專利名稱：微型連接器及其端子形狀的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電性連接技術(shù)，特別是關(guān)于一種微型連接器及其端子形狀的制法。
背景技術(shù)：
一般常見連接器的功能在于提供可分離的接口，連接電子系統(tǒng)內(nèi)部的子系統(tǒng)，傳輸信號(hào)或電源。由于連接器的應(yīng)用已久，相關(guān)專利的數(shù)量相當(dāng)龐大，例如美國(guó)專利第4,176,900號(hào)、第4,330,163號(hào)、第4,630,874號(hào)、第4,636,021號(hào)、第4,684,194號(hào)、第5,092,789號(hào)、第5,172,050號(hào)、專利第6,817,776號(hào)以及中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專利公告第595826號(hào)和中國(guó)臺(tái)灣實(shí)用新型專利證書第M260896號(hào)案等。
為了能在電子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)維持穩(wěn)定的接觸接口，現(xiàn)有連接器會(huì)在接觸接口產(chǎn)生正向接觸力(Normal contact force)。然而，由于現(xiàn)今集成電路與印刷電路板使用的連接器上設(shè)計(jì)的接腳越來越多，會(huì)在組裝時(shí)產(chǎn)生高插入力(Insertion force)，如美國(guó)專利第4,176,900號(hào)案。而且，為了降低插入力，往往必須犧牲正向接觸力；但當(dāng)正向接觸力不足時(shí)，便會(huì)提高接觸阻抗，導(dǎo)致信號(hào)的衰減較大。因此，有人設(shè)計(jì)一種零插入力(Zero Insertion Force，ZIF)的連接器，如美國(guó)專利第5,092,789號(hào)案。
美國(guó)專利第5,092,789號(hào)案設(shè)有連接于上座與下座間的杠桿，在插入中央處理器(CPU)后才將該杠桿壓下，使該上座相對(duì)于該下座向前移動(dòng)，令該下座的插槽挾持住CPU接腳以提供正向力。但是，這種連接器雖然想解決以往技術(shù)中同時(shí)需要高正向接觸力與低插入力的矛盾，但受制于傳統(tǒng)機(jī)械模具制造與金屬端子沖壓技術(shù)，最小端子間距只能達(dá)到0.3mm，無(wú)法做更微型化的設(shè)計(jì)。
為解決上述傳統(tǒng)制造方法無(wú)法對(duì)連接器做更微型化設(shè)計(jì)造成的問題，Michael P.Larsson與Richard R.A.Syms等人在2004年4月出版的微機(jī)電系統(tǒng)期刊(Journal of Micro electromechanical Systems)第13部第2章第365頁(yè)至第376頁(yè)中，發(fā)表一種自對(duì)準(zhǔn)微機(jī)電線內(nèi)可分離電連接器(Self-Aligning MEMS In-Line Separable Electrical Connector)。與上述應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)制造的連接器不同的是，這種連接器是利用微機(jī)電制程制作，并且具有自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
但由于上述連接器的公、母端子對(duì)插時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦，不僅會(huì)破壞信號(hào)傳遞時(shí)的完整性，且不利于多端子連接器的設(shè)計(jì)。同時(shí)，這種現(xiàn)有連接器并無(wú)阻抗(Impedance)匹配設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)傳遞信號(hào)的頻寬造成影響。此外，應(yīng)用此技術(shù)制成的連接器并未考慮如何防治電磁波干擾(Electro magnetic Interference，EMI)，造成裝置間產(chǎn)生的噪聲干擾其它裝置正常運(yùn)行。而且，這種現(xiàn)有連接器也未設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膾冻謾C(jī)構(gòu)，導(dǎo)致公、母端子無(wú)法順利對(duì)插或?qū)Σ搴蟮亩俗咏佑|不良等情況。因此，這種現(xiàn)有連接器所能提供的效果也需要改進(jìn)。
