專利名稱：各向異性導(dǎo)電和導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明主要涉及具有大的相隔很近的導(dǎo)電觸點位置陣列的諸如集成電路器件之類的電子元件的電和/熱互連。特別地本發(fā)明是一種由電介質(zhì)材制成的各向異型的傳導(dǎo)基體，至少有一個導(dǎo)電和/或?qū)嵩?element)通過介質(zhì)材料延伸，以通過基體沿至少一個方向提供電氣和/或熱傳導(dǎo)。更具體地說，本發(fā)明是一種彈性基體，具有至少一個通路，所述通路包含由導(dǎo)氣和/或?qū)嵩瞥傻膫鲗?dǎo)件(member)，更好是在一種聚合物粘合劑中。傳導(dǎo)電元具有最大的尺寸是(ⅰ)通過基體的通路長度的大約5％到大約120％，和(ⅱ)通路寬度的大約10％到100％。導(dǎo)電元的尺寸和形狀以及粘合劑和基體材料的性質(zhì)可以選擇，以在每一個通路中提供導(dǎo)電件，它們具有特定的電學(xué)和/或熱學(xué)性質(zhì)，以及硬度，以在電子器件的接觸位置之間形成可靠的互連。
相關(guān)技術(shù)的描述為了在高密度電氣連接時減輕與C-4或焊料珠連接系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的許多問題，希望在電子器件和器件所電氣互連和機械安裝的封裝之間具有柔性的連接?，F(xiàn)有技術(shù)中已知許多用于氣連接的各向異性的例子導(dǎo)電插入物，它們由有回彈力的介質(zhì)基體材料構(gòu)成，具有橫向延伸貫穿的導(dǎo)電元的離散結(jié)構(gòu)。雖然介質(zhì)基體材料的性質(zhì)在電氣互連中起主要的作用，但還應(yīng)該知道導(dǎo)電元的性質(zhì)對由有回彈力的插入物提供的連接的質(zhì)量具有顯著影響。
例如，連接器中的導(dǎo)電件必需足夠的回彈力，以適應(yīng)要互連的電子器件上的觸點之間高度差，防止在易碎的觸點上不適當?shù)膽?yīng)力以及提供可再度使用的用于測式和焊接(burn-in)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。但是，在有回彈力的連接系統(tǒng)中的導(dǎo)電件必須足夠堅硬，以提供觸點擦拭以穿透器件上的配對觸點上的表面薄膜、碎片以及氧化物層，以使接觸電阻最小。
例如，5,049,085號美國專利(授權(quán)給Reylek)描述了一種各向異性的導(dǎo)電聚合物基體，包括聚合物層和薄膜(最好事實上粘合劑，并有多個導(dǎo)電件貫穿其間。最好設(shè)計為管狀的導(dǎo)電件最好由淀積在聚合物層中的孔口壁上的金屬制成，厚度大約100到大約0.005英寸(0.013cm)?！?5號專利指出，當導(dǎo)電表面的厚度增加時，導(dǎo)電件壁變得更硬和更不能變形，這由于無法適應(yīng)要互連的電子器件的配對觸點的高度和形狀的變化而降低了接觸效率。
為了適應(yīng)配對觸點中的這種高度/形狀的變化，在現(xiàn)有技術(shù)中熟知，在具有回彈力的基體中的導(dǎo)電件可以包括(在有回彈力的粘合料中的導(dǎo)電粉末)。例如，4,008,300號美國專利(授于Ponn)描述了用于電路板之類的互連的多個導(dǎo)電件。將由在有回彈力的液體媒介物中的導(dǎo)電粉末的漿料構(gòu)成的導(dǎo)電材料填入彈性基體中產(chǎn)生的縫隙中，使導(dǎo)電材料突出在彈性基體的表面之上。由’300號專利中描述的連接器中的有回彈力的觸點提供的壓力接合的連接保護了精密的電子器件在連接過程中不被破壞，并且適應(yīng)配對的觸點的形狀和結(jié)構(gòu)的變化，但是在彈性媒介物中的導(dǎo)電粉末的組合不能提供堅硬得足以在配對的觸點上提供較好的擦拭作用的導(dǎo)電件。類似的缺少擦拭作用可以從授予Casciotte等人的5,037,312號美國專利描述的連接器中預(yù)見到，其中，彈性基體材料中的導(dǎo)電件由載有導(dǎo)電微粒的有回彈力的凝膠體構(gòu)成。
授予Calhoun的5,275,856號美國專利中描述了一種導(dǎo)電粘性帶，具有至少一個柔軟的載體帶，它具有壓在粘附層上的較低粘性表面。帶由多個穿孔構(gòu)成，每一個穿孔都填了導(dǎo)電微粒。導(dǎo)電微粒可以包括金屬、涂敷了金屬的聚合體微粒和石墨?！?56號專利的例子中使用的微粒的費氏微篩尺寸是大約2.2到大約7μm，并且微粒被放置在粘性基體的通路中，它的最大寬度是大約0.1mm，深度是至少0.5mm。導(dǎo)電粘性帶能夠在其厚度上載有大約10amps/cm2的電流。
在較好的應(yīng)用中，Calhoun的‘856號專利中的穿孔不僅包含導(dǎo)電微粒，還有有機粘合劑，它可以將每一個穿孔中的微粒粘結(jié)為耐用的柱狀導(dǎo)電件?？梢赃x擇粘合劑以影響導(dǎo)電件的性質(zhì)，例如，當構(gòu)成連接時允許柱體毀損(collapse)，提供回彈力，或添加到由粘性層提供的粘性結(jié)合物。當使用時，典型地，粘合劑貢獻從導(dǎo)電件體積的大約1到大約50％，雖然導(dǎo)電微粒的體積部分可以調(diào)節(jié)以控制導(dǎo)電率。
‘856號專利指出，當中的導(dǎo)電微粒是軟性的，施加給要互連的電子器件上的配對的觸點的適度的手的壓力可以弄平微粒，以提供較小的平坦的導(dǎo)電區(qū)域，其中每一個微粒和另一個微?；螂姌O接觸。因此，與上述具有導(dǎo)電微粒的其它傳統(tǒng)的連接器系統(tǒng)那樣，’856中的導(dǎo)電件保護精密的電子器件在連接的過程中不受破壞，并且適應(yīng)配對的觸點的形狀和結(jié)構(gòu)的變化。但是，彈性媒介物中的導(dǎo)電粉末的組合均勻地分布接觸壓力，并且還不夠堅硬得可在接觸表面上提供較高局部壓力，以在表面上產(chǎn)生擦拭作用。另外，在通路中的小微粒之間的接觸點多樣化可以期望對于電流流動產(chǎn)生過高的電阻。
