專利名稱：帶有彈性封裝的一電子器件的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于電子器件的接線匣，特別地用于與帶有彈性封裝(MicroSpringTM接點(diǎn))的半導(dǎo)體相匹配。該接線匣可用于接觸從單個(gè)裝置到整個(gè)晶片的各種結(jié)構(gòu)的一裝置，并可用于該裝置的固定、接觸、測(cè)試、熔焊、以及常規(guī)運(yùn)作。
本發(fā)明的背景許多年來芯片封裝(chip scale packaging)的目標(biāo)一直是本行業(yè)中的熱點(diǎn)研究問題。一個(gè)非常有前景的技術(shù)包括將一小型彈性件固定在適當(dāng)?shù)幕咨?，并使用這些元件在運(yùn)行的裝置和其他電路之間形成接觸。
發(fā)明人KHANDROS于93年11月16日遞交的第08/152,812號(hào)已知的美國專利申請(qǐng)(95年12月19日授權(quán)USP4,576,211)及其對(duì)應(yīng)的正在審批中的于95年6月1日遞交的第08/457,479號(hào)(狀態(tài)審批中)和95年12月11日遞交的第08/570,230號(hào)(狀態(tài)審批中)已知的“分案”美國專利申請(qǐng)揭示了形成用于微電子應(yīng)用的彈性互連件的方法，該方法包括將一柔韌的細(xì)長(zhǎng)芯件(例如導(dǎo)線“桿”或“骨干”)的一個(gè)端部安裝在一電子器件上的接線端上，用具有預(yù)定組合厚度的一種或多種材料的“護(hù)套”涂覆該柔韌的芯件和接線端的相鄰表面，獲得強(qiáng)度和彈性模量以確保所得到的彈性接點(diǎn)具有預(yù)定的受力偏移的特性。芯件的典型材料包括金。涂層的典型材料包括鎳及其合金。所得到的彈性接觸件適于在兩個(gè)或多個(gè)包括半導(dǎo)體裝置的電子器件之間形成壓力連接或可拆卸的連接。
發(fā)明人KHANDROS和MATHIEU于94年11月15日遞交的已知的正在審批中的第08/340,144號(hào)美國專利申請(qǐng)及其相應(yīng)的于94年11月16遞交的PCT專利申請(qǐng)PCT/US94/13373(WO95/14314，95年5月26日公開)揭示了上述彈性接觸件的多種應(yīng)用，例如形成一插入物。該申請(qǐng)還揭示了用以在彈性接觸件的端部制作接觸襯墊(接觸末端結(jié)構(gòu))的技術(shù)。
發(fā)明人ELDRIDGE、GRUBE、KHANDROS和MATHIEU于95年5月26日遞交的已知的正在審批中的第08/452,225號(hào)美國專利申請(qǐng)及其相應(yīng)的于95年11月13遞交的PCT專利申請(qǐng)PCT/US95/14909(WO96/17278，96年6月6日公開)揭示了用以制造彈性接觸件例如組合互連件、以及用以制造接觸末端結(jié)構(gòu)和將接觸末端結(jié)構(gòu)安裝在該組合互連件的自由端(末端)的附加技術(shù)和冶金術(shù)。
發(fā)明人ELDRIDGE、GRUBE、KHANDROS和MATHIEU于95年11月15日遞交的已知的正在審批中的第08/558,332號(hào)美國專利申請(qǐng)及其相應(yīng)的于95年11月15遞交的PCT專利申請(qǐng)US95/14885揭示了用以制造彈性接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特別適于制造直接位于半導(dǎo)體裝置之上的彈性接觸件。
本發(fā)明致力于且特別適于以良好的間距形成當(dāng)今微電子裝置的相互連接。在此所使用的“良好的間距”一詞意味著微電子裝置具有以小于約5密爾、例如2.5密爾或65微米的間距設(shè)置的接線端(在本發(fā)明中是指它們的互連件)。但是本發(fā)明可用于帶有任何間距(例如毫米級(jí)或更大)的裝置，但是特別適用于小于大約15密爾(375微米)的間距。在一個(gè)有用的例子中，一裝置可安裝有以大約10密爾(250微米)的間距位于一個(gè)區(qū)域陣列中的若干彈性件陣列。一相應(yīng)的連接件具有與彈性件的接觸區(qū)域相同的間距。例如，一相應(yīng)的接線匣應(yīng)具有一相應(yīng)樣式的帶有相同間距的截獲襯墊，以接納彈性件的陣列。
在所描述的主要內(nèi)容中，此后，可插入地接納的電子器件是半導(dǎo)體裝置，它具有為細(xì)長(zhǎng)互連件的互連件，更具體說是從其表面上延伸出的彈性接觸件。在此，具有安裝在那里的彈性接觸件的半導(dǎo)體裝置被稱之為彈性的半導(dǎo)體裝置。
一彈性半導(dǎo)體裝置能夠以兩種主要方式中的一種與一個(gè)互連基底相互連接。可以永久地連接，例如通過將彈性接觸件的自由端焊接在互連基底例如一印刷電路板的相應(yīng)的接線端上。另外，也可以可逆地連接于接線端，例如簡(jiǎn)單地通過對(duì)著互連基底推壓彈性半導(dǎo)體裝置，以在接線端和彈性接觸件的接觸部分之間形成壓力連接。這樣的可逆的壓力連接可描述為用于彈性半導(dǎo)體裝置的自身插入。
能夠從與互連基底的壓力連接狀態(tài)移開一彈性半導(dǎo)體裝置的能力在替換或升級(jí)彈性半導(dǎo)體裝置的情況下非常有用，可簡(jiǎn)單地通過與彈性半導(dǎo)體裝置形成可逆的連接獲得一非常有益的目的。這對(duì)于測(cè)試彈性半導(dǎo)體裝置特別有用。這對(duì)于暫時(shí)或永久安裝在一系統(tǒng)的互連基底上也是有用的，以便(1)熔焊彈性的半導(dǎo)體裝置，或者(2)確定該彈性的半導(dǎo)體裝置是否達(dá)到其規(guī)格?？偟膩碚f，這可通過與彈性接觸件形成壓力連接來完成。這樣的接觸可以具有依靠接觸力等的可松弛的限制。本發(fā)明揭示了用以插入到彈性半導(dǎo)體裝置的多種技術(shù)。
發(fā)明人DOZIER、ELDRIDGE、GRUBE、KHANDROS和MATHIEU于95年10月18日遞交的已知的正在審批中的第08/533,385號(hào)美國專利申請(qǐng)及其相應(yīng)的于95年11月13遞交的PCT專利申請(qǐng)US95/14842揭示了具有彈性接觸件的接線匣基底，用于與一運(yùn)行的半導(dǎo)體裝置形成可逆的連接。該接線匣本身又被固定和連接于電子電路。從最為廣義的角度講，本發(fā)明致力于可視為類似，但卻是可逆的情形，即，使具有彈性接觸件的電子器件與接線匣基底形成可逆的連接。
發(fā)明人KHANDROS和PEDERSEN于97年6月15日遞交的已知的正在審批中的第08/784,862號(hào)美國專利申請(qǐng)及其對(duì)應(yīng)的于97年5月15遞交的PCT專利申請(qǐng)US97/08604揭示了用于晶片級(jí)熔焊和測(cè)試的一系統(tǒng)，其中多個(gè)相對(duì)較小的運(yùn)行的電子器件例如特別應(yīng)用的集成電路(ASICs)安裝在一相對(duì)較大的互連基底上。多個(gè)半導(dǎo)體裝置放置在被測(cè)試的晶片(WUT)上。
彈性接觸件從半導(dǎo)體裝置的表面延伸且是適于，但并不局限于此，自由地豎立的細(xì)長(zhǎng)的互連件，例如揭示在上述已知的審批中的于95年5月26日遞交的第08/452,225號(hào)美國專利及其對(duì)應(yīng)的于95年11月13日遞交的PCT專利申請(qǐng)US95/14909中的互連件。如在此的圖3B所示，多個(gè)倒置棱錐形的凹口從其表面延伸進(jìn)入到ASIC中。金屬層施加至這些凹口的側(cè)壁，與ASIC的電路元件建立電性連通。
在使用中，一ASIC和WUT被放置在一起，WUT上的彈性接觸件的末端進(jìn)入到ASIC中的凹口中，且以足夠大的力來嚙合凹口的側(cè)壁，以確?？煽康碾娦詨毫B接。如在此的圖3C所示，另外，每個(gè)ASIC都具有多個(gè)以傳統(tǒng)形式形成在其前表面上的襯墊(接線端)，以及一層絕緣材料。這樣的硅模子可被微加工成具有從其內(nèi)延伸且與接觸襯墊對(duì)齊的多個(gè)小孔，且可以設(shè)置在ASIC的前表面上。該絕緣材料層提供了與形成在ASICs中的凹口可相比較的“截獲”能力。這些專利申請(qǐng)的圖5A-5C示出形成通過ASIC的導(dǎo)電通路的技術(shù)，其中凹口(第一和第二孔部分)形成在ASIC的兩側(cè)，直到它們變得彼此相鄰。而后，設(shè)置一導(dǎo)電層(例如鎢、鈦-鎢等等)，例如通過噴涂在第一和第二孔部分中，從而得到延伸進(jìn)入到第一孔部分中的第一導(dǎo)電層部分和延伸進(jìn)入到第二孔部分中的第二導(dǎo)電層部分。當(dāng)?shù)谝缓偷诙撞糠治挥诠杌桌缫痪南喾磦?cè)上時(shí)，這將特別有意義。而后施加大量的導(dǎo)電材料(例如金、鎳等等)以連接(橋接)兩個(gè)孔部分中的導(dǎo)電層。該大量的導(dǎo)電材料適于通過電鍍來施加。
發(fā)明人ELDRIDGE、GRUBE、KHANDROS、MATHIEU、PEDERSEN和STADT于1998年6月30日遞交的已知的審批中的第09/108,163號(hào)美國專利申請(qǐng)揭示了用以與一彈性半導(dǎo)體裝置形成可逆連接的多種技術(shù)，用于熔焊該彈性的半導(dǎo)體裝置并確定該彈性的半導(dǎo)體裝置是否能夠達(dá)到其規(guī)格要求。例如，該專利申請(qǐng)的圖2示出一技術(shù)，其中對(duì)著一互連基底例如一印刷電路板(PCB)推壓該彈性的半導(dǎo)體裝置，致使彈性接觸件的末端與PCB上的相應(yīng)的多個(gè)接線端形成壓力接觸，以在此建立壓力連接。例如，該專利申請(qǐng)的圖4示出一技術(shù)，其中彈性接觸件的端部被插入到互連基底例如印刷電路板的電鍍的通孔接線端中。例如，該專利申請(qǐng)的圖5A示出一技術(shù)，其中彈性接觸件的端部與一互連基底的多個(gè)凹入的接線端中的相應(yīng)一個(gè)相接觸。該凹入的接線端形成類似電鍍的通孔，它具有圓錐形或棱錐形的上部，該棱錐形的基部位于互連基底的上表面處，且其頂點(diǎn)位于該互連基底中。該專利申請(qǐng)的圖5B示出凹入的諸接線端，每個(gè)接線端都是半球形，該半球形的基部位于互連基底的上表面處，且其頂端位于該互連基底中。該專利申請(qǐng)的圖5C示出諸凹入的接線端，該接線端具有梯形實(shí)心的上部，該梯形相對(duì)較寬的基部位于互連基底的上表面處，且其相對(duì)較窄的基部位于互連基底中。在該專利申請(qǐng)的圖5A、5B和5C的每個(gè)例子中，彈性接觸結(jié)構(gòu)的末端從最寬部進(jìn)入到凹入的接線端中，由此能夠更容易地進(jìn)入且引導(dǎo)或“截獲”帶有接線端的彈性接觸件的端部。