同時(shí)，現(xiàn)有的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)組件須先經(jīng)過打線結(jié)合或錫球結(jié)合等制程，將組件與測(cè)試卡具連接后才能完成組件功能測(cè)試，即每測(cè)試組件一次就必須以打線結(jié)合或錫球結(jié)合的方式封裝組件一次，不僅無(wú)法進(jìn)行重復(fù)工作(Rework)，且相關(guān)測(cè)試卡具無(wú)法再利用，所以造成測(cè)試時(shí)間與成本的浪費(fèi)。此外，上述現(xiàn)有技術(shù)大多具有高插入力，會(huì)對(duì)端子造成磨損。而且，可能會(huì)因制程中高溫產(chǎn)生熱效應(yīng)，在釋放母端子結(jié)構(gòu)時(shí)令端子向下彎曲，無(wú)法在公、母端子對(duì)插時(shí)完成電信號(hào)連接；或者，會(huì)使母端子向上翹曲，在公、母端子對(duì)插時(shí)造成母端子被彎折破壞(Kinking effect)。
由于上述現(xiàn)有技術(shù)存在有高插入力、整體尺寸過大、不利于設(shè)計(jì)多端子連接器、無(wú)阻抗匹配設(shè)計(jì)、無(wú)電磁波干擾防治設(shè)計(jì)以及無(wú)挾持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)衍生的種種缺點(diǎn)，實(shí)已成目前急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有低插入力的微型連接器及其端子形狀的制法，在縮小端子間距的同時(shí)達(dá)到縮小整體尺寸的效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有低靜電致動(dòng)力的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種具有挾持功能的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有電磁干擾防治效果且可調(diào)整端子阻抗的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的又另一目的在于提供一種可降低制造成本的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的又再一目的在于提供一種可節(jié)省測(cè)試時(shí)間與成本的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的另再一目的在于提供一種具有重復(fù)工作能力的微型連接器及其端子形狀的制法。
本發(fā)明的還另一目的在于提供一種能夠提高設(shè)計(jì)靈活性的微型連接器及其端子形狀的制法。
為達(dá)上述以及其它目的，本發(fā)明提供一種微型連接器及其端子形狀的制法。該微型連接器包括底座，設(shè)有第一導(dǎo)電連接部以及倒鉤部；蓋件，設(shè)在該底座上，并在該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部之間形成第一間隙；以及插入件，插設(shè)在該第一間隙中，并由該倒鉤部固定，且設(shè)有一個(gè)對(duì)應(yīng)供電性連接該第一導(dǎo)電連接部的第二導(dǎo)電連接部。
該底座是由硅制成，該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部的末端均為朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。該第一導(dǎo)電連接部由多個(gè)母端子所構(gòu)成。該倒鉤部是至少一個(gè)彈片。該蓋件設(shè)有第一凹部、多個(gè)第二凹部以及第三凹部，其中，該第二凹部形成于該第一凹部底面，該第二凹部是多個(gè)凹洞，且該多個(gè)凹洞呈周期性排列，該第三凹部的凹陷深度大于該第一凹部，使該蓋件與該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部之間還形成第一間隙。該蓋件是由硅制成的結(jié)構(gòu)。該蓋件還可在對(duì)應(yīng)該第一間隙邊緣形成一倒角。該第二導(dǎo)電連接部由多個(gè)公端子所構(gòu)成，該蓋件與該底座結(jié)合作為母端，該插入件為公端。其中，該連接器是利用膠或采用半導(dǎo)體制程的結(jié)合方式將該蓋件與該底座結(jié)合本發(fā)明還提供一種用于制造上述微型連接器的端子形狀的方法，該方法包括該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部是經(jīng)等離子處理形成朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。對(duì)該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部進(jìn)行等離子處理的步驟則包括提供設(shè)有開口的光罩；將該開口對(duì)準(zhǔn)該第一導(dǎo)電連接部及/或該倒鉤部的等離子處理區(qū)域；以及對(duì)該等離子處理區(qū)域進(jìn)行等離子處理。其中，是用氨或等效的化合物進(jìn)行等離子處理。
