專利名稱：成形彈簧以及制造和使用成形彈簧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合電子元件之間的有效連接的互連(接觸)件。
一般而言，電子元件之間的互連或接觸件可以分成至少兩個(gè)主要種類“相對持久”和“易于拆卸”。
“相對持久”的接觸件的一個(gè)示例是一電線束。一旦通過將互連件結(jié)合到每個(gè)電子元件以使兩個(gè)電子構(gòu)件相互連接，必須使用一松開過程來分離元件。諸如集成電路芯片或小片與芯片或組件的內(nèi)部導(dǎo)線(或?qū)Ь€框架觸頭的諸內(nèi)端)之間的一電線束互連件通常采用一“相對持久”的互連件。
“易于拆卸”的互連件的一個(gè)示例是一個(gè)電子元件的諸剛性插頭之間的互連件，該電子元件被另一個(gè)電子元件的彈性插座元件接納，例如，一彈簧加載式LGA插座或一零嵌入力插座。第二種“易于拆卸”的互連件是自身具有彈性或類似彈簧或安裝在一彈簧或彈性介質(zhì)中或上的互連件。該種互連件的一個(gè)示例是諸如提交于1999年11月2日、題為“使探測插件板組件的探測元件的尖端平面化的方法”的普通轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,974,662(FFI-P06)所述的探測插件板構(gòu)件的鎢針或微型彈簧觸點(diǎn)。探測插件板構(gòu)件的互連件通常在裝有互連件的電子元件與第二電子元件(例如測試中的半導(dǎo)體裝置)的端子之間實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的壓力連接。
關(guān)于彈簧互連件，通常期望以極小的接觸力來實(shí)現(xiàn)對電子元件(例如，對電子元件的端子)的可靠壓力接觸。例如，期望以約15克的接觸(加載)力(包括每個(gè)端子2克或2克以下和150克或150克以上)來實(shí)現(xiàn)對電子元件的一端子的可靠電氣壓力連接。
與彈簧互連件有關(guān)的第二個(gè)因素是互連件使電子元件的端子壓力連接的部分的形狀和冶金性質(zhì)。關(guān)于作為彈簧互連件的鎢針，例如，受到元件(即鎢)的冶金性質(zhì)限制了接觸端，隨著鎢針的直徑逐漸變小，在接觸端處控制或建立期望的形狀將相應(yīng)地變得更加困難。
在某些情況下，互連件自身沒有彈性，而是由彈性膜支承。彈性膜探針示范了這種情況，其中將多個(gè)微型凸起設(shè)置在彈性膜上。此外，制造該接觸件所需的技術(shù)限制了對于接觸件的接觸部分的形狀和冶金性質(zhì)的設(shè)計(jì)選擇。
提交于1993年11月16日的普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.08/152,812(現(xiàn)在是提交于1995年12月19日的美國專利No.5,476,211)(FFI-P01)揭示了用于制造彈簧互連件的方法。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，這些對于微電子應(yīng)用尤其有用的彈簧互連件涉及將柔性細(xì)長元件的一端(例如，電線“主干”或“骨架”，有時(shí)是“芯部”)安裝到電子元件上的一端子，并且在柔性元件和端子的鄰近表面涂覆一種或多種材料的“外殼”。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以選擇柔性件和外殼材料的厚度、屈服強(qiáng)度和彈性模量的組合，以使由此產(chǎn)生的彈簧互連件提供令人滿意的強(qiáng)制偏轉(zhuǎn)特征。用于芯部的示范性材料包括金。用于覆層的示范性材料包括鎳及其合金。由此產(chǎn)生的彈簧互連件適合用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)電子元件(包括半導(dǎo)體裝置)之間的壓力或可拆卸互連。
隨著電子元件逐漸變小，電子元件上的諸端子之間的間距逐漸變小(節(jié)距逐漸變細(xì))，制造適于使電子元件的諸端子電氣連接的互連逐漸變得更加困難。提交于1997年2月18日、題為“微電子接觸結(jié)構(gòu)和制造該結(jié)構(gòu)的方法”的共同待批和普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.08/802,054(FFI-P34)(本文將援引其全部內(nèi)容作為參考)和公布于1997年11月27日的對應(yīng)的PCT申請WO97/44676揭示了一種通過平版印刷技術(shù)來制造彈簧互連件的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該申請揭示了在犧牲性的基片上形成彈簧互連件(包括一為懸臂梁的彈簧互連件)，然后將互連件傳送并安裝到電子元件上的端子。在該揭示中，通過蝕刻技術(shù)使彈簧互連件形成在基片本身中。在題為“微電子彈簧接觸件”的共同待批、普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.08/852,152(FFI-P35)中，通過以下方法在一基片(包括一為電子元件的基片)上形成彈簧互連件，即通過沉積多個(gè)遮蔽層并使其形成圖案以構(gòu)成一與彈簧互連件的形狀對應(yīng)的開口，在由形成圖案的遮蔽層構(gòu)成的開口中沉積導(dǎo)電材料，以及去除遮蔽層以形成獨(dú)立式彈簧互連件。
題為“微電子接觸結(jié)構(gòu)和制造該結(jié)構(gòu)的方法”的共同待批和普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.09/023,859敘述了一種具有一底端部分(柱構(gòu)件)、一本體部分(梁構(gòu)件)和一接觸端部分(尖端構(gòu)件)的互連件，以及單獨(dú)形成每個(gè)部分并根據(jù)需要將柱部分共同連接在電子元件上的方法。
授予Smith等人的美國專利No.5,613,861(及其對應(yīng)的分案美國專利No.5,848,685)揭示了形成在一基片上的由照相平版印刷形成圖案的彈簧互連件，該彈簧互連件具有一由諸如鉻鉬合金或鎳鋯合金之類的彈性(例如彈性體)材料制成的本體，該本體具有內(nèi)在的應(yīng)力梯度。當(dāng)本體的一端脫離基片時(shí)，應(yīng)力梯度使該端部彎曲離開基片呈弧形。
為了獲得期望的本體形狀，Smith等人必須限定美國專利No.5,613,861所述的互連件的厚度。對互連件的厚度的限定限制了互連件的彈簧常數(shù)k(k隨著厚度的增加而增加)，尤其是在當(dāng)前技術(shù)水平的互連件陣列中，減少單個(gè)互連陣列的尺寸(例如，長度和寬度)，以適應(yīng)接觸墊或端子密度的相應(yīng)增加。彈簧常數(shù)的減少通常會(huì)減少施加于彈性互連件用于某一偏轉(zhuǎn)x(k＝F/x)的載荷或力F的數(shù)量。因而，該種互連件通常至多承受一適度的接觸力，該接觸力不足以實(shí)現(xiàn)對電子元件的可靠壓力接觸。
需要一種彈性互連件和提高互連件彈性的方法，尤其是適合目前的小間距電氣連接并且可用于未來技術(shù)的互連件。還需要改進(jìn)的彈性互連件的制造方法，尤其是可重復(fù)的、一致且廉價(jià)的方法。
本發(fā)明的互連件的一部分可以連接在諸如電子元件之類的基片上，并且在基片處與一信號電氣連通?；ミB件可以采用多種構(gòu)造，以便在互連兩個(gè)電子元件時(shí)彈性變形。一個(gè)較佳的實(shí)施例是一種懸臂構(gòu)造，其中互連件的自由端可用于電氣連接，例如探測另一個(gè)電子元件的接觸墊或端子或電氣連接兩個(gè)電子元件。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，將互連件的第一元件材料和第二元件材料設(shè)置成一種構(gòu)造，以使第二元件材料位于第一元件材料上方，并且使第一體積大于第二體積。在該情況下，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的第二體積導(dǎo)致互連件沿其長度的某些部分變形。在互連件采用基片上的一懸臂構(gòu)造的示例中，體積轉(zhuǎn)變在一個(gè)實(shí)施例中會(huì)導(dǎo)致互連件的自由端變形離開(即偏斜)其自由端朝連接基部彎曲的基片，從而提供一突伸的互連件。例如，通過一止動(dòng)件可以限制互連可以偏離基片的距離，以便在某種情況下，為基片上(或基片上方)的多個(gè)互連件可以建立一致的偏斜距離。一旦互連件的形狀變形，可以保持或去除第二元件材料，以分別獲得雙材料或單材料的互連件。
通過提供一經(jīng)歷性質(zhì)轉(zhuǎn)變的材料制成的互連件以使互連件變形，從而可以簡化基片上的互連件的制造，超過現(xiàn)有技術(shù)的方法。雙材料或單材料互連件還可作為最終互連結(jié)構(gòu)的前身或核心，通過結(jié)合另外的材料或?qū)?例如彈性層)以形成最終結(jié)構(gòu)，從而形成互連件。
還揭示了一種電子組件。在一個(gè)實(shí)施例中，電子組件包括一基片，該基片具有多個(gè)在基片上可接近的接觸接點(diǎn)和多個(gè)獨(dú)立式彈性互連件，這些互連件以一種方式連接于基片，以使一互連件的一連接件或一基部電氣接觸一相應(yīng)的諸接觸接點(diǎn)中的一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸接點(diǎn)是基片上或基片中的信號線。在一個(gè)方面中，互連件包括一適于連接到一基片的第一元件材料和一連接到第一元件材料的第二元件材料。第一元件材料和第二元件材料之一包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變互連件的形狀。一個(gè)示例是第一和/或第二元件材料具有可使材料的一第一體積適于轉(zhuǎn)變?yōu)橐徊煌牡诙w積的性質(zhì)。
還揭示了一種方法。方法包括形成一連接到一基片的互連件，并且包括一第一元件材料和一第二元件材料；在一端處將互連件釋放離開基片；以及轉(zhuǎn)變第一元件材料和第二元件材料之一的一性質(zhì)，以使互連件變形。性質(zhì)轉(zhuǎn)變的一個(gè)示例是第一元件材料和第二元件材料之一的體積從一第一體積轉(zhuǎn)變到一第二、不同的體積。在一個(gè)實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)變步驟之前或之后，釋放互連件的一端。
在一個(gè)方面中，互連件可采用多種構(gòu)造，例如互連件的自由端可用于電氣連接的一懸臂，以便探測或電氣連接一電子組件。第二元件材料可位于第一元件材料的上方，因而在一個(gè)實(shí)施例中，體積轉(zhuǎn)變致使諸如第二體積小于第一體積。在懸臂互連件的情況下，互連件的自由端在轉(zhuǎn)變時(shí)變形，以使觸點(diǎn)的自由端離開基片。在轉(zhuǎn)變之后，可去除第二元件材料，以形成一單材料的互連件。后一種操作對于或多或少地在將保持改進(jìn)的形狀的狀態(tài)中的剩余材料來說特別有用。