本發(fā)明的簡(jiǎn)要說明因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可插入地接納從一電子器件上延伸的一細(xì)長(zhǎng)互連件的技術(shù)。較佳的電子器件是半導(dǎo)體裝置。較佳的細(xì)長(zhǎng)互連件是彈性接觸件。
按照本發(fā)明的主要方面，揭示了用以可插入地接納帶有單個(gè)接線匣基底的一單個(gè)彈性的半導(dǎo)體裝置的一設(shè)備和技術(shù)(例如，參見圖5、5A、5C和5D)。參見圖5，一半導(dǎo)體裝置可定位成使細(xì)長(zhǎng)互連件與接線匣基底上的截獲襯墊相匹配。一殼體固定在該半導(dǎo)體之上以將其夾持就位，并固定于基礎(chǔ)基底。殼體中的一彈簧機(jī)構(gòu)提供將半導(dǎo)體夾持就位的張力。在一特別較佳的機(jī)構(gòu)中，類似桌子的一帶有腿部的簡(jiǎn)單殼體對(duì)著半導(dǎo)體直接被壓入到其位置中，截獲襯墊直接位于一基底例如一印刷電路板上。腿部通過基底中的通孔定位并被鎖定在位。通過熔化熱塑材料的“熱打樁”是特別較佳的。
按照本發(fā)明，接線匣基底設(shè)置有用以與從一電子器件上延伸出的一個(gè)或多個(gè)互連件形成可逆連接的“截獲襯墊”。

圖1C示出電子器件(108)的較佳實(shí)施例，電子器件(108)具有從該器件延伸出的彈性接觸件形式的一細(xì)長(zhǎng)互連件(130)。
按照本發(fā)明的另一方面，電子器件可以是具有互連件的半導(dǎo)體裝置，互連件是從半導(dǎo)體裝置上延伸出的彈性接觸件。在此將這樣的裝置稱之為“彈性的半導(dǎo)體裝置”。
按照本發(fā)明的另一方面，接線匣基底上的截獲襯墊是平坦的襯墊。該截獲襯墊可凹入到接線匣基底的表面之下。(例如參見圖2、2A和2B)凹入的截獲襯墊協(xié)助實(shí)際定位細(xì)長(zhǎng)互連件的端部。
按照本發(fā)明的另一方面，接線匣基底上的截獲襯墊是延伸進(jìn)入到接線匣基底的表面中的凹陷，包括半球形的下陷、倒置棱錐形的凹坑、以及倒置截頭的棱錐形凹坑(例如參見圖2C、2D和2E)。凹陷的接線端也協(xié)助實(shí)際“截獲”細(xì)長(zhǎng)互連件的端部。
按照本發(fā)明的另一方面，接線匣基底上的截獲襯墊是延伸通過接線匣基底的諸孔。這些孔可采用包括圓柱形孔和沙漏形孔(頂對(duì)頂?shù)怪玫睦忮F形凹坑)的許多形式。(例如參見圖2F)通孔型的接線端便于通過基底的反側(cè)連接于接線匣基底。揭示了用于在硅接線匣基底中形成對(duì)稱的和不對(duì)稱的沙漏形通孔接線端的技術(shù)。(例如參見圖4A-4I)這些技術(shù)可利用1，0，0硅的自然傾向的優(yōu)點(diǎn)，以一個(gè)角度進(jìn)行蝕刻，并且蝕刻能夠自我限制。
按照本發(fā)明的另一方面，通過位于接線匣基底的表面之上(參見圖2和圖3A)或之中(參見圖2A)的導(dǎo)電通道進(jìn)行外部裝置與接線匣基底的連接。導(dǎo)電通道允許例如在一接觸點(diǎn)和一接線端或其他電路之間選定線路。
按照本發(fā)明的另一方面，接線匣基底被一支承基底支承住，該支承基底也起到互連基底的作用(參見圖3B、3C和6A)。可借助于該支承/互連基底進(jìn)行與外部裝置的連接(參見圖3B和3C)。
按照本發(fā)明的另一方面，揭示了用于可插入地接納帶有多個(gè)接線匣基底的多個(gè)彈性的半導(dǎo)體裝置的技術(shù)(參見圖7和7A)。
按照本發(fā)明的另一方面，揭示了用于可插入地接納帶有單個(gè)較大接線匣基底的多個(gè)彈性的半導(dǎo)體裝置的技術(shù)(參見圖7B)。
按照本發(fā)明的另一方面，揭示了用于可插入地接納多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的技術(shù)，該半導(dǎo)體裝置位于測(cè)試中的一半導(dǎo)體晶片(WUT)上且?guī)в袉蝹€(gè)非常大的接線匣基底(參見圖8、8A、8B和8C)。
按照本發(fā)明的另一方面，揭示了用于可插入地接納位于一半導(dǎo)體晶片上且?guī)в幸粋€(gè)或多個(gè)接線匣基底的一系列單個(gè)或多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的技術(shù)(參見圖9)。
按照本發(fā)明的另一方面，揭示了用于制造彈性半導(dǎo)體裝置的整個(gè)工藝(參見圖10)。
從以下的說明和附圖中可更完全地理解本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn)，以及一說明性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。
附圖的簡(jiǎn)要描述現(xiàn)詳盡地參考本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其例子示出在附圖中。盡管本發(fā)明被描述在這些較佳實(shí)施例中，但應(yīng)理解到，無意將本發(fā)明的精神和范圍限制于這些具體的實(shí)施例。在此的側(cè)視圖中，為了清楚起見，側(cè)視圖中常常只有一部分為剖視，許多部分可為立體圖。在此的附圖中，為了清楚起見，某些元件的尺寸常常被放大(相對(duì)圖中的其他元件不成比例)。
圖1A是按照本發(fā)明制作一彈性接觸件的一個(gè)步驟的側(cè)剖視圖，該彈性接觸件是一組合的互連件。
圖1B是按照本發(fā)明制作圖1A所示彈性接觸件的另一步驟的側(cè)剖視圖。
圖1C是按照本發(fā)明在圖1B步驟后的一彈性接觸件的側(cè)剖視圖。
圖2是按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的平坦的截獲襯墊(接線端)相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2A是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的平坦的截獲襯墊相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2B是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的平坦的接線端相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2C是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的凹入的半球形接線端相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2D是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的凹入到棱錐形接線端相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2E是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的凹入的截頭棱錐形接線端相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖2F是示出按照本發(fā)明推動(dòng)一彈性半導(dǎo)體裝置與一互連基底的復(fù)合的沙漏形通孔接線端相接觸的一側(cè)剖視圖。
圖3A是示出按照本發(fā)明將本發(fā)明的接線匣基底連接于一外部裝置(圖未示)的側(cè)剖視圖。
圖3B是示出按照本發(fā)明將本發(fā)明的接線匣基底連接于一外部裝置(圖未示)的側(cè)剖視圖。
圖3C是示出按照本發(fā)明將本發(fā)明的接線匣基底連接于一外部裝置(圖未示)的側(cè)剖視圖。
圖4A-4F是示出按照本發(fā)明制作截獲襯墊的側(cè)剖視圖，該截獲襯墊是位于接線匣基底中的沙漏形通孔。
圖4G是按照本發(fā)明參照?qǐng)D4A-4F描述的工藝中的一個(gè)步驟的示意圖。
圖4H是按照本發(fā)明參照?qǐng)D4A-4F描述的工藝中的另一步驟的示意圖。
圖4I是按照本發(fā)明使用圖4H所示的方法制作出的一接線匣基底的側(cè)剖視圖。
圖4J是按照本發(fā)明另一接線匣基底的側(cè)剖視圖。
圖4K是示出按照本發(fā)明支承和連接于接線匣基底的側(cè)剖視圖。
圖5是按照本發(fā)明用于可插入地接納帶有一接線匣基底的一彈性半導(dǎo)體裝置的一固定組件的側(cè)剖視圖。
圖5A是按照本發(fā)明圖5所示接線匣基底的俯視圖。
圖5B是按照本發(fā)明用于參照?qǐng)D5描述的組件的一殼體構(gòu)件的立體圖。
圖5C是按照本發(fā)明用于可插入地接納帶有一接線匣基底的一彈性半導(dǎo)體裝置的另一固定組件的側(cè)剖視圖。
圖5D是按照本發(fā)明用于參照?qǐng)D5C描述的組件的一殼體構(gòu)件的立體圖。
圖6是按照本發(fā)明用于可插入地接納帶有一接線匣基底的一彈性半導(dǎo)體裝置的一固定結(jié)構(gòu)的局部示意的側(cè)剖視圖。
圖6A是示出按照本發(fā)明可插入地接納一彈性半導(dǎo)體裝置且與一外部裝置形成連接的示意圖。
圖7是示出按照本發(fā)明可插入地接納帶有多個(gè)接線匣基底的多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的側(cè)剖視圖。
圖7A是按照本發(fā)明位于一互連基底上的圖7所示的接線匣基底的俯視圖。
