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JPH10501367A - 超小形電子接点および集成体 - Google Patents

超小形電子接点および集成体

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Publication number
JPH10501367A
JPH10501367A JP8501345A JP50134596A JPH10501367A JP H10501367 A JPH10501367 A JP H10501367A JP 8501345 A JP8501345 A JP 8501345A JP 50134596 A JP50134596 A JP 50134596A JP H10501367 A JPH10501367 A JP H10501367A
Authority
JP
Japan
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contact
connector
contacts
metal
irregularities
Prior art date
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Granted
Application number
JP8501345A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3449559B2 (ja
Inventor
フジェルスタッド,ジョゼフ
スミス,ジョン,ダヴリュー.
ディステファノ,トーマス,エイチ.
ウォルトン,エー.,クリスティアン
ザッカルディ,ジェイムズ
Original Assignee
テセラ,インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/254,991 external-priority patent/US5802699A/en
Priority claimed from US08/306,205 external-priority patent/US5632631A/en
Application filed by テセラ,インコーポレイテッド filed Critical テセラ,インコーポレイテッド
Publication of JPH10501367A publication Critical patent/JPH10501367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3449559B2 publication Critical patent/JP3449559B2/ja
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    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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Abstract

(57)【要約】 超小形電子素子のコネクタは、規則的なグリッドパターンで配列されているのが望ましい複数の孔(36)を有するシート状本体(30)を備えている。各孔には、本体の孔の上を内方へ延びる複数の突起(42)を有する弾性層状接点(38)が設けられている。はんだのボールのようなバンプリード(70)を有する超小形電子素子は(68)、コネクタの孔にバンプリードを侵入させてバンプリードを接点と係合させることによりコネクタと係合させることができる。集成体は試験することができ、許容することができることが判明したときには、バンプリードを接点に永久的に結合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 超小形電子接点および集成体 技術分野 本発明は、半導体チップおよび関連電子構成素子を装着するのに有用な接点お よびかかる構成素子を使用して製造される集成体並びにかかる接点、構成素子お よび集成体を製造する方法に関する。 発明の背景 超小形電子回路は、素子間の接続を多数必要とする。例えば、半導体チップは 、小さな回路板あるいは基板に接続され、一方、基板はより大きい回路板に接続 されることがある。チップと基板の即ち「第1レベル」の相互接続には、多数の 個々の電気入力および出力(「I/O」)接続とともに電源および接地接続が必 要となる。チップが次第に複雑になるにつれて、各チップのI/O接続の数が多 くなるので、チップ1つにつき数百以上の接続が必要となる場合がある。コンパ クトな集成体を提供するには、これらの接続の全てを比較的小さな面積、望まし くはチップ自身の面積と同様の面積内に形成しなければならない。かくして、接 続は、好ましくは、「バンプ・グリッド・アレイ」あるいは[BGA」と広く呼 ばれる、規則的なグリッドの形態による接点のアレイで密集して装填しなければ ならない。チップの装着に関する好ましい中心間距離即ち「接点ピッチ」は、約 1.5mm以下であり、0.5mmと小さい場合もある。これらの接点ピッチは 、更に小さくなることが予期されている。同様に、超小形電子技術において使用 されているチップ装着基板その他の回路板は、単位面積当たりの導電体の数が大 きくなるにつれて一層小形になってきている。これらの小形化パネル構造のコネ クタもまた、著しく小さい接点ピッチを有するのが望ましい。他の素子に対する チップ装着基板の接続は、「第2レベル」相互接続と呼ばれる。 接続が、はんだ、ろう付け、熱圧着もしくは熱音波結合、溶着などによる、連 係する接点相互の金属結合(metallurgical bonding)により行われる場合がある 。例えば、半導体チップの電気接点は、基板の連係接点パッドに、はんだバンプ により結合することができる。あるいは、連係する素子の機械的な相互係合によ り電気的な連続性を提供することができるように接続を行うこともできる。かか る接続は、通常は分離自在となっているので、接続された素子を取り外すことが できる。例えば、チップの接点を、機械的な負荷の下で試験ジグの連係する接点 と一時的に係合させることができる。 超小形電子接続は、数多くの、ときには相容れない要求を満たさなければない 。上記したように、装置のサイズが大きな問題を引き起こす。更に、かかる接続 は、集成体内の温度が変化すると、熱サイクルひずみを受けることがある。チッ プその他の超小形電子素子内で発散される電力は、これらの素子を加熱する傾向 があるので、連係する素子の温度は装置がオンオフ操作されるたびに上下するこ とになる。温度が変化すると、種々の接続素子は程度の異なる膨張と収縮を行う ので、一方の素子の接点を他の素子の連係する接点に対して動かそうとする。周 囲環境の温度が変化しても、同様の影響を及ぼす可能性がある。 接続はまた、接点自体および接続された素子の製造許容度に適合したものでな ければならない。かかる許容度により、不整合の度合いが変動することがある。 更に、連係する接点部材の表面の汚染により接続が阻害される場合がある。これ は、金属結合された接続部、特に、機械的に相互係合された接続部において生ず る可能性がある。従って、接点装置は、これらの汚染物質の影響をなくすように 配置されなければならない。 更に、はんだ付けされた接続部を形成する場合には、酸化物その他の汚染物を フラックスにより除去しなければならない。