通過本發(fā)明的方法形成的互連件可以單獨(dú)使用或作為最終互連結(jié)構(gòu)的前身。在一個(gè)實(shí)施例中，方法包括在轉(zhuǎn)變步驟之后，使基片上方的遮蔽材料形成圖案，以致具有一暴露互連件表面的開口；以及將一第三元件材料(例如一彈性材料)涂覆在互連件的暴露表面上，以增加互連件的彈簧常數(shù)。一種適當(dāng)?shù)恼诒尾牧鲜强梢玫交砻嫔系碾娪究刮g材料。使用電泳抗蝕材料作為遮蔽材料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在不破壞(例如損壞)基片上的互連件或元件的情況下將其均勻引用到該表面上方。
借助壓力可以將包括新型接觸件的產(chǎn)品固定于一第二電子元件，如在用于測試晶片的夾緊裝置或探測裝置中。與將ICs安裝于系統(tǒng)板的傳統(tǒng)方法幾乎一樣，還可通過焊接更持久地固定產(chǎn)品。
根據(jù)本文的附圖和詳細(xì)說明可以清楚另外的特征、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。
以該種方式，本發(fā)明敘述了一種互連件，該互連件具有超過現(xiàn)有技術(shù)的互連件的改進(jìn)特征，從而提高了在目前和未來的小尺寸應(yīng)用中使用本發(fā)明的互連件的適用性，這些應(yīng)用包括在電子元件之間提供導(dǎo)電路徑，例如在接觸和/或測試一電子元件的接觸墊或端子之中。
以下討論敘述了兩種互連材料中的至少一種的轉(zhuǎn)變(例如體積轉(zhuǎn)變)，以使互連件的形狀變形(例如更改)。根據(jù)兩種材料結(jié)構(gòu)中的至少一種，其中一第二材料位于一第一材料的上方，可能會(huì)發(fā)生幾種轉(zhuǎn)變情況。這些情況包括但不限于經(jīng)歷體積轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小體積的一第二元件材料；經(jīng)歷體積轉(zhuǎn)變成較大體積的一第一元件材料；各自經(jīng)歷體積轉(zhuǎn)變以使互連件變形的一第一元件材料和一第二元件材料(還可能有附加材料)；以及具有不同應(yīng)力性質(zhì)的、通過諸如熱處理使互連件的形狀變形的兩種材料。一般而言，在本技術(shù)領(lǐng)域中可以理解金屬材料在溫度變化下的特性，本發(fā)明利用該特性以簡化的方式設(shè)計(jì)具有改進(jìn)的彈性和彈簧常數(shù)的互連件。
在以下的實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)碾娮釉ǖ幌抻谝挥性窗雽?dǎo)體裝置；一存儲(chǔ)芯片；半導(dǎo)體晶片的一部分，包括由諸如硅(Si)或砷化鎵(GaAs)等任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體晶片或小片；一陶瓷基片；一有機(jī)基片；一印刷電路板(PCB)；一有機(jī)膜；一聚酰亞胺片材；一空間變壓器(space transformer)；一探測插件板；一芯片載體；一產(chǎn)品互連插座；一測試插座；一犧牲構(gòu)件；包括但不限于陶瓷和塑料組件和芯片載體的一半導(dǎo)體組件；和連接件。電子元件可以是支持一個(gè)或多個(gè)電氣連接的有源裝置或無源裝置。一般而言，適當(dāng)?shù)碾娮釉ǖ幌抻诎ㄒ患呻娐返难b置，該集成電路具有至少兩個(gè)使電路通電的接觸墊或端子。該裝置可由一具有多個(gè)通向裝置的集成電路的暴露的接觸墊或端子的集成電路芯片(或微芯片)典型示范。
本發(fā)明的互連件可以制造在與其連接的電子元件上，或獨(dú)立于該電子元件。在獨(dú)立制造的情況下，本發(fā)明考慮到可以制造形狀、尺寸和冶金性質(zhì)不受與電子元件的制造關(guān)聯(lián)的材料和布局考慮限制的互連件或元件。獨(dú)立制造還可避免電子元件暴露在與形成互連件相關(guān)的工藝條件下。在直接制造在基片上的情況下，本發(fā)明考慮到可將互連件直接形成在基片上的觸點(diǎn)或端子上，從而減少傳送操作并減少對準(zhǔn)問題。
本發(fā)明的互連件設(shè)置在諸如一探測插件板組件的空間變壓器之類的電子元件上，它被設(shè)計(jì)成適合容納具有非常小的節(jié)距或間距公差的電子元件的接觸墊或端子。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的互連件采用交替定向(例如，左-右-左-右)，以便在其支柱部分之間獲得比其尖端部分之間更大的節(jié)距。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的互連件采用交替的長度(例如短-長-短-長)，以便在支柱或固定部之間獲得比相鄰的互連件的尖端部分處更大的節(jié)距。類似地，可以制造交替的互連件，以便在其尖端部分處具有比其支柱或固定部更大的節(jié)距?？傊?，無論互連件是制造在與其連接的電子元件上還是獨(dú)立于該電子元件，它們都可以采用多種定向以適應(yīng)與其接觸的電子元件相關(guān)的多種構(gòu)造。


圖1示出了電子元件或結(jié)構(gòu)100的側(cè)剖視圖。例如，結(jié)構(gòu)100是探測插件板組件或集成電路的空間變壓器。在該示例中，結(jié)構(gòu)100包括半導(dǎo)體、有機(jī)、金屬或陶瓷基的基片110，該基片在基片110的表面上具有接觸墊或端子120。在可從市場購得的陶瓷基電子元件(例如，諸如低溫、共同焙燒的陶瓷(LTCC)基片之類的多層陶瓷基片)的情況下，結(jié)構(gòu)100可以在基片110的相對表面上含有相應(yīng)的接觸墊或端子121。例如，通過貫穿基片110的導(dǎo)電線路119來連接相對表面上的相應(yīng)接觸墊或端子121，例如由鉬、銅、金、鎳或鎢和鋁或這些材料或其合金或其它導(dǎo)電元件及其合金的結(jié)合制成的電路?？梢栽谔峤挥?998年2月26日、題為“以平版印刷方式形成的微電子接觸結(jié)構(gòu)”的共同待批、普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.09/032,473(FFI-P048)和公開于1998年11月9日的PCT等價(jià)申請WO 98/52224中找到材料、厚度、加工變型之類的細(xì)節(jié)，本文將援引它們的內(nèi)容作為參考。
例如，基片110上的接觸墊或端子120是銅、鎳和金，這些材料適合通過諸如濺射、電鍍或焊接來連接一互連件，該互連件形成至導(dǎo)電材料的沉積層。在一個(gè)示例中，銅有利于電鍍加工，并且是頂層。
在該實(shí)施例中，覆蓋結(jié)構(gòu)100的基片110的是短路層130。例如，短路層130是銅(Cu)、鈦(Ti)或鈦-鎢(Ti-W)或其它適當(dāng)?shù)慕饘倩蚝辖穑谀撤N意義上，它們可以在基片110上的互連件的形成期間用于短路接觸墊或端子120。如同從以下說明中可以清楚的是，可以有利地采用短路層130的短路特征，為用于在基片110上制造互連件的電解過程(例如電鍍過程)建立適當(dāng)?shù)碾妱荨?yīng)予理解的是，電解過程是一種用于形成本發(fā)明的互連件的技術(shù)，其它技術(shù)也可以是合適的，例如化學(xué)或?yàn)R射沉積或化學(xué)鍍加工。應(yīng)予理解的是，可以在基片110的兩個(gè)表面上同時(shí)或相繼進(jìn)行所述過程，以產(chǎn)生一“雙面”彈簧裝置。在該種情況下，相對表面上的接觸結(jié)構(gòu)和/或互連件之間可以存在再分布和非一一對應(yīng)關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過諸如濺射在基片110的表面上方引用厚度約3000至6000(例如，約5000)的短路層130?；蛘?，可以在基片110的相對側(cè)的上方引用短路層130，以使延伸通過基片110的接觸墊或端子121短路。
圖2示出了第一遮蔽材料層140沉積在基片110的表面上方之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)實(shí)施例中，第一遮蔽材料層140是旋涂在基片110的表面上的光致抗蝕劑，并且如本技術(shù)領(lǐng)域中已知的那樣形成圖案。沉積第一遮蔽材料層140，并使其形成圖案以包括若干開口。諸開口可位于直接在一部分接觸墊或端子120上方的位置，或者，在某些情況下，可位于遠(yuǎn)離接觸墊或端子120的位置。通過在遠(yuǎn)離接觸墊或端子的位置定位諸開口，可以用不同于電子元件的接觸墊或端子的布局在電子元件上制造互連件。提交于1997年10月20日、題為“在遠(yuǎn)離對應(yīng)端子的區(qū)域處具有彈性接觸件的電子元件”的共同待批的美國專利申請No.08/955,001(FFI-P041)中敘述了重新布置接觸墊或端子的詳細(xì)說明的示例，該專利已被轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明的受讓人，本文將援引其內(nèi)容作為參考。該參考文獻(xiàn)還包括有用的遮蔽材料的討論。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一遮蔽材料層140的沉積厚度約為15-25微米(μm)。第一遮蔽材料層140的沉積厚度通常為隨后形成的互連件的本體與基片110的表面之間的期望的最小間距。在期望有彈性的示例中，必須選擇第一遮蔽材料層140的厚度，以使互連件的可能的“接觸到底”降至最小。
在第一遮蔽材料層140是一光致抗蝕劑的實(shí)施例中，在光致抗蝕劑形成圖案并發(fā)展成具有通向接觸墊或端子120的開口(或重新布置的適當(dāng)開口)之后，光致抗蝕劑層可經(jīng)受回流或其它過程，以使開口的諸邊緣傾斜。形成傾斜邊緣會(huì)減少與通過開口形成互連件有關(guān)的應(yīng)力點(diǎn)的數(shù)量?；亓鬟^程還會(huì)在光致抗蝕劑中引用輔助的交聯(lián)，這將加強(qiáng)光致抗蝕劑以改進(jìn)其用于隨后的加工操作的性質(zhì)。在一個(gè)示例中，分幾個(gè)階段實(shí)現(xiàn)回流。在第一階段中，結(jié)構(gòu)100經(jīng)受約105℃的溫度，然后上升到110℃，然后上升到120℃并保持一個(gè)小時(shí)。在第二階段中，溫度增加到130℃，并再持續(xù)一個(gè)小時(shí)。應(yīng)予理解的是，可以調(diào)高或調(diào)低回流過程的溫度，以適于隨后的加工操作。
回流過程的一替代方案是通過濺射或化學(xué)蝕刻使第一遮蔽材料層140中的諸開口的邊緣傾斜。
圖4示出了引用活化層150之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)方面中，引用活化層150以激活暴露表面，用以借助電鍍過程引用隨后的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，通過濺射諸如鉻/鈦-鎢/金(Cr/TiW/Au)層之類的材料以形成活化層150。也可以采用鈦/金(Ti/Au)或鉻/金(Cr/Au)。通過濺射沉積激活表面結(jié)構(gòu)100的一替代方案是以化學(xué)方式激活表面。在一個(gè)示例中，鈀/錫(Pd/Sn)的氯化物電解液在結(jié)構(gòu)100的表面上引用一薄膜，并且引用鈀(Pd)的化學(xué)鍍以形成一導(dǎo)電薄膜。
圖5示出了引用第二遮蔽材料層160并使其形成圖案之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)方面中，第二遮蔽材料層160限定隨后形成的互連件的本體形狀。