因此，在本領(lǐng)域中需要這樣的導(dǎo)電件，它具有回彈力以提供再使用性以及適應(yīng)電子器件上的配對觸點的形狀和結(jié)構(gòu)的變化，但是保留了某種程度的剛性，以提供較高的局部壓力，并在配對觸點的表面提供擦拭作用。導(dǎo)電件還應(yīng)該在配對觸點之間傳導(dǎo)足夠數(shù)量的電流和/熱能，并必須對于電流和/或熱能流具有較低的阻力。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包含具有第一表面和第二表面，或至少一條將第一表面連接到第二表面的通路的介質(zhì)基體。通路容納導(dǎo)電件，導(dǎo)電件包括導(dǎo)電和/或?qū)嵩?，它們最好在粘合劑中。?dǎo)電元的最大尺寸是(ⅰ)貫穿基體的通路的長度的至少大約5％，較好地大約5％到大約120％，(ⅱ)通路的寬度的至少大約10％，較好地大約10％到100％。導(dǎo)電元可以都全部容納在通路中，或延伸到通路外面，超出基體的表面。選擇導(dǎo)電元的尺寸和粘合劑的性質(zhì)以提供導(dǎo)電件，其模數(shù)為大約1MPa到大約200MPa，較好地為大約2MPa到大約50MPa。本發(fā)明的連接器可以用于連接通常位于基體的第一表面上的第一電氣或電子器件上的第一導(dǎo)電表面和通常位于基體的第二表面上的第二電氣或電子器件上的第二導(dǎo)電表面。
本發(fā)明還包括一種方法，用于制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該方法可以包括形成具有至少一個通路的基體材料，在基體的表面上覆蓋導(dǎo)電和/或?qū)嵩臐{料(它們最好在粘合劑中)，從而導(dǎo)電元和/或?qū)щ娫c粘合劑進入基體材料中的通路以從基體材料的表面去除多余的漿料，從而導(dǎo)電元素和/或?qū)щ娫嘏c粘合劑保留在通路中。粘合劑(通過有的話)可以通過適當?shù)姆绞焦袒?用熱、在室溫、用光化學(xué)輻射等等)因此。通過任何已知的方法，包括例如機械打孔或激光鉆孔，或通過在具有離散突出物結(jié)構(gòu)的模具上澆注基體材料，通路可以在基體材料中形成。
形成在基體材料中的導(dǎo)電件中的導(dǎo)電元比用于傳統(tǒng)的導(dǎo)電件中的微粒大許多。增大元素的尺寸意味著，就平均而言，傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，在任何一個通路中導(dǎo)電元的數(shù)量較少。假設(shè)一個給定的導(dǎo)電元型號和粘合劑，在較大的導(dǎo)電元之間的微粒之間的摩擦和抵觸(interference)提供了一種導(dǎo)電件，它比包含較大數(shù)量的極細微粒的傳統(tǒng)的連接器中的導(dǎo)電件更硬(例如，具有更大的模數(shù))，同時又比固體導(dǎo)電件保留了更大的柔順性。
導(dǎo)電元的回彈性使本發(fā)明的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以再用，基體中的每一個導(dǎo)電元都可以適應(yīng)電子器件上的配對的觸點的形狀和結(jié)構(gòu)的變化。但是，較大的導(dǎo)電元或固化的粘合劑/導(dǎo)電元素具有有限的橫向的自由度，并阻止在通路中的相互移過，因而形成柱狀結(jié)構(gòu)，以增加在配對觸點的表面上的擦拭作用。和具有許多小導(dǎo)電元的傳統(tǒng)的導(dǎo)電件相比，每一個通路中較大的導(dǎo)電元的較少數(shù)量提供了少量的導(dǎo)電元與導(dǎo)電元的接觸點，這降低了串聯(lián)電阻，增加了各個導(dǎo)電元和接觸位置之間的接觸壓力，而且增加了載流能力。由于界面電阻依賴于施加的力，故較大的微粒也降低了獲得低阻接觸所需的壓力。
附圖概述

圖1是一種可以和本發(fā)明的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)互連的電子器件的示意圖；圖2是本發(fā)明的連接器的截面圖，該連接器用于將第一電子器件和第二電子器件互連；圖2A是帶有通常為方形截面的通路的本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)的俯視透視圖；圖3是本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)的透視圖，該連接結(jié)構(gòu)用于將第一電子器件和第二電子器件互連；圖4是本發(fā)明的具有較大的導(dǎo)電凹槽的連接結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4A是本發(fā)明的電子組件的實施例的透視圖；圖5A是用金剛鉆加工機和電成形的金屬工具的示意圖，該工具用于模制例1的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的彈性基體；圖5B是圖5A所示的工具的突出部分的輪廓；圖6是本發(fā)明的導(dǎo)電件的截面圖；圖7A是如例1中所述的本發(fā)明的連接器的一個實施例的接觸電阻對施加壓力的曲線圖7B是如例1中所述的本發(fā)明的連接器的一個實施例的施加壓力為100psi(0.69MPa)的接觸電阻的曲線圖；圖8是本發(fā)明的導(dǎo)電件的截面示意圖；圖9是本發(fā)明的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的接觸電阻對平均微粒直徑的曲線圖；及圖10是本發(fā)明的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的接觸電阻對平均微粒直徑的曲線圖。
