KR102474337B1 - 전기접속용 커넥터 - Google Patents

Abstract

검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터의 도전부에 사용되는 도전성 입자가 제공된다. 도전성 입자는 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부를 포함하며, 밑면 접촉부 및 복수의 옆면 접촉부는 도전성 입자의 표면을 형성한다. 밑면 접촉부는 복수의 변을 갖는다. 복수의 옆면 접촉부는, 밑면 접촉부의 복수의 변과 각각 만나고, 밑면 접촉부에 대해 수직한 제1 방향을 따라 좁아지도록 형성된다. 복수의 옆면 접촉부 중 이웃한 옆면 접촉부들은, 제1 방향의 둘레 방향인 제2 방향을 따라 서로 만난다.

Description

전기접속용 커넥터{CONNECTOR FOR ELECTRICAL CONNECTION}

본 개시는, 전기접속용 커넥터의 도전부에 사용되는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 개시는, 도전성 입자로 구성되는 도전부를 가지며, 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터에 관한 것이다.

반도체 디바이스와 같은 피검사 디바이스의 검사를 위해, 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터가 당해 분야에서 사용되고 있다. 커넥터는 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에 배치된다. 이러한 커넥터의 일 예로서, 피검사 디바이스를 통해 가해지는 가압력에 응해 탄성 변형할 수 있는 도전성 러버 시트(conductive rubber sheet)가 당해 분야에 알려져 있다.

도전성 러버 시트는, 신호 전달을 실행하는 도전부와 도전부를 절연시키는 절연부를 갖는다. 도전부는, 다수의 도전성 입자가 상하 방향으로 도전 가능하게 집합되어 이루어진다. 도전부의 일부와 절연부는 실리콘 러버와 같은 탄성 재료로 이루어진다.

도전부와 절연부는, 액상의 실리콘 러버에 다수의 금속 입자가 혼합되어 있는 액상의 성형 재료로부터 함께 성형될 수 있다. 상기 액상의 성형 재료에 자기장을 인가하여 도전성 입자들을 도전부의 형상으로 집합시킴으로써, 도전부가 형성될 수 있다. 도전성 입자의 예로, 구형의 도전성 입자와 특정의 문자 형상으로 형성된 도전성 입자가 당해 분야에 알려져 있다.

구형의 도전성 입자들로 이루어지는 도전부에서는, 구형의 형상으로 인해 인접한 도전성 입자들이 점접촉되어 있다. 점접촉되는 도전성 입자들은 작은 접촉 면적을 가지므로, 도전부의 전류 밀도가 낮다.

점접촉되는 구형의 도전성 입자들에서는, 구형의 도전성 입자의 작은 비표면적으로 인해 도전성 입자와 탄성 재료 간의 결합력이 약하다. 피검사 디바이스의 검사 시에 가압력이 도전부에 반복적으로 가해지면, 점접촉된 도전성 입자들 간의 접점이 쉽게 분리될 수 있고, 도전성 입자와 탄성 재료 간의 결합이 쉽게 해소될 수 있으며 도전성 입자들은 제위치로부터 이탈할 수 있다. 이로 인해, 도전성 입자들 간의 전기적 접촉이 불안정해 지고, 커넥터의 사용 수명이 단축된다.

구형의 도전성 입자들로 이루어지는 도전부가 고온의 환경에서 사용되면, 탄성 재료의 팽창이 도전성 입자들의 간격을 증가시키면서 접촉 저항을 증가시킬 수 있다. 도전부의 전류 밀도를 증가시키기 위해 구형의 도전성 입자를 고밀도로 집합시킬 수 있지만, 고밀도로 집합된 구형의 도전성 입자들은 도전부의 동작성을 저하시킨다.

도전성 입자 간 접촉 면적을 증가시키기 위한 하나의 방안으로서, C형, H형, V형과 같은 특정의 문자 형상으로 형성된 도전성 입자가 제안되어 왔다. 문자 형상의 도전성 입자들은, 자기력에 의해 배열될 때, 하나의 방향으로 서로 결합될 수 있다. 문자 형상의 도전성 입자들에서의 입자간 접촉 면적은 입자간 결합된 면적으로 제한되며, 문자 형상의 도전성 입자들은 결합되지 않는 방향으로 전기적 접촉을 하지 못한다. 따라서, 문자 형상의 도전성 입자들은 결합되지 않는 방향에서의 도전부의 동작성을 저하시킨다. 또한, 문자 형상의 도전성 입자들로 이루어지는 도전부는, 입자 간의 많은 빈공간으로 인해, 낮은 입자 밀도를 가지며, 그에 따라 도전부의 전류 밀도가 저하된다.

문자 형상의 도전성 입자들이 자기력에 의해 하나의 방향으로 서로 결합될 수 있으므로, 커넥터의 수율을 높이기 위해 문자 형상의 도전성 입자들로 도전부가 구성될 수 있다. 문자 형상의 도전성 입자들은 하나의 방향에서만 도전부의 동작성을 가능하게 하므로, 도전부의 상측 구간과 하측 구간에는 구형의 도전성 입자를 배치하고 가압력에 의한 하중을 적게 받는 도전부의 중간 구간에는 문자 형상의 도전성 입자를 배치하는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 도전부에 형상이 다른 이종의 도전성 입자를 사용하면, 상측 구간과 중간 구간의 사이 및 중간 구간과 하측 구간의 사이의 경계면에서 도전성 입자 간의 접촉 면적을 감소시켜 도전부의 도전성을 저하시킬 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1525520호 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0127319호

본 개시의 일 실시예는, 입자 간 접촉 면적을 증가시키고 전방향에서의 면접촉을 가능하게 하는 도전성 입자를 제공한다. 본 개시의 일 실시예는, 치밀한 분포로 도전부를 구성함으로써, 도전부의 도전성과 전류 밀도를 증가시키는 도전성 입자를 제공한다. 본 개시의 일 실시예는, 도전부의 동작성을 향상시키고 도전부에 가해지는 가압력을 분산시키며 가압력에 의한 손상을 방지할 수 있는, 도전성 입자를 제공한다. 또한, 본 개시의 일 실시예는, 전술한 도전성 입자로 구성되는 도전부를 갖는 커넥터를 제공한다.

본 개시의 실시예들의 일 측면은, 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터의 도전부에 사용되는 도전성 입자에 관련된다. 일 실시예의 도전성 입자는 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부를 포함하며, 밑면 접촉부 및 복수의 옆면 접촉부는 도전성 입자의 표면을 형성한다. 밑면 접촉부는 복수의 변을 갖는다. 복수의 옆면 접촉부는, 밑면 접촉부의 복수의 변과 각각 만나고, 밑면 접촉부에 대해 수직한 제1 방향을 따라 좁아지도록 형성된다. 복수의 옆면 접촉부 중 이웃한 옆면 접촉부들은, 제1 방향의 둘레 방향인 제2 방향을 따라 서로 만난다.

일 실시예에 있어서, 도전성 입자는, 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 꼭짓점 접촉부와, 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부 중 1개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 모서리 접촉부와, 복수의 옆면 접촉부 중 이웃한 옆면 접촉부가 제2 방향으로 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 모서리 접촉부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 도전성 입자는 복수의 옆면 접촉부의 모두가 제1 방향으로 만나는 위치에 형성되는 상측 꼭짓점 접촉부를 포함한다. 밑면 접촉부의 한 변의 길이 대 밑면 접촉부로부터 상측 꼭짓점 접촉부까지의 높이의 비율은 1:0.71일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도전성 입자는, 밑면 접촉부로부터 제1 방향으로 이격되어 있고 복수의 옆면 접촉부와 만나는 상면 접촉부와, 상면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 꼭짓점 접촉부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부 중 하나의 사이의 끼인각은 54.7도일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 밑면 접촉부와 복수의 옆면 접촉부는 다공성을 가질 수 있다.

