WO2016068541A1

WO2016068541A1 - 관통홀이 형성된 다공성 절연시트를 갖는 전기적 접속체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: WO2016068541A1
Application number: PCT/KR2015/011128
Authority: WO
Inventors: 정영배
Original assignee: 주식회사 아이에스시
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-05-06
Also published as: TWI595719B; TW201630284A; KR101606284B1

Abstract

본 발명은 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 전기적 접속체는, 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 지지시트와, 상기 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 탄성시트를 포함함으로써, 전기적 접속체의 고전류 특성과 내구성 등을 향상시킨다.

Description

관통홀이 형성된 다공성 절연시트를 갖는 전기적 접속체 및 그 제조 방법

본 발명은 전기 소자의 검사 등에 이용될 수 있는 전기적 접속체(electrical connection device)에 관한 것으로서, 특히 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 접속하여 연결하는 전기적 접속체와 그 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 등의 전기적 특성 검사를 위해 피검사 디바이스와 검사 장치를 접속하는 테스트용 소켓이 많이 사용되고 있다. 이러한 테스트용 소켓은 피검사 디바이스의 접속단자와 검사 장치의 패드를 서로 연결시켜 전기적인 신호가 양방향으로 흐를 수 있도록 하는 것이다.

테스트용 소켓의 내부에 사용되는 접촉 수단으로서는 탄성 도전시트 또는 포고 핀(pogo pin)이 이용될 수 있으며, 탄성 도전시트를 사용한 전기적 접속체의 일 례를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 전기적 접속체(100)는 검사 장치(200)의 위에 탑재되는 것으로서, 도전패드(130)가 형성된 지지시트(110)와, 상기 지지시트(110)의 하측에 배치되는 탄성시트(120)로 이루어지며, 프레임(220) 및 가이드 핀(230)에 의해 검사 장치(200)에 정렬 및 고정된다.

탄성시트(120)는 두께 방향으로는 전기적인 흐름이 가능하게 하고 두께 방향과 수직인 면 방향으로는 전기적인 흐름이 불가능하게 하는 것으로서, 탄성 압축되어 피검사 디바이스(300)의 접속단자(310)로부터 가해지는 충격력을 흡수할 수 있도록 설계된다. 탄성시트(120)는 피검사 디바이스(300)의 접속단자(310)와 검사 장치(200)의 패드(210) 사이에 배치되는 도전부(121)와, 상기 도전부(121)를 절연 및 지지하는 절연부(122)로 이루어진다. 절연부(122)는 실리콘 고무와 같은 탄성 물질로 이루어지고, 도전부(121)는 탄성 물질 내에 다수의 도전성 입자가 함유된 형태로 이루어진다. 한편, 지지시트(110)는 탄성시트(120)의 상면에 부착되어 도전패드(130)를 지지한다. 이러한 지지시트(110)는 절연성을 가지는 폴리이미드와 같은 소재로 이루어진다.

최근에는 탄성시트(120)에 더욱 견고하게 고정되도록 하기 위하여 메쉬(mesh) 또는 부직포 등의 다공성 절연시트(140)를 사용하는 경우가 있다. 이 경우, 다공성 절연시트(140)는 도 2에 나타낸 바와 같이 도전패드(130)에 일체로 결합되거나, 도 3에 나타낸 바와 같이 탄성시트(120)의 내부에 삽입되는 구조로 이루어진다.

일례로서, 한국등록특허 제10-1151880호(특허문헌 1)에 의하면, 다공성의 그물망 형태로 이루어지는 메쉬 시트와 메쉬 시트에 일체적으로 연결되는 전극에 대해 개시하고 있으며, 한국등록특허 제10-1204941호(특허문헌 2)에 의하면, 도전패드가 다공성 절연시트의 공극을 채우면서 시트부재의 상면과 하면으로부터 돌출되어 시트부재에 일체로 결합된 구조를 개시하고 있다.

