建立于可移动至其它表面的芯棒上的电铸弹簧制造技术

与在随后会被蚀刻去的牺牲层上形成接触结构不同的是，弹性弹簧接触结构通过镀金属以在可再使用的芯棒上形成接触结构来制造。在一个实施例中，芯棒包括插入通过衬底中的镀金属通孔的形式或模子区域。然后实施镀金属，以在芯棒的模子区域上产生弹性接触件并将弹簧接触件附连至衬底。在第二实施例中，芯棒包括首先镀金属以形成弹性接触结构然后将其附连至衬底的区域而无需插入通过衬底的形式。在第二实施例中的附连可以在用来形成弹簧接触件的镀金属过程中实现，或者通过在从芯棒释放弹簧接触件之前或之后使用导电粘合剂或软焊来实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种弹性电接触元件或弹簧接触件，用于形成电气部件之间的压力接触。本专利技术尤其涉及一种用于形成弹簧接触件的结构和一种形成弹簧接触件并将接触件附连至衬底的方法，以用于在晶片上探测集成电路(IC)，或者作为晶片级包装的接触件、插座接触件、或其它弹性接触结构的实施例。
技术介绍
可以多种方式制造弹性接触元件或弹簧接触件。在Khandros专利技术的名称为“Method of Manufacturing Electrical Contact，Using a Sacrificial Member”的美国专利第5476211号及其对应分案专利美国专利第5852871号和美国专利第6049976号中公开了一种类型的用于探测晶片上的IC的弹簧接触件。这些专利公开了通过将柔性细长活性区元件(例如金属“茎”或“骨架”)安装至电气部件的端子然后用一个或多个材料“壳”覆盖柔性活性区元件以确保弹性从而制造弹性互连元件的方法。用于活性区元件的示例性材料包括金。用于弹性覆盖的示例性材料包括镍及其合金。最终的弹簧接触件用于在两个或多个电气部件之间形成压力连接，包括在晶片上的探针板和IC之间形成压力连接。在Eldridge、Grube、Khandros和Mathieu专利技术的名称为“Method of PlanarizingTips of Probe Elements of a Probe Card Assembly”的美国专利第5974662号中公开了将弹簧接触件连接至衬底以形成探针板或其它结构。该专利公开了一种探针板组件，其包括安装的弹性弹簧接触元件以形成“区间变换器(space transformer)”。区间变换器是多层互连衬底，其具有设置在一个表面上端子之间的第一节距或间距处的端子，且具有设置在相反表面上的第二节距处的对应端子。区间变换器通过常规路线提供于衬底层中，用来实现从第一节距到第二节距的“节距扩展”。在使用中，细长弹簧接触元件的自由端(末端)与正被探测或测试的电气部件上的对应端子形成压力连接。在Eldridge、Grube、Khandros和Mathieu专利技术的名称为“Microelectronic SpringContact Element and Electronic Component Having A Plurality Of Spring ContactElements”的美国专利第6482013号中公开了一种更新类型的弹簧接触元件，其结合于此作为参照。该专利描述了光刻而不是机械技术来制造弹性接触元件。如同机械地形成的接触元件一样，用光刻技术形成的弹簧接触元件包括诸如镍及其合金之类的弹性材料。为了用光刻技术制造具有弹性接触件的探针板或者其它衬底，在一个实施例中，弹簧接触件形成在牺牲衬底的表面上，这是通过一系列步骤形成的，包括镀或沉积材料、涂敷光刻胶、用光刻技术来掩模、以及蚀刻。然后，具有弹簧接触件的牺牲衬底转移或安装在区间变换器的端子上。然后去除牺牲衬底。除了在探针板中的区间变换器上提供弹性弹簧接触件之外，弹性弹簧接触件还可使用在探针板的插入件上，从而可与多个区间变换器衬底柔性地互连。插入件包括提供于衬底两侧上的弹性接触件。此外，如名称为“Interposer，socket and assembly for socketing an electroniccomponent and method of making and using same”的美国专利第6669489号所述，弹性接触件可锚定至多个其它电气部件上的焊点或端子。