본 개시의 실시예들의 또 하나의 측면은, 검사 장치와 피검사 디바이스의 전기적 접속을 위한 커넥터에 관련된다. 일 실시예의 커넥터는, 상하 방향으로 도전가능하게 접촉되는 다수의 전술한 도전성 입자를 포함하는 도전부와, 다수의 도전성 입자를 도전부로 유지하며 탄성 재료로 이루어지는 절연부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 입자들에서 인접한 두개의 도전성 입자들은, 어느 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부 간의 면접촉, 어느 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나 간의 면접촉, 또는, 어느 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나 간의 면접촉으로, 서로 접촉될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 입자들에서 인접한 두개의 도전성 입자들은 복수의 옆면 접촉부 중 어느 하나를 따라 슬라이드 가능하도록 접촉될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 입자들 중 일부의 도전성 입자와 다수의 도전성 입자들 중 또 하나의 일부의 도전성 입자는 서로 다른 크기를 가질 수 있다.

일 실시예에 따른 도전성 입자는 복수의 면 접촉부를 갖는 3차원 형상의 도전성 입체물이다. 일 실시예에 의하면, 밑면 접촉부와, 밑면 접촉부에 수직한 제1 방향으로 좁아지도록 형성된 복수의 옆면 접촉부가 도전성 입자의 표면을 형성하므로, 도전성 입자는 또 하나의 도전성 입자와 용이하게 전방향에서 면접촉할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 도전성 입자들이 커넥터의 도전부를 구성하면, 도전성 입자들이 치밀한 분포로 배치되어 있고 입자들이 접촉되지 않는 방향을 갖지 않는 도전부를 형성하여, 도전부에서의 입자 간 접촉 면적을 증가시키고 도전부의 전류 밀도를 증가시킨다. 따라서, 종래의 구형의 도전성 입자 또는 문자 형상의 도전성 입자로 구성되는 도전부에 비해, 도전성과 전류 밀도가 향상된 도전부가 실현될 수 있다.

일 실시예의 도전성 입자가 갖는 3차원 입체물의 형상적 특성으로 인해, 도전부에 가압력이 가해질 때, 도전부 내의 일 실시예의 도전성 입자들은 전방향으로 상대적으로 슬라이드할 수 있다. 이에 따라, 가압력 하에서의 도전부의 상하 방향에서의 동작성 및 수평 방향에서의 동작성이 향상되고, 커넥터의 사용 수명이 향상된다.

일 실시예의 도전성 입자는 3차원 입체물로서의 형상적 특성과 증가된 비표면적을 가지므로, 도전부를 이루는 전체의 도전성 입자가 하나의 상호적인 결합체를 이루어서, 도전성 입자의 이탈을 방지하고 도전부의 내구성을 증가시킨다.

일 실시예의 도전성 입자들은, 증가된 접촉 면적과 치밀한 분포 구조로 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉될 수 있으므로, 향상된 도전성과 안정적인 입자 간 접촉 구조를 갖는 도전부를 실현할 수 있다. 또한, 증가된 접촉 면적과 치밀한 분포 구조로 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉되는 도전성 입자들로 인해, 일종의 도전성 입자들이 안정적으로 전기적 접촉되어 있는 도전부를 갖는 커넥터가 양호한 수율로 제조될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 커넥터가 적용되는 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 도전성 입자의 정면도이다.
도 4는 다양한 크기를 갖는 도전성 입자들을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5a는 일 실시예에 다른 도전성 입자의 종단면 형상을 개략적으로 도시한다.
도 5b는 일 실시예에 따른 도전성 입자의 또 하나의 종단면 형상을 개략적으로 도시한다.
도 6은 또 하나의 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다.
도 8은 일 실시예의 커넥터의 도전부 내에서 일 실시예의 도전성 입자들이 도전 가능하게 접촉되어 있는 예를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 커넥터의 도전부 내에서 일 실시예의 도전성 입자들의 상대적인 슬라이드 이동을 예시한다.
도 10a는 일 실시예에 따른 도전성 기판을 제조하기 위한 성형 기판을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10b는 도 10a에 도시하는 성형 기판에 도전성 입자를 성형하기 성형 홀이 형성되어 있는 것을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10c는 도 10b에 도시하는 성형 홀이 도전성 입자를 구성하는 금속 재료의 분말로 채워진 것을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10d는 도전성 입자가 분말야금공정에 의해 성형 기판의 성형 홀에 의해 성형되는 것을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10e는 소결된 도전성 입자를 성형 기판으로 분리시키는 것을 개략적으로 예시한다.
도 11은 또 하나의 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다.

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 기재되는 치수와 수치는 기재된 치수와 수치 만으로 한정되는 것은 아니다. 달리 특정되지 않는 한, 이러한 치수와 수치는 기재된 값 및 이것을 포함하는 동등한 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

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, 검사 장치와 피검사 디바이스의 전기적 접속을 위한 커넥터 및 이러한 커넥터의 도전부를 구성하기 위해 사용되는 도전성 입자에 관련된다. 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 전기적 검사를 위해 사용될 수 있지만, 실시예들의 커넥터가 적용되는 예가 이에 한정되지는 않는다.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 커넥터의 구성과 커넥터가 적용되는 예를 설명한다. 도 1은, 커넥터와 커넥터에 접촉되는 전자 디바이스를 개략적으로 도시하며, 도 1에 도시하는 형상은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다.

일 실시예에 따른 커넥터(10)는 시트(sheet) 형상의 구조물이다. 커넥터(10)는 두개의 전자 디바이스의 사이에 배치된다. 도 1에 도시된 예에서, 두개의 전자 디바이스 중 하나는 검사 장치(20)일 수 있고, 다른 하나는 검사 장치(20)에 의해 검사되는 피검사 디바이스(30)일 수 있다.

일 예로, 커넥터(10)는 테스트 소켓(40)에 교체 가능하게 고정되며, 테스트 소켓(40)에 의해 검사 장치(20) 상에 위치된다. 테스트 소켓(40)은 검사 장치(20)에 제거 가능하게 장착된다. 테스트 소켓(40)은, 수작업으로 또는 운반 장치에 의해 검사 장치(20)로 운반된 피검사 디바이스(30)를 그 안에 수용하고, 피검사 디바이스(30)를 커넥터(10)에 대해 정렬시킬 수 있다. 피검사 디바이스(30)의 검사 시에, 커넥터(10)는 검사 장치(20)와 피검사 디바이스(30)에 상하 방향(VD)으로 접촉되며, 검사 장치(20)와 피검사 디바이스(30)를 서로 전기적으로 접속시킨다.

피검사 디바이스(30)는, 반도체 IC 칩과 다수의 단자를 수지 재료를 사용하여 육면체 형태로 패키징한 반도체 디바이스일 수 있다. 피검사 디바이스(30)는 그 하측에 다수의 단자(31)를 갖는다. 단자(31)는 볼(ball) 타입의 단자일 수 있다. 피검사 디바이스(30)는 볼 타입의 단자보다 낮은 높이를 갖는 랜드(land) 타입의 단자를 가질 수도 있다.

검사 장치(20)는 피검사 디바이스(30)의 각종 동작 특성을 검사할 수 있다. 검사 장치(20)는 검사가 수행되는 보드를 가질 수 있고, 상기 보드에는 피검사 디바이스의 검사를 위한 검사 회로(21)가 구비될 수 있다. 또한, 검사 회로(21)는 커넥터(10)의 도전부와 접촉되는 다수의 단자(22)를 가진다. 검사 장치(20)의 단자(22)는, 전기적 테스트 신호를 송신할 수 있고 응답 신호를 수신할 수 있다.

