專利名稱：金屬化彈性探針結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)連接，更具體而言涉及用于電學(xué)連接兩個(gè)以上表面的改 進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
，通常包括多個(gè)接觸的焊盤格柵陣列(LGA) —般被用做電子裝置的元件 之間的插入機(jī)構(gòu)(interposer)。例如，LGA可存在于芯片模塊上的金屬焊盤 的二維陣列與也稱為印刷電路板(PCB)的印刷布線板(PWB)上的相應(yīng)金 屬焊盤之間，其中該LGA的接觸將電學(xué)信號從芯片模塊傳導(dǎo)到PWB。當(dāng)采用LGA時(shí)，恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性是一個(gè)重要的考量。亦即，電學(xué)信號必 須以高完整性通過LGA傳導(dǎo)，且能夠容納相當(dāng)大的安培數(shù)。在許多應(yīng)用中， 這提出了巨大的挑戰(zhàn)。例如，大多數(shù)芯片模塊和PWB不是完美平面的，其 尺寸趨于為針對具體應(yīng)用而特別的。尺寸從一個(gè)LGA到另 一個(gè)LGA也會變 化。這些尺寸變化使得形成跨過傳統(tǒng)LGA所有接觸的恰當(dāng)電學(xué)連接是困難 的，即使縱然是可能的話。因此存在對于電學(xué)連接表面特別是非平面表面的技術(shù)的需求，該技術(shù)不 遭遇常規(guī)電學(xué)連接方法所出現(xiàn)的 一個(gè)或多個(gè)問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過在示范性實(shí)施例中提供用于電子裝置的增強(qiáng)探針結(jié)構(gòu)，由此 滿足上述需求。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，該探針結(jié)構(gòu)包括具有橫貫其平面的一 個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的電學(xué)絕緣載體。各個(gè)接觸結(jié)構(gòu)包括一種彈性體材料，其 具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過載體平面的導(dǎo)電層。該探針結(jié)構(gòu)包括 用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其他接觸結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，通過在該導(dǎo)電層至少一部分上形成連續(xù)地伸展 穿過載體平面的絕緣層，以及在該絕緣層至少一部分上形成連續(xù)地伸展穿過 載體平面的第二導(dǎo)電層(例如，金屬層)，提供了一種同軸探針結(jié)構(gòu)。該第 二導(dǎo)電層可以連接到公共信號接地。依據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，形成用于電子裝置的探針結(jié)構(gòu)的方法包括步 驟在電學(xué)絕緣載體上形成一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)接觸^構(gòu) 橫貫載體平面，該一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的每一個(gè)包括彈性體材料，該彈性體材料具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過載體平面的導(dǎo)電層；以及形成用 于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其他接觸結(jié)構(gòu)。形成該一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的步驟優(yōu)選地包括步驟在載體上沉積彈性 體材料；以及金屬化該彈性體材料，從而形成穿過載體平面并沿該彈性體材 料表面連續(xù)地伸展的導(dǎo)電層。依據(jù)本發(fā)明又一個(gè)方面，晶片探針互連裝置包括具有橫貫其平面的一個(gè) 或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的電學(xué)絕緣載體。各個(gè)接觸結(jié)構(gòu)包括彈性體材料，該彈性體 材料具有沿其至少 一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過載體平面的導(dǎo)電層。該晶片探針 互連裝置還包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)。由結(jié)合附圖閱讀的對本發(fā)明示范性實(shí)施例的下述詳細(xì)描述，本發(fā)明的這 些和其他特征與優(yōu)點(diǎn)變得顯而易見。


圖1為描繪根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例形成的示范性電學(xué)接觸陣列的自頂 向下^L圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1所示電學(xué)接觸陣列的剖面視圖。 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1所示電學(xué)接觸陣列的另一個(gè)剖面視圖。 圖4為描繪根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例形成的示范性電學(xué)接觸陣列的自頂 向下碎見圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖4所示電學(xué)接觸陣列的剖面視圖。 圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖4所示電學(xué)接觸陣列的另一個(gè)剖面視圖。 圖7為描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成的具有細(xì)長開口的示范性載體的自頂 向下浮見圖。圖8為描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成的在具有細(xì)長開口的載體上形成的示 范性彈性體凸塊陣列的自頂向下視圖。圖9為描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成的在具有細(xì)長開口的載體上形成的示 范性電學(xué)接觸陣列的自頂向下視圖。圖IO為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖9所示的電學(xué)接觸陣列的剖面視圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖9所示的電學(xué)接觸陣列的另一個(gè)剖面視圖。圖12為描繪沖艮據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例形成的在具有細(xì)長開口的載體上 形成的示范性電學(xué)接觸陣列的自頂向下視圖。