圖6示出了引用第一元件材料170之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)示例中，第一元件材料170是一熱穩(wěn)定層。一種尤其優(yōu)選的材料是諸如鈀/鈷(Pd/Co)之類的、通常不會(huì)在暴露于它可能暴露于的溫度時(shí)改變尺寸的彈性合金材料，該材料通常是惰性的，并且相對易于激活。其它可用于第一元件材料170的材料包括鎳、鎢、銠、鐵、銅、銀和鋁，最好是合金形式。在又一個(gè)實(shí)施例中，活化層150可用作熱穩(wěn)定層。
在所述實(shí)施例中，其中第一元件材料170是Pd/Co材料，通過本技術(shù)領(lǐng)域已知的電鍍過程引用第一元件材料170。引用厚度約為50至100微英寸(約1-3微米)的第一元件材料是合適的?；蛘撸谝辉牧?70由多層構(gòu)成，例如鈀/鈷合金的第一層和鈀的第二層。
圖7示出了在第一元件材料170的上層表面的上方引用第二元件材料180之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)方面中，第二元件材料180包括一種使其體積可以從一第一體積轉(zhuǎn)變到一不同的第二體積的性質(zhì)。體積轉(zhuǎn)變是可逆或不可逆的。例如，通過材料的再結(jié)晶可以獲得不可逆性。一種合適的材料是具有原子百分率為65/35的鎳/鈷(Ni/Co)合金，該材料具有通過與以下添加劑一起電鍍可選地被設(shè)計(jì)的性質(zhì)，該添加劑例如，諸如糖精、三磺酸萘(napthalene-tri-sulfonic acid)(NTSA)之類的增白劑或其它的1級和2級增白劑(leveler)，以及諸如2-丁炔-1，4-二元醇和硫脲之類的勻平劑(leveler)，以及諸如溴化鎳和氯化鎳之類的鹽。在提交于1998年12月22日、題為“通過結(jié)合有稀釋添加劑的金屬的適度熱處理來制造具有改進(jìn)的材料性質(zhì)的產(chǎn)品的方法”的共同待批的美國專利申請No.09/217,589(FFI-P036D1)中詳細(xì)敘述了添加劑在合適的第二元件材料中的使用，該申請已被轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明的受讓人，本文將援引其內(nèi)容作為參考。
在一個(gè)實(shí)施例中，選擇第一元件材料170和第二元件材料180的引用量，以控制互連件結(jié)構(gòu)離開基片的變形(例如偏斜)量。如上所述，第二元件材料180從第一體積轉(zhuǎn)變到一第二、不同的體積。在Ni/Co的情況下，體積變化是不可逆的，第二體積小于或不同于(沿x、y、z坐標(biāo)方向)第一體積。
已經(jīng)確定第一元件材料170與第二元件材料180——至少是Pd/Co的第一元件材料170與Ni/Co的第二元件材料180——的厚度的比值對于選擇偏斜相當(dāng)重要。根據(jù)下列關(guān)系，圖21示出了具有Pd/Co的第一元件材料170、厚度為200微英寸(約5微米)的懸臂梁的一互連件以千分之一英寸為單位的偏斜量(δ(h180))和Ni/Co的第二元件材料180的變化厚度，它們按照下列方程式變化δ(h180)=ϵ·12[(h170+h180)36h170·h180+h170+h1802]]]>式中，ε是收縮百分比，l是互連件梁的長度，h170是第一元件材料170的厚度，h180是第二元件材料180的厚度。在該示例中，互連件是長度約為40密耳(約1000微米)的矩形梁。對于200微英寸(約5微米)的第一元件材料170，Ni/Co的第二元件材料180的厚度范圍從約125到250微英寸(約3-6微米)，以獲得約為0.008英寸或8密耳(約200微米)的變形的偏斜距離δ2(h180)。因而，在該示例中，第一元件材料170與第二元件材料180的比值可以在約1.6至1到約0.8至1之間變化。在該示例中，較少的附加的第二元件材料180將產(chǎn)生較少的偏斜。第一元件材料170的變化量將驚人地影響偏斜距離。
由于只要最終結(jié)構(gòu)處在具有合理公差的計(jì)算比值之內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)期望的偏斜，因此，考慮第二元件材料180的厚度范圍來選擇第一元件材料170的厚度，就可減輕對于某一沉積的精密度的某些擔(dān)擾。因而，可以減少或避免涉及鍍層厚度的均勻性或電鍍結(jié)構(gòu)的厚度最優(yōu)化(例如通過化學(xué)機(jī)械或機(jī)械拋光)的顧慮。在后一種情況下，如果期望這種最優(yōu)化，可以適當(dāng)?shù)靥峁伖?，該種拋光與最優(yōu)化的程度相適應(yīng)，例如拋光幾微英寸(小于1微米)。
以上討論敘述了作為熱轉(zhuǎn)變的第二元件材料的轉(zhuǎn)變。相信該轉(zhuǎn)變是構(gòu)成第二元件材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)再取向的結(jié)果。應(yīng)予理解的是，還可以通過其它外部事件來改變合適的第二元件材料的體積，例如增加壓力或引用諸如離子束、電子束、紅外線或紫外線輻射之類的輻射。
在以上討論中，第一元件材料170包括一Pd/Co合金，而第二元件材料180是位于第一元件材料170上方的Ni/Co合金。或者，假定取向相同，第一元件材料170可以構(gòu)成Ni/Co合金，而第二元件材料180構(gòu)成Pd/Co合金。
在一個(gè)實(shí)施例中，引用第一和第二元件材料170和180，以使應(yīng)力通過組合梁元件185變化，而且應(yīng)力沿離開基片的方向變?yōu)橹饾u增加的拉伸應(yīng)力。在一種情況下，第一元件材料170包括一Ni/Co合金，該合金在引用時(shí)具有一從拉伸變?yōu)閴嚎s的應(yīng)力。在包括電鍍的引用過程中，可將添加劑(例如糖精)加入電鍍槽，按愿望增加Ni/Co的壓應(yīng)力。第二元件材料180包括一Pd/Co合金，該合金在引用時(shí)具有一應(yīng)力，該應(yīng)力大于第一元件170的拉應(yīng)力。足夠的拉應(yīng)力是電鍍的Pd/Co合金所固有的，但可以通過本技術(shù)領(lǐng)域中已知的添加劑引用附加的應(yīng)力。在一較佳實(shí)施例中，第一元件材料170中的應(yīng)力是壓應(yīng)力，而第二元件材料180中的應(yīng)力是拉應(yīng)力。第一元件材料170和第二元件材料180的數(shù)量約為0.04至20密耳(約1至500微米)是較為適當(dāng)?shù)摹？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)確定適當(dāng)?shù)暮穸缺戎怠?br> 在第一元件材料170和第二元件材料180被引用并形成圖案之后，在一個(gè)示例中，將結(jié)構(gòu)100加熱到40℃-100℃，并持續(xù)一段足以使Ni/Co的第一元件材料170松弛的時(shí)間。相信Ni/Co的適度加熱會(huì)使材料蠕變?yōu)楦铀沙诘男问健Ｍǔ⒉牧现械娜渥兌x為隨時(shí)間變化的、由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變部分。
在溫度升高時(shí)，第一元件材料170在第二元件材料180施加的拉應(yīng)力下蠕變。這導(dǎo)致互連件185變形(例如，偏離基片110的表面)，并減少第一和第二元件材料170和180中的應(yīng)力數(shù)量。因而，可將應(yīng)力松弛看作用于變形的驅(qū)動(dòng)力。
圖8示出了去除第二遮蔽材料層160之后的結(jié)構(gòu)100。在第二遮蔽材料是光致抗蝕劑的示例中，可以用氧氣等離子體蝕刻(例如氧氣灰化)來實(shí)現(xiàn)第二遮蔽材料層160的去除。去除第二遮蔽材料層160的其它方法包括但不限于激光燒蝕和濕化學(xué)蝕刻。一旦去除第二遮蔽材料層160，將去除先前由第二遮蔽材料層160保護(hù)的區(qū)域中的活化層150。例如，可以通過本技術(shù)領(lǐng)域中已知的化學(xué)或?yàn)R射蝕刻來去除活化層150。圖9示出了去除暴露區(qū)域中的活化層150之后的結(jié)構(gòu)100。
圖10示出了去除第一遮蔽材料層140之后的結(jié)構(gòu)100。在第一遮蔽材料是光致抗蝕劑的示例中，可以通過多種方法適當(dāng)?shù)厝コ谝徽诒尾牧蠈?40，這些方法包括氧氣等離子體蝕刻、激光燒蝕和濕化學(xué)蝕刻。一旦去除，圖10示出了具有多個(gè)形成在其表面上的互連件185的基片110。
圖11示出了通常使結(jié)構(gòu)經(jīng)受熱處理以使第一元件材料170和第二元件材料180中的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)變之后的結(jié)構(gòu)100。在圖示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變是第二元件材料180的體積轉(zhuǎn)變。在一個(gè)實(shí)施例中，體積轉(zhuǎn)變至少進(jìn)行到90％完成，最好進(jìn)行到90-95％完成。可以通過確定材料的線性熱膨脹系數(shù)來估計(jì)第二元件材料180的體積轉(zhuǎn)變。在一個(gè)示例中，沉積成厚度約為125至175微英寸(約3-4微米)的鎳/鈷的第二元件材料在310℃下熱處理10分鐘時(shí)將經(jīng)歷約0.2％線性變化。該種線性變化使體積收縮，同時(shí)第一元件材料170的體積在一個(gè)實(shí)施例中保持相對不變。體積變化使互連件的自由端朝其固定基部彎曲。例如，用從基片110的表面處的距離h1測量到的適當(dāng)彎曲約為6至8密耳(150-200微米)。
如圖11所示，第二元件材料180的體積轉(zhuǎn)變將改變互連件185的形狀。換句話說，具有趨于朝其基部彎曲的互連件185的自由端的第二元件材料180的體積轉(zhuǎn)變會(huì)使互連件185的第一元件材料170和活化層150類似地變形。
在某些情況下，最好限制第二元件材料180的彎曲程度。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，最好獲得大于或等于90％的轉(zhuǎn)變或大約90-95％的轉(zhuǎn)變，以諸如形成一可靠的互連件，例如，在變形特征方面可靠。在該種情況下，可以在結(jié)構(gòu)100的上方強(qiáng)加一彎曲阻擋件。請參見圖11，一旦互連件185彎曲離開基片110，并且撞擊彎曲阻擋件187(圖中用虛線表示)，彎曲阻擋件將防止彎曲進(jìn)一步離開基片(即，朝其固定基部)。以該種方式，可以選擇體積轉(zhuǎn)變性質(zhì)遠(yuǎn)大于沒有彎曲阻擋件187時(shí)可能選擇的材料。例如，為了在基片110上引用多個(gè)互連件，每個(gè)互連件具有類似的形式并具有約8密耳(約200微米)的偏斜距離h1，可以選擇材料(例如第一元件材料170和第二元件材料180)的類型和數(shù)量，以使熱轉(zhuǎn)變的固有偏斜距離大于8密耳(例如，10-12密耳(約250-300微米))。彎曲阻擋件187，例如可放置在距離基片110的表面約8密耳處的平面基片，可以在轉(zhuǎn)變期間限制互連件的偏斜距離。因而，例如彎曲阻擋件187限制一z軸變形(偏斜)，互連件仍然會(huì)沿x和y坐標(biāo)平面變形。最終的互連件將具有距離基片110的表面約8密耳(約200微米)的一致高度。