피검사 디바이스(30)의 검사 시에, 커넥터(10)가 검사 장치의 단자(22)와 이것에 대응하는 피검사 디바이스의 단자(31)를 상하 방향(VD)으로 전기적으로 접속시키며, 커넥터(10)를 통해 검사 장치(20)에 의해 피검사 디바이스(30)의 검사가 수행된다.

커넥터(10)의 적어도 일부는 탄성 물질로 이루어질 수 있다. 피검사 디바이스(30)의 검사를 위해, 기계 장치에 의해 또는 수동으로 가압력(P)이 상하 방향(VD)에서의 하방으로 피검사 디바이스(30)를 통해 커넥터(10)에 가해질 수 있다. 가압력(P)에 의해, 피검사 디바이스의 단자(31)와 커넥터(10)가 상하 방향(VD)으로 밀착될 수 있고, 커넥터(10)와 검사 장치의 단자(22)가 상하 방향(VD)으로 밀착될 수 있다. 또한, 가압력(P)에 의해 커넥터(10)의 일부 구성요소가 하방 방향과 수평 방향(HD)으로 탄성 변형될 수 있다. 가압력(P)이 제거되면, 커넥터(10)의 상기 일부 구성요소는 그 원래 형상으로 복원될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 커넥터(10)는, 도전부(11)와 절연부(12)를 포함한다. 도전부(11)는 상하 방향(VD)으로 위치되며, 상하 방향(VD)으로 도전 가능하도록 구성된다. 절연부(12)는 도전부(11)를 둘러싸며 도전부(11)를 절연시킨다. 커넥터(10)는 복수의 도전부(11)를 구비할 수 있으며, 절연부(12)는 복수의 도전부(11)를 수평 방향(HD)으로 이격시키고 서로 절연시키는 하나의 탄성체로서 형성될 수 있다.

피검사 디바이스의 검사 시에, 도전부(11)는 그 하단에서 검사 장치의 단자(22)와 접촉되고, 그 상단에서 피검사 디바이스의 단자(31)와 접촉된다. 따라서, 하나의 도전부(11)에 대응하는 단자(22)와 단자(31)의 사이에서 도전부(11)를 매개로 하여 상하 방향의 도전로가 형성된다. 검사 장치의 테스트 신호는 단자(22)로부터 도전부(11)를 통해 피검사 디바이스(30)의 단자(31)에 전달될 수 있고, 피검사 디바이스(30)의 응답 신호는 단자(31)로부터 도전부(11)를 통해 검사 장치(20)의 단자(22)에 전달될 수 있다.

커넥터(10)에서, 도전부(11)는 대략 원기둥 형상을 취할 수 있다. 도전부(11)의 원기둥 형상에서, 상단 및 하단의 크기는 중간의 크기보다 클 수 있다. 즉, 도전부(11)는, 상하 방향에서의 중간 부분이 상단 및 하단보다 가늘게 되어 있는 원기둥 형상을 취할 수 있다.

도 1은 도전부(11)의 상단이 절연부(12)의 상면으로부터 돌출하지 않고 도전부(11)의 하단이 절연부(12)의 하면으로부터 돌출하지 않는 예를 도시한다. 다른 예로서, 도전부(11)의 상단이 절연부(12)의 상면으로부터 돌출하도록, 도전부(11)가 구성될 수 있다. 또한, 도전부(11)의 하단이 절연부(12)의 하면으로부터 돌출하도록, 도전부(11)가 구성될 수 있다.

도전부들(11)의 평면 배열 형태는 피검사 디바이스(30)의 단자(31)의 배열 형태에 따라 다양할 수 있다. 예컨대, 커넥터(10)에서 절연부(12)는 사각형의 영역으로 형성될 수 있고, 도전부들(11)은 절연부(12) 내에서 하나의 행렬 형태로 또는 한 쌍의 행렬 형태로 배열될 수 있다. 또는, 도전부(11)들은 절연부(12)의 사각형의 영역의 각 변을 따라 행렬 형태로 배열될 수도 있다.

도전부(11)는, 다수의 도전성 입자를 포함한다. 다수의 도전성 입자는 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 접촉되어, 도전부(11)를 구성한다. 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 접촉되는 다수의 도전성 입자에 의해, 도전부(11) 내에 상하 방향(VD)으로 도전로가 형성된다. 상기 다수의 도전성 입자에서, 인접한 도전성 입자들은, 면과 면이 접촉하는 면접촉 형태, 면과 선이 또는 선과 선이 접촉하는 선접촉 형태, 또는, 면과 점이 접촉하는 점접촉 형태로 상하 방향(VD)을 따라 접촉되어 있다. 또한, 인접한 도전성 입자들은, 상하 방향(VD)을 따라 접촉되거나, 수평 방향(HD)을 따라 접촉되거나, 상하 방향과 수평 방향 사이의 비스듬한 방향으로 접촉될 수 있다. 이러한 예시적인 접촉 형태에 의해, 다수의 도전성 입자가 상하 방향(VD)으로 치밀한 분포 구조로 도전 가능하게 접촉되어, 도전부(11)를 구성할 수 있다.

절연부(12)는 절연성이 있는 탄성 재료로 이루어진다. 절연부(12)를 이루는 상기 탄성 재료는, 실리콘 러버를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 절연부(12)가, 상하 방향(VD)으로 도전가능하게 접촉되어 있는 상기 다수의 도전성 입자를 도전부(11)로 유지한다. 또한, 절연부(12)를 구성하는 상기 탄성 재료가 도전부(11)의 도전성 입자들의 사이를 채울 수 있다. 즉, 도전부(11)는 절연부(12)를 형성하는 탄성 재료를 부분적으로 포함하며, 이러한 도전부의 탄성 재료는 도전부의 하단부터 상단까지 존재할 수 있다.

탄성 재료를 포함하는 도전부(11)와 탄성 재료로 이루어지는 절연부(12)는 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 갖는다. 가압력(P)에 의해 피검사 디바이스의 단자(31)가 도전부(11)의 상단을 하방으로 누름에 따라, 도전부(11)는 수평 방향(HD)으로 약간 팽창하면서 하방으로 압축되도록 탄성 변형될 수 있고, 절연부(12)는 도전부(11)의 팽창을 허용하도록 탄성 변형될 수 있다. 가압력(P)이 해제되면, 도전부(11)와 절연부(12)는 원상태로 탄성 복원될 수 있다.

일 예로, 도전부(11)와 절연부(12)는, 액상 탄성 물질에 다수의 도전성 입자가 혼합되어 있는 액상 성형 재료로부터 함께 성형될 수 있다. 상기 액상 탄성 물질은 절연부(12)를 구성하는 탄성 재료의 액체 상태의 물질을 의미한다. 액상 성형 재료를 성형 금형에 주입하고, 도전부가 형성되는 위치마다 상하 방향으로 자기장이 인가될 수 있다. 도전성 입자들이 자기장이 인가되는 도전부의 영역으로 집합되고 상하 방향으로 접촉된다. 그 후, 액상 성형 재료를 경화시킴으로써, 도전부(11)와 절연부(12)가 동시에 형성되어 일 실시예의 커넥터가 성형될 수 있다. 또 하나의 예로서, 고체 상태의 상기 탄성 재료로 이루어지는 절연부(12)가 먼저 성형되고, 이러한 절연부(12)에 도전부(11)의 위치마다 관통 홀이 형성될 수 있다. 상기 관통 홀에, 상기 액상 성형 재료를 주입하고 상하 방향으로 자기장을 인가하여 도전성 입자들을 상하 방향으로 집합 및 접촉시키고, 관통 홀에 주입된 액상 성형 재료가 경화될 수 있다.

