KR20040100976A - Electrical connecting structure, connector and electrical connecting system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 격벽에 의해서 분할되고 그의 내부압력이 조정되어 있는 챔버의 내측면과 외측면을 전기적으로 상호접속시키는 전기접속 구조체, 상기 전기접속 구조체에 적합한 커넥터 및 상기 전기접속 구조체와 커넥터로 이루어진 전기접속 시스템에 관한 것이다.The present invention provides an electrical connection structure for electrically interconnecting the inner and outer surfaces of a chamber divided by a partition and whose internal pressure is adjusted, a connector suitable for the electrical connection structure, and an electrical connection consisting of the electrical connection structure and a connector. It's about the system.
종래, 내부압력을 거의 진공상태까지 감소시킬 수 있는 진공챔버 등은 예를들어 집적회로를 포함하는 반도체 칩의 제조공정따위에 사용되었고 상기 진공챔버 등의 내부 및 외부를 전기적으로 접속하는 구조체가 제안되었다.Conventionally, a vacuum chamber or the like capable of reducing the internal pressure to a nearly vacuum state has been used, for example, in the manufacturing process of a semiconductor chip including an integrated circuit, and a structure for electrically connecting the inside and outside of the vacuum chamber is proposed. It became.
예를 들어, 특허문헌 1에는 관통구멍이 소정의 조성재료로 이루어진 지지부재에 제공되어 있고 기밀밀봉(hermetic seal)이 상기 관통구멍과 상기 관통구멍을 통과하는 리드선 사이에 제공되어 있는 내압기밀 단자(pressure-and air-tight terminal)가 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a pressure resistant hermetic terminal in which a through hole is provided in a support member made of a predetermined composition material, and a hermetic seal is provided between the through hole and a lead wire passing through the through hole. pressure-and air-tight terminals) are disclosed.
또한, 특허문헌 2에는 개구(opening)가 세라믹 기판에 제공되어 있고 구리박막이 상기 개구와 상기 개구를 통과하는 리드 와이어 사이에 제공되어 있는 접속단자가 개시되어 있다.In addition, Patent Document 2 discloses a connection terminal in which an opening is provided in a ceramic substrate and a copper thin film is provided between the opening and a lead wire passing through the opening.
[특허문헌 1][Patent Document 1]
일본 특허 공개번호 소60-100384호Japanese Patent Publication No. 60-100384
[특허문헌 2][Patent Document 2]
일본 특허 공개번호 2000-299149호Japanese Patent Publication No. 2000-299149
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서, 2개의 기밀밀봉층과 지지부재가 인접하는 리드선 사이에 놓여있기 때문에, 상기 리드선들을 고밀도(소형 피치)로 배열하는 것이 어렵다. 특허문헌 2에 개시된 기술에 있어서, 상기 구리박막은 기밀밀봉부보다 박형이기 때문에, 리드 와이어들의 피치를 어느 정도 감소시키는 것이 가능하지만, 리드 와이어의 미리정해진 직경 및 상기 리드 와이어와 구리박막을 접속시키는 구리도금층의 존재때문에 상기 피치를 더 감소시키는 것이 어렵다.However, in the technique disclosed in Patent Literature 1, since the two hermetic sealing layers and the supporting member are placed between adjacent lead wires, it is difficult to arrange the lead wires at a high density (small pitch). In the technique disclosed in Patent Document 2, since the copper thin film is thinner than the hermetic sealing portion, it is possible to reduce the pitch of the lead wires to some extent, but it is possible to connect the lead wire and the copper thin film to a predetermined diameter. It is difficult to further reduce the pitch due to the presence of the copper plating layer.
최근에, 다양한 형태의 복잡한 제어가 상술된 바와 같은 진공챔버에 사용되었고 많은 수의 와이어가 챔버의 내부와 외부를 접속시키도록 사용되었다. 따라서, 챔버의 내부와 외부에 더 작은 피치로 배선을 설치하는 것이 요구된다.Recently, various forms of complex control have been used in the vacuum chamber as described above and a large number of wires have been used to connect the interior and exterior of the chamber. Therefore, it is required to install the wiring at smaller pitch inside and outside the chamber.
상술된 관점에서, 본 발명은 종래기술보다 더 작은 피치로 챔버의 내부와 외부를 전기적으로 접속할 수 있는 전기접속 구조체, 상기 전기접속 구조체에 적합한 커넥터 및 상기 전기접속 구조체와 커넥터를 갖는 전기접속 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, the present invention provides an electrical connection structure capable of electrically connecting the interior and exterior of the chamber at a smaller pitch than the prior art, a connector suitable for the electrical connection structure, and an electrical connection system having the electrical connection structure and a connector. It aims to provide.