圖7B是按照本發(fā)明用于可插入地接納位于一互連基底上的多個(gè)彈性半導(dǎo)體模子的一單個(gè)較大接線匣基底的俯視圖。
圖8是按照本發(fā)明具有用于可插入地接納位于一半導(dǎo)體晶片上的多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的一單個(gè)非常大的接線匣基底的一互連基底組件的平面圖。
圖8A是按照本發(fā)明圖8所示組件的側(cè)剖視圖。
圖8B是按照本發(fā)明圖8所示組件的另一形式的側(cè)剖視圖。
圖8C是示出按照本發(fā)明連接于多個(gè)接線匣部位的示意圖，該多個(gè)接線匣部位位于用于可插入地接納一半導(dǎo)體晶片上的多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的一非常大的基底上。
圖9是按照本發(fā)明用于探測(cè)彈性半導(dǎo)體裝置的一組件的側(cè)剖視圖。
圖10是示出按照本發(fā)明的測(cè)試步驟的整個(gè)工藝的流程圖。
較佳實(shí)施例的描述半導(dǎo)體裝置的安裝彈性接觸件上述已知的PCT專利申請(qǐng)US95/14909文本中的附圖1C、1D和1E作為圖1A、1B和1C復(fù)制在此，它揭示了在半導(dǎo)體裝置的電子器件上制造上述組合互連類型的彈性接觸件的一典型技術(shù)。一有用的技術(shù)詳細(xì)地揭示在1998年6月30日授權(quán)的第5,772,451號(hào)美國專利“用于電子器件的接線匣和連接電子器件的方法”和1998年9月15日授權(quán)的第5,806,181號(hào)美國專利“用于組裝帶有彈性接觸件的較大基底的接觸承載體(瓷片)”。
現(xiàn)參見圖1A、1B和1C，用于制造有彈力、細(xì)長(zhǎng)、自由豎立的彈性接觸件的一典型技術(shù)給出了位于電子器件108上的組合互連件。在一具體的較佳實(shí)施例中，電子器件108可以是一半導(dǎo)體裝置。一導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層126設(shè)置在鈍化層124之上。施加光阻材料128，光阻材料128帶有在鈍化層中的開口122上方對(duì)齊的開口132。導(dǎo)線102的自由端102a連接于電子器件108的表面，而后鍍上一層或多層導(dǎo)電材料，以得到自由豎立的細(xì)長(zhǎng)的組合互連結(jié)構(gòu)的一彈性接觸件。除去光阻材料128和導(dǎo)電層126的阻擋覆蓋的部分。
示出在圖1C中的彈性接觸件130是一組合互連件，它是細(xì)長(zhǎng)的且具有安裝在電子器件108上的一基(近)端和位于其相反端的一自由(遠(yuǎn))端(尖端)。這對(duì)于與另一電子器件的接線端或其他接觸端形成壓力接觸是有用的。(見圖2、2A-2F)。
另外的彈性接觸在特定的較佳實(shí)施例中是有用的。例如，1997年11月20日公開的WO97/43654或1997年11月27日公開的WO97/44676所揭示的彈性接觸結(jié)構(gòu)是特別較佳的。這些彈性接觸件以想要的形式直接電鍍?cè)诎雽?dǎo)體裝置上，或者電鍍?cè)谥虚g的犧牲的基底上，接觸件通過犧牲的基底固定在所需的半導(dǎo)體裝置上，并去除犧牲的基底。
另一彈性接觸件在本發(fā)明中也是有用的。舉例講，可按照1998年2月26日Pederson和Khandros遞交的第09,032,473號(hào)美國專利申請(qǐng)“通過平板印刷界定的微電子接觸結(jié)構(gòu)”所揭示的內(nèi)容來制造一特別有用的接觸件。
一簡(jiǎn)單的接線匣技術(shù)圖2示出一較佳的基礎(chǔ)的接線匣技術(shù)。在該例子中，組件200具有一電子器件202，電子器件202帶有安裝在一相應(yīng)的接線端206上且從這里以彈性接觸件204的形式伸展的一個(gè)或多個(gè)互連件。一接線匣基底208具有一個(gè)或多個(gè)截獲襯墊210，如圖所示，每一襯墊都是呈位于一表面上的扁平接線端的形式。在一具體的較佳實(shí)施例中，電子器件202是一半導(dǎo)體裝置。
接線匣基底208可采用包括任何合適絕緣材料例如陶瓷或PCB的許多形式。一特別較佳的接線匣基底是硅。硅可直接用作半導(dǎo)體，也可以處理成絕緣體，并隔離所示的導(dǎo)體?；妆旧砜梢允且挥性吹陌雽?dǎo)體裝置。接線匣基底可以是一硅片，或一硅片的某部分。
向著接線匣基底208推動(dòng)該電子器件202，如箭頭212所示，以致彈性接觸件204的尖端(遠(yuǎn)端)與對(duì)應(yīng)的截獲襯墊210接合且形成電性接觸。
導(dǎo)電通道(trace)214可設(shè)置在接線匣基底208上。一導(dǎo)電通道從截獲襯墊210伸展，所以可與電子器件202上的相應(yīng)的接線端206形成電性連接。這對(duì)于借助截獲襯墊210和對(duì)電子器件202的彈性接觸件204來連接一外部裝置例如一測(cè)試器(圖未示)是特別有用的。
電子器件和接線匣基底之間的連接取決于這些器件之間的充分接觸。可從接線匣基底上移開該電子器件。不同電子器件和/或不同接線匣基底的多種或重復(fù)的組合允許各種各樣的或甚至是相同電子器件與給定接線匣基底的重復(fù)插入。這對(duì)于將半導(dǎo)體裝置安裝在完成的產(chǎn)品中特別有用，與當(dāng)今廣泛使用的用于安裝容納有一半導(dǎo)體裝置的一單元的其他接線匣幾乎一樣。
這對(duì)于半導(dǎo)體裝置的熔焊或測(cè)試也特別有用。在熔焊或測(cè)試情況中，一接線匣和支承電子器件可設(shè)計(jì)為用于固定和接觸該半導(dǎo)體裝置，以進(jìn)行所需的測(cè)試。但是在此的區(qū)別是該半導(dǎo)體裝置直接被插入，而沒有獨(dú)立的包裝。
以此方式，接線匣基底208可作為能夠與電子器件202形成可逆連接的一接線匣，電子器件202具有從其一表面上伸展提升的接觸件。以下揭示其他接線匣結(jié)構(gòu)。
在彈性接觸件204和對(duì)應(yīng)的截獲襯墊210之間形成電性連接時(shí)，如果存在某些掃動(dòng)動(dòng)作，這通常是有益的，該掃動(dòng)動(dòng)作一般是接觸件尖端橫過截獲襯墊的表面?zhèn)认蛞苿?dòng)的形式。有幫助地是它趨于移開或挖通截獲襯墊的表面上或彈性接觸件的尖端上的任何殘留物和污染物。通過選擇彈性接觸件204的合適形狀，電子器件202沿方向212(沿接線匣基底208的Z軸線)的移動(dòng)將使接觸件沿相反的Z方向變形。一彈性接觸件的形狀可使對(duì)該Z向移動(dòng)的一響應(yīng)包括有在垂直于Z軸線的XY平面中的分量的矢量運(yùn)動(dòng)。在較佳的實(shí)施例中，彈性接觸件的形狀被設(shè)計(jì)為使該XY分量沿著接觸襯墊移動(dòng)電子器件接觸件的尖端，以給出有用的掃動(dòng)動(dòng)作。當(dāng)接觸件的尖端與截獲襯墊相接觸時(shí)或之后，通過相對(duì)XY平面中的半導(dǎo)體裝置機(jī)械地移動(dòng)接線匣基底來產(chǎn)生另一掃動(dòng)動(dòng)作。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出能夠在選定的接觸件和對(duì)應(yīng)的接觸襯墊之間產(chǎn)生某種掃動(dòng)動(dòng)作的有用的彈性形狀。
導(dǎo)電通道214可連接于其他電路，例如連接于一外部電子裝置，或者連接于一接觸點(diǎn)或接線端以與一外部電子裝置相連接。其他電路可組合在接線匣基底中并連接于一導(dǎo)電通道，以通過一個(gè)或多個(gè)互連件204最終連接于該電子器件。
第二接線匣結(jié)構(gòu)圖2A示出用以與一電子器件(圖未示)的互連件222(比較204)形成連接的另一接線匣220。接線匣基底224可與接線匣基底208相似。金屬化的諸層以已知的方式形成在接線匣基底224的表面上，且包括一層或多層絕緣材料層和一層或多層金屬化的層?？砂凑諛?biāo)準(zhǔn)技術(shù)來組合這些層。在該圖示中，所示的一金屬化的層226嵌入在絕緣材料228中。另一金屬化的層是暴露和可接觸的，并形成用以連接互連件222的端部和第二接線端232的截獲襯墊230，以與外部裝置(圖未示)形成連接。使用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)，選定的一個(gè)截獲襯墊230借助于金屬化層226的選定部分和適當(dāng)?shù)膬?nèi)部連接件而電性連接于選定的一個(gè)第二接線端232?？梢灾圃於鄬拥倪B通性。以此方式，可得到復(fù)雜的線路配置。
第三接線匣結(jié)構(gòu)圖2B示出與一電子器件(圖未示)的互連件242(比較222)形成可逆連接的另一接線匣240。在該例子中，一絕緣層244施加在接線匣基底246(比較224)上且?guī)в兄T開口，截獲襯墊248通過這些開口被暴露。絕緣層中的這些開口有助于向著截獲襯墊248定位互連件242的端部，特別是當(dāng)互連件首先與截獲襯墊248對(duì)齊且大致對(duì)著襯墊248定位時(shí)。當(dāng)接線匣基底是半導(dǎo)體晶片或其部分時(shí)，絕緣層244可應(yīng)用為傳統(tǒng)的鈍化層。該絕緣層244給導(dǎo)電通道(例如圖2中的214)提供實(shí)際保護(hù)。例如，如果互連件242被不適當(dāng)?shù)囟ㄎ磺义e(cuò)過對(duì)應(yīng)的截獲襯墊248時(shí)，絕緣層244可防止信號(hào)或電能的錯(cuò)向。
第四接線匣結(jié)構(gòu)圖2C示出用以與一電子器件(圖未示)的互連件262(比較242)形成連接的另一接線匣260。在該例子中，接線匣基底264(比較246)具有凹入的、而不是平坦的截獲襯墊266(比較截獲襯墊210、230、248)。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，截獲襯墊266被壓入到接線匣基底264的表面之中，或者壓入到覆蓋在接線匣基底上的諸層的表面中(比較圖2A中的228)。所示的凹入的截獲襯墊266是半球形，它的直徑比與截獲襯墊266相接觸的互連件262的端部的直徑大，這有助于對(duì)著截獲襯墊引導(dǎo)或定位互連件的端部。