실시예에 따른 도전성 입자의 설명을 위해 도 2 내지 도 9가 참조된다. 도 2 내지 도 9는 도전성 입자의 형상과 도전성 입자들의 접촉 형태를 개략적으로 도시한다. 도 2 내지 도 9에 도시하는 형상은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다.

도 2는 일 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시하는 도전성 입자의 정면도이다. 도 2와 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 도전성 입자의 구성을 설명한다.

도전성 입자(100)는 전술한 커넥터의 도전부를 구성하기 위해 사용되며, 금속 재료로 이루어진다. 일 실시예의 도전성 입자(100)는 3차원으로 형성된 입체물이다. 도전성 입자(100)는, 입체물의 밑면에 수직한 방향으로 좁아지는 형상을 가지며, 이러한 도전성 입자의 형상적 특성이, 다수의 도전성 입자가 도전부 내에 치밀한 분포와 함께 증가된 접촉 면적을 가지면서 배치되게 한다.

도전성 입자(100)는, 그 표면 부분에서, 또는 그 표면들 사이에 형성되는 점 부분에서. 또는 그 표면들 사이에 형성되는 선 부분에서, 또 하나의 도전성 입자와 도전 가능하게 접촉될 수 있다. 즉, 도전성 입자(100)의 표면 부분, 선 부분 및 점 부분이, 또 하나의 도전성 입자와 도전 가능하게 접촉되는 접촉부이다. 이하의 설명에 있어서, 표면 부분의 접촉부는 면 접촉부로서 참조되고, 선 부분의 접촉부는 모서리 접촉부로서 참조되며, 점 부분의 접촉부는 꼭짓점 접촉부로서 참조된다. 실시예들의 도전성 입자는, 4개 이상의 면 접촉부와, 6개 이상의 모서리 접촉부와, 4개 이상의 꼭짓점 접촉부를 포함할 수 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 도전성 입자(100)는, 도전성 입자의 표면을 형성하는 5개의 면 접촉부를 포함한다. 도전성 입자(100)의 5개의 면 접촉부는, 밑면 접촉부(111)와, 복수의 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)이다. 밑면 접촉부(111)는 입체물인 도전성 입자의 밑면에 대응할 수 있다. 도 2에 도시하는 도전성 입자는 사각뿔의 형상을 가질 수 있으며, 복수의 옆면 접촉부는 입체물인 도전성 입자의 4개의 옆면에 대응할 수 있다. 따라서, 도전성 입자(100)의 복수의 옆면 접촉부는, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)이다.

밑면 접촉부(111)는 사각형으로 형성될 수 있다. 밑면 접촉부(111)의 사각형은 정사각형일 수 있지만, 직사각형으로 밑면 접촉부(111)가 형성될 수도 있다. 사각형의 밑면 접촉부(111)는 복수의 변을 갖는다. 밑면 접촉부(111)의 변의 수와 동수인, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)는 밑면 접촉부(111)의 4개의 변과 각각 만난다.

제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)의 각각의 일부 또는 전체는 이등변 삼각형에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 밑면 접촉부(111)의 중심을 지나고 밑면 접촉부(111)에 대해 수직한 제1 방향(AD)을 가정하는 경우, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)는 제1 방향(AD)을 따라 좁아지도록 형성되어 있다. 또한, 제1 방향(AD)의 둘레 방향으로 되는 제2 방향(CD)을 가정하는 경우, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 제2 방향(CD)을 따라 이웃한 옆면 접촉부들이 서로 만난다. 즉, 제1 옆면 접촉부(112)와 제2 옆면 접촉부(113)가 서로 만나고, 제2 옆면 접촉부(113)와 제3 옆면 접촉부(114)가 서로 만나고, 제3 옆면 접촉부(114)와 제4 옆면 접촉부(115)가 서로 만나며, 제4 옆면 접촉부(115)와 제1 옆면 접촉부(112)가 서로 만난다.

전술한 밑면 접촉부와 제1 내지 제4 옆면 접촉부의 형상적 특성에 의해, 도전성 입자(100)는 사각뿔의 형상, 또는 사각뿔대와 유사한 형상을 가질 수 있다. 도전성 입자(100)가 제1 방향(AD)으로 좁아지는 형상적 특성을 가지므로, 도전성 입자(100)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나는 또 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나와 용이하게 면접촉을 한다. 따라서, 일 실시예에 따른 도전성 입자들은, 치밀한 분포 구조와 증가된 접촉 면적을 가지면서 도전부를 구성할 수 있다.

밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)가 서로 만나는 위치들에 형성되는 꼭짓점과 모서리가, 전술한 꼭짓점 접촉부와 모서리 접촉부로 된다. 따라서, 실시예들에 따른 도전성 입자는, 밑면 접촉부와 옆면 접촉부들이 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 꼭짓점 접촉부와 복수의 모서리 접촉부를 포함한다. 도전성 입자들에 의해 도전부가 구성될 때, 도전성 입자의 하나의 꼭짓점 접촉부는 또 하나의 도전성 입자의 면 접촉부 중 하나에 접촉될 수 있고, 도전성 입자의 하나의 모서리 접촉부는 또 하나의 도전성 입자의 면 접촉부 중 하나 또는 모서리 접촉부 중 하나에 접촉될 수 있다.

일 실시예의 도전성 입자(100)는, 밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 제1 내지 제4 꼭짓점 접촉부(121, 122, 123, 124)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 사각뿔의 형상으로 형성되는 도전성 입자(100)는, 최상단에 위치하는 제5 꼭짓점 접촉부(125)를 포함한다. 제5 꼭짓점 접촉부(125)는 도전성 입자(100)의 상측 꼭짓점 접촉부로 된다. 제5 꼭짓점 접촉부(125)는 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)의 모두가 제1 방향(AD)으로 만나는 위치에 형성된다.

일 실시예의 도전성 입자(100)는, 상기 복수의 모서리 접촉부로서, 제1 내지 제8 모서리 접촉부(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)를 포함한다. 제1 내지 제4 모서리 접촉부(131, 132, 133, 134)는, 밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 1개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성된다. 제5 내지 제8 모서리 접촉부(135, 136, 137, 138)는, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 이웃한 옆면 접촉부가 제2 방향(CD)으로 만나는 위치들에 각각 형성된다.

금속 재료로 이루어지는 일 실시예의 도전성 입자(100)는, 금속 분말을 분말야금공정을 통해 소결체로 성형함으로써 제조될 수 있다. 상기 금속 분말의 금속 재료는, 철, 니켈, 금, 은, 구리, 팔라듐, 로듐, 텅스텐, 백금, 티타늄, 코발트일 수 있다. 상기 소결체는 부분고용체일 수 있다. 일 예로, 도전성을 위한 은(Ag)의 분말 및 구리(Cu)의 금속 분말과, 자성 부여를 위한 코발트(Co)의 분말의 소결 성형에 의해 도전성 입자가 제조될 수 있다.