도 1은 본 발명에 따른 전기접속 구조체의 일예가 장착된 초고진공 격벽 커넥터(ultra-high-vacuum bulkhead connector)를 나타낸 정면도;1 is a front view showing an ultra-high-vacuum bulkhead connector equipped with an example of an electrical connection structure according to the present invention;
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라서 취한 초고진공 격벽 커넥터의 단면도;FIG. 2 is a cross sectional view of the ultra-high vacuum bulkhead connector taken along line A-A of FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1의 선 B-B를 따라서 취한 초고진공 격벽 커넥터의 단면도;3 is a cross-sectional view of the ultra-high vacuum bulkhead connector taken along line B-B of FIG. 1;
도 4는 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판을 나타내는 평면도;4 is a plan view showing a ceramic substrate of an ultra-high vacuum partition wall connector;
도 5는 초고진공 격벽 커넥터에 접속된 기판형 커넥터의 평면도;5 is a plan view of a board-type connector connected to the ultra-high vacuum bulkhead connector;
도 6은 도 5의 화살표(C)의 방향에서 관찰된 때 기판형 커넥터를 나타내는 도면;FIG. 6 shows a board-like connector as viewed in the direction of arrow C of FIG. 5;
도 7은 도 5의 선 D-D를 따라서 취한 기판형 커넥터의 단면도;7 is a cross-sectional view of the board-shaped connector taken along the line D-D in FIG. 5;
도 8은 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판과 기판형 커넥터 사이의 접속을 나타내는 개략적인 도면;8 is a schematic view showing a connection between a ceramic substrate and a board-type connector of an ultra high vacuum partition wall connector;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기접속 구조체가 구비된 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판을 나타내는 평면도;9 is a plan view showing a ceramic substrate of an ultra-high vacuum bulkhead connector with an electrical connection structure according to a second embodiment of the present invention;
도 10은 도 9의 세라믹 기판과 본 발명의 제2실시예에 따른 기판형 커넥터사이의 접속을 나타내는 개략도.Fig. 10 is a schematic diagram showing a connection between the ceramic substrate of Fig. 9 and the board type connector according to the second embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10 : 초고진공 격벽 커넥터10: ultra-high vacuum bulkhead connector
13, 21 : 세라믹 기판13, 21: ceramic substrate
20 : 기판형 커넥터20: Board type connector
22 : 신호선22: signal line
23 : 스프링 콘택트23: spring contact
100 : 격벽100: bulkhead
133 : 도전성 패드133: conductive pad
134 : 비아홀134: Via Hole
135 : 콘택트135: Contact
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 격벽(bulkhead)에 의해서 분할되고 내부압력이 조정된 챔버의 내부와 외부를 전기적으로 접속하는 전기접속 구조체를 제공하고, 상기 전기접속 구조체는 상기 격벽에 형성된 구멍을 덮는 절연성 기판을 갖고, 상기 절연성 기판은 상기 챔버의 내부면과 외부면을 소통시키고 도전성 재료가 충진되어 있는 비어홀(via hole)과 상기 챔버의 내부면과 외부면 각각에 도포되고 상기 도전성 재료에 접속되는 도전성 패드를 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electrical connection structure for electrically connecting the inside and outside of the chamber divided by a bulkhead and the internal pressure is adjusted, the electrical connection structure is a hole formed in the partition wall And an insulating substrate covering the inner and outer surfaces of the chamber and having a via hole filled with a conductive material and applied to each of the inner and outer surfaces of the chamber. It has a conductive pad connected.
본 발명에 따른 제1전기접속 구조체는 절연성 기판으로 덮혀있는 챔버 개구를 갖고, 따라서 챔버를 높은 기밀상태로 유지할 수 있다. 절연성 기판은 특허문헌 1과 2에 개시된 리드선들 또는 리드 와이어들에 대응하는 도전성 재료로 충진된 비아홀을 기본적으로 포함한다. 종래 기술들이 상기 리드선들 또는 리드 와이어들의 주위에 기밀밀봉 또는 구리박막을 요구하는 반면에, 본 발명은 비아홀에 도전성 재료만을 요구하고 어떠한 기밀밀봉 또는 구리박막을 요구하지 않는다. 따라서, 본 발명은 고밀도 전기접속을 달성할 수 있다.The first electrically-connected structure according to the invention has a chamber opening covered with an insulating substrate, thus keeping the chamber in a high hermetic state. The insulating substrate basically includes a via hole filled with a lead material or a conductive material corresponding to the lead wires disclosed in Patent Documents 1 and 2. While the prior art requires an airtight seal or a copper thin film around the leads or lead wires, the present invention requires only a conductive material in the via hole and does not require any airtight seal or a copper thin film. Thus, the present invention can achieve high density electrical connection.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도전층이 일면에 형성되어 있는 절연성 기판과, 상기 도전층의 일단부에 납땜된 컨덕터와, 상기 도전층의 타단부에 납땜되고 그들의 팁부에 탄성 콘택트를 갖는 스프링 콘택트를 구비한 커넥터를 제공한다.Further, in order to achieve the above object, the present invention provides an insulating substrate having a conductive layer formed on one surface, a conductor soldered to one end of the conductive layer, and an elastic contact portion soldered to the other end of the conductive layer. It provides a connector having a spring contact having a.
