KR20230096485A - 전기접속용 커넥터 - Google Patents

Abstract

검사 장치와 피검사 디바이스를 상하 방향으로 접속시키는 커넥터가 제공된다. 커넥터는, 상하 방향을 따라 형성되는 복수의 도전부와, 복수의 도전부를 수평 방향으로 이격시키는 절연부를 포함한다. 각 도전부에는, 제1 절연 물질과 다수의 도전성 와이어가 혼합되어 있다. 절연부는 제2 절연 물질을 포함한다. 각 도전부에는 제1 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 제1 기공이 형성된다. 다수의 도전성 와이어의 적어도 하나는 제1 기공의 내부에서 인접한 도전성 와이어와 접촉을 한다.

Description

전기접속용 커넥터{CONNECTOR FOR ELECTRICAL CONNECTION}

본 개시는 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시키는 커넥터에 관한 것이다.

피검사 디바이스의 전기적 검사 시에, 커넥터가 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에 배치되어 검사 장치와 피검사 디바이스를 전기적으로 접속시킨다. 커넥터는 검사 장치의 전기적 테스트 신호를 피검사 디바이스에 전달하고, 피검사 디바이스의 전기적 응답 신호를 검사 장치에 전달한다. 이러한 커넥터의 일 예로서 도전성 러버 시트가 당해 분야에서 사용되고 있다.

피검사 디바이스를 통해 상하 방향으로 가해지는 외력에 응해 도전성 러버 시트는 탄성 변형할 수 있다. 도전성 러버 시트는 복수의 도전부와 절연부를 가진다. 절연부는 실리콘 고무로 이루어지며 복수의 도전부를 유지한다. 도전부는 검사 장치와 피검사 디바이스 사이에서 신호 전달을 실행한다. 도전부는 접촉을 통해 상하 방향의 도전로를 만드는 다수의 도전체를 가지며, 접촉된 도전체들은 실리콘 고무에 의해 유지된다. 입자 형상의 도전성 물체 또는 가늘고 긴 도전성 물체가 도전부의 도전체로서 사용될 수 있다. 일 예로, 대한민국 등록특허공보 제10-0797406호는 곡선형의 섬유상 도전체로 이루어진 도전부를 개시한다. 또 하나의 예로, 대한민국 등록특허공보 제10-1378505호는 엉켜진 타래 형태의 탄소나노튜브로 이루어진 도전부를 개시한다.

대한민국 등록특허공보 제10-0797406호 대한민국 등록특허공보 제10-1378505호

위 특허문헌이 개시하는 바와 같은 도전부는, 가늘고 긴 도전성 물체와 이들을 유지하는 실리콘 고무로 이루어진다. 도전부 내에서, 도전성 물체들이 상호 접촉하여 전도성을 가질 수 있다. 그러나, 도전성 물체가 실리콘 고무로 코팅되어 있거나 실리콘 고무가 도전성 물체들 간의 접촉 개소에 위치하는 경우, 도전부의 전도성이 저하될 수 있고, 경우에 따라서는 피검사 디바이스를 검사하기에 충분한 전도성을 제공하지 못할 수도 있다. 이와 같이 실리콘 고무가 도전성 물체들간의 전기적 접촉을 방해하면, 도전부의 저항이 높아지고 도전부는 낮은 전도성을 갖게 된다.

본 개시의 일 실시예는, 도전부가 가늘고 긴 도전성 물체들 간의 접촉에 의해 도전을 실행하고 도전부가 높은 전도성을 갖는 커넥터를 제공한다. 본 개시의 일 실시예는, 고전도성을 가질뿐만 아니라 피검사 디바이스의 검사 시에 가해지는 외력을 흡수할 수 있는 커넥터를 제공한다.

본 개시의 실시예들은, 검사 장치와 피검사 디바이스를 상하 방향으로 접속시키는 커넥터에 관련된다. 일 실시예에 따른 커넥터는, 상하 방향을 따라 형성되는 복수의 도전부와, 복수의 도전부를 수평 방향으로 이격시키는 절연부를 포함한다. 각 도전부에는, 제1 절연 물질과 다수의 도전성 와이어가 혼합되어 있다. 절연부는 제2 절연 물질을 포함한다. 각 도전부에는 제1 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 제1 기공이 형성된다. 다수의 도전성 와이어의 적어도 하나는 제1 기공의 내부에서 인접한 도전성 와이어와 접촉을 한다.

일 실시예에 있어서, 커넥터에 외력이 가해지면, 제1 기공 내부에서 이루어지는 접촉의 개소 또는 면적이 증가한다.

일 실시예에 있어서, 도전성 와이어는 외력에 의해 휘어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 절연부에는 제2 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 다수의 제2 기공이 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 와이어의 적어도 일부는 휘어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 와이어는, 은, 코발트, 니켈, 철, 금, 백금, 로듐 또는 팔라듐으로 이루어질 수 있는 선상체이다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 와이어는, 카본 파이버 또는 탄소나노튜브로 이루어질 수 있는 선상체이다.