典型地，本發(fā)明的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)放置在具有第一組多個觸點的第一電子器件和具有第二組多個觸點的第二電子器件之間，并施加壓力，以產(chǎn)生電和/或熱互連。例如，圖1示出在其表面上具有金屬的電路線條陣列12的第一電路板10，并且該電路板10包括第一組觸點14。第二電路板20在其表面上包括金屬的電路線條陣列22，并包括第二組觸點24。如圖2-3中所示，本發(fā)明的連接器30可以用于將第一電路板10上的第一組觸點14和第二電路板20上的第二組觸點24互連。本發(fā)明的電連接器30可包括具有第一表面34和第二表面36的基體32。在這個實施例中，基體32包括至少一條(最好是多條)橫向通路40，所述通路從基體32的第一表面34延伸到其第二表面32。通路40包含導(dǎo)電元42和可選的粘合劑(圖中未示出)。當施加連接力F，以將第一電路板10壓向第二電路板20時，插入的導(dǎo)電元42相互作用，和制成基體32的材料相互作用，以及和可選的粘合劑相互地作用，以形成柱狀結(jié)構(gòu)，它在連接器30中作為導(dǎo)電件45。然后，導(dǎo)電件在電子器件上的觸點14和觸點24之間提供電和/或熱互連。電子器件上要互連的觸點可以是各種形狀。具有可和導(dǎo)電件相互作用的形狀或結(jié)構(gòu)的觸點的任何裝置都可以用作連接點。例如，金屬條、金屬線、焊料珠和它們的組合可以延伸入或附著到傳導(dǎo)電件以提供互連。如下面將更詳細地說明的，導(dǎo)電件45的硬度以及電學(xué)和j或熱學(xué)特性可以為專門的觸點形狀和互連應(yīng)用而精細地調(diào)節(jié)。例如，在第5,049,085號美國專利(授予Reylek)中指出的，通路的壁可以鍍一層金屬層，以增加傳導(dǎo)性。
典型地，通路40將在基體32中形成陣列或重復(fù)的圖案，雖然不必處處具有相等的間距。陣列中的通路40的間距可以根據(jù)打算的應(yīng)用而大大改變，雖然通路40不得最小的分隔距離更近，以當在使用中被壓縮時避免不同的通路中導(dǎo)電件之間的短路。通路40可以只形成在基體32中相應(yīng)于要互連的觸點14、24的地方。但是，典型地，通路40中的導(dǎo)電件以比配對的觸點14、24更小的間距在整個基體32上設(shè)置為規(guī)則的陣列，這免除了專門使導(dǎo)電陣列和要互連的電子線路板或器件取向的需要。
基體32中的通路40可以根據(jù)打算的應(yīng)用而具有各種幾何形狀。除了圖2的截面圖中所示的大致上為圓柱形狀之外，通路40可以具有規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。例如，圖2A示出了基體32的另一個實施例，它具有規(guī)則的通路40的陣列，通孔截面為方形。另外，可以使用諸如圓錐、角錐、半球、方形、立方體、多面體、平行六面體、它們的組合和自然存在的各種變化的截面形狀。當本發(fā)明的連接器用于如圖2中所示的間隔很近(例如隔開大約0.6mm到大約0.2mm)電極的互連時，典型地，每一條通路可以具有小于大約0.2mm的直徑，最好小于大約0.05mm，通路的中心到中心的間隔小于大約0.2mm，而不會有短路的危險。
但是，通路中導(dǎo)電件的間距和幾何形狀可以根據(jù)打算應(yīng)用而大大變化。例如，如圖4中所示，為了在某些電子器件(未示出)之間提供電氣互連，在本發(fā)明的電連接器130中，基體132中從第一表面134延伸到第二表面136的通路140可以制成凹槽狀。然后導(dǎo)電件145是導(dǎo)電槽溝道，可以用于將與第一表面134相鄰的第一器件上的觸點連接到與第二表面136相鄰的第二器件上的觸點。另外，凹槽狀的導(dǎo)電件145具有露出的導(dǎo)電區(qū)域，也可以用于沿基體132的第三表面135形成電和/或熱連接，其大致上垂直于連接器130的第一和第二表面。
例如，如圖4A中所示，第一電路板162上的電路線路160的第一陣列方以連接到第二電路板262上電路線路的第二陣列，并且第一電路板162通常垂直于第二電路板。電路線條260沿基件132的第三表面135和導(dǎo)電件145的露出的導(dǎo)電區(qū)域接觸。而電路線條160在基體132的第二表面(未示出)處接觸導(dǎo)電件。在這樣的安排下，夾緊部件270施加壓力，以沿從第一表面134到第二表面136的第一方向以及通常垂直于第三表面135的平面的第二方向使基體132和電路板162、262壓力接合。壓力接合使基體132偏移以在線條160和線條260之間提供可靠的電和/或熱互連。
通路中導(dǎo)電件的安排和形狀可以根據(jù)打算的應(yīng)用大大改變。例如，在圖2的連接器30中，導(dǎo)電件42可以是大致上為球狀微粒、薄片或例如圓形或矩形截面的金屬線的部分，它們在通路40中的頂上和旁邊中相互堆疊。在圖4的連接器130中，導(dǎo)電件142例如可以是例如大致上在通路140中頂上相互安排的較大的金屬線(在圖4中例示了各種導(dǎo)電件的形狀)。如果必需提供電或熱的連接位置，金屬線、金屬線的部分或薄的金屬帶可以在基體平面的上面和下面延伸。不管為特殊的應(yīng)用而選擇了哪種導(dǎo)電件的安排，通路中的導(dǎo)電件應(yīng)該安排和放置得在部件中相互接觸，并在第一電子器件和第二電子器件壓力接合時提供低電阻、串聯(lián)和并聯(lián)的電和/或熱互連。
在基體的表面上可以提供保護層，以保護導(dǎo)電件不被污染和腐蝕，和/或為導(dǎo)電件提供額外的機械支持。
為基體選擇的材料必需是電介質(zhì)，并且必需具有適當?shù)男再|(zhì)，以保持通路中導(dǎo)電件的形狀和硬度，從而保持可靠的的電和/或熱的互連。對于基體材料，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在裝配中對加工具有足夠的結(jié)構(gòu)完整性的熱塑性材料、熱塑性彈性材料或熱固性材料是有用的。在一些應(yīng)用中，尤其在當必需把硬的金屬觸點插入通路中以和導(dǎo)電件接觸時，基體可以由更堅硬的材料，(例如，陶瓷材料或注射模制的塑料)制成，以將觸點引入位置。如果需要附著到基體的相配的表面，則基體材料可以是熱增粘的、壓敏的、熱熔化的或環(huán)氧基樹脂基體的粘合劑，如在第5,049,085和5,275,856號美國專利中所描述的那樣。
基體材料最好是一種彈性體，諸如，例如硅聚酮、氟彈性體(fluoroelastomer)、氨基甲酸乙酯、丙烯酸鹽、丁基橡膠或乳膠。硅橡膠較好，聚乙烯硅氧烷最好。一種特別好的硅氧烷材料是在待審批和由Biernath等人共同提交的美國第08 649,504號申請中的聚硅氧烷。粘合劑最好是可在室溫固化的，以保持已模制部分的尺寸完善，但是也可以是可熱固化的。