본 발명에 따른 커넥터는 본 발명에 따른 전기접속 구조체에 적합한다. 전기적 기능들은 커넥터의 스프링 콘택트들이 전기접속 구조체에 있는 절연성 기판의 표면 상의 도전성 패드와 억지접촉하여 유지되므로 더욱 신뢰가능하게 수행된다. 또한, 본 발명에 따른 커넥터는 절연성 기판과; 구리와 같은 금속으로 제작된 도전층, 컨덕터 및 탄성 콘택트와; 납땜용 솔더(solder)를 포함하는 전기 배선용으로 보통 사용되어 현장-증명된 재료(field-proven material)를 사용한다. 이들은 진공챔버와 같은 챔버에서 사용된 때 거의 아웃개스(outgas)하지 않고 챔버에 있는 노출장치 등에 부작용을 나타내지 않는다. 커넥터는 물론 이러한 관점에서 전기접속 구조체에 적합한다.The connector according to the invention is suitable for the electrical connection structure according to the invention. The electrical functions are performed more reliably because the spring contacts of the connector remain in force contact with the conductive pad on the surface of the insulating substrate in the electrical connection structure. In addition, the connector according to the present invention and the insulating substrate; Conductive layers, conductors and elastic contacts made of a metal such as copper; Field-proven materials are commonly used and commonly used for electrical wiring, including solder solder. They rarely outgas when used in a chamber, such as a vacuum chamber, and exhibit no adverse effects on exposure apparatus or the like in the chamber. The connector is of course suitable for the electrical connection structure in this respect.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 격벽에 의해서 분할되고 그의 내부압력이 조정된 챔버의 내부배선과 외부배선을 전기적으로 상호접속하는 전기접속 시스템을 제공하고, 상기 전기접속 시스템은 상기 챔버의 내부면과 외부면을 소통시키고 도전성 재료로 충진되어 있는 비아홀(via hole) 및 상기 챔버의 내부면과 외부면의 각각에 도포되고 상기 도전성 재료와 접속되는 도전성 패드를 갖고, 상기 격벽에 있는 구멍을 덮는 절연성 제1기판과; 도전층이 일면에 형성되어 있는 제2기판과, 상기 도전층의 일단부에 납땜된 챔버의 내부배선과, 상기 도전층의 타단부에 납땜되고 팁부가 상기 챔버의 내부면 위에 도포되어 있는 도전성 패드에 대항하여 가압되는 스프링 콘택트를 각각 갖는 제1커넥터와; 도전층이 일면에 형성되어 있는 제3기판과, 상기 도전층의 일단부에 납땜된 상기 챔버의 외부배선과, 상기 도전층의 타단부에 납땜되고 팁부가 상기 챔버의 외부면 위에 도포되어 있는 도전성 패드에 대항하여 가압되는 스프링 콘택트를 각각 갖는 제2커넥터를 구비한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides an electrical connection system for electrically interconnecting the internal wiring and the external wiring of the chamber divided by the partition wall and its internal pressure is adjusted, the electrical connection system is the chamber A hole in the partition wall having a via hole in communication with the inner and outer surfaces thereof and filled with a conductive material and a conductive pad applied to each of the inner and outer surfaces of the chamber and connected to the conductive material; An insulating first substrate covering the insulating layer; A second substrate having a conductive layer formed on one surface, an internal wiring of the chamber soldered to one end of the conductive layer, and a conductive pad soldered to the other end of the conductive layer and having a tip coated on the inner surface of the chamber. First connectors each having a spring contact pressed against it; A third substrate having a conductive layer formed on one surface thereof, an external wiring of the chamber soldered to one end of the conductive layer, and a conductive part soldered to the other end of the conductive layer and having a tip coated on the outer surface of the chamber. And second connectors each having a spring contact pressed against the pad.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 격벽에 의해서 분할되고 내부압력이 조정되어 있는 챔버의 외측부와 내측부를 전기적으로 상호접속하는 전기접속 구조체를 제공하고, 상기 전기접속 구조체는 상기 격벽에 있는 구멍을 덮는 절연성 기판을 갖고, 상기 절연성 기판은 상기 챔버의 내측면과 외측면을 소통시키고 도전성 재료가 충진되어 있는 비아홀과; 상기 챔버의 내측면과 외측면의 각각에 도포되어 있고 상기 도전성 재료와 접속되는 도전성 패드와; 상기 챔버의 내측면과 외측면에 제공되고 인접하는 도전성 패드에 각각 납땜되어 한 쌍을 형성하고 플레이트를 파지하도록 설계된 콘택트를 갖는다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides an electrical connection structure for electrically interconnecting the outer and inner portions of the chamber divided by the partition wall and the internal pressure is adjusted, the electrical connection structure is located in the partition wall A via hole having an insulating substrate covering the hole, the insulating substrate communicating with the inner and outer surfaces of the chamber and filled with a conductive material; Conductive pads applied to each of the inner and outer surfaces of the chamber and connected to the conductive material; The contacts are provided on the inner and outer surfaces of the chamber and are soldered to adjacent conductive pads, respectively, to form a pair and grip the plate.
상술된 전기접속 구조체와 마찬가지로, 이러한 전기접속 구조체는 챔버를 높은 기밀상태로 유지할 수 있다. 또한, 플레이트(하기에 설명되는 커넥터의 절연성 기판)들을 파지하는 한 쌍의 콘택트가 구비되어 있으므로, 이러한 전기접속 구조체는 상기 전기접속 구조체에 비하여 더 조밀한 배선을 형성할 수 있다.Like the electrical connection structure described above, this electrical connection structure can keep the chamber in a high hermetic state. In addition, since a pair of contacts are provided for holding the plates (insulating substrate of the connector described below), such an electrical connection structure can form a more compact wiring than the electrical connection structure.
또한, 본 발명은 양면에 도전층을 갖는 절연성 기판과, 상기 도전층에 납땜된 컨덕터를 구비하고, 전기접속 구조체에 적합한 커넥터를 제공한다.The present invention also provides a connector having an insulating substrate having conductive layers on both sides, and a conductor soldered to the conductive layer, which is suitable for an electrical connection structure.
이 커넉터는 절연성 기판의 표면 각각에 도전층을 갖고 컨덕터는 상기 도전층에 납땜되므로, 상기 커넥터보다 높은 밀도의 배선을 달성할 수 있다.This connector has a conductive layer on each of the surfaces of the insulating substrate and the conductors are soldered to the conductive layer, so that wiring of higher density than the connector can be achieved.