弹性接触件用来电气附连至焊点或端子且在一端固定，同时保持电气接触且吸收施加至自由端的压力。弹性接触件可施加于其上的电气部件被描述成包括上述的区间变换器和插入衬底，半导体晶片和小片；突出互连的插座；测试插座；牺牲件、元件和衬底，包括陶瓷和塑料包装的半导体包装，芯片座；以及连接器。当应用至硅片时，弹性接触件是尤其有利的，因为它们无需半导体包装。仍然需要提供制造适用于细距电气连接的互连元件的新方法，尤其是可重复、稳定和便宜的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，描述了弹性接触结构，与形成在随后会被蚀刻去的牺牲层上且必需重新制造的接触结构不同的是，该弹性接触结构可通过镀金属以在可再使用的芯棒上形成接触结构来制造。在第一实施例中，用于产生弹性接触结构的芯棒包括插入通过衬底中的镀金属通孔的形式。该形式具有给弹性接触件提供模子的表面，且模子的周围区域由隔离材料制成，以防止金属在镀金属过程中附连。为了制造弹性接触件，将芯棒插入通过衬底中的孔，使用电镀或无电镀工艺来实施镀金属，从而在芯棒的模子区域上以及衬底的表面上产生弹性接触结构，以将弹性接触件附连至衬底。然后释放芯棒，以留下附连的接触结构。在第二实施例中，用于产生弹性接触件的芯棒包括用于形成弹性接触结构的模塑区域，但与第一实施例不同的是，芯棒构造成形成和附连弹簧接触结构而无需插入通过衬底。在第二实施例中的弹性接触结构可以通过用芯棒接触衬底表面并实施镀金属以形成芯棒的接触结构、以及将接触结构附连至衬底表面的焊点来被附连。在第二实施例的芯棒上产生的弹性接触件可同样地形成在芯棒上，然后通过诸如软焊、焊接或使用导电粘合材料来附连至衬底上的结构。在第二实施例中的弹性接触件还可形成在芯棒上并被释放，然后通过诸如软焊或使用导电粘合剂来附连至衬底。在附连之后，第一实施例或第二实施例中的弹性接触件都从模子中释放，且芯棒可再使用。对于第一和第二实施例而言，多个芯棒可附连在一起形成阵列，从而镀金属可用来同时形成多个弹性接触件。对于这种阵列，弹性接触件可以成组的方式附连至衬底上的导电区域，然后芯棒可再使用。对于用来形成弹簧接触件的芯棒上的模子而言，可提供多种形状。在一个实施例中，模塑区域简单地是斜面。在另一实施例中，模塑区域形成锥形螺旋。在又一实施例中，在斜面中产生凹陷，以在最终产生的弹簧中形成突起来提供接触末端。至少两种类型的材料可用于芯棒。在一个实施例中，芯棒由陶瓷或聚合物制成，且模塑表面被金属化以提供镀上弹性接触件的区域。在另一实施例中，芯棒由金属制成，且通过可选择地使表面钝化或通过使表面覆盖有类似氧化铝的隔离材料来提供隔离物。附图说明借助附图来说明本专利技术的进一步细节，在这些附图中图1A-1F是示出通过在插入通过衬底中的镀金属通孔的芯棒上镀金属来形成弹性接触元件的第一实施例的制造步骤的剖视图；图2A-2D示出芯棒末端的另外实施例，以形成多种成形的弹性接触结构；图3是示出具有倾斜末端的芯棒的立体图，该芯棒由在电铸区域中具有金属涂层的陶瓷材料形成、或者由在不需要镀材料之处具有隔离材料涂层的金属结构形成； 图4是具有倾斜末端的芯棒的立体图，且末端只有一部分被涂敷以用于镀上弹簧接触件；图5是示出具有锥形螺旋末端的芯棒的立体图；图6是根据图7A-7D所示步骤形成的弹性接触结构的立体图；以及图7A-7D是示出通过在芯棒上镀金属和附连接触元件而不将芯棒插入通过衬底来形成弹性接触元件的第二实施例的制造步骤的剖视图；图8A-8F是示出在芯棒上镀弹性接触元件然后附连的另一第二实施例的步骤的立体图；图9A-9B示出第二实施例，且芯棒由图8A-8F中的芯棒修改来形成弹性接触元件中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括准备芯棒以用于后续形成和机械释放弹簧元件的方法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BN埃尔德里奇，GL马蒂厄，
申请(专利权)人：佛姆法克特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]