以上述的方式，導(dǎo)電通道268(比較圖2中的214)從截獲襯墊266適當(dāng)?shù)匮由熘两泳€匣基底264上的其他位置。
具有其他形狀的接線端也處在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，例如延伸進(jìn)入到接線匣基底或覆蓋接線匣基底的一層的表面中的圓柱形凹陷。在此所使用的“凹入”一詞包括圓柱形。
第五接線匣結(jié)構(gòu)圖2D示出用以與一電子器件(圖未示)的互連件282(比較262)形成可逆連接的另一接線匣280。在該例子中，接線匣基底284設(shè)置有適當(dāng)?shù)牡怪美忮F形狀的凹入的截獲襯墊286(比較266)。在一較佳的實(shí)施例中，金屬化的諸層以已知的方式形成在接線匣基底284的表面上(比較224)，且包括一層或多層絕緣材料層和一層或多層金屬化層。在該圖例中，所示的一金屬化層288(比較226)嵌入在絕緣材料290中(比較228)。另一金屬化層用以形成第一導(dǎo)電通道292(比較230)，第一導(dǎo)電通道292與各個(gè)截獲襯墊286和導(dǎo)電通道294(比較232)電性接觸，以與其他電路形成連接。選定的各第一導(dǎo)電通道292借助于嵌入的金屬化層288的選擇部分電性連接于選定的各第二導(dǎo)電通道294。
第六接線匣結(jié)構(gòu)圖2E示出用以與一電子器件(圖未示)的互連件203(比較282)形成連接的另一接線匣201。在該圖例中，接線匣基底205(比較284)設(shè)置有一凹部207，凹部207是帶有平坦底表面的倒置棱錐形。這樣的凹部207是通過遮蔽(mask)一硅片、蝕刻、且在傾斜的側(cè)壁聚合在頂點(diǎn)之前終止蝕刻來制作的(比較上述棱錐形的接線端286)。該凹部被金屬化，如金屬層209所示。這形成了一有用的截獲襯墊。一導(dǎo)電通道211(比較圖2中的214)示出在接線匣基底205上，并連接于金屬化層209(比較210)。
第七接線匣結(jié)構(gòu)在以上結(jié)合圖2A-2E所述的接線匣結(jié)構(gòu)中，接線匣的接線端和一外部裝置(圖未示)之間的連接一般是通過該接線匣基底的第一表面上(或第一表面中)的導(dǎo)電通道(或金屬化層)來完成的。該第一表面可視為接線匣基底的“頂”表面。
圖2F示出用以與一電子器件(圖未示)的諸互連件223(僅示出一個(gè)，比較203)形成可逆連接的另一接線匣221。在一具體的較佳實(shí)施例中，該接線匣基底是硅，可以全部是一硅片或一硅片的一部分。接線匣基底225(比較205)設(shè)置有諸凹部227(僅示出一個(gè)，比較207)，每個(gè)凹部227是兩個(gè)在頂端相交的倒置金字塔的形式。凹部被金屬化，如金屬層229所示(比較209)。以下結(jié)合圖4-4I詳盡描述制造這樣結(jié)構(gòu)的一方法。
在該例子中，金屬化的凹部的頂部接納互連件223的自由(末)端。與外部裝置的連接可從接線匣基底的底表面通過直接連接凹部接線端的底部來完成。一導(dǎo)電通道231可用來再次定位一接觸點(diǎn)，或者形成所需的互連。當(dāng)然，導(dǎo)電通道可設(shè)置在接線匣基底的任一側(cè)上，并可以使用一層或多層金屬化層。以此方式，能夠形成復(fù)雜的連接配置。
連接于基底圖3A示出通過接線匣基底302將一外部裝置連接于一電子裝置的一接線匣300，接線匣基底302具有用以接納一細(xì)長(zhǎng)互連件(圖未示)的端部的截獲襯墊304。比較圖2E的接線匣基底205和其相應(yīng)部分。在此，導(dǎo)電通道306將截獲襯墊金屬化層304連接在位于基底302的邊緣處的接線端308上。導(dǎo)電通道306僅是舉例說明，接線端304和308之間的連接也可以是埋置的，如圖2A和2D所示，這在本領(lǐng)域中是已知的。箭頭310示意地表示可進(jìn)行一外部裝置與接線端308之間的連接。有用的連接是眾所周知的，包括帶有相應(yīng)的接線匣、管腳(pogo pins)、導(dǎo)線連接線、引線框架等等的邊緣連接件。
圖3B示出將一外部裝置連接于接線匣基底322的接線匣組件320的一較佳實(shí)施例，接線匣基底322具有接納一細(xì)長(zhǎng)互連件(圖未示，比較203)的端部的一截獲襯墊324。在該例子中，一導(dǎo)電通道326設(shè)置在基底322上且延伸至位于基底322的邊緣處的接線端328。在該例子中，接線匣基底322被一支承基底330支承住。該支承基底可以是多種材料，較佳地為陶瓷、硅或PCB。支承基底330具有一接線端332。插座基底322的接線端328可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞嚼缫贿B接線334電性連接于支承基底330的接線端332，連接線334可使用傳統(tǒng)的導(dǎo)線焊接技術(shù)進(jìn)行連接。箭頭336示意地表示可進(jìn)行一外部裝置與接線端338之間的連接，由此連接于截獲凹槽324。
圖3C示出接線匣的另一較佳實(shí)施例，在此為接線匣340。接線匣基底342具有一截獲凹坑344，截獲凹坑344帶有用以接納一細(xì)長(zhǎng)互連件(圖未示)的端部的一個(gè)部分344a(比較227a)。在該例子中，截獲凹坑344完全延伸通過接線匣基底342且具有用以形成其他連接的一下部344b(比較227b)。在該實(shí)施例中，支承基底346具有第一接線端348、第二接線端350、以及連接兩接線端348和350的導(dǎo)電通道352。導(dǎo)電材料塊354(比較334)諸如焊料、焊料球、一塊導(dǎo)電環(huán)氧材料等等設(shè)置在接線端344的下部344b中，并從支承基底延伸以在接線匣基底342的接線端344和支承基底346的接線端348之間形成電性連接。在該例子中，箭頭356指示在一外部裝置與接線端350之間進(jìn)行的連接。
在硅片中形成通孔接線端如上述結(jié)合圖2F和3C的討論，可以提供帶有通孔類型接線端的接線匣基底(225、346)，其頂部接納一細(xì)長(zhǎng)互連件的自由端，其底部可按所需連接。
在特定的應(yīng)用中，用硅形成接線匣基底是符合需要的。在與運(yùn)作的半導(dǎo)體裝置將緊密接觸的一組件中這特別有益。這樣的裝置在使用中或者或許在測(cè)試中會(huì)變熱，連接于具有相近熱膨脹系數(shù)的材料是有益的，從而運(yùn)行的裝置和連接件保持相近的幾何關(guān)系。使一硅裝置與另一硅裝置相匹配是特別符合需要的。
圖4A-4F示出加工一結(jié)構(gòu)400以在硅基底402中形成通孔類型接線端的過程。參見PCT WO97/43656(“晶片級(jí)的熔焊和測(cè)試”)中結(jié)合該公開物的圖5A、5B和5C的討論。
圖4A示出該工藝的第一步驟。一滲氮層404施加至基底402的前表面上，基底402是一片1，0，0硅。該滲氮層帶有諸開口406。這些開口406較佳地為正方形，并具有150-250μm、例如200μm的截面尺寸(S1)。以相似的方式，一滲氮層408施加在基底402的后表面上，并帶有諸開口410。滲氮層408中的諸開口410較佳地為正方形，且具有150-250μm、例如200μm的截面尺寸(S2)。選定的若干個(gè)、且總的來說每個(gè)開口406與相應(yīng)的一個(gè)開口410直接相對(duì)。一對(duì)對(duì)齊的開口406和410將決定形成在硅基底402中的一通孔接線端的位置。
所示的開口406和410具有相同的截面尺寸(即S1＝S2)，但是如以下將討論到，這不是必需的，并且在某些應(yīng)用中不是較佳的。
在一較佳實(shí)施例中，與406和410等同的開口是矩形，而不是正方形。相對(duì)的開口可以是平行定向的矩形，或者相對(duì)的開口是正交的。簡(jiǎn)言之，當(dāng)蝕刻時(shí)，一矩形開口將產(chǎn)生一個(gè)槽結(jié)構(gòu)，而不是一個(gè)點(diǎn)。每一開口的相對(duì)尺寸不需要相同。
圖4B示出下一步驟，其中基底402在開口406和410中被蝕刻，滲氮層404和408起到遮蔽材料的作用，以防止在開口406和410之外的其他地方被蝕刻。一合適的蝕刻劑是氫氧化鉀(KOH)。1，0，0硅的一個(gè)特征是在KOH中會(huì)蝕刻成一個(gè)角度，該角度是53.7°。按照硅的晶格進(jìn)行蝕刻。因此諸如406和410的開口較佳地定向成與晶格對(duì)齊是較佳的。晶格的定向是已知的，一般是由圓形硅晶片中的一個(gè)凹口來指示。
僅從一側(cè)蝕刻得到了延伸進(jìn)入基底的該側(cè)的一棱錐形的凹坑(比較圖2D中的286)。該凹坑的尺寸被其內(nèi)發(fā)生蝕刻的開口的尺寸和定向以及1，0，0硅的蝕刻角度所控制。當(dāng)基底的表面上沒有保持暴露的硅時(shí)蝕刻將停止。簡(jiǎn)言之，以正方形開口起始，可產(chǎn)生棱錐形的凹坑。如果蝕刻沒有完成，則形成截頭的棱錐形。在用于蝕刻的開口是矩形時(shí)，將形成一個(gè)槽結(jié)構(gòu)。
在一較佳實(shí)施例中，蝕刻是從兩側(cè)進(jìn)行的，兩個(gè)棱錐形的凹坑412和414向著彼此“生長(zhǎng)”。通過保證開口具有足夠的寬度，并且基底足夠薄，這兩個(gè)棱錐形的凹坑412和414將生長(zhǎng)進(jìn)入到彼此中(重疊)，從而得到圖4B所示的“沙漏形”通孔。如果需要，凹坑可以“過度蝕刻”，致使?jié)B氮層404和408稍微懸在凹坑開口上。一旦完成蝕刻，可通過擇優(yōu)侵蝕除去滲氮層404和408。
蝕刻該沙漏則在硅基底中形成一個(gè)通路。通路廣泛使用在諸如半導(dǎo)體裝置等許多電子產(chǎn)品和多層基底中。該新通路將被制成可導(dǎo)電，就能夠以使用通路的許多已知方式來使用。
圖4C示出下一步驟，其中基底402被再滲氮，例如在基底402、包括凹坑412和414的側(cè)壁內(nèi)的全部表面上熱生成一非常薄的滲氮層416。該氮化物可部分起到使半導(dǎo)體基底與任何隨后施加的導(dǎo)電材料相絕緣的作用。
