WO2024014668A1 - 도전성 입자, 도전성 입자의 제조방법 및 검사용 커넥터 - Google Patents

도전성 입자, 도전성 입자의 제조방법 및 검사용 커넥터 Download PDF

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WO2024014668A1
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conductive particles
particles
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유은지
김형준
김종원
정영배
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주식회사 아이에스시
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    • H01B5/16—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive material in insulating or poorly conductive material, e.g. conductive rubber

Definitions

  • the present invention relates to conductive particles used for electrical inspection of a device to be inspected, a method for manufacturing the conductive particles, and a connector for inspection provided with the conductive particles.
  • a connector that contacts the device to be inspected and the inspection device to electrically connect the device to be inspected and the inspection device is used in the field.
  • the connector transmits the electrical signal of the inspection device to the device to be inspected and transmits the electrical signal of the device to be inspected to the inspection device.
  • pogo pin test sockets and conductive rubber sheets are known in the art.
  • the pogo pin test socket has a pogo pin that is pressed up and down by an external force applied to the device being tested. Since the pogo pin test socket requires a component to accommodate the pogo pin, it is difficult to have a thin thickness and is difficult to apply to the terminals of the device under test having a fine pitch.
  • the conductive rubber sheet can be elastically deformed by external force applied to the device being inspected.
  • the conductive rubber sheet has a plurality of conductive parts that electrically connect a device to be inspected and an inspection apparatus, and an insulating part that separates the conductive parts.
  • the insulating portion may be made of cured silicone rubber.
  • a conductive rubber sheet is advantageous compared to a pogo pin test socket in that it can be manufactured at a low manufacturing cost, does not damage the terminal of the device under test, and has a very thin thickness.
  • this conductive rubber sheet is disposed between the device to be inspected 20 and the inspection apparatus 10, and contains silicon at each position corresponding to the terminal 21 of the device to be inspected 20. It consists of a conductive portion 12 in which a plurality of conductive particles 12a are arranged in the thickness direction in the rubber, and an insulating portion 13 located between the conductive portions 12 and supporting and insulating the conductive portion 12.
  • the conductive particles 12a in the conductive portion 12 come into close contact with each other to form a conductive path, and in the inspection device 10
  • a predetermined electrical signal is applied, the signal is transmitted to the device under test 20 through the conductive part 12 and a predetermined electrical test is performed.
  • Conductive rubber sheets have the advantage of having a thin thickness and dense spacing between conductive parts, but there is a problem in that conductive particles in the conductive parts are separated from the conductive parts during frequent inspections. Specifically, a large number of conductive particles are densely oriented within the silicone rubber. During the inspection process, the conductive part is repeatedly compressed and expanded, or the conductive particles bound to the silicone rubber are separated and separated due to contact with the terminal of the device being inspected. Things happen. In this way, when the conductive particles are separated from the conductive part, the resistance increases and thus the reliability of the electrical inspection is adversely affected.
  • FIG. 2 (a) preparing metal powder (1) forming the particle body of the conductive particle, (b) preparing sacrificial powder (2) to be fused with the metal powder (1). (c) mechanically alloying the metal powder (1) and the sacrificial powder (2) to form composite powder (3), and (d) sacrificial powder (2) included in the composite powder (3). ) is removed to form pores 12a' in the particle body 12a'' to produce conductive particles 12a.
  • step (c) it can be formed by ball milling using a mechanical alloying method, and devices for ball milling include a horizontal ball mill, a planetary ball mill, and an attrition. High-energy ball milling devices such as ball mills, SPEX ball mills, and vibration mills are used.
  • step (d) when the sacrificial powder is a graphite material, the graphite fused to the metal powder is vaporized into a gaseous state at a high temperature and removed using a vaporization method.
  • the pores 12a' have a disadvantage in that they are distributed only on a portion of the surface of the conductive particle, so the effect of increasing the surface area is not significant.
  • the metal powder (1) moves inside the ball mill jar and comes into contact with the sacrificial powder (2), and during this process, shear force and vertical load are applied to the surface of the metal powder.
  • the force applied to the metal powder is very large, and in this process, the overall shape of the metal powder (1) is deformed. It becomes inevitable. Therefore, there is a problem that it is difficult to maintain the initial shape of the metal powder 1.
  • the shape of the pores 12a' becomes very non-uniform, as shown in FIG. 2(d).
  • the metal powder (1) is generally not a perfect sphere, problems such as the sacrificial powder (b) attaching or not attaching depending on the curvature of the surface occur, and the pores (12a') have the disadvantage of being unevenly distributed. there is.
  • the sacrificial powder 2 is alloyed into a wide, flat spread shape. Accordingly, the pore portion 12a' manufactured according to the manufacturing method shown in FIG. 2 has a disadvantage in that the effect of improving bonding strength with silicone rubber is not significant because the groove thickness is quite thin and the groove is almost flat in shape.
  • the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and more specifically, to provide conductive particles that improve the adhesion with silicone rubber and prevent them from easily separating from the conductive part, thereby improving the lifespan of the inspection connector. for technical purposes.
  • the technical purpose of the present invention is to provide a method for producing conductive particles that can improve adhesion to silicone rubber.
  • the technical purpose of the present invention is to provide a connector for inspection provided with conductive particles that improve adhesion to silicone rubber and do not separate from the conductive portion.
  • the conductive particles of the present invention for achieving the above-mentioned purpose are:
  • It includes a coating layer disposed on the surface of the core particle
  • the coating layer consists of a coating body surrounding the core particles and an uneven portion formed on the outer surface of the coating body,
  • the uneven portion is composed of a plurality of convex portions protruding from the outer surface of the covering body and a concave portion provided between the convex portions,
  • the concavo-convex portion is formed to protrude over the entire outer surface of the covering body through an etching process.
  • the conductive particles of the present invention for achieving the above-described object are conductive particles applied to a test connector that is disposed between the terminal of the device to be inspected and the pad of the inspection device and performs an electrical inspection on the device to be inspected,
  • Core particles made by mixing a ferromagnetic material and a highly conductive material
  • the uneven portion is composed of a plurality of convex portions protruding from the outer surface of the covering body and a concave portion provided between the convex portions,
  • the uneven portion refers to conductive particles protruding from the entire outer surface of the covering body through an etching process.
  • At least one of the convex portions may have a round tip.
  • At least one of the convex portions may have a tip inclined to one side.
  • the ends of the two adjacent convex portions may be connected to each other to have an overall ring shape.
  • the conductive particles are
  • It can have a three-dimensional network structure with multiple layers.
  • the average height of the convex portion may be 50 nm to 3 ⁇ m.
  • the average width of the convex portion may be 50 nm to 3 ⁇ m.
  • the covering body and the convex portion may be made of the same material.
  • the covering body and the convex portion may be made of any one of gold, silver, palladium, rhodium, and copper, or an alloy thereof.
  • a highly conductive metal layer may be coated on the surface of the convex portion.
  • the conductive particles of the present invention for achieving the above-mentioned purpose are:
  • Core particles made by mixing a ferromagnetic material and a highly conductive material
  • It includes a coating layer disposed on the surface of the core particle
  • the coating layer consists of a coating body surrounding the core particles and an uneven portion formed on the outer surface of the coating body,
  • the uneven portion is composed of a plurality of convex portions protruding from the outer surface of the covering body and a concave portion provided between the convex portions,
  • the concavo-convex portion is formed to protrude over the entire outer surface of the covering body through an etching process.
  • the core particles may have a large number of ferromagnetic particles distributed within a substrate made of a highly conductive metal.
  • the ferromagnetic particles may be formed in any one of the following shapes: spherical shape, star shape, pillar shape, horn shape, cross shape, slot shape, Lego shape, spring shape, pipe shape, and peanut shape, or a combination of these shapes.
  • the base material of the core particle and the convex portion may be made of the same material.
  • a method of manufacturing conductive particles that are disposed in large numbers at positions corresponding to terminals of a device to be inspected in an elastic insulating material and form a conductive path by applying pressure to the device to be inspected comprising:
  • a method of manufacturing conductive particles that are disposed in large numbers at positions corresponding to terminals of a device to be inspected in an elastic insulating material and form a conductive path by applying pressure to the device to be inspected comprising:
  • a method of manufacturing conductive particles that are disposed in large numbers at positions corresponding to terminals of a device to be inspected in an elastic insulating material and form a conductive path by applying pressure to the device to be inspected comprising:
  • the method of manufacturing conductive particles to achieve the above-mentioned technical purpose is a conductive particle applied to a test connector that is disposed between the terminal of the test subject and the pad of the test device and performs an electrical inspection on the test subject device,
  • a method of manufacturing conductive particles that are disposed in large numbers at positions corresponding to terminals of a device to be inspected in an elastic insulating material and form a conductive path by applying pressure to the device to be inspected comprising:
  • At least one of the convex portions may have a round tip.