至今，討論集中在位于一第一元件材料上方、經(jīng)歷轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小體積或不同應(yīng)力程度的轉(zhuǎn)變和導(dǎo)致互連件的自由端彎曲離開基片的第二元件材料。應(yīng)予理解的是，其它構(gòu)造也可實(shí)現(xiàn)相似的結(jié)果。例如，第二元件材料位于第一元件材料的下方，并且具有使第二元件材料的熱轉(zhuǎn)變增加材料體積的性質(zhì)。在該種情況下，應(yīng)該獲得離開基片的互連的相似彎曲。同樣，可以選擇一第一元件材料，以使其經(jīng)歷與具有相對不變的體積的一第二元件材料相比的體積轉(zhuǎn)變。諸如兩種材料都經(jīng)歷了體積轉(zhuǎn)變或具有不同的熱膨脹性質(zhì)的其它構(gòu)造的表現(xiàn)與形狀記憶合金(SMAs)相似。
圖12示出了在基片110上方共形地沉積第三遮蔽材料層190之后的結(jié)構(gòu)100。用于第三遮蔽材料層190的合適厚度約為0.3-1.5密耳(約8至30微米)。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇第三遮蔽材料層190，以使共形的沉積層為基片110的上層表面的整個(gè)部分提供充分的遮蔽，并覆蓋在互連件185的上方。在某些情況下，互連件185的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足以支持通過諸如旋涂沉積的遮蔽材料層?？梢钥紤]將本技術(shù)領(lǐng)域中已知的輔助沉積技術(shù)用于該應(yīng)用。CVD或PECVD(等離子體增強(qiáng)型CVD)對于沉積特別有用。諸如濺射沉積之類的其它沉積技術(shù)通常也不適合提供充分的邊緣或表面覆蓋。許多引用技術(shù)無法遮蔽互連件185的底面或基片110的表面或短路層130，互連件185抑制了這種引用。
在一個(gè)方面中，引用一正的電泳抗蝕劑作為第三遮蔽材料層190。一般而言，電泳抗蝕劑是一電沉積的光致抗蝕劑，其中在導(dǎo)電表面上方的均勻涂層中引用約1000至2000埃()的帶電顆粒。一種合適的正的電泳抗蝕劑是從賓夕法尼亞州的匹茲堡市的PPG產(chǎn)業(yè)公司購得的Electro Image。第二個(gè)替代方案是通過不會(huì)破壞合成互連件的噴射方法來施加正的光致抗蝕劑。在任何一種情況下，選擇第三遮蔽材料層190，使其在一個(gè)方面中具有足以在互連件上方基本形成一附加層的厚度，以及為互連件185提供充分的(在一個(gè)實(shí)施例中為全部)遮蔽，以使附加的互連材料只被引導(dǎo)到互連件185的暴露區(qū)域，不會(huì)被引導(dǎo)到基片110的表面上方(例如，不會(huì)在互連件185的下方)。
圖13示出了結(jié)構(gòu)100被暴露于合成互連件的上層表面上方的敞開區(qū)域。在圖示的實(shí)施例中，遮蔽層200定位在結(jié)構(gòu)100上方并具有與互連件185的上層表面對應(yīng)的開口210。在該實(shí)施例中，象傳統(tǒng)的正的光致抗蝕劑那樣進(jìn)行顯現(xiàn)。在顯現(xiàn)之后，第三遮蔽材料層190將留在除互連件185的上層表面以外的所有區(qū)域中。圖14示出了顯現(xiàn)后的結(jié)構(gòu)。
圖15示出了在互連件185上方引用第三元件材料220之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)實(shí)施例中，第三元件材料220是一種導(dǎo)電材料，例如，諸如鎳-鈷(例如，70％鎳-30％鈷)之類的鎳合金，該材料可具有將增加的彈力提供給互連件185(即“彈性材料”)的添加劑，例如在提交于1998年12月22日、題為“通過結(jié)合有稀釋添加劑的金屬的適度熱處理來制造具有改進(jìn)的材料性質(zhì)的產(chǎn)品的方法”的共同待批、普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.09/217,589(FFI-P036D1)和公開于1999年3月25日的對應(yīng)PCT申請No.WO99/14404中詳細(xì)討論的添加劑，本文將援引其內(nèi)容作為參考。一般而言，引用厚度適于使互連件185的彈簧常數(shù)增加的第三元件材料220。在一個(gè)實(shí)施例中，引用厚度為諸如約1密耳(約25微米)的第三元件材料220，以占到超過互連件185的本體的90％?；蛘?，包括第三元件材料220的互連件185形成一具有比不帶有第三元件材料220的互連件185大的彈簧常數(shù)和可測量彈性的互連件(例如，彈簧常數(shù)通常部分取決于互連件的尺寸)。在用于與諸如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的電子元件的接觸墊或端子產(chǎn)生有效電氣接觸的互連件的實(shí)施例中，約0.2克力/密耳或更大的彈簧常數(shù)是合適的。應(yīng)予理解的是，期望的彈簧常數(shù)可以根據(jù)所需應(yīng)用變化，例如，約0.01和10克力/密耳之間的彈簧常數(shù)，最好是約0.01和2克力/密耳之間的彈簧常數(shù)。這些只對本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員起到說明作用的參數(shù)可以制造非常薄或非常厚的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有廣闊范圍的彈簧常數(shù)。
應(yīng)予理解的是，即使是約0.01和10克力/密耳之間的彈簧常數(shù)，互連件185可以已經(jīng)具有期望的彈簧常數(shù)，無需包括輔助彈簧材料。例如，在通過使材料的應(yīng)力松弛(例如，減少第一元件材料170和第二元件材料180中的應(yīng)力數(shù)量)導(dǎo)致互連件變形的上述實(shí)施例中，可以引用足夠數(shù)量的彈簧材料，例如0.5至1密耳(約12至25微米)的第一元件材料170，消除在該處引用更多彈簧材料的需要。
在第三元件材料220是鎳合金(例如鎳-鈷)的實(shí)施例中，可以通過幾種沉積技術(shù)來沉積第三元件材料220，包括但不限于電鍍、化學(xué)氣相沉積、濺射沉積、化學(xué)鍍。在一個(gè)示例中，通過電鍍過程來沉積第三元件材料220。通常以市場上有售的電鍍?nèi)芤夯虿鄣男问绞┘拥谌牧?20。然后，在互連件185和電鍍小室(圖中未示出)的陽極之間施加電流。聚集在互連件185上的負(fù)電荷使電鍍?nèi)芤褐械慕饘匐x子還原為金屬狀態(tài)，將第三元件材料220涂覆在互連件185上。
在某些涉及電解引用材料的情況下，最好不要將第三元件材料220電鍍在未經(jīng)處理的Ni/Co合金的第二元件材料180上以引用材料。由于鎳或Ni/Co合金的氧化趨勢，它們通常不是用于電鍍過程的良好接收面。改進(jìn)鎳或Ni/Co合金的接收性質(zhì)的技術(shù)包括在引用第二元件材料180之后(例如，在Ni/Co大量氧化之前)，立即將大約10-100微英寸(約3微米)的薄銅(Cu)層引用(例如電鍍)到第二元件材料180?；蛘撸谝玫诙牧?80之后，可將互連件185放在氫氯酸(HCl)的槽——“放電槽”中，以使Ni/Co合金的表面活化，然后可以引用第三元件220。
圖16示出了在第三元件材料220的表面上任選的引用接觸材料230之后的結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)示例中，接觸材料230使第三元件材料220的電阻率降低，并且向所形成的互連結(jié)構(gòu)提供接觸冶金性質(zhì)。適當(dāng)?shù)慕佑|材料包括但不限于金(Au)、鈀(Pd)、銠(Rh)和銀(Ag)及其合金。在一個(gè)實(shí)施例中，將厚度約為30微英寸(約0.75微米)的接觸材料230引用到第三元件材料220的表面。
圖17示出了去除第三遮蔽材料層190之后的結(jié)構(gòu)100。在第三遮蔽材料層190是光致抗蝕劑的實(shí)施例中，可以使用傳統(tǒng)方法去除第三遮蔽材料層190，例如等離子體蝕刻(例如氧氣灰化)、激光燒蝕或濕化學(xué)蝕刻。在去除第三遮蔽材料層190之后，基片110上形成具有獨(dú)立部分的互連件185。在所述實(shí)施例中，互連件185是由活化層150、第一元件材料170、第二元件材料180、第三元件材料220和接觸材料230構(gòu)成的合成互連件。此時(shí)，結(jié)構(gòu)100可經(jīng)受熱處理，以改進(jìn)互連件185的性質(zhì)。提交于1998年12月22日、題為“通過結(jié)合有稀釋添加劑的金屬的適度熱處理來制造具有改進(jìn)的材料性質(zhì)的產(chǎn)品的方法”的共同待批的美國專利申請No.09/217,589(FFI-P036D1)中詳細(xì)敘述了這種熱處理，并且已被轉(zhuǎn)讓于本申請的受讓人，例如，它包括在350℃下持續(xù)10分鐘或在300℃下持續(xù)600分鐘以改進(jìn)Ni/Co合金的性質(zhì)的適度熱處理。如同參考文件指出的那樣，不同的熱處理計(jì)劃適用于不同的材料。同樣，在這一點(diǎn)上，使用諸如等離子體蝕刻(例如氧氣灰化)、激光燒蝕或濕化學(xué)蝕刻之類的方法去除短路層130的暴露部分?；蛘?，在這一點(diǎn)上，可以借助溶劑、蝕刻劑或機(jī)械裝置在短路層130上形成適當(dāng)?shù)膱D案痕跡。
圖18示出了在結(jié)構(gòu)上方和周圍引用止動(dòng)材料240之后的結(jié)構(gòu)100。引用止動(dòng)材料240，以便在接觸諸如電子元件的接觸墊或端子時(shí)限制合成互連件的移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，參見圖17，從基片110的表面開始的合成互連件的尖端的高度h2約為5-15密耳(約250-400微米)?？蓪⒂糜诨ミB件185的理想偏斜值確定為約3密耳(約75微米)。因而，在一個(gè)示例中，止動(dòng)材料240沉積到厚度約為2-12密耳(約50-300微米)，以便在約3密耳(約75微米)的止動(dòng)材料240的上方提供互連件185的高度h2。在一個(gè)實(shí)施例中，止動(dòng)材料240是諸如SU-8之類可光學(xué)成像的材料的絕緣材料，該材料是從馬薩諸塞州牛頓市的Microchem公司購得的負(fù)的光致抗蝕劑。用于止動(dòng)材料240的其它材料包括氮化硅或氮氧化硅或從Ciba特種化學(xué)品公司(瑞士巴塞爾，www.cibasc.com)購得的Probelec。在提交于1998年7月13日、題為“互連組件和方法”的共同待批、普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.09/114,586(FFI-P056)中提出了合適的止動(dòng)構(gòu)造及其用途的詳細(xì)討論，本文將援引其內(nèi)容作為參考。