소결체로써 형성되는 도전성 입자(100)의 표면과 내부에는, 오픈 셀 또는 클로즈드 셀이 혼재하는 미세한 다수의 기공이 형성될 수 있다. 즉, 도전성 입자(100)의 표면이 되는, 밑면 접촉부와 옆면 접촉부들은 다공성을 갖는다. 이에 따라, 밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(115)는, 큰 표면 러프니스(surface roughness)와 높은 비표면적(specific surface area)을 갖는다. 그러므로, 커넥터의 절연부를 구성하는 탄성 재료와 도전성 입자(100)의 표면 간의 접촉 면적, 또는 커넥터의 도전부 내의 탄성 재료와 도전성 입자(100)의 표면 간의 접촉 면적이 증가되며, 도전성 입자(100)는 강한 결합력으로 도전부 내에 유지될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 다양한 크기를 갖는 도전성 입자들이 커넥터의 도전부를 구성할 수 있다. 도 4는 다양한 크기를 갖는 일 실시예에 따른 도전성 입자들을 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 도전성 입자(101, 102, 103)는 다양한 크기를 가질 수 있다. 도전성 입자(101, 102, 103)들은, 밑면 접촉부(111)의 한 변의 길이(L)와 밑면 접촉부(111)로부터 제5 꼭짓점 접촉부(상측 꼭짓점 접촉부)(125)까지의 높이(H)가 서로 다르도록 형성될 수 있다. 그러나, 밑면 접촉부(111)의 한 변의 길이(L) 대 밑면 접촉부(111)로부터 제5 꼭짓점 접촉부(125)까지의 높이(H)의 비율은, 다양한 크기의 도전성 입자(101, 102, 103)들에서 동일할 수 있다. 일 예로, 밑면 접촉부(111)의 한 변의 길이(L) 대 밑면 접촉부(111)로부터 제5 꼭짓점 접촉부(125)까지의 높이(H)의 비율은 약 1:0.71일 수 있다. 또한, 밑면 접촉부(111)의 한 변의 길이(L)는, 20㎛ 내지 60㎛일 수 있다.

도 4에 예시하는 바와 같은 다양한 크기의 도전성 입자들이, 일 실시예의 커넥터의 도전부를 구성하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 커넥터의 도전부를 구성하는 다수의 도전성 입자들 중 일부의 도전성 입자와 또 하나의 일부의 도전성 입자는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 다양한 크기를 갖는 도전성 입자들이 도전부를 구성함에 따라, 도전부에서의 입자 밀도가 더욱 증가될 수 있다.

일 실시예의 도전성 입자에서, 밑면 접촉부와 옆면 접촉부들 중 하나의 사이의 끼인각은 특정 각도로 될 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 일 실시예의 도전성 입자의 종단면 형상을 개략적으로 도시한다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 하나의 사이의 끼인각(IA)은 약 54.7도 일 수 있다. 도 5a에 도시하는 바와 같이, 밑면 접촉부(111)와 제1 옆면 접촉부(112) 사이의 끼인각(IA)과, 밑면 접촉부(111)와 제3 옆면 접촉부(114) 사이의 끼인각(IA)이 약 54.7도 일 수 있다. 도 5b에 도시하는 바와 같이, 밑면 접촉부(111)와 제2 옆면 접촉부(113) 사이의 끼인각(IA)과, 밑면 접촉부(111)와 제4 옆면 접촉부(115) 사이의 끼인각(IA)이 약 54.7도 일 수 있다. 또한, 다양한 크기를 갖는 도전성 입자들은, 밑면 접촉부와 옆면 접촉부 중 하나의 사이에 상기 끼인각(IA)을 가질 수 있다.

도 6은 또 하나의 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다. 도 6은 사각뿔대의 형상을 갖는 도전성 입자를 도시한다.

도 6을 참조하면, 도전성 입자(100A)는, 전술한 밑면 접촉부, 전술한 제1 내지 제4 옆면 접촉부, 전술한 제1 내지 제4 꼭짓점 접촉부, 및 전술한 제1 내지 제8 모서리 접촉부를 포함한다. 도 6에 도시하는 도전성 입자(100A)는, 밑면 접촉부(111)보다 작은 면적을 가지며 사각형으로 형성된 상면 접촉부(116)를 포함한다. 상면 접촉부(116)는, 제1 방향(AD)으로 밑면 접촉부(111)로부터 이격되어 있으며, 상면 접촉부(116)는 밑면 접촉부(111)와 평행하게 위치할 수 있다. 상면 접촉부(116)는 그 4개의 변에서, 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115)와 각각 만난다. 이와 같이, 상면 접촉부(116)를 포함하는 도전성 입자(100A)는 사각뿔대의 형상을 가질 수 있다. 도전성 입자(100A)는 전술한 제5 꼭짓점 접촉부를 포함하지 않는다. 도전성 입자(100A)는, 상면 접촉부(116)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 제6 내지 제9 꼭짓점 접촉부(126, 127, 128, 129)를 포함한다. 또한, 상면 접촉부(116)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 1개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 모서리 접촉부가 형성될 수 있다.

전술한 실시예의 도전성 입자와 마찬가지로, 도전성 입자(100A)는 다양한 크기로 형성될 수도 있다. 또한, 도전성 입자(100A)에서, 밑면 접촉부(111)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 하나의 사이의 끼인각은 약 54.7도 일 수 있다. 또한, 도전성 입자(100A)에서, 상면 접촉부(216)와 제1 내지 제4 옆면 접촉부(112, 113, 114, 115) 중 하나의 사이의 끼인각은 125.3도일 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다. 도 7에 도시하는 도전성 입자는 밑면이 직사각형인 사각뿔의 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 7에 도시하는 도전성 입자(100B)의 밑면 접촉부(111)는 직사각형을 갖는다. 도전성 입자(100B)는, 도 6에 도시하는 도전성 입자와 유사하게, 사각뿔대의 형상으로 형성될 수도 있다.

절연부의 탄성 재료의 액상 물질과 다수의 전술한 도전성 입자들이 혼합되어 있는 액상 성형 재료에 도전부의 위치마다 상하 방향으로 자기장이 인가되면, 다수의 도전성 입자들이 자기장의 영역으로 모이고 상하 방향으로 치밀하게 접촉된다. 이에 따라, 다수의 도전성 입자로 커넥터의 도전부가 구성될 수 있다. 도전성 입자가 갖는 전술한 형상적 특성에 의해, 도전성 입자들은 자기장의 영역 내에서 서로 간의 간극이 거의 없이 치밀하게 접촉될 수 있다. 따라서, 커넥터의 도전부 내에서, 도전성 입자들은 상하 방향으로 치밀한 분포로 배치될 수 있다. 그러므로, 커넥터의 도전부는, 증가된 입자 밀도와 증가된 입자 간의 접촉 면적을 가져, 향상된 도전성 및 향상된 전류 밀도를 나타낼 수 있다.

일 실시예의 커넥터의 도전부 내에서 일 실시예의 도전성 입자들이 도전 가능하게 접촉되어 있는 예를 개략적으로 도시하는 도 8을 참조한다.

도 8은 사각뿔 형상의 도전성 입자들로 도전부가 구성되는 예를 도시하지만, 도 6과 도 7에 도시하는 도전성 입자들로 도전부가 구성될 수도 있다. 또한, 도 2, 도 6 및 도 7에 도시하는 도전성 입자들이 혼합되어 도전부가 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따른 다수의 도전성 입자들이 상하 방향(VD)으로 도전 가능하게 접촉되어, 커넥터의 도전부(11)를 구성한다. 도전부(11)는, 동일한 크기의 도전성 입자들(104, 105)을 포함할 수 있다. 도전부(11) 내에서, 도전성 입자들(104, 105)은 무질서한 배향으로 치밀하게 접촉되어 있다. 도전부(11) 내에서, 밑면 접촉부에 수직한 제1 방향(AD)이 무질서한 배향으로 위치한다. 예컨대, 도전성 입자의 제1 방향(AD)들이 상하 방향(VD), 수평 방향(HD), 또는, 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD) 사이의 임의의 비스듬한 방향으로 위치하도록, 도전성 입자들이 도전부(11) 내에 상하 방향과 수평 방향에서 치밀한 분포로 배치될 수 있다. 또한, 각 도전성 입자의 제5 꼭짓점 접촉부(125)들이 상하 방향(VD), 수평 방향(HD), 또는 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD) 사이의 임의의 비스듬한 방향을 향하도록, 도전성 입자들이 도전부(11) 내에 치밀한 분포로 배치될 수 있다.