그러나 다공성 절연시트를 이용한 종래의 테스트용 소켓의 경우, 내구성이나제작 용이성 등에서 장점이 있으나, 미세 피치나 고전류 특성을 갖도록 하는 데에있어서 다공성 절연시트의 활용도는 거의 없다.

본 발명은 상기한 종래의 다공성 절연시트를 이용한 테스트 소켓용 전기적 접속체의 성능을 개선하기 위한 것으로서, 관통홀이 형성된 다공성 절연시트를 이용하여, 전기적 접속체의 전기적 특성과 내구성 등을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전기적 접속체의 제조방법은, 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체의 제조 방법으로서,

다공성 절연시트에 상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀을 형성하여 지지시트를 형성하는 단계;

상기 지지시트를 금형 내부에 삽입하여 배치하는 단계;

상기 금형 내부에 도전성 입자가 함유되어 있는 액상의 탄성 물질을 충전하는 단계;

상기 금형에 자장을 가하여 상기 도전성 입자가 상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 일렬로 배치되도록 하는 단계; 및

상기 도전성 입자가 일렬로 배치된 액상의 탄성 물질을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전기적 접속체는, 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체로서,

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 지지시트; 및

상기 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 탄성시트를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 전기적 접속체는, 피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체로서,

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제1 지지시트;

상기 제1 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제1 탄성시트;

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제2 지지시트; 및

상기 제2 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제2 탄성시트를 포함하고; 상기 제1 지지시트의 관통홀과 상기 제2 지지시트의 관통홀이 일렬로 배치되도록, 상기 제1 지지시트 위에 상기 제2 탄성시트가 부착되어 배치되어 있다.

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제2 지지시트;

상기 제2 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제2 탄성시트; 및

탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제3 탄성시트를 포함하여 이루어지고,

상기 제1 지지시트의 관통홀, 상기 제2 지지시트의 관통홀 및 제3 탄성시트의 도전부가 일렬로 배치되도록, 상기 제1 지지시트 위에 상기 제2탄성시트가 부착되어 배치되고, 제2 지지시트 위에 제3 탄성시트가 부착되어 배치된다.

상기한 본 발명에 따른 전기적 접속체들의 제2 탄성시트의 도전부는, 상기 제1 탄성시트의 도전부보다 고밀도로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 따른 테스트 소켓용 전기적 접속체와 그 제조 방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 관통홀이 형성된 다공성 절연시트를 이용하여 전기적 접속체를 제작함으로써, 관통홀이 도전성 입자를 정렬시키는 역할을 하게 되고 관통홀 사이로 도전성 입자가 응집되어, 고밀도의 도전 패드를 형성할 수 있다. 따라서 전기적 접속체가 고전류의 우수한 특성을 나타낼 수 있다.

다음으로, 다공성 절연시트로 지지시트를 형성함으로써 시트와 탄성물질의 결합력이 강화되어, 피검사 디바이스의 접속단자 사이의 간격이 좁은 경우에도 전기적 접속체의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 다수의 다공성 절연시트를 적층하고, 탄성시트의 도전성 입자의 밀도를 위치에 따라 고밀도화함으로써, 전기적 접속체가 우수한 고전류의 특성을 나타낼 수 있다.

도 1은 종래의 테스트 소켓용 전기적 접속체를 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2는 다공성 절연시트를 사용하는 종래의 테스트 소켓용 전기적 접속체의 일례를 나타내는 단면도.

도 3은 다공성 절연시트를 사용하는 종래의 테스트 소켓용 전기적 접속체의 다른 일례를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관통홀이 형성된 다공성 절연시트를 나타내는 평면도.

도 5 내지 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 접속체가 금형 내에서 제조되는 과정을 나타내는 단면도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 접속체를 나타내는 단면도.

도 9는 본 발명의 변형예에 따른 전기적 접속체를 나타내는 단면도.

도 10은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 전기적 접속체를 나타내는 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 테스트 소켓용 전기적 접속체의 제조 방법을 도 4 내지 6에 나타내었다.

먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 다공성 절연시트에 피검사 디바이스(300)의 접속단자(310)와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀(411)을 형성하여 지지시트(410)를 형성한다. 이러한 관통홀(411)은 레이저 또는 기계적인 가공에 의하여 형성할 수 있다.

다공성 절연시트는 다공성의 그물망 형태로 이루어지는 것으로서, 절연성을 가지면서 유기섬유 또는 다공성 실리콘 필름으로 형성된 것이 바람직하며, 이러한 유기섬유로는 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 등의 불소 수지 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아릴레이트 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 도 5에 나타낸 바와 같이 내부 공간이 비어있는 금형(500) 내에 상기 지지시트(410)를 삽입하여 배치시킨다. 금형(500)의 상부 및 하부에는 피검사 디바이스(300)의 접속단자(310)와 대응되는 위치마다 강자성체층(510)이 형성되어 있으며, 지지시트(410)의 관통홀(411)은 강자성체층(510)과 대응되는 위치에 배치된다.

다음으로, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 금형(500) 내에 도전성 입자(423)가 함유되어 있는 액상의 탄성 물질(424)을 충전한다. 탄성 물질로는 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질이 바람직하다. 예를 들어, 액상 실리콘 고무, 고경도의 우레탄 수지, 에폭시계 수지 및 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 강자성체층(510)을 통해 금형(500)의 두께 방향으로 자장(magnetic field)을 가하여, 도 7에 나타낸 바와 같이, 도전성 입자(423)가 두께 방향으로 배열되도록 한다. 즉, 자장에 의하여 도전성 입자(423)가 강자성체층(510)과 대응되는 위치로 모여들어 일렬로 배치되게 한다. 이때, 도 4에 나타낸 지지시트(410)의 관통홀(411)이 도전성 입자(423)를 정렬(align)시키는 역할을 하게 되어, 관통홀(411) 사이로 도전성 입자(423)가 고밀도로 응집될 수 있다.

다음으로, 가열 등의 방법으로 액상의 탄성 물질을 경화시켜, 관통홀(411)이 형성된 지지시트(410)가 포함된 전기적 접속체를 제조할 수 있다.

도 8에 상기한 본 발명의 실시예에 따라 제조된 테스트 소켓용 전기적 접속체를 나타내었다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 접속체는 관통홀(411)이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 지지시트(410)와, 상기 지지시트(410)의 하측에 배치되고 탄성물질로 이루어진 탄성시트(420)를 포함한다. 지지시트(410)의 관통홀(411)은 피검사 디바이스(300)의 접속단자(310)에 대응하는 위치에 형성된다.

탄성시트(420)는 상기 관통홀(411)에 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성되는 도전부(421)와, 상기 도전부(421)에 인접하게 형성되어 도전부(421)를 절연 및 지지하는 절연부(422)로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 전기적 접속체(400)는 다공성 절연시트를 이용함으로써 도전부(421) 사이가 미세한 경우에도 충분한 내구성을 유지할 수 있으며, 관통홀(411) 사이에 도전성 입자가 응집되어 고밀도의 도전성 패드를 형성할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전기적 접속체를 이용하여, 변형된 형태의 전기적 접속체를 제조할 수 있다.

먼저, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예에 따라 제조된 2개의 전기적 접속체(400)를 접착하여, 2개의 지지시트(410a, 410b)와 2개의 탄성시트(420a, 430b)를 갖는 구조로 형성할 수 있다. 이때, 제1 탄성시트(420a)의 도전부(421a)와 제2 탄성시트(420b)의 도전부(421b)와의 도전성 입자의 함량을 서로 다르게 형성할 수 있다. 즉, 제2 탄성시트(420b)의 도전부(421b)를 제1 탄성시트(420a)의 도전부(421a)보다 고밀도로 형성함으로써, 도전성이 강화되어 전기적 접속력이 증가된다.이 경우, 제2 탄성시트(420b)의 도전부(421b)에 충전되는 도전성 입자를, 제1 탄성시트(420a)의 도전부(421a)에 충전되는 도전성 입자보다 직경이 작은 것으로 함으로써, 제2 탄성시트(420b)의 도전부(421b)를 고밀도로 형성할 수도 있다. 즉, 제2 탄성시트(420b)의 도전부(421b)의 공극을 줄임으로써 고밀도로 형성할 수도 있다.