  • At least one of the convex portions may have a tip inclined to one side.
  • the ends of the two adjacent convex portions may be connected to each other to have an overall ring shape.
  • the concavo-convex portion may have a three-dimensional network structure.
  • the average height and average width of the convex portion may be 50 nm to 3 ⁇ m.
  • the test connector for achieving the above-mentioned technical purpose is disposed between the terminal of the test subject device and the pad of the test device and performs an electrical test on the test subject device.
  • the test connector In the test connector,
  • a conductive portion in which a plurality of conductive particles extend in the thickness direction and are disposed within the elastic insulating material at each position corresponding to the terminal of the device to be inspected;
  • It includes an insulating part that insulates and supports the conductive parts from each other,
  • the conductive particles are,
  • It includes a coating layer disposed on the surface of the core particle
  • the coating layer is provided with a plurality of convex portions protruding from the outer surface and concave portions disposed between the convex portions, and the uneven portions are formed uniformly over the entire outer surface of the covering body by an etching process,
  • the elastic insulating material penetrates into the concave portion between the convex portions and is firmly bonded to the conductive particles.
  • the inspection connector to achieve the above-mentioned purpose is,
  • test connector disposed between the terminal of the test subject device and the pad of the test device to perform an electrical test on the test subject device
  • a conductive portion in which a plurality of conductive particles extend in the thickness direction and are disposed within the elastic insulating material at each position corresponding to the terminal of the device to be inspected;
  • It includes an insulating part that insulates and supports the conductive parts from each other,
  • the conductive particles are,
  • Core particles made by mixing a ferromagnetic material and a highly conductive material
  • the concavo-convex portion is composed of a plurality of convex portions protruding from the outer surface of the core particle and a concave portion provided between the convex portions, and the concavo-convex portion is formed to protrude over the entire outer surface of the covering body by an etching process,
  • the elastic insulating material may penetrate into the concave portion between the convex portions and be firmly bonded to the conductive particles.
  • liquid silicone rubber penetrates into the concave part of the conductive particle, and when the silicone rubber hardens, the contact area between the silicone rubber and the conductive particle increases, thereby improving adhesion. there is.
  • the uneven portions of the conductive particles are formed over the entire surface by etching, and the width and depth of the convex portions and concave portions can be adjusted to a desired degree, which has the advantage of maximizing adhesion.
  • the present invention has the advantage that when the adhesion between the silicone rubber and the conductive particles is improved, the conductive particles do not separate from the silicone rubber, thereby improving the overall lifespan of the inspection connector.
  • 1 is a diagram showing a conventional inspection connector.
  • Figure 2 is a diagram showing a conventional method of producing conductive particles.
  • Figure 3 is a diagram showing a connector for inspection according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the operation of Figure 3.
  • Figure 5 is a diagram showing conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing the conductive particles of FIG. 5.
  • Figures 7 to 12 are actual photographs of the conductive particles of Figure 5.
  • FIG. 13 is a diagram showing conductive particles according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a method of manufacturing the conductive particles of FIG. 13.
  • 15 is a diagram showing conductive particles according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing a method for producing the conductive particles of FIG. 15.
  • 17 is a diagram showing a method of manufacturing conductive particles according to another embodiment.
  • Embodiments of the present disclosure are illustrated for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure.
  • the scope of rights according to the present disclosure is not limited to the embodiments presented below or the specific description of these embodiments.
  • a component when referred to as being “connected” or “connected” to another component, it means that the component can be directly connected or connected to the other component, or as a new component. It should be understood that it can be connected or connected through other components.
  • the direction indicator “upward” is based on the direction in which the connector is located relative to the inspection device, and the direction indicator “downward” means the opposite direction of upward.
  • the direction indicator “upward and downward” used in the present disclosure includes upward and downward directions, but should be understood not to mean a specific one of the upward and downward directions.
  • etching process used in the present disclosure not only means etching the outer surface of the covered body by the etching liquid, but also means that the shape of the covering body is changed by the etching liquid, for example, the metal solution dissolved in response to the etching liquid is re-etched. It comprehensively means that the shape of the covering body is changed by being combined with the covered body or that is accompanied by other etching liquids.
  • FIG. 4 schematically shows a connector for inspection according to one embodiment.
  • FIG. 4 illustrates exemplary shapes of a test connector, a test device on which the test connector is disposed, and a test target device in contact with the test connector, for explanation of the embodiment.
  • Figure 4 schematically shows the shape of the inspection connector, the shape of the conductive part, and the shape of the insulating part, and these are only examples selected for understanding of the embodiment.
  • the test connector 100 is located between the test apparatus 10 and the test subject device 20, and is used during electrical inspection of the test subject device 20. In this way, the test apparatus 10 and the test subject device 20 can be brought into contact with each other to electrically connect the test apparatus 10 and the test subject device 20.
  • the test connector 100 may be used during the final electrical inspection of the test device 20 in a post-process during the manufacturing process of the test device 20.
  • the inspection connector 100 is a sheet-shaped structure.
  • the test connector 100 may be coupled to a test socket (not shown) and removably mounted on the test device 10.
  • the test socket accommodates therein the device to be tested (20) transported to the testing device (10) by a transport device and positions the device to be tested (20) to the testing device (10).
  • the device under test 20 may be a semiconductor package having a semiconductor IC chip therein, but is not limited thereto.
  • the device under test 20 may have a plurality of hemispherical terminals 21 on its lower side.
  • the test device 10 can test the electrical characteristics, functional characteristics, operating speed, etc. of the device to be tested 20 .
  • the inspection device 10 may have a plurality of terminals 11 capable of outputting an electrical test signal and receiving a response signal within the board on which the inspection is performed.
  • the test connector 100 may be placed in contact with the terminal 11 of the test device 10 using a test socket.
  • the inspection connector 100 may be made of an elastic insulating material, and the inspection connector 100 may have elasticity in the vertical direction (VD) and the horizontal direction (HD).
  • VD vertical direction
  • HD horizontal direction
  • the inspection connector 100 may be elastically deformed, and when the external force is removed, the inspection connector 100 returns to its original shape. It can be.
  • the external force may be generated when the pusher device pushes the device to be inspected 20 toward the inspection device 10 during inspection of the device to be inspected 20 .
  • the inspection connector 100 includes a plurality of conductive parts 110 and an insulating part 120.
  • the plurality of conductive parts 110 extend in the vertical direction (VD) and are arranged to be spaced apart in the horizontal direction, so that they can conduct electricity in the vertical direction (VD).
  • the insulating portion 120 supports the plurality of conductive portions 110 spaced apart in the horizontal direction HD and insulates the plurality of conductive portions 110 from each other.
  • the conductive portion 110 is in contact with the terminal 21 of the device to be inspected at its upper end and with the terminal 11 of the inspection device at its lower end. Accordingly, a conductive path in the vertical direction VD is formed between the terminal 11 and the terminal 21 corresponding to one conductive portion 110 through the conductive portion 110. Therefore, the test signal of the test device 10 can be transmitted from the terminal 11 to the terminal 21 of the device under test 20 through the conductive part 110, and the response signal of the device under test 20 can be transmitted through the terminal 11. It can be transmitted from 21 to the terminal 11 of the inspection device 10 through the conductive part 110.
  • the planar arrangement of the conductive parts 110 may vary depending on the arrangement of the terminals 21 of the device under test 20.
  • the conductive parts 110 may be arranged in the form of a single matrix or a pair of matrixes within the rectangular insulating part 120. Alternatively, the conductive parts 110 may be arranged in multiple rows along each side of the rectangular insulating part 120.
  • each conductive portion 110 an insulating material may fill the space between the conductive particles 111.
  • the insulating material forming the conductive portion 110 may be the same as the insulating material forming the insulating portion 120 . That is, the conductive portion 110 partially includes an insulating material forming the insulating portion 120, and the insulating material of the conductive portion 110 may exist from one end to the other end of the conductive portion 110. Additionally, the insulating material forming the insulating part 120 can maintain the plurality of conductive particles 111 in the shape of the conductive part 110. Accordingly, each conductive portion 110 containing an insulating material has elasticity in the vertical direction (VD) and the horizontal direction (HD).
  • each conductive portion 110 When each conductive portion 110 is pressed downward by the terminal of the device under test, each conductive portion 110 may slightly expand in the horizontal direction (HD), and each insulating portion 120 may be slightly expanded in the horizontal direction (HD), and each insulating portion 120 may be This expansion of can be allowed.
  • the insulating material constituting the conductive portion 110 is preferably an elastic polymer material with a crosslinked structure.
  • a variety of curable polymer-forming materials that can be used to obtain such an elastic polymer material can be used, but it is particularly preferable to use silicone rubber in terms of molding processability and electrical properties.
  • the silicone rubber is preferably one obtained by crosslinking or condensing liquid silicone rubber.
  • the liquid silicone rubber may be of a condensation type, an addition type, or one containing a vinyl group or a hydroxyl group.