これらのフラックスは、最終製品を 汚染する可能性がある。これらのフラックスは、別の清浄工程により除去するこ とができ、あるいは最終製品に対する有害作用を最小にするように組成すること ができるが、かかるフラックスの必要性を最小にしあるいはなくすはんだ付け接 続部を形成するのが望ましい。これらの要因の全てが相俟って、著しく面倒な技 術的な問題を提供している。 更にまた、チップの製造の際にあらゆる努力がなされているにも拘わらず、幾 つかのチップに欠陥が生じている。これらの欠陥は、チップが試験ジグにおいて あるいは実際の集成体において電力作動されるまでは、検出することができない 場合がある。欠陥のあるチップが1つあると、多数のチップその他の価値のある 部品を含む大きな集成体が価値のないものとなったり、あるいは欠陥のあるチッ プを集成体から分離する面倒な処置が必要となる。従って、チップあるいはチッ プ集成体装置において使用される取着構成素子は、チップが基板に融着される前 にチップの試験を行いあるいは欠陥のあるチップの交換を行うことができるよう にすべきである。チップと基板集成体のコストもまた、大きな問題となる。 これらの問題を解決すべく、第1レベル相互接続構造体および方法を提供する 種々の試みがこれまでになされてきた。現在、最も広範に利用されている主たる 相互接続方法は、ワイヤボンディング、テープ自動化ボンディング即ち「TAB 」およびフリップチップボンディングである。 ワイヤボンディングの場合には、細いワイヤがチップの面の接点と基板の接点 パッドとの間に接続される。ワイヤボンディング法は、チップの前試験を行わな い。かくして、ワイヤボンディング処理の前に、裸のチップを別の装置を使用し て試験しなければならない。裸のチップの試験を行う場合には、実際に数多くの 困難に遭遇する。チップの接点の全てと信頼性のある低インダクタンス電気的接 続を同時に行うことは困難である。米国特許第5,123,850号および第4 ,783,719号には、フレキシブルな装置の導電素子をチップの電気接点に 対して押圧するチップ試験ジグが開示されている。 TAB法の場合には、ポリマテープに、テープの第1の面に導体を形成する金 属材料の薄層が配設される。チップの接点は、テープの導体に結合される。米国 特許第4,597,617号および第5,053,922号にはTAB法の変形 例が記載されており、この変形例においては、テープのリードの外端部は、金属 結合によるのではなく、機械的な圧力により基板と接触される。 フリップチップボンディングの場合には、チップの表面の接点に、チップの表 面から突出するはんだのボールのようなバンプリードが設けられる。基板には、 チップの接点配列即ちアレイ(array)に対応するアレイで接点パッドが配置され る。チップは、はんだバンプとともに、表面が基板の上面と対面するように反転 され、チップの各接点とはんだバンプは基板の適宜の接点パッド上に配置される 。次に、集成体を加熱し、はんだを液化してチップの各接点を基板の対面する接 点パッドに結合する。フリップチップボンディングは、多数のI/O接点を有す るチップとともに使用するのによく適している。しかしながら、フリップチップ ボンディングにより得られる集成体は、熱応力を極めて受けやすい。はんだによ る相互接続は比較的柔軟性に乏しく、チップと基板との膨張の差により著しく高 い応力を受けることがある。かかる問題は特に、比較的大きなチップで顕著とな る。更にまた、チップを基板に取着する前に、接点のエリアアレイを有するチッ プを試験するのが困難であった。 米国特許第4,893,172号および第5,086,337号には、チップ と基板との間に接続された柔軟なばね状の素子を使用するフリップチップ法の変 形例が記載されている。米国特許第5,196,726号には、フリップチップ 法の変形例が開示されており、この変形例においては、チップの面の非溶融性バ ンプリード(bump lead)が基板のカップ状ソケットに収容され、低融点材料によ りその中に結合される。米国特許第4,975,079号には、試験基板のドー ム状接点が円錐状のガイド内に配置されている、チップの試験ソケットが開示さ れている。 米国特許第4,818,728号には、外方に突出するスタッドまたはバンプ リードを有するチップのような第1の基板と、バンプリードに係合するはんだを 有する凹部が形成された第2の基板とが開示されている。米国特許第5,006 ,792号と、1994年のアイティエイピー・アンド・フリップ・チップ・プ ロシーディングズ(ITAP And Flip Chip Proceedings)の第173−179頁に記 載のノラン(Nolan)等のタブ、テープベースの裸チップ試験およびバーンキャリ ヤ(A Tab Tape-Based Bare Chip Test and Burn Carrier)と題する論文には、チ ップの接点と係合する片持ち式の接点フィンガを有するソケットが記載されてい る。1994年のアイティエイピー・アンド・フリップ・チップ・プロシーディ ングズ第82−86頁に掲載のヒル(Hill)等の「はんだバンプダイスの機械的相 互接続システム」(Mechanical Interconnection System For Solder Bump Dice) と題する論文には、はんだバンプを有するフリップチップ装置の試験ソケットが 開示されている。ソケットは、接点パッドに設けられた粗のデンドライト構造体 を有しており、この場合も、はんだバンプを有するチップは粗のデンドライト構 造体と係合するように付勢され、試験用の仮の接点を形成している。 (1993年にバン・ノストランド(Van Nostrand)から発行されたダリル・ア ン・ドアン(Daryl Ann Doane)およびポール・ディー・フランゾン(Paul D.Fran zon)編の「多重チップモジュールテクノロジーおよび代替技術」(Multichip Mod ule Technologies and Alternatives)」の第504−509頁および第521− 523頁に記載の)アラン・ディー・ナイト(Alan D.Knight)の文献「プリント ワイヤリングボード(第2レベル)接続技術の選択に対するMCM」("MCM to P rinted Wiring Board(Second Level)Connection Technology Options")、並び に、米国特許第4,655,519号、第5,228,861号、第5,173 ,055号、第5,152,695号および第5,131,852号、更には米 国特許第4、716、049号、第4,902,606号および第4,924, 353号には、変形自在の接点を使用した別の接続装置が開示されている。多数 の孔が形成された本体を有するとともに、これらの孔と連係する接点を有するタ イプのコネクタが、米国特許第4,950,173号、第3,275,736号 、第3,670,409号および第5,181,859号に開示されているとと もに、1993年8月16日に発行されたエレクトロニック・バイヤーズ・ニュ ーズ(Electronic Buyer's News)、第867号に掲載の論文「クワイエッティン グ・コネクターズ・ダウン」("Quieting Connectors Down")に開示されている。 バンプ処理または粗にされた素子を使用した種々のコネクタが、米国特許第5, 046,953号、第4,846,704号、第3,818,415号、第5, 006,517号および第5,207,585号に開示されている。 