尖锐的、取向的接触尖端结构制造技术

描述了用于在电子元件的端子之间进行压力连接的改进的互连元件和尖端结构的装置和方法。本发明专利技术的尖端结构具有一在该尖端结构的上表面上取向的尖锐刀刃，当尖端结构横向于电子元件的端子偏移时，刀刃的长度方向基本上平行于尖端结构的水平运动方向。以这种方式，尖锐的、基本上平行取向的刀刃可完全削破端子表面上的一层或多层不导电层，并在互连元件和电子元件之间提供可靠的电接触。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
尖锐的、取向的接触尖端结构专利技术背景专利
本专利技术总的涉及电气互连(接触)元件领域，尤其是适用于在电子元件之间进行压力连接的互连元件和尖端结构。相关技术的描述通常，电子元件之间的互连可以分为“相对永久的”和“易于拆开的”两大类。相对永久连接的一个例子是焊接连接。一旦两电子元件相互焊接，必须使用拆焊加工才能分开这两元件。例如在一半导体小片(die)和一半导体组件的内引线(或引线框触头的内端)之间的导线接头是相对永久连接的另一个例子。易于拆开连接的一个例子是被另一个电子元件的弹性插座部分所接受的一电子元件的刚性插销。插座部分在插销上施加一个充分大的接触力(压力)以保证它们之间的可靠的电连接。易于拆开连接的另一种型式是自身为弹性的或安装在一弹性介质内和/或上的互连元件(在此也称为弹簧、弹性件、弹性触头或弹性接触件)。这种弹性接触元件的一个例子是探测卡的一根针。这些弹性接触元件通常用来在它们所安装的一元件和另一元件(例如试验中的一半导体装置)的端子之间实施暂时的压力连接。尖端结构通常安装(或固定或连接)于一互连元件的一端。尖端结构对互连元件提供所需的尖端形状，特别是能提供与可产生可重复高压的受控几何形状接触的一个小区域。当互连元件本身变得越来越小时，尖端结构越来越成为关键问题。一尖端结构在它的表面上也可以具有拓扑学的特征以有助于在两个电气构件之间提供电接触。例如，尖端结构的目的通常是划破试验中的电气元件的端子上的不导电层(通常是腐蚀、氧化产品或污染薄膜的其它型式)。当施加一接触力时，互连元件对试验中的电子元件上的端子施加-->一压力，并使尖端结构横向于该端子偏移。尖端结构的横向于相应端子表面的小的水平移动使尖端结构划破该端子上的不导电层，从而在两电子元件之间建立良好的电接触。例如，安装于互连元件12的尖端结构10(示出在图1A和1B中)有一刀刃14，该刀刃可刮去不导电层，以便实现电接触。存在许多与实现上述电接触有关的问题，首先，随着端子接触面积也变得较小，尖端结构10的水平移动就会成为问题。第二，当尖端结构10被迫横向于端子偏移时(见图1B)，它也被迫向下并离开该端子，使得触点结构10横向于端子偏移时使尖端结构10的刀刃14转动离开该端子。刀刃14偏移离开试验中的电子元件的端子降低了实现与电子元件的端子形成可靠电接触的可能性。并且，当尖端结构横向于端子的不导电层刮削企图穿透不导电层并建立良好的电接触时，沿尖端结构10的刀刃14和上表面经常有许多散逸的微粒并集聚起来。这种集聚可以在尖端结构和端子之间形成高接触阻力，这样就可能由于在尖端结构两端产生电压而在装置试验期间造成不准确的电压电平。这种不准确的电压电平可能导致设备工作失误，当在设备试验环境中利用这种接触时会造成低的试验输出。因此，希望有这样的互连元件和尖端结构，它们在尖端结构横向于端子的表面偏移时，使沿着尖端结构的刀刃的微颗集聚最小，并使尖端结构和试验中的电子元件的端子之间的接触压力最大。专利技术概述将描述提供改进的互连元件和尖端结构以便在电子元件的端子之间实施压力连接的一种装置和方法。本专利技术的尖端结构具有一在尖端结构的上表面上的取向的、尖锐的刀刃，当尖端结构横向于电子元件的端子偏移时，刀刃的长度方向基本平行于尖端结构的水平运动方向。