일 실시예에 있어서, 다수의 도전성 와이어는, 은, 코발트, 니켈, 철, 금, 백금, 로듐 및 팔라듐 중 적어도 하나와, 카본 파이버 또는 탄소나노튜브의 합금으로 이루어질 수 있는 선상체이다.

일 실시예에 있어서, 제1 절연 물질과 제2 절연 물질은 실리콘 고무 또는 SBS(styrene-butadiene-styrene) 고무를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 제1 절연 물질과 제2 절연 물질은 서로 다른 물질일 수 있다.

본 개시의 일 실시예의 커넥터에 의하면, 다수의 도전성 와이어를 포함하여 구성된 도전부가 고전도성을 갖는다. 일 실시예의 커넥터에서는, 도전부 내에 다수의 제1 기공이 형성되어 있고 도전성 와이어 중 일부는 제1 기공 내부에서 노출되어 있다. 제1 기공 내부에서 도전부를 구성하는 절연 물질의 방해 없이 도전성 와이어들이 접촉하므로, 도전부의 전도성이 향상될 수 있다. 일 실시예의 커넥터에 의하면, 피검사 디바이스를 통해 외력이 가해질 때, 제1 기공이 수축하여 도전부의 팽창을 억제할 수 있고, 제1 기공 내부의 노출된 도전성 와이어들은 제1 기공의 수축과 함께 새로은 접점을 생성하며 접촉할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 커넥터의 도전부는, 외력이 가해질 때 더욱 향상된 전도성을 가질 수 있다. 또한, 본 개시의 제1 기공은 추가적 탄성력을 제공할 수 있다. 따라서, 피검사 디바이스가 복수의 단자를 갖고 복수의 단자 사이에 단차가 있는 경우에도, 커넥터와 단자 간에 안정적인 전기적 접촉이 실현될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 커넥터가 적용되는 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 도시하는 단면 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 커넥터의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도전부의 일부를 확대하여 개략적으로 도시한다.
도 5는 커넥터에 가해지는 외력에 응해 일 실시예에 따른 도전부가 탄성 변형되는 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 기공이 존재하지 않는 비교예에 따른 도전부의 압축 전 상태와 압축 후 상태를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 도전부의 압축 전 상태와 압축 후 상태를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 커넥터를 제조하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 소재에 관통 홀이 형성되는 예를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 관통 홀에 액상 성형 재료가 주입되어 일 실시예에 따른 커넥터가 성형되는 예를 도시한다.
도 11은 또 하나의 실시예에 따른 커넥터의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 또 하나의 실시예에 따른 커넥터를 제조하는 예를 개략적으로 도시한다.

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 아니고, 해당 구성요소들은 그 내부구성이 동일할 수 있고, 다를 수도 있다.

본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시에서 사용되는 "상방"의 방향지시어는 커넥터가 검사 장치에 대해 위치하는 방향에 근거하고, "하방"의 방향지시어는 상방의 반대 방향을 의미한다. 본 개시에서 사용되는 "상하 방향"의 방향지시어는 상방 방향과 하방 방향을 포함하지만, 상방 방향과 하방 방향 중 특정한 하나의 방향을 의미하지는 않는 것으로 이해되어야 한다.

첨부한 도면에 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.

이하에 설명되는 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예들은, 두개의 전자 디바이스의 전기적 접속을 위한 커넥터에 관련된다. 실시예들의 커넥터의 적용예에 있어서, 상기 두개의 전자 디바이스 중 하나는 검사 장치일 수 있고, 상기 두개의 전자 디바이스 중 다른 하나는 검사 장치에 의해 검사되는 피검사 디바이스일 수 있다. 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 있다. 그러나, 실시예들의 커넥터가 적용되는 검사의 예가 전술한 검사에 한정되지는 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 커넥터가 적용되는 예를 도시한다. 도 1은, 실시예의 설명을 위해, 커넥터, 커넥터가 배치되는 전자 디바이스, 커넥터와 접촉되는 전자 디바이스의 예시적 형상을 도시한다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 커넥터(100)는 두개의 전자 디바이스의 사이에 배치된다. 도 1에 도시된 예에서, 두개의 전자 디바이스 중 하나는 검사 장치(10)일 수 있고, 다른 하나는 검사 장치(10)에 의해 검사되는 피검사 디바이스(20)일 수 있다. 피검사 디바이스(20)의 전기적 검사 시에, 커넥터(100)는 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)에 각각 접촉되어 검사 장치(10)와 피검사 디바이스(20)를 상하 방향(VD)으로 서로 전기적으로 접속시킨다.

일 예로서, 커넥터(100)는 시트(sheet) 형상의 구조물로서 테스트 소켓(30)에 결합될 수 있다. 테스트 소켓(30)은 커넥터(100)를 유지하고 지지하는 프레임(31)을 가질 수 있으며, 프레임(31)을 통해 소켓 하우징(40)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 소켓 하우징(40)은 검사 장치(10)에 제거가능하게 장착될 수 있다. 소켓 하우징(40)은 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 반도체 패키지일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 반도체 패키지는, 반도체 IC 칩과 다수의 리드 프레임(lead frame)과 다수의 단자를 수지 재료를 사용하여 육면체 형태로 패키징한 반도체 디바이스이다. 상기 반도체 IC 칩은 메모리 IC 칩 또는 비메모리 IC 칩이 될 수 있다. 상기 단자로서, 핀, 솔더볼(solder ball) 등이 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 피검사 디바이스(20)는 그 하측에 반구형의 다수의 단자(21)를 가진다.