圖13為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖12所示電學(xué)接觸陣列沿線1238截 取的剖面視圖。圖14為示出4艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖12所示電學(xué)接觸陣列沿線1240截 取的剖面視圖。方法的圖示。圖16為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成電學(xué)接觸所用的示范性模具的圖示。圖17為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成電學(xué)接觸所用的模具的底半部的側(cè) 面圖和自頂向下視圖的圖示。圖18為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成電學(xué)接觸所用的模具的頂半部的側(cè) 面圖和自頂向下視圖的圖示。圖19為示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例在載體上制作電學(xué)接觸的示范性 方法的圖示。圖20為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在其上沉積有介電涂層的圖13的示范 性結(jié)構(gòu)的剖面視圖。圖21為示出沖艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在介電涂層上沉積有導(dǎo)電材料的圖20 的示范性結(jié)構(gòu)的剖面視圖。圖22為示出才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包括導(dǎo)電圖案的圖21的示范性結(jié)構(gòu)的自頂向下視圖的圖示。圖23為描癥會才艮據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例，圖22所示導(dǎo)電圖案的兩種示范 性形狀的自頂向下視圖的圖示。圖24為描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，介電涂層的特定部分被選擇性從其除 去的圖21的示范性結(jié)構(gòu)的剖面視圖。圖25為描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，具有在其上形成的探針尖端(probetip) 的圖24的示范性結(jié)構(gòu)的剖面^L圖。圖26為描繪才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，具有在其上形成的焊盤的圖24的示范 性結(jié)構(gòu)的剖面視圖。圖27為描繪根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例，使用本發(fā)明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的示范性 應(yīng)用的圖示。
具體實(shí)施方式
所有下述公開結(jié)合于此作為參考美國專利申請No. 09/254,769， 1999 年3月11日提交，其為1997年9月12日提交的國際專利申請No. PCT/US97/16264的美國國家階段，其主張1996年9月13日提交的美國臨 時(shí)專利申請No. 60/026,088的優(yōu)先權(quán)；美國專利申請No. 09/254,768， 1999 年3月11日提交，其于2003年3月4日公布為美國專利No. 6,528,984，其 為1997年9月12提交的國際專利申請No. PCT/US97/16265的美國國家階 段，其主張1996年9月13日提交的美國臨時(shí)專利申請No. 60/026,088的優(yōu) 先權(quán)；美國專利申請No. 09/254,798, 1999年3月11日提交，其于2002年 9月17公布為美國專利No. 6,452,406,其為1997年9月12日提交的國際專 利申請No. PCT/US97/13698的美國國家階段，其主張1996年9月13日提 交的美國臨時(shí)專利申請No. 60/026,050的優(yōu)先權(quán)；美國專利申請No. 08/756,831， 1996年11月20日提交，其為1995年4月20提交，現(xiàn)在放棄 的美國專利申請No. 08/425,639的連續(xù)申請；美國專利No. 5,821,763;美國 專利No. 6,062,879;美國專利No. 6,295,729;美國專利No. 6,329,827;美國 專利No. 6,286,208;美國專利No. 6，054，651;美國專利No. 6,104,201;以及 美國專利No. 5,531,022。在此將在示范性電學(xué)接觸的上下文中描述本發(fā)明。然而應(yīng)該理解，本發(fā) 明不限于這些或任何其他具體電學(xué)接觸結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明更廣泛地適用于提供兩個(gè)或多個(gè)表面之間增強(qiáng)的電學(xué)連接的技術(shù)。盡管本發(fā)明的實(shí)施在此是具體相對于LGA插入機(jī)構(gòu)連接器及形成其的示范性方法進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些應(yīng)用與/或這種制作方法，且也可以類似地采用例 如半導(dǎo)體探測等的其他合適的應(yīng)用與/或制作技術(shù)，這對于本領(lǐng)域4支術(shù)人員而言是顯而易見的。圖1為示出示范性電學(xué)接觸陣列的自頂向下視圖的圖示。僅示例性地，圖1所示2乘2 (2x2)電學(xué)接觸陣列可構(gòu)成焊盤格柵陣列(LGA)插入機(jī) 構(gòu)連接器。具有電學(xué)接觸的插入機(jī)構(gòu)例如描述于2003年11月17日提交的 題為"Interposer With Electrical Contact Button and Method"的美國專利申i青 No. 10/715,288，其公開內(nèi)容于此引入作為參考。各個(gè)電學(xué)接觸，例如接觸2, 包括彈性體凸塊4，例如包括彈性橡膠。如下面結(jié)合圖2的說明所述，在與 彈性體凸塊4相對的載體8 —側(cè)上存在類似的對應(yīng)彈性體凸塊。采用具有彈性體接觸的LGA插入機(jī)構(gòu)連接器提供了若干顯著的益處。 例如，為了獲得恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，LGA插入機(jī)構(gòu)連接器通常受到壓力保持在 恰當(dāng)位置，例如在通過彈簧和驅(qū)動硬件而施加的力下夾在連接的表面之間。 然而，由于連接的表面，例如芯片模塊和印刷布線板(PWB)通常不是完美 平面，LGA插入機(jī)構(gòu)連接器上的一些接觸經(jīng)受的力將大于其他接觸經(jīng)受的 力。由于彈性體材料的可變形但回彈的性質(zhì)，彈性體接觸非常適于容忍這些 力變化并確保在所有接觸上的恰當(dāng)導(dǎo)電性。該彈性體接觸可包括任意合適的彈性體材料，包括但不限于聚二曱基硅 氧烷(PDMS)橡膠、硅橡膠、以及包括至少一種前述彈性體材料的組合。 根據(jù)示范性實(shí)施例， 一個(gè)或多個(gè)彈性體凸塊包括PDMS橡膠，且通過光聚合 硅氧烷前驅(qū)體形成。