圖4D示出下一步驟，其中整個(gè)基底402被涂覆上(例如噴涂)鈦-鎢(TiW)材料的薄層418，而后涂覆較薄的金材料的晶粒層(seed layer)420。典型的尺寸和有用的方法及材料詳細(xì)地列在1998年2月26日提交的第09/032,473號(hào)美國專利“通過平板印刷界定的微電子接觸結(jié)構(gòu)”中，其全部?jī)?nèi)容引述在此，以供參考。
圖4E示出下一步驟，其中遮蔽材料層430例如光致抗蝕劑施加至基底402的兩側(cè)上且?guī)в信c凹坑412和414對(duì)齊的開口。凹坑中的晶粒層420沒有被遮蔽材料覆蓋。而后，例如通過電鍍將一層或多層導(dǎo)電材料432例如鎳設(shè)置在凹坑412和414中暴露的晶粒層420上。
圖4F示出下一(最后)步驟，其中遮蔽層430被除去(例如通過漂洗)，晶粒層418和420的未電鍍部分也被除去(例如通過選擇性的化學(xué)蝕刻)，將導(dǎo)電材料432留在其內(nèi)，并橋接兩個(gè)凹坑412和414，由此形成通過基底402的導(dǎo)電通路。這在凹坑412和414之間提供了電性連通。
圖4G示出剛剛描述過的工藝中的一中間暫時(shí)步驟。當(dāng)凹坑412和414(見圖4B)被首先蝕刻時(shí)，它們向著彼此“生長(zhǎng)”。在開口406和410(見圖4A)具有相同截面尺寸(都為“S1”)的情況下，該生長(zhǎng)的凹坑應(yīng)當(dāng)彼此對(duì)稱，一個(gè)是另一個(gè)的鏡像，如圖所示。
圖4H示出該工藝中的一中間暫時(shí)步驟(比較圖4G)，在開口406和410(見圖4A)不具有相同截面尺寸的情況下，例如開口406具有比開口410較大的截面尺寸(即，S1＞S2)。在此可觀察到兩個(gè)凹坑444和446(比較412和414)以相同的速率生長(zhǎng)進(jìn)入到基底442(比較402)中，但是凹坑446已到達(dá)其頂點(diǎn)且終止其生長(zhǎng)。凹坑444將持續(xù)生長(zhǎng)，直到蝕刻自身終止。設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)選擇基底402的厚度和開口406和410的尺寸，以獲得該蝕刻圖形，或者其他選定的蝕刻圖形。
圖4I示出一接線匣基底452(比較442)，其中該工藝以不具有相同截面尺寸的開口(比較406和410)開始，如同結(jié)合圖4H所討論的情況。在此可觀察到，凹坑454(比較444)比凹坑456(比較446)較寬且較深。示出了設(shè)置在凹坑454和456中的晶粒層(圖未示)上的導(dǎo)電材料458。
在使用中，細(xì)長(zhǎng)互連件(比較223，圖2F)的自由端能與凹坑412中的導(dǎo)電材料432相接觸，導(dǎo)電塊(比較354，圖3C)能于凹坑414中的導(dǎo)電材料432相接觸。
其他后連接技術(shù)例如以上在圖2F、3C和4E中已描述了通過接線匣基底與其后側(cè)形成連接的技術(shù)。
圖4J示出另一結(jié)構(gòu)460。在該較佳的實(shí)施例中，形成通過接線匣基底462、從其前側(cè)上的截獲接線端464至其后側(cè)的連接。所示的接線端464是凹坑類型的接線端，如同參考圖2D或3A分別描述的那些(比較286和304)。
導(dǎo)電線路片466在接線端464和傳統(tǒng)電鍍的通孔468之間延伸，通孔468延伸通過接線匣基底462。以此方式，可實(shí)現(xiàn)與接線匣基底462的后側(cè)的連接(例如連接于互連基底等等)。這樣的導(dǎo)電通道可與上述電鍍的通孔結(jié)合使用。例如，參見圖4I，并使用所示的結(jié)構(gòu)替換圖4J中的468。
圖4K示出使用具有噴鍍金屬的雙棱錐形通孔484(比較344)通過接線匣基底482(比較圖3C中的342)形成連接的另一可替代的技術(shù)480。接線匣基底482合適地包括一硅晶片。通孔484的下部484b與細(xì)長(zhǎng)互連件486的一個(gè)端部形成連接，細(xì)長(zhǎng)互連件486以圖2F所示的相同方式從互連基底488(比較346)處延伸。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，該互連件486可連接于一插入件。接線匣基底482被一個(gè)或多個(gè)支承基底加固和支承，但并不必電性連接于該支承基底。這些支承基底較佳地被電性隔離，并可用絕緣材料制造。硅或陶瓷是特別適用的。在該例子中，示出兩個(gè)支承基底490和492。
第一支承基底490被設(shè)置成緊靠接線匣基底482，且?guī)в袕闹醒由焱ㄟ^的一個(gè)孔494，孔494與通孔484對(duì)齊(例如同軸線)?？?94具有比進(jìn)入到接線匣基底482的后側(cè)處的通孔484較大的截面尺寸。使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿├珉婊┧狨⒔泳€匣基底482較佳地粘附在支承基底490上。
第二支承基底492被設(shè)置成鄰近第一支承基底490，且?guī)в袕闹醒由焱ㄟ^的一個(gè)孔496，孔496與孔494對(duì)齊(例如同軸線)?？?96具有比孔494大的截面尺寸。使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿├珉婊┧狨⒌谝恢С谢?90較佳地粘附在第二支承基底492上。孔494和496的尺寸較佳地逐漸變大，形成錐形開口。但是，只要所需的互連件可與通孔484形成電性接觸，這些尺寸不是特別嚴(yán)格。例如，具有較窄的孔496也是合乎需要的，可給該組件提供額外的強(qiáng)度或有助于定位細(xì)長(zhǎng)的互連件486。
以此方式，從互連基底488至包括接線匣基底482的截獲襯墊的通孔484的部分484a可形成電性連接。
用于單個(gè)小片(die)的熔焊固定結(jié)構(gòu)(組件)以上已描述了適合與電子器件例如半導(dǎo)體裝置上的細(xì)長(zhǎng)的接觸件形成電性連接的多種接線匣基底。現(xiàn)描述這樣的接線匣基底的一個(gè)典型的應(yīng)用。
圖5示出一組件500，組件500包括一互連和支承基底502(比較圖3B中的330)和以上參考圖3B所描述的類型的接線匣基底504(比較322)。接線匣基底504具有截獲襯墊即接線端506(比較324)，接線端506通過導(dǎo)電通道510(比較326)連接于接出接線端508(比較328)。該接出接線端508通過連接線512(比較334)連接于互連基底502上的接線端514(比較332)。可使用本領(lǐng)域中眾所周知的技術(shù)將接線端514連接于其他裝置。一個(gè)代表性的方法就是在支承基底的表面上設(shè)置導(dǎo)電通道。參見圖5A的俯視圖，接線匣基底504適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有多個(gè)接線端506。以舉例的方式示出八個(gè)。
在使用中，接線端506接納相應(yīng)的多個(gè)互連件516(比較204)的端部，互連件516例如可以是從電子器件518(比較202)例如半導(dǎo)體裝置的表面上延伸出的彈性接觸件。
組件500還包括總體呈開放盒形的一殼體(罐)520。參見圖5B，殼體520具有一頂表面522和四個(gè)側(cè)壁524、526、528和530(在圖5的剖視圖中可看到其中兩個(gè)側(cè)壁524和528)。殼體520的底部是開放的。相對(duì)的側(cè)壁524和528分別設(shè)置有片狀的腿部532和534，腿部532和534在此延伸超出殼體520的底部。殼體520的頂表面522設(shè)置有弓形部(段)536，在使用中，如圖5中的箭頭538所示，弓形部536向著電子器件518的后表面向下壓，致使互連件516的端部與接線端506相接觸。為了將殼體520夾持在互連基底502上的適當(dāng)位置中，腿部532和534的端部分別通過相應(yīng)的孔540和542插入到互連基底502中。參見圖5，腿部532和534的端部延伸超過互連基底502的底表面，且成型(卷曲、彎曲)以便被截獲在互連基底502的底表面上，以將殼體520保持在互連基底502上的適當(dāng)位置中。
組件500按照如下的方式在電子器件上例如半導(dǎo)體裝置上進(jìn)行熔焊時(shí)非常有用。將裝置518放置在接線匣基底502上，致使互連件516的端部接合接線匣基底504的接線端506。殼體520設(shè)置在半導(dǎo)體裝置518上，致使弓形部536推壓半導(dǎo)體裝置518的后表面，并且小片532和534延伸通過互連基底502中的相應(yīng)的孔540和542。電能可供給互連基底502的接線端508以接通半導(dǎo)體裝置518的電源且熔焊半導(dǎo)體裝置518。如箭頭544所示，可通過向內(nèi)擠壓(向著彼此)腿部532和534來取出殼體520，并且也可取出半導(dǎo)體裝置518。將另一裝置安裝在其位置上，并重復(fù)該過程(該殼體重新安裝在互連基底上以熔焊隨后的器件)。
用于單個(gè)器件的另一固定結(jié)構(gòu)圖5C和5D示出另一較佳的實(shí)施例。殼體550與上述的殼體520相似。殼體550總體呈開放的盒形。從圖5D中(比較圖5B)可最清楚地看出，殼體550具有一頂表面552(比較522)和四個(gè)側(cè)壁554、556、558和560(比較524、526、528和530)，在圖5C的剖視圖中可看到其中兩個(gè)側(cè)壁554和558。殼體550的底部是開放的。兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁554和558都分別設(shè)置有片狀的腿部562和564(比較532和534)，腿部562和564在此延伸且超過殼體550的底表面。