  • dimethyl silicone raw rubber, methyl vinyl silicone raw rubber, methylphenyl vinyl silicone raw rubber, etc. can be mentioned.
  • liquid silicone rubber containing a vinyl group (polydimethylsiloxane containing a vinyl group) is usually obtained by hydrolyzing and condensing dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylvinylchlorosilane or dimethylvinylalkoxysilane, For example, it can be obtained by continuously performing fractionation by repeating dissolution and precipitation.
  • liquid silicone rubber containing vinyl groups at both ends is produced by anionically polymerizing cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of a catalyst, using, for example, dimethyldivinylsiloxane as a polymerization terminator, and using other reaction conditions. It is obtained by appropriately selecting (for example, the amount of cyclic siloxane and the amount of polymerization terminator).
  • a catalyst for anionic polymerization an alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or a silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130°C.
  • This vinyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw (refers to the weight average molecular weight in terms of standard polystyrene, hereinafter the same) of 10,000 to 40,000.
  • Mw refers to the weight average molecular weight in terms of standard polystyrene, hereinafter the same
  • the molecular weight distribution index refers to the value of the ratio Mw/Mn between the weight average molecular weight Mw converted to standard polystyrene and the number average molecular weight Mn converted to standard polystyrene, hereinafter the same) is 2 or less. .
  • the insulating portion 120 may form a square elastic area of the inspection connector 100.
  • the insulating portion 120 may be formed as an elastic material and has elasticity in the vertical direction (VD) and horizontal direction (HD).
  • the insulating portion 120 maintains the shape of the conductive portion 110 and supports the conductive portion 110 in the vertical direction.
  • the insulating portion 120 is made of an insulating material.
  • the insulating portion 120 is formed by hardening a liquid insulating material.
  • the conductive part 110 may be formed using a magnetic field from a liquid insulating material in which the above-described conductive particles 111 are dispersed, and then the liquid insulating material may be hardened to form the insulating part 120.
  • the conductive particles 111 dispersed in the liquid insulating material are densely arranged in the area to which the magnetic field is applied, and heat is then applied to form the liquid phase.
  • the inspection connector 100 in which the conductive particles 111 are densely packed in the conductive portion 110 is manufactured.
  • the insulating material constituting the conductive part 110 and the insulating part 120 may be made of the same material.
  • the liquid insulating material is hardened and molded, and through holes are formed at each position of the conductive portion 110 in a material having the shape of an inspection connector, and these through holes are filled with the liquid insulating material and applied to a magnetic field.
  • the conductive portion 110 may be formed by.
  • the conductive portion 110 and the insulating material constituting the conductive portion 110 may be the same material, but may be made of different materials.
  • the insulating material constituting the conductive portion 110 and the insulating portion 120 has insulating properties and elasticity.
  • This insulating material constitutes the insulating portion 120 and a portion of the conductive portion 110.
  • the conductive particles 111 distributed in the conductive portion 110 it is preferable to use conductive particles 111 that exhibit magnetism in that the particles can be easily oriented. Additionally, in order to increase electrical conductivity, it is desirable for the conductive particles 111 to exhibit high conductivity. Considering this, in the present invention, the conductive particles 111 are manufactured using a magnetic material and a highly conductive material together.
  • the conductive particles 111 are particles of a magnetic metal such as iron, cobalt, or nickel, particles of an alloy thereof, particles containing these metals, or particles containing these particles as a core. particles, and a coating layer 113 was formed on the surface of the core particles covered with a highly conductive material with good conductivity such as gold, silver, palladium, and rhodium.
  • the core particle 112 is composed of a ferromagnetic material and may have an approximately spherical shape.
  • the shape of the core particle 112 is not limited to a spherical shape and may have a flake, polygon, or other various shapes as needed.
  • the coating layer 113 surrounds the core particle 112 and is made of a highly conductive material to increase electrical conductivity when in contact with other conductive particles 111.
  • the means for coating the core particles 112 with a highly conductive material is not particularly limited, but may be, for example, chemical plating or electrolytic plating.
  • the coating layer 113 includes a coating body 1131 surrounding the core particles 112 and having a predetermined thickness, and an uneven portion 1132 formed on the outer surface of the coating body 1131. It is made including.
  • the concavo-convex portion 1132 is composed of a plurality of convex portions 1132a protruding from the outer surface of the covering body 1131 and a concave portion 1132b provided between the convex portions 1132a. (1132) is formed over the entire outer surface of the covering body 1131 by an etching process.
  • Chemical etching is mainly used as an etching method to form the concavo-convex portion 1132.
  • solutions for chemical etching include nitric acid, hydrochloric acid, potassium hydroxide, potassium ferricyanide, ammonium persulfate, and copper (II) sulfate. ) sulfate, iron(III) sulfate, picric acid, K3Fe(CN)6), and glacial acetic acid.
  • the shapes of the concave portion 1132b and the convex portion 1132a may be adjusted depending on the etching conditions. Specifically, the width and depth of the concave portion 1132b and the height and width of the convex portion 1132a can be variously adjusted depending on the etching solution used and the etching time.
  • the convex portion 1132a may have a rounded tip. That is, when performing an etching process, at least one convex portion (1132a) can have a rounded tip. Accordingly, the convex portion (1132a) is not easily damaged and can be in contact with silicone rubber, which is an insulating material. The area can be increased.
  • the average height and width of the convex portion 1132a are preferably between 50 nm and 3 ⁇ m. If the width and height of the convex portion 1132a are smaller than 50 nm, the area bonded to the silicone rubber is small and the adhesive strength is not substantially increased, which is not desirable. Even if the width and height of the convex portion 1132a are larger than 3 ⁇ m, The surface area bonded to the silicone rubber becomes smaller, making the bonding strength with the silicone rubber less advantageous.
  • At least one of the convex portions (1132a) has a tip inclined to one side so that when the silicone rubber penetrates into the concave portion (1132b) and then hardens, the cured silicone rubber does not easily fall out of the concave portion (1132b).
  • the convex portion 1132a and the covering body 1131 are made of the same material. Specifically, after the coating layer 113 is immersed in the etching solution, a portion of the coating layer 113 is etched or a complex reaction is performed to form the uneven portion 1132, so the convex portion 1132a is made of the same material as the coating body 1131. It can be done.
  • the concave portion 1132b is a space between the convex portions 1132a and is configured to allow silicone rubber to penetrate therein. This concave portion 1132b is located between the convex portions 1132a.
  • These conductive particles 111 can be manufactured as shown in FIG. 6.
  • the conductive particles 111 manufactured in this way are put into liquid silicone rubber to manufacture the inspection connector 100 and then hardened while applying a magnetic field in the mold to manufacture the desired inspection connector.
  • the conductive particles 111 allow the core particles 112 to easily move to a desired location when a magnetic field is applied because the core particles 112 are made of a material that exhibits ferromagnetism.
  • the covering layer 113 of the conductive particles 111 is made of a highly conductive material, the electrical resistance can be greatly reduced when it comes into contact with other adjacent conductive particles 111 or the terminal 21 of the device under test 20. .
  • the surface of the conductive particles 111 has irregularities manufactured through a chemical process rather than a mechanical process, and is evenly distributed over the entire range of the conductive particles 111, making it easy for the silicone rubber to penetrate into the concave portion 1132b. And the overall contact area between the silicone rubber and the conductive particles 111 can be increased, thereby improving adhesion. If the adhesion between the silicone rubber and the conductive rubber is improved in this way, the lifespan of the inspection connector can be improved because the conductive particles 111 do not separate from the silicone rubber.
  • Figures 7 and 8 show the general shape of the conductive particles 111 manufactured by Figure 6. As shown in FIGS. 7 and 8, the conductive particles 111 on which irregularities are formed on the surface by etching have convex portions 1132a and concave portions evenly distributed over the entire surface, thereby increasing the adhesive area with the liquid silicone rubber. You can do it.
  • Figures 9 and 10 show a case where the size of the convex portion 1132a is made relatively large by changing the etching conditions.
  • the liquid silicone rubber can penetrate into the concave portions 1132b between the convex portions 1132a and allow the conductive particles to be firmly bonded.
  • the size of the convex portion 1132a can be easily set as desired by the designer.
  • the conductive particles 111 of the present invention are not limited to this.
  • the upper end of the convex portion 1132a is formed in an inclined form and is located above the concave portion 1132b and is often connected to the adjacent convex portion 1132a.
  • the surface may have a structure in which the convex portions 1132a and concave portions 1132b are not observed.
  • the convex portions 1132a are connected to each other to have an overall ring shape.
  • the adhesive strength with silicone rubber is further improved, but the silicone rubber penetrated into the through hole is formed by conductive particles (111). ), which contributes to greatly increasing the lifespan of the inspection connector.