除了上述橡膠化合物之外，其他彈性體材料適于形成彈性體凸塊。這些材料包括但不限于聚氨酯、環(huán)氧、含丁二烯的聚合物、以及包括至少一種前 述彈性體材料的組合。下面將結(jié)合圖15的說明，描述才艮據(jù)本發(fā)明的形成彈性體凸塊的示范性 方法。彈性體凸塊4包括位于其外表面上的金屬層6。具體而言，將結(jié)合下面 的圖2的說明更詳細(xì)地描述，金屬層6優(yōu)選地從彈性體凸塊4的頂部或頂點(diǎn) 到位于載體8相對面上的相對彈性體凸塊的頂點(diǎn)是連續(xù)的，例如從LGA的源側(cè)到端側(cè)。優(yōu)選地，金屬層6在彈性凸塊的最遠(yuǎn)點(diǎn)之間連續(xù)延伸。開口 (例如，載體8內(nèi)的開口 10)允許金屬層6在頂點(diǎn)之間無中斷地延伸。通過彈性和延展性的某些組合，金屬層6會具有與彈性體材料的良好粘 合，且是機(jī)械耐用的，例如抗破裂。因此，當(dāng)例如如上所述，接觸在芯片沖莫 塊和PWB之間被壓縮時(shí)，金屬層6首先接觸模塊和PWB，隨后進(jìn)一步被壓 縮，直到該力施加到陣列上的所有接觸以形成接觸。因此，由于連接表面的 偏離完美平面的拱形或其他形貌變形，某些接觸較其他接觸將被進(jìn)一步壓 縮。金屬層6優(yōu)選地包括適于有效導(dǎo)電的任何金屬，包括但不限于銅、金、 鎳鈦合金、以及包括至少一種前述金屬的組合。此外，通過任何合適的金屬 沉積技術(shù)，包括但不限于濺鍍、蒸鍍、電鍍、無電鍍、以及包括至少一種前 述金屬沉積技術(shù)的組合，可以施加金屬層6，即彈性體凸塊4可以金屬化。僅示例性地，可以采用等厚金屬化技術(shù)來施加金屬層6。具體而言，可 以通過電鍍例如足夠厚度的銅，通過等厚金屬化所有暴露表面而施加金屬層 6。優(yōu)選地，在該電鍍之后，施加光致抗蝕劑，并例如通過光掩^^由光隨后 曝光該光致抗蝕劑。該光致抗蝕劑被顯影，暴露期望被蝕刻掉的區(qū)域。隨后可以從載體8蝕刻掉不想要的金屬材料。在蝕刻之后，可以從各個(gè) 彈性體凸塊4除去不想要的光致抗蝕劑，僅留下呈期望幾何形狀的金屬條， 例如從彈性體凸塊4的頂部，沿彈性體凸塊4側(cè)面連續(xù)向下，通過開口 10 到達(dá)位于載體8另一側(cè)上的彈性體凸塊(未示出)的頂點(diǎn)。金屬層6隨后可選地例如通過選擇性無電鍍而用金涂覆，從而向接觸賦 予抗腐蝕性。備選地，可以通過其他選擇性金屬化工藝，包括但不限于電鍍， 使用包括但不限于鎳的其他金屬，涂覆金屬層6。根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，使用固體掩模施加金屬層6,該固體掩模具 有置于需要金屬化的彈性體凸塊的區(qū)域上。用于形成金屬層6的材料隨后通 過常規(guī)沉積技術(shù)被施加，包括但不限于濺鍍、蒸鍍、鍍覆、噴鍍(例如，含 金屬的溶液，諸如含有用于后續(xù)鍍覆的諸如錫或靶的籽化合物的溶液)、以 及包括至少一種前述施加技術(shù)的組合。此外，通過例如以相對于彈性體凸塊主軸的一個(gè)或多個(gè)角度施加用于形 成金屬層6的材料，這些常規(guī)沉積技術(shù)即濺鍍、蒸鍍、鍍覆和噴鍍可以用于 選擇性地將金屬層6施加到彈性體凸塊上，從而使金屬層6僅沉積到彈性體凸塊的選定區(qū)域上?？梢允褂没虿皇褂霉腆w掩模進(jìn)行該選擇性沉積。例如， 用于形成金屬層6的材料可以按照某一角度(例如從一側(cè))噴鍍在彈性體凸 塊上，從而使金屬層6基本上僅沉積在彈性體凸塊的該側(cè)上。根據(jù)又一個(gè)示范性實(shí)施例，選擇性鍍覆技術(shù)用于金屬化彈性體凸塊。具 體而言，通過將彈性體凸塊全部暴露于選擇性吸引、吸附或吸收到彈性體材料上或內(nèi)的籽化合物，由此施加金屬層6。合適的籽化合物包括但不限于純 液體或者在溶液中的，含苯磷茂(phenylphosphene)的化合物、聚磷茂 (polyphosphene )、鉑、釔、錫、錫鹽、以及包括至少一種前述化合物的組 合。例如，含苯磷茂的化合物會吸收到PDMS內(nèi)，且已知結(jié)合傳統(tǒng)的鈀錫膠 體催化劑系統(tǒng)，用于銅、鎳和其他金屬的無電鍍沉積。此外，苯磷茂系統(tǒng)可以共價(jià)地結(jié)合到彈性體凸塊的硅氧烷交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以最 大化鍍覆的金屬層的粘著。結(jié)果為彈性體凸塊完全被金屬包住，這提供了在 機(jī)械和電學(xué)性能方面優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的不同的平衡。該陣列隨后可全部暴露于無電鍍浴。"籽"彈性體凸塊，而不是載體， 隨后將被金屬化。此外，如上所述，光致抗蝕劑和蝕刻可以用于從彈性體凸 塊除去任何不想要的冶金部分。備選地，彈性體凸塊可以首先通過上述技術(shù)選擇性地鍍覆，隨后在鍍層 上通過旋涂沉積而沉積光致抗蝕劑。光致抗蝕劑隨后可以被光顯影，且金屬 化的不想要部分被除去。這會在彈性體凸塊上形成期望的圖案(與完全金屬 包封相反)，且同時(shí)提供了一種為無電鍍沉積形成籽的濕法工藝手段，無電 鍍沉積成本通常低于濺鍍和蒸鍍技術(shù)。相反，上述的等厚鍍覆技術(shù)通常需要 賊鍍沉積粘著與籽層。根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，光致抗蝕劑被首先施加到陣列，且隨后顯影 以形成期望的金屬化圖案。用于形成金屬層6的材料隨后全部沉積到陣列上， 例如通過濺鍍、蒸鍍或其組合。其余光致抗蝕劑隨后可以被除去，隨之除去 不想要的冶金部分。虛線12表示圖2所示陣列的剖面視圖的路徑。虛線14表示圖3所示陣 列的剖面視圖的路徑。圖2為圖1所示電學(xué)接觸陣列例如沿虛線12的剖面視圖的圖示。圖2 示出了彈性體凸塊4具有從與彈性體凸塊4相對的載體8 —側(cè)向外伸展的相 應(yīng)彈性體凸塊5。才艮據(jù)該配置，該彈性體凸塊對，例如彈性體凸塊4和彈性體凸塊5，在載體8上方和下方連續(xù)地延伸，例如通過載體8內(nèi)的開口 10 和13。該彈性體凸塊對，例如彈性體凸塊4和5以及相關(guān)的金屬層例如金屬 層6,包括單個(gè)電學(xué)接觸。如結(jié)合圖1有關(guān)金屬層6的說明在上文中類似地描述，開口 13允許彈 性體材料連續(xù)地通過載體8。因此，彈性體凸塊在載體的兩個(gè)相對側(cè)上存在 正浮雕。載體8的合適的開始材料包括但不限于穿孔電學(xué)絕緣材料，例如穿孔陶 瓷或塑料片，諸如Kapton聚酰亞胺片(由E.I. du Pont de Nemours and Company, Circleville， OH制造)、或者玻璃織片。在載體中，開口 13可以沖 孔或激光鉆孔成規(guī)則圖案，例如lmm節(jié)距的二維陣列。相同節(jié)距的另一個(gè) 開口 IO圖案隨后疊加在開口 13的圖案上，但是位置偏移了例如約一個(gè)半徑 (如由彈性體凸塊的中心到其外邊緣的距離所決定)。具有兩個(gè)開口陣列的載體隨后置于模具內(nèi)，且PDMS被注射或轉(zhuǎn)移成型 為載體平面上方和下方延伸的浮雕特征。彈性體凸塊的形狀也可以J^于具體 應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。例如，彈性體凸塊的高度可以被改變。此外，彈性體凸塊可 以形成為圓錐形剖面(例如，具有平頂部和底部)。