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.

커넥터(100)는 테스트 소켓(30)과 소켓 하우징(40)에 의해 검사 장치(10)의 단자(11)와 접촉되도록 배치될 수 있다. 피검사 디바이스(20)의 단자(21)는 커넥터(100)를 통해 대응하는 검사 장치(10)의 단자(11)와 전기적으로 접속된다. 커넥터(100)가 피검사 디바이스의 단자(21)와 이것에 대응하는 검사 장치의 단자(11)를 상하 방향(VD)으로 전기적으로 접속시킴으로써, 검사 장치(10)에 의해 피검사 디바이스(20)의 검사가 수행된다.

커넥터(100)의 대부분은 절연 물질, 예컨대 절연성과 탄성을 갖는 물질일 수 있다. 이에 따라, 커넥터(100)는 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 갖는다. 외력(P)이 상하 방향(VD)에서의 하방으로 커넥터(100)에 가해지면, 커넥터(100)는 하방 방향과 수평 방향(HD)으로 탄성 변형될 수 있다. 외력(P)은, 푸셔 장치가 피검사 디바이스(20)를 검사 장치(10) 측으로 눌러서 발생될 수 있다. 외력(P)에 의해, 피검사 디바이스의 단자(21)와 커넥터(100)가 상하 방향(VD)으로 접촉될 수 있고, 커넥터(100)와 검사 장치의 단자(11)가 상하 방향(VD)으로 접촉될 수 있다. 외력(P)이 제거되면, 커넥터(100)는 그 원래 형상으로 복원될 수 있다.

도 1을 참조하면, 커넥터(100)는 복수의 도전부(110)와, 절연부(120)를 포함한다. 복수의 도전부(110)는 상하 방향(VD)을 따라 형성되며, 상하 방향(VD)으로 도전 가능하도록 구성된다. 절연부(120)는 복수의 도전부(110)를 수평 방향(HD)으로 이격시키고 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 방향의 도전로가 형성된다. 따라서, 검사 장치의 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)의 상단과 하단은 절연부(120)의 상면 및 하면과 동일 평면을 형성하거나 그보다 약간 돌출할 수 있다.

도전부(110)들의 평면 배열은 피검사 디바이스(20)의 단자(21)의 배열에 따라 다양할 수 있다. 예컨대, 절연부(120)는 커넥터(100)의 사각형의 탄성 영역을 형성할 수 있고, 도전부들(110)은 사각형의 절연부(120) 내에서 하나의 행렬 형태로 또는 한 쌍의 행렬 형태로 배열될 수 있다. 또는, 도전부(110)들은 절연부(120)의 사각형의 각 변을 따라 복수 열로 배열될 수 있다.

커넥터의 실시예들의 설명을 위해 도 2 내지 도 5가 참조된다. 도 2 내지 도 5는 커넥터의 형상, 도전부의 형상, 도전부를 구성하는 요소의 형상, 절연부의 형상을 개략적으로 도시하며, 이들은 실시예의 이해를 위해 선택된 예에 불과하다.

도 2는 일 실시예의 커넥터를 개략적으로 도시하는 단면 사시도이다. 도 3은 일 실시예의 커넥터의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 4는 일 실시예의 도전부의 일부를 확대하여 개략적으로 도시한다. 일 실시예의 커넥터에 관해 도 2 내지 도 4가 참조된다.

커넥터(100)에서, 절연부(120)는 복수의 도전부(110)를 수평 방향(HD1, HD2)으로 등간격 또는 부등간격으로 서로 이격시키고, 복수의 도전부(110)를 서로 절연시킨다. 도전부(110)들은 절연부(120)의 두께 방향(상하 방향(VD))에서 절연부(120)에 위치할 수 있다. 각 도전부(110)가 검사 장치와 피검사 디바이스의 사이에서 상하 방향(VD)에서의 신호 전달을 실행한다. 도전부(110)는 상하 방향(VD)으로 연장하는 원기둥 형상을 취할 수 있으나, 도전부의 형상이 이에 한정되지는 않는다. 도전부(110)의 상단 및 하단의 크기와 중간의 크기는 동일하거나 다를 수 있다.

절연부(120)는 도전부(110)의 형상을 유지하고 도전부(110)를 상하 방향(VD)으로 위치시킨다. 절연부(120)는 하나의 탄성체로서 형성되어 있으며, 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성을 갖는다. 피검사 디바이스의 단자에 의해 도전부(110)가 상하 방향(VD)의 하방으로 눌릴 때, 도전부(110)는 수평 방향(HD)으로 약간 팽창될 수 있고, 절연부(120)는 도전부(110)의 이러한 팽창을 흡수할 수 있다.