殼體550的頂表面552可通過沖壓或類似方式而形成三個(gè)細(xì)長(zhǎng)部分566、568和570。其中兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)部分566和570從頂表面522的鄰近的一個(gè)邊緣向著頂表面的相對(duì)的邊緣平行地延伸且彼此分隔開。第三細(xì)長(zhǎng)部分568從頂表面的鄰近的相對(duì)的邊緣向著頂表面的另一邊緣延伸，平行于且位于兩細(xì)長(zhǎng)部分566和570之間。每個(gè)細(xì)長(zhǎng)部分566、568和570成型為懸出的“弓”(比較536)，如箭頭574(比較538)所示，能夠下壓電子器件572(比較518)的后表面。
殼體550的腿部562和564適當(dāng)?shù)匾砸韵路绞叫纬?。參見圖5D，腿部564通過兩個(gè)分開的平行的切口576和578形成在殼體的側(cè)壁558中，切口576和578從側(cè)壁558的底邊緣基本延伸至側(cè)壁558的頂邊緣。而后將腿部564從側(cè)壁向外彎曲，而后可彎曲腿部的端部564A以使其與側(cè)壁相平行地延伸。這垂直于(90°)帶有孔的互連基底(比較502)，該孔接納細(xì)長(zhǎng)腿部564的端部。而且，如同前面的例子，腿部562和564的端部可成型(卷曲、彎曲)以便被截獲在互連基底(502)的底表面上，并使殼體550在互連基底(502)上保持就位。
在接觸結(jié)構(gòu)的有用變型中，接觸接線端直接設(shè)置在支承基底上。作為一個(gè)例子參見圖5，接線端506可直接形成在支承基底502上。在一較佳的實(shí)施例中，該接線端506是鄰近支承基底的平坦的接觸件。支承基底502可以是有機(jī)材料，例如印刷電路板。在該實(shí)施例中，不需要連接線512，接線端506可依照需要直接連接于其他電路。
在封裝殼體的有用變型中，一簡(jiǎn)單的扁平單元在四個(gè)角安裝有腿部，近似一個(gè)普通的桌子，諸腿部可以向著支承基底延伸。該支承基底本身具有可使腿部插入的相應(yīng)的孔。諸腿部具有可彎曲的、偏移的或擴(kuò)張的鎖定特征，以將該扁平單元夾持就位，來固定半導(dǎo)體裝置518，使之與接線端506相接觸。在一特別較佳的實(shí)施例中，殼體安裝有熱塑材料的腿部。半導(dǎo)體裝置518與接線端506對(duì)齊，并且該殼體被定位成在半導(dǎo)體裝置上施加一些壓力，而諸腿部穿過支承基底中的孔。而后加熱殼體的每個(gè)腿部(“熱打樁的”)，以防止腿部通過基底中的孔向后移動(dòng)的方式來熔化材料。
用于單個(gè)小片的另一結(jié)構(gòu)以上已描述了兩個(gè)固定結(jié)構(gòu)，都包含有用于可逆地將一電子器件(518、572)連接于一接線匣基底以對(duì)該電子器件進(jìn)行(熔焊或測(cè)試)操作的殼體(520、550)。也已描述了用于在接線匣基底和一外部裝置或系統(tǒng)之間形成連接的方法。
圖6示出用以夾持一電子器件602的另一技術(shù)600，電子器件602具有從其上對(duì)著接線匣基底608的接線端延伸的細(xì)長(zhǎng)互連件604。在該例子中，接線匣基底608是以上參考圖3B所述的類型。接線匣基底608(比較322)具有凹坑型的接線端606(比較324)，接線端606通過導(dǎo)電通道612(比較326)連接于接出接線端610(比較328)。該接出接線端610通過連接線614(比較334)連接在互連基底609上的接線端616(比較332)。
在該例子中，在互連基底608的表面上并非具有導(dǎo)電通道(比較339)和接線端(比較336)，并且與互連基底609的頂側(cè)沒有連接(比較336)，互連基底609設(shè)置有一組“管腳”620，管腳620從其底表面延伸且通過內(nèi)部導(dǎo)電通道622連接于接線端616。
在該例子中，不是靠一殼體(520、550)將電子器件(518、572)夾持在接線匣基底上，電子器件602通過一測(cè)試頭(或者真空吸盤)630被夾持在接線匣基底608上。
圖6A示出一技術(shù)650，代表上述可插入地接納一電子器件以進(jìn)行熔焊或測(cè)試的所有的技術(shù)。一接線匣基底652具有位于其表面上的多個(gè)“截獲”接線端604(凹坑、襯墊等等)，該接線匣基底652并以任何適當(dāng)?shù)姆绞?連接線、導(dǎo)電塊等等)安裝和連接于一互連基底656，互連基底656又以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如邊緣連接件、管腳等等)連接于一外部測(cè)試裝置或系統(tǒng)(“測(cè)試器”)658。
用于多個(gè)小片的固定結(jié)構(gòu)可插入地接納單個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的原理可容易地延伸至多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置，如下所述。
圖7和7A示出同時(shí)對(duì)多個(gè)(圖7中示出四個(gè))電子器件702進(jìn)行操作的裝置700，電子器件702是彈性的半導(dǎo)體裝置。每個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置702(比較518)都具有細(xì)長(zhǎng)的互連件，該互連件是從其一個(gè)表面上延伸出的彈性接觸件。相應(yīng)的多個(gè)(圖7A中示出八個(gè))接線匣基底704(比較504)具有諸截獲襯墊706(在每個(gè)接線匣基底中示出六個(gè))，截獲襯墊706是合適的凹坑型接線端(比較506)，能夠以上述任何方式可插入地接納細(xì)長(zhǎng)互連件的自由端。接線匣基底704以上述任何方式合適地安裝且電性連接在普通的支承/互連基底708(比較502)上。為清楚起見，沒有示出具體的連接。從互連基底708至“外部世界”的典型的連接在該例子中為多個(gè)管腳710。如箭頭712所示，彈性的半導(dǎo)體裝置702以上述任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如殼體520和550、測(cè)試頭630等等)夾持在相應(yīng)的接線匣基底704上。以此方式，多個(gè)(例如八個(gè))單獨(dú)的彈性半導(dǎo)體裝置能夠可逆地連接于外部裝置或系統(tǒng)(比較658)。
如圖7B所示，對(duì)一組單小片(電子器件)進(jìn)行操作的原理可由被互連基底708’支承且連接于互連基底708’的單個(gè)接線匣基底704’來實(shí)現(xiàn)。在該圖中，所示的位于接線匣基底704’上的八個(gè)接線匣區(qū)域被虛線分隔，且與圖7A所示的八個(gè)分離的接線匣基底704相對(duì)應(yīng)。
晶片級(jí)的系統(tǒng)以上已描述了用以可插入地接納單個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置和可插入地接納多個(gè)彈性半導(dǎo)體裝置的原理。該原理可延伸至對(duì)彈性半導(dǎo)體裝置的整個(gè)晶片進(jìn)行操作，如下所述。
圖8示出用于測(cè)試具有彈性半導(dǎo)體裝置的整個(gè)晶片(WUT)802(比較702)的一個(gè)裝置800。具有適當(dāng)?shù)慕孬@襯墊的單個(gè)接線匣基底或接線匣基底與互連基底的組合被整體量定尺寸，且?guī)в杏靡越蛹{互連件的自由端的截獲襯墊(接線端，圖未示)，在該例子中，互連件是從WUT802上的所有的半導(dǎo)體裝置上延伸出的。這能夠以各種方式來實(shí)現(xiàn)。
第一種方式是給單個(gè)的較大互連基底(比較708)設(shè)置適當(dāng)數(shù)目的單獨(dú)的接線匣基底(比較704)，以致WUT802上的每個(gè)半導(dǎo)體裝置都具有一個(gè)與其相關(guān)且接納其互連件的接線匣基底。這類似圖7所示的裝置，但它是較大的比例，而且半導(dǎo)體裝置(702)?？吭赪UT802上(即沒有獨(dú)立于WUT)。
另一方式是給單個(gè)較大的互連基底(比較708)設(shè)置適當(dāng)較少數(shù)目的接線匣基底(比較704’)，每一個(gè)接線匣基底都能夠接納從位于WUT802之上的多個(gè)(例如八個(gè))半導(dǎo)體小片(比較702)伸出的互連件。這類似圖7A所示的裝置，但它是較大的比例。
另一方式示出在圖8A中。在該例子中，可用另一硅晶片形成的單個(gè)接線匣基底804比WUT802大(例如直徑)。在WUT802的周邊之外延伸的接線匣基底804的周邊區(qū)域設(shè)置有襯墊806或類似物，用于以上述的任何方式與外部系統(tǒng)或裝置形成連接。在使用中(即當(dāng)運(yùn)行WUT之上的半導(dǎo)體裝置時(shí))，分別通過熱吸盤812和814可從WUT802和接線匣基底804上除去不想要的熱量。
另一方式示出在圖8B中，在該例子中，可用另一硅晶片形成的單個(gè)接線匣基底804’具有與WUT802大約相同的尺寸，并安裝和連接在互連基底808上，互連基底808比接線匣基底804’和WUT802都大。在接線匣基底804’的周邊之外延伸的互連基底808的周邊區(qū)域設(shè)置有襯墊806’或類似物，用于以上述的任何方式形成與外部系統(tǒng)和裝置的連接。在使用中(即，當(dāng)運(yùn)行WUT之上的半導(dǎo)體時(shí))，可分別通過熱吸盤812’和814’從WUT802和接線匣基底804’上除去不想要的熱量。
圖8C示意地示出用以布置和連接位于接線匣基底、不論是圖8A所示的接線匣基底804，還是圖8B所示的接線匣基底804’之上的各種接線匣(比較704’)的一典型的線路圖。多個(gè)接線匣822被設(shè)置成諸列(從“a”到“n”)和諸行(從“1”到“N”)。每個(gè)接線匣822對(duì)應(yīng)被測(cè)試的晶片(WUT)802之上的其中一個(gè)半導(dǎo)體裝置。對(duì)于簡(jiǎn)單地熔焊WUT802之上的多個(gè)半導(dǎo)體裝置的目的，每個(gè)接線匣都具有對(duì)應(yīng)于彈性半導(dǎo)體裝置之上的互連件的接線端(例如凹坑型接線端)一般是足夠的，需要能量來熔焊該半導(dǎo)體裝置。換言之，通常不必要與半導(dǎo)體裝置的所有互連件形成連接來熔焊它們。如圖所示，電能借助于減少數(shù)量的普通導(dǎo)線824可傳送給各個(gè)接線匣822，每根導(dǎo)線通過電阻826連接于對(duì)于的接線匣。以此方式，如果位于WUT802之上的其中一個(gè)半導(dǎo)體裝置短路，將通過該電阻隔離其余在熔焊的那些半導(dǎo)體裝置。