도전부(11) 내에서의 인접한 도전성 입자들(104, 105)은, 면접촉, 면 대 선의 접촉, 면 대 점의 접촉과 같은 접촉 형태로 서로 접촉될 수 있다. 이와 관련하여, 면접촉은, 하나의 도전성 입자(104)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나가 서로 접촉하는 것을 의미할 수 있다. 면 대 선의 접촉은, 하나의 도전성 입자(104)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 모서리 접촉부 중 하나가 서로 접촉하는 것을 의미할 수 있다. 면 대 점의 접촉은, 하나의 도전성 입자(104)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 꼭짓점 접촉부 중 하나가 서로 접촉하는 것을 의미할 수 있다.

구체적으로 상기한 면접촉은, 밑면 접촉부 대 밑면 접촉부의 면접촉, 밑면 접촉부 대 옆면 접촉부의 면접촉, 옆면 접촉부 대 옆면 접촉부의 면접촉을 포함할 수 있다. 즉, 도전부(11) 내에서 인접한 두개의 도전성 입자들(104, 105)은, 어느 하나의 도전성 입자(104)의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 밑면 접촉부 간의 면접촉, 어느 하나의 도전성 입자(104)의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 옆면 접촉부들 중 하나 간의 면접촉, 또는, 어느 하나의 도전성 입자(104)의 옆면 접촉부들 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 옆면 접촉부들 중 하나 간의 면접촉으로, 서로 접촉될 수 있다.

이와 같이, 인접한 두개의 도전성 입자들(104, 105)에서 면 접촉부들의 임의의 방향에서의 면 접촉으로 인해, 도전부(11)를 구성하는 다수의 도전성 입자들은 전방향에서의 접촉성을 나타낸다. 또한, 서로 접촉된 면 접촉부들로 인해, 인접한 두개의 도전성 입자들(104, 105)은, 각자의 제1 방향(AD)들이 평행하지 않고, 서로 겹치거나 교차할 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시하는 바와 같이, 인접한 도전성 입자들(104, 105)은 상하 방향(VD) 및 수평 방향(HD)으로 치밀하게 분포되어 서로 접촉될 수 있다. 그러므로, 도전부(11)를 구성하는 다수의 도전성 입자들은, 도전부(11) 내에서 매우 높은 밀집도로 상하 방향으로 도전 가능하게 접촉될 수 있다.

또한, 도전부(11) 내에서의 인접한 도전성 입자들(104, 105)은, 선접촉과 같은 접촉 형태로 서로 접촉될 수 있다. 이와 관련하여, 선접촉은, 하나의 도전성 입자(104)의 모서리 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자(105)의 모서리 접촉부 중 하나가 서로 접촉하는 것을 의미할 수 있다.

전술한 바와 같이 무질서한 배향으로 배치되고 치밀하게 서로 접촉되는 도전성 입자들(104, 105)이, 도전부(11) 내에서의 입자 간의 접촉 면적을 크게 증가시킨다. 밑면 접촉부와 옆면 접촉부들이 이루는 사각뿔의 형상을 갖는 도전성 입자들은, 도전부(11)를 구성할 때 인접한 도전성 입자들 간의 면접촉을 용이하게 유도한다. 또한, 다수의 도전성 입자들은, 상기한 접촉 형태 중 면접촉의 접촉 형태로 주로 접촉된다. 따라서, 도전부(11)를 구성하는 다수의 도전성 입자들에서는, 접촉성이 저하되는 방향이 없으며, 다수의 도전성 입자들은 크게 증가된 접촉 면적을 가진다. 또한, 도전부(11) 내에서 다수의 도전성 입자들이 상호 결합되는 하나의 구조물로 되어, 도전부에서의 도전성 입자의 이탈이 방지될 수 있고, 도전부의 내구성이 증가될 수 있다. 또한, 도전부(11) 내에서 다수의 도전성 입자들이 고밀도로 분포될 수 있으므로, 도전부의 전류 밀도가 향상될 수 있다.

다른 예로서, 도전부(11)는 다양한 크기의 도전성 입자들을 포함할 수 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이 다양한 크기의 도전성 입자들이 도전부(11)를 구성하여, 도전부(11) 내에 혼재될 수 있다. 이러한 예에서는, 도전부(11)를 구성하는 다수의 도전성 입자들 중 일부의 도전성 입자와 다수의 도전성 입자들 중 또 하나의 일부의 도전성 입자는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 또한, 도 2와 도 4에 도시하는 도전성 입자와, 도 6에 도시하는 도전성 입자, 및 도 7에 도시하는 도전성 입자 중 이종 이상의 도전성 입자가 혼재되어, 도전부(11)를 구성할 수도 있다. 이러한 예에서도 마찬가지로, 다양한 크기의 도전성 입자들이 도전부(11)에 사용될 수 있다.

밑면으로부터 좁아지는 형상을 갖는 입체물로서 구성되는 도전성 입자들이 면접촉으로 접촉되므로, 도전성 입자들은 각자의 면 접촉부를 따라 슬라이드 가능하다. 따라서, 피검사 디바이스의 검사 시에 가해지는 가압력에 응해, 도전부 내의 전체 도전성 입자들이 상대적으로 슬라이드되어, 가압력에 대응하는 동작성을 향상시킨다. 또한, 도전성 입자들이 자기장 내에서 도전부를 구성하도록 모일 때, 면 접촉부에 의한 슬라이드 특성이 도전성 입자들의 이동을 용이하게 할 수 있다. 도전부의 동작성의 향상에 관련하여, 일 실시예에 따른 커넥터의 도전부 내에서 일 실시예에 따른 도전성 입자들의 상대적인 슬라이드 이동을 예시하는 도 9를 참조한다.

인접한 두개의 도전성 입자들(104, 105)이 각각의 옆면 접촉부 간의 면접촉으로 접촉되어 있다. 따라서, 도전부를 구성하는 다수의 도전성 입자들에서, 인접한 두개의 도전성 입자들(104, 105)은 각각의 옆면 접촉부들 중 어느 하나를 따라 슬라이드 가능하도록 접촉될 수 있다. 또한, 인접한 두개의 도전성 입자들이 밑면 접촉부들에 의해 면접촉되어 있는 상태에서는, 인접한 두개의 도전성 입자들은 밑면 접촉부들을 따라 슬라이드할 수도 있다.

피검사 디바이스의 검사 시에, 도전부(11)에 가압력(P)이 상하 방향(VD)에서의 하방으로 인가된다. 인접한 두개의 도전성 입자들 중 하나의 도전성 입자(104)의 옆면 접촉부 중 하나와, 다른 하나의 도전성 입자(105)의 옆면 접촉부 중 하나가 면접촉으로 접촉되어 있다. 가압력(P)에 응해, 하나의 도전성 입자(104)와 다른 하나의 도전성 입자(105)는, 면접촉되어 있는 옆면 접촉부에 의해 가이드되면서, 슬라이드 방향(SD)으로 슬라이드할 수 있다. 슬라이드 방향(SD)은, 가압력(P)의 방향, 가압력(P)의 방향에 수직한 방향, 또는 가압력(P)의 방향에 비스듬한 방향일 수 있다.