現(xiàn)有技術(shù)為了減低插入力必須犧牲正向接觸力，令接觸阻抗提高，以致信號(hào)衰減較大；本發(fā)明可提供低插入力(Lower insertion force)的底座與蓋件作為母端，并可采用低靜電致動(dòng)力，不會(huì)影響正向接觸力，且可提高設(shè)置密度(High density)，更能以垂直連接(Vertical connections)縮小裝置尺寸。因此，除了可解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法微型化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，在縮小端子間距的同時(shí)達(dá)到縮小整體尺寸的效果，該具有倒鉤部的底座以及該具有凹部并與底座之間形成間隙的蓋件等設(shè)計(jì)還可分別提供挾持功能、控制阻抗(Impedance control)以及防治產(chǎn)生電磁干擾(EMIshielding)，解決了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)阻抗匹配設(shè)計(jì)，未考慮防治電磁波干擾以及未有設(shè)計(jì)挾持機(jī)構(gòu)所造成影響頻寬、產(chǎn)生噪聲干擾以及導(dǎo)致公、母端子無(wú)法順利對(duì)插或?qū)Σ搴蟮亩俗咏佑|不良等情況。
同時(shí)，應(yīng)用本發(fā)明可在組件封裝之前進(jìn)行測(cè)試(Test)與預(yù)燒(Burn-in)，解決了現(xiàn)有技術(shù)須用打線結(jié)合或錫球結(jié)合等制程進(jìn)行組件封裝，才能完成系統(tǒng)功能測(cè)試且相關(guān)測(cè)試卡具無(wú)法再利用造成的浪費(fèi)測(cè)試時(shí)間與成本的缺點(diǎn)，本發(fā)明還可在需要更換任一個(gè)組件時(shí)不必作廢整個(gè)系統(tǒng)或平臺(tái)，只需更換該組件即可。因此，本發(fā)明可降低制造成本、可節(jié)省測(cè)試時(shí)間與成本，且具有重復(fù)工作能力(Ability of rework)。
此外，本發(fā)明并不限于解決大容量?jī)?chǔ)存器應(yīng)用(Mass memoryapplications)的范疇，可適用于所有芯片式連接(Chip connections)。而且，該底座可以是由硅制成的結(jié)構(gòu)，借此提供高散熱能力(High-powerdissipation capability)以及較高的可靠性(High reliability)。另外，應(yīng)用本發(fā)明還可整合個(gè)別的主動(dòng)組件(Passive components)、控制器(Controllers)以及緩沖器(Buffers)，可廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)，且可根據(jù)需求靈活設(shè)計(jì)以及制造相關(guān)裝置與平臺(tái)。
所以，本發(fā)明可在縮小端子間距的同時(shí)達(dá)到縮小整體尺寸的效果，使本發(fā)明的微型連接器及其端子形狀的制法具有低靜電致動(dòng)力、挾持功能、調(diào)整阻抗、防治電磁干擾的效果，，又可降低制造成本以及節(jié)省測(cè)試時(shí)間與成本，更是具有重復(fù)工作能力，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的高插入力、整體尺寸過大、不利于設(shè)計(jì)多端子連接器、無(wú)阻抗匹配設(shè)計(jì)、無(wú)抗電磁波干擾、無(wú)挾持機(jī)構(gòu)以及浪費(fèi)測(cè)試時(shí)間與成本等問題，有效利用低插入力與低靜電力致動(dòng)的微型連接器提高了產(chǎn)品品質(zhì)，更具有設(shè)計(jì)的靈活性且可提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明微型連接器實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2是圖1中的底座與蓋件之間設(shè)置關(guān)系的示意圖；圖3A以及圖3B是圖1中蓋件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3C以及圖3D分別是該蓋件第二凹部以及第一凹部與該底座第一導(dǎo)電連接件之間設(shè)置關(guān)系的示意圖；圖4是圖1中插入件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A至圖5P是實(shí)施例1中的微型連接器的端子形狀制法的制程示意圖；圖6是施加電壓產(chǎn)生靜電制動(dòng)的示意圖；圖7是該插入件已插入該蓋件與該底座