硅彈性體可以被容易地澆注在工具和模具上以及去除，以形成多孔(perforated)基體結(jié)構(gòu)。另外，硅樹脂的高溫性能和低蠕變特性提供了穩(wěn)定性。乙烯基硅氧烷特別適用于本發(fā)明中，以提供耐熱性、形狀(mold)特性準確復(fù)制和良好的脫模特性，以便于制造。
在基體中的每一條通路中的導(dǎo)電件可以包含導(dǎo)電或?qū)嵛⒘：退鼈兊慕M合。導(dǎo)電元可以包括金屬，諸如，例如，銅、金、銀、鎳、鎢、錫、鉛、鈀、鉍、銦、鎵和它們的合金。導(dǎo)電元還可以包括金屬化的聚合物或金屬化陶瓷，諸如鋁土、硅土、玻璃、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚醚和石墨。導(dǎo)電元還可以包括非金屬的導(dǎo)熱材料，諸如鋁土、氧化鈹和氮化硼。導(dǎo)電元可以用各種形式提供，諸如，例如，微粒、金屬線、細絲、包箔的紡織絞合線(foil-wrapped textile strands)和金屬化的薄片，傳導(dǎo)可以具有各種規(guī)則和不規(guī)則的形狀，例如球、圓柱、薄片和細絲。在上述材料中，用于導(dǎo)電的金屬微粒是較好的，諸如固體鎳或銅、覆銀的鎳或銅、純銀、覆鎳的石墨、覆金的鎳和它們的混合物。本發(fā)明中使用的微粒的努氏硬度是大約20到大約7000，最好是大約50到大約3000。
用于本發(fā)明中的導(dǎo)電元最好還有具有許多凹凸不平的或尖銳、小半徑表面特性的粗糙的外表面。相信這些凹凸不平和尖銳的特性提供了“擦拭作用”，它切入電子器件連接位置處的氧化物和碎片，以提高觸點和通路中的導(dǎo)電微粒之間的電連接的質(zhì)量。
本發(fā)明中使用的導(dǎo)電元具有平均最大尺寸是從基體的第一表面到基體的第二表面，沿互連的電子器件之間的電流的方向而穿過通路的長度的至少大約5％，較好是大約10％到120％，最好是大約25％到50％。傳導(dǎo)元還具有一個平均最大尺寸是通路寬度的大約20％，較好是大約20％到大約100％，最好是通路寬度的大約50％。為了本發(fā)明的目的，可以通過現(xiàn)有技術(shù)中適當?shù)姆椒?，例如用可從Olympus買到的商品名稱為Cue-2的圖像分析器通過空氣分級和篩分而測量和計算傳導(dǎo)元的尺寸分布。
較好地，在每一個通路中有少量的，甚至單個的傳導(dǎo)元。傳導(dǎo)元可以在通路內(nèi)，也可以凸出到通路外面，以及延伸到基體表面之上。如上所述，每個通路中少量的較大的傳導(dǎo)元提供了用作“柱狀物”的傳導(dǎo)件(它具有比由大量細小的顆粒構(gòu)成的傳導(dǎo)件更大的剛性)。如果使用，這個較大導(dǎo)電元的團因為傳導(dǎo)元間的摩擦和抵觸以及至粘合劑的附著力而產(chǎn)生較高的表面壓力。由于導(dǎo)電元的尺寸接近于通路的大小，有限的橫向自由度意味著在受壓下導(dǎo)電元抵制互相移過，并產(chǎn)生較大的局部接觸壓力以突破點污染，并提供和電子器件上的接觸位置可靠的接觸。
雖然這些少量的導(dǎo)電元具有固體導(dǎo)電件的許多特性，但本發(fā)明的多傳導(dǎo)的傳導(dǎo)件的柔性足以調(diào)節(jié)，至需要互連的電子器件上配對觸點位置的不同高度。本發(fā)明的導(dǎo)電件的大多數(shù)的柔順性是由于導(dǎo)電件之間的相互作用和相對運動引起的，而不是如傳統(tǒng)的材料(具有固體導(dǎo)電件)的彎曲和傳導(dǎo)元壓縮。和由許多的細小微粒構(gòu)成的導(dǎo)電件相比，少量的傳導(dǎo)電元也提供了更象固體導(dǎo)電件特征的電氣特征，諸如低電阻和較大的載流能力。由于每一條通路中的傳導(dǎo)件可以做得如填充物所允許的那么導(dǎo)電，而不可能短路，所以通過本發(fā)明可以得到良好的導(dǎo)電性。相反，傳統(tǒng)的導(dǎo)電彈性體依賴磁的或其它取向處理以提供各向異性。這種處理常利用低的微粒密度，以防止可能短路，因此它們的導(dǎo)電能力有限。
通路中的導(dǎo)電件最好包含上述導(dǎo)電微粒和粘合劑。當使用時，粘合劑典型地提供通路體積的大約1％到50％。有用的粘合劑包括聚合體材料，例如諸如苯乙烯-丁二烯和ABC共聚物之類的橡膠樹脂。
諸如環(huán)氧樹脂和氰化物酯之類的熱固化性樹脂、諸如苯氧基化合物，聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇縮乙醛樹脂、氟硅氧烷、含氟彈性體之類的塑性樹脂。粘合劑還可以包括熱固樹脂和熱塑樹脂的混合物，諸如4,769,399號美國專利中描述的。選出的用于本發(fā)明中的粘合劑材料最好是具有彈性的，因而聚乙烯硅氧烷較好。
固化的粘合劑的特性和導(dǎo)電元的數(shù)量、尺寸和形狀可選擇，以提供具有適用于特殊應(yīng)用的模數(shù)的導(dǎo)電件。例如，典型地把導(dǎo)電件作得比基體更能抗變形以將壓力集中在導(dǎo)電件上，由此提高接觸力。如上所述，然后基體也可以做得比導(dǎo)電件更堅硬并引導(dǎo)電子器件上的進入通徑觸點。一個例子是一種具有球格柵陣列或其它需要準確地位于個導(dǎo)電件上的突出的觸點的裝置。在這種情況下，突出的觸點用作集中接觸壓力的裝置。于是本發(fā)明的連接器可以設(shè)計得在導(dǎo)電件、基體或兩者方面具有機械順從性。導(dǎo)電件在壓力下輕微的壓縮導(dǎo)電件，增加了通過結(jié)構(gòu)厚度的導(dǎo)電性。
一個通路中導(dǎo)電件的模數(shù)可以通過添加固體導(dǎo)電元，諸如，例如，用低熔解溫度的金屬部分地填充通路，并用導(dǎo)電元填充通路的剩余部分(見下面的例3和圖8)的方法來調(diào)解。低熔解溫度的金屬最好是焊料，諸如銀焊料、鉛焊料或汞合金。
本發(fā)明中的導(dǎo)電件應(yīng)具有大約1MPa到大約200MPa的模數(shù)，更好是大約2MPa到50MPa，最好是大約3MPa到大約30MPa，以保證每一個導(dǎo)電件中的導(dǎo)電元和電子器件上的接觸位置牢固接觸，并切入接觸面上的氧化物和碎片，以提高電氣連接的質(zhì)量。本發(fā)明中的基體和導(dǎo)電件的模數(shù)可以用本技術(shù)中已知的任何適當?shù)难b置測量，諸如可以用從Larson.Inc買到的商品名稱為Model Super DHT的彈簧測試儀。