슬라이드 가능한 두개의 도전성 입자들은, 도전부(11) 내에서 가압력(P)에 응해 용이하게 수평 방향(HD) 또는 수평 방향(HD)에 비스듬한 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 커넥터의 도전부는, 가압력(P)에 의해 수평 방향으로 팽창될 수 있으며, 이 과정에서 도전성 입자들이 슬라이드할 수 있다. 가압력에 의해 슬라이드하면서 이동되는 도전성 입자들은 도전부의 상하 방향 및 수평 방향에서의 동작성을 향상시킨다. 또한, 가압력에 의해 슬라이드하면서 이동되는 도전성 입자들은, 도전부에 인가되는 가압력(P)을 분산시킬 수 있고 가압력(P)에 의한 손상을 감소시킬 수 있다.

도 9에 도시하는 도전성 입자들의 접촉 형태는 단지 예시적이다. 인접한 도전성 입자들은 밑면 접촉부들 간의 면접촉으로 접촉될 수도 있거나, 밑면 접촉부와 옆면 접촉부 중 하나 간의 면접촉으로 접촉될 수 있거나, 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부와 모서리 접촉부 간의 접촉으로 접촉될 수 있다. 상기한 접촉은 상하 방향(VD)에 대해 다양한 방향으로 위치될 수 있다. 따라서, 도전부 내에서의 다수의 도전성 입자들은, 가압력(P)에 응해 전방향에서 상대적으로 슬라이드 가능하다.

전술한 바와 같이, 고밀도로 분포되며 상대적인 슬라이드 이동을 실현하는 도전성 입자들은, 커넥터의 도전부에서 도전부의 하단으로부터 상단까지 분포될 수 있다. 즉, 일 실시예의 커넥터의 도전부에서는, 도전부의 상측 구간, 도전부의 중간 구간 및 도전부의 하측 구간에 걸쳐, 동일한 또는 상이한 크기를 가지며 사각뿔 또는 사각뿔대 형상을 갖는 도전성 입자가 고밀도로 분포된다. 따라서, 일 실시예의 커넥터의 도전부는, 이종 입자의 사용으로 인해 발생할 수 있는, 불안정한 결합력 및 접촉 면적과 같은 단점을 해소할 수 있다. 다른 실시예로서, 도전부의 상측 구간과 하측 구간에 구형의 도전상 입자가 배치될 수도 있고, 도전부의 중간 구간에 실시예들에 따른 도전성 입자가 배치될 수도 있다. 이러한 예에서는, 실시예들의 도전성 입자들이 치밀한 분포로 배치되므로, 실시예들의 도전성 입자와 구형의 도전성 입자 간의 경계면에서의 입자간 접촉 면적이 안정적으로 확보될 수 있다.

일 실시예의 도전성 입자는, 금속 분말을 분말야금공정을 통해 소결체로 성형함으로써 제조될 수 있다. 도 10a 내지 도 10e는 일 실시예의 도전성 입자를 제조하는 일 예를 개략적으로 도시하며, 도 10a 내지 도 10e가 도시하는 형상은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다.

도 10a를 참조하면, 도전성 입자를 성형하기 위한 성형 기판(310)이 준비된다. 일 예로, 성형 기판은 실리콘 웨이퍼 기판일수 있다. 성형 기판(310)의 상면(311)에는, 복수의 개구(미도시)가 관통되어 형성된 마스크(미도시)가 부착될 수 있다. 상기 마스크의 상기 개구는, 도전성 입자의 전술한 밑면 접촉부의 형상에 대응할 수 있다.

도 10b는, 도전성 입자를 성형하기 위한 성형 홀이 성형 기판에 형성되는 것을 개략적으로 도시한다. 성형 기판(310)을 KOH 수용액으로 Ÿ‡-에칭(wet-etching)한다. 상기 Ÿ‡-에칭에 의해, 성형 기판(310)은, 상기 마스크의 개구가 위치하는 상면(311)으로부터 식각되며, 성형 홀(321, 322, 323)을 형성한다. 성형 홀(321, 322, 323)의 형상은 실시예들의 도전성 입자의 형상에 대응한다. 일 예로, 성형 홀(321, 322)은 상하 역전된 사각뿔의 형상을 가질 수 있고, 성형 홀(323)은 상하 역전된 사각뿔대의 형상을 가질 수 있다. 성형 홀(321, 322, 323)의 측벽면(331)과 상면(311)이 이루는 각도는 약 54.7도로 될 수 있다. 실리콘 웨이퍼인 성형 기판(310)의 결정 방향에 따라, Ÿ‡-에칭의 에칭률에 차이가 발생한다. 이에 따라, 상면(311)에 대하여 약 54.7도로 기울어져 있고 상면(311)으로부터 하방으로 좁아지도록 형성되는 성형 홀의 측벽면(331)이 식각될 수 있다. Ÿ‡-에칭되는 영역의 크기 또는 Ÿ‡-에칭의 시간 조절에 따라, 성형 홀(321, 322)은 꼭짓점(332)을 가질 수 있고, 성형 홀(323)은 바닥면(333)을 가질 수 있다. 꼭짓점(332)은 전술한 제5 꼭짓점 접촉부에 대응할 수 있고, 바닥면(333)은 전술한 상면 접촉부에 대응할 수 있다.

도 10c는 성형 기판의 성형 홀이 도전성 입자를 구성하는 금속 재료의 분말로 채워진 것을 개략적으로 도시한다. 성형 홀(321, 322, 323)에 투입되는 금속 분말(341)은, 일 실시예의 도전성 입자를 구성하는 금속 재료로 이루어지며, 예컨대 전술한 금속 재료로 이루어질 수 있다. 금속 분말(341)은 전술한 금속 재료 중 하나의 금속 재료의 분말일 수 있거나, 둘 이상의 금속 재료의 분말일 수 있다. 일 예로, 은(Ag)의 분말, 구리(Cu)의 분말과 코발트(Co)의 분말이 성형 홀(321, 322, 323)에 투입될 수 있다.

도 10d는 도전성 입자가 분말야금공정에 의해 성형 기판의 성형 홀에 의해 성형되는 것을 개략적으로 도시한다. 도 10c에 도시하는 바와 같이 성형 홀(321, 322, 323)이 금속 분말(341)로 채워진 후, 금속 분말(341)은 소결 온도로 가열되어 소결된다. 금속 분말(341)의 소결 전에, 금속 분말(341)은 압축될 수도 있다. 금속 분말을 소결함에 따라, 도 10d에 도시하는 바와 같이, 성형 홀(321, 322, 323)의 형상에 대응하는 소결체(351, 352, 353)가 성형되며, 소결체(351, 352, 353)는 일 실시예의 도전성 입자로 된다.

도 10e는 소결된 도전성 입자를 성형 기판으로 분리시키는 것을 개략적으로 예시한다. 금속 분말의 소결이 완료된 후, 성형 홀(321, 322, 323)로부터 도전성 입자(101, 102, 100A)가 분리된다. 도전성 입자(101, 102)는 성형 홀(321, 322)의 형상에 대응하는 사각뿔의 형상을 가질 수 있고, 도전성 입자(100A)는 성형 홀(323)의 형상에 대응하는 사각뿔대의 형상을 가질 수 있다. 각 도전성 입자(101, 102, 100A)는, 성형 홀(321, 322, 323)에 채워진 금속 분말의 상면에 의해 형성되는 밑면 접촉부를 포함한다. 각 도전성 입자(101, 102, 200)는, 성형 홀의 측벽면(331)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 제1 내지 제4 옆면 접촉부를 포함한다. 또한, 도전성 입자(100A)는 성형 홀(323)의 바닥면(333)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 상면 접촉부를 포함한다. 또한, 소결에 의해 성형된 각 도전성 입자(101, 102, 100A)의 면 접촉부들은 다공성을 갖는다.