間的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8A以及圖8B是圖1的微型連接器組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是進(jìn)行等離子處理的制程示意圖；圖10A以及圖10B是圖9等離子處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖；圖11A至圖11C是底座不同實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2繪制的示意圖；圖13A以及圖13B是實(shí)施例的應(yīng)用例1的示意圖；圖14A以及圖14B是本發(fā)明應(yīng)用例2繪制的示意圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用例3繪制的示意圖；圖16A以及圖16B是比較例1的示意圖，顯示、比較應(yīng)用例1及應(yīng)用例2現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)；圖17是實(shí)施例的應(yīng)用例4的示意圖；以及圖18A以及圖18B是比較例2的示意圖，顯示、比較應(yīng)用例4的
具體實(shí)施例方式
以下的實(shí)施例是進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的觀點(diǎn)，但并非以任何觀點(diǎn)限制本發(fā)明的范疇。
實(shí)施例1圖1至圖11C是根據(jù)本發(fā)明的微型連接器及其端子形狀的制法的實(shí)施例1繪制。如圖1所示，該微型連接器1包括底座11、蓋件13以及插入件15。
該底座11設(shè)有第一導(dǎo)電連接部111以及倒鉤部113。在本實(shí)施例1中，該底座11可由諸如硅的材料制成，且該第一導(dǎo)電連接部111可由多個(gè)母端子構(gòu)成，該倒鉤部113則可例如是彈片，并令該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113的末端呈朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。關(guān)于該底座11形成該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113的制法將在后面詳細(xì)敘述。
如圖2所示，該蓋件13設(shè)在該底座11上，并與該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113之間形成一間隙G1(第一間隙)，且該蓋件13也可以是由諸如硅的材料制成的結(jié)構(gòu)。其中，可利用膠或采用半導(dǎo)體制程的結(jié)合方式，將該蓋件13與該底座11互相結(jié)合。
如圖3A以及圖3B所示，該蓋件13還設(shè)有第一凹部131、多個(gè)第二凹部133以及第三凹部135。該第二凹部133形成在該第一凹部131底面，而且，如圖3C所示，該第二凹部133例如可以是周期性排列的多個(gè)凹洞，除了可增加整體結(jié)構(gòu)的剛性外，更可提供防電磁波干擾(EMI)的效果；上述功效是基于光子晶體能隙(Photonic crystal band gap)理論，例如美國(guó)專利第5,923,225號(hào)案即將此原理應(yīng)用在印刷電路板上，所以不再進(jìn)行說明。該第三凹部135的凹陷深度則大于該第一凹部131，使該蓋件13與該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113之間形成該間隙G1，同時(shí)也可作為插入件15與底座11、蓋件13結(jié)合時(shí)定位之用。由于該蓋件13設(shè)有該第一凹部131，因此，如圖3D所示，該蓋件13與該第一導(dǎo)電連接部111之間還形成一間隙G2(第二間隙)；這樣，便可由該間隙G2控制第一導(dǎo)電連接部111后端未與第二導(dǎo)電連接部151接觸部分的阻抗，使前后的阻抗匹配。
該插入件15是插設(shè)置入該間隙G1中，并由該倒鉤部113固定、定位(容后詳述)，且該插入件15上可設(shè)計(jì)諸如COMS電路、MEMS組件(Device)或其它變化。如圖4所示，該插入件15設(shè)有可對(duì)應(yīng)電性連接該第一導(dǎo)電連接部111的第二導(dǎo)電連接部151以及對(duì)應(yīng)該倒鉤部113設(shè)置的凹部153。該第二導(dǎo)電連接部151可由多個(gè)公端子構(gòu)成，該倒鉤部113則可例如是具有卡榫功能的結(jié)構(gòu)。其中，該蓋件13與該底座11可結(jié)合作為母端，該插入件15則可為公端。
