전부(120) 간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연 부재(140)는 금속 프레임부(130)와 검사 장치 간의 단락을 방지할 수도 있다. 다른 실시예로서, 절연 부재(140)는 금속 프레임부(130)의 상면(131)에 또는 상면(131) 및 하면(132)의 모두에 부착될 수도 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 커넥터를 도시한다. 도 14에 도시하는 커넥터(100)에 있어서, 신호 도전부(110)의 전송부(111)는 제1 도전성 입자(113) 이외에 도전성 핀(117)을 더 포함한다. 도전성 핀(117)은 고도전성 금속 재료로 이루어진다. 도전성 핀(117)을 구성하는 금속 재료는 금을 포함할 수 있으며, 금에 한정되지는 않는다.
도전성 핀(117)은, 상단부(114) 내에 위치하는 제1 도전성 입자(113)와 하단부(115) 내에 위치하는 제1 도전성 입자(113)의 사이에서 상하 방향(VD)으로 위치한다. 즉, 도전성 핀(117)은, 상측의 제1 도전성 입자(113)와 하측의 제1 도전성 입자(113)와 접촉한 채로, 절연부(112)에 의해 상하 방향(VD)으로 지지된다. 또한, 도전성 핀(117)은 금속 프레임부(130)의 두께에 대응하도록 상하 방향(VD)으로 위치되며, 상측의 제1 도전성 입자(113)와 하측의 제1 도전성 입자(113)와 함께 전송부(111)를 구성한다. 금속 프레임부(130)의 두께에 대응하는 신호 도전부(110)의 부위는, 금속 프레임부(130)로 인해 탄성 복원력을 갖지 못한다. 금속 프레임부(130)의 두께에 대응하는 신호 도전부(110)의 부위 내에 도전성 핀(117)을 배치시킴으로써, 탄성 복원력이 작용하지 못하는 신호 도전부(110)의 부위 내에서 신호 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 도전성 핀(117)의 직경 치수가 전술한 신호 도전부의 내경에 대응할 수 있다. 상하 방향(VD)에서의 도전성 핀(117)의 길이는, 상하 방향(VD)에서의 금속 프레임부(130)의 두께보다 클 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (13)

  1. 전기접속용 커넥터이며,
    상하 방향으로 도전 가능하게 접촉된 다수의 제1 도전성 입자로 이루어지는 전송부 및 탄성 절연 물질로 이루어지고 상기 전송부를 상기 상하 방향에 직교하는 수평 방향에서 에워싸도록 상기 전송부와 일체로 형성되며 상기 수평 방향에서의 상기 전송부의 최대폭보다 큰 상기 수평 방향에서의 두께를 가지는 절연부를 포함하는 적어도 하나의 신호 도전부와,
    상기 수평 방향으로 상기 신호 도전부와 이격되어 배치되는 적어도 하나의 그라운드 도전부와,
    상기 신호 도전부와 상기 그라운드 도전부를 상기 상하 방향으로 유지하고 상기 수평 방향으로 이격시키며 상기 그라운드 도전부와 전기적으로 접속되는 금속 프레임부를 포함하는
    커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드 도전부는, 상기 금속 프레임부에 의해 상기 상하 방향으로 이격된 상측 그라운드 도전부 및 하측 그라운드 도전부를 포함하는,
    커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 프레임부는 상기 상하 방향으로 이격된 제1 및 제2 홈을 가지고,
    상기 제1 홈은 상기 금속 프레임부의 상면으로부터 오목하고 상기 제2 홈은 상기 금속 프레임부의 하면으로부터 오목하며,
    상기 상측 그라운드 도전부는 상기 제1 홈에 형성되고 상기 하측 그라운드 도전부는 상기 제2 홈에 형성되는,
    커넥터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상측 그라운드 도전부 및 상기 하측 그라운드 도전부는, 상기 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉된 다수의 제2 도전성 입자와 상기 다수의 제2 도전성 입자를 상기 상하 방향으로 유지하는 탄성 물질을 포함하는,
    커넥터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상측 그라운드 도전부의 상단부는 상기 금속 프레임부의 상면으로부터 돌출하고 상기 하측 그라운드 도전부의 하단부는 상기 금속 프레임부의 하면으로부터 돌출하는,
    커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 도전부는, 상기 수평 방향에서의 상기 전송부의 최대폭에 대응하는 내경과, 상기 수평 방향에서의 상기 절연부의 양단 간의 폭에 대응하고 상기 내경의 3배 내지 5배인 외경을 가지는,
    커넥터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 도전부의 상단부는 상기 금속 프레임부의 상면으로부터 돌출하고 상기 신호 도전부의 하단부는 상기 금속 프레임부의 하면으로부터 돌출하는,
    커넥터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 도전부는 상기 금속 프레임부에 상기 상하 방향으로 뚫린 관통공에 형성되고,
    상기 금속 프레임부는, 상기 관통공의 벽면과 상기 절연부의 사이에서 상기 관통공의 벽면의 전체 영역에 걸쳐 형성되고 상기 신호 도전부와 상기 그라운드 도전부 간의 단락을 방지하는 절연산화막을 포함하는,
    커넥터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연부의 상기 탄성 절연 물질은 실리콘 러버 또는 테프론을 포함하는,
    커넥터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 탄성 절연 물질이 결핍됨으로써 형성되는 다수의 기공을 가지는,
    커넥터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 도전부와 상기 적어도 하나의 그라운드 도전부에 대응하는 복수의 관통공이 형성되고 상기 금속 프레임부에 부착되는 절연 부재를 더 포함하는,
    커넥터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전송부는, 상기 신호 도전부의 상단부에 위치하는 상기 제1 도전성 입자와 상기 신호 도전부의 하단부에 위치하는 상기 제1 도전성 입자의 사이에 상기 상하 방향으로 위치하는 도전성 핀을 더 포함하는,
    커넥터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상하 방향에서의 상기 도전성 핀의 길이는 상기 상하 방향에서의 상기 금속 프레임부의 두께보다 큰,
    커넥터.
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