发明名称 弹性微接触元件及其制造方法
摘要 一种弹性微接触元件及其制造方法,该弹性微接触元件系以微机电技术所制成,该弹性微接触元件包含有:一弹簧体,具导电性,并具有预定之拉伸预度,该弹簧体可界定出一第一端及一背向该第一端之第二端,且位于该第一端之弹簧体侧边上,形成有至少一与外界固接之接点;一针体,具导电性,系以其一端与该弹簧体之第二端缘连接,另一端则直立位于该第一端外;该针尖体,呈锥状,具导电性,系以其底面与位于弹簧体第一端外之针体自由端连接;藉此当该针尖体受外力所压抵时,会连动该针体拉动该弹簧体之第二端,使该弹簧体产生拉伸之变形。
申请公布号 TWI261672 申请公布日期 2006.09.11
申请号 TW094107948 申请日期 2005.03.15
申请人 旺矽科技股份有限公司 发明人 陈志忠
分类号 G01R1/06 主分类号 G01R1/06
代理机构 代理人 刘緖伦 台中市南屯区永春东一路549号3楼
主权项 1.一种弹性微接触元件,包含有:一弹簧体,具导电性,并具有预定之拉伸预度,该弹簧体可界定出一第一端及一背向该第一端之第二端,且位于该第一端之弹簧体侧边上,形成有至少一与外界固接之接点;一针体,具导电性,系以其一端与该弹簧体之第二端缘连接,另一端则直立位于该第一端外;一针尖体,具导电性,系以其底面与位于弹簧体第一端外之针体自由端连接;藉此当该针尖体受外力所压抵时,会连动该针体拉动该弹簧体之第二端,使该弹簧体产生拉伸之变形。2.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该弹簧体由一组以上之单螺旋状弹性体组成。3.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中系由微机电制程所一体制成。4.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该弹簧体系由一组以上之板片所弯折而成。5.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该针体系位在该弹簧体内。6.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该针体系位在该弹簧体外。7.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该针体一端形成有一连接部;该弹簧体为一组以上之簧片所组成,系以其一端依序连接于该连接部上,且该各簧片系依序呈反向弯折之状态,使该一组以上之簧片中有数组簧片弯向该针体之一侧,而其余数组簧片则弯向该针体之另一相对侧上,且弯向同侧之各二簧片自由端上并设有一接合垫,作为与外界固接之接点。8.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该弹性微接触元件系置入于一基版之凹槽中。9.依据申请专利范围第8项所述之弹性微接触元件,其中该弹性微接触元件系置入于一基版之凹槽中,且可以多层凹槽结构,使该针体可以错位摆置,使针尖之相互距离得以进一步缩短。10.依据申请专利范围第8项所述之弹性微接触元件,其中该弹性微接触元件系置入于一基版之凹槽中,且其基版之凹槽之侧壁更包覆一介电材料与一接地之导电材料,可提供良好之讯号遮蔽效果。11.依据申请专利范围第1项所述之弹性微接触元件,其中该弹性微接触元件系置入于一套筒之内。12.依据申请专利范围第11项所述之弹性微接触元件,其中该弹性微接触元件系置入于一套筒之内,且其套筒外更包覆一介电材料与一接地之导电材料,可提供良好之讯号遮蔽效果。13.一种弹性微接触元件之制造方法,其步骤包含有:取一具备电路之基版;于该基版上布设一具备图形化开口之遮蔽层;于该基版上方沈积一导电层;于遮蔽层之图形化开口中形成一牺牲层;去除遮蔽层连带移除其上方之导电层,并于原本遮蔽层之位置中沈积一结构金属层;将该牺牲层与结构金属层同时研磨整平;重覆布设遮蔽层至沈积结构金属层之步骤;以于预定位置由结构金属层堆叠出所需之弹簧体及针体之结构;将针体与一已于一基版上成形出之针尖体之结构接合;除去牺牲层、导电层及针尖体与基版之间的黏着材料。14.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电层之方式为蒸镀制程。15.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电层之方式为溅镀制程。16.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电层之方式为电镀制程。17.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成牺牲层之方式为电铸。18.依据申请专利范围第17项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成牺牲层之材质为一至多种之金属材质。19.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成牺牲层之方式为涂布方式。20.依据申请专利范围第19项所述弹性微接触元件之制造方法,其中牺牲层之材质为高分子材料。21.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成牺牲层之方式为化学气相沈积方式。22.依据申请专利范围第21项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成牺牲层之材质为金属氧化物材质。23.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成结构金属层之方式为电铸制程。24.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成结构金属层之方式为蒸镀方式。25.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成结构金属层之方式为溅镀方式。26.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中形成结构金属层之材质可为具备良好导电性之一至多种金属材质。27.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中遮蔽层为光阻材料,可以习知之半导体制程光刻技术图形化。28.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该弹性微接触元件系置入于一套筒中,且该套筒系由与该结构金属层相同材质所同时堆叠制作而成。29.依据申请专利范围第13项所述弹性微接触元件之制造方法,其中针尖体可由精密机械加工方式制作,并被暂时固定于一基版上,再进一步以组装方式与针体结构接合。30.