도전부(110)에는 제1 절연 물질이 포함될 수 있고, 절연부(120)에는 제2 절연 물질이 포함될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 절연 물질은 절연성과 탄성을 갖는 물질일 수 있다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 절연 물질은 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 절연 물질은 SBS(styrene-butadiene-styrene) 고무를 포함할 수 있다. 그러나, 도전부(110)와 절연부(120)를 구성하는 절연 물질의 예가 전술한 예에 한정되지는 않는다. 또한, 실시예에 따라서는, 상기 제1 절연 물질과 상기 제2 절연 물질로서, 동일한 절연 물질이 채용될 수 있고, 서로 다른 절연 물질이 채용될 수 있다.

제1 또는 제2 절연 물질이 실리콘 고무를 포함하는 경우, 액상의 실리콘 고무로서, 부가형 액상 실리콘 고무, 축합형 액상 실리콘 고무, 비닐기나 히드록시기를 포함하는 액상 실리콘 고무 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 액상 실리콘 고무는, 디메틸실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 포함할 수 있다. 제1 또는 제2 절연 물질이 SBS(styrene-butadiene-styrene) 고무를 포함하는 경우, 액상의 SBS 고무가 도전부 또는 절연부를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

절연부(120)와 도전부(110)의 경계는 명확하지 않을 수도 있고 명확할 수도 있다. 예를 들어, 액상 상태의 절연 물질에 도전성 와이어를 교반하여 혼합 물질을 형성하고 혼합 물질에 자기장을 건 상태에서 액상 상태의 절연 물질을 경화시켜 도전부(110)와 절연부(120)를 동시에 형성할 수도 있다. 이 경우, 도전부(110)와 절연부(120)의 경계는 명확하지 않을 수 있다. 또한, 도전부(110)는, 고체 상태의 절연 물질로 된 절연부(120)에 도전부의 위치마다 관통 홀 형성한 후 액상 상태의 절연 물질과 도전성 와이어를 관통 홀에 주입한 후 경화시켜 형성될 수도 있다. 이 경우, 도전부(110)와 절연부(120)의 경계는 비교적 분명하게 식별될 수 있다.

각 도전부(110)의 일부분은 전술한 제1 절연 물질로 이루어진다. 액상화된 제1 절연 물질이 경화되어, 도전부(110)의 일부분을 형성한다. 따라서, 각 도전부(110)는, 전술한 제1 절연 물질로 이루어지고 탄성과 절연성을 갖는 지지부(111)를 포함한다. 지지부(111)는 도전부(110)의 지지체로서 기능하며, 도전부(110)에 탄성을 부여한다. 따라서, 각 도전부(110)는 지지부(111)의 탄성 변형에 의해 상하 방향(VD)과 수평 방향(HD)으로 탄성 변형 가능하다. 지지부(111)는 도전부(110)의 일단부터 타단까지 연장하며, 도전부(110)의 형상을 한정한다. 예컨대, 지지부(111)는 도전부(110)의 원기둥 형상을 취할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 지지부(111)는 도전부(110)의 도전 요소들을 도전 가능하게 접촉되도록 유지한다.

각 도전부(110)는 신호 전달을 실행하는 다수의 도전성 와이어(112)를 포함한다. 다수의 도전성 와이어(112)들은 각 도전부(110) 내에서 상하 방향(VD)을 따라 불규칙적으로 분포 또는 분산될 수 있다. 이웃한 도전성 와이어(112)가 도전 가능하게 접촉되어, 다수의 도전성 와이어(112)들이 하나의 도전부 내에서 상하 방향에서의 신호 전달을 실행하는 도전로를 형성한다. 도전성 와이어(112)들은 지지부(111) 내에 내포되는 방식으로, 각 도전부(110)에 구비된다. 예컨대, 도전성 와이어(112)들은 지지부(111) 내부에 도전 가능하게 접촉된 채로 산재해 있다. 이와 같이, 다수의 도전성 와이어(112)들이 지지부(111)를 구성하는 전술한 제1 절연 물질과 혼합되어, 각 도전부(110)를 구성한다.

각 도전부(110)에는 다수의 제1 기공(113)이 형성되어 있다. 제1 기공(113)은 각 도전부(110)의 지지부(111) 내에서 다수의 도전성 와이어(112) 중 일부의 도전성 와이어(112)에 걸치도록 존재하여, 일부의 도전성 와이어(112)들의 일 부분을 내포한다. 도전부(110)를 구성하는 전술한 제1 절연 물질이 부분적으로 결핍됨으로써, 도전부(110) 내에 제1 기공(113)이 형성된다. 커넥터(100)의 성형 도중에 제1 기공(113)이 도전부(110) 내에 형성되며, 제1 기공(113)은, 예컨대, 발포제에 의해 생성될 수 있다.