轉(zhuǎn)換探測(cè)卡探測(cè)卡包括一互連基底和諸細(xì)長(zhǎng)的彈性接觸件，彈性接觸件直接或間接地從那里延伸且被設(shè)置為與一半導(dǎo)體晶片上的半導(dǎo)體裝置的接線端相接觸。一測(cè)試器連接于探測(cè)卡以運(yùn)行位于晶片上的半導(dǎo)體裝置。
已知的審批中的于95年11月9日遞交的第08/554，902號(hào)美國專利申請(qǐng)及其對(duì)應(yīng)的于95年11月13日遞交的PCT專利申請(qǐng)(狀態(tài)審批中，96年5月23日公開，公開號(hào)WO96/15458)揭示了一典型的探測(cè)卡。圖9可與這些審批中的專利申請(qǐng)的圖5相比，在這些申請(qǐng)標(biāo)號(hào)為5××的元件在此總的被標(biāo)為9××。
圖9示出一探測(cè)卡組件900，組件900包括作為其主要功能構(gòu)件的探測(cè)卡902、一插入件904、以及一互連基底906，互連基底906是一空間變換器，它適于用來與從位于半導(dǎo)體晶片908之上的半導(dǎo)體裝置處延伸出的細(xì)長(zhǎng)互連件926形成可逆的相互連接。
該審批中的專利申請(qǐng)的空間變換器(518)設(shè)置有多個(gè)彈性互連件(524“探針”、“探測(cè)件”)，該互連件設(shè)置成與半導(dǎo)體晶片(508)上的半導(dǎo)體裝置上的對(duì)應(yīng)的連接襯墊(526)形成壓力連接。在本發(fā)明的探測(cè)卡組件900中，上述任何類型的一接線匣基底924以上述的任何方式適當(dāng)?shù)匕惭b且連接在互連基底918上。
在使用中，對(duì)著探測(cè)卡組件900(如箭頭925所示)推動(dòng)晶片908(反之亦然)，致使從位于半導(dǎo)體晶片908之上的一個(gè)或多個(gè)(包括全部)半導(dǎo)體裝置處延伸的細(xì)長(zhǎng)互連件926的端部與接線匣基底924上的接線端(例如凹坑型接線端)相接觸。在互連件比正被接觸的所有半導(dǎo)體裝置少的情況下，測(cè)試被接觸的半導(dǎo)體裝置之后，重新定位晶片908，致使其他半導(dǎo)體裝置被接觸(重復(fù)“觸地”)和被測(cè)試。
通過使用本發(fā)明的探測(cè)卡組件900可容易地意識(shí)到一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是可容易地控制接線匣基底924的截獲接線端的冶金過程，以使與互連件926的端部的接觸最優(yōu)化，例如金與金的接觸和有限的擦洗。
考慮到完整性，以下簡(jiǎn)要描述探測(cè)卡組件900的其他元件。
探測(cè)卡902一般是傳統(tǒng)的電路板基底，該基底具有設(shè)置在其頂表面上(如圖所示)的多個(gè)(示出其中兩個(gè))接觸區(qū)域(接線端)910。夾置體904具有一基底912。多個(gè)(示出其中兩個(gè))彈性互連件914(通過它們的近端)安裝在基底912的底表面上并從這底表面向下延伸(如圖所示)，對(duì)應(yīng)的多個(gè)(示出其中兩個(gè))彈性互連件916(通過它們的近端)安裝在基底912的頂表面上并從這頂表面向上延伸(如圖所示)?；ミB基底906包括一合適的電路化的基底918，例如一多層陶瓷基底，該基底具有設(shè)置在其下表面(如圖所示)上的多個(gè)(示出其中兩個(gè))接線端(接觸區(qū)域、襯墊)920和設(shè)置在其上表面(如圖所示)上的多個(gè)(示出其中兩個(gè))接線端(接觸區(qū)域、襯墊)922。
探測(cè)卡組件900具有用于將夾置體904和互連基底906堆疊在探測(cè)卡902上的以下的主要元件用剛性材料例如不銹鋼制造的一后安裝板930，用剛性材料例如不銹鋼制造的一致動(dòng)安裝板932，用剛性材料例如不銹鋼制造的一前安裝板934，包括一外差動(dòng)螺旋件和一內(nèi)差動(dòng)螺旋件938的多個(gè)(示出其中兩個(gè)，三個(gè)是較佳的)差動(dòng)螺旋件，一安裝環(huán)940，該安裝環(huán)較佳地用彈性材料例如磷青銅制造且具有從其延伸的彈性片(圖未示)的樣式，將安裝環(huán)940固定在前安裝板934上的多個(gè)(示出其中兩個(gè))螺釘942，互連基底906被截獲在其間，設(shè)置在安裝環(huán)940和互連基底906之間的一可選擇的間隔環(huán)944，以適應(yīng)制造公差；以及設(shè)置在差動(dòng)螺旋件的頂部(如圖所示，例如內(nèi)差動(dòng)螺旋件938的頂部)的多個(gè)(示出其中兩個(gè))支點(diǎn)球體946。
后安裝板930是設(shè)置在探測(cè)卡902的底表面(如圖所示)上的金屬板或環(huán)(圖中示為一個(gè)環(huán))。多個(gè)(示出其中一個(gè))孔948延伸通過后安裝板。
致動(dòng)安裝板932是設(shè)置在后安裝板930的底表面(如圖所示)上的金屬板或環(huán)(圖中示為一個(gè)環(huán))。多個(gè)(示出其中一個(gè))孔950延伸通過致動(dòng)安裝板。在使用中，致動(dòng)安裝板932以適當(dāng)?shù)姆绞嚼缬寐葆?清楚起見，圖中省略)固定在后安裝板930上。
前安裝板934是剛性的、較佳地為金屬環(huán)。在使用中，前安裝板934以適當(dāng)?shù)姆绞嚼缬寐葆?清楚起見，圖中省略)固定在后安裝板930上。螺釘穿過通過探測(cè)卡902的相應(yīng)的孔(清楚起見，圖中省略)，由此將探測(cè)卡902牢固地截獲在前安裝板934和后安裝板930之間。
前安裝板934具有對(duì)著探測(cè)卡902的頂表面(如圖所示)設(shè)置的一平坦的底表面(如圖所示)。前安裝板934具有由其內(nèi)邊緣952界定的一較大的中心開口，該開口的尺寸設(shè)定成允許探測(cè)卡902的多個(gè)接觸接線端910處在前安裝板934的中心開口中，如圖所示。
前面已提到，前安裝板934是具有平坦底表面(如圖所示)的環(huán)型結(jié)構(gòu)。前安裝板934的頂表面(如圖所示)是臺(tái)階形，前安裝板的外部區(qū)域比其內(nèi)部區(qū)域厚(沿豎立方向，如圖所示)。該臺(tái)階或臺(tái)肩位于虛線所示的位置(標(biāo)為954)，且其尺寸允許互連基底906離開前安裝板的外部區(qū)域而?？吭谇鞍惭b板934的內(nèi)部區(qū)域上(盡管看起來互連基底906實(shí)際停靠在支點(diǎn)球體946上)。
多個(gè)孔955(示出其中一個(gè))從前安裝板頂表面(如圖所示)延伸進(jìn)入到前安裝板934的外部區(qū)域中，并至少局部通過前安裝板934(圖中所示的這些孔僅局部延伸通過前安裝板)，從圖中可看出，這些孔用來接納對(duì)應(yīng)的多個(gè)螺釘942。對(duì)于此目的，孔955是帶螺紋的孔。這允許通過安裝環(huán)940將互連基底906固定在前安裝板上，因此對(duì)著探測(cè)卡902被推壓。
多個(gè)(示出其中一個(gè))孔958完全延伸通過前安裝板934的較薄的內(nèi)部區(qū)域，孔958與延伸通過探測(cè)卡902的多個(gè)(示出其中一個(gè))對(duì)應(yīng)的孔960對(duì)齊，孔960又與后安裝板中的孔948和致動(dòng)安裝板938中的孔950對(duì)齊。
支點(diǎn)球體946寬松地設(shè)置在對(duì)齊的孔958和960中、內(nèi)差動(dòng)螺旋件938的頂端處(如圖所示)。外差動(dòng)螺旋件936擰入到致動(dòng)安裝板932的(螺紋)孔950中，內(nèi)差動(dòng)螺旋件938擰入到外差動(dòng)螺旋件936的螺紋孔中。以此方式，在各個(gè)支點(diǎn)球體946的位置可進(jìn)行非常精確的調(diào)節(jié)。例如，外差動(dòng)螺旋件具有每英寸72個(gè)螺紋的外部螺紋，內(nèi)差動(dòng)螺旋件938具有每英寸80個(gè)螺紋的外部螺紋。這可容易且精確地調(diào)節(jié)與探測(cè)卡902相對(duì)的互連基底906的平面度。因此，無需改變探測(cè)卡902的方位就可改變接線匣基底924的位置。依靠設(shè)置在夾置體的兩表面上的彈性或順應(yīng)的接觸結(jié)構(gòu)，夾置體904確保電連接在互連基底的整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)都保持在互連基底906和探測(cè)卡902之間。
探測(cè)卡組件900是簡(jiǎn)單地通過以下方式裝配的，將夾置體放置在前安裝板934的開口952中，致使互連件914的末端接觸探測(cè)卡902的接觸接線端910，將互連基底906放置在夾置體904的頂部，致使互連件916的末端接觸互連基底906的接觸襯墊920，可選擇地將分隔件944放置在互連基底906上，將安裝環(huán)940放置在分隔件944上，并將螺釘942通過安裝環(huán)940和分隔件944插入到前安裝板934的孔955中，通過將螺釘(其中一個(gè)在局部示出為955)通過后安裝板930和探測(cè)卡902插入到前安裝板934的底表面(如圖所示)中的螺紋孔(圖未示)中，將該“子組件”安裝在探測(cè)卡902上。而后將致動(dòng)安裝板938裝配(例如用螺釘，其中一個(gè)在局部示出為956)在后安裝板930上，使支點(diǎn)球體960墜落在致動(dòng)安裝板932的孔950中，并將差動(dòng)螺旋件936和938插入到致動(dòng)安裝板932的孔950中。