當(dāng)適當(dāng)數(shù)量的止動(dòng)材料240被引用到基片110上方之后，止動(dòng)材料240形成圖案。在負(fù)的光致抗蝕劑的示例中，通過一遮蔽層暴露止動(dòng)材料240，以使固定部112周圍的區(qū)域暴露。由于止動(dòng)材料240是負(fù)的光致抗蝕劑，因此由于遮蔽層不受暴露的這些區(qū)域?qū)⒈伙@現(xiàn)而去除光致抗蝕劑(并且保留光致抗蝕劑的暴露部分)。圖19示出了包括互連件185的固定部分112的一部分基片110上方的止動(dòng)材料240形成圖案之后的結(jié)構(gòu)100。在該實(shí)施例中，止動(dòng)材料240使互連件185有某些限制地朝基片110偏斜。例如，當(dāng)一第二電子元件朝向基片110時(shí)，止動(dòng)材料240可使電子元件停止。
圖20示出了涂覆有接觸材料250的互連件185，例如涂覆幾個(gè)微英寸(約1-10微米)的無電金(Au)。這可以改進(jìn)互連件的導(dǎo)電性能(例如，降低電阻)，并且給予附加的耐腐蝕性。應(yīng)予理解的是，在本實(shí)施例中，涂層250是可任選的。
在所述實(shí)施例中，互連件185是一個(gè)合成互連件。應(yīng)予理解的是，對于特定應(yīng)用來說，第一元件材料170和第二元件材料180的核心的互連件185的形成可以是很充分的，不必引用附加的彈性材料(例如，第三元件材料200)。這樣一種互連件可以形成有接觸材料(例如Au)的涂層。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)理解的是，除了第三元材料220之外，可以添加附加元件材料，以諸如增加互連件的彈性。以該種方式，可以采用與引用第三元件材料220所述的步驟相似的加工步驟。在那些情況下，在附加遮蔽材料層的施加中有關(guān)互連件的損壞通常并不明顯，因此可以使用更傳統(tǒng)的遮蔽材料形式。
圖22-27示出了形成本發(fā)明的互連件的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例從圖6所示的結(jié)構(gòu)開始，示出了根據(jù)第二遮蔽材料層160建立的圖案使活化層上方的第一元件材料170形成圖案的過程。在一個(gè)示例中，第一元件材料170是諸如Pd/Co合金之類的熱穩(wěn)定材料。在圖22中，例如通過氧氣等離子體蝕刻(例如，氧氣灰化)、濕化學(xué)蝕刻或激光燒蝕來去除第二遮蔽材料層160。
圖23示出了引用形狀記憶合金(SMA)材料380之后的材料100。SMA是在受到適當(dāng)過程(通常是熱力過程)時(shí)，表明其回到某些先前限定的形狀或尺寸的能力的金屬材料組。一旦形狀發(fā)生變化，該種材料可以基本恢復(fù)應(yīng)變或產(chǎn)生顯著的力。某些鎳-鈦合金和銅基合金滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。銅基合金(例如銅-鋅合金)特別適用于電鍍加工。
在一個(gè)示例中，將SMA材料380從記憶狀態(tài)或形狀伸展到馬氏體(低溫)狀態(tài)，即在該示例中，馬氏體狀態(tài)為拉伸狀態(tài)。在該馬氏體狀態(tài)中，SMA材料380是諸如其長度和寬度尺寸大于記憶狀態(tài)的片材。
如圖23所示，使用諸如膠粘劑(例如環(huán)氧樹脂)或共晶法(例如用金共晶體)將SMA材料380層疊在第一元件材料170的上方。然后，如圖24所示，使用諸如照相平版印刷技術(shù)使處于其馬氏體狀態(tài)的層疊的SMA材料380形成圖案，成為位于形成圖案的第一元件材料170上方的梁。然后，如圖25所示，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)去除第一遮蔽材料層140，以展示多個(gè)第一元件材料170的互連件，每個(gè)互連件具有一層疊于其上的SMA材料380的梁，每個(gè)結(jié)構(gòu)的懸臂梁與基片110的表面隔開一高度h3。順便插一句，圖25示出了SMA材料380的單條梁的側(cè)剖視圖，處于其馬氏體狀態(tài)或應(yīng)力狀態(tài)的梁具有長度a和厚度t。
圖26示出了熱處理之后的結(jié)構(gòu)，在某種意義上，該熱處理將SMA材料380從其馬氏體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷貖W氏體相或記憶狀態(tài)。圖26包括一處于其記憶狀態(tài)、具有長度a’和厚度t’的SMA材料380的插入圖。在記憶狀態(tài)中，SMA材料380具有不同于其馬氏體狀態(tài)的尺寸。圖26的插入圖示出了處于其記憶狀態(tài)的SMA材料380，該材料具有長度(a’＜a)和小于馬氏體或應(yīng)變狀態(tài)的寬度。
為致使SMA材料380轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋳W氏體相(記憶狀態(tài))，結(jié)構(gòu)受到溫度在SMA材料380轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相的轉(zhuǎn)變溫度之上的一溫度的熱處理。在轉(zhuǎn)變溫度以上，SMA材料380將變回其記憶狀態(tài)，藉此使薄膜收縮。通過雙晶形態(tài)或雙金屬作用，在該情況下，SMA材料380和第一元件材料170的復(fù)合梁的端部將向其基部彎曲。以這種方式，可以獲得互連件的期望彎曲，例如從基片110的表面開始約8密耳(約200微米)的高度h4。在某些情況下，最好通過諸如一彎曲阻擋件(例如上面結(jié)合圖11和所附文本敘述的阻擋件)來限制互連件的彎曲量。
在以上實(shí)施例中，SMA材料380向其記憶狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是一種熱轉(zhuǎn)變。應(yīng)予理解的是，可以結(jié)合交替的外部激勵(lì)(例如，壓力變化或輻射)以引起轉(zhuǎn)變。在以升高的溫度熱轉(zhuǎn)變的情況下，可以延長引起這種熱轉(zhuǎn)變的溫度處理，使第一元件材料170退火，以改善材料的應(yīng)力并增加變形材料的穩(wěn)定性。
在SMA材料380向其記憶狀態(tài)轉(zhuǎn)變，并且使第一元件材料170變形之后，在一個(gè)示例中，可以去除SMA材料380，留下第一元件材料170的互連件(和活化層150)。在一種情況下，可以通過等離子體或化學(xué)蝕刻或激光燒蝕直接去除SMA材料380?；蛘撸赟MA材料380和第一元件材料170之間采用膠粘劑的情況下，可以溶解膠粘劑以使SMA材料380與第一元件材料170分離。圖27示出了造成的結(jié)構(gòu)，其中SMA材料380已被去除，留下了第一元件材料170的第一互連件。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以留下SMA材料。SMA材料的硬度有助于總的彈簧常數(shù)，在不必添加更多材料的情況下給予一個(gè)足夠高的彈簧常數(shù)。
可以單獨(dú)選擇使相對較粗的梁(材料170)偏斜的SMA材料的厚度?？梢詫⒃摯至哼_(dá)到所要求的狀態(tài)，以保持這種新形狀，并且可以去除SMA材料，以使造成的結(jié)構(gòu)具有非常高的彈簧常數(shù)。
圖28示出了一個(gè)根據(jù)本實(shí)施例形成的最終結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)與圖20相似，并且示出了三個(gè)形成在基片110的表面上的互連件的側(cè)剖視圖。每個(gè)互連件包括由諸如可具有添加劑的Ni/Co(例如70％的Ni-30％的Co)之類的鎳合金制成的第一元件材料170和第三元件材料220，該材料為互連件(即“彈簧材料”)提供增加的彈簧力。通常，引用第三元件材料220，以使其厚度適于使互連件的彈簧常數(shù)增加到適當(dāng)程度。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，超過互連件的本體的90％、約1密耳(約25微米)的厚度是適當(dāng)?shù)?。圖28還示出了引用厚度約為30微英寸(約0.75微米)、由諸如金(Au)、鈀(Pd)、銠(Ph)和銀(Ag)及其合金制成的可任選的接觸材料230。該圖中還示出了可任選的接觸材料250，例如涂覆有幾微英寸(約1-10微米)的無電金(Au)。最后，圖28示出了可任選的止動(dòng)材料240，在一種情況下，該止動(dòng)材料可用于限制互連件的偏斜。每一種材料的引用都與上面結(jié)合圖12-20及所附文本敘述的內(nèi)容相似。
在其它方面之中，以上描述示出了具有期望形狀和彈簧常數(shù)的互連件和互連件的制造。該制造技術(shù)利用了某些具有變形性質(zhì)的金屬材料的特性的優(yōu)點(diǎn)，以使其響應(yīng)于外部激勵(lì)(例如熱)而變形，以形成改進(jìn)的互連件。
本文所述的互連件適于多種用途，包括但不限于與電子元件一起使用，以形成臨時(shí)或永久性接觸，或先臨時(shí)后永久地接觸電子元件。在形成集成電路芯片或小片的制造流程中可以采用這種接觸。例如，本發(fā)明的互連件可形成臨時(shí)性接觸，以結(jié)合單數(shù)個(gè)或非單數(shù)個(gè)芯片或小片的諸墊成為“老化”的部分和/或起到測試芯片或小片的作用，以使芯片或小片連接到測試裝置。永久性連接的一個(gè)示例是使用本發(fā)明的互連件(可以包括用于在測試一芯片或小片時(shí)形成臨時(shí)性連接的互連件)將芯片或小片通過諸如一組件電氣連接到外部系統(tǒng)部件(例如一PCB)。
例如，在普通轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,829,128中詳細(xì)敘述了制造流程，本文將援引其內(nèi)容作為參考。本發(fā)明的互連件可使用在諸如從基片延伸成為探針的測試設(shè)備中，例如用于測試如美國專利No.5,829,128和普通轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,974,662所述的電子元件的探測插件板或探測插件板的空間變壓器，本文將援引它們的內(nèi)容作為參考。本發(fā)明的互連件還可使用在美國專利No.5,829,128所述的連接兩個(gè)電子元件的內(nèi)插器應(yīng)用中。
美國專利No.5,829,128還敘述了直接連接于半導(dǎo)體小片(例如結(jié)合墊)的互連件，以消除對于相應(yīng)組件的需要。本文所述的互連件同樣適合這種應(yīng)用。普通轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,772,451敘述了適合本文所述的互連應(yīng)用的插座應(yīng)用，該應(yīng)用可使電子元件(例如一半導(dǎo)體組件)可釋放地安裝在電路板上，本文將援引其內(nèi)容作為參考。一個(gè)示例是連接于第一基片的互連件通過壓力連接與諸如第二基片(例如一支承基片)上的對應(yīng)接觸接點(diǎn)相連。第二接觸接點(diǎn)包括使共同組件(例如第一和第二基片)與諸如一電路板之類的第三基片上的對應(yīng)的第三接觸接點(diǎn)連接的外部連接點(diǎn)。