지지부(111) 내에 제1 기공(113)이 존재하여, 제1 기공(113)에는 지지부(111)를 구성하는 물질, 즉 상기 제1 절연 물질이 존재하지 않는다. 도전부(110)가 지지부(111)를 구성하는 제1 절연 물질과 도전성 와이어(112)들이 혼합되어 구성되므로, 제1 기공(113)은 일부의 도전성 와이어(112)들에 걸치도록 도전부(110)내에 존재한다. 따라서, 하나의 도전부(110) 내에서, 다수의 도전성 와이어(112)들 중 일부는 제1 기공(113)의 내부에서 노출된다. 또한, 제1 기공(113) 내부에 노출된 도전성 와이어(112)들 중 적어도 하나는, 제1 기공(113) 내부에서 노출되어 있고 이것에 인접한 다른 도전성 와이어(112)와 접촉을 한다.

도 4는 도전부 내의 제1 기공과 제1 기공과 함께 존재하는 도전성 와이어를 개략적으로 도시한다. 도 4를 참조하면, 다수의 도전성 와이어(112) 중 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들은 제1 기공(113) 내부에 노출되는 노출부(114C, 114S)를 갖는다. 노출부(114C, 114S)는, 하나의 도전성 와이어(112)에서 하나의 단부를 포함하는 부분이 될 수도 있고, 하나의 도전성 와이어(112)에서 양단부를 제외한 중간 부분이 될 수도 있다. 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들은, 그들의 노출부(114C)에서 접촉을 하여, 접촉된 노출부(114C)를 통해 도전 가능하게 접촉된다. 또한, 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들 중 또 다른 일부는, 그들의 노출부(114S)에서 접촉하지 않을 수 있다. 즉, 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들 중 또 다른 일부는, 그들의 노출부(114S)에서 접촉하지 않은 채로, 지지부(111)에 의해 유지될 수도 있다. 이러한 도전성 와이어(112)들 중 또 다른 일부는, 제1 기공(113)의 외측에서 다른 도전성 와이어와 접촉을 할 수 있다.

도 4는 커넥터에 상하 방향으로 외력이 가해지지 않는 자유 상태의 예를 도시한다. 커넥터의 자유 상태에서, 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들은, 그 중 일부가 제1 기공(113)의 내부에서 서로 접촉을 행하고 있고, 그중 또 하나의 일부는 제1 기공(113)의 내부에서 접촉을 행함이 없이 서로 분리되어 있다. 제1 기공(113) 내부에 노출되고 노출부(114C)들에 의해 접촉을 유지한 채로 배치되는 도전성 와이어(112)들은 제1 절연 물질(즉, 지지부(111))이 일으키는 격리나 차단 없이 접촉을 행한다. 이는, 도전부(110)가 형성될 때, 제1 기공(113)이 지지부(111)와 함께 형성되고, 제1 기공(113)으로 인해 배제되는 지지부(111)를 구성하는 제1 절연 물질이 도전성 와이어(112)들의 접촉을 방해하지 않기 때문이다. 따라서, 일 실시예의 커넥터는, 커넥터의 자유 상태에서 제1 기공(113)의 영향으로 인해 더욱 향상된 전도성을 갖는다.

커넥터(100)는 상하 방향(VD)의 외력(예컨대, 도 1에 도시하는 외력(P))에 의해 탄성 변형될 수 있다. 피검사 디바이스의 검사 시에 피검사 디바이스를 통해 커넥터(100)에 상하 방향(VD)으로 외력이 가해지면, 도전부(110)는 상하 방향(VD)으로 수축될 수 있다. 또한, 도전부(110) 내부의 제1 기공(113)들은, 커넥터에 가해지는 외력에 응해, 적어도 상하 방향(VD)으로 수축되거나 찌부러질 수 있다. 수축되는 제1 기공(113)들은 커넥터(100)에 가해지는 외력을 흡수할 수 있다. 이러한 제1 기공(113)들의 변형에 의해, 도전부(110)의 수평 방향(HD)의 팽창이 억제될 수 있고, 도전부(110)에 탄성력의 제공이 가능하게 된다.

도 5는 커넥터에 가해지는 외력에 응해 도전부가 탄성 변형되는 예를 개략적으로 도시한다. 도 5를 참조하면, 상하 방향(VD)의 외력에 응해, 제1 기공(113)은 상하 방향(VD)으로 수축되며, 제1 기공(113)의 내부 공간의 체적이 감소한다. 제1 기공(113)의 수축 및 체적 감소에 따라, 제1 기공의 수축 전에 서로 분리된 노출부(114S)들 간의 간격이 축소되면서 분리된 노출부(114S)들이 접촉을 행한다. 이에 따라, 제1 기공의 수축 전 상태와 비교하여, 제1 기공(113) 내부에서 이루어지는 노출부들 간의 접촉의 개소 또는 접촉의 면적이 증가한다.

즉, 제1 기공(113)의 수축에 따라, 제1 기공(113) 내부에서 노출된 도전성 와이어(112)들의 노출부(114S)들이 새로운 접점을 생성한다. 제1 기공의 수축 전의 경우와 비교하여, 노출부(114C, 114S)들은 수축 전의 접점의 개수보다 많은 수의 접점에 의해 접촉된다. 또한, 접점 개소의 증가(접점 수의 증가)와 함께, 노출부(114C, 114S)들의 접촉 형태는 점접촉으로부터 면접촉의 형태로 바뀌어서, 노출부(114C, 114S)들의 접촉 면적이 증가한다. 제1 기공(113)의 내부에는 지지부(111)를 구성하는 제1 절연 물질이 존재하지 않는다. 따라서, 제1 기공(113)의 내부에 노출된 도전성 와이어(112)들은 제1 절연 물질의 방해 없이 직접적으로 접촉한다. 이에 따라, 제1 기공(113)의 수축 전에 존재하는 접점들과 함께 새로이 생성된 접점들에서의 저항은 매우 낮다. 그러므로, 상기 외력으로 인한 제1 기공(113)의 수축으로 인해, 피검사 디바이스의 검사 시에 도전부(110)의 전도성이 향상된다.

