[發(fā)明專利]具有屈曲柱的用于電子部件的彈性接觸器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080010952.1
• 申請日: 2010-01-20
• 公開（公告）號: CN102348989A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·布魯卡尼
• 申請（專利權(quán)）人: RISE技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067;H01R12/51;H01R12/57;H01R13/24;H05K7/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 歐陽帆

技術(shù)領(lǐng)域

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解決方案涉及電子裝置領(lǐng)域。更具體地說，該解決方案涉及電子部件的電接觸。

背景技術(shù)

任何電子部件為了其操作都需要被電接觸；此外，在一些情況下，優(yōu)選的是該接觸應(yīng)該以彈性的方式存在。

典型示例是，在電子部件在封裝級的測試期間用于接觸電子部件的插座(socket)；另一示例是，在電子部件在圓片級的測試期間用于接觸電子部件的探針卡(probe?card)。在兩個(gè)情況中，以彈性的方式接觸要測試的電子部件以便避免它們的損傷。例如在倒裝芯片技術(shù)中，還需要彈性結(jié)構(gòu)來將半導(dǎo)體材料的芯片(其中集成有電子部件)電連接到對應(yīng)的封裝的電路化的襯底，以便減少在芯片和襯底之間的機(jī)械應(yīng)力。在需要電連接多芯片模塊(MCM)中和DCB(直接銅接合)板上的功率部件中的不同的電子部件時(shí)存在同樣的必要性。

出于此目的，已經(jīng)提出了幾種彈性類型的電接觸器件(或簡單地，接觸件)。

特別地，被稱為“彈簧針(pogo-pin)”的接觸件通常被用在插座和探針卡中。通常，彈簧針由金屬彈簧或者通過嵌入適當(dāng)?shù)慕饘倭Ｗ佣沟脤?dǎo)電的聚合部件形成，例如，如文獻(xiàn)US-A-2006/0145719(其整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被并入于此)中所述的。

然而，基于彈簧的接觸件相對笨重，并且因此它們不能夠獲得具有減少的間距的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，彈簧具有由允許維持它們的彈性的最大變形限定的最小工作長度，其相當(dāng)受限(例如，幾乎不高于它們的靜止(resting)長度的60％)；因此，彈簧應(yīng)該被維持為相對長，以便允許響應(yīng)于相應(yīng)的壓縮力而提供可接受值的反作用力的變形。此外，彈簧表現(xiàn)出在(壓縮/反作用)力和變形之間的正比例性；這在一些應(yīng)用中(例如，在探針卡中和在插座中)可能是缺點(diǎn)。實(shí)際上，為了獲得與要測試的(圓片的或者封裝體的)電子部件正確的電接觸，每個(gè)接觸件應(yīng)該提供由相應(yīng)的標(biāo)稱(nominal)變形引起的標(biāo)稱反作用力。一般，探針卡和插座包括非常高數(shù)量的接觸件(幾千左右)，使得不可能確保所有接觸件在同時(shí)分別到達(dá)圓片或者封裝體(由于不可避免的平面性誤差)。因此，必須施加允許移動接觸件更接近一個(gè)距離的壓縮力，所述距離高于為至少獲得期望的平面性誤差的標(biāo)稱變形所需的距離(以便保證所有接觸件經(jīng)歷標(biāo)稱變形)。然而，在變形和力之間的比例性引起由到達(dá)標(biāo)稱變形的第一接觸件施加的反作用力明顯地增大(由于它們的附加變形)，具有可能破壞這種接觸件的風(fēng)險(xiǎn)；此外，這要求要被施加到探針卡或插座的壓縮力的顯著增大(以便分別克服由首先到達(dá)圓片或封裝體的接觸件施加的附加反作用力)。

作為替代，基于導(dǎo)電聚合物的接觸件具有減少的工作壽命(由于通過添加的金屬粒子在聚合物中導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)修改)；在任何情況下，為了獲得可接受的導(dǎo)電性而向聚合物添加金屬粒子的高量的需要(甚至在體積上高于50％)相當(dāng)限制控制它的機(jī)械特性的可能性，從而使得獲得期望的彈性即使不是不可能的也是非常困難的。

在文獻(xiàn)US-A-6796810(其整個(gè)公開內(nèi)容通過參考被并入于此)中描述的結(jié)構(gòu)也遭受與上面針對基于彈簧的接觸件而指出的相同的缺點(diǎn)。實(shí)際上，在該情況下提出了使用彈性的導(dǎo)電柱，其由絕緣材料包圍。

可替代地，文獻(xiàn)US-A-2002/0086566(其整個(gè)公開內(nèi)容通過參考被并入于此)提出了使用在液態(tài)時(shí)嵌入電導(dǎo)體的彈性的聚合物元件。然而，該結(jié)構(gòu)較難制作，要求非標(biāo)準(zhǔn)的專用的工藝，并且受限于需要使用在接觸件的正常工作溫度下為液體的導(dǎo)電材料。

另一種可能性被描述在文獻(xiàn)US-A-4820376(其整個(gè)公開內(nèi)容通過參考被并入于此)中，其提出了將導(dǎo)電粒子的柱嵌入到彈性的聚合物元件中。該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，導(dǎo)電率不是固定的，而是隨施加于其的壓縮力而改變。

對于探針卡的不同的接觸件結(jié)構(gòu)被描述在文獻(xiàn)US-A-5367254(其整個(gè)公開內(nèi)容通過參考被并入于此)中。該文獻(xiàn)提出了使用導(dǎo)電線，其被安放在具有縱向地彼此交錯(cuò)的凹口的剛性導(dǎo)軌(其中每對相鄰的凹口被布置在徑向相對的位置中)內(nèi)；導(dǎo)線能夠自由地沿著導(dǎo)軌滑動，其中一端被固定到導(dǎo)軌，而另一端從其突出。以這種方式，在負(fù)載被施加到導(dǎo)線的突出端時(shí)，它屈曲(buckle)(倒塌(collapse))由此再進(jìn)入導(dǎo)軌；提出的導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)允許控制導(dǎo)線的變形，從而確保它在去除負(fù)載時(shí)回到它的原始位置。然而，如此獲得的電接觸明顯不穩(wěn)定。