しかしながら、本技術分野におけるこれらのいずれの努力にも拘わらず、半導 体チップその他の超小形電子部品を接続する改良された構成素子、かかるチップ および素子を接続する改良された方法並びに接続されたチップおよび素子を有す る改良された装置を提供することが依然として待望されている。 発明の概要 本発明は、これらの要望に対処するものである。 本発明の一の観点によれば、半導体チップその他の素子のような超小形電子素 子を基板に装着するためのシートソケット構成素子が提供されている。本発明の この観点に係るシートソケット構成素子即ちコネクタは、第1および第2の面を 有するとともに、第1の面に対して開口した複数の孔を有する平坦な即ちシート 状の誘電体を備えるのが望ましい。孔は、装着されるべき装置のバンプリードの アレイと対応するアレイで配置されている。接続体は更に、所定のアレイの弾性 接点を備えており、この弾性接点はそれぞれが1つの孔の上を延びるように孔と 整合して誘電体の第1の面に取着されている。各接点は、連係する孔に挿入され たバンプリードに弾性係合するようになっている。接続体はまた、これらの接点 に電気的に接続された端子を有している。一般的には、端子は誘電体の第2の面 にアレイとして配置される。かくして、端子は、誘電体を挿通する中空のバレル または通路(via)のようなリードにより、連係する接点に接続することができる 。バンプリードを有するチップその他の超小形電子部品を基板に接続することが できる。コネクタの端子は、基板の電気回路に接続される。超小形電子素子は、 第1の面を覆うようにかつ該素子のバンプリードが孔の中に突出するとともに弾 性接点と係合するように、コネクタの誘電体に重ね合わされる。本発明のこの観 点に係る好ましいコネクタ構成素子は、バンプリードとかつバンプリードと接点 との機械的な相互係合により電気的接続を形成する。 各接点は、誘電体の第1の面を覆いかつ連係する孔の開口を囲むシート状の金 属接点材料のリングのような構造体を備えることができ、各接点はまた、リング と一体的に形成されかつリングから孔の上方を内方へ延びる1つ以上の突起を有 することができる。好ましくは、複数のかかる突起が、孔の周囲の周方向に離隔 した位置に配設される。これらの突起は、バンプリードが孔に入ったときに突起 を外方へ互いに離れるように付勢することにより孔内のバンプの心出しを行うよ うに配設される。以下において更に説明するように、このように配置することに より、バンプリードと接点との信頼性のある電気的な相互接続を提供することが できる。チップその他の超小形電子構成素子は、孔を適正に整合してチップをコ ネクタに対して単に押圧することにより、基板に確実に相互接続することができ る。この確実な相互接続は、試験のための一時的な相互接続としてあるいはチッ プと基板との永久的な接続として使用することができる。好ましくは、超小形電 子素子がコネクタと係合するときに孔に入るバンプリードの動きにより、接点に 対するぬぐい作用が行われ、接点およびバンプリードの表面から屑、酸化物その 他の汚染物が除去される。最も好ましくは、接点に、突起の凹凸(asperity)を設 け、各凹凸は鋭いエッジまたは尖端のような鋭い特徴即ち形状(feature)を有す る。凹凸の鋭い特徴により、ぬぐい動作の際に連係するバンプリードが擦られる 。チップのバンプリードは、はんだその他の結合材料が被覆されたボールのよう な略球状のボールとすることができ、あるいは超小形電子素子の表面からの円筒 状、円錐状その他の突起とすることもできる。更に、接点は、チップのバンプリ ードと結合するようにすることができる。かくして、接点は、バンプリードと結 合するように配設された共融合金、はんだ、拡散結合合金などのような熱活性化 結合材料をそれ自身が担持することができる。かかる結合により、永久的な金属 接続が行われる。かくして、チップはコネクタおよび基板と係合され、かくして 機械的に形成された電気的な相互接続を使用して試験を行うことができる。結果 が満足することができるものである場合には、永久的な金属結合を形成すること ができる。特に好ましい構成においては、バンプリードは、はんだのような熱軟 化性結合材料から形成される。バンプリードと接点との係合後に熱が加えられる と、接点の先端部は後方に弾発してはんだに入り込み、先端部は汚染物のないは んだに埋め込まれた状態となる。これにより、フラックスのない結合を形成する ことができる。 シートソケットのシート状コネクタ本体は厚さを約1mmよりも小さくするこ とができ、本体内の孔は第1の面から第2の面へかけて本体を完全に挿通するよ うにすることができる。かくして、コネクタは集成体の厚さを有意に大きくする ことはなく、チップその他の素子と下の基板との間隔は、バンプリードを基板に 直接フリップチップ結合する場合の間隔と略同じとなる。孔は、約2.5mm未 満、好ましくは約1.5mm未満、より好ましくは約1.0mm以下の間隔で接 近した状態で離隔配置されている。 孔はそれぞれ、第1の面端部と第2の面端部とを有するように本体を貫通して 形成することができる。各端子は、かかる孔の第2の面端部においてコネクタ本 体の第2の面に配置することができる。コネクタは更に、各孔内を延びる通し導 体を含むことができる。各孔の第1の面端部の接点は、孔内を延びる通し導体に より孔の第2の面端部の端子と接続させることができる。最も好ましくは、各通 し導体は、連係する孔の壁にライニングを実質上形成する中空の導電性の通路ラ イナである。かかる構成とすることにより、著しくコンパクトな装置を提供する ことができる。孔間のピッチまたは距離は、収容されるべきバンプリードの直径 の3倍程度、より好ましくは約2倍以下とすることができる。かかる構成におい ては、ピッチを任意に設定することができるが、ピッチは約1.5mm以下であ ると特に有利である。 最も好ましくは、各通路のライナは金属であり、かつ、孔の第1の面端部にお いて連係する孔の中心から離れて外方へ拡がる接点支持部を有する。各接点は、 層状の金属接点材料のリング状構造体を備え、このリングは連係する通路のライ ナの接点支持部を覆うとともに、第1の面において孔の開口を取り囲む。各リン グは、孔から離隔して即ち接点支持部の周辺に隣接して接点支持部に接続される 。各接点はまた、リングと一体的に形成されかつ孔の上方を延びるようにリング から内方へ延びる少なくとも1つの突起、望ましくは複数の突起を有することが できる。各接点支持部は、コネクタ本体に接点支持部から離れて上方へ突出する とともに、接点を孔から離隔した位置において接点支持部に電気的にかつ機械的 に接続する複数のめっきされた通路またはポストのような取着手段を有すること ができる。各取着手段は、リングを接点支持部に固定するように、連係する接点 のリング部を覆う固定用の突起を有することができる。好ましくは、リングと接 点支持部は多角形をなし、最も好ましくは方形であり、金属通路またはポストは 多角形の隅部に隣接して配置される。 本発明の別の観点によれば、バンプリードを有する超小形電子素子に対する接 続を形成する方法が提供されている。本発明のこの観点に係る方法は、超小形電 子素子を、シート状の誘電体を有するとともにコネクタ本体の孔の上方を延びる 第1の主要面に接点を有するシートソケットコネクタと係合させる工程を備える のが望ましい。