備選地，彈性體凸塊可 以形成為具有圓頂部或多點(diǎn)頂部。圓頂部是有利的，例如與平頂部相比，因 為圓頂部對于金屬化提供了平滑連續(xù)表面。多點(diǎn)頂部是有利的，因?yàn)槠涮峁?了多點(diǎn)接觸并用于集中從其產(chǎn)生而施加到接觸的力。本發(fā)明的重要特征為，彈性體材料僅部分(例如， 一半)延伸跨過開口 10。該特征例如示于圖2。按照這種方式，總是與空氣接觸的平滑連續(xù)表面 將從彈性體凸塊4的最頂部沿其一側(cè)向下，通過載體8內(nèi)的開口 10，并沿在 載體8另一側(cè)上的彈性體凸塊5的一側(cè)到其頂點(diǎn)。然而，預(yù)期所沉積的金屬 層6會沿延伸到該路徑其余部分，且有效地堵住開口 10。發(fā)生這種情形不會 影響該接觸的功能。注意，從圖2的描述，彈性體凸塊4和5基本在軸向上以開口 13上方載體內(nèi)的開口上方為中心，但是采用這種配置是有利的。例如，將彈性體凸 塊在軸向上以載體內(nèi)的開口為中心可以有益于成型工藝期間的材料轉(zhuǎn)移并 確保彈性體凸塊恰當(dāng)?shù)劐^定到載體。通過使用填充有導(dǎo)電顆粒(例如，金屬顆粒)的彈性體材料，可以有利地根據(jù)期望增加根據(jù)本發(fā)明的彈性體凸塊，例如圖l所示彈性體凸塊4的導(dǎo) 電性。備選地，可以采用填充有固有導(dǎo)電的聚合物的彈性體材料。適用于本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物例如在美國專利No. 6,149,840和5，776，587中描述，其全 部內(nèi)容于此引入作為參考。圖3為示出圖1所示電學(xué)接觸陣列例如沿虛線14的另一個(gè)剖面視圖的 圖示。圖3示出了金屬層6存在于彈性體凸塊4和5的頂點(diǎn)上。圖4為示出了另一個(gè)示范性電學(xué)接觸陣列的自頂向下視圖的圖示。各個(gè) 電學(xué)接觸例如接觸42包括彈性體凸塊44,該彈性體凸塊如上所述是連續(xù)的， 且對應(yīng)的彈性體凸塊在載體47對側(cè)上。彈性體凸塊44包括金屬層49。與圖 1至3所示配置相反，4又使用存在于接觸外邊緣的載體內(nèi)的開口例如開口 45a 和45b形成圖4中的電學(xué)接觸，從而將材料從載體一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)。因此， 不需要靠近各個(gè)彈性體凸塊中心軸的載體內(nèi)的開口，例如上述圖2中的開口 13。根據(jù)圖4所示實(shí)施例，開口 45a用做形成金屬層49的管道(conduit), 并具有與上述圖2中開口 IO相似的功能。開口 45b作為用于形成彈性體凸 塊44的彈性體材料的導(dǎo)管。開口 45b不用于電學(xué)目的。例如，開口45b在 形成金屬層時(shí)不起作用。然而，開口 45b也用于將彈性體凸塊44錨定到載 體47。因此，本文中考慮的配置具有多個(gè)開口例如45a和45b,.不具有中心 位于彈性體凸塊44下方的開口 。虛線46表示圖5所示陣列的剖面視圖的路徑。虛線48表示圖6所示陣 列的剖面視圖的路徑。圖4所示另一個(gè)特征為，由于存在用于形成金屬層的導(dǎo)管的兩個(gè)開口， 例如開口 45a，因此形成了兩個(gè)相對的傳導(dǎo)金屬線。與單個(gè)非對稱導(dǎo)體路徑. 相比，采用這種配置是有利的。例如，具有兩個(gè)傳導(dǎo)線可以增強(qiáng)可靠性，并 有助于控制對信號完整性的電感應(yīng)貢獻(xiàn)。此外，金屬層的形狀(例如寬度、凸塊表面上的路徑、以及厚度)可以 調(diào)整以增強(qiáng)性能。例如，金屬層的形狀可以通過選擇不同光掩模圖案而調(diào)整。 其他形狀，例如當(dāng)傳導(dǎo)線延伸到彈性體凸塊的頂和底部時(shí)，彈性體凸塊頂部 上從左到右擺動(約為正弦形狀)或者盤旋的傳導(dǎo)線在特定應(yīng)用中具有機(jī)械 以及電學(xué)方面的優(yōu)點(diǎn)。圖5為示出了圖4所示的電學(xué)接觸陣列例如沿虛線46的剖面一見圖。與例如如上所述圖2所示接觸配置相反，圖5示出的金屬層(金屬層49 )從彈 性體凸塊44的頂點(diǎn)沿其兩個(gè)相對側(cè)向下延伸，形成兩個(gè)傳導(dǎo)電^各線。圖6為示出了圖4所示的電學(xué)接觸陣列例如沿虛線48的剖面視圖。與 例如如上所述圖3所示接觸配置相似，圖6示出的金屬層例如金屬層49存 在于彈性體凸塊43和44的頂點(diǎn)上。圖6還示出了存在于彈性體凸塊44兩 側(cè)上的開口45b。如上文所強(qiáng)調(diào)的，這些開口在形成彈性體凸塊時(shí)作為彈性 體材料的導(dǎo)管，且在彈性體凸塊形成后將彈性體凸塊錨定到載體，例如其作 為機(jī)械連接點(diǎn)。載體內(nèi)的開口可以具有各種形狀和尺寸。例如，圖7為示出了具有細(xì)長 開口的載體的自頂向下視圖的圖示。即，在圖7中，載體72具有細(xì)長開口 74。細(xì)長開口 74可以包括長槽口，或者具有高縱;鏡比的其他橢圓形開口， 其最長尺寸大于將注射到其中的彈性體凸塊的直徑。圖8為示出形成于具有細(xì)長開口的載體上的示范性彈性體凸塊陣列的自 頂向下^L圖的圖示。如圖8所示，彈性體材料注射到載體72上并通過載體對應(yīng)彈性體凸塊(未示出)。該配置提供了沿彈性體凸塊整個(gè)垂直側(cè)面的連 續(xù)表面以用于后續(xù)金屬化。圖9為描述形成于具有細(xì)長開口的載體上的示范性電學(xué)接觸陣列的自頂 向下視圖的圖示。如圖9所示，金屬層92沿彈性體凸塊82兩側(cè)向下延伸， 例如通過載體72內(nèi)的細(xì)長開口 74。虛線94表示圖IO所示陣列的剖面視圖的路徑。虛線96表示圖11所示 陣列的剖面視圖的路徑。圖10為示出圖9所示的電學(xué)接觸陣列例如沿虛線94的剖面視圖的圖示。 圖10示出了，如上所述，彈性體凸塊82以及彈性體凸塊83為該接觸的一 對彈性體凸塊的一部分。此外，如結(jié)合圖9的說明中上文所述，金屬層92 沿彈性體凸塊的兩個(gè)相對側(cè)延伸。剛才示范性實(shí)施例的 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為，如果在彈性體凸塊形成過程中形成縫 隙，則金屬層92用于橫貫該縫隙并提供該接觸的結(jié)構(gòu)連續(xù)性。圖11為示出圖9所示的電學(xué)接觸陣列例如沿虛線96的另一個(gè)剖面視圖 的圖示。圖11示出了金屬層92存在于彈性體凸塊82和83的頂點(diǎn)上。圖12為形成于具有細(xì)長開口的載體上的另一個(gè)示范性電學(xué)接觸陣列的自頂向下視圖的圖示。在圖12中，載體1201包括接觸1202、 1204、 1206 和1208。接觸1202、 1204、 1206和1208分別包括彈性體凸塊1210、 1212、 1214和1216。而且，彈性體凸塊1210、 1212、 1214和1216分別包括僅沿 其一側(cè)延伸的金屬層1218、 1220、 1222和1224。重要的是要注意圖12中金屬層的取向。即，金屬層1218和1224分別 沿接觸1202和1208的相同面對的側(cè)面延伸，而金屬層1220和1222分別沿 接觸1204和1206的相同面對的側(cè)面延伸，但是與接觸1202和1208相對。這種配置是有利的，因?yàn)樗纬傻慕饘俳佑|是不對稱的，這可以增強(qiáng)界 面在使用時(shí)的橫向刮擦(磨損界面以除去例如氧化物層，并提供更好的接觸) 并防止在某一特定方向或取向形成合力。