대안으로, 본 발명은 격벽에 의해 분할되고 내부압력이 조정된 챔버의 내부배선과 외부배선을 전기적으로 상호 접속하는 전기접속 시스템을 제공하고, 상기 전기접속 시스템은 상기 격벽에 있는 구멍을 덮는 절연성 제1기판-상기 절연서 제1기판은 상기 챔버의 내측면과 외측면을 소통시키고 도전성 재료가 충진되어 있는 비아홀과, 상기 챔버의 내측면 및 외측면 각각에 도포되어 있고 상기 도전성 재료와 접속되는 도전성 패드와, 상기 챔버의 내부면과 외부면에 제공되고 인접하는 도전성 패드에 납땜되어 한 쌍을 형성하고 플레이트를 파지하도록 설계된 콘택트들을 구비함-과; 도전층이 양면에 형성되어 있는 제2기판과, 상기 양면의 도전층에 접속된 상기 챔버의 내부배선을 각각 갖고, 상기 도전층들은 상기 챔버의 내측면 상의 콘택트에 의해서 파지되고 상기 콘택트 각각에 접속되는 제1커넥터와; 도전층이 양면에 형성되어 있는 제3기판과, 상기 양면의 도전층에 납땜된 상기 챔버의 외부배선을 각각 포함하고, 상기 도전층들은 상기 챔버의 외측면 상의 콘택트에 의해서 파지되고 상기 콘택트 각각에 접속되는 제2커넥터;로 이루어진다. 이러한 전기접속 시스템은 상술된 전기접속 시스템보다 더 높은 밀도의 배선이 가능하다.Alternatively, the present invention provides an electrical connection system for electrically interconnecting internal and external wiring of a chamber divided by a partition and adjusted in internal pressure, the electrical connection system comprising an insulating agent covering an opening in the partition. 1 Board-The insulator first substrate is a via hole communicating the inner surface and the outer surface of the chamber and filled with a conductive material, and conductive applied to each of the inner and outer surfaces of the chamber and connected to the conductive material. A pad and contacts provided on the inner and outer surfaces of the chamber and soldered to adjacent conductive pads to form a pair and grip the plate; A second substrate having conductive layers formed on both surfaces, and an internal wiring of the chamber connected to the conductive layers on both sides, wherein the conductive layers are held by a contact on the inner side of the chamber and connected to each of the contacts. A first connector; A third substrate having conductive layers formed on both surfaces, and an external wiring of the chamber soldered to the conductive layers on both sides, wherein the conductive layers are gripped by a contact on the outer surface of the chamber and attached to each of the contacts. The second connector is connected to. Such electrical connection systems are capable of wiring of higher density than the electrical connection system described above.
상술된 바와 같이, 본 발명은 챔버를 높은 기밀상태로 유지할 수 있고 고밀도 전기배선을 가능하게 한다.As described above, the present invention can maintain the chamber in a high hermetic state and enable high density electrical wiring.
본 발명의 실시예들은 하기에 설명될 것이다.Embodiments of the present invention will be described below.
도 1은 본 발명에 따른 전기접속 구조체의 일예가 구비된 초고진공 격벽 커넥터를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라서 취한 초고진공 격벽 커넥터의 단면도이고, 도 3은 도 1의 선 B-B를 따라서 취한 초고진공 격벽 커넥터의 단면도이다.1 is a front view showing an ultra-high vacuum bulkhead connector provided with an example of the electrical connection structure according to the invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the ultra-high vacuum bulkhead connector taken along the line AA of Figure 1, Figure 3 is a line of Figure 1 Sectional view of the ultra-high vacuum bulkhead connector taken along BB.
초고진공 격벽 커넥터(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기본적으로 플랜지(11)와, 어댑터(12; adaptor)와, 세라믹 기판(13)으로 구성된다. 초고진공 격벽 커넥터(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 진공챔버를 분할하는 격벽(100)에 있는 구멍(101)을 덮는 방식으로 진공챔버의 외부면에 배치된다. 초고진공 격벽 커넥터(10)는 플랜지(11)에 있는 4개의 볼트구멍(111)을 사용해서 격벽(100)을 도 1에 사선으로 지시된 밀봉구역과 견고하게 접촉하도록 지지하기 위하여 진공챔버의 격벽(100)에 부착되고, 따라서 진공챔버를 기밀상태로 유지한다.As shown in FIG. 3, the ultra-high vacuum bulkhead connector 10 is basically composed of a flange 11, an adapter 12, and a ceramic substrate 13. The ultra-high vacuum bulkhead connector 10 is disposed on the outer surface of the vacuum chamber in a manner that covers the holes 101 in the partition wall 100 that divides the vacuum chamber, as shown in FIG. 2. The ultra-high vacuum bulkhead connector 10 uses four bolt holes 111 in the flange 11 to hold the partition 100 firmly in contact with the sealing area indicated by diagonal lines in FIG. 1. Attached to 100, thus keeping the vacuum chamber airtight.
어댑터(12)는 2개의 관통구멍(121)을 갖고 동력공급바(122)는 관통구멍(121)을 각각 통과한다. 동력공급바(122)와 관통구멍(121) 사이의 갭은 유리 밀봉제(123; glass hermetic seal)로 충진된다. 동력공급바(122)는 진공챔버의 내측과 외측으로부터 동력 커넥터(미도시)에 접속되어 전기동력을 진공챔버의 외부로부터 내부로 공급한다. 어댑터(12)는 플랜지(11)에 밀봉식으로 용접된다.The adapter 12 has two through holes 121 and the power supply bar 122 passes through the through holes 121, respectively. The gap between the power supply bar 122 and the through hole 121 is filled with a glass hermetic seal (123). The power supply bar 122 is connected to a power connector (not shown) from the inside and the outside of the vacuum chamber to supply electric power from the outside of the vacuum chamber to the inside. The adapter 12 is hermetically welded to the flange 11.