係合工程は、コネクタ本体の第1の主要面が超小形電子素子と並 列され、超小形電子素子のバンプリードがコネクタ本体の孔の中へ突出し従って 第1の面を介してコネクタ本体の上方へ突出し、かつ、バンプリードがコネクタ の接点を変形して接点と係合するように実施される。最も好ましくは、コネクタ 本体は、上記した係合工程に先立って基板を密着して覆うように配置ことにより 、コネクタは装着集成体の一部を形成しかつコネクタ本体の第1の面が装着集成 体の露出した装着面を形成する。更に、係合工程に先だって、コネクタの接点は 基板に電気的に接続されるのが望ましく、これにより超小形電子素子は、コネク タと係合したときに、装着集成体と実質上並置されるとともに集成体に電気的に 接続される。本発明の方法はまた、バンプリードと接点との界面で導電性結合材 料を活性化することによりバンプリードを接点に結合する工程を備えることがで きる。これは、例えば、超小形電子素子とコネクタを瞬間的に加熱して、接点お よび/またはバンプリードに既に存在している結合材料にバンプリードと接点と の界面において流動性の相を形成させることにより行うことができる。 この方法は、基板の電気回路を介してかつ接点とバンプリードとの接続部を介 して超小形電子素子を作動させることにより、結合工程に先だって集成された超 小形電子素子、コネクタおよび基板を電気的に試験する工程を備えるのが望まし い。かくして、集成体は、基板に取着されたシートソケットコネクタの所定の位 置に超小形電子素子を配置することにより形成することができ、次いで試験に供 することができる。集成体が許容することができる場合には、金属結合された接 続部は超小形電子素子をコネクタから外すことなく形成することができる。集成 体は、金属結合接続部を形成することなく、超小形電子素子をシートソケットコ ネクタに永久的に機械的および電気的に係合させた状態でそのまま使用すること ができる。集成体が許容することができない場合には、超小形電子素子は、集成 体の残りの部分から分離して、別の超小形電子素子と置き換えることができる。 あるいは、集成体の他の部品に欠陥があるときには、超小形電子素子を救出する ことができる。 完成された集成体を試験しかつ金属結合を形成する前に欠陥のある部品を交換 することができるということは、複数の超小形電子構成素子を、例えば、複雑な ハイブリッド回路またはモジュールにおけるような共通の基板に接続しようとす る場合に特に有効である。最も好ましくは、係合工程は、複数の超小形電子素子 を、各構成素子のバンプリードをコネクタの第1の面の孔の中へ押し込んでバン プリードをコネクタの接点と係合させるなどして、上記したのと同じ態様でコネ クタ従って基板と係合させる工程を含む。集成体全体がユニットとして試験され かつ許容することができることが判明した後は、金属結合を、集成体全体を加熱 することによるなどして、一回の結合工程においてこれらの全ての構成素子のバ ンプリードに対して形成することができる。あるいは、集成体は、超小形電子素 子とコネクタとの間に金属結合を形成する工程なしに動作させることができる。 本発明のこれらの観点によれば、著しい多様性が得られるとともに、多くの異 なる装置を接続することができる。この多様性は、略平坦な下面を有するキャリ ヤに1つ以上の電子装置を備え、キャリヤの装置をキャリヤの下面から突出する バンプリードの電気的に接続して複合超小形電子素子を形成する副集成体を予め 形成することにより拡大させることができる。かかる素子は、上記した方法にお いてコネクタおよび基板と係合させることができる。この方法を更に展開する場 合には、同じシートソケットコネクタを使用し、超小形電子素子と同じ態様でコ ネクタと係合されるプラグのような適宜の相互接続装置を用いて、基板をケーブ ル、試験ジグ、他の基板またはより大きい「母ボード」に接続することができる 。かくして、本発明は、種々の多くの形状で電子素子を接続するのに使用するこ とができる完全な装置(system)を提供することができる。更に、この装置は、バ ンプリード間の実質上あらゆる標準的なピッチまたは間隔を使用することができ 、コネクタの孔は標準的なピッチと整合するように適宜の間隔で配設することが できる。 本発明の更に別の観点によれば、電子集成体即ち装置が提供されている。この 装置は、上記したような装着集成体と少なくとも1つの超小形素子とを備えるの が好ましい。各超小形電子素子は、底面と、底面から突出する複数のバンプリー ドとを有する。各超小形電子素子は装着集成体に装着されるが、その際、素子の 底面は装着集成体の装着面に対面され、素子のバンプリードは装着面において装 着集成体の孔に突入されてこれらの孔において装着集成体の電気接点と係合され ることにより、バンプリードは接点を介して装着集成体のリードに電気的に接続 される。かかる装置即ち集成体は、装着集成体のリードを介して互いに相互接続 された複数の超小形電子素子を有するのが好ましい。バンプリードは、装着集成 体の接点に結合させることができ、あるいは機械的な相互係合によるなどして接 点に取り外し自在に係合させることができる。本発明のこの観点に係る集成体は 、高い信頼性と著しい緻密性をもって容易に組み立てることができる。 本発明の別の観点によれば、超小形電子装置(device)の接点が提供されている 。本発明のこの観点に係る接点は、ベース面を画定するベース部と、好ましくは ベース面と一体でありかつベース面から約40ミクロン、好ましくは約25ミク ロンよりも小さい高さまで上方へ突出する1つ以上の凹凸とを備える。各凹凸は 、ベース面から離隔する先端面と、先端面を画定する実質上鋭い縁部とを画定し ている。各凹凸は、ベース面から上方へ延びる第1の金属のカラムを有するのが 望ましい。各凹凸はまた、鋭い縁部と先端面とを画定する第2の金属のキャップ を有することができる。第2の金属は、実質上耐エッチング性の金属であるのが 好ましく、第1の金属よりも硬いものとすることができる。第2の金属は、金、 オスミウム、レニウム、白金、パラジウム並びにこれらの合金および組み合わせ よりなる群から選ぶことができる。あるいはまたは更に、凹凸の先端面は、時間 整合(time mating)電気素子と金属結合を形成するようになっている導電性結合 材料を担持することができる。好ましくは、凹凸の先端面は、実質上平坦であり 、従って、結合材料を担持することができるだけの面を提供している。第1の金 属は、銅および銅を含む合金よりなる群から選ぶことができる。各接点のベース 部は、銅または銅を含む合金のような1つ以上の金属層を含むことができ、ベリ リウム銅またはリン青銅のような弾性特性を有する金属を含むのが好ましい。あ るいは、各接点のベース部は、導電性望ましくは金属の層のほかに重合性の構造 体層を含むことができる。 各凹凸は、略円箇状にすることができ、最も好ましくは直円柱の形状とするこ とができ、上記した鋭い縁部はそれぞれ凹凸の先端を囲む円の形状とすることが できる。各接点のベース部は、固定領域と、固定領域と一体的に形成された少な くとも1つのタブまたは突起とを有することができる。凹凸は、固定領域から離 隔して各タブに配置することができる。使用の際には、かかる接点の固定領域は コネクタ本体その他の支持体に固定され、一方、タブは自由に曲げることができ るようになっている。リード、接点パッドその他の連係する電気素子がタブと係 合すると、タブは曲がり、連係する素子およびタブは互い相対的に動いてぬぐい 動作を行う。タブの弾性により、凹凸の鋭い縁部は連係する素子に当接してこれ を擦る動作を行う。