또한, 커넥터에 상하 방향(VD)으로 외력이 가해짐에 따라, 제1 기공(113)의 내부에 노출된 도전성 와이어(112)들은 휘어질 수 있다. 즉, 제1 기공(113)의 내부에 노출된 노출부(114C, 114S)들은, 제1 기공(113)의 수축에 따라 휘어지도록 변형하면서, 서로 접촉될 수 있다. 제1 기공(113)과 함께 존재하는 도전성 와이어(112)들은, 제1 기공(113)의 벽면을 통해 지지부(111)에 박힌 형태를 취할 수 있다. 따라서, 제1 기공(113)의 벽면에 인접한 도전성 와이어(112)의 일부가 고정단으로 기능할 수 있다. 그러므로, 커넥터에 외력이 가해지면, 제1 기공(113) 내부에 노출된 노출부(114C, 114S)들은, 상기 고정단을 지지점으로 하여 만곡되면서, 더욱 많은 수의 접점 및 접촉 면적을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 커넥터의 향상된 전기 전도성에 관해 도 6과 도 7을 참조한다. 도 6은 기공이 존재하지 않는 비교예에 따른 도전부의 압축 전 상태와 압축 후 상태를 도시한다. 도 7은 일 실시예에 따른 도전부의 압축 전 상태와 압축 후 상태를 도시한다.

도 7의 좌측을 참조하면, 일 실시예에 따른 도전부(110)에는 제1 기공(113)이 형성되어 있고, 제1 기공(113)의 내부에서 도전성 와이어(112)들이 노출되어 있다. 제1 기공(113) 내부에서 노출부(114)들 중 일부의 노출부(114)는 지지부(111)를 이루는 제1 절연 물질의 방해 없이 접촉을 한다. 도 7의 우측을 참조하면, 상하 방향의 외력에 의해 도전부(110)가 압축함에 따라, 제1 기공(113)은 수축하고 그 내부 공간의 체적이 감소한다. 이에 따라, 노출부(114)들이 서로 접촉하여 새로운 접점 및 증가된 접촉 면적을 생성한다. 따라서, 도전부(110)의 압축에 수반하여, 도전부(110)의 전도성이 더욱 향상된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도전성 와이어(112)들은 그 적어도 일부가 휘어진 상태로 도전부(110) 내에 존재한다. 휘어지거나 구부러진 도전성 와이어(112)들은, 외력에 의해 도전부(110)가 압축될 때, 외력에 응해 용이하게 구부러질 수도 있다. 도전부(110) 내에서의 도전성 와이어(112)의 형상은 도 3 및 도 4에 도시된 형상 이외의 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 와이어(112)는 C자형, S자형, 파형의 C자형, 또는 파형의 S자형을 취하면서, 제1 절연 물질과 혼합되어 도전부(110) 내에 배치될 수 있다.

도전성 와이어(112)는 가늘고 긴 선 모양의 물체, 즉 선상체(線狀體)일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도전성 와이어(112)의 선상체는, 은, 코발트, 니켈, 철, 금, 백금, 로듐, 팔라듐과 같은 금속 재료로 이루어질 수 있으나, 도전성 와이어를 이루는 금속 재료가 이에 한정되지는 않으며, 기타 전도성이 우수한 금속 재료가 도전성 와이어의 선상체로 채용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 금속 재료로 이루어진 선상체는 그 표면에, 산화 방지, 내구성 향상 또는 전도성 향상을 위해 금속 재료로 이루어진 도금층을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도전성 와이어의 선상체는 카본 파이버 또는 탄소나노튜브로 이루어질 수 있다. 카본 파이버 또는 탄소나노튜브의 성질에 의해, 도전부는 더욱 향상된 탄성과 전도성을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도전성 와이어의 선상체는 전술한 금속 재료들 중 적어도 하나와 카본 파이버 또는 탄소나노튜브의 합금으로 이루어질 수 있다.

일 예로서, 도전성 와이어(112)들은 수십 nm 내지 수 ㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다. 도전성 와이어(112)의 두께는, 도전성 와이어의 구부러짐을 실현하고 도전성 와이어의 파단을 방지하도록 설정될 수 있다. 일 예로서, 도전성 와이어(112)들은 수백 nm 내지 수 mm의 범위의 길이를 가질 수 있다. 도전성 와이어(112)의 길이는, 도전부의 전도성을 고려하여 설정될 수 있다. 예컨대, 충분한 수준의 구부러짐을 실현할 수 있는, 두께가 약 50nm이고, 길이가 약 1㎛이며 약 20의 종횡비(aspect ratio)를 갖는 도전성 와이어가 도전부에 사용될 수 있다.