在本實(shí)施例1中，該底座11可選擇由例如圖5A至圖5P所示的制程所形成。但是，由于可同時(shí)在該底座11形成該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113，也可分別在該底座11形成該第一導(dǎo)電連接部111，再將該倒鉤部113結(jié)合在該底座11，所以為簡(jiǎn)化附圖并使說明更簡(jiǎn)潔易懂，在此僅就該第一導(dǎo)電連接部111形成在該底座11的部分作敘述。
如圖5A所示，首先提供一晶圓10，該晶圓10可以是諸如絕緣層上的硅(Silicon On Insular，SOI)晶圓，并且包括硅基板101、設(shè)在該硅基板101上為二氧化硅(SiO2)的絕緣層103以及設(shè)在該絕緣層103上的硅層105。接著，使用光罩對(duì)該晶圓10進(jìn)行蝕刻，如圖5B所示外露出晶圓10局部的絕緣層103。之后，如圖5C所示，利用諸如旋轉(zhuǎn)涂布(Spincoating)的方式在該晶圓10上形成光阻層20。接下來，使用光罩進(jìn)行圖案化制程，如圖5D所示，只在該晶圓10表面留下局部的光阻層20。隨后，在該晶圓10以及該光阻層20上進(jìn)行例如濺鍍制程，形成如圖5E所示的金屬層30。接著，掀離(Lift-off)該光阻層20以及該光阻層20上的金屬層30，如圖5F所示外露出局部的晶圓10表面，即預(yù)定形成作為端子的第一導(dǎo)電連接部111的等離子處理區(qū)域107。之后，如圖5G所示，對(duì)該第一導(dǎo)電連接部111的等離子處理區(qū)域107進(jìn)行等離子處理(Plasma treatment)，控制該第一導(dǎo)電連接部111的等離子處理區(qū)域107的曲率。
接下來，移除該金屬層30，如圖5H所示外露出該晶圓10及該末端107。隨后，如圖5I所示，在該晶圓10以及該等離子處理區(qū)域107上以例如沉積(Deposit)的方式形成諸如氮化硅(SixNy)的絕緣層40。接著，使用光罩進(jìn)行圖案化制程，移除部分氮化硅的絕緣層40，形成如圖5J所示的圖案50。之后，再利用諸如旋轉(zhuǎn)涂布的方式，如圖5K所示在該圖案50上形成光阻層60。接下來，使用光罩進(jìn)行圖案化制程，如圖5L所示，除去局部的光阻層60，外露出局部的圖案50。隨后，如圖5M所示，進(jìn)行例如濺鍍制程，形成金屬層70，覆蓋該光阻層60以及該圖案50。接著，如圖5N所示，移除局部的金屬層70，外露出圖5L中局部的圖案50以外的部分。之后，如圖5O所示，移除局部該絕緣層103。最后，如圖5P所示，在已移除局部該絕緣層103的部分涂布諸如過氧化氫(H2O2)或者Parylene的高分子絕緣材料作為絕緣層80，避免短路。
這樣，便可形成如圖2中所示的該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113末端朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。
由于該底座11上下均為導(dǎo)電層(即該硅基板101以及硅層105)，中間為絕緣層(即該絕緣層103)，因此，如圖6所示，當(dāng)通過上、下導(dǎo)電層施加電壓時(shí)，可產(chǎn)生靜電致動(dòng)(Electrostatic Actuation)力，使端子上下貼合。因此，便可令該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113末端分別向下彎曲。其中，由于該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113分別接受過等離子處理，所以僅需施加較低的電壓便可產(chǎn)生致動(dòng)效果，所以此靜電致動(dòng)力是低靜電致動(dòng)力。此時(shí)，便可將該插入件15插入，并采用滑動(dòng)接觸(Sliding contact)，避免現(xiàn)有技術(shù)中公、母端子對(duì)插時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦力的磨耗(Wear)問題，且可避免Kinking effect。在插入該插入件15后，便可停止施加電壓。如此，如圖7所示，該第一導(dǎo)電連接部111以及該倒鉤部113的末端分別恢復(fù)到原始的形狀(位置)，該第一導(dǎo)電連接部111與該插入件15的第二導(dǎo)電連接部151電性連接，該倒鉤部113則可挾持住該插入件15的凹部153。組裝之后便如圖8A以及圖8B所示，該蓋件13設(shè)在該底座11上，該插入件15則可以低插入力插設(shè)到該蓋件13與該底座11之間的間隙中。
在上述說明中，進(jìn)行等離子處理的方式可如圖9所示，在該第一導(dǎo)電連接部111上設(shè)置一光罩21，且令該光罩21的開口211對(duì)準(zhǔn)該第一導(dǎo)電連接部111的等離子處理區(qū)域107，以諸如氨(NH3)或其它等效的化合物對(duì)該第一導(dǎo)電連接部111的等離子處理區(qū)域107進(jìn)行等離子處理，借此形成所需要的形狀，即末端朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。同樣地，在形成該倒鉤部113時(shí)也對(duì)形成該倒鉤部113的等離子處理區(qū)域進(jìn)行等離子處理，控制該倒鉤部113的曲率。同時(shí)，在如圖10A以及圖10B所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可選出最適用于本發(fā)明的結(jié)果，例如圖10B中的X1＝160或180。
