发明名称 以微制造方法形成之接触构造
摘要 一种用以获致与接触目标电气连接的接触构造,是在半导体基底上以微制造技术制造的接触件。接触构造是由接触基底及复数个固定于接触基底上的接触件所构成。每一个接触件上有一球形接点,用以与接触目标连接。当接触件压向接触目标时,接触件产生一簧力。文中也描述各种型式的接触构造及制造方法。
申请公布号 TW469671 申请公布日期 2001.12.21
申请号 TW089114839 申请日期 2000.07.25
申请人 艾德文斯特公司 发明人 西尔德 卡瑞
分类号 H01R13/00;G01R1/02 主分类号 H01R13/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种接触构造,用以获得与接触目标的电气连接, 包括: 一接触基底;以及 一接触件,以微制造法成形在该接触基底上,该接 触件具有一水平部以及垂直地成形在水平部一端 的垂直部,以及,在水平部的一端上配置一球形接 点; 其中,当该接触件压向该接触目标时,该接触件的 该水平部产生一接触力。2.如申请专利范围第1项 的接触构造,其中该接触件进一步包括一基部,位 于该接触基底与该水平部之间,该基部为一垂直桁 ,支撑该接触件的该水平部及该垂直部。3.如申请 专利范围第1项的接触构造,其中该微制造法是使 用光学制版法。4.如申请专利范围第1项的接触构 造,其中该微制造法是使用电子束、雷射光束或电 浆束微加工机具。5.如申请专利范围第1项的接触 构造,其中该接触构造上具有一连接丝,用以建立 与外部组件的电气连接。6.如申请专利范围第1项 的接触构造,其中该接触件是由镍、铝、铜、镍钯 、铑、镍金或铱制成。7.如申请专利范围第1项的 接触构造,其中该球形接点是由玻璃球镀以钨或其 它硬金属制成。8.如申请专利范围第1项的接触构 造,其中该球形接点是由硬金属制成,例如镍、铍 、铝、铜、镍-钴-铁合金、或铁-镍合金。9.如申 请专利范围第1项的接触构造,其中该球形接点是 使用镍、铍、铝、铜、镍-钴-铁合金、或铁-镍合 金做为基材,再镀以高导电性不氧化的金属,如金 、银、镍钯、铑、镍金、或铱。10.如申请专利范 围第1项的接触构造,其中该球形接点是以焊接、 铜焊、熔接或施加导电黏着剂等方法附接于接触 件。11.一种接触构造,用以获得与接触目标的电气 连接,包括: 一接触基底,其表面上具有一凹部(槽);以及 一接触件,以微制造法成形在该接触基底上,该接 触件包括一水平部,其一端固定,另一端为自由端, 一垂直部固定于该水平部的自由端,垂直部的尖端 配置一球形接点,该固定端连接于基底,该自由端 位于该基底的之该凹部的上方; 其中,当该接触件压向该接触目标时,该水平桁的 该自由端进入该凹部,该接触件的该水平部产生一 接触力。12.如申请专利范围第11项的接触构造,其 中该接触件是由镍、铝、铜、镍钯、铑、镍金或 铱制成。13.如申请专利范围第11项的接触构造,其 中该球形接点是由玻璃球镀以钨或其它硬金属制 成。14.如申请专利范围第11项的接触构造,其中该 球形接点是由硬金属制成,例如镍、铍、铝、铜、 镍-钴-铁合金、或铁-镍合金。15.如申请专利范围 第11项的接触构造,其中该球形接点是使用镍、铍 、铝、铜、镍-钴一铁合金、或铁-镍合金做为基 材,再镀以高导电性不氧化的金属,如金、银、镍 钯、铑、镍金、或铱。16.如申请专利范围第11项 的接触构造,其中该球形接点是以焊接、铜焊、熔 接或施加导电黏着剂等方法附接于接触件。17.