在兩個元件被壓力接合的電子應(yīng)用中，本發(fā)明的連接器作為它們之間的臨時或永久的插入物尤為有用。例如，本發(fā)明可以用于電子器件的試驗和焊接，以及在器件和印刷電路板之間永久的電氣連接。如果導(dǎo)電件的陣列之間的間隔足夠小，可以在裸的集成電路芯片和它們的基片之間作直接連接。
為了用本發(fā)明的電連接器將第一電子器件上的第一觸點位置連接到第二電子器件上的第二觸點位置，將第一電子器件放置在連接器的基體的第一表面上，將第二電子器件放置在連接器的基體的第二表面上，即，將連接器放在第一觸點位置和第二接觸點位置之間(見圖2)。將第一觸點位置放得和包含導(dǎo)電件的至少一個或一組通路接觸。把第二觸點位置放置得和至少一條或一組相應(yīng)的通路接觸。然后通過任何傳統(tǒng)的方法施加壓力，諸如，例如，通過按壓使硬外殼移位，或通過彈簧負荷，以偏移或壓縮連接器的基體和導(dǎo)電件，而在第一觸點位置和第二觸點位置之間提供可靠的電氣互連。
施加的壓力依賴于打算的應(yīng)用及電子器件的型號、通路的尺寸和形狀、導(dǎo)電件的尺寸和形狀而有大大改變，但通常需要大于大約25psi(0.17MPa)的壓力，以對于大多數(shù)應(yīng)用提供具有足夠低的電阻(例如小于大約1Ω)的電氣連接。但是，所施加的壓力可在大約5psi(0.034MPa)到大約1000psi(69MPa)的范圍內(nèi)，最好是在大約50psi(0.34MPa)到大約200psi(1.38MPa)的范圍內(nèi)。
如圖9-10中所示，本發(fā)明較大的導(dǎo)電元(平均最大導(dǎo)電元的尺寸大于15μm，較好的是50μm到大約300μm，放置在長大約0.025英寸(0.064cm)和寬大約0.005英寸(0.013cm)的通路中)對于施加的大約25psi(0.17MPa)到大約200psi(1.38MPa)的壓力提供小于大約0.1Ω的電阻。
本發(fā)明的連接器可以用各種方式制作。形成基體的較好的方法是，首先用諸如金剛石車削機之類的機器在硬的塑料片材(諸如丙烯酸)中形成圖案。這種機器具有極小的公差，從而可以以細的間隔形成各種圖案陣列。然后可以用丙烯酸板制造金屬圖案，或者可以對金屬板進行金剛石車削以提供具有大的寬高比的突出物的所需圖案的工具，以產(chǎn)生具有所在很緊的公差下需形狀的通路的基體。金字塔形的圖案和得到的孔以及通路(其寬高比為2或更大)可以用金剛石車削得到。形成在工具上的薄膜的厚度由突出物的高度控制。工具還可以用激光鉆孔和在孔中澆注聚合物或金屬，在工具上形成突出物。
隨后通過澆注或施加適當?shù)木酆衔镫娊橘|(zhì)材料給金屬板上的圖案陣列中的突出物而形成基體。典型地將金屬板上的突出物弄尖，從而聚合體在突出物周圍流動，以在突出物的位置處形成孔。這一形成過程的結(jié)果是篩狀結(jié)構(gòu)，它具有從一個主表面到另一個主表面的開孔或通路。
在澆注步驟之后，固化的聚合物基體被從金屬板上取下。用導(dǎo)電元填充或覆蓋通路，以給整個結(jié)構(gòu)提供導(dǎo)電件?？梢砸愿鞣N方式形成在通路中這些導(dǎo)電件。典型地，把導(dǎo)電元和粘合劑的漿狀混合物被用刮刀式涂覆機壓入通路中。在從基體的第一和第二表面將多余的漿料去掉后，如果需要，使粘合劑固化，以在每一條通路中形成導(dǎo)電件。固化可以用任何適當?shù)姆绞?諸如加熱)，通過暴露于濕氣或輻射中。
制作基體材料的另一個方法是首先將在防粘料套(release liner)上聚合物介質(zhì)材料并使之固。然后在襯套和基體中進行激光穿孔或機械沖孔以形成通路。然后用熱和壓力施加包含導(dǎo)電元的漿料，迫使微粒進入通路。第三種方法是在適當?shù)年嚵兄性诜勒骋r套上形成導(dǎo)電件，然后用基體材料覆蓋陣列，以形成最終的連接器。
將參照下面的例子進一步描述本發(fā)明，這些例子只是用于說明而不意味著限制本發(fā)明的范圍。
例子例1根據(jù)圖5A中所示的設(shè)計來制作由金剛石加工的基片200。在4.9818英寸(12.654cm)的距離之內(nèi)形成，具有460條凹槽的第一圖案202，并且垂直于第一圖案而形成相同的凹槽圖案204，從而產(chǎn)生一十字形陰影線設(shè)計。該基片用于制作一電鍍鎳的澆注工具，它具有圖5B中所示的凸出部分(A=0.0071cm,B=0.064cm,C=0.0182cm,D=0.0275cm,α=9°55)。
將一種乙烯硅氧烷彈性印模(impression)材料通過用聚合物刮刀引到圖5B所示的工具上，所述印模材料可以從3M公司買到，商品名稱為3M#7302H。乙烯硅氧烷在室溫下固化大約10分鐘，并被從工具上剝下，形成多孔、片狀的基體，如由上述工具的尺寸所規(guī)定的，該基體的厚度為大約0.025英寸(0.064cm)，包括一個通路陣列，間距接近于0.0108英寸(0.027cm)，第一端的寬度接近于0.0072英寸(0.0183cm)，而第二端寬度是0.0028英寸(0.0071cm)。
在基體的表面上涂覆一種的漿狀混合物包括乙烯硅氧烷粘合劑溶液(它可以從通用電氣公司買到，商品名稱為GE RTV#645)，大約1PPM鉑催化劑及7wt％(根據(jù)粘合劑的量)，的氫化物膠聯(lián)劑和85wt％的(根據(jù)微粒和粘合劑總重量)Novament Lot#93-224“初粒度”鍍銀的鎳微粒。
根據(jù)制造商的不同，銀顆粒的直徑范圍從大約25到大約75微米。通過從Olympus買到的、商品名稱為Gue-2的圖像分析器測得的平均微粒直徑為53.9微米。因此，在本例中，導(dǎo)電微粒的平均微粒直徑大約是基體厚度的8％和通路寬度的50％。
使用下面的步驟測量微粒尺寸將微粒相互隔離地以單層的方式放置在載玻片上。然后將載玻片放在顯微鏡下，當?shù)玫剿鑸D像時，使用分析器確定的微粒的尺寸分布。使用自動安排程序命令，使用預(yù)置的文件運行分析器的程序。對每個樣品拍攝30張單獨的圖像，取這30張圖像的平均ferets的柱狀圖作為微粒尺寸分布。利用由圖像分析器得出的平均微粒尺寸數(shù)據(jù)。