對于合力，當(dāng)相同數(shù)目的金屬層， 例如如圖12所示，或者基本上相同數(shù)目的金屬層指向相對的方向時(shí)，凈橫 向力為零。合力趨于引起這些連接器裝置沿一個(gè)維度橫向地"行走"或移動， 并導(dǎo)致接觸例如相對于芯片上的焊盤隨時(shí)間錯(cuò)位。然而，采用這種配置，由 垂直壓縮引起的橫向力的方向得到平衡。如下所述，虛線1238表示圖13所示陣列的剖面視圖的路徑。虛線1240 表示圖14所示陣列的剖面視圖的路徑。圖13為示出圖12所示電學(xué)接觸陣列例如沿虛線1238的剖面視圖的圖 示。圖13示出了，如上所述，彈性體凸塊1210和1216分別與彈性體凸塊 1211和1217 —起分別包括接觸1202和1204的彈性體凸塊對。此外，如上 文中結(jié)合圖2的說明所述，金屬層1218和1224分別沿各個(gè)接觸1202和1208 的單個(gè)相同面對的側(cè)面延伸。圖14為示出圖12所示電學(xué)接觸陣列例如沿虛線1238的剖面視圖的圖 示。與上文中結(jié)合圖13的說明所述的接觸1202和1208相似，彈性體凸塊 1212和1214分別與彈性體凸塊1213和1215 —起分別包括接觸1204和1206 的彈性體凸塊對。圖15為示出在載體上制作電學(xué)接觸的示范性方法的圖示。在步驟1502， 提供包括底半部1512和底半部1514的模具，底半部1514安裝有毛坯載體 (blank carrier) 1511。才莫具的底半部1514也包括注射進(jìn)入端口 1516。在步驟1504,才莫具的頂半部1512和底半部1514相互對準(zhǔn)并牢固接觸。 該模具隨后準(zhǔn)備接收彈性體材料注射，例如通過注射進(jìn)入端口 1516。在步驟1506，彈性體材料1518已經(jīng)注射到模具內(nèi)。彈性體材料隨后允許在才莫具內(nèi)反應(yīng)，例如固化。在步驟1508，形成于載體1511上的彈性體凸塊對1520從模具釋放。大 部分從注射進(jìn)入端口殘留的額外彈性體材料1518，例如見上述步驟1506, 已經(jīng)被除去(折斷或清除)，僅在凸塊的非關(guān)鍵部分上留下小的不均勻1522。 在步驟1510，隨后發(fā)生成型彈性體凸塊的金屬化，形成延伸橫跨載體1511 的平面的連續(xù)金屬層1524。圖16為示出用于形成電學(xué)接觸的示范性模具的圖示。在圖16中，模具 1600包括頂半部1602和底半部1604。與例如上文結(jié)合圖15的說明所述的 上述模具相反，模具1600不包含對于各對形成的彈性體凸塊的注射進(jìn)入端 口，而是包含僅位于模具橫向邊緣的入口。圖17為示出用于形成電學(xué)接觸的模具的底半部的側(cè)面視圖和自頂向下 視圖的圖示。具體而言，圖17示出了例如上文中結(jié)合圖16的說明所述的模 具1600的底半部1604的剖面視圖1702和自頂向下視圖1704。模具1600 的底半部1604的剖面視圖1702和自頂向下視圖1704呈現(xiàn)沖莫具空腔1706的 負(fù)浮雕和立柱1708的正浮雕。正浮雕立柱1708用于防止在該區(qū)域成型。圖18為示出用于形成電學(xué)接觸的模具的頂半部的側(cè)面和自頂向下視圖 的圖示。具體而言，圖18示出了例如上文中結(jié)合圖16的說明所述的模具1600 的頂半部1602的剖面視圖1802和自頂向下視圖1804。模具1600的頂半部 1602的剖面視圖1802和自頂向下視圖1804呈現(xiàn)模具空腔1806的負(fù)浮雕。圖19為示出在載體上制作電學(xué)接觸的另一個(gè)示范性方法的圖示。在步 驟1902提供模具，例如在上文中結(jié)合圖16的說明所述并包括上半部1602 和下半部1604的模具1600。模具的上半部1602和下半部1604相互對準(zhǔn)并 接觸，載體1910置于其間。載體1910占據(jù)未被才莫具的空腔1706和1806占 據(jù)的許多空間。空體積1912構(gòu)成模具的上半部1602和下半部1604之間的 剩余間隙。在步驟1904，彈性體材料1914已經(jīng)注射到;f莫具的上半部1602和下半部 1604之間的所有空區(qū)域內(nèi)，包括空腔1706和1806、間隙1912以及載體1910 內(nèi)的可滲入體積。這有助于將彈性體材料錨定到載體，也穩(wěn)定了載體平面， 特別是當(dāng)載體包括例如玻璃織物的載體。在步驟1906,包括彈性體凸塊1918的所得單塊成型體從模具釋放。該 成型體將包括被載體1910強(qiáng)化的部分1916,這有助于防止成型體的變形。在步驟1908,隨后發(fā)生彈性體凸塊的金屬化，形成延伸橫跨載體1910的平 面的連續(xù)金屬層1920。本文所述接觸除了應(yīng)用于LGA插入機(jī)構(gòu)裝置之外，還可以應(yīng)用于晶片 探針或模塊探針互連裝置。晶片探測通常涉及仍在晶片階段時(shí)，例如在完整 未切割晶片上測試集成電路芯片的電學(xué)功能的工藝。在晶片探測時(shí)，晶片探 針互連裝置通常連接到特定一個(gè)或多個(gè)芯片的輸入/輸出(IO)焊盤。即， 需要一種互連平面陣列，其可以同時(shí)將各個(gè)相關(guān)芯片位置內(nèi)待測試的各個(gè)10 焊盤(可包括所有10焊盤)連接到測試儀器上相應(yīng)的接觸焊盤的平面。因 此，晶片底部上C4 10連接的每一個(gè)或其子集可以可逆地同時(shí)連接到測試裝 置上的匹配的IO連接的陣列。這提供了一種可靠但臨時(shí)的連接，這種連接 對于測試目的而言是理想的，例如將給定晶片上良好芯片位置與出錯(cuò)芯片位 置區(qū)分開。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例，晶片探針結(jié)構(gòu)包括載體以及用于晶片底部上各個(gè) 連接(或期望的子集)的金屬化彈性體接觸。晶片上的C4連接的節(jié)距、直 徑和高度通常小于LGA插入機(jī)構(gòu)連接器，盡管使用基本上相同的制作方法。 然而需要注意一些差異。在LGA插入機(jī)構(gòu)中，單個(gè)插入機(jī)構(gòu)上的接觸的數(shù)目為幾十萬到幾萬， 且尺寸通常為中心到中心的節(jié)距約為lmm,高度約40mil ( 1.016mm),直 徑約為300微米。相比之下，晶片探針上接觸的數(shù)目為數(shù)百萬，中心到中心 的節(jié)距約為100微米，直徑為50微米，高度50微米。此處提供的尺寸僅僅 是示范性的，以提供說明性的比較。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，當(dāng)LGA 和晶片/芯片IO的總接觸數(shù)目增大時(shí)，LGA插入機(jī)構(gòu)連接器和晶片/芯片10 的接觸和節(jié)距可能減小。此外，如果晶片上IO的數(shù)目非常大，則才艮據(jù)本實(shí)施例，通過分組成型 凸塊而用彈性體接觸密布載體是有用的，而不是使用單個(gè)模具形成所有數(shù)目 的按鈕。此外，當(dāng)接觸或IO尺寸變小時(shí)，制作模具的方法本身會改變。例如， 當(dāng)接觸直徑在0.5mm的量級時(shí)，可以通過提供良好形狀和深度控制的高速 自動銑床制作模具。這種銑床將掃描柵格，直到完成所有接觸位。然而，對 于非常小的接觸尺寸，優(yōu)選使用光刻技術(shù)將空腔和特征蝕刻入模具。備選地， 激光蝕刻或激光鉆孔可以用于定義模具。