도 11은 또 다른 실시예에 따른 도전성 입자를 도시하는 사시도이다. 도 11에 도시하는 도전성 입자(200)는 삼각뿔과 같은 입체물로 형성되어 있다.

도전성 입자(200)의 구성 재료는 전술한 실시예의 도전성 입자와 구성 재료와 동일할 수 있다. 도전성 입자(200)는, 금속 분말을 분말야금공정을 통해 소결체로서 성형함으로써, 제조될 수 있다.

도전성 입자(200)는, 입체물의 밑면에 수직한 방향으로 좁아지는 형상을 가진다. 도전성 입자(200)는, 도전성 입자의 표면을 형성하는 4개의 면 접촉부를 포함한다. 도전성 입자(200)의 4개의 면 접촉부는, 밑면 접촉부(211)와, 복수의, 즉 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214)를 포함한다.

밑면 접촉부(211)는 3개의 변을 가지며, 정삼각형과 같은 삼각형으로 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214)는 밑면 접촉부(211)의 3개의 변과 각각 만난다. 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214)는 제1 방향(AD)을 따라 좁아지도록 형성되어 있다. 또한, 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214) 중 제2 방향(CD)을 따라 이웃한 옆면 접촉부들이 서로 만난다. 전술한 밑면 접촉부와 제1 내지 제3 옆면 접촉부의 형상적 특성에 의해, 도전성 입자(200)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나는 또 하나의 도전성 입자(200)의 밑면 접촉부 또는 옆면 접촉부 중 하나와 용이하게 면접촉을 한다. 따라서, 도전성 입자들은, 치밀한 분포 구조와 증가된 접촉 면적을 가지면서 도전부를 구성할 수 있다. 또한, 도전성 입자들은, 도전부에 가해지는 가압력에 의해, 상대적으로 전방향으로 슬라이드 가능하다.

도전성 입자(200)는, 밑면 접촉부(211)와 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214) 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 제1 내지 제3 꼭짓점 접촉부(221, 222, 223)를 포함한다. 도전성 입자(200)는, 최상단에 위치하는 상측 꼭짓점 접촉부(225)를 포함한다. 상측 꼭짓점 접촉부(225)는 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214)의 모두가 제1 방향(AD)으로 만나는 위치에 형성된다. 또한, 도전성 입자(200)는, 밑면 접촉부(211)와 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214) 중 1개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 모서리 접촉부(231, 232, 233)와, 제1 내지 제3 옆면 접촉부(212, 213, 214) 중 이웃한 옆면 접촉부가 제2 방향(CD)으로 만나는 위치들에 각각 형성되는 모서리 접촉부(235, 236, 237)를 포함한다.

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.

10: 커넥터, 11, 도전부, 12: 절연부, 20: 검사 장치, 30: 피검사 디바이스, 100: 도전성 입자, 100A: 도전성 입자, 100B: 도전성 입자, 111: 밑면 접촉부, 112: 제1 옆면 접촉부, 113: 제2 옆면 접촉부, 114: 제3 옆면 접촉부, 115: 제4 옆면 접촉부, 116: 상면 접촉부, 121: 제1 꼭짓점 접촉부, 122: 제2 꼭짓점 접촉부, 123: 제3 꼭짓점 접촉부, 124: 제4 꼭짓점 접촉부, 125: 제5 꼭짓점 접촉부, 126: 제6 꼭짓점 접촉부, 127: 제7 꼭짓점 접촉부, 128: 제8 꼭짓점 접촉부, 129: 제9 꼭짓점 접촉부, 131: 제1 모서리 접촉부, 132: 제2 모서리 접촉부, 133: 제3 모서리 접촉부, 134: 제4 모서리 접촉부, 135: 제5 모서리 접촉부, 136: 제6 모서리 접촉부, 137: 제7 모서리 접촉부, 138: 제8 모서리 접촉부, 200: 도전성 입자, VD: 상하 방향, HD: 수평 방향, AD: 제1 방향, CD: 제2 방향, L: 밑면 접촉부의 변의 길이, H: 밑면 접촉부로부터 상측 꼭짓점 접촉부까지의 높이

Claims (11)

1. 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에 배치되어 상기 피검사 디바이스의 검사에 사용되는 전기접속용 커넥터이며,
   상하 방향을 따라 도전가능하게 접촉된 다수의 도전성 입자를 포함하고 상기 다수의 도전성 입자가 상기 상하 방향으로 집합되어 이루어지는 도전부와,
   상기 다수의 도전성 입자를 상기 도전부로 유지하며 탄성 재료로 이루어지는 절연부를 포함하고,
   상기 도전성 입자는,
   복수의 변을 갖는 밑면 접촉부와,
   상기 밑면 접촉부의 복수의 변과 각각 만나고 각각 상기 밑면 접촉부에 대해 수직한 제1 방향을 따라 좁아지도록 형성되는 복수의 옆면 접촉부로서, 상기 제1 방향의 둘레 방향인 제2 방향을 따라 이웃한 옆면 접촉부들이 서로 만나는 상기 복수의 옆면 접촉부를 포함하고,
   상기 밑면 접촉부 및 상기 복수의 옆면 접촉부가 상기 도전성 입자의 표면을 형성하는,
   커넥터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 입자는,
   상기 밑면 접촉부와 상기 복수의 옆면 접촉부 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 꼭짓점 접촉부와,
   상기 밑면 접촉부와 상기 복수의 옆면 접촉부 중 1개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 모서리 접촉부와,
   상기 복수의 옆면 접촉부 중 이웃한 옆면 접촉부가 상기 제2 방향으로 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 모서리 접촉부를 포함하는,
   커넥터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 도전성 입자는, 상기 복수의 옆면 접촉부의 모두가 상기 제1 방향으로 만나는 위치에 형성되는 상측 꼭짓점 접촉부를 더 포함하는,
   커넥터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 밑면 접촉부의 한 변의 길이 대 상기 밑면 접촉부로부터 상기 상측 꼭짓점 접촉부까지의 높이의 비율이 1:0.71인,
   커넥터.
5. 제2항에 있어서,
   상기 도전성 입자는,
   상기 밑면 접촉부로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 있고 상기 복수의 옆면 접촉부와 만나는 상면 접촉부와,
   상기 상면 접촉부와 상기 복수의 옆면 접촉부 중 2개의 옆면 접촉부가 만나는 위치들에 각각 형성되는 복수의 꼭짓점 접촉부를 포함하는,
   커넥터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 밑면 접촉부와 상기 복수의 옆면 접촉부 중 하나의 사이의 끼인각이 54.7도인,
   커넥터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 밑면 접촉부와 상기 복수의 옆면 접촉부는 다공성을 갖는,
   커넥터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 입자는 사각뿔의 형상, 사각뿔대의 형상, 또는 삼각뿔의 형상을 갖는,
   커넥터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 도전성 입자들에서 인접한 두개의 도전성 입자들은, 어느 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부 간의 면접촉, 어느 하나의 도전성 입자의 밑면 접촉부와 다른 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나 간의 면접촉, 또는, 어느 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나와 다른 하나의 도전성 입자의 복수의 옆면 접촉부 중 하나 간의 면접촉으로, 서로 접촉되어 있는,
   커넥터.
10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 도전성 입자들에서, 인접한 두개의 도전성 입자들은 상기 복수의 옆면 접촉부 중 어느 하나를 따라 또는 상기 밑면 접촉부를 따라 슬라이드 가능하도록 접촉되어 있는,
    커넥터.
11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 도전성 입자들 중 일부의 도전성 입자와 상기 다수의 도전성 입자들 중 또 하나의 일부의 도전성 입자는 서로 다른 크기를 갖는,
    커넥터.

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