將可從dupont公司買到的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜放在多孔基體的上面和下面，并用碾子使混合物流入基體中的通路。去除PTFE薄膜，并用玻璃板從薄片的表面壓出任何多余的混合物。然后使粘合劑在85℃下固化2分鐘，以形成連接器的成品。圖6中示出典型的導(dǎo)電件245的示意圖(不按照比例)，其中在通路240內(nèi)導(dǎo)電件245，具有導(dǎo)電元242(粘合劑未示出)。
連接器成品條被切割成接近于5.1mm×38mm×0.0635mm，并在室溫下用在Larson測量儀Model Super DHT中通過一邊施加壓力一邊記錄得出的位移來測量。得到的連接器結(jié)構(gòu)的模數(shù)是5.2MPa，延伸率為0.3％，應(yīng)力為0.75MPa。
將0.20英寸(0.051cm)長×1.5英寸(3.81cm)寬的連接器(它的通路行和觸點片成30度角)放置在兩塊硬的印刷電路板(具有50個鍍金的觸點片，間隔為0.032英寸(0.081cm))之間，用于電氣試驗。由Larson Model Super DHT彈簧測量儀施加壓力，用于室內(nèi)環(huán)境測試，而用彈簧加壓夾具施加壓力用于環(huán)境測試。
在各種得出的位移壓力下，對50個電氣觸點對測量其四線電阻。圖7A中示出在觸點壓力的范圍內(nèi)的電阻的平均值和范圍，而在圖7B中示出在100psi(0.69MPa)下所取的數(shù)據(jù)。
將薄片置于兩塊聚酰亞胺印刷電路板之間，由于不銹鋼彈簧壓在每塊電路板背面的不銹鋼彈簧條上而使兩塊電路板壓力接合。壓力在100psi(0.69MPa)下保持1800個小時，在85℃/85％的相對溫度(RH)和-55℃到+125℃熱循環(huán)下測量電阻隨時間的變化。全環(huán)境測試的結(jié)果是在85℃/85％RH下的平均電阻是大約30mΩ范圍大約為15mΩ的；而在-55℃到+125℃熱循環(huán)中，平均電阻是45mΩ范圍為60mΩ。
例2用例1中所述的步驟制造連接器。鎳質(zhì)澆注工具的截角棱錐圖案具有比實施例1中更細的間隔，生產(chǎn)的通路具有間距為0.0031英寸(0.0079cm)，長度為0.004英寸(0.0102cm)，而通路寬度有錐度，從0.0015英寸(0.0038cm)到0.002英寸(0.0053cm)。由金制成的導(dǎo)電元直徑為大約10-20微米。在這種情況下，導(dǎo)電元的平均尺寸是通路寬度的大約60％和長度的大約15％。基體和粘合劑材料以及制造及固化的方法和例1的相同。
將0.2英寸(0.51cm)×0.4英寸(1.02cm)的連接器(其中通路列和觸點片成30度角)設(shè)置在兩塊硬的印刷電路板(具有50個鍍金觸點片，間距為0.008英寸(0.0203cm))之間，用于電氣試驗。對每一個觸點，用四線方法在施加的壓力范圍中測量電阻。50個觸點的平均接觸電阻從施加壓力300psi(2.1MPa)下的0.080ohms到施加壓力100psi(0.69MPa)下的0.123ohm。
例3使用與例1中相同的鎳質(zhì)澆注工具制造連接器。通過用刀片將焊膏(ESPSolder Plus=SN63R A-A)壓入，以從一側(cè)部分地填充孔，來制造導(dǎo)電件。然后用刀片將漿料(GE RTV 645聚硅酮和直徑為170微米重量百分比為85％)(根據(jù)微粒和粘合劑的總重量)壓入通路的較大的一端。然后將薄片放置在兩塊聚酰亞胺薄片之間，放在300℃的熱板上，使焊料熔化，并固化漿料中的聚硅酮。固體焊料元從通路的小的一端填充至大約0.015英寸(0.0381em)的深度或通路長度的約60％和寬度的100％。用填充有微粒的漿料填充通路剩下的長度。圖8示出基體332中包含導(dǎo)電元342和固體焊料元350的典型導(dǎo)電件345的示意圖(不按比例)(未示出粘合劑)。
將0.20英寸(0.51cm)×1英寸(2.54cm)的連接器(其中通路和觸點片成30度角)放置在兩塊硬的印刷電路板(它們具有31個鍍金的觸點，間距為0.032英寸(0.0081cm))之間，用于電氣測試。對每一個觸點用四線法在施加的壓力的范圍中測量電阻。接觸電阻的平均值在施加壓力300psi(2.07MPa)時為0.020 Ω、在施加壓力200psi(1.38MPa)時為0.023Ω，而在施加壓力100 psi(0.69 MPa)時為0.032Ω。
例4澆注3M 7302H聚硅氧烷樹脂，所用鎳質(zhì)模子中的凹槽陣列的間距為0.0108英寸(0.0274cm)，凹槽幾何形狀上底寬為0.0072英寸(0.0183cm)，下底寬縮小為0.0028英寸(0.0071cm)，而深為0.025英寸(0.064cm)。在溝槽的頂部澆注一層額外的厚度為0.015英寸(0.0381cm)的樹脂，以從一側(cè)將其封住。在室溫下固化大約10分鐘(600sec)后，將肋型(ribbed)材料從鎳質(zhì)模子處取下。然后通過將材料壓入溝槽中的方式用導(dǎo)電漿料填充溝槽。漿料料包括GE RTV 645聚甲基硅氧烷(具有1ppm鉑催化劑)和7wt％(根據(jù)粘合劑總重量)的氫化物交聯(lián)劑，混合有85wt°。(根據(jù)粘合劑和微料的總重量)，并且Novamet“粗顆?！备采w了15％銀的鎳球(平均直徑54μm)。刮擦加肋結(jié)構(gòu)的表面以從表面去除可以在溝槽之間產(chǎn)生導(dǎo)電橋的多余的導(dǎo)電材料。然后將已填充的結(jié)構(gòu)在85℃下固化5分鐘(300 sec)。在結(jié)構(gòu)冷卻后，額外一層3M 7302H樹脂澆注到結(jié)構(gòu)的溝槽填充的一側(cè)上，以提供大約0.06英寸(0.152cm)的總厚度。該結(jié)構(gòu)橫跨溝槽切割，以制得高為0.125英寸(0.318)的連接器。這些連接器具有貫穿其厚度的長為0.125英寸(0.3175cm)的單行的隔離導(dǎo)電通路。
測量連接器的接觸電阻。通過將連接器壓在兩個測試板之間而進行測量，并對測試板上的50條線條中的每一條，對各種接觸壓力使用4探針電阻測量方法進行測量。這些線條寬0.016英寸(0.041cm)，鍍金，并且間距為0.032英寸(0.0813cm)。平均接觸電阻在施加壓力為0.25MPa時是325±128mΩ，而在施加壓力為0.5MPa時為157±44mΩ。