일 예로서, 제1 기공(113)들은 1㎛ 내지 200㎛의 범위의 평균 직경을 가질 수 있고, 제1 기공(113) 간의 평균 거리는 1㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 이러한 기공들의 평균 직경과 평균 거리는 단지 예시적이며, 기공을 발생하기 위한 발포제의 유형에 따라 기공들의 평균 직경과 평균 거리가 달라질 수 있다. 기공들의 평균 직경과 평균 거리는, 도전성 와이어의 두께 및 길이와 도전부의 전도성을 고려하여 설정될 수 있다.

도 8 내지 도 10은 도 2 및 도 3에 도시하는 일 실시예의 커넥터를 제조하는 예를 개략적으로 도시한다.

도 8을 참조하면, 성형 금형(211)의 성형 공동(212)에 제1 액상 성형 재료(231)를 주입하고 제1 액상 성형 재료(231)를 경화시킨다. 제1 액상 성형 재료(231)는, 전술한 제2 절연 물질이 액상화된 재료이다. 제1 액상 성형 재료(231)의 경화 후, 성형 금형(211)으로부터 소재(221)가 얻어진다. 소재(221)는 일 실시예의 커넥터의 형상에 대응할 수 있는 형상을 가지며, 전술한 제2 절연 물질로 이루어져 있다. 즉, 일 실시예의 커넥터의 도전부를 제외한 절연부만으로 소재(221)가 이루어져 있다.

도 9를 참조하면, 커넥터의 도전부들의 위치에 대응하는 위치마다 소재(221)에 상하 방향(VD)으로 관통 홀(222)이 형성된다. 일 예로, 소재(221)에 상하 방향(VD)으로 레이저를 조사하여, 관통 홀(222)이 형성될 수 있다. 소재(221)에서 관통 홀(222)을 제외한 부분이, 커넥터의 절연부(120)로 될 수 있다.

도 10을 참조하면, 관통 홀(222)에 제2 액상 성형 재료(232)가 주입되어 관통 홀(222)이 채워진다. 제2 액상 성형 재료(232)는 혼합 물질이다. 제2 액상 성형 재료(232)는, 전술한 제1 절연 물질이 액상화된 재료와, 전술한 도전성 와이어와, 전술한 제1 기공을 발생시키기 위한 발포제를 포함한다. 제2 액상 성형 재료(232)의 제1 절연 물질은 소재(221)를 성형하는 제2 절연 물질과 동일한 물질 또는 상이한 물질일 수 있다. 제2 액상 성형 재료(232)의 혼합 물질에는, 다수의 도전성 와이어(112)가 액상의 제2 절연 물질 내에 분산되어 있다.

제2 액상 성형 재료(232) 내의 발포제에 의해 도전부 내에 전술한 제1 기공이 형성된다. 발포제는 가스를 발생시킬 수 있다. 발생된 가스가 액상의 제2 절연 물질을 밀어내어, 즉 액상의 제2 절연 물질을 부분적으로 결핍시킴으로써, 다수의 도전성 와이어 중 일부에 걸치는 제1 기공을 형성한다. 상기 가스는 이산화탄소(CO2)일 수 있다. 이 경우, 발포제로서, 탄산기를 갖는 탄산칼슘 또는 중탄산나트륨이 사용될 수 있다. 액상의 제1 절연 물질의 100중량%에 대해 0.1중량% 내지 20중량%의 발포제가 제2 액상 성형 재료(232)에 첨가될 수 있다. 또한, 발포제와 함께 액상 또는 분말상 산성제가 제2 액상 성형 재료(232)에 추가될 수 있다. 전술한 발포제의 예 및 비율은 단지 예시적이다. 도전부의 단위 부피당 소망하는 수준의 부피분율로 제1 기공이 도전부에 형성되도록, 발포제와 그 첨가 비율이 선택될 수 있다.

관통 홀(222)에 주입된 제2 액상 성형 재료(232) 내에 발포제에 의해 기공이 형성되고 제2 액상 성형 재료(232)가 경화되면, 도 2 및 도 3에 도시하는 커넥터가 제조될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 성형된 커넥터(100)에서는, 도전부(110) 내에 제1 절연 물질과 다수의 도전성 와이어(112)가 혼합되어 있으며, 다수의 도전성 와이어(112) 중 일부에 걸치도록 제1 기공(113)이 도전부(110) 내에 형성된다.

도 11은 본 개시의 또 하나의 실시예에 따른 커넥터를 도시한다. 도 11을 참조하면, 커넥터(100)의 절연부(120A)에는 제2 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 다수의 제2 기공(121)이 형성되어 있다. 피검사 디바이스의 검사 시에 피검사 디바이스를 통해 전달되는 외력에 의해 커넥터(100)가 변형될 때, 제2 기공(121)은 수축되고 그 내부 공간이 감소될 수 있다.