同時(shí)，雖然上述實(shí)施例1中的底座11是以設(shè)置兩個(gè)倒鉤部113為例進(jìn)行說明，但并非以此為限，例如也可以是如圖11A、圖11B或圖11C所示的結(jié)構(gòu)，使底座11′以及11″可根據(jù)不同需要具備設(shè)計(jì)上的靈活性。其中，可通過改變光罩結(jié)構(gòu)變化該倒鉤部113的設(shè)置數(shù)量，并非受實(shí)施例1中設(shè)置兩個(gè)倒鉤部113所限制。
此外，本發(fā)明的微型連接器及其端子形狀的制法中所述的各種凹部實(shí)際上的數(shù)目與設(shè)置位置，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，并非以上述實(shí)施例1所述為限；制程中采取的加工方式與步驟也可選用其它等效技術(shù)與順序。
實(shí)施例2圖12是按照本發(fā)明的實(shí)施例2繪制。其中，與上述實(shí)施例1相同或近似的組件以相同或近似的組件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述，使本案的說明更清楚易懂。
與上述實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的蓋件13是在其第三凹部135對(duì)應(yīng)該間隙G1邊緣形成一倒角137，令該插入件15更易于插入該蓋件13與該底座11之間。當(dāng)然，所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可知，該倒角137的大小并非以本實(shí)施例中所述為限。如此，便可使插入力更為降低。
應(yīng)用例1圖13A以及圖13B是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用例1繪制。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件是以相同或近似的組件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述，使本案的說明更清楚易懂。
如圖13A所示，與上述實(shí)施例不同的是，可將諸如CMOS電路90的端子插入作為母端的底座11與蓋件13之間的間隙處。這樣，這種微型連接器可作為集成電路三維封裝的應(yīng)用，并可避免傳統(tǒng)利用打線或錫球結(jié)合方式的三維封裝無(wú)法重復(fù)工作的缺點(diǎn)。
同時(shí)，如圖13B所示，該底座11與蓋件13在該CMOS電路的組裝方式也非以圖13A為限，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整或設(shè)計(jì)。因此，這種微型連接器在設(shè)計(jì)上比現(xiàn)有技術(shù)更具有靈活性。
由此可知，利用本發(fā)明的微型連接器可發(fā)展成為集成電路可重復(fù)工作的三維封裝方法。
應(yīng)用例2圖14A以及圖14B是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用例2繪制。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件是以相同或近似的組件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述，使本案的說明更清楚易懂。
如圖14A所示，當(dāng)本發(fā)明的微型連接器應(yīng)用在諸如電路板或硅基材的表面時(shí)，該插入件15將懸空與其表面形成一微小高度差，這樣會(huì)稍微增加整體高度，且該高度差的存在也可能造成插入件15因呈懸吊狀態(tài)而導(dǎo)致彎曲變形。因此，如圖14B所示，可在諸如電路板或硅基材的表面上凹設(shè)一個(gè)足以容納該微型連接器的凹部，令該底座11位于該凹部中，該插入件15則與電路板的表面保持齊平。這樣，便可降低整體尺寸。同時(shí)，如圖14B所示，當(dāng)需堆棧多層微型連接器時(shí)，各層微型連接器也可保持齊平，使整體尺寸保持在最小狀態(tài)。
應(yīng)用例3如圖15所示，可將諸如MEMS致動(dòng)器(Actuator)92的端子插入作為母端的底座11與蓋件13間的間隙處。這樣，當(dāng)對(duì)MEMS致動(dòng)器功能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣必須先經(jīng)過封裝才能完成系統(tǒng)功能測(cè)試，且這種微型連接器可重復(fù)使用，不像現(xiàn)有技術(shù)那樣必須報(bào)廢測(cè)試卡具，大幅降低了現(xiàn)有技術(shù)所需的測(cè)試時(shí)間與成本。