在先前的詳細(xì)說明中，結(jié)合其特定實(shí)施例來敘述本發(fā)明。然而，在不背離權(quán)利要求書闡述的本發(fā)明的廣闊的精神和范圍的情況下，顯然可以作出多種修改和變化。因此，詳細(xì)說明和附圖應(yīng)被認(rèn)為是示意性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種互連件，它包括一第一元件材料，所述第一元件材料適于連接到一基片；以及一第二元件材料，所述第二元件材料連接到所述第一元件材料，其中，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變所述互連件的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，所述互連件的尺寸適于直接接觸一半導(dǎo)體裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的轉(zhuǎn)變是不可逆的。
4.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)使材料的一第一體積適于轉(zhuǎn)變?yōu)橐徊煌牡诙w積。
5.如權(quán)利要求4所述的互連件，其特征在于，將所述第一元件材料和所述第二元件材料設(shè)置成一種構(gòu)造，以使所述第二元件材料覆蓋在所述第一元件材料上面，并且使所述第二元件材料的第一體積大于第二體積。
6.如權(quán)利要求4所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第二元件材料從第一體積轉(zhuǎn)變到第二體積是所述第二元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的互連件，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括所述第二元件材料的可轉(zhuǎn)變的體積變化的至少約90％。
8.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料都具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，通過電鍍引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，通過濺射引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
11.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，通過化學(xué)鍍引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
12.如權(quán)利要求3所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料包括鈀及其合金。
13.如權(quán)利要求4所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料是包括鈀/鈷的合金，而活化層包括銅和鎳中的一種。
14.如權(quán)利要求13所述的互連件，其特征在于，所述第二元件材料還包括鎳。
15.如權(quán)利要求13所述的互連件，其特征在于，所述第二元件材料包括一鎳合金。
16.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括形狀記憶合金。
17.如權(quán)利要求16所述的互連件，其特征在于，所述第二元件材料包括形狀記憶合金，并且覆蓋在所述第一元件材料的上面。
18.如權(quán)利要求1所述的互連件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)是應(yīng)力，轉(zhuǎn)變使材料的應(yīng)力數(shù)值減少。
19.如權(quán)利要求18所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一拉應(yīng)力，其中在轉(zhuǎn)變時(shí)，變形包括對所述第二元件材料的拉應(yīng)力的響應(yīng)。
20.如權(quán)利要求19所述的互連件，其特征在于，所述第二元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第一元件材料的轉(zhuǎn)變是所述第一元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
21.如權(quán)利要求18所述的互連件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可變形性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一壓應(yīng)力，其中在轉(zhuǎn)變時(shí)，變形包括對所述第二元件材料的壓應(yīng)力的響應(yīng)。
22.一種電子元件，它包括一基片，所述基片具有多個(gè)接觸接點(diǎn)；以及多個(gè)獨(dú)立式彈性互連件，所述互連件以一種方式連接于所述基片，以使互連件的基部電氣接觸相應(yīng)的一接觸接點(diǎn)，該互連件包括一第一元件材料，所述第一元件材料適于連接到一基片；以及一第二元件材料，所述第二元件材料連接到第一元件材料，其中，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變所述互連件的形狀。
23.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，它還包括多條導(dǎo)電信號線，所述導(dǎo)電信號線與所述基片相連；以及在多個(gè)連接于所述基片的獨(dú)立式彈性互連件中，所述互連件的基部電氣接觸相應(yīng)的一信號線和一互連件。
24.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的轉(zhuǎn)變是不可逆的。
25.如權(quán)利要求24所述的電子元件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)使所述第二元件材料的一第一體積適于轉(zhuǎn)變?yōu)橐徊煌牡诙w積。
26.如權(quán)利要求25所述的電子元件，其特征在于，所述互連件的一自由部分最初固定于所述基片，當(dāng)自由部分離開所述基片時(shí)，自由部分適合響應(yīng)于所述第二元件材料從第一體積到第二體積的轉(zhuǎn)變而偏壓離開所述基片。
27.如權(quán)利要求26所述的電子元件，其特征在于，將所述互連桿的所述第一元件材料和所述第二元件材料設(shè)置成一種構(gòu)造，以使所述第二元件材料覆蓋在所述第一元件材料上面，并且使第一體積大于第二體積。
28.如權(quán)利要求27所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第二元件材料從第一體積轉(zhuǎn)變到第二體積是所述第二元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
29.如權(quán)利要求28所述的電子元件，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括所述第二元件材料的可轉(zhuǎn)變的體積變化至少約90％。
30.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料都具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)。
31.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，通過電鍍引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
32.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，通過濺射引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
33.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料包括鈀。
34.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述第二元件材料覆蓋在所述第一元件材料的上面，每個(gè)互連件還包括一連接所述第二元件材料的彈簧材料，彈簧材料包括所述互連件的至少約90％。
35.如權(quán)利要求34所述的電子元件，其特征在于，彈簧材料包括一鎳合金。
36.如權(quán)利要求34所述的電子元件，其特征在于，所述互連件在彈簧材料的表面附近還包括一接觸材料。
37.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一形狀記憶合金。
38.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)是應(yīng)力，轉(zhuǎn)變使材料的應(yīng)力數(shù)值減少。
39.如權(quán)利要求38所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一拉應(yīng)力，其中在轉(zhuǎn)變時(shí)，變形包括對所述第二元件材料的拉應(yīng)力的響應(yīng)。
40.如權(quán)利要求39所述的電子元件，其特征在于，所述第二元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第一元件材料的轉(zhuǎn)變是所述第一元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
41.如權(quán)利要求38所述的電子元件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一壓應(yīng)力，其中在轉(zhuǎn)變時(shí)，變形包括對所述第二元件材料的壓應(yīng)力的響應(yīng)。
42.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，多個(gè)獨(dú)立式互連件連接在所述基片的一個(gè)以上的表面上。
43.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，多個(gè)接點(diǎn)包括一第一接觸點(diǎn)，電子組件還包括至少一條再分配線，所述再分配線連接于多個(gè)接點(diǎn)中的至少一個(gè)，其中，至少一個(gè)對應(yīng)的互連件連接到不同于第一接觸點(diǎn)的一第二接觸點(diǎn)，第二接觸點(diǎn)和第一接觸點(diǎn)通過至少一條再分配線連接。
44.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述基片包括半導(dǎo)體、陶瓷、有機(jī)體和金屬材料中的一種。
45.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述基片包括一內(nèi)插器。
46.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述基片包括一探測插件板構(gòu)件。
