螺旋端子及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种用于与电子设备或者检验设备的电极获得电气连接性的微型螺旋端子。所述螺旋端子包括一个柱状螺旋弹簧和一个在所述螺旋弹簧螺旋的中心向外突出的突出部分。所述突出部分具有一个用于与所述电极相接触的接触表面，并且所述接触表面的形状为球面的一部分或者回转抛物面的一部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种螺旋端子，用来通过将所述螺旋端子压到具有IC或LSI等的电子设备的电极上来实现与该电极的电气连接性。本专利技术还涉及配备了这种螺旋端子的检验设备和电子设备。
技术介绍
检验插座用来通过将接触钮压到IC或LSI构成的电子设备的电极上，来通过该接触钮从电子设备的电极中提取电信号，以便检查所述电子设备的电气连接性。一种用于封装的连接器用于维持与电子设备的电气连接性的目的，使得接触钮压到所述电子设备的接合电极(land electrode)上，从而通过所述接触钮维持与所述电子设备的电气连接性。所述用于封装的检验插座和连接器都设置有多个与所要连接的电子设备电极的数量相一致的接触钮，并且对要在所述用于封装的检验插座和连接器中设置的接触钮，要求与在所述电子设备中设置的电极的高密度相对应的高密度。所述已知的多种接触钮中的一种是，例如，一种用于球状栅格阵列(BGA)的接触钮。所述接触钮在接触球形电极之前具有平面的螺旋形状，并且，作为与所述球形电极接触的结果，所述接触钮的螺旋形状将根据所述球形电极的形状发生改变(见日本专利申请公开No.2002-175859)。在所述专利中，说明了这种接触钮能够适合电极的高密度，遵循所述球形电极形状地确保电气连接性，并且高度可靠。一种已知的用于检验的螺旋端子是，例如，具有一个螺旋弹簧的圆锥形端子，所述螺旋弹簧的突出部分从外围到中心逐渐增大(见日本专利申请公开No.2001-235486)。所述专利声明，当布置在所述圆锥形端子尖端处的圆锥形探针部分被压到一个所要检查的物体的板状电极(plate electrode)上时，根据弹簧的附加力，将所述圆锥形探针部分可靠地连接到所述物体的接合电极上。这些螺旋端子可以通过不同的方法来制造，例如，一种卷起板件的机械加工方法；一种将电镀方法与光刻方法相结合的方法，所述光刻方法使用波长大约为200纳米的紫外线；一种使用激光、蚀刻或者冲压的方法；以及类似的方法。然而，如果尝试通过机械加工，如卷起板件，来制造一个螺旋端子，那么在所述螺旋端子的小型化上存在限制；并且在大量生产中难以精确地制造具有良好的可再现性的精密端子。对于使用紫外线的光刻技术，或者使用激光、蚀刻或冲压的方法，只能够获得厚度大约为20μm或者更小的螺旋端子，并且因此具有小的纵横比。由于所述纵横比较小，如果尝试通过增加行程(弹簧的下垂量)来获得一种具有高连接可靠性的螺旋端子，那么所述弹簧将变细，并且所述螺旋端子不能够获得一个等于或者大于0.5A的大电流的电气连接性。同样，由于所述小的纵横比，所述端子的螺旋的数量变少，并且，如果尝试扩大所述行程，那么所述接触载荷将减小；而如果尝试增加所述接触载荷，那么所述行程将减小。因此，只能获得低连接可靠性的螺旋端子。当所要连接的物体的电极为板状的时候，所述接触钮必须具有一个凸出的结构，以便获得确定的连接可靠性。然而，如果在成形螺旋弹簧之后，尝试将所述接触钮加工为具有一个凸出的结构，那么就需要一个特殊的处理过程，这样导致生产率的降低以及生产成本的增加。此外，微型螺旋弹簧的凸出结构的成形并不容易，并由此产品的产量减少。此外，在具有类似带有尖头的圆锥的形状的连接钮的尖端被压到一个所要连接的物体的接合电极上的情况下，那么电极容易损坏，这是因为所述电极是用一种软材料，例如金或焊料做成的。这样，如果电极在检验时期被损坏，那么在随后的安装步骤中废品率将增加，并且所述连接的可靠性降低。另一方面，所述连接钮的尖端将会变形，并且，如果所述连接钮被反复使用很长时间，那么就不能够获得一个稳定的电气连接。如果所述圆锥的尖头结构通过机械加工形成，所述机械加工是唯一的实际上可以利用的加工方法，那么所述加工成本将变高，这是因为所述机械加工是一件一件完成的。