由此可知，利用本發(fā)明的微型連接器可發(fā)展成為MEMS組件測(cè)試平臺(tái)。因此，日后只要MEMS組件的電性連接腳位能與微型連接器兼容，不須初步封裝即可進(jìn)行組件相關(guān)性能的測(cè)試，并且可重復(fù)使用這種微型連接器，大幅節(jié)省測(cè)試時(shí)間與成本。
比較例1圖16A以及圖16B是比較上述應(yīng)用例1與應(yīng)用例2的示意圖，其中，圖16A是錫球結(jié)合式封裝的三維封裝件(3D package)，圖16B則為打線結(jié)合式封裝的三維封裝件。
與圖16A以及圖16B相比，圖13A至圖14B所示的三維封裝件除了更具有設(shè)計(jì)靈活性之外，當(dāng)需更換其中任何組件時(shí)，可輕易取出所需更換的組件；但是，圖16A以及圖16B的三維封裝件則因封裝方式的原因，只能全部作廢，無(wú)法重復(fù)工作。因此，應(yīng)用本發(fā)明可降低制造成本，且具有重復(fù)工作能力。
同時(shí)，圖16A的三維封裝件因?yàn)榕浜襄a球結(jié)合式封裝方式，不僅無(wú)法根據(jù)需要更換組件，因此只能全部作廢，且為配合封裝方式令整體尺寸較大。本發(fā)明則相對(duì)可縮減裝置的整體尺寸，且僅需要更換其中損壞的組件，不必全部作廢。
此外，以最常見的打線結(jié)合封裝方式為例，圖16B的三維封裝件使用諸如電感的焊線(Wire)，在接地面會(huì)產(chǎn)生較高的噪聲。因此，為保持信號(hào)傳遞時(shí)的完整性，必須在焊線后端增加其它濾波組件消除噪聲，同時(shí)也增加組件占用的面積。相比之下，本發(fā)明則可作到阻抗匹配，不需要使用濾波組件，進(jìn)而可省略消除噪聲所需的組件與縮小組件所占用面積，所以相對(duì)可降低成本。
應(yīng)用例4圖17是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用例4繪制。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件是以相同或近似的組件符號(hào)表示，并不再詳加敘述，而僅說明修改之處，使本案的特征更明確。
為解決單一芯片集成度以及功能不夠完善而發(fā)展的多芯片模塊(Multi Chip Module，MCM)，現(xiàn)可與上述三維封裝件結(jié)合，如圖17所示，本發(fā)明的底座11與蓋件13可結(jié)合為三維封裝的多芯片模塊100。
比較例2圖18A以及圖18B是比較上述應(yīng)用例4的示意圖，其中，圖18A以及圖18B是打線結(jié)合式三維封裝的多芯片模塊。
三維封裝件結(jié)合多芯片模塊是未來的趨勢(shì)，目前仍以錫球結(jié)合式封裝的三維封裝方式為主，但與圖18A以及圖18B相比，圖11所示的多芯片模塊除了可根據(jù)需要更換其中任何組件之外，更可縮小整體尺寸，并且微型連接器能采取微機(jī)電批次生產(chǎn)方式進(jìn)行制作。因此，應(yīng)用本發(fā)明采取更快速的方式制造，進(jìn)一步降低制造成本，還可縮小整體尺寸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的微型連接器的公、母端子之間是采用低插入力、無(wú)接觸磨耗、也無(wú)Kinking effect的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于可控制經(jīng)過等離子處理的端子形狀，僅需使用低靜電致動(dòng)電壓便可產(chǎn)生致動(dòng)效果。此外，應(yīng)用本發(fā)明可適當(dāng)?shù)乜刂普蛄?，不需要如現(xiàn)有技術(shù)犧牲正向力來遷就低插入力。而且，本發(fā)明利用SOI晶圓進(jìn)行控制端子形狀的制法加工容易，不僅制造成本低，更因?yàn)檫B接器的整體尺寸不受相關(guān)制程的限制，縮小端子間距的同時(shí)縮小整體尺寸，做到更微型化的設(shè)計(jì)，所以避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
再者，本發(fā)明是設(shè)置具有挾持功能的倒鉤部，能夠制造可挾持的MEMS連接器(Latchable MEMS connector)。同時(shí)，本發(fā)明的蓋件與端子之間具有一定間隙，所以可提供可控制的阻抗；而且，本發(fā)明的蓋件還設(shè)置有基于光子晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多個(gè)凹部，所以可提供EMI屏蔽(EMI Shielding)。此外，本發(fā)明的微型連接器可輕易地進(jìn)行組裝(Easyassembly)，且應(yīng)用本發(fā)明的微型連接器具有諸多設(shè)計(jì)上的靈活性(Design versatility)，更可根據(jù)需要更換其中的任何構(gòu)件，具備重復(fù)工作的能力。