  • the convex portions 1132a are connected to each other on the concave portions 1132b and form a space, thereby forming a three-dimensional network structure with multiple layers. In this way, when the uneven portion 1132 has an overall three-dimensional network structure, the adhesive strength with silicone rubber is further improved.
  • FIG. 13 discloses that a highly conductive metal layer 114 is additionally coated on the surface of the concavo-convex portion 1132 in the first embodiment of FIGS. 5 and 6 .
  • the surface of the uneven portion 1132 is additionally plated with the same material as the uneven portion 1132 or a highly conductive material that has better oxidation resistance characteristics, higher hardness, or superior conductivity than the uneven portion 1132, thereby increasing the conductivity. It is possible to increase the oxidation resistance, wear resistance, or abrasion resistance of the particles 111.
  • the highly conductive metal layer formed on the surface of the convex portion 1132 is preferably lower than the height and width of the convex portion 1132a.
  • the highly conductive metal layer 114 completely eliminates the concave portion 1132b, the adhesive strength with silicone rubber decreases, so the width of the highly conductive metal layer 114 is 1/10 to 1/10 of the height and width of the convex portion 1132a. It is desirable to keep it within the range of 4/10. If the width of the highly conductive metal layer 114 is too thin, it is difficult to improve conductivity, and if the metal layer is too thick, the shape of the convex portion 1132a is buried inside the metal layer, making it difficult to obtain the desired bonding strength with silicone rubber.
  • the conductive particles 111 shown in FIG. 13 may be manufactured as shown in FIG. 14.
  • the conductive particles 111 manufactured in this way are put into liquid silicone rubber to manufacture a connector, and then hardened while applying a magnetic field in a mold to manufacture the desired inspection connector.
  • the conductive particles 111 of the present invention can be modified as shown in FIG. 15.
  • the conductive particles are composed of core particles (112′′) made by mixing a ferromagnetic material and a highly conductive material, and uneven portions (113′′) disposed on the surface of the core particles (112′′).
  • the core particles 112′′ contain a plurality of ferromagnetic particles 1122′′ within a substrate 1121′′ made of a highly conductive material.
  • the ferromagnetic particle (1122′′) may be formed in any one of the following shapes: spherical shape, star shape, column shape, horn shape, cross shape, slot shape, Lego shape, spring shape, pipe shape, peanut shape, or a combination of these shapes. .
  • the concavo-convex portion is composed of a plurality of convex portions (1131′′) protruding from the outer surface of the core particle and concave portions (1132′′) provided between the convex portions (1131′′), and the concavo-convex portion is formed by an etching process. It is configured to protrude over the entire outer surface of the covering body.
  • the substrate 1121'' made of a highly conductive material contains ferromagnetic particles 1122'' inside, it facilitates the movement of the conductive particles 111 by magnetic force and improves conductive performance due to the highly conductive material. It becomes possible.
  • conductive particles can be manufactured as shown in FIG. 16. Specifically, a step of preparing core particles in which a large number of ferromagnetic particles are distributed in a substrate made of a highly conductive metal (S500), a step of deforming the surface of the core particles by an etching solution (S600), and forming a convex surface on the surface of the core particles. It includes a step (S700) of obtaining conductive particles in which concave-convex portions consisting of portions and concave portions are formed.
  • a highly conductive metal layer can be coated on the uneven portions of the conductive particles, and the manufacturing method is as shown in FIG. 17.

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Abstract

본 발명은 도전성 입자에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서, 탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하게 하는 도전성 입자에 있어서, 강자성체 소재를 포함하는 코어입자; 및 상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되, 상기 피복층은, 상기 코어입자를 둘러싸는 피복본체와, 상기 피복본체의 외표면에 형성된 요철부로 이루어지고, 상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된 도전성 입자에 대한 것이다.

Description

도전성 입자, 도전성 입자의 제조방법 및 검사용 커넥터
본 발명은 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사에 사용되는 도전성 입자, 도전성 입자의 제조방법 및, 그 도전성 입자가 마련된 검사용 커넥터에 대한 것이다.
피검사 디바이스의 전기적 검사를 위해, 피검사 디바이스와 검사 장치에 접촉되어 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 접속시키는 커넥터가 당해 분야에서 사용되고 있다. 커넥터는 검사 장치의 전기 신호를 피검사 디바이스에 전달하고, 피검사 디바이스의 전기 신호를 검사 장치에 전달한다. 이러한 커넥터로서, 포고핀 테스트 소켓과 도전성 러버 시트가 당해 분야에 알려져 있다.
포고핀 테스트 소켓은 피검사 디바이스에 가해지는 외력에 의해 상하 방향으로 눌러지는 포고핀을 갖는다. 포고핀 테스트 소켓은, 포고핀을 수용하는 부품을 필요로 하므로, 얇은 두께를 갖기 어렵고, 미세 피치를 갖는 피검사 디바이스의 단자들에 적용되기 어렵다. 도전성 러버 시트는 피검사 디바이스에 가해지는 외력에 의해 탄성 변형할 수 있다.
도전성 러버 시트는 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 접속시키는 복수의 도전부와 도전부들을 이격시키는 절연부를 가진다. 절연부는 경화된 실리콘 러버로 이루어질 수 있다. 도전성 러버 시트는, 포고핀 테스트 소켓에 비해, 적은 제조 비용으로 제조될 수 있고, 피검사 디바이스의 단자를 손상시키지 않으며, 매우 얇은 두께를 가지는 점에서, 유리하다.
이러한 도전성 러버 시트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 피검사 디바이스(20)와 검사장치(10)의 사이에 배치되어 있으며, 피검사 디바이스(20)의 단자(21)와 대응되는 위치마다 실리콘 고무 내에 다수의 도전성 입자(12a)가 두께방향으로 배열되어 있는 도전부(12)와, 상기 도전부(12) 사이에 위치하고 도전부(12)를 지지하면서 절연시키는 절연부(13)로 이루어진다.
피검사 디바이스(20)의 단자(21)가 도전부(12)를 가압하게 되면 도전부(12) 내의 도전성 입자(12a)들이 서로 밀착접촉되면서 도전로를 형성하고 되고, 검사장치(10)에서 소정의 전기적 신호가 인가되면 그 신호는 도전부(12)를 통하여 피검사 디바이스(20)로 전달되면서 소정의 전기적 검사가 수행된다.
도전성 러버 시트는 얇은 두께를 가지면서 도전부 사이의 간격을 조밀하게 배치할 수 있다는 장점이 있으나, 빈번한 검사과정에서 도전부 내의 도전성 입자가 도전부에서 이탈되어 버리는 문제가 있게 된다. 구체적으로 다수의 도전성 입자는 실리콘 고무 내에 밀집되어 배향되어 있게 되는데, 검사과정에서 도전부가 압축과 팽창을 반복하거나 피검사 디바이스의 단자와의 접촉에 의하여 실리콘 고무에 결합된 도전성 입자가 분리되어 이탈되는 일이 발생된다. 이와 같이 도전성 입자가 도전부에서 이탈되는 경우에는 저항이 증가되고 이에 따라서 전기적 검사의 신뢰성에 악영향을 주게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허 제1748184호에서는 도전성 입자의 표면에 다수의 기공부를 형성한 후에, 그 기공부에 실리콘 고무가 침투됨으로서 실리콘 고무와의 결합력이 증대되어 도전성 입자가 도전부로부터 쉽게 이탈되지 않게 하는 기술이 개시되어 있게 된다.
구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, (a) 도전성 입자의 입자 몸통부를 이루는 금속 파우더(1)를 준비하는 단계와, (b) 상기 금속 파우더(1)와 융합되는 희생분말(2)을 준비하는 단계와, (c) 상기 금속 파우더(1)와 희생분말(2)을 기계적 합금화하여 복합분말(3)을 형성하는 단계와, (d) 상기 복합분말(3)에 포함된 희생분말(2)을 제거하여 입자 몸통부(12a'')에 기공부(12a')를 형성하는 단계를 통해서 도전성 입자(12a)를 제조하게 된다.
한편, (c) 단계에서 기계적합금화 방법으로 볼 밀링 가공에 의해 형성할 수 있으며, 볼 밀링 가공을 위한 장치로는 수평식 볼밀링 장치와, 유성볼밀(planetary ball mill), 어트리션(attrition)볼밀, 스펙스(SPEX)볼밀, 진동밀과 같은 고에너지 볼밀링 장치가 사용된다.
또한, (d) 단계에서 희생분말을 제거하는 방법으로는, 희생분말이 흑연 소재가 사용될 경우, 기화법을 이용하여 고온 상태에서 금속 파우더에 융합된 흑연을 기체 상태로 기화시켜 제거하고 있게 된다.
이러한 기공부(12a')가 마련된 종래의 도전성 입자는 실리콘 고무가 기공부 (12a')내에 침투되어 실리콘 고무와의 결합성을 다소 증가시킬 수 있게 하지만, 다음과 같은 문제점이 있게 된다.