以这方式，尖锐的基本平行取向的刀刃可完全削破端子表面上的一个或多个不导电层，并在互连元件和电气构件的端子之间提供可靠的电连接。附图的说明图1A是现有技术中已知的一互连元件和尖端结构的侧视图。-->图1B是现有技术中已知的一互连元件和尖端结构在偏移时的侧视图。图2A是本专利技术的一互连元件和尖端结构的侧视图。图2B是本专利技术的尖端结构的一实施例的立体图。图2C是本专利技术的互连元件和尖端结构偏移时的侧视图。图2D是本专利技术另一实施例的侧视图，它示出了一在一端具有一基本平行取向的刀刃的互连元件。图3A是一细长的互连元件的剖视图。图3B是一细长的互连元件的剖视图。图3C是一细长的互连元件的剖视图。图4A是本专利技术的一普通实施例的立体图，示出了将要结合的预制接触尖端结构和互连元件。图4B是钎焊连接到图4A所示互连元件的图4A所示接触尖端结构的侧剖视图。图4C是在去除牺牲基片之后，钎焊连接到图1A所示互连元件的图4A所示接触尖端结构的侧剖视图。图5A-5C是按照本专利技术的一实施例的、为了互连元件、在一牺牲基片上制造悬臂尖端结构的多加工步骤的剖视图。图5D是按照本专利技术在一牺牲基片上形成一悬臂尖端结构的一个实施例的立体图。图5E是按照本专利技术在一牺牲基片上形成一悬臂尖端结构的第二实施例的立体图。图5F是安装在一电子元件表面的一突起互连元件上的、图5E所示悬臂尖端结构的侧视图。图5G是安装在一电子元件表面上的一突起互连元件上的、图5E所示悬臂尖端结构的正视图。图5H是安装在图5D所示的一突起互连元件上的悬臂尖端结构的剖视图。图5I是按照本专利技术另一实施例的、制造悬臂的尖端结构的另一实施例的侧向剖示图。-->图5J是图5I所示实施例的正剖视图。图5K是按照本专利技术另一实施例的、图5I和5J所示的、安装在一电子元件上的悬臂尖端结构的侧向剖示图。图6A是具有一带棱锥边缘的刀刃的本专利技术尖端结构的立体图。图6B是带钻石形边缘的本专利技术尖端结构的立体图。图7A是具有两刀刃的本专利技术尖端结构的俯视图。图7B是具有用一桥接部分连接的两刀刃的本专利技术尖端结构的剖视图。图7C是具有两并列刀刃的本专利技术尖端结构的剖视图。图8A是具有一带一主刀刃和一后刀刃的刀刃的本专利技术尖端结构的立体图。图8B是图8A的尖端结构的剖视图。图9A是固定于Cobra型探头的本专利技术尖端结构和基本平行取向的刀刃的剖视图。图9B是在一端具有一基本平行取向的刀刃的Cobra型探头的剖示图。图10是具有一有支座刀刃的本专利技术尖端结构的立体图。本专利技术的详细描述下面将叙述提供适合于在电子元件的端子之间进行压力连接的、改进的互连元件和尖端结构的装置和方法。在以下叙述中，为了充分理解本专利技术，例如对材料类型、尺寸、加工步骤等进行了非常详细的说明。但是，对于本领域的熟练人员显而易见的是，可以不用这些具体细节来实施本专利技术。另方面，为了避免不必要地模糊本专利技术，没有特别详细地说明已公知的部分和加工技术。并且，虽然就利用可在探测卡和试验中的一电子元件的端子之间提供电连接的一探测卡元件的针讨论了本专利技术，但是本专利技术并不限制于用于探测卡，可以用来在其它环境中的其它电气构件之间提供电连接。专利技术概况如以上所讨论的，为实现两电子元件之间的良好是接触，现有技术的互连元件和尖端结构存在许多问题。本专利技术是这样来解决这一问题的，即提供-->一尖端结构的一互连元件，在尖端结构的上表面上具有带一尖锐的、定向的刀刃，以致当尖端结构横向于试验中的电子元件的端子偏移时，刀刃的长度基本平行(在平行线的约±15°的范围之内)于尖端结构的水平运动的方向。利用本专利技术，可在电子元件之间建立可靠的电接触。一旦尖端结构接触电子元件的端子，互连元件迫使尖端结构横向于端子的表面偏移，以致尖端结构的刀刃削破(穿透)该端子的表面上的不导电层(多层)。电子元件可以是一集成电路、一互连板、一半导体晶片或一印刷线路板。图2A是本专利技术的一侧视图，示出了一在一端连接于一基板26的弹性接触元件24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一电气装置，它包括： 在一互连元件的一端上的至少一个刀刃，所述刀刃具有一给定长度，并在所述互连元件上取向为使所述长度方向基本平行于所述刀刃相对一电子元件的水平运动的方向延伸。