更進(jìn)一步，可以采用下述方法形成模具添加或相減方法或其組合的立體光刻、或者通過平版印刷、電鑄和成 型(LIGA)方法、或者最常用于在金屬或硅或玻璃內(nèi)形成微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)類型結(jié)構(gòu)的其他立體制作方法。模具還可以通過壓印技術(shù)形成。 模具可以由玻璃或石英制成，以允許在彈性體材料注射到模具內(nèi)之后光固化 該彈性體材料。用于按照與集成電路裝置上接觸的尺寸和間距相對應(yīng)的間距和尺寸注 射成型焊料堆(solder mound)的設(shè)備和方法例如描述于Ference等人的美國 專利No. 5，244，143以及Gruber等人的美國專利No. 6,708,872 B2，其全部內(nèi) 容于此引入作為參考。這些方法容易應(yīng)用于以非常小的尺寸、間距和尺度形 成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本文的教導(dǎo)以及如下文進(jìn)一步所述，可以制作同軸彈性體電學(xué)探 針。圖20示出了圖13的結(jié)構(gòu)，其接觸1202和1208分別涂敷有介電涂層2002 和2004。介電涂層可包括任何合適的介電材料，例如聚酰胺(polymide)。 沉積合適介電材料的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，這些方法 例如描述于Beaman等人的美國專利No. 6,452,406 Bl ，其全部內(nèi)容于此引入 作為參考。如圖21所示，介電涂層2002和2004其上分別沉積有導(dǎo)電材料2102和 2104。導(dǎo)電材料2102和2104可以按照與導(dǎo)電材料1218和1224相同的方式 沉積。因此，導(dǎo)電材料2102和2104可以具有任何期望圖案。圖22為示出圖21的結(jié)構(gòu)的自頂向下視圖。該圖示出了電學(xué)導(dǎo)體圖案 2102和2104。相應(yīng)的電學(xué)導(dǎo)體分別為接觸1206和1204上的2106和2108。 導(dǎo)電圖案2102、 2104、 2106和2108可以如圖22所示連接在一起，盡管本 發(fā)明不限于所示的連接布置。從圖顯而易見，導(dǎo)電圖案2102、 2104、 2106 和2108可以通過導(dǎo)電圖案2202連接在一起，并用于連接到公共信號接地。 導(dǎo)電圖案2202可以使用與用于形成導(dǎo)電圖案2102、 2104、 2106和2108相 同的工藝形成?；ミB的電學(xué)導(dǎo)體2102、 2104、 2106和2108為電學(xué)導(dǎo)體2102、 2104、 2106和2108的每一個(gè)提供了公共電勢，特別是地勢。導(dǎo)電圖案例如2102和2104可以具有任何形狀。圖23為示出圖22所示 兩個(gè)代表性形狀的自頂向下視圖。圖案2102，為徑向輻條圖案，圖案2104， 為螺旋圖案。可以使用任何其他圖案。圖24示出了圖21的結(jié)構(gòu)，可用作同軸輻條的同軸連接器2410和2412的尖端2402、 2404、 2406和2408處的介電材料2002和2004被選擇性除去。 如上文所教導(dǎo)，圖12和其他相關(guān)附圖的結(jié)構(gòu)可以用作電子裝置的探針， 例如包括半導(dǎo)體芯片的集成電路芯片的封裝基板。這種用途的細(xì)節(jié)例如描述 于Beaman等人的美國專利No. 5,635,846和Beaman等人的美國專利No. 5,371,654,其全部內(nèi)容與此引入作為參考。當(dāng)用于探測應(yīng)用時(shí)，圖12和相 關(guān)圖示的結(jié)構(gòu)可以包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)附加接觸結(jié)構(gòu)。可 以如美國專利No. 6，452，406 Bl所述完成介電材料2002和2004的選擇性去 除，該專利于此引入作為參考。例如，如果材料2002和2004為聚酰胺，則 可以使用氧反應(yīng)離子蝕刻(RIE)工藝蝕刻聚酰胺。與用于形成圖13所示導(dǎo) 電圖案1218和1224的掩模操作相似的掩模操作，可以用于圖案化圖20的 介電材料2002和2004以形成圖24所示的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖24的結(jié)構(gòu)，或者例如圖12和13所示的非同軸結(jié)構(gòu)用作探針時(shí)， 期望在結(jié)構(gòu)的端部上具有突出，其能夠穿透正被探測的焊盤上任何表面層從 而形成與被探測焊盤的良好電學(xué)接觸。例如，參考圖25,探針尖端2502和 2504可以分別形成和接合到導(dǎo)電圖案1218和1224的位置2506和2508。探 針尖端2502和2504例如可以依據(jù)上文中結(jié)合于此作為參考的美國專利No. 5,371,654闡述的教導(dǎo)以及其圖23所示進(jìn)行制作，其中端部2506和2508例 如通過上文中結(jié)合于此作為參考的美國專利No. 5,635,846中圖14和15所示 的引線鍵合焊料結(jié)合器激光焊接而結(jié)合。備選地，如圖26所示，焊盤2602 和2604可以分別接合到端部2402和2404。具有尖峰2606和2608的焊盤 2602和2604可以如Eldridge等人的美國專利No. 6,110,823所述制作，其公 開內(nèi)容于此引入作為參考(具體而言，參考其圖50b)。圖27示出了使用本文公開的結(jié)構(gòu)作為晶片與/或模塊探測(例如直流和 交流測試)且在晶片水平燒入的集成電路晶片探針的示意性配置。集成電路 晶片2702具有示意性示為2704、 2706和2708的多個(gè)芯片位置。各個(gè)位置 具有多個(gè)電學(xué)接觸位置2710、 2712和2714。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)2716設(shè)置成 與基板2718電學(xué)連通。結(jié)構(gòu)2716具有根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)電學(xué)連接器2726。 基板2718例如可以是多級印刷電路板(PCB)或者例如用于在多級基板上 封裝半導(dǎo)體芯片的多級陶瓷基板。這些基板通常由陶瓷材料制成并具有70 以上的級別?；?718的第 一側(cè)2720優(yōu)選地具有置于其上的多個(gè)第一電學(xué)接觸位置2722。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)電學(xué)連接器2726優(yōu)選地具有與基板2718的相應(yīng)電 學(xué)接觸位置2722電學(xué)連通的端部2728。端部2728例如4吏用夾具(未示出) 通過壓力接觸以將結(jié)構(gòu)2716保持在相對于基板2718第一側(cè)2720的恰當(dāng)位 置，由此保持與接觸位置2722電學(xué)連通。備選地，圖27中(示意性所示的) 端部2728可以通過焊料2730或者備選連接布置而接合到電學(xué)接觸位置 2722。