절연부(120A)가 제2 기공(121)을 내포하므로, 절연부(120A)의 제2 기공(121)이 절연부(120A)에 가해지는 외력을 흡수할 수 있을뿐만 아니라, 절연부(120A)의 수평 방향(HD)에서의 팽창을 억제할 수 있다. 또한, 상기 외력에 의해 도전부(110)가 수평 방향(HD)으로 팽창하는 경우, 제2 기공(121)을 가진 절연부(120A)는 이러한 팽창을 원활하게 흡수할 수 있다. 따라서, 제2 기공(121)의 수축에 의해, 커넥터(100)의 수평 방향(HD)에서의 팽창이 억제되고 도전부(110)들의 수평 방향(HD)에서의 이동이 억제될 수 있어, 도전부와 피검사 디바이스의 단자 간의 안정적이고 신뢰성 높은 접촉을 실현할 수 있다.

도 11에 도시하는 커넥터(100)의 성형 시에, 제1 기공(113)과 제2 기공(121)은 별개의 공정을 통해 형성된다. 따라서, 제1 기공(113)과 제2 기공(121)은 다른 크기와 다른 수축도를 가질 수 있다. 이에 따라, 절연부(120A)가 도전부(110)의 팽창을 더욱 원활하게 흡수하도록, 커넥터(100)는 도전부(110)의 탄성 변형 정도와는 다른 절연부(120A)의 탄성 변형 정도를 가질 수 있다.

도 12는 도 11에 도시하는 커넥터를 제조하는 예를 개략적으로 도시한다.

도 12를 참조하면, 성형 금형(211)의 성형 공동(212)에 제3 액상 성형 재료(233)를 주입하고 제3 액상 성형 재료(233)를 경화시킨다. 제3 액상 성형 재료(233)는, 전술한 제2 절연 물질이 액상화된 재료와, 전술한 제2 기공을 발생시키기 위한 발포제의 혼합물질이다. 제3 액상 성형 재료(233)의 발포제는 전술한 제2 액상 성형 재료(232)의 발포제와 동일하거나 다를 수 있다. 제3 액상 성형 재료(233)가 경화되면서, 발포제에 의해 제2 기공이 발생된다.

제3 액상 성형 재료(233)의 경화 후, 성형 금형(211)으로부터 소재(223)가 얻어진다. 소재(223)에는 전술한 다수의 제2 기공(121)이 형성되어 있다. 소재(223)는 일 실시예의 커넥터의 형상에 대응할 수 있는 형상을 가지며 전술한 제2 절연 물질로 이루어져 있다. 즉, 도 11에 도시하는 커넥터의 도전부를 제외한 절연부만으로 소재(223)가 이루어져 있다. 소재(223)가 성형된 후, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명된 방식과 동일 방식으로, 관통 홀의 형성과 제2 액상 성형 재료의 주입 및 경화가 행해진다. 이에 따라, 도전부에 제1 기공이 형성되고 절연부에 제2 기공이 형성된, 도 11에 도시하는 커넥터가 제조될 수 있다.

이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

10: 검사 장치, 20: 피검사 디바이스, 100: 커넥터, 110: 도전부, 112: 도전성 와이어, 113: 제1 기공, 120: 절연부, 120A: 절연부, 121: 제2 기공, VD: 상하 방향, HD: 수평 방향

Claims (10)

1. 검사 장치와 피검사 디바이스를 상하 방향으로 접속시키는 커넥터이며,
   상기 상하 방향을 따라 형성되되, 제1 절연 물질과 다수의 도전성 와이어가 혼합되어 있는 복수의 도전부와,
   상기 복수의 도전부를 수평 방향으로 이격시키되, 제2 절연 물질을 포함하는 절연부를 포함하고,
   상기 복수의 도전부에는 상기 제1 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 제1 기공이 형성되며,
   상기 다수의 도전성 와이어의 적어도 하나는 상기 제1 기공의 내부에서 인접한 도전성 와이어와 접촉을 하는,
   커넥터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커넥터에 외력이 가해지면, 상기 제1 기공 내부에서 이루어지는 상기 접촉의 개소 또는 면적이 증가하는,
   커넥터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 와이어는 외력에 의해 휘어질 수 있는,
   커넥터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 절연부에는 상기 제2 절연 물질이 결핍되어 이루어지는 다수의 제2 기공이 형성된,
   커넥터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 도전성 와이어의 적어도 일부는 휘어진,
   커넥터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 도전성 와이어는, 은, 코발트, 니켈, 철, 금, 백금, 로듐 또는 팔라듐으로 이루어진 선상체인,
   커넥터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 도전성 와이어는, 카본 파이버 또는 탄소나노튜브로 이루어진 선상체인,
   커넥터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 도전성 와이어는, 은, 코발트, 니켈, 철, 금, 백금, 로듐 및 팔라듐 중 적어도 하나와, 카본 파이버 또는 탄소나노튜브의 합금으로 이루어진 선상체인,
   커넥터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 절연 물질과 제2 절연 물질은 실리콘 고무 또는 SBS(styrene-butadiene-styrene) 고무를 포함하는,
   커넥터.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연 물질과 상기 제2 절연 물질은 서로 다른 물질인,
    커넥터.

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