一 种接触构造,用以获得与接触目标的电气连接,包 括: 复数个接触件,当压向接触目标时,每一个接触件 都显现簧力,该接触件包括: 一矽基部,具有由各向异性蚀刻法所产生的斜支撑 部; 一导电层,由导电材料制成; 一绝缘层,用以绝缘该导电层与矽基部;以及 一球形接点,附接于导电的一端; 一接触基底,用以在一既定方向固定该复数个接触 件;以及 复数条连接丝,配置于该接触基底的表面,且分别 连接到该接触件,以建立该接触基底与外部电气组 件间的信号路径。18.如申请专利范围第17项的接 触构造,其中该接触基底具有槽,用以将该接触件 的该矽基部容纳于其中,以将该接触件固定在该既 定方向。19.如申请专利范围第17项的接触构造,其 中该接触基底具有一平表面供接触件以该既定方 向固定于其上,以黏着剂将该斜支撑部附接于表面 上。20.如申请专利范围第17项的接触构造,其中该 接触件是由镍、铝、铜、镍钯、铑、镍金或铱制 成。21.如申请专利范围第17项的接触构造,其中该 球形接点是由玻璃球镀以钨或其它硬金属制成。 22.如申请专利范围第17项的接触构造,其中该球形 接点是由硬金属制成,例如镍、铍、铝、铜、镍- 钴-铁合金、或铁-镍合金。23.如申请专利范围第17 项的接触构造,其中该球形接点是使用镍、铍、铝 、铜、镍-钴-铁合金、或铁-镍合金做为基材,再镀 以高导电性不氧化的金属,如金、银、镍钯、铑、 镍金、或铱。24.如申请专利范围第17项的接触构 造,其中该球形接点是以焊接、铜焊、熔接或施加 导电黏着剂等方法附接于接触件。25.一种制造接 触件的方法,其步骤包括: 在矽基底表面上成形一牺牲层; 在牺牲层上成形一由导电材料制成的导电层; 在导电层上成形一光阻层; 在光阻层上对正一光罩,并以紫外光透过光罩对光 阻层曝光,光罩中包括接触件的影像; 显影光阻层上的影像,在光阻层的表面上开孔; 以沈积法在开孔中沈积导电材料以成形接触件; 剥除光阻层; 在每一个接触件的一端附接一球形接点;以及 以蚀刻法去除牺牲层及导电层,以使接触件脱离矽 基底。26.如申请专利范围第25项之制造接触件的 方法,进一步的步骤包括在接触件上施加一中间板 ,并从矽基底及导电层上取下接触件。27.如申请专 利范围第25项之制造接触件的方法,进一步的步骤 包括在牺牲层与导电层间施加一黏着促进层,该黏 着促进层是由铬或钛制成。28.如申请专利范围第 25项之制造接触件的方法,其中的牺牲层是由二氧 化矽制成。29.如申请专利范围第25项之制造接触 件的方法,其中该接触件是由铜、镍、铝、铑、钯 或钨制成。30.如申请专利范围第25项之制造接触 件的方法,其中该球形接点是由玻璃球镀以钨或其 它硬金属制成。31.如申请专利范围第25项之制造 接触件的方法,其中该球形接点是由硬金属制成, 例如镍、铍、铝、铜、镍-钴-铁合金、或铁-镍合 金。32.如申请专利范围第25项之制造接触件的方 法,其中该球形接点是使用镍、铍、铝、铜、镍- 钴-铁合金、或铁-镍合金做为基材,再镀以高导电 性不氧化的金属,如金、银、镍钯、铑、镍金、或 铱。33.如申请专利范围第25项之制造接触件的方 法,其中该球形接点是以焊接、铜焊、熔接或施加 导电黏着剂等方法附接于接触件。34.一种制造接 触构造的方法,用以建立与接触目标的电气连接, 其步骤包括: 在矽基底表面上成形一牺牲层; 在牺牲层上成形一由导电材料制成的导电层; 在导电层上成形一光阻层; 使用光学制版法成形接触件,接触件是在矽基底的 水平方向; 在每一个接触件的一端附接一个球形接点; 将接触件从矽基底转移到中间板上; 将具有接触件的中间板放至定位,并从其上取下接 触件; 将接触件转向到既定方向; 将具有接合位置的接触基底放至定位,该接合位置 用以固定接触件;以及 将接触件置于接触基底之接合位置的既定位置上 。