壓力接合或焊料接合提供的優(yōu)點(diǎn)為，如果不同的足印是期望的或者如 果結(jié)構(gòu)2716出現(xiàn)缺陷，則結(jié)構(gòu)2716可以從基板2718容易地除去。電學(xué)接觸位置2722優(yōu)選地與形成于與一側(cè)2720相對的基板2718第二 側(cè)2734上的多個(gè)第二電學(xué)接觸位置2732電學(xué)連通，通過位于基板2718的 一側(cè)2734上的電學(xué)接觸位置2732，通過示意性示為2736的導(dǎo)電圖案，以及 通過可以將一側(cè)2720上接觸位置足印的散開提供到一側(cè)2734上更大的接觸 位置足印的基板2718。電學(xué)接觸位置2732可以置成與測試設(shè)備電學(xué)連通， 其可以通過印刷電路板以提供電學(xué)連接的散開。電學(xué)連接器2726例如在探 測操作中當(dāng)用于接觸電學(xué)接觸位置2710、 2712和2714時(shí)，如本文所述，具 有安裝到連接器2726的端部2740的相應(yīng)的接觸尖端2738。為了形成尖端2738和相應(yīng)接觸位置2710、 2712和2714之間的良好電 學(xué)接觸，應(yīng)在基板2718和晶片2702之間提供足夠的壓力。適用于本發(fā)明的 用于在基板2718和晶片2702之間提供這種壓力的一種方法例如描述于2004 年8月27日提交的共同擁有的美國專利申請No. 10/928,473，其公開內(nèi)容于 此引入作為參考。備選地，為了形成良好電學(xué)接觸，尖端2738可以相對于 對應(yīng)的接觸位置2710、 2712和2714例如通過利用振動而橫向移動，如美國 專利申請No. 10/928,473所述，其公開內(nèi)容在上文中結(jié)合作為參考。盡管本文中已經(jīng)結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的示意性實(shí)施例，應(yīng)該理解，本 發(fā)明不限于這些精確實(shí)施例，且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離權(quán)利要求范圍的情 況下可以進(jìn)行各種其他改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種用于電子裝置的探針結(jié)構(gòu)，包括電學(xué)絕緣載體；以及橫貫所述載體的平面的一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的每一個(gè)包括彈性體材料，其具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過所述載體的平面的導(dǎo)電層，其中所述探針結(jié)構(gòu)包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其他接觸結(jié)構(gòu)。
2. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，還包括電學(xué)連接到各個(gè)所述一個(gè)或多 個(gè)接觸結(jié)構(gòu)并用于電學(xué)接觸所述電子裝置至少一部分的一個(gè)或多個(gè)探針尖端。
3. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中至少一個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié) 構(gòu)還包括.-形成于所述導(dǎo)電層至少一部分上的絕緣層；以及 形成于所述絕緣層至少 一部分上的第二導(dǎo)電層。
4. 權(quán)利要求3所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述絕緣層連續(xù)地伸展穿過所述 載體平面。
5. 權(quán)利要求3所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層連續(xù)地伸展穿過 所述載體平面。
6. 權(quán)利要求3所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層形成為基本上螺 旋圖案和徑向輻條圖案的至少之一。
7. 權(quán)利要求3所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層用于連接到公共 信號接地。
8. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的至少 一部分^v中心到中心的節(jié)距約為約IO(H數(shù)米。
9. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中彈性體材料在所述載體相對表面 上形成彈性體凸塊。
10. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述載體包括多個(gè)開口， 一個(gè)或 多個(gè)所述開口允許所述彈性體材料橫貫所述載體的平面。
11. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述載體包括多個(gè)開口， 一個(gè)或多個(gè)所述開口允許所述導(dǎo)電層橫貫所述載體的平面。
12. 權(quán)利要求l所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述載體包括一個(gè)或多個(gè)細(xì)長開 口 ，所述開口允許所述彈性體材料和導(dǎo)電層之一或多個(gè)橫貫所述載體的平面。
13. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述彈性體材料包括聚二曱基硅 氧烷橡膠。
14. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述彈性體材料包括聚氨酯、環(huán) 氧樹脂和含丁 二烯的聚合物的至少之一 。
15. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層包括金屬層。
16. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層包括銅、金、鈦、鋁、 鎳、鉬、鎳鈦合金、以及鈹銅合金的至少之一。
17. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層沿所述彈性體材料的 一個(gè)表面伸展，形成4黃貫所述載體的平面的單個(gè)電學(xué)接觸。
18. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層沿所述彈性體材料的 多個(gè)表面伸展，形成;f黃貫所述載體的平面的多個(gè)電學(xué)接觸。
19. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層形成為徑向輻條圖案 和螺旋圖案的至少之一。
20. 權(quán)利要求1所述的探針結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電層僅形成于所述彈性體 材料的選定區(qū)域上。