【技术特征摘要】
US 1998-11-10 09/189,7611．一电气装置，它包括：在一互连元件的一端上的至少一个刀刃，所述刀刃具有一给定长度，并在所述互连元件上取向为使所述长度方向基本平行于所述刀刃相对一电子元件的水平运动的方向延伸。2．如权利要求1所述的电气装置，其特征在于，当所述刀刃与电气端子进行电接触时，产生所述刀刃的水平运动。3．如权利要求2所述的电气装置，其特征在于，所述刀刃具有一截头棱锥形截面结构。4．如权利要求2所述的电气装置，其特征在于，所述刀刃沿所述刀刃的所述长度方向具有一尖锐边缘。5．如权利要求4所述的电气装置，其特征在于，所述刀刃的截面结构为，在所述刀刃的所述长度方向的第一端带有一前边缘，在所述刀刃的所述长度的第二端带有一后边缘。6．如权利要求5所述的电气装置，其特征在于，所述前和后边缘是直线的。7．如权利要求5所述的电气装置，其特征在于，所述前和后边缘是棱锥形的。8．如权利要求5所述的电气装置，其特征在于，所述前和后边缘具有两条边，使所述刀刃具有六边形形状。9．一种尖端结构，它包括：一具有一上表面和一下表面的底座；以及在所述底座的所述上表面的至少一个刀刃，所述刀刃具有一给定长度，所述长度方向基本平行于所述底座的水平运动方向延伸。10．如权利要求9所述的尖端结构，其特征在于，当所述尖端结构与一电气端子进行电接触时产生所述底座的水平运动。11．如权利要求9所述的尖端结构，其特征在于，还包括一连接于所述底座的所述下表面的弹性接触元件。12．如权利要求9所述的尖端结构，其特征在于，所述刀刃具有一沿所述-->刀刃的所述长度方向的尖锐边缘。13．如权利要求12所述的尖端结构，其特征在于，所述刀刃具有一在所述刀刃前端的主边缘和在所述刀刃后端的后边缘。14．如权利要求12所述的尖端结构，其特征在于，在所述底座的所述上表面上有第一和第二刀刃。15．如权利要求14所述的尖端结构，其特征在于，所述第一和第二刀刃由一桥接部分连接。16．如权利要求14所述的尖端结构，其特征在于，所述第一和第二刀刃处于并列位置。17．如权利要求12所述的尖端结构，其特征在于，所述刀刃具有一种三角形截面结构，其在所述刀刃的所述长度方向的第一端带有一前边缘，在所述刀刃的所述长度方向的第二端带有一后边缘。18．如权利要求17所述的尖端结构，其特征在于，所述前和后边缘是直线形的。19．如权利要求17所述的尖端结构，其特征在于，所述前和后边缘是棱锥形的。20．如权利要求17所述的尖端结构，其特征在于，所述前和后边缘有两条边，使所述刀刃具有六边形形状。21．一种尖端结构，它包括：一具有一上表面和一下表面的底座；以及在所述底座的所述上表面上的至少一个刀刃，所述刀刃具有一给定长度，并取向为使所述长度方向在平行于所述底座的水平运动轴线的大约±45°范围内延伸。22．如权利要求21所述的尖端结构，其特征在于，所述刀刃具有一沿所述刀刃的所述长度方向的尖锐边缘。23．如权利要求22所述的尖端结构，其特征在于，在所述底座的所述上表面上具有第一和一第二刀刃。24．如权利要求23所述的尖端结构，其特征在于，所述第一和第二刀刃由一桥接部分连接。-->25．如权利要求23所述的尖端结构，其特征在于，所述第一和第二刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：BN埃尔德里奇，GW格鲁伯，IY哈恩德罗斯，A马森，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]