如果所述圆锥的尖头结构通过机械加工形成，那么所述产品的变动量将达数十微米，这样导致所述接头在高度上的变动，从而导致与所述电极接触的时候，在所述行程和所述接触载荷上的变动，并且所述连接可靠性相应降低。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术得以完成，并且本专利技术的一个目的是提供一种低成本的、高可靠性的用于检验设备或者用于安装在电子设备中的螺旋端子。根据本专利技术的一种螺旋端子是一种微型端子，用来与电子设备或者检验设备的电极实现电气连接性。所述螺旋端子具有一个柱状的螺旋弹簧以及一个突出部分，所述突出部分在所述螺旋弹簧螺旋的中心向外突出。所述突出部分具有一个要与电极连接的接触表面，并且所述接触表面的形状是一个球面的一部分或者是一个回转抛物面的一部分。所述柱状螺旋弹簧可以构造成其外围部分具有一个空心环状结构。所述螺旋弹簧可以由镍或者镍合金做成，并且可以具有由贵重金属或者贵重金属的合金构成的涂层。根据本专利技术的一种制造方法是一种制造这种具有螺旋弹簧结构的圆柱形螺旋端子的方法，并且所述方法典型地包括如下步骤在一个抗蚀剂结构中通过电铸方法形成一个由金属材料组成的层以形成柱状螺旋弹簧；通过光刻技术在所述螺旋弹簧上形成一个抗蚀剂结构；以及通过电铸方法在所述抗蚀剂结构中形成一个由金属材料组成的层，从而形成一个向外突出的突出部分。根据本专利技术的另一种制造方法可以包括以下步骤通过金属模具形成一个抗蚀剂结构；通过电铸方法在所述抗蚀剂结构中形成一个由金属材料组成的层，从而形成一个圆柱形螺旋弹簧；在所述螺旋弹簧上通过光刻技术形成一个抗蚀剂结构；以及在所述抗蚀剂结构中通过电铸方法形成一个由金属材料组成的层，从而形成一个向外突出的突出部分。根据本专利技术的检验设备可以具有一个配备有这种螺旋端子的插座，并且可以用于岸面栅格阵列(land grid array)布置的半导体的检查。另一方面，根据本专利技术的电子设备可以具有一个配备有这种螺旋端子的连接器，并且可以被连接到接合电极上。根据本专利技术的螺旋端子显示出高的连接可靠性，这是因为它不会给所要连接的物体的电极带来损坏，并且具有高的纵横比。采用根据本专利技术的制造方法，能够精确地制造一个具有良好的可再现性的微型接触钮，并且成本低廉。附图说明图1(a)是根据本专利技术的一个螺旋端子的透视图，图1(b)是根据本专利技术的所述螺旋端子沿着穿过其中心的一个纵向平面截取的剖视图；图2(a)是显示根据本专利技术的一个螺旋端子的剖视图，其中一个垂直于纵向的横截面是环形的。图2(b)是显示根据本专利技术的一个具有两个分支(arm)的螺旋端子的剖视图；图3(a)-3(d)示意性地显示了根据本专利技术的制造检验插座的过程；图4(a)-4(j)示意性地显示了根据本专利技术的制造螺旋端子的过程；图5(a)-5(l)显示了根据本专利技术的另外一种制造螺旋端子的过程；图6(a)-6(d)显示了根据本专利技术的螺旋端子的各种改进的横截面。具体实施例方式在下文中，将参考附图，详细说明根据本专利技术的螺旋端子的多个实施例。在对所述附图的说明中，相同的元件将用相同的附图标记来表示，并且将省略累赘的说明。(螺旋端子)图1显示了根据本专利技术的螺旋端子的一个典型的实例。图1(a)是根据本专利技术的一个螺旋端子的透视图，图1(b)是根据本专利技术的所述螺旋端子的剖视图，显示了一个沿着穿过其中心的一个纵向平面截取的横截面。如图1(a)和1(b)所示，根据本专利技术的螺旋端子具有一个柱状螺旋弹簧1u以及一个突出部分1t，所述突出部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与电子设备或检验设备的电极获得电气连接性的微型螺旋端子，所述螺旋端子包括一个柱状螺旋弹簧和一个在所述螺旋弹簧的螺旋的中心向外突出的突出部分，所述突出部分具有一个要与所述电极相接触的接触表面，所述接触表面的形状 为球面的一部分或者回转抛物面的一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：羽贺刚，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]