47.如權(quán)利要求22所述的電子元件，其特征在于，所述基片包括一插座，該插座用于將電子組件可釋放地連接到一電子元件。
48.一種組件，它包括一第一基片，所述第一基片具有多個(gè)形成在所述第一基片上的第一接觸接點(diǎn)和多個(gè)獨(dú)立式彈性互連件，所述互連件以一種方式連接于所述基片，以使互連件的基部電氣接觸相應(yīng)的一第一接觸接點(diǎn)；以及一第二基片，所述第二基片具有多個(gè)第二接觸接點(diǎn)，其中，所述互連件包括一第一元件材料，所述第一元件材料適于連接到一基片；以及一第二元件材料，所述第二元件材料連接到第一元件材料，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變所述互連件的形狀，其中，所述互連件具有可以移動(dòng)到所述互連件接觸一第二接觸接點(diǎn)的第一位置的部分。
49.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述組件是一探測插件板組件的零件。
50.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述組件是一晶片級測試組件的零件。
51.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第二基片是一電路板。
52.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述組件是一插座的零件，所述第二接觸接點(diǎn)包括外部連接點(diǎn)。
53.如權(quán)利要求52所述的組件，其特征在于，它還包括具有多個(gè)第三接觸接點(diǎn)的一電路板的第三基片。其中，外部連接對準(zhǔn)所述第三接觸接點(diǎn)，以使組件連接所述第三基片。
54.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，它還包括一止動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述止動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基片上，并形成第一位置。
55.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的轉(zhuǎn)變是不可逆的。
56.如權(quán)利要求55所述的組件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)使材料的一第一體積適于轉(zhuǎn)變?yōu)橐徊煌牡诙w積。
57.如權(quán)利要求56所述的組件，其特征在于，所述互連件的一自由部分最初固定于所述基片，當(dāng)自由部分離開所述基片時(shí)，自由部分適于響應(yīng)所述第二元件材料從第一體積到第二體積的轉(zhuǎn)變而偏離所述基片。
58.如權(quán)利要求57所述的組件，其特征在于，將所述互連件的所述第一元件材料和所述第二元件材料設(shè)置成一種構(gòu)造，以使所述第二元件材料覆蓋在所述第一元件材料上面，并且使第一體積大于第二體積。
59.如權(quán)利要求58所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第二元件材料從第一體積轉(zhuǎn)變到第二體積是所述第二元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
60.如權(quán)利要求59所述的組件，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括所述第二元件材料的可轉(zhuǎn)變的體積變化的至少約90％。
61.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料都具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)。
62.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，通過電鍍引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
63.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，通過濺射引用所述第一元件材料和所述第二元件材料中的至少一種。
64.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料包括鈀。
65.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第二元件材料覆蓋在所述第一元件材料的上面，所述互連件還包括一連接所述第二元件材料的彈簧材料，彈簧材料包括所述互連件的至少約90％。
66.如權(quán)利要求65所述的組件，其特征在于，彈簧材料包括一鎳合金。
67.如權(quán)利要求65所述的組件，其特征在于，所述互連件在彈簧材料的表面附近還包括一接觸材料。
68.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一形狀記憶合金。
69.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)是壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)變使材料的壓應(yīng)力減小。
70.如權(quán)利要求69所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一拉應(yīng)力，其中在變形時(shí)，轉(zhuǎn)變包括對所述第二元件材料的拉應(yīng)力的響應(yīng)。
71.如權(quán)利要求70所述的組件，其特征在于，所述第二元件材料是熱穩(wěn)定的，所述第一元件材料的轉(zhuǎn)變是所述第一元件材料暴露于熱量的結(jié)果。
72.如權(quán)利要求69所述的組件，其特征在于，所述第一元件材料包括具有可變形性質(zhì)的材料，所述第二元件材料具有一壓應(yīng)力，其中在轉(zhuǎn)變時(shí)，變形包括對所述第二元件材料的壓應(yīng)力的響應(yīng)。
73.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，多個(gè)獨(dú)立式互連件連接在所述基片的一個(gè)以上的表面上。
74.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，每一個(gè)所述第一基片上的多個(gè)第一接觸接點(diǎn)端接于所述第一接觸點(diǎn)，電子組件還包括至少一條再分配線，所述再分配線連接于多個(gè)所述第一接觸接點(diǎn)的至少一個(gè)，其中，至少一個(gè)對應(yīng)的互連件連接到不同于第一接觸點(diǎn)的一第二接觸點(diǎn)，第二接觸點(diǎn)和第一接觸點(diǎn)通過至少一條再分配線連接。
75.如權(quán)利要求48所述的組件，其特征在于，所述基片包括半導(dǎo)體、陶瓷、有機(jī)體和金屬材料中的一種。
76.一種用于接觸包括一組件的電子裝置的系統(tǒng)，它包括一第一基片，所述第一基片具有多個(gè)形成在所述第一基片上的第一接觸接點(diǎn)和多個(gè)獨(dú)立式彈性互連件，所述互連件以一種方式連接于所述基片，以使互連件的基部電氣接觸相應(yīng)的一第一接觸接點(diǎn)；以及一第二基片，所述第二基片具有多個(gè)第二接觸接點(diǎn)，其中，所述互連件包括一第一元件材料，所述第一元件材料適于連接到一基片；以及一第二元件材料，所述第二元件材料連接到第一元件材料，所述第一元件材料和所述第二元件材料之一包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變所述互連件的形狀，其中，所述互連件具有可以移動(dòng)到所述互連件接觸一第二接觸接點(diǎn)的第一位置的一部分。
77.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一集成電路測試系統(tǒng)，所述組件是一探測插件板組件的零件。
78.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)是一基片安裝系統(tǒng)。
79.如權(quán)利要求78所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二基片是一電路板。
80.如權(quán)利要求78所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述組件是一插座的零件，所述第二接觸接點(diǎn)包括外部連接點(diǎn)。
81.如權(quán)利要求80所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述組件還包括具有多個(gè)第三接觸接點(diǎn)的一電路板的第三基片。其中，外部連接對準(zhǔn)所述第三接觸接點(diǎn)，以使組件連接所述第三基片。
82.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一止動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述止動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基片上，并形成第一位置。
83.一種方法，它包括引用一連接在一基片上的互連件，所述互連件包括一第一元件材料和一第二元件材料；所述互連件在一端處釋放離開所述基片；以及轉(zhuǎn)變所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的性質(zhì)，以改變所述互連件的形狀。
84.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括轉(zhuǎn)變所述第一元件材料和所述第二元件材料的性質(zhì)。
85.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，所述互連件在轉(zhuǎn)變前離開所述基片。
86.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括加熱所述互連件。
87.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括改變所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的體積。
88.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括將所述互連件的一端從一第一位置偏置到一第二位置，該第二位置離開所述基片的表面的距離較大。
89.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，還包括限制所述互連件的端部的轉(zhuǎn)變偏置。