먼저, 기공부(12a')는 도 2(d)에서도 볼 수 있는 바와 같이, 도전성 입자 표면의 일부분에만 분포하여 표면적 증가 효과가 크지 않다는 단점이 있다.
또한, 기계적 합금화 과정에서 볼밀자(Ball Mill Jar) 내부에서 금속 파우더(1)가 운동하면서 희생분말(2)과 접촉하고 이 과정에서 금속 파우더의 표면에 전단력과 수직하중이 작용하게 된다. 그런데 볼밀 자(Ball Mill Jar)는 희생분말이 금속 파우더에 용이하게 침투할 수 있도록 고속으로 회전하고 있기 때문에, 금속 파우더에 가해지는 힘이 매우 크고 이 과정에서 금속파우더(1)의 전체적인 형상변형이 불가피하게 된다. 따라서 금속파우더(1)의 초기 형상을 유지하기 어려운 문제가 있다.
또한, 기계적 합금화는 희생분말(2)이 균일한 형태로 금속파우더(1)에 합금화되는 것이 아니기 때문에 도 2 (d)에 도시된 바와 같이 기공부(12a')의 형상이 매우 불균일하게 된다. 특히 금속파우더(1)는 일반적으로 완전한 구가 아니기 때문에 표면의 굴곡에 따라 희생분말(b)이 부착되기도 하고 부착되지 않기도 하는 등 문제가 발생하여 기공부(12a')는 불균일하게 분포되는 단점이 있다.
또한, 고속으로 회전하는 볼밀 자 내에서 금속 파우더에 부딪히는 과정에서 희생분말(2)은 넓고 평평하게 펴진 형태로 합금화된다. 이에 따라 도 2에 도시된 제조방법에 따라서 제조된 기공부(12a')는 홈 두께가 상당히 얇고 거의 평평한 형상이기 때문에 실리콘 고무와의 결합력 향상 효과가 크지 않다는 단점이 있게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘 고무와의 접착력이 향상되어 도전부에서 쉽게 이탈되지 않게 되어 검사용 커넥터의 수명이 향상될 수 있게 하는 도전성 입자를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실리콘 고무와의 접착력이 향상될 수 있는 도전성 입자의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실리콘 고무와의 접착력이 향상되어 도전부에서 이탈되지 않는 도전성 입자가 마련된 검사용 커넥터를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자는,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하게 하는 도전성 입자에 있어서,
강자성체 소재를 포함하는 코어입자; 및
상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되,
상기 피복층은, 상기 코어입자를 둘러싸는 피복본체와, 상기 피복본체의 외표면에 형성된 요철부로 이루어지고,
상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며,
상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자는, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자에 있어서,
강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자; 및
상기 코어입자의 표면상에 배치되는 요철부로 이루어지고,
상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며,
상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된 도전성 입자에 대한 것이다.
상기 도전성 입자에서,
상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 라운드 형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 일측으로 기울어진 형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
서로 인접한 2개의 볼록부는 선단이 서로 연결되어 전체적으로 링형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자는
다층으로 3차원 망상구조를 가질 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 볼록부의 평균높이는 50nm ~ 3㎛ 일 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 볼록부의 평균폭은 50nm ~ 3㎛ 일 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 피복본체와 상기 볼록부는 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 피복본체와 상기 볼록부는, 금, 은, 팔라듐, 로듐, 구리 중 어느 하나의 소재 또는 이들의 합금일 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 볼록부의 표면에는 고전도성 금속층이 코팅될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자는,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자에 있어서,
강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자; 및
상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되,
상기 피복층은, 상기 코어입자를 둘러싸는 피복본체와, 상기 피복본체의 외표면에 형성된 요철부로 이루어지고,
상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며,
상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된다.
상기 도전성 입자에서,
상기 코어입자는, 고전도성 금속으로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포될 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 강자성 입자는 구형, 별형, 기둥형, 뿔형, 십자 형상, 슬롯 형상, 레고 형상, 스프링 형상, 파이프 형상, 땅콩형상 중 어느 하나의 형상 또는 그 형상들의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 입자에서,
상기 코어입자의 기재와, 상기 볼록부는 서로 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자의 제조방법은,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
(a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련하는 단계;
(b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층을 도금형성하는 단계;
(c) 피복층을 에칭액에 의하여 형상 변형하는 단계; 및
(d) 피복층의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되는 도전성 입자를 얻어내는 단계;를 포함한다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자의 제조방법은,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
(a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련하는 단계;
(b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층을 도금형성하는 단계;
(c) 피복층을 에칭액에 의하여 형상변형시키는 단계; 및
(d) 상기 피복층의 표면에 고전도성 금속층이 코팅되도록 하는 단계를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 입자의 제조방법은,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
(a) 고전도성 소재로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계;
(b) 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상변형하는 단계; 및
(c) 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되는 도전성 입자를 얻어내는 단계;를 포함한다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 도전성 입자의 제조방법은, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
(a) 고전성 소재로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계;
(b) 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상 변형시켜 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되도록 하는 단계;
(c) 상기 요철부의 표면에 고전도성 금속층이 코팅되도록 하는 단계가 포함될 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 라운드 형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 일측으로 기울어진 형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
서로 인접한 2개의 볼록부는 선단이 서로 연결되어 전체적으로 링형상을 가질 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 요철부는 3차원 망상구조를 가질 수 있다.
상기 도전성 입자의 제조방법에서,
상기 볼록부의 평균높이와 평균폭은 50nm ~ 3㎛ 일 수 있다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 검사용 커넥터는, 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 있어서,
피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 연장되어 배치되는 도전부; 및
상기 도전부들을 서로 절연하면서 지지하는 절연부를 포함하되,
상기 도전성 입자는,
코어입자; 및
상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되,
상기 피복층에는, 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 배치되는 오목부가 마련되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 균일하게 형성되고,
상기 탄성 절연물질은, 상기 볼록부 사이의 상기 오목부 내부에 침투하여 도전성 입자와 견고하게 결합된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 검사용 커넥터는,
피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 있어서,
피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 연장되어 배치되는 도전부; 및
상기 도전부들을 서로 절연하면서 지지하는 절연부를 포함하되,
상기 도전성 입자는,
강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자; 및
상기 코어입자의 표면상에 형성된 요철부로 이루어지고,
상기 요철부는, 코어입자의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성되고,
상기 탄성 절연물질은, 상기 볼록부 사이의 상기 오목부 내부에 침투하여 도전성 입자와 견고하게 결합될 수 있다.
본 발명은 검사용 커넥터를 제조하는 과정에서 액상 실리콘 고무가 도전성 입자의 오목부에 침투하게 되며, 그 상태로 실리콘 고무가 경화되면 실리콘 고무와 도전성 입자 간의 접촉면적이 증가되어 접착력이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은, 도전성 입자의 요철부가 에칭에 의하여 표면 전체에 걸쳐서 형성되고 있으며, 볼록부와 오목부의 폭과 깊이를 원하는 정도로 조절할 수 있어서 접착력을 극대화하는 장점이 있다.
본 발명은 실리콘 고무와 전도성 입자 간의 접착력이 향상되면 도전성 입자가 실리콘 고무로부터 이탈되지 않아서 검사용 커넥터의 전체적인 수명이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 검사용 커넥터를 나타내는 도면.
도 2는 종래의 도전성 입자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사용 커넥터를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 작동모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전성 입자를 나타내는 도면.
도 6은 도 5의 도전성 입자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 7 내지 도 12은 도 5의 도전성 입자의 실물사진.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전성 입자를 나타내는 도면.
도 14는 도 13의 도전성 입자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 15은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도전성 입자를 나타내는 도면.
도 16 은 도 15의 도전성 입자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 17은 다른 실시예에 따른 도전성 입자의 제조방법을 나타내는 도면.
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 갖는다. 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 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 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.
본 개시에 사용되는 "에칭공정"이란 에칭액에 의하여 피복본체의 외표면이 식각되는 것을 의미할 뿐 아니라, 에칭액에 의하여 이루어지는 피복본체의 형상변형, 예를 들어 에칭액에 반응하여 용해된 금속용액이 다시 피복본체에 결합되어 형상이 변형되는 것 또는 기타 에칭액에 의하여 수반되어 피복본체의 형상이 변형되는 것을 포괄적으로 의미한다.
첨부한 도면에 도시된 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.
도 3은 일 실시예에 따른 검사용 커넥터를 개략적으로 도시한다. 도 4는, 실시예의 설명을 위해, 검사용 커넥터, 검사용 커넥터가 배치되는 검사 장치, 검사용 커넥터와 접촉되는 피검사 디바이스의 예시적 형상을 도시한다. 또한, 도 4는, 검사용 커넥터의 형상, 도전부의 형상, 절연부의 형상을 개략적으로 도시하며, 이들은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 일 실시예에 따른 검사용 커넥터(100)는, 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)의 사이에 위치하며, 피검사 디바이스(20)의 전기적 검사 시에, 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)에 각각 접촉되어 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)의 전기적 접속을 실행할 수 있다. 일예로, 검사용 커넥터(100)는, 피검사 디바이스(20)의 제조 공정 중 후공정에서, 피검사 디바이스의 최종적인 전기적 검사 시에 사용될 수 있다.