세라믹 기판(13)은 주연에 접합구역(131; brazing area)을 갖고, 내부에 전기접속구역(132)을 갖는다. 어댑터(12)는 세라믹 기판(13)의 전기접속구역(132)을 노출시키도록 충분히 큰 관통개구(124; 도 3 참조)를 중심에 갖는다. 세라믹 기판(13)의 접합구역(131)은 금-주석 합금으로 관통개구(124)의 주변에 기밀식으로 접합된다.The ceramic substrate 13 has a brazing area 131 at its periphery and has an electrical connection area 132 therein. The adapter 12 has a through opening 124 large enough to expose the electrical connection area 132 of the ceramic substrate 13 (see FIG. 3). The junction region 131 of the ceramic substrate 13 is hermetically bonded to the periphery of the through opening 124 with a gold-tin alloy.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 초고진공 격벽 커넥터(10)의 세라믹 기판(13)을 나타내는 평면도이다. 간편한 도시를 위하여, 도 1에 도시된 접합구역(131)과 전기접속구역(132)은 구별하지 않는다.4 is a plan view illustrating the ceramic substrate 13 of the ultra-high vacuum bulkhead connector 10 illustrated in FIGS. 1 to 3. For simplicity, the junction zone 131 and the electrical connection zone 132 shown in FIG. 1 are not distinguished.
많은 수의 도전성 패드(133)들은 세라믹 기판(13)의 전기접속구역(132) 상에 2차원적으로 배열된다. 세라믹 기판(13)의 단지 일면만이 도 4에 도시되지만, 동일 형상의 도전성 패드(133)들은 타면(도 4에 도시된 상부면에 대한 바닥면)에 동일 방식으로 배열된다.A large number of conductive pads 133 are two-dimensionally arranged on the electrical connection region 132 of the ceramic substrate 13. Although only one side of the ceramic substrate 13 is shown in FIG. 4, the conductive pads 133 of the same shape are arranged in the same manner on the other side (the bottom side to the top side shown in FIG. 4).
세라믹 기판(13)은 도전성 패드(133)에 대응하고 세라믹 기판(13)을 관통하고 있는 비아홀(134)을 갖는다. 비아홀(134)은 도전성 재료로 완전하게 충진되어 세라믹 기판(13)을 기밀상태로 형성한다. 도 4에 도시된 도전성 패드(133)들은 각각의 비아홀(134)에 있는 도전성 재료에 접속된다. 도 4에 도시된 상부면에 대한 바닥면의 도전성 패드들은 비아홀(134)에 있는 도전성 재료에 유사하게 접속된다. 따라서, 세라믹 기판(13)의 상부면의 도전성 패드들은 바닥면의 개별적인 도전성 패드에 접속된다.The ceramic substrate 13 has a via hole 134 corresponding to the conductive pad 133 and penetrating the ceramic substrate 13. The via hole 134 is completely filled with a conductive material to form the ceramic substrate 13 in an airtight state. The conductive pads 133 shown in FIG. 4 are connected to the conductive material in each via hole 134. The conductive pads on the bottom surface to the top surface shown in FIG. 4 are similarly connected to the conductive material in the via hole 134. Thus, conductive pads on the top surface of the ceramic substrate 13 are connected to individual conductive pads on the bottom surface.
부수적으로, 비아홀(134)들은 도 4에 수평으로 배열된 도전성 패드(133)들의 상부와 바닥에 교번적으로 제공된다. 이것은 비아홀들이 서로 너무 근접하는 것을방지하고 세라믹 기판(13)에서의 크랙발생을 방지한다.Incidentally, the via holes 134 are alternately provided at the top and bottom of the conductive pads 133 arranged horizontally in FIG. This prevents the via holes from too close to each other and prevents cracking in the ceramic substrate 13.
도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 초고진공 격벽 커넥터에 접속되려는 기판형 커넥터의 평면도이고, 도 6은 도 5의 화살표(C) 방향에서 관찰된 기판형 커넥터를 나타내고, 도 7은 도 5에서 선 D-D를 따라 취한 기판형 커넥터의 단면도이다. 그러나, 신호선(22)과 스프링 콘택트(23)는 단면처리되지 않는다.FIG. 5 is a plan view of a board type connector to be connected to the ultra-high vacuum bulkhead connector described with reference to FIGS. 1 to 4, FIG. 6 shows a board type connector observed in the direction of arrow C of FIG. 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the board-shaped connector taken along the line DD. However, the signal line 22 and the spring contact 23 are not cross-sectional processed.
기판형 커넥터(20)는 세라믹 기판(21)과, 일렬로 배열된 다수의 신호선(22)과, 상기 신호선과 동일 방향 및 동일 피치로 배열된 스프링 콘택트(23)를 갖는다.The board type connector 20 has a ceramic substrate 21, a plurality of signal lines 22 arranged in a row, and spring contacts 23 arranged in the same direction and at the same pitch as the signal lines.
홈(212; groove)들은 세라믹 기판(23)에서 스프링 콘택트(23)와 동일한 피치로 절취되고 세라믹 기판(21)을 통해 연장하고 세라믹 기판(21)의 전방에지(211)에 개방한다. 도전성 패턴(213)들은 홈(212)들과 일대일 대응하여 세라믹 기판(21)의 표면에서 홈(212)의 직하부에 형성된다. 각각의 도전성 패턴(213)은 직사각형 영역(213a)과, 신장된 구역(213b; elongated area)과, 직사각형 영역(213a)과 신장된 구역(213b)을 연결하는 연결구역(213c; link area)으로 구성된다. 신호선(22)들의 노출된 컨덕터(221)들은 도전성 패턴(213) 각각의 직사각형 영역(213a)에 납땜된다. 스프링 콘택트(23)들은 직사각형 홈(212)에 배치되고 도전성 패턴(213)의 신장된 구역(213b)에 납땜되고, 그들의 팁부는 세라믹 기판(21)의 전방 에지(211)로부터 약간 돌출한다.Grooves 212 are cut in the ceramic substrate 23 at the same pitch as the spring contact 23, extend through the ceramic substrate 21, and open to the front edge 211 of the ceramic substrate 21. The conductive patterns 213 are formed on the surface of the ceramic substrate 21 directly under the grooves 212 in one-to-one correspondence with the grooves 212. Each conductive pattern 213 has a rectangular area 213a, an elongated area 213b, and a link area 213c connecting the rectangular area 213a and the elongated area 213b. It is composed. The exposed conductors 221 of the signal lines 22 are soldered to the rectangular regions 213a of each of the conductive patterns 213. The spring contacts 23 are disposed in the rectangular grooves 212 and soldered to the elongated region 213b of the conductive pattern 213, and their tips protrude slightly from the front edge 211 of the ceramic substrate 21.