權(quán)利要求
1.一種微型連接器，其特征在于，該連接器包括底座，設(shè)有第一導(dǎo)電連接部以及倒鉤部；蓋件，設(shè)在該底座上，并在該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部之間形成第一間隙；以及插入件，插設(shè)在該第一間隙中，并由該倒鉤部固定，且設(shè)有一個(gè)對(duì)應(yīng)供電性連接該第一導(dǎo)電連接部的第二導(dǎo)電連接部。
2.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該底座是由硅制成的。
3.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部均為朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該第一導(dǎo)電連接部是由多個(gè)母端子構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該倒鉤部是至少一個(gè)彈片。
6.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該蓋件設(shè)有第一凹部、多個(gè)第二凹部以及第三凹部。
7.如權(quán)利要求6所述的微型連接器，其特征在于，該第二凹部形成于該第一凹部底面。
8.如權(quán)利要求6所述的微型連接器，其特征在于，該第二凹部是多個(gè)凹洞。
9.如權(quán)利要求8所述的微型連接器，其特征在于，該多個(gè)凹洞呈周期性排列。
10.如權(quán)利要求6所述的微型連接器，其特征在于，該第三凹部的凹陷深度大于該第一凹部，使該蓋件與該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部之間還形成第二間隙。
11.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該蓋件還對(duì)應(yīng)該第一間隙邊緣形成一倒角。
12.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該蓋件是由硅制成的結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該第二導(dǎo)電連接部是由多個(gè)公端子構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該蓋件與該底座結(jié)合作為母端，該插入件為公端。
15.如權(quán)利要求1所述的微型連接器，其特征在于，該連接器是利用膠或采用半導(dǎo)體制程的結(jié)合方式將該蓋件與該底座結(jié)合。
16.一種用于制造如權(quán)利要求3所述的微型連接器的端子形狀的制法，其特征在于，該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部是經(jīng)等離子處理形成朝上彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的制法，其特征在于，對(duì)該第一導(dǎo)電連接部以及該倒鉤部進(jìn)行等離子處理。
18.如權(quán)利要求16所述的制法，其特征在于，該等離子處理的步驟包括提供設(shè)有開口的光罩；將該開口對(duì)準(zhǔn)該第一導(dǎo)電連接部及/或該倒鉤部的等離子處理區(qū)域；以及對(duì)該等離子處理區(qū)域進(jìn)行等離子處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種微型連接器及其端子形狀的制法，該微型連接器包括底座、蓋件以及插入件，該微型連接器是以一底座結(jié)合一蓋件作為母端，令插入該底座與該蓋件間的插入件作為公端，在該底座電性連接該插入件的端子末端利用等離子處理技術(shù)控制形狀，用低電壓產(chǎn)生致動(dòng)力，在縮小端子間距的同時(shí)縮小整體尺寸，提供低插入力、低靜電致動(dòng)力以及固定該插入件等效果，本發(fā)明還具有挾持功能、抗電磁干擾、可調(diào)整端子阻抗、降低制造成本、節(jié)省測(cè)試時(shí)間與成本等特點(diǎn)，具有重復(fù)工作能力，提高了設(shè)計(jì)靈活性。
文檔編號(hào)H01R13/629GK1897362SQ200510084259
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者章本華, 林欣衛(wèi), 方維倫, 蘇旺申 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院