검사용 커넥터(100)는 시트(sheet) 형상의 구조물이다. 검사용 커넥터(100)는 미도시된 테스트 소켓에 결합되어 검사 장치(10)에 제거가능하게 장착될 수 있다. 테스트 소켓은 운반 장치에 의해 검사 장치(10)로 운반된 피검사 디바이스(20)를 그 안에 수용하고 피검사 디바이스(20)를 검사 장치(10)에 위치시킨다.
피검사 디바이스(20)는, 내부에 반도체 IC 칩을 갖는 반도체 패키지일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 피검사 디바이스(20)는 그 하측에 반구형의 다수의 단자(21)를 가질 수 있다.
검사 장치(10)는 피검사 디바이스(20)의 전기적 특성, 기능적 특성, 동작 속도 등을 검사할 수 있다. 검사 장치(10)는, 검사가 수행되는 보드 내에, 전기적 테스트 신호를 출력할 수 있고 응답 신호를 받을 수 있는 다수의 단자(11)를 가질 수 있다. 검사용 커넥터(100)는 테스트 소켓에 의해 검사 장치(10)의 단자(11)와 접촉되도록 배치될 수 있다.
검사용 커넥터(100)의 대부분은 탄성을 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 검사용 커넥터(100)는 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 가질 수 있다. 외력이 상하 방향(VD)에서의 하방으로 검사용 커넥터(100)에 가해지면, 검사용 커넥터(100)는 탄성 변형될 수 있고, 외력이 제거되면 검사용 커넥터(100)는 그 원래 형상으로 복원될 수 있다. 상기 외력은, 피검사 디바이스(20)의 검사 시에 푸셔 장치가 피검사 디바이스(20)를 검사 장치(10) 측으로 눌러서 발생될 수 있다.
검사용 커넥터(100)는 복수의 도전부(110)와, 절연부(120)를 포함한다. 복수의 도전부(110)는 상하 방향(VD)으로 연장되어 각각이 수평방향으로 이격되어 배치되는 것으로서, 상하 방향(VD)으로 도전 가능하다. 절연부(120)는 수평 방향(HD)으로 이격된 복수의 도전부(110)를 지지하고, 복수의 도전부(110)를 서로 절연시킨다.
도전부(110)는 그 상단에서 피검사 디바이스의 단자(21)와 접촉되고 그 하단에서 검사 장치의 단자(11)와 접촉된다. 이에 따라, 하나의 도전부(110)에 대응하는 단자(11)와 단자(21)의 사이에서 도전부(110)를 매개로 하여 상하 방향(VD)의 도전로가 형성된다. 따라서 검사 장치(10)의 테스트 신호는 단자(11)로부터 도전부(110)를 통해 피검사 디바이스(20)의 단자(21)에 전달될 수 있고, 피검사 디바이스(20)의 응답 신호는 단자(21)로부터 도전부(110)를 통해 검사 장치(10)의 단자(11)에 전달될 수 있다.
도전부(110)들의 평면 배열은 피검사 디바이스(20)의 단자(21)의 배열에 따라 다양할 수 있다. 도전부(110)들은 사각형의 절연부(120) 내에서 하나의 행렬 또는 한 쌍의 행렬 형태로 배열될 수 있다. 또는, 도전부(110)들은 사각형의 절연부(120)의 각 변을 따라 복수 열로 배열될 수 있다.
각 도전부(110)에서, 절연 물질이 도전성 입자(111)들의 사이를 채울 수 있다. 도전부(110)를 형성하는 절연 물질은 절연부(120)를 형성하는 절연 물질과 동일할 수 있다. 즉, 도전부(110)는 절연부(120)를 형성하는 절연 물질을 부분적으로 포함하며, 이러한 도전부(110)의 절연 물질은 도전부(110)의 일단부터 타단까지 존재할 수 있다. 또한, 절연부(120)를 형성하는 절연 물질이 다수의 도전성 입자(111)들을 도전부(110)의 형상으로 유지할 수 있다. 따라서 절연 물질을 포함하는 각 도전부(110)는 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 갖는다. 피검사 디바이스의 단자에 의해 각 도전부(110)가 하방으로 눌릴 때, 각 도전부(110)는 수평 방향(HD)으로 약간 팽창될 수 있고, 각 절연부(120)는 도전부(110)의 이러한 팽창을 허용할 수 있다.
도전부(110)를 구성하는 절연 물질은, 가교 구조를 갖는 탄성 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 형성 재료로서는 다양한 것을 사용할 수 있지만, 특히 성형 가공성 및 전기 특성 측면에서 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.
실리콘 고무로서는 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등의 어느 것이어도 좋다. 구체적으로는, 디메틸실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 비닐기를 함유하는 액상 실리콘 고무(비닐기 함유 폴리디메틸실록산)은 통상, 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을, 디메틸비닐클로로실란 또는 디메틸비닐알콕시실란의 존재하에서 가수분해 및 축합 반응시키고, 예를 들면 계속해서 용해-침전의 반복에 의한 분별을 행함으로써 얻어진다. 또한, 비닐기를 양쪽 말단에 함유하는 액상 실리콘 고무는 옥타메틸시클로테트라실록산과 같은 환상 실록산을 촉매의 존재하에서 음이온 중합하고, 중합 정지제로서 예를 들면 디메틸디비닐실록산을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들면, 환상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절하게 선택함으로써 얻어진다. 여기서, 음이온 중합의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화 n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라놀레이트 용액 등을 사용할 수 있고, 반응 온도는 예를 들면 80 내지 130℃이다. 이러한 비닐기 함유 폴리디메틸실록산은 그의 분자량 Mw(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량을 말함, 이하 동일)가 10000 내지 40000의 것인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 도전로 소자의 내열성 측면에서, 분자량 분포 지수(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 Mw와 표준 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량 Mn과의 비 Mw/Mn의 값을 말함, 이하 동일)가 2 이하인 것이 바람직하다.
절연부(120)는 검사용 커넥터(100)의 사각형의 탄성 영역을 형성할 수 있다. 절연부(120)는 하나의 탄성체로서 형성될 수 있으며, 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 갖는다. 절연부(120)는 도전부(110)의 형상을 유지하고 도전부(110)를 상하 방향으로 지지한다.
절연부(120)는 절연 물질로 이루어진다. 상세하게는, 절연부(120)는 액상의 절연 물질이 경화됨으로써 성형된다. 일 예로서, 전술한 도전성 입자(111)들이 분산된 액상 절연 물질로부터 자기장을 이용하여 도전부(110)를 형성하고, 그 후 액상 절연 물질이 경화되어 절연부(120)가 형성될 수 있다. 구체적으로 제조후 도전부(110)가 형성될 부위마다 상하방향으로 자기장을 가하게 되면, 액상 절연 물질 내에 분산된 도전성 입자(111)들이 자기장이 가해지는 영역에 밀집배열되고, 이후에 열을 가하여 액상 절연 물질을 경화시키게 되면 도전성 입자(111)가 도전부(110)에 밀집되어 있는 검사용 커넥터(100)가 제조된다. 이때 도전부(110)와 절연부(120)를 구성하는 절연 물질은 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 액상 절연 물질이 경화되어 성형되고 검사용 커넥터의 형상을 갖는 소재에 도전부(110)의 위치마다 관통 홀이 형성되고, 이러한 관통 홀을 상기 액상 절연 물질로 충전시키고 자기장에 의해 도전부(110)가 형성될 수 있다. 이때 도전부(110)와 도전부(110)를 구성하는 절연물질은 동일한 소재 일 수 있으나, 상호 다른 소재로 이루어지는 것이 가능하다. 예를 들어 외력에 의하여 도전부(110)가 과도하게 변형되는 것을 방지하기 위하여 절연부를 구성하는 절연물질은 도전부(110)를 구성하는 절연물질보다 경도가 높은 소재를 사용하는 것이 가능하다.
한편, 도전부(110)와 절연부(120)를 구성하는 절연 물질은 절연성과 탄성을 갖는다. 이러한 절연 물질이 절연부(120)를 구성하고 도전부(110)의 일부를 구성한다.
상기 도전부(110) 내에 분포되어 있는 도전성 입자(111)는, 입자를 용이하게 배향시킬 수 있는 측면에서 자성을 나타내는 도전성 입자(111)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 전기적 전도성을 높이기 위하여 도전성 입자(111)가 고전도성을 나타내는 것도 바람직하다. 이러한 점을 감안하여 본 발명에서는 자성체 소재와, 고전도성 소재를 함께 사용하여 도전성 입자(111)를 제조한다.