依据申请专利范围第13所述弹性微接触元件之制造方法,其中于基版上成形出针尖体之步骤包含有:取一表面不具备导电性之基版;于该基版上布设一遮罩层;于该基版顶层之遮罩层上,以习知之半导体制程光刻技术,布设一具备开口之遮蔽层;去除位在开口中之遮罩层;去除遮蔽层,并于开口中以非等向性蚀刻方式蚀刻基版,以在基版中形成出一具备针尖体样态之缺口;去除遮罩层;于该基版之顶层沈积一导电材料;于该导电材料上以习知之半导体制程光刻技术布设一具备开口之遮蔽层,且该开口系正对于该缺口之上方;于该缺口上沈积一强化薄膜;于该缺口中电铸一结构金属层,并将其表面研磨整平;于该结构金属层上方沈积一接着材料层;去除遮蔽层,即可得一已在基版上成形之针尖体。31.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层为氮化矽材料。32.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层为二氧化矽材料。33.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层为高分子材料。34.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层为光阻材料。35.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该基版为单晶矽基版。36.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该导电材料为钛金属。37.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该导电材料为具备良好导电性与良好附着性之金属材料。38.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层为可作为焊接材料之金属,如金、锡、锡铅合金、锡银、锡铋合金等。39.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层之沈积方式可为电镀。40.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层之沈积方式可为蒸镀。41.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层之沈积方式可为溅镀。42.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层可为氮化矽薄膜。43.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩层可为氧化矽薄膜。44.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中系以低压化学气象沈积方式(LPCVD)于该基版上沈积该遮罩层。45.依据申请专利范围第30项所述弹性微接触元件之制造方法,其中系以反应式离子蚀刻方式(RIE)去除位在开口中之遮罩层。46.一种弹性微接触元件之制造方法,其系连同一套筒一并制成而与一电子基版接合,其制造方法如下:取一已于顶面形成出一锥状缺口之基版,并在该基版顶面上沈积一导电材料;于该缺口上沈积一强化薄膜;布设一具备开口之遮蔽层;于该基版上电铸一牺牲层;去除遮蔽层;于该缺口上方电铸一结构金属层;并将该结构金属层与该牺牲层同时加以研磨整平;重覆布设具备开口之遮蔽层步骤至电铸结构金属层之步骤后,并搭配遮罩沈积一接着材料层;由接着材料层与一电子基版接合;去除牺牲层;蚀刻导电材料,以将具有锥状缺口之基版去除。47.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层为可作为焊接材料之金属,如金、锡、锡铅合金、锡银、锡铋合金等。48.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料层之沈积方式可为电镀。49.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料之沈积方式可为蒸镀。50.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该接着材料之沈积方式可为溅镀。51.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该基版上之该锥状缺口可以精密机械加工方式挖凿形成。52.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该基版上之该锥状缺口可以化学蚀刻方式形成。53.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该基版上之该锥状缺口可以模具在基版上热压形成。54.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电材料之方式为蒸镀制程。55.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电材料之方式为溅镀制程。56.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积导电材料之方式为电镀制程。57.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积该强化薄膜方式为溅镀制程。58.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积该强化薄膜方式为蒸镀制程。59.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中沈积该强化薄膜之制程可搭配一遮罩于缺口上方局部沈积。60.依据申请专利范围第59项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩为一具有图形化通孔之平版。61.依据申请专利范围第46项所述弹性微接触元件之制造方法,其中该遮罩为一具有图形化通孔之平版。图式简单说明:第一图系一种习知弹簧针之剖视图。第二a图系一种习知弹簧针之侧视图。第二b图至第二c图系一种习知弹簧针之受力示意图;其主要系显示不同宽高比弹簧针之受力状态。第三图系本发明第一较佳实施例之侧视图。第四图系第三图所示实施例之组装示意图。第五图系第三图所示实施例之组装完成图。第六图系第三图所示实施例之受力示意图。第七图系第三图所示实施例之另一组装态样。第八a图至第八h图系本发明第二较佳实施例之制造流程示意图。第九a图至第九l图系本发明第三较佳实施例之制造流程示意图。第十a图至第十j图系本发明第四较佳实施例之制造流程示意图。第十一a图至第十一c图系本发明第五较佳实施例之制造流示意图。第十二图系本发明第六较佳实施例结构示意图。第十三图至第十五图系本发明其它实施态样之结构示意图。第十六图系本发明第七较佳实施例之立体结构示意图。第十七图系第十六图之组装示意图。第十八图系第十七图之受力状态示意图。第十九图系本发明第八较佳实施例之受力示意图。第二十图至第二十一图系本发明其它实施态样之示意图。第二十二图系本发明组装态样之示意图。
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