또 다른 형태로서, 도 9에 나타낸 2개 전기적 접속체 위에, 다공성 절연시트로 된 지지시트를 포함하지 않는 탄성시트(420c)를 추가로 부착한 형태로 형성할 수도 있다. 이를 도 10에 나타내었다. 도 10에 나타낸 전기적 접속체는, 다공성 절연시트(410a, 410b)에 의해 구분되는 3개의 층으로 이루어진 도전부(421a, 421b, 421c)를 포함하고 있으며, 도전부 421b가 도전부 421a 및 421c보다 고밀도로 형성된다.

이상 설명한 본 발명에 따른 전기적 접속체 및 그 제조 방법은 반도체 소자 등의 검사를 위한 테스트용 소켓에 가장 적합하게 적용될 수 있으나, 테스트용 소켓으로 한정되는 것은 아니며, 소자 또는 장치 사이에서 전기적 연결을 필요로 하는 여러 기술 분야에 적용될 수 있다.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예 및 변형예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다.

따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체를 제조하기 위한 방법으로서,

다공성 절연시트에 상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀을 형성하여 지지시트를 형성하는 단계;

상기 지지시트를 금형 내부에 삽입하여 배치하는 단계;

상기 금형 내부에 도전성 입자가 함유되어 있는 액상의 탄성 물질을 충전하는 단계;

상기 금형에 자장을 가하여 상기 도전성 입자가 상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 일렬로 배치되도록 하는 단계; 및

상기 도전성 입자가 일렬로 배치된 액상의 탄성 물질을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속체의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 지지시트를 형성하는 단계에서는, 레이저를 이용하여 다공성 절연시트에 관통홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속체의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 다공성 절연시트는 절연성의 유기섬유 또는 다공성 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 전기적 접속체의 제조 방법.
피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체로서,

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 지지시트; 및

상기 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 탄성시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체로서,

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제1 지지시트;

상기 제1 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제1 탄성시트;

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제2 지지시트; 및

상기 제2 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제2 탄성시트를 포함하고,

상기 제1 지지시트의 관통홀과 제2 지지시트의 관통홀이 일렬로 배치되도록, 상기 제1 지지시트 위에 상기 제2 탄성시트가 부착되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
피검사 디바이스와 검사 장치를 전기적으로 연결하는 전기적 접속체로서,

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제1 지지시트;

상기 제1 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제1 탄성시트;

상기 피검사 디바이스의 접속단자와 대응되는 위치마다 다수의 관통홀이 형성된 다공성 절연시트로 이루어진 제2 지지시트;

상기 제2 지지시트의 하측에 탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제2 탄성시트; 및

탄성물질로서 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 위치에 도전성 입자가 응집되어 형성된 도전부와, 상기 도전부에 인접하게 형성되어 상기 도전부를 절연 및 지지하는 절연부로 이루어진 제3 탄성시트를 포함하여 이루어지고,

상기 제1 지지시트의 관통홀, 제2 지지시트의 관통홀 및 상기 제3 탄성시트의 도전부가 일렬로 배치되도록, 상기 제1 지지시트 위에 상기 제2 탄성시트가 부착되어 배치되고, 제2 지지시트 위에 제3 탄성시트가 부착되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다공성 절연시트는 절연성의 유기섬유 또는 다공성 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,

상기 제2 탄성시트의 도전부는 상기 제1 탄성시트의 도전부보다 고밀도로 형성된 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,

상기 제2 탄성시트의 도전부를 형성하는 도전성 입자는 상기 제1 탄성시트의 도전부를 형성하는 도전성 입자보다 직경이 작은 것을 특징으로 하는 전기적 접속체.
청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 전기적 접속체를 포함하는 테스트 소켓.