스프링 콘택트(23)들은 도 7에 도시된 바와 같이 중간에서 크게 만곡되어 탄성력을 제공한다. 또한, 각각의 스프링 콘택트(23)는 도 1 내지 도 4에 도시된 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판(13) 상의 대응하는 도전성 패드(133)에 접촉하는 만곡된 팁부(231)를 갖고, 그것과 전기적으로 접속한다. 따라서, 기판형 커넥터(20) 상의 스프링 콘택트(23)의 배열피치는 도 4에 도시된 세라믹 기판(13) 상의 도전성 패드(133)의 배열피치(도 4에서 수평방향)와 동일하고 기판형 커넥터(20)에서 스프링 콘택트(23)의 갯수는 도 4에서 세라믹 기판(13)의 수평열로 배열된 도전성 패드(133)의 갯수(본 예에서 10개)와 동일하다.The spring contacts 23 are largely curved in the middle as shown in FIG. 7 to provide elastic force. Each spring contact 23 also has a curved tip portion 231 in contact with a corresponding conductive pad 133 on the ceramic substrate 13 of the ultra-high vacuum bulkhead connector shown in FIGS. Connect electrically. Therefore, the arrangement pitch of the spring contacts 23 on the board-type connector 20 is the same as the arrangement pitch (horizontal direction in FIG. 4) of the conductive pad 133 on the ceramic substrate 13 shown in FIG. The number of spring contacts 23 at 20 is equal to the number (10 in this example) of the conductive pads 133 arranged in a horizontal row of ceramic substrates 13 in FIG.
도 8은 도 1 내지 도 4에 도시된 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판(도 4 참조)과 도 5 내지 도 7에 도시된 기판형 커넥터 사이의 접속을 나타내는 개략도이다.FIG. 8 is a schematic diagram showing a connection between the ceramic substrate (see FIG. 4) of the ultrahigh vacuum bulkhead connector shown in FIGS. 1 to 4 and the board type connector shown in FIGS.
상술된 바와 같이, 도 1 내지 도 4에 도시된 초고진공 격벽 커넥터(10)는 진공챔버의 격벽에 있는 개구를 덮는 위치에 배치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도 5 내지 도 7에 도시된 기판형 커넥터(20)와 동일 형상의 기판형 커넥터(20a)(진공챔버 내에 장착됨)는 스프링 콘택트(23)의 팁부를 세라믹 기판(13)의 내측면(13a) 상의 개별적인 도전성 패드(133a)과 접속시키도록 진공챔버의 내측면으로부터 화살표(E)의 방향으로 초고진공 격벽 커넥터(10)의 세라믹 기판(13)에 대해 가압된다. 유사하게, 도 5 내지 도 7에 도시된 기판형 커넥터(20)와 동일 형상의 기판형 커넥터(20B)는 스프링 콘택트(23)들의 팁부를 세라믹 기판(13)의 외측면(13b) 상의 도전성 패드(133b)와 개별적으로 접속시키기 위하여 진공챔버의 외부면으로부터 화살표(F) 방향으로 가압된다.As described above, the ultra-high vacuum partition wall connector 10 shown in Figs. 1 to 4 is disposed at a position covering the opening in the partition wall of the vacuum chamber. As shown in Fig. 8, the board-type connector 20a (mounted in the vacuum chamber) having the same shape as the board-type connector 20 shown in Figs. 5 to 7 has a ceramic substrate at the tip of the spring contact 23. It is pressed against the ceramic substrate 13 of the ultra-high vacuum bulkhead connector 10 in the direction of the arrow E from the inner side of the vacuum chamber so as to be connected with the individual conductive pads 133a on the inner side 13a of (13). . Similarly, the board-shaped connector 20B having the same shape as the board-type connector 20 shown in FIGS. 5 to 7 has a conductive pad on the outer surface 13b of the ceramic substrate 13 with the tip portion of the spring contacts 23. It is pressed in the direction of arrow F from the outer surface of the vacuum chamber so as to be individually connected to 133b.