35.一种接触构造,用以建立与接触目标的电气连 接,包括: 一接触基底; 复数个接触件,固定于接触基底上,每一个接触件 都为桥形的形状,具有一水平部及两个用以支撑水 平部的垂直部; 一球形接点,附接每一个接触件的水平部; 其中,当接触件压向接触目标时,接触件的水平部 及垂直部产生接触力。36.如申请专利范围第35项 的接触构造,其中接触件的截面具有不对称的形状 ,以促进球形接点在与接触构造与接触目标间施加 压力之方向垂直的方向移动。37.如申请专利范围 第35项的接触构造,其中该接触件是由镍、铝、铜 、镍钯、铑、镍金或铱制成。38.如申请专利范围 第35项的接触构造,其中该球形接点是由玻璃球镀 以钨或其它硬金属制成。39.如申请专利范围第35 项的接触构造,其中该球形接点是由硬金属制成, 例如镍、铍、铝、铜、镍-钴-铁合金、或铁-镍合 金。40.如申请专利范围第35项的接触构造,其中该 球形接点是使用镍、铍、铝、铜做为基材,再镀以 高导电性不氧化的金属,如金、银、镍钯、铑、镍 金、或铱。41.如申请专利范围第35项的接触构造, 其中该球形接点是以焊接、铜焊、熔接或施加导 电黏着剂等方法附接于接触件。图式简单说明: 第一图显示基底操作装置与具有测试头之半导体 测试系统间结构关系的概图。 第二图显示半导体测试系统之测试头与基底操作 装置间连接的详细结构。 第三图显示探针卡实例的底视图,环氧树脂的环上 装置了复数条悬臂做为探针接触件。 第四图A-第四图E是第三图之探针卡的等效电路图 。 第五图显示以微制造法所制造之本发明第一实施 例之接触构造的概图。 第六图A-第六图C显示成形在基底上之本发明接触 构造的互连构造例概图。 第七图A-第七图O显示本发明第一实施例之接触构 造的制造方法实例概图。 第八图A及第八图B显示按照本发明第二实施例成 形在基底上之接触构造的概图。 第九图A-第九图I显示成形第八图A所示本发明之接 触构造之方法的实例概图。 第十图显示本发明第三实施例及具有接触目标之 半导体晶圆的剖面图。 第十一图显示第十图具有本发明之接触构造之接 触基底的底视概图。 第十二图显示本发明第三实施例之接触构造的细 部剖面正视图。 第十三图显示第十二图之接触构造的顶视图。 第十四图A-第十四图K显示制造本发明第三实施例 之接触构造之制程的剖面图。 第十五图显示本发明第三实施例之接触构造的另 一例的剖面图。 第十六图显示具有第十五图之本发明接触构造之 接触基底的底视概图。 第十七图A-第十七图D显示第十五图之接触构造第 三实施例的制程剖面图。 第十八图A-第十八图C显示本发明第四实施例的基 本构想,其中,第一实施例的接触件成形在矽基底 的平表面上,以及从其上取下供组装。 第十九图A-第十九图M显示本发明第四实施例的制 程实例。 第二十图A及第二十图B显示取、放机构的构造,以 及取及放本发明第四实施例所制造之接触件的方 法。 第二十一图A-第二十一图F显示使用本发明第四实 施例之制程所制造之接触件的形状例。 第二十二图显示本发明第五实施例的接触构造以 及具有接触目标之半导体晶圆的剖面图。 第二十三图显示具有第二十二图之本发明接触件 之接触基底的底视概图。 第二十四图A-第二十四图F显示制造本发明第五实 施例之接触构造之制程的剖面图。 第二十五图A及第二十五图B分别是本发明第五实 施例之接触件之第一种型式的顶视及正视图。 第二十六图A及第二十六图B分别是本发明第五实 施例之接触件之第二种型式的顶视及正视图。
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