90.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)包括應(yīng)力，轉(zhuǎn)變包括減少應(yīng)力的數(shù)值。
91.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，還包括引用一第三元件材料，所述第三元件材料具有超過互連件的彈性性質(zhì)。
92.如權(quán)利要求91所述的方法，其特征在于，所述互連件連接到所述基片的一表面上，并且在所述互連件與所述基片表面相對的一表面的上方引用所述第三元件材料，引用所述第三元件材料的方法包括使所述基片上方的遮蔽材料形成圖案，以具有一暴露所述互連件的表面的開口；以及將所述第三元件材料引用到所述互連件的暴露表面。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述第三材料是電泳抗蝕材料。
94.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，通過電鍍加工引用彈簧元件材料。
95.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，所述第二元件材料在與所述基片相對的一側(cè)處連接所述第一元件材料，所述第二元件材料包括可轉(zhuǎn)變性質(zhì)，該方法還包括在轉(zhuǎn)變性質(zhì)之后，去除所述第二元件材料。
96.如權(quán)利要求95所述的方法，其特征在于，所述第二元件材料包括一形狀記憶合金，形成的一互連件包括引用處于馬氏體狀態(tài)的所述第二元件材料，轉(zhuǎn)變所述第二元件材料的性質(zhì)包括將所述第二元件材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛洃洜顟B(tài)，處在其記憶狀態(tài)的所述第二元件材料具有一體積，該體積不同于處在其馬氏體狀態(tài)的體積。
97.如權(quán)利要求96所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)變性質(zhì)之后，該方法還包括使所述互連件退火。
98.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，它還包括在轉(zhuǎn)變之后，在所述互連件的釋放端處將所述基片連接到一電子元件上的接觸接點(diǎn)。
99.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，它還包括在連接之后，測試所述基片和所述電子元件之一。
100.如權(quán)利要求99所述的方法，其特征在于，所述電子元件包括一小片，所述互連件的釋放端連接到小片的一結(jié)合墊。
101.一種方法，它包括使一基片上方的遮蔽材料形成圖案，并具有一通向形成在所述基片上的一接觸接點(diǎn)的開口；形成一互連件，所述互連件具有一連接到所述接觸接點(diǎn)的一基部和在遮蔽材料的一部分的上方延伸的一自由端，所述互連件包括一第一元件材料和一第二元件材料；去除遮蔽材料；以及轉(zhuǎn)變所述互連件的所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的性質(zhì)，以改變所述互連件的形狀。
102.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括轉(zhuǎn)變所述第一元件材料和所述第二元件材料。
103.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變包括將所述互連件加熱到一溫度。
104.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變使所述第一元件材料和所述第二元件材料之一發(fā)生體積變化。
105.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，可轉(zhuǎn)變性質(zhì)包括應(yīng)力，轉(zhuǎn)變包括改變應(yīng)力的數(shù)值。
106.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)變將所述互連件的自由端從一第一位置偏置到一第二位置，該第二位置離開所述基片的表面的距離較大。
107.如權(quán)利要求106所述的方法，其特征在于，它還包括限制所述互連件的自由部的轉(zhuǎn)變偏置。
108.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，它還包括引用一第三元件材料，所述第三元件材料具有超過互連件的彈性性質(zhì)。
109.如權(quán)利要求108所述的方法，其特征在于，引用所述第三元件材料包括電鍍一導(dǎo)電合金。
110.如權(quán)利要求108所述的方法，其特征在于，所述互連件連接到所述基片的一表面上，并且在所述互連件與所述基片表面相對的一表面的上方引用所述第三元件材料，引用所述第三元件材料的方法包括使所述基片上方的遮蔽材料形成圖案，以具有一暴露所述互連件的表面的開口；以及將所述第三元件材料引用到所述互連件的暴露表面。
111.如權(quán)利要求110所述的方法，其特征在于，遮蔽材料是電泳抗蝕材料。
112.如權(quán)利要求110所述的方法，其特征在于，通過電鍍加工引用所述第三元件材料。
113.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，所述第二元件材料在與所述基片相對的一側(cè)處連接到所述第一元件材料，所述第二元件材料包括可轉(zhuǎn)變性質(zhì)，該方法還包括在轉(zhuǎn)變性質(zhì)之后，去除所述第二元件材料。
114.如權(quán)利要求113所述的方法，其特征在于，所述第二元件材料包括一形狀記憶合金，形成一互連件包括引用處于馬氏體狀態(tài)的所述第二元件材料，轉(zhuǎn)變所述第二元件材料的性質(zhì)包括將所述第二元件材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛洃洜顟B(tài)，處于其記憶狀態(tài)的所述第二元件材料具有一體積，該體積不同于處于其馬氏體狀態(tài)的體積。
115.如權(quán)利要求114所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)變性質(zhì)之后，該方法還包括使所述互連件退火。
116.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，在形成一互連件之前，將接觸接點(diǎn)從所述基片上的一第一接觸點(diǎn)再分配到所述基片上的一不同的第二接觸點(diǎn)，形成所述互連件包括將基部連接于所述第二接觸點(diǎn)。
117.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，它還包括在轉(zhuǎn)變之后，在所述互連件的釋放端處將所述基片連接到一電子元件上的接觸接點(diǎn)。
118.如權(quán)利要求117所述的方法，其特征在于，它還包括在連接之后，測試所述基片和所述電子元件之一。
119.如權(quán)利要求118所述的方法，其特征在于，所述電子元件包括一小片，所述互連件的釋放端連接到小片的一結(jié)合墊。
120.一種方法，它包括在一第一基片的一表面上形成一互連件，所述互連件包括一第一元件材料和一第二元件材料以及一連接到所述第一基片上的一接觸接點(diǎn)的基部端和一自由端；轉(zhuǎn)變所述第一元件材料和所述第二元件材料之一的性質(zhì)，以改變所述互連件的形狀；以及在自由端處將所述互連件連接到一第二基片上的一接觸接點(diǎn)。
121.如權(quán)利要求120所述的方法，其特征在于，形成所述互連件包括形成多個(gè)連接到所述第一基片上的相應(yīng)接觸接點(diǎn)的互連件，連接所述互連件包括將多個(gè)互連件連接到所述第二基片上的相應(yīng)接觸接點(diǎn)。
122.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，連接包括用一充分的接觸力使多個(gè)互連件的自由端與相應(yīng)的接觸接點(diǎn)一起形成一壓力連接。
123.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，多個(gè)互連件包括連接到所述第一基片的一第一表面上的相應(yīng)第一接觸接點(diǎn)的第一互連件和連接到所述第一基片上的一第二表面上的相應(yīng)第二接觸接點(diǎn)的第二互連件，其中，第一互連件連接到所述第二基片上的接觸接點(diǎn)。
124.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，它還包括在一內(nèi)插器應(yīng)用中，將所述第二互連件連接到一第三基片的相應(yīng)接觸接點(diǎn)。
125.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，它還包括測試所述第二基片。
126.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，所述第二基片是一電路板。
127.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，所述第二基片的接觸接點(diǎn)包括外部連接點(diǎn)，該方法還包括將所述第二基片的外部連接點(diǎn)連接到一第三基片的相應(yīng)接觸接點(diǎn)。
128.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，連接包括一與所述第二基片的臨時(shí)連接。
129.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，連接包括一與所述第二基片的永久連接。
130.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，連接包括將所述互連件的自由端焊接到所述第二基片的相應(yīng)接觸接點(diǎn)。
131.如權(quán)利要求121所述的方法，其特征在于，所述第二基片是一系統(tǒng)的零件。
132.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一集成電路測試系統(tǒng)和一基片系統(tǒng)之一。
全文摘要
一種互連件和制造及使用互連件的方法，該互連件包括一適于連接到一基片的第一元件材料和一第二元件材料，該第二元件材料包括一具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)的材料，以便在轉(zhuǎn)變時(shí)改變互連件的形狀。一個(gè)示例是材料具有可轉(zhuǎn)變性質(zhì)，以使第一和/或第二元件材料的體積可以經(jīng)歷從一體積到一不同體積(例如一較小的體積)的熱力轉(zhuǎn)變。
文檔編號H01L23/48GK1451179SQ01811005
公開日2003年10月22日 申請日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月12日
發(fā)明者G·L·馬蒂厄, B·N·埃爾德里奇, S·W·文策爾 申請人:佛姆法克特股份有限公司