總的方法以上已描述了用于接觸從電子器件(例如彈性的半導(dǎo)體裝置)上延伸出的細(xì)長(zhǎng)的互連件的技術(shù)，該電子器件包括單個(gè)的半導(dǎo)體裝置、成組的半導(dǎo)體裝置、以及半導(dǎo)體裝置的整個(gè)晶片，該技術(shù)包括通過進(jìn)行熔焊和/或測(cè)試過程來操作該半導(dǎo)體裝置。現(xiàn)描述從開始制造到最終產(chǎn)品的整個(gè)工藝流程。
圖10示出用以制造具有從其表面上延伸的彈性接觸件的半導(dǎo)體裝置的整個(gè)工藝1000的序列步驟。
在工藝流程1000的第一步驟(“晶片制造”)1002中，制造半導(dǎo)體裝置。這些半導(dǎo)體裝置制造成帶有從其一個(gè)表面上延伸出的細(xì)長(zhǎng)的彈性互連件，而不是簡(jiǎn)單地帶有傳統(tǒng)的連接襯墊，這些半導(dǎo)體裝置被稱之為“彈性的半導(dǎo)體裝置”。多個(gè)彈性的半導(dǎo)體裝置位于一半導(dǎo)體晶片之上。
在工藝流程1000的下一步驟(“晶片分類1”)1004中，制造成具有彈性半導(dǎo)體裝置的晶片被分類。這可使用傳統(tǒng)的探測(cè)方法，例如使用圖9所示的探測(cè)卡。
在工藝流程1000的下一步驟(“修正”)1006中，可選擇地修正出現(xiàn)的問題，可使用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)，例如激光修正、防熔合技術(shù)等等。
在工藝流程100的下一步驟(“晶片級(jí)熔焊”)1008中，晶片上已知的良好小片(die)被熔焊，例如可使用上述圖8所示的技術(shù)。
在工藝流程1000的下一步驟(“晶片分類2”)1010中，已在步驟1008中被熔焊的已知小片進(jìn)行功能測(cè)試和分類，例如，可通過使用上述圖9所示的技術(shù)。
在最后的步驟(圖未示)，從晶片上單獨(dú)取下熔焊的、測(cè)試/分類的小片，包裝(如果需要)貼上標(biāo)簽，存放或裝配至系統(tǒng)(圖未示)中。
以上已對(duì)本發(fā)明的裝置和使用本發(fā)明的方法以及本發(fā)明的較佳實(shí)施例作了總的描述。在上述裝置和方法的許多方面，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可意識(shí)到并可進(jìn)行多種變化和改型，這都處在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明的精神和范圍僅應(yīng)當(dāng)由以下列出的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.用于固定和電性連接一電子器件的一種組件，它包括帶有諸彈性互連件的一第一電子器件，一基底，位于基底上的一第一多個(gè)接觸襯墊，第一多個(gè)接觸襯墊中的其中一個(gè)被構(gòu)制成與第一電子器件的其中一個(gè)相應(yīng)的彈性互連件相匹配，以及將第一電子器件固定于基底上的所連接的一殼體。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于第一電子器件是一半導(dǎo)體裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于第一電子器件是一集成電路裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該基底是有機(jī)材料。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該基底是一印刷電路板。
6.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該基底是陶瓷。
7.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該基底是半導(dǎo)體材料。
8.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于接觸襯墊是基底中的一凹坑。
9.如權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于該基底是硅材料，接觸襯墊是通過各向異性的蝕刻形成在硅材料中的一凹坑。
10.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該殼體將第一電子器件固定，使第一電子器件上的彈性互連件匹配且電性連接基底上的相應(yīng)的接觸襯墊。
11.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該殼體向著基底偏置第一電子器件。
12.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該殼體定位第一電子器件，使第一電子器件上的彈性互連件與基底上的相應(yīng)的接觸襯墊對(duì)齊。
13.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于還包括安裝于一單個(gè)基礎(chǔ)基底上的多個(gè)這樣的組件。
14.如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于該基礎(chǔ)基底是一印刷電路板，該印刷電路板具有多個(gè)第一多個(gè)接觸襯墊、相應(yīng)的多個(gè)殼體、以及對(duì)著相應(yīng)的接觸襯墊固定的相應(yīng)的多個(gè)第一電子器件。
15.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于還包括一第二電子器件，一第二多個(gè)接觸襯墊，多個(gè)接觸襯墊中的其中一個(gè)被構(gòu)制成與第二電子器件的其中一個(gè)相應(yīng)的彈性互連件相匹配，以及將第一和第二電子器件固定于基底的所連接的一殼體。
16.在一電子器件和一基底上的一接觸襯墊之間建立電性連接的一種方法，該方法包括提供帶有彈性互連件的一第一電子器件，提供一基底，將諸接觸襯墊設(shè)置在基底上，一接觸襯墊被構(gòu)制成與第一電子器件的其中一個(gè)相應(yīng)的彈性互連件相匹配。定位一殼體，使第一電子器件固定于基底。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于第一電子器件是一半導(dǎo)體裝置。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于第一電子器件是一集成電路裝置。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于該基底是一印刷電路板。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于該基底是有機(jī)材料，或者是半導(dǎo)體材料或陶瓷。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于該接觸襯墊是一凹坑。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括通過各向異性地蝕刻硅材料以形成一凹坑，從而在硅材料中形成接觸襯墊。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括該殼體固定第一電子器件，使第一電子器件上的彈性的互連件匹配且電性連接基底上的相應(yīng)的接觸襯墊。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于接觸襯墊是基底中的凹坑，該方法還包括將彈性的互連件定位在基底中的相應(yīng)的凹坑中。
25.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括向著基底偏置第一電子器件。
26.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括該殼體定位第一電子器件，使第一電子器件上的彈性互連件與基底上的相應(yīng)的接觸襯墊相對(duì)齊。
27.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括將多個(gè)這樣的組件安裝在單個(gè)基礎(chǔ)基底上。
28.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括將多個(gè)第一電子器件固定于基底上，以致電性連接相應(yīng)的接觸襯墊。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于該基礎(chǔ)基底是印刷電路板，該印刷電路板具有多個(gè)第一多個(gè)接觸襯墊、相應(yīng)的多個(gè)殼體、以及對(duì)著相應(yīng)的接觸襯墊固定的相應(yīng)的多個(gè)第一電子器件。
30.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括提供一第二電子器件，提供一第二多個(gè)接觸襯墊，第二多個(gè)接觸襯墊中的其中一個(gè)被構(gòu)制成與第二電子器件的其中一個(gè)相應(yīng)的彈性互連件相匹配，以及連接一殼體，以將第一和第二電子器件固定在基底上。
全文摘要
提供用于可插入地接納細(xì)長(zhǎng)互連件例如從諸如半導(dǎo)體裝置等電子器件上延伸出的彈性接觸件的產(chǎn)品和組件。設(shè)置帶有截獲襯墊的接線匣基底,截獲襯墊用來接納從電子器件上延伸出的細(xì)長(zhǎng)互連件的端部。揭示了各種各樣的截獲襯墊結(jié)構(gòu)。一固定裝置例如一殼體將電子器件牢固地定位在接線匣基底上。借助于鄰近接線匣基底的表面的導(dǎo)電通道形成與外部裝置的連接。該接線匣基底可被一支承基底支承住。在一具體的較佳實(shí)施例中,截獲襯墊直接形成在一基礎(chǔ)基底例如一印刷電路板上。
文檔編號(hào)H01L21/56GK1307793SQ99807970
公開日2001年8月8日 申請(qǐng)日期1999年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者D·V·佩德森, B·N·埃爾德里奇, I·Y·坎達(dá)斯 申請(qǐng)人:佛姆法克特股份有限公司