도 4에 도시된 바와 같이, 10개의 도전성 패드(133)는 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판(13) 상에 수평으로 배열된다. 따라서, 10개의 스프링 콘택트(23)는 각각의 기판형 커넥터(20A 또는 20B) 상에 도 8의 지면에 수직인 방향으로 배열된다. 이외에, 5개의 도전성 패드(133)는 도 4의 세라믹 기판(13) 상에 수직으로 배열된다. 따라서, 진공챔버 내측의 5개 기판형 커넥터(20A)와 진공챔버 외측의 5개 기판형 커넥터(20B) 각각은 도 8에 도시된 바와 같이 수직으로 장착된다. 이러한 방식에서, 진공챔버 내측과 외측의 신호선(22)들은 진공챔버 내측의 기판형 커넥터(20A) 상의 도전성 패턴(213)을 통해서 스프링 콘택트(23), 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판(13)의 내측면 상의 도전층(133a), 비아홀(134) 내의 도전성 재료, 진공챔버의 외측면 상의 도전층(133b), 진공챔버 외측의 기판형 커넥터(20B) 상의 스프링 콘택트(23) 및 도전성 패턴(213)에 접속된다.As shown in FIG. 4, ten conductive pads 133 are arranged horizontally on the ceramic substrate 13 of the ultra-high vacuum bulkhead connector. Thus, ten spring contacts 23 are arranged on each board-shaped connector 20A or 20B in a direction perpendicular to the ground of FIG. 8. In addition, five conductive pads 133 are vertically arranged on the ceramic substrate 13 of FIG. 4. Thus, each of the five board-type connectors 20A inside the vacuum chamber and the five board-type connectors 20B outside the vacuum chamber are mounted vertically as shown in FIG. In this manner, the signal lines 22 inside and outside the vacuum chamber are connected to the spring contact 23 and the ceramic substrate 13 of the ultra-high vacuum bulkhead connector through the conductive pattern 213 on the board-type connector 20A inside the vacuum chamber. The conductive layer 133a on the inner side, the conductive material in the via hole 134, the conductive layer 133b on the outer side of the vacuum chamber, the spring contact 23 and the conductive pattern 213 on the substrate type connector 20B outside the vacuum chamber. ) Is connected.
이 방식에서, 본 실시예에 따르면, 진공챔버의 내측면과 외측면은 세라믹 기판(13)의 비아홀을 충진하고 있는 도전성 재료를 통해서 상호접속되어, 진공챔버를 상당히 기밀상태로 유지하고 많은 수의 신호선을 고밀도로 배열하는 것이 가능하다.In this way, according to the present embodiment, the inner side and the outer side of the vacuum chamber are interconnected through a conductive material filling the via holes of the ceramic substrate 13 to keep the vacuum chamber quite airtight and a large number of It is possible to arrange signal lines with high density.
다음에, 본 발명의 제2실시예가 설명될 것이다.Next, a second embodiment of the present invention will be described.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기접속 구조체에 구비된 초고진공 격벽 커넥터의 세라믹 기판을 나타내는 평면도이다.9 is a plan view illustrating a ceramic substrate of an ultra-high vacuum partition wall connector provided in an electrical connection structure according to a second exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예에 따른 초고진공 격벽 커넥터는 상술된 제1실시예에 따른 초고진공 격벽 커넥터와 단지 세라믹 기판의 관점에서 다르고, 따라서 세라믹 기판만이 도시되고 설명될 것이다. 또한, 이해의 편리함을 위하여, 도 4의 세라믹 기판(13)의 부품들과 동일한 부품들은 형상에서 약간 차이가 있어도 세라믹기판(13)의 도면번호들과 동일한 도면번호가 부여되고 단치 차이점만이 설명될 것이다.The ultrahigh vacuum bulkhead connector according to the second embodiment of the present invention is different from the ultrahigh vacuum partition wall connector according to the first embodiment described above in terms of only a ceramic substrate, and therefore only the ceramic substrate will be shown and described. In addition, for convenience of understanding, the same components as those of the ceramic substrate 13 of FIG. 4 are given the same reference numerals as those of the ceramic substrate 13 even though the shapes are slightly different from each other, and only the difference in values is explained. Will be.
도 9의 세라믹 기판(13)의 전기접속 구역(132)은 도 4에 도시된 세라믹 기판(133)과 마찬가지로 많은(10개) 도전성 패드(133)를 수평방향으로 포함하고, 도 4(5개 도전성 패드)의 2배만큼 수직방향으로 많은(10개) 도전성 패드(133)를 고밀도로 포함한다. 동일 갯수의 도전성 패드들은 세라믹 기판(13)의 양면의 대응하는 위치에 동일 피치로 배열되고, 이러한 세라믹 기판(13)의 양면의 대응하는 위치에 있는 각 쌍의 도전성 패드는 세라믹 기판(13)의 비아홀(134)을 충진하고 있는 도전성 재료를 통해서 상호접속된다. 비아홀(134)들은 도 4의 경우와 마찬가지로 도 9에 수평으로 배열된 도전성 패드(133)의 상부와하부에 교번적으로 제공된다. 이것은 비아홀(134)이 세라미기 기판(13)에서 크랙을 야기시키는 것을 방지한다.The electrical connection zone 132 of the ceramic substrate 13 of FIG. 9 includes many (10) conductive pads 133 in the horizontal direction, similar to the ceramic substrate 133 shown in FIG. 4, and FIG. A plurality of (10) conductive pads 133 in the vertical direction by twice as large as the conductive pads). The same number of conductive pads are arranged at the same pitch at corresponding positions on both sides of the ceramic substrate 13, and each pair of conductive pads at corresponding positions on both sides of the ceramic substrate 13 is formed of the ceramic substrate 13. Interconnect is made through a conductive material filling the via hole 134. Via holes 134 are alternately provided at the upper and lower portions of the conductive pads 133 arranged horizontally in FIG. 9 as in the case of FIG. 4. This prevents the via holes 134 from causing cracks in the ceramic substrate 13.
콘택트(135)들은 도 9의 세라믹 기판(13) 상의 개별적인 도전성 패드(133)에 납땜된다. 콘택트(135)들은 도 10을 참조하여 설명될 것이다.Contacts 135 are soldered to individual conductive pads 133 on the ceramic substrate 13 of FIG. 9. Contacts 135 will be described with reference to FIG. 10.
도 10은 도 9의 세라믹 기판과 본 발명의 제2실시예에 따른 기판형 커넥터 사이의 접속을 나타내는 개략도이다.Fig. 10 is a schematic diagram showing a connection between the ceramic substrate of Fig. 9 and the board type connector according to the second embodiment of the present invention.