도 5에 나타난 제1실시예에 의하면, 도전성 입자(111)는, 철, 코발트, 니켈 등의 자성을 나타내는 금속의 입자 또는 이들의 합금의 입자 또는 이들 금속을 함유하는 입자, 또는 이들 입자를 코어 입자로 하고, 상기 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 도전성이 양호한 고전도성 소재를 피복한 피복층(113)을 형성하였다.
구체적으로 코어입자(112)는 강자성체 소재를 포함하여 구성되는 것으로서 대략 구형상을 가질 수 있다. 다만 코어입자(112)의 형상은 구형상에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 플레이크, 다각형 또는 기타 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 피복층(113)은, 코어입자(112)를 둘러싸고 있으면서 다른 도전성 입자(111)와 접촉시 전기적 전도 특성을 높이기 위하여 고전도성 소재가 사용된다.
이러한 코어입자(112)를 고전도성 소재로 피복하는 수단으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 화학 도금 또는 전해 도금에 의해 행할 수 있다.
상기 피복층(113)은, 소정의 두께를 가지면서 일정한 두께를 가지면서 코어입자(112)를 둘러싸는 피복본체(1131)와, 상기 피복본체(1131)의 외표면에 형성되는 요철부(1132)를 포함하여 이루어진다.
상기 요철부(1132)는, 피복본체(1131)의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부(1132a)와, 상기 볼록부(1132a) 사이에 마련되는 오목부(1132b)로 구성되며, 상기 요철부(1132)는 에칭공정에 의하여 피복본체(1131)의 외표면 전체에 걸쳐서 형성된다.
요철부(1132)를 형성하기 위한 에칭방식으로는 주로 화학적 에칭이 사용된다. 또한, 화학적 에칭을 위한 용액으로는, 질산(Nitric acid), 염산(Hydrochloric acid), 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 페리시안화칼륨(Potassium ferricyanide), 과황산암모늄(Ammonium persulfate), 황산구리(Copper(II) sulfate), 황산철(Iron(III) sulfate), 피크산(Picric acid), 적혈염(K3Fe(CN)6), 빙초산(Glacial acetic acid) 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 가지 이상이 혼합된 용액일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 고전도성 소재를 에칭가능한 것이라면 다양한 것이 사용될 수 있다.
한편, 에칭의 조건의 따라서 오목부(1132b)와 볼록부(1132a)의 형상이 조절될 수 있다. 구체적으로 오목부(1132b)의 폭과 깊이, 볼록부(1132a)의 높이와 폭은 사용되는 에칭액과, 에칭시간에 따라서 다양하게 조절될 수 있게 된다.
이러한 에칭공정에 의하여 제조되는 요철부(1132) 중에서 볼록부(1132a)는, 선단이 라운드된 형상을 가질 수 있다. 즉, 에칭공정을 수행하는 경우에 적어도 하나의 볼록부(1132a)는 선단이 라운드된 형상을 가질 수 있게 되는데, 이에 따라서 볼록부(1132a)가 쉽게 파손되지 않으면서도 절연물질인 실리콘 고무와의 접촉면적을 높일 수 있게 된다.
볼록부(1132a)의 평균높이와, 폭은 50nm ~ 3㎛ 인 것이 좋다. 볼록부(1132a)의 폭과 높이가 50nm 보다 작은 경우에는 실리콘 고무와 결합되는 면적이 작아서 실질적으로 접착력이 높아지지 않게 되어서 바람직하지 않으며, 볼록부(1132a)의 폭과 높이가 3㎛보다 크게 되도 실리콘 고무와 결합되는 표면적이 작아지게 되어서 실리콘 고무와의 결합력에서 유리하지 않게 된다.
상기 볼록부(1132a) 중 적어도 어느 하나는 선단이 일측으로 경사져 있어서 오목부(1132b) 내에 실리콘 고무가 침투한 후에 경화되었을 때 오목부(1132b)에서 경화된 실리콘 고무가 쉽게 빠지지 않게 한다.
상기 볼록부(1132a)와, 상기 피복본체(1131)는 서로 동일한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로 피복층(113)을 에칭액 내에 잠기게 한 후에 피복층(113)의 일부가 식각되거나 복합적 반응에 의하여 요철부(1132)를 형성하는 것이므로 볼록부(1132a)는 피복본체(1131)와 동일한 소재로 이루어지게 할 수 있다.
상기 오목부(1132b)는 볼록부(1132a)들 사이의 공간으로서 실리콘 고무가 내부에 침투할 수 있도록 구성된 것이다. 이러한 오목부(1132b)는 볼록부(1132a)들 사이에 위치하고 있다.
이러한 도전성 입자(111)는 도 6에 도시된 바와 같이 제조될 수 있다.
먼저, (a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련한다. (S100). 이후에는 (b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층(113)을 도금형성한다. (S200) 이후에는, (c) 피복층을 에칭액에 잠기게 하는 것에 의하여 피복층을 형상을 변형시킨다. (S300) 이때 피복층(113)을 에칭액 내에 잠기게 하는 시간, 에칭액의 종류에 따라서 요철부(1132)를 다양한 형상을 가질 수 있게 된다.
이후에는, (d) 피복층(113)의 표면에 볼록부(1132a)와 오목부(1132b)로 이루어진 요철부(1132)가 형성되는 도전성 입자(111)를 얻어낸다. (S400)
이와 같이 제조된 도전성 입자(111)는, 검사용 커넥터(100)를 제조하기 위하여 액상 실리콘 고무 내에 투입한 후에, 금형 내에 자기장을 가하면서 경화시켜서 원하는 검사용 커넥터를 제조하게 되는 것이다.
이때, 도전성 입자(111)는 코어입자(112)가 강자성을 나타내는 소재로 이루어져 있으므로 자기장을 가했을 때 원하는 위치로 쉽게 이동할 수 있게 한다.
또한, 도전성 입자(111)의 피복층(113)은 고도전성 소재로 이루어져 있기 때문에 인접한 다른 도전성 입자(111) 또는 피검사 디바이스(20)의 단자(21)와 접촉시 전기저항을 크게 낮출 수 있게 한다.
또한, 도전성 입자(111)의 표면에는 기계적 공정이 아닌 화학적 공정을 통해서 제조된 요철이 도전성 입자(111)의 전체 범위에 걸쳐서 고르게 분포되어 있으므로 오목부(1132b) 내부에 실리콘 고무의 침투가 용이하게 되고 전체적으로 실리콘 고무와 도전성 입자(111) 간의 접촉면적이 증가될 수 있게 되어 접착력이 향상될 수 있다. 이와 같이 실리콘 고무와 도전성 고무 간의 접착력이 향상되면 도전성 입자(111)가 실리콘 고무로부터 이탈되지 않기 때문에 검사용 커넥터의 수명이 향상될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 6에 의하여 제조된 도전성 입자(111)의 일반적인 형상을 도시한다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 에칭에 의하여 표면에 요철부가 형성된 도전성 입자(111)는 표면 전체에 걸쳐서 볼록부(1132a)와 오목부가 고르게 분포되어 있어서 액상 실리콘 고무와의 접착면적을 크게 할 수 있게 된다.
또한, 도 9 및 도 10은, 에칭조건을 달리하여 볼록부(1132a)의 크기를 비교적 크게 한 경우를 나타내고 있다. 액상의 실리콘 고무는 볼록부(1132a) 사이의 오목부(1132b) 내부로 침투하여 도전성 입자가 견고하게 결합할 수 있다.
이와 같이 에칭조건을 다양하게 함으로서 볼록부(1132a)의 크기를 설계자가 원하는 데로 용이하게 설정할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 도전성 입자(111)는 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도전성 입자(111)에서, 볼록부(1132a)의 상단이 기울어진 형태로 형성되어 오목부(1132b)의 위에 위치하고 인접한 볼록부(1132a)와 연결되는 경우가 많을 경우 도전성 입자(111)의 표면에서는 볼록부(1132a)와 오목부(1132b)가 관측되지 않는 구조가 될 수 있다.
예를 들어 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 볼록부(1132a)의 상단이 서로 연결되더라도 완전히 밀폐되지 않고 액상 실리콘 고무가 유입될 수 있는 관통공(1132c)이 남아있기 때문에 관통공(1132c)을 통하여 액상 실리콘고무가 오목부(1132b) 내부로 유입되어 서로 연결되기 때문에 접착력이 향상된다.
이때 볼록부(1132a) 들이 상호 연결되어 전체적으로 링형상을 가지는 것이 가능하다. 이와 같이 요철부(1132)에서 일부 볼록부(1132a) 들이 서로 연결되어 링형상을 가지게 되는 경우, 실리콘 고무와의 접착력이 보다 향상될 뿐 아니라, 관통공 내부에 침투된 실리콘 고무는 도전성 입자(111)에서 쉽게 이탈되지 않게 되어 검사용 커넥터의 수명을 크게 높일 수 있게 기여한다.