21. —種形成電子裝置的探針結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括步驟在電學(xué)絕緣載體上形成一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)橫貫所述載體平面，所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的每一個(gè)包括彈性體材料，所 述彈性體材料具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過載體平面的導(dǎo)電層；以及形成用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其他接觸結(jié)構(gòu)。
22. 權(quán)利要求21所述的方法，還包括步驟形成電學(xué)連接到各個(gè)所述 一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)并用于電學(xué)接觸所述電子裝置至少一部分的至少一個(gè) 探針尖端。
23. 權(quán)利要求21所述的方法，還包括步驟 在所述導(dǎo)電層至少一部分上形成絕緣層；以及 在所述絕緣層至少一部分上形成第二導(dǎo)電層。
24. 權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第二導(dǎo)電層形成為基本上螺旋 圖案和徑向輻條圖案的至少之一。
25. 權(quán)利要求21所述的方法，其中形成所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的步 驟包括在所述載體上沉積所述彈性體材料；以及金屬化所述彈性體材料，從而形成連續(xù)地伸展穿過所述載體平面并沿所 述彈性體材料表面的導(dǎo)電層。
26. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述彈性體材料使用模具沉積在所 述載體上。
27. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述金屬化步驟還包括在所述彈性 體材料上通過硬掩模內(nèi)一個(gè)或多個(gè)開口，使用賊鍍、蒸鍍、電鍍、無電鍍和 噴鍍的 一種或多種而形成金屬的步驟。
28. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述金屬化步驟還包括在所述彈性 體材料一側(cè)或多側(cè)上選擇性地使用濺鍍、蒸鍍、電鍍、無電鍍和噴鍍的一種 或多種而形成金屬的步驟。
29. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述金屬化步驟還包括步驟 在所述彈性體材料上沉積金屬；將光致抗蝕劑材料施加到所述金屬上；圍繞導(dǎo)電層的期望的幾何形狀選擇性蝕刻所述光致抗蝕劑材料；以及 除去殘留的光致抗蝕劑材料以顯露所述導(dǎo)電層。
30. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述金屬化步驟還包括步驟 將光致抗蝕劑材料施加到所述彈性體材料上；選擇性蝕刻所述光致抗蝕劑材料以形成金屬化圖案； 在蝕刻光致抗蝕劑材料上沉積金屬；以及 除去所述光致抗蝕劑材料。
31. 權(quán)利要求25所述的方法，其中所述金屬化步驟還包括步驟 通過將鍍覆籽化合物結(jié)合到所述彈性體材料并選擇性地在所述彈性體材料上鍍覆金屬，由此在所述彈性體材料上沉積金屬； 將光致抗蝕劑施加到所述金屬上；圍繞導(dǎo)電層的期望的幾何形狀選擇性蝕刻所述光致抗蝕劑材料；以及 除去殘留在所述金屬上的光致抗蝕劑材料以顯露所述導(dǎo)電層。
32. 權(quán)利要求31所述的方法，其中所述鍍覆籽化合物包括苯磷茂、聚 磷茂、柏、把、錫、錫鹽的至少之一。
33. 權(quán)利要求31所述的方法，其中在所述彈性體材料上沉積金屬的步 驟包括以相對于所述彈性體材料主軸的一個(gè)或多個(gè)角度施加所述鍍覆籽化 合物，使得面向所述鍍覆籽化合物施加方向的所述彈性體材料第 一側(cè)上形成 的金屬化顯著大于與所述鍍覆籽化合物施加方向相對的所述彈性體材料至 少第二側(cè)上形成的金屬化。
34. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述彈性體材料以相對于所述彈性 體材料主軸的一個(gè)或多個(gè)角度沉積在所述彈性體材料上，使得所述金屬僅施 加在所述彈性體材料的選定區(qū)域。
35. 權(quán)利要求34所述的方法，其中所述金屬通過濺鍍和蒸鍍的至少之 一而沉積。
36. 權(quán)利要求21所述的方法，還包括步驟 在所述電學(xué)絕緣載體上沉積一個(gè)或多個(gè)彈性前驅(qū)體；以及 光聚合所述彈性前驅(qū)體以形成所述彈性體材料。
37. —種晶片4果針互連裝置，包括 電學(xué)絕緣載體；以及橫貫所述載體的平面的一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu) 的每一個(gè)包括彈性體材料，其具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過所述載 體的平面的導(dǎo)電層，其中所述晶片探針互連裝置包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其 他接觸結(jié)構(gòu)。
38. —種使用至少一個(gè)探針結(jié)構(gòu)探測電子裝置的方法，所述至少一個(gè)探 針結(jié)構(gòu)包括電學(xué)絕緣載體；以及橫貫所述載體的平面的一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu) 的每一個(gè)包括彈性體材料，其具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過所述載體的平面的導(dǎo)電層，其中所述至少 一個(gè)探針結(jié)構(gòu)包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其 他接觸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
提供了一種用于電子裝置的探針結(jié)構(gòu)的技術(shù)。一方面，該探針結(jié)構(gòu)包括具有橫貫其平面的一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)的電學(xué)絕緣載體。各個(gè)接觸結(jié)構(gòu)包括一種彈性體材料，其具有沿其至少一個(gè)表面連續(xù)地伸展穿過載體平面的導(dǎo)電層。該探針結(jié)構(gòu)包括用于連接到測試設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)其他接觸結(jié)構(gòu)。
文檔編號G01R31/02GK101218515SQ200580043424
公開日2008年7月9日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者丹尼爾·P·莫里斯, 喬安娜·羅斯納, 保羅·W·科托伊斯, 加雷思·G·霍夫阿姆, 史蒂文·A·科德斯, 奧爾方索·P·蘭澤塔, 尼沙·約翰南, 艾利·阿弗扎利, 謝里夫·A·戈瑪, 馬修·J·法理內(nèi)利 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司