例5用例4中相同的步驟制造連接器，但是用的漿料包括GE RTV 645聚甲基硅氧烷(具有1ppm鉑催化劑)和7wt％的氫化物交聯(lián)劑再與85wt％(根據(jù)粘合劑和微粒的總重量)的并且平均直徑為170μm純，銀球混合。在施加壓力為0.25MPa時的平均接觸電阻為103±35mΩ，并且在0.50MPa時是74±21mΩ。和例4比較，這些數(shù)據(jù)表示對于更大的顆粒有較低的電阻。
例6通過使用和實施例4中相同的步驟制造和測試連接器，不過使用扁平線和金屬微粒的組合制造導(dǎo)電漿料。
漿料包括GE RTV 645聚甲基硅氧烷(具有1ppm鉑催化劑)和wt7％的氫化物交聯(lián)劑再與由85wt％(根據(jù)粘合劑和微粒的總重量)，平均直徑為53.9微米的覆有15wt％銀的Novamet Lot#93-224“粗顆粒”鎳微?；旌衔锵嗷旌希€有將HudsonInternational公司生產(chǎn)的編號No.58022，截面的尺寸是0.0015英寸(0.0038cm)×0.026英寸(0.0660cm)的單根扁平的無氧銅絲(其上有專利金屬敷層)置于每個凹槽中。扁平線沿每一個凹槽的整個長度走線。以和例4中相同的方式進行電氣測試。在施加壓力為1.4MPa時測得的平均電阻是25mΩ。
例7可以從通用電氣公司買到，商品名稱為GE RTV 645的乙烯基硅氧烷粘合劑溶液、1PPM鉑催化劑和接近于7wt％的氫化物交聯(lián)劑用刀敷于防粘的表面上，厚度大約0.025英寸(0.064cm)。通過將液體刮至由放置在樣品周圍的間隔物控制的高度來得到需要的厚度。以容許有良好分散性(spreadability)的最大的重量百分比(見下面的表1)分別將13微米和100微米的固體銀顆?；旌系揭后w的聚合物中。然后材料在85℃下固化2分鐘(120sec)。
用3M 7302H乙烯基硅氧烷液體制備類似的連接器樣品組，它在室溫下形成并固化10分鐘(600sec)。
得到的薄片被切割為0.185英寸(0.470cm)×0.185英寸(0.470cm)×0.025英寸(0.064cm)的樣品。在室溫下在Larson彈簧測試器Model Super DHT中通過一邊施加加壓力，一邊記錄得到的位移對樣品進行測試。下面的表1中報告的模數(shù)值是在指定的應(yīng)變處應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率。觀察到模數(shù)隨應(yīng)變增加而增加，如典型的交聯(lián)彈性體那樣。
表1
例8如例1中所述那樣制備第一連接器，面積為9.7cm2，厚0.064cm。
通過使用沒有導(dǎo)電通路的硅聚酮薄片制備尺寸相同的對比連接器。薄片由硅聚酮制成，它可以從3M買到，商品名稱為7302H。
將一種具有已知的導(dǎo)熱率的，填充有銀的硅聚酮薄片(可以從ChomericsInc.,Woburn,MA買到，商品牌號為Cho-Seal#1220)用作控制樣品。這種0.053cm厚的薄片仿佛載上直徑通常在12微米以下的小顆粒和直徑至50微米的少顆粒。
將連接器放置在熱源(1.905×1.905×5.08cm鋁塊，具有可從Vulcan Co.買到的電熱元件和散熱器(15.24×7.62×30.5cm鋁塊)之間。切割連接器以覆蓋加熱器塊大小為1.905×5.08cm的表面。溫差電偶插在加熱器塊和連接器表面附近的散熱器中。使用數(shù)字溫度計測量熱源和散熱器的溫度。加熱元件連接到DC電源(63.1V,0.43A,27.1W)。用Carver Laboratory壓力和(施加壓力為0.69,1.38和2.07Mpa)將加熱部件與連接器壓力接合，并除了只在1.38Mpa處測試的控制之外。將絕緣塊放置加熱部件和壓力機之間，并將纖維絕緣材料用于使整個系統(tǒng)和周圍絕緣。測得的導(dǎo)熱率只單獨根據(jù)絕熱傳導(dǎo)(即，所有提供的電力都轉(zhuǎn)移至并通過連接器)。導(dǎo)熱率根據(jù)在施加的壓力下測量的穩(wěn)態(tài)溫度差。導(dǎo)熱率等式k=Q·tA·ΔT]]>其中k=導(dǎo)熱率，mW/cm·℃Q=電力輸入，mWt=厚度，cmA=表面積，cm2ΔT=溫度差，℃Cho-Seal#1220填充銀的硅聚酮的導(dǎo)熱率的文獻值是6.93mW/cm℃，而測量值是6.28mw/cm℃。
例1的連接器以及沒有通路的對比的3M 7302H的測量值在下面的表2中給出。
顯示出使用導(dǎo)熱和導(dǎo)電通路比沒有通路的薄片的導(dǎo)熱率增加了兩倍。
即使按重量微粒的充填相當高并且遍及Cho-Seal材料的薄片，但Cho-Seal薄片和本發(fā)明的連接器的導(dǎo)熱率相似。根據(jù)樣品的總重量，估計Cho-Seal的微粒填充接近于70wt％，而本發(fā)明的連接器為50wt％。這指出了具有以較大顆粒填充的通路的導(dǎo)熱性效率比使用小顆粒的系統(tǒng)高。
應(yīng)該知道，這里描述的例示的實施例并不限制本發(fā)明的范圍。由于上面的描述，對熟悉本領(lǐng)域的人來說本發(fā)明的其它的修改是顯而易見的。這些描述是為了提供具體的實施例，以清楚地揭示本發(fā)明。相應(yīng)地，本發(fā)明不限于已描述的實施例或者所包含的具體元件、尺寸、材料或配置的使用。所有落在所附的權(quán)利要求的主旨和范圍內(nèi)的改變和修改都被包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1．一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)，其特征在于包括具有第一表面(34)和第二表面(36)的介質(zhì)基體(32)；至少一條通路(40)，它從所述介質(zhì)基體的所述第一表面延伸到所述介質(zhì)基體的所述第二表面；在所述通路中的導(dǎo)電件(45)，其中所述導(dǎo)電件包含至少一個導(dǎo)電元(42)，它最大的尺寸為(ⅰ)至少是所述通路長度的大約5％，以及(ⅱ)至少是所述通路寬度的約10％。
2．如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電件還包含聚合物粘合劑。