도면에 도시된 형상의 콘택트(135)들은 진공챔버의 내측과 외측 양쪽의 세라믹 기판(13) 상의 도전성 패드(133)에 납땜된다. 수직으로 인접한 콘택트(135)들의 각 쌍은 화살표(E 또는 F)에 의해 지시된 방향에서 기판형 커넥터(20A 또는 20B)를 수용하는 암형 콘택트를 구성한다. 그러나, 전기접속의 관점에서 2 쌍의 콘택트(135)들은 서로 독립적이다.The contacts 135 of the shape shown in the figure are soldered to the conductive pads 133 on the ceramic substrate 13 both inside and outside the vacuum chamber. Each pair of vertically adjacent contacts 135 constitutes a female contact that receives the board-shaped connector 20A or 20B in the direction indicated by the arrow E or F. However, in terms of electrical connection, the two pairs of contacts 135 are independent of each other.
기판형 커넥터(20A, 20B) 모두는 세라믹 기판(21)과 신호선(22)을 갖고, 여기에서 세라믹 기판(21)은 양면에 형성된 도전성 패턴(213)을 갖는 반면에 신호선(22)들은 팁부에 있는 컨덕터(221)가 도전성 패턴(213)에 납땜된 상태에서 세라믹 기판(21)의 양면에 배치된다. 세라믹 기판(21)의 상부면과 하부면의 도전성 패턴(213)들은 전기적으로 서로 독립적이다.The board-type connectors 20A and 20B both have a ceramic substrate 21 and a signal line 22, where the ceramic substrate 21 has a conductive pattern 213 formed on both sides, while the signal lines 22 have a tip portion. The conductor 221 is disposed on both surfaces of the ceramic substrate 21 in a state where the conductor 221 is soldered to the conductive pattern 213. The conductive patterns 213 on the top and bottom surfaces of the ceramic substrate 21 are electrically independent of each other.
비록 콘택트(135)의 수직 컬럼만이 도 10에 도시되어 있지만, 본 발명에 따르면 10개의 콘택트(135)들은 도 9에서 수평방향(도 10에서 지면에 수직인 방향)으로 배열된다. 따라서, 하나의 기판형 커넥터에서 하나의 세라믹 기판(21)은 도 10의 지면에 수직인 방향에서 상부면과 하부면 각각에 10개의 도전성 패턴(213)을 포함한다. 부가적으로, 10개의 신호선(22)들은 도 10의 지면에 수직인 방향으로 배열된다.Although only the vertical column of contacts 135 is shown in FIG. 10, in accordance with the present invention ten contacts 135 are arranged in the horizontal direction in FIG. 9 (the direction perpendicular to the ground in FIG. 10). Accordingly, one ceramic substrate 21 in one substrate-type connector includes ten conductive patterns 213 on each of the upper and lower surfaces in a direction perpendicular to the ground of FIG. 10. In addition, ten signal lines 22 are arranged in a direction perpendicular to the ground of FIG.
도 9와 도 10에 도시된 제2실시예에 따르면, 진공챔버의 내측와 외측은 세라믹 기판(13)의 비아홀을 충진하고 있는 도전성 재료를 통해서 상호접속되어, 제1실시예의 경우와 마찬가지로 진공챔버를 상당히 기밀상태로 유지하는 것이 가능하다. 이외에, 신호선들은 기판형 커넥터(20A, 20B) 모두의 세라믹 기판(21)의 상부면과 하부면에 분리식으로 장착되고, 신호선들은 제1실시예에서 보다 더 높은 밀도로 배열될 수 있다. 부수적으로, 세라믹 기판(21)을 가이드로서 사용하고 콘택트(135)를 보호하기 위하여 각 쌍의 콘택트(135)를 덮는 하우징이 사용되도록 추가될 수 있다.According to the second embodiment shown in Figs. 9 and 10, the inside and the outside of the vacuum chamber are interconnected through a conductive material filling the via holes of the ceramic substrate 13, and as in the case of the first embodiment, the vacuum chamber is opened. It is possible to keep quite confidential. In addition, the signal lines are separately mounted on the upper and lower surfaces of the ceramic substrate 21 of both the board-type connectors 20A and 20B, and the signal lines can be arranged at a higher density than in the first embodiment. Incidentally, a housing covering each pair of contacts 135 may be used to use the ceramic substrate 21 as a guide and to protect the contacts 135.
또한, 비록 진공챔버는 예시로서 인용되었지만, 본 발명에 따른 챔버는 진공챔버에 한정되지 않고, 격벽에 의해서 분할되고 내부압력이 조정된 다른 챔버일 수 있다. 예를 들어, 내부압력이 대기압에 동일하거나 또는 이보다 높은 수준까지 조정되는 챔버일 수 있다. 또한, 세라믹 기판은 아웃가스가 거의 발생하지 않는 절연성 기판의 예로서 인용될 수 있지만, 아웃가스가 발생하지 않는 다른 형태의 기판이 사용될 수 있다.In addition, although the vacuum chamber is cited as an example, the chamber according to the present invention is not limited to the vacuum chamber, but may be another chamber divided by a partition and whose internal pressure is adjusted. For example, it may be a chamber in which the internal pressure is adjusted to a level equal to or higher than atmospheric pressure. In addition, the ceramic substrate may be cited as an example of an insulating substrate which hardly generates outgas, but other types of substrates that do not generate outgas may be used.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 챔버 내부를 고기밀상태로 유지함과 동시에 고정도의 전기배선이 가능하다.As described above, according to the present invention, while maintaining the inside of the chamber in a high density state, it is possible to perform high-precision electrical wiring.
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