또한, 도전성 입자(111)에서 볼록부(1132a)가 오목부(1132b) 위에서 서로 연결되고 공간을 형성하면서 다층으로 삼차원 망상구조를 형성할 수 있다. 이와 같이 요철부(1132)가 전체적으로 삼차원 망상구조를 가지는 경우에는 실리콘 고무와의 접착력은 더욱 향상 된다.
도 13은, 도 5, 6의 제1실시예에서, 요철부(1132)의 표면에 고전도성 금속층(114)이 추가로 코팅되는 것을 개시한다. 구체적으로 요철부(1132)의 표면에 요철부(1132)와 동일한 소재 또는 요철부(1132)보다 내산화특성이 우수하거나, 고경도이거나, 전도성이 우수한 고전도성 소재를 추가로 도금처리 함으로서, 도전성 입자(111)의 내산화성, 내마모성 또는 내마모성을 높일 수 있게 된다.
이때 요철부(1132)의 표면에 형성되는 고전도성 금속층은 볼록부(1132a)의 높이, 폭보다 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로 고전도성 금속층(114)이 오목부(1132b)를 전체적으로 없애버리게 되면 실리콘 고무와의 접착력이 저하되므로 고전도성 금속층(114)의 폭은 볼록부(1132a)의 높이, 폭의 1/10 ~ 4/10 의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. 고전도성 금속층(114)의 폭이 지나치게 얇은 경우에는 전도성이 향상되기 어렵고, 금속층이 지나치게 두꺼운 경우에는 볼록부(1132a)의 형상이 금속층 내부에 묻혀버려 원하는 실리콘 고무와의 결합력을 얻기 어렵다.
도 13에 도시된 도전성 입자(111)는 도 14에 도시된 바와 같이 제조될 수 있다.
구체적으로, (a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련하고 (S100'), (b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층을 도금형성하며 (S200'), (c) 피복층을 에칭액에 의하여 형상변형시켜 볼록부(1132a')와 오목부(1132b')로 이루어진 요철부가 형성되도록 하고 (d) 상기 피복층의 표면에 고전도성 금속층(114)이 코팅되도록 한다. (S400')
이와 같이 제조된 도전성 입자(111)는 커넥터를 제조하기 위하여 액상 실리콘 고무 내에 투입한 후에, 금형 내에 자기장을 가하면서 경화시켜서 원하는 검사용 커넥터를 제조하게 되는 것이다.
본 발명의 도전성 입자(111)는 도 15과 같이 변형되는 것이 가능하다.
구체적으로 도전성 입자는, 강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자(112″)와, 상기 코어입자(112″)의 표면상에 배치되는 요철부(113″))로 이루어진다.
구체적으로 코어입자(112″)는, 고도전성 소재로 이루어진 기재(1121″) 내에 복수의 강자성체 입자(1122″)가 함유되어 있는 것이다. 이때 강자성체 입자(1122″)는 구형, 별형, 기둥형, 뿔형, 십자 형상, 슬롯 형상, 레고 형상, 스프링 형상, 파이프 형상, 땅콩형상 중 어느 하나의 형상 또는 그 형상들이 조합된 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 요철부는, 코어입자 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부(1131″)와, 상기 볼록부(1131″) 사이에 마련되는 오목부(1132″)로 구성되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성되도록 구성된다.
이와 같이 고전도성 소재로 이루어진 기재(1121'')가 강자성체 입자(1122'')를 내부에 포함하고 있으므로 자기력에 의한 도전성 입자(111)의 이동이 용이하게 하면서도 고전도성 소재로 인하여 전도성능이 향상될 수 있게 된다.
이러한 도전성 입자는 도 16에 도시된 바와 같이 제조될 수 있다. 구체적으로 고전도성 금속으로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계(S500)와, 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상변형하는 단계(S600)과, 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되는 도전성 입자를 얻어내는 단계(S700)을 포함한다.
또한, 도전성 입자에는 요철부에 고도전성 금속층을 코팅할 수 있으며, 이에 대한 제조방법은 도 17에 도시된 바와 같다.
구체적으로, 고전도성 금속으로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계(S500')와, 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상변형시켜 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되도록 하는 단계(S600')과, 상기 요철부의 표면에 고전도성 금속층이 코팅되도록 하는 단계(S700')을 포함할 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예들 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

Claims (25)

  1. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하게 하는 도전성 입자에 있어서,
    강자성체 소재를 포함하는 코어입자; 및
    상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되,
    상기 피복층은, 상기 코어입자를 둘러싸는 피복본체와, 상기 피복본체의 외표면에 형성된 요철부로 이루어지고,
    상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며,
    상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  2. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자에 있어서,
    강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자; 및
    상기 코어입자의 표면상에 배치되는 요철부로 이루어지고,
    상기 요철부는, 피복본체의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며,
    상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성된 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 일측으로 기울어진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    서로 인접한 2개의 볼록부는 선단이 서로 연결되어 전체적으로 링형상을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  6. 제5항에 있어서,
    다층으로 3차원 망상구조를 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부의 평균높이는 50nm ~ 3㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 입자
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부의 평균폭은 50nm ~ 3㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피복본체와 상기 볼록부는 동일한 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피복본체와 상기 볼록부는, 금, 은, 팔라듐, 로듐, 구리 중 어느 하나의 소재 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부의 표면에는 고전도성 금속층이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 코어입자는, 고전도성 금속으로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 강자성 입자는 구형, 별형, 기둥형, 뿔형, 십자 형상, 슬롯 형상, 레고 형상, 스프링 형상, 파이프 형상, 땅콩형상 중 어느 하나의 형상 또는 그 형상들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 코어입자의 기재와, 상기 볼록부는 서로 동일한 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자.
  15. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
    (a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련하는 단계;
    (b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층을 도금형성하는 단계;
    (c) 피복층을 에칭액에 의하여 형상변형시키는 단계; 및
    (d) 피복층의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되는 도전성 입자를 얻어내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  16. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
    (a) 강자성체 소재를 포함하는 코어입자를 마련하는 단계;
    (b) 상기 코어입자의 표면에 고전도성 소재로 이루어지는 피복층을 도금형성하는 단계;
    (c) 피복층을 에칭액에 의하여 형상 변형시키는 단계; 및
    (d) 상기 피복층의 표면에 고전도성 금속층이 코팅되도록 하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  17. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
    (a) 고전도성 소재로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계;
    (b) 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상변형시키는 단계; 및
    (c) 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되는 도전성 입자를 얻어내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  18. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 적용되는 도전성 입자로서,
    탄성 절연물질 내에 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치에 다수가 배치되어 피검사 디바이스의 가압에 의하여 도전로를 형성하는 도전성 입자를 제조하는 방법으로서,
    (a) 고전도성 소재로 이루어진 기재 내에 강자성 입자가 다수 분포된 코어입자를 마련하는 단계;
    (b) 상기 코어입자의 표면을 에칭액에 의하여 형상변형시켜 코어입자의 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철부가 형성되도록 하는 단계;
    (c) 상기 요철부의 표면에 고전도성 금속층이 코팅되도록 하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  20. 제15 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부 중 적어도 하나는 선단이 일측으로 기울어진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  21. 제15 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 인접한 2개의 볼록부는 선단이 서로 연결되어 전체적으로 링형상을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  22. 제15 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요철부는 3차원 망상구조를 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  23. 제15 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부의 평균높이와 평균폭은 50nm ~ 3㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 입자의 제조방법.
  24. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 있어서,
    피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 연장되어 배치되는 도전부; 및
    상기 도전부들을 서로 절연하면서 지지하는 절연부를 포함하되,
    상기 도전성 입자는,
    강자성체 소재를 포함하는 코어입자; 및
    상기 코어입자의 표면상에 배치되는 피복층을 포함하되,
    상기 피복층에는, 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 배치되는 오목부가 마련되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 균일하게 형성되고,
    상기 탄성 절연물질은, 상기 볼록부 사이의 상기 오목부 내부에 침투하여 도전성 입자와 견고하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 커넥터.
  25. 피검사 디바이스의 단자와 검사장치의 패드 사이에 배치되어 피검사 디바이스에 대한 전기적 검사를 수행하는 검사용 커넥터에 있어서,
    피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께방향으로 연장되어 배치되는 도전부; 및
    상기 도전부들을 서로 절연하면서 지지하는 절연부를 포함하되,
    상기 도전성 입자는,
    강자성체 소재 및 고전도성 소재가 혼합되어 이루어지는 코어입자; 및
    상기 코어입자의 표면상에 형성된 요철부로 이루어지고,
    상기 요철부는, 코어입자의 외표면에서 돌출된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 마련되는 오목부로 구성되며, 상기 요철부는 에칭공정에 의하여 피복본체의 외표면 전체에 걸쳐서 돌출형성되고,
    상기 탄성 절연물질은, 상기 볼록부 사이의 상기 오목부 내부에 침투하여 도전성 입자와 견고하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 커넥터.
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