各接点の固定部は、略リング状の共通する固定領域の一部を 形成することができる。接点ユニットは、かかる共通する固定領域と、共通の中 心へ向けてリング状固定領域から内方へ延びる複数のタブとを備えることができ る。かかる接点ユニットは、上記したようなコネクタおよび方法において使用す ることができる。 本発明の更に別の観点によれば、上記した接点を含むコネクタが提供されてい る。かくして、本発明のこの観点にかかるコネクタは、ベース部と、このベース 部に配設された少なくとも1つの凹凸とを備えることができ、各凹凸は先端面と 先端面を画定する実質上鋭い縁部とを有し、接点は連係する素子が接点と係合し たときに、連係素子が凹凸をぬぐい凹凸に対して押圧されることにより、凹凸の 鋭い縁部が連係する接点素子をぬぐうように本体に取着される。好ましくは、接 点の固定領域は本体に取着され、突起は撓み自在となっている。この構成におい ては、突起の弾性により、凹凸は連係する素子と係合する。接点ユニットがリン グ状の固定領域と、これから内方へ延びる複数のタブとを有する場合には、接点 ユニットは、リング状の固定領域が孔の周囲を延びかつタブが孔の上方を内方へ 延びるようにコネクタの本体に取着することができ、凹凸は本体から離れ略上方 に尖端する。連係する接点素子が孔の中へ付勢されると、タブは下方へ曲がり、 凹凸は連係する接点素子と係合する。 本発明の別の観点によれば、複数の接点ベース部を有するコネクタが提供され ており、該ベース部は規則的な接点パターンで配置される。各接点ベース部はベ ース面を画定している。接点集成体はまた、複数の凹凸を有しており、各凹凸は 連係する接点ベース部のベース面から上方へ突出している。各凹凸はベース面か ら離隔する先端部を有し、該先端部は実質上鋭い特徴をなしている。凹凸は、規 則的な所定の凹凸パターンで配置することができる。凹凸のパターンは、少なく とも1つの凹凸が各接点ベース部に配置されるように、接点パターンと整合され る。接点ベース部は互いに略同一とすることができ、凹凸は各接点ベース部の略 同じ場所に配置することができる。 本発明のこの観点に係るコネクタにおいては、接点部における凹凸の規則的な 分布により、隣接する凹凸間の間隔が接点部自体のサイズに対して大きい場合で も、凹凸が接点部のほとんどまたは全てに存在するようにしている。即ち、各接 点部に凹凸が設けられるようにするために、表面に凹凸を密集した状態で離隔配 置する必要性をなくしている。従って、各凹凸は、ベース面が周囲の凹凸により 邪魔されないようにしている。これにより、特に接点と凹凸が著しく小さい場合 に、有効な擦り作用が行われるようにしている。 本発明の更に別の観点によれば、超小形電子素子をコネクタと係合させる方法 が提供されている。この方法は、コネクタに含まれる接点に担持された凹凸が、 凹凸の先端部の鋭い縁部の、リードまたは接点パッドのような電気素子を擦ると ともに、超小形電子装置の導電素子と係合して擦るように、コネクタの本体に対 して超小形電子素子を動かす工程を含む。好ましくは、接点部はフレキシブルな タブを有し、凹凸はフレキシブルなタブに配置される。係合工程の際には、タブ は超小形装置の連係する電気素子との係合により歪められるので、突起は凹凸を 付勢して接点素子と係合させる。本発明のこの観点にかかる方法は更に、超小形 電子素子の端子と接点との間に永久的な金属結合を形成する工程を含む。結合工 程は、接点によりまたは超小形電子装置の係合素子により担持された導電性材料 を活性化することにより実施することができる。あるいはまたは更に、この方法 は、金属結合を形成することなくあるいはかかる結合が形成される前に、接点お よび超小形電子装置の係合素子を介して信号を印加することにより超小形電子素 子を活性化する工程を含むことができる。かくして、超小形電子素子および該素 子の接点との係合部は、永久的な結合を行う前に試験することができる。この場 合にもまた、凹凸の鋭い特徴により提供される擦り作用により、結合前に信頼性 のある接点が得られるとともに、結合を確実に行うことができる。 本発明の別の観点によれば、超小形電子接点を製造する方法が提供されている 。本発明のこの観点に係る一の方法は、上面に第1の金属を有するシートの上面 の複数の個所に耐エッチング性の材料を被着する工程と、第1のエッチング処理 において第1の金属をエッチングすることにより、第1の金属の少なくとも一部 を前記個所以外の領域において除去し、エッチングされた領域によりベース面を 画定し、かつ、スポットにより覆われた領域によりベース面から上方に突出する 凹凸を形成する工程を含むのが望ましい。被着およびエッチング工程により凹凸 に、ベース面から離れた先端部が形成されるとともに、先端部を画定する実質上 鋭い縁部が形成される。耐エッチング性材料は第2の金属とすることができ、第 2の金属は先端部の鋭い縁部を少なくとも部分的に画定することができる。第2 の金属は、金、オスミウム、レニウム、白金、パラジウム、これらの合金および これらの組み合わせよりなる群から選ばれる金属とすることができ、一方、第1 の金属は銅および銅を含む合金よりなる群から選ばれるのが望ましい。 シートは、第1の金属をエッチングするのに使用されるエッチング材に対して 耐性を有するストップ(stop)金属の層を含むことができる。ストップ層は、ある 種の溶液によるエッチングに対して第1の金属よりも実質上一層耐性のあるニッ ケルのような金属から形成することができる。以下において更に説明するように 、ストップ層は、他の溶液または処置によるエッチングは受けやすいものとする ことができる。エッチング工程は、ストップ金属がエッチングされる領域におい て露出されるまで継続することにより、ストップ金属層がベース面を画定する。 この方法は、シートを複数の接点ユニットに細分割する(subdivide)工程を更に 備えるのが望ましく、各ユニットは1つ以上の接点を含み、細分割およびエッチ ング工程は、少なくとも1つの凹凸が各接点に配置されるように行われる。細分 割工程は、別のエッチング処理を含むことができる。この別のエッチング処理は 、上面とは反対の底面からシートをエッチングする工程を含むことができる。 本発明の更に別の観点によれば、上面に第1の金属を有するシートをエッチン グする工程を備えた超小形電子接点を製造する方法が提供されており、エッチン グは第1の金属の少なくとも一部が所定の凹凸パターンの個所を除いて除去され るように行われる。かくして、エッチングされた領域がベース面を画定し、凹凸 が前記凹凸パターンの個所においてベース面から上方へ突出する。上面に対して 行われるエッチング工程は、ベース面から離れて凹凸に先端部を形成するととも に、かかる各先端部に鋭い特徴を形成するように行われる。本発明のこの観点に 係る方法はまた、所定の切断パターンに従ってシートを切断して複数の接点ユニ ットを形成する工程を含むのが望ましい。各接点ユニットは、1つ以上の接点を 含み、切断パターンおよび凹凸パターンは少なくとも1つの凹凸が各接点に配置 されるように互いに整合される。切断工程は、上記したようなエッチングにより 行うことができる。 本発明の更に別の観点によれば、電気的接続を形成する方法が提供されている 。本発明のこの観点に係る方法は、はんだその他の可融性導電組成物のような導 電性の可融性結合材料の1つ以上の塊を担持する第1の素子と、接点が塊の表面 をぬぐいかつ接点が変形されてぬぐわれた面に当接するように1つ以上の弾性の ある導電性接点を担持する第2の素子とを強制的に係合させる工程を備えるのが 好ましい。