3．如權(quán)利要求2所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電件模數(shù)為大約1MPa到大約200MPa。
4．一種電子組件，其特征在于包括(a)連接器，包括具有第一表面和第二表面的薄片狀基體(32)，其中所述基體由彈性材料制成；至少一條通路(40)，從所述基體的所述第一表面延伸到所述基體的所述第二表面；在所述基體的所述至少一條通路中的導(dǎo)電件(45)，其中所述導(dǎo)電件包含粘合劑和至少一種導(dǎo)電元(42)，所述導(dǎo)電元最大尺寸為(ⅰ)是所述通路長度的大約5％到大約120％，(ⅱ)是所述通路寬度的大約10％到大約100％，其中所述導(dǎo)電部件模數(shù)在粘合劑固化后為大約1MPa到大約100MPa；以及(b)所述基體的所述第一表面(34)上的第一電子器件(10)和所述基體的所述第二表面(36)上的第二電子器件(20)；所述第一電子器件通過所述基體中的所述至少一個導(dǎo)電件和所述第二電子器件相互電氣連接。
5．如權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于還包含夾緊件，它使所述第一電子裝置和所述第二電子裝置壓力接合，以使所述基體和所述導(dǎo)電件中的至少一個發(fā)生偏移，并在所述第一電子裝置和所述第二電子裝置之間提供互連。
6．一種連接器，其特征在于包括基體(32)，具有第一表面(34)和第二表面(36)，其中所述基體由硅樹脂材料制成；多條通路(40)，從所述基體的所述第一表面延伸到所述基體的所述第二表面；所述基體中的至少一條所述通路中的導(dǎo)電件(45)，其中所述導(dǎo)電件包括導(dǎo)電元(42)、催化劑和按體積大約1％到大約50％的粘合劑，其中所述導(dǎo)電元的最大尺寸為(ⅰ)所述通路的長度的大約10％到大約50％，和，(ⅱ)所述通路寬度的大約50％，其中所述導(dǎo)電件在粘合劑的固化后的模數(shù)為大約2Mpa到大約30MPa。
7．一種使所述第一電子裝置(10)上的第一觸點位置(14)和所述第二電子裝置(20)上的第二觸點位置(24)互連的方法，其特征在于包括下述步驟(a)提供一連接器(30)，它包括具有第一表面(34)和第二表面(36)的基體(32)，其中基體由彈性材料制成；從所述基體的所述第一表面延伸到所述基體的所述第二表面的通路(40)；在所述通路中的導(dǎo)電件(45)，其中所述導(dǎo)電件包括粘合劑和導(dǎo)電元(42)，所述導(dǎo)電元的最大尺寸為(ⅰ)所述通路的長度的大約5％到大約120％，及，(ⅱ)所述通路的寬度的大約10％到100％，其中所述導(dǎo)電件在粘合劑固化后的模數(shù)為大約2Mpa到大約100MPa；(b)將所述第一觸點位置和所述連接器的所述基體的所述第一表面上的至少一條所述通路對齊；(c)將所述第二觸點位置和所述連接器的所述基體的所述第二表面上的至少一條所述通路對齊，其中所述基體的所述第二表面上的至少一條所述通路對應(yīng)于所述基體的所述第一表面上的至少一條所述通路；(d)對所述第一電子裝置和所述第二電子裝置施壓，以使所述連接器的所述基體偏移，并使所述第一觸點位置和所述第二觸點位置互連。
8．一種連接器(130)，其特征在于包括(a)基體(132)，具有在第一平面中的第一表面(134)、在通常平行于所述第一平面的第二平面中的第二表面(136)，和在通常與所述第一和第二平面垂直的第三平面中的第三表面(135)；(b)至少一條溝槽(140)，從所述第一表面延伸到所述第二表面，其中所述溝槽具有可從由所述第三表面進入的開口；(c)在所述基體中的至少一條所述溝槽中的導(dǎo)電件(145)，其中所述導(dǎo)電件包括粘合劑和至少一個導(dǎo)電元，所述導(dǎo)電元(142)的最大尺寸為(ⅰ)所述溝槽長度的大約5％到大約120％，和，(ⅱ)所述溝槽的寬度的大約10％到大約100％，其中所述導(dǎo)電件的所述模數(shù)為大約2Mpa到大約100MPa；(d)所述基體的所述第一表面上的第一電子器件和所述基體的所述第三表面上的第二電子器件，其中所述第一電子器件通過所述基體中的至少一個所述導(dǎo)電件和所述第二電子器件互連。
9．如權(quán)利要求8所述的電子組件，其特征在于還包含夾緊件，用于沿從所述第一表面到所述第二表面的第一方向和沿大致上與所述第三表面垂直的第二方向使所述基體壓力接合。
10．一種導(dǎo)電組件，其特征在于包括(a)連接器，包括薄片狀基體，具有第一表面和第二表面，其中所述基體由彈性材料制成；至少一條通路，從所述基體的所述第一表面延伸到所述基體的所述第二表面；在所述基體的至少一條所述通路中的導(dǎo)電件，其中所述導(dǎo)電件包括粘合劑和至少一個導(dǎo)電元，所述導(dǎo)電元的最大尺寸為(ⅰ)所述通路的長度的大約5％到大約120％，及，(ⅱ)所述通路寬度的大約10％到大約100％，其中所述導(dǎo)電件的模數(shù)在粘合劑固化后為大約2Mpa到大約100MPa；(b)在所述基體的所述第一表面上的熱源和所述基體的所述第二表面上的散熱器，其中所述熱源通過所述基體中的至少一個所述導(dǎo)電件與所述散熱器熱互連。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30),包括具有第一表面(34)和第二表面(36)的介質(zhì)基體(32)。至少一條通路(40)從基體的第一表面延伸到基體的第二表面。在至少一條通路中形成導(dǎo)電件(45),它包括導(dǎo)電元(42)和可選的粘合劑。導(dǎo)電元具有最大的尺寸為:(i)至少約為通路長度的5%,和,(ii)至少約為通路寬度的10%。每一條通路中導(dǎo)電元的尺寸、形狀和數(shù)量,以及粘合劑的成分都可以選擇,以對于特殊應(yīng)用提供一種具有可控制的電和/或熱導(dǎo)電性以及可控制的模數(shù)的導(dǎo)電元。
文檔編號H01R11/01GK1219292SQ97194697
公開日1999年6月9日 申請日期1997年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月17日
發(fā)明者羅伯特·S·雷利克 申請人:美國3M公司