この方法は更に、接点および塊を、可融性結合材料を軟化させるのに 十分な高温結合温度にすることにより、接点が自身の弾性により塊に入り込むこ とができるようにする工程と、係合された接点と塊を冷却する工程とを備える。 加熱工程は多くの場合係合工程の後に行われ、係合工程の際に、はんだの塊は冷 却され、固体となる。最も好ましくは、係合工程は、接点が係合工程の際に塊の 表面をぬぐうように行われる。最も好ましくは、各接点は、表面に1つ以上の凹 凸を有する。多くの場合、加熱および冷却工程は、双方の素子を含む集成体全体 を加熱しかつ冷却することにより行われる。 可融性材料が加熱されて軟化し、接点が塊に入り込むと、各接点は実質上純粋 な可融性材料に曝される。すると、例えば、可融性材料がはんだである場合には 、各接点は、はんだの塊の表面に見受けられる酸化物その他の汚染物のない略純 粋なはんだに曝される。これにより、はんだと接点との間に正常な金属結合が容 易に形成される。はんだの塊の表面から不純物を除去するフラックスを利用する 必要はない。接点は、この方法においてはんだの中に入り込む領域に耐酸化性の 材料を組み込むことができる。これにより、フラックスを使用することなくはん だ接合を容易に形成することができる。 本発明は、動作に関して何らの理論にも限定されるものではないが、ぬぐい動 作は、はんだの塊の表面に存在する可能性のある酸化物の膜または層を破壊する 傾向があるので、次の加熱および軟化工程の際に接点が下にある純粋なはんだの 中へ容易に入り込むことができるものと考えられる。これらの接点には、はんだ の塊の表面を擦る領域に鋭い特徴が付与された凹凸を配設するのが望ましい。 本発明の更に別の観点によれば、結合された製品が提供されている。本発明の この観点に係る製品は、少なくとも1つの端子が設けられた構造体を有する第1 の素子と、はんだのような結合材料の塊と、1つ以上の接点が設けられた本体を 有する第2の素子とを備え、各接点は本体に取着された固定部と、固定部から突 出しかつ固定部から離隔した先端部を有する少なくとも1つのタブとを有してい る。各タブの先端部は、第1の素子の結合材料の1つの塊の中に突出し、塊に結 合される。好ましくは、結合材料ははんだであり、各タブの先端部は塊に金属的 に結合される。各タブは、塊の表面から離れた塊の部分に結合されるのが望まし い。最も好ましくは、各接点は、中心軸線を画定する環状の固定領域と、該中心 軸線に向けて内方へ突出する複数のタブとを有する。各塊は、1つの接点の環状 固定部内に収容され、この接点の半径方向内方へ延びるタブが入り込んでいる。 望ましくは、タブは各塊の中へ多くの方向に入り込むことにより、タブは塊を実 質上包囲する。以下において更に説明するように、本発明のこの観点に係る接続 は、個々のタブが極めて小さく従って著しく脆い場合でも、特に強固な相互接続 を提供することができる。 本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、添付図面に関してなさ れている以下の好ましい実施例に関する詳細な説明から容易に明らかになるもの である。 図面の簡単な説明 図1は、本発明の一の実施例に係る装着集成体とコネクタの概略斜視図である 。 図2は、図1に示すコネクタの一部を示す部分平面図である。 図3は、同じコネクタのより小さい部分を示す別の拡大部分平面図である。 図4は、図3の4−4線概略断面図である。 図5および6は、集成処理の際のコネクタ、装着集成体およびチップを示す図 4と同様の部分断面図である。 図7は、図1の装着集成体およびコネクタを使用して製造された、完成された 状態にある電子集成体を示す図1と同様の図である。 図8は、本発明の別の実施例に係るコネクタを示す図4と同様の部分断面図で ある。 図9は、本発明の別の実施例に係るコネクタの一部を示す部分平面図である。 図10は、図9のコネクタの一部を超小形電子構成素子と関連して示す部分断 面図である。 図11は、 本発明の更に別の実施例に係るコネクタの一部を示す図3と同様 の部分断面図である。 図12は、本発明の更に別の実施例に係るコネクタの一部を示す部分平面図で ある。 図13は、超小形電子素子の集成の際の図12のコネクタの動作を示す部分断 面図である。 図14は、本発明の一の実施例に係る接点集成体の部分を示す部分概略斜視図 である。 図15は、図14の15−15線拡大部分概略一部断面図である。 図16は、超小形電子素子との係合の際のコネクタを示す図15と同様の図で ある。 図17は、本発明の別の実施例に係る方法の一の工程におけるコネクタを示す 図16と同様の図である。 図18は、同じ方法の後の工程を示す図17と同様の図である。 図19−23は、本発明の更に別の実施例に係る製造方法の工程における図1 4−18のコネクタの部分を示す部分概略断面図である。 図24、25および26は、製造方法の連続する工程における本発明の更に別 の実施例に係るコネクタを示す一部断面部分図である。 図27は、本発明の別の実施例に係るコネクタの部分概略斜視図である。 図28乃至32は、製造および使用の連続工程における本発明の別の実施例に 係るコネクタの部分を示す部分概略断面図である。 図33は、図28−32に示すコネクタの部分平面図である。 図34は、本発明の更に別の実施例において使用する構成素子を示す部分正面 図である。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の一の実施例に係る装着集成体20は、第1のコネクタ24が配置され た上面23と、第2のコネクタ26が配置された反対側の底面25とを有する略 平坦な基板21を備えている。この構成における基板21は、多数の電気リード 28を有する多層積層回路板であり、その極く一部だけが図示されている。リー ド28は、上面および底面と平行な、互いに直交する水平方向に延びている。従 来の半導体工業のプラクティスによれば、水平方向は、「x」および「y」方向 を云う。基板は更に、種々の水平なコネクタ28を相互接続する垂直方向即ちz 方向のリード56を有している。z方向のリードの幾つかは、上面23において 露出されている。これらの露出したリードは、xおよびy方向に均一なピッチの 直線グリッドに配列されている。露出したリード56は、例えば、はんだ、共融 結合合金、金属充填材を含む重合材料などのような流動性の導電材料を含むこと ができるとともに、垂直方向に延びる通路(via)のような構造体を含むこともで きる。基板は、リードを支持しかつ絶縁する誘電材料から原則として形成される 。基板21はまた、接地および電源ポテンシャル面などのような、多層回路にお いて通常の他の素子を含むことができる。 コネクタ24は、基板21から離れて上方を向く第1の面32と、基板へ向け て下方を向く第2の面34とを有するシート状の誘電コネクタ本体30を備えて いる。コネクタ本体30は、第1の面32から第2の面34へ本体30を介して 延び、従って、基板の上面23へ下方に延びる多数の孔36(図2および4)が 形成されている。コネクタ本体30は、厚さが、望ましくは約1mm未満、より 望ましくは、約0.5乃至約1.0mmである。以下おいて更に説明するように 、コネクタ本体の厚さは、超小形電子素子のバンプリードがその面を越えて突出 する距離と略同等かあるいはわずかに大きくなるようにすべきである。孔36は 、直径が約0.75乃至約0.80mmであるのが望ましい。図3および4に示 すように、細長い金属接点タブ38が、各孔36に連係して設けられている。各 接点タブは、コネクタ本体の第1の面32の上に配置されている。各接点タブは 、孔36の開口を囲む一端にリング状構造体40を有するとともに、リング状素 子から内方へ延びる複数の突起42を有しており、突起は、孔36の開口の上方 に突出している。突起42は、スロット44により互いに分離されている。各接 点タブの突起42は、孔36の上に位置しかつ中央の開口46を囲む能動接点4 5を協働して画定している。 図4に示すように、各接点タブは、コネクタ本体を介して第2の面34に延び る中空の金属通路48に延びている。各通路は、コネクタの第2の面34に端子 50を画成している。図2に示すように、孔36と能動接点45は、x方向に延 びる行と、y方向に延びる列とをなして配列されている。各接点タブ38は、x 方向に対して45°(従って、y方向に対して45°)の傾斜角をなして配置さ れているので、各通路48従って各端子50は、能動接点45および孔36から この傾斜方向に偏位している。かくして、通路48と通路の底端部の端子50も また、xおよびy方向に延びる行と列からなる直線的な配列即ちアレイで配置さ れているが、このアレイは、孔36および能動接点45のアレイから偏位してい る。他の傾斜角も採用することができる。 直線的なアレイにおける隣接する素子間のピッチまたは間隔は実質上任意のも のとすることができる。しかしながら、好ましくは、各アレイのピッチは、「エ リアアレイ」("area array")接点を有する半導体チップのような超小形電子素子 の表面の接点の標準的なピッチに対応するピッチである。現在の標準的な接点は 通常、行または列に沿って測定した場合の隣接する素子間に約2.5mm以下、 より一般的には約1.5mmのピッチPを有している。通路および端子配列即ち アレイのピッチはまた、基板の露出したリード58のアレイのピッチと整合させ るべきである。 接点タブ38およびこれに組み込まれている突起42は、略層状である。本明 細書において使用されている「層状」("laminar")なる語は、シート状またはプ レート状を意味するものである。即ち、層状構造体は、2つの逆方向を向く主要 面を有するとともに縁部を有しており、主要面は縁部の表面積よりも実質上大き い表面積を有する。層状構造は、必ずしも平坦である必要はない。接点タブ38 は、金属材料、好ましくは、超小形電子構成素子に広く使用されている金属材料 のような、実質的なばね特性と、良好な導電性と、エッチングおよびめっき処理 における良好な処理特性とを有する金属材料から形成することができる。使用す ることができる材料には、銅並びにベリリウム銅およびリン青銅のような銅含有 合金が含まれる。接点タブと突起の金属は、厚さが約10ミクロン乃至約50ミ クロンであるのが望ましい。接点タブを形成するのに、標準的な処理技術を使用 することができる。誘電層において孔の上方を延びる突起を形成するのに特に適 している処理が、米国特許第5,148,266号、特に、その図13に示され ており、本明細書においてはこの米国特許を引用してその説明に代える。構成素 子の寸法は、選定されるピッチおよびコネクタと係合されるべき超小形電子構成 素子の特性により幾分変わる。しかしながら、約1.5mmのピッチを有する装 置の場合には、各接点タブの幅Wは約0.9mmであり、一方、能動接点45と 孔36の中心と、連係する通路48の中心との間の長さLは約1.0mmとする ことができる。透明な領域46の中心に対する各スロット44の半径方向の長さ は約0.63mmであるのが望ましく、一方、各スロット44は幅を約0.06 mmとすることができる。透明な中央領域46は、直径を約0.08mmとする ことができ、一方、能動接点の直径Dは、2つの半径方向に対向するスロット4 4を介して測定した場合、約0.63mmとすることができる。 通路48は、回路板に通路を形成するのに広く使用されているタイプの金属そ の他の導電材料を含むことができる。かかる材料には、銅、ニッケル、金および これらの合金のような、電気めっきまたは無電解めっきなどにより被着すること ができる金属が含まれる。端子50は、標準的なめっき処理において通路と一体 的に形成することができる。コネクタ20は、コネクタの誘電本体30の第2の 面34が基板の上面23を密接に覆うように基板21の上面に配置される。コネ クタ本体の第2の面の端子50のアレイは、露出されたリード56のアレイと整 合して配置されているので、各端子50は、基板の1つの露出されたリードと係 合される。端子50と露出されたリード56は、互いに電気的に接続されている 。各露出されたリード56は、xおよびy方向のリード28のような、基板21 内の内部回路に接続されている。回路板の内部構造は、1992年12月30日 付出願の、公開された国際特許出願第92/11395号に記載の構造をはじめ とする適宜の形態をとすることができるが、かかる形態に限定されるものではな い。本明細書においては、この出願を引用してその説明に代える。前記国際出願 にはまた、流動性の導電材料を使用して回路の層を相互に接続する方法が開示さ れている。これらの技術は、コネクタ24を基板と相互接続するのに使用するこ とができる。 基板の底面25のコネクタ26は、基板の上面のコネクタ24と全く同じ構造 を有する。この場合にもまた、コネクタの誘電本体の、接点を担持する第1の面 は、基板21から離れる方向、即ち、底面25から離れて下方を向いている。か くして、底面の第2のコネクタの端子は、別の露出されているリード(図示せず )に電気的に接続される。基板21とコネクタ24および26は協働して、単位 となる装着集成体20を形成し、露出装着面は2つのコネクタの第1の面により 画定され、孔が第1のコネクタの孔36のように、基板から装着集成体の中へ延 びている。これらの孔の上に位置する接点は、基板内の導体に電気的に接続され ている。装着集成体は更に、上部コネクタ24の露出した第1の面の一部を覆う 誘電マスク層60(図7)を有する。マスク層は、接点の幾つかおよび上部コネ クタの孔の幾つかを覆う。しかしながら、マスク層は開口62、64および66 を有している。開口の位置は、装着集成体とともに集成されるべき種々の構成素 子の所望の装着位置に適応するように所望により選定される。開口を有する層6 0は、誘電材料のシートを打ち抜きあるいはエッチングすることにより形成する ことができ、あるいは乾燥した膜の誘電材料からリソグラフにより形成したシー トをコネクタの第1の面に積層することにより形成することができる。好ましく は、層60は、ポリイミド誘電層と、この誘電層をコネクタに固着する接着層と を有する「カバーレイ」("coverlay")と呼ばれる材料から形成される。 接続方法においては、半導体チップ68のような超小形電子構成素子がコネク タと係合される。図5に明瞭に示すように、各バンプリード70は、素子68の 平坦な底面72から突出している。バンプリードは、能動接点45および孔36 (図2)のグリッドと同じピッチを有する直線グリッドの形態で配置される。こ の場合、バンプリードはかかるグリッドにより画定される位置にのみ配置される べきであるが、バンプリードがかかる位置ごとに存在することが要件とされるも のではない。即ち、バンプリードのグリッドは、全てに存在する必要はない。例 えば、バンプリードは、バンプリードを有する個所がコネクタの孔のピッチの2 倍、3倍その他の正数倍の有効ピッチを有するように、一つ置きあるいは2つ置 きなどのようにして配置することができる。 各バンプリード70は、素子68の内部回路74に電気的に接続された略球形 のボールの形態をなしている。この略球形のバンプリードは、しばしば「ボール リード」と呼ばれる。各ボールリードは、銅またはニッケルのような導電性の比 較的強い金属から形成される内部の球即ちコア76を有している。各球76は、 次に、はんだのような導電性の熱活性化結合材料の層78で覆われている。 超小形電子素子68は、超小形電子素子の接点担持面72がコネクタの露出し た即ち第1の接点担持面32と対面するように、即ち、超小形電子素子の接点担 持面がコネクタの第1の面32により画成される装着集成体の露出した装着面と 対面するようにこの素子を装着集成体と並置させることにより、装着集成体20 および上部コネクタ24と係合される。超小形電子素子は、バンプリード70が コネクタの能動接点45および孔36と整合するように配置される。素子68お よび装着集成体20は、素子68を下方へ付勢することにより互いの方向に付勢 される。この動作においては、バンプリード70は、各接点の突起42と係合す るとともに孔36に入り込む。この動作が継続すると、バンプリードは孔の中に 更に入り込む。この動作の際には、接点の突起42はバンプリード70の露出面 に自身の弾性により当接するので、突起はバンプリードが孔に入るときにバンプ リードの露出面をぬぐうとともに擦る。この動作により、バンプリードの面およ び突起の表面から屑および酸化物が除去される。 装着集成体およびコネクタに対する超小形電子素子68の下方向の動きは、部 材が図6に示す位置に達するまで継続する。この位置においては、素子68の接 点担持面72は、コネクタの露出面即ち装着集成体の装着面に位置する。更に、 この位置においては、バンプリードを構成する各ボールの中心80は、コネクタ の第1の面32および突起42の下に位置し、突起42はバンプリードを所定の 位置に固定する。しかしながら、この状態では、超小形電子素子68はまだ、装 着集成体に変更可能に(irrevocably)取着されていない。それにも拘わらず、弾 性突起42は、各バンプリード70と有効な電気的接触を行う。 他の素子も同じ態様で装着集成体に接続される。例えば、別の比較的小さな基 板即ちキャリヤ82に、ワイヤボンディングなどによる面装着によるような公知 のいずれかの技術により、基板82に取着された別の超小形電子素子84を配設 することができる。かくして、キャリヤ82の上部即ち露出面86は、構成素子 84を取着するのに使用される装着具と適合する所望の形状を有することができ る。しかしながら、キャリヤの反対側の面即ち底面(基板21の方を向く面)は 、略平坦であり、かつ、上記したバンプリード70と同じバンプリードを有して いる。この場合にもまた、バンプリードは、コネクタ本体の装着面の孔36、即 ち、装着集成体の装着面の孔のグリッドと対応する直線グリッドの場所に配置さ れる。かくして、キャリヤ82はアダプタとして作用することにより、異なるタ イプの接点を有する装置を装着集成体に装着することができる。キャリヤ82は 、素子68と全く同じ態様で装着集成体20の接点と係合される。同様に、プラ グ90には、略平坦な下面とこの下面から延びるバンプリード92とが設けられ ている。バンプリードは、平坦なケーブル94の導体に電気的に接続されている 。プラグ90を、キャリヤ82および超小形電子素子68と同じ態様で装着集成 体20と係合させることができる。更に、平坦なケーブルプラグは、別のプラグ を第1の面の上部に順に接続してプラグの積み重ね体を形成することができるよ うに通し孔導体を有することができる。プラグの各接点は電気的に並列接続され ている。1つ以上の別の超小形電子素子96が、素子96のバンプリード(図示 せず)を装着集成体の下部コネクタ26により担持されている接点と係合させる ことにより、装着集成体20に機械的および電気的に接続される。別の素子(図 示せず)を上部または下部コネクタと係合させることができる。図示のように、 上部コネクタ20と係合する各構成素子は、開口62、64および66の1つに 収容されている。残りの使用されていない空間および孔は、カバーレイ層60お よび下部コネクタの同様の層により閉止される。 この状態においては、構成素子の全ては、完全に互いに相互接続され、通常の 速度で十分に動作を行うことができる。試験動作は、電力を供給しかつケーブル 94を介して試験信号を印加することにより行うことができる。あるいはまたは 更には、装着集成体20は、電力および試験信号を供給する特定の試験接続領域 (図示せず)を有することができる。かくして、超小形電子素子68のような構 成素子の集成体全体が、装着集成体の装着係合位置において、基板とコネクタを 介して信号と電力を供給しながら容易に試験に供される。集成体がかかる試験に おいて適正に動作する場合には、この装置は使用の際に適正に動作を行うという 優れた保証が得られる。更に、試験には、チップまたはバンプリードと特定の試 験ソケットとの係合は必要されない。集成体の試験後に、特定の試験接続体を集 成体から取り外す。 欠陥が見つかったときには、欠陥のある素子のバンプリードを接点から脱合さ せるように素子を装着集成体から引き離すことにより、欠陥素子を装着集成体か ら簡単に分離することができる。接点は次の素子により再使用される。欠陥が見 当たらないときには、集成体は接続部を更に処理することなく実際に使用に供す ることができる。接点の突起のバンプリードとの弾性係合により、長寿命の接続 部を提供することができる。しかしながら、好ましくは、バンプリードは試験工 程の後に接点に金属結合される。これは、バンプリードの結合材料を作動させて バンプリードと接点との間に金属結合を形成するように集成体を加熱することに より行うことができる。超小形電子素子その他の構成素子を装着集成体から取り 外し、あるいは試験工程と結合工程との間でバンプリードと接点との係合を変え る必要はない。従って、集成体が試験工程において許容することができる場合に は、金属結合の工程の後も依然として許容することができる可能性が極めて高い 。実際の使用においては、通路48、接点タブ38および弾性接点突起42は、 バンプリードが基板に対してxおよびy方向に幾分動くことができるように十分 に変形することができる。これにより、熱膨張の補償をはかることができる。 本発明の別の実施例に係るコネクタが、図8に一部図示されている。この場合 には、誘電性のコネクタ本体130は、第1の面132とコネクタ本体の第2の 面134との間に配置されているシート状の導電性等電位面部材137を有して いる。部材137は、銅その他の金属のような導電性材料から形成することがで きるとともに、接地または電源面を提供して空間をなくするように接地または電 源接続部(図示せず)に電気的に接続することができる。コネクタ本体130の 孔136は、電位面部材137の開口139を貫通しているので、孔に入り込ん でいるバンプリードは、電位面部材から電気的に絶縁された状態にある。通路即 ち通し導体148は、電位面部材の他の開口141を貫通している。各通路は、 導電材料の中心体149と、中心体の第1および第2の面からそれぞれ中心体1 49の中へ延びる一対の盲通路151および153とを有する複合構造体である 。盲通路153は、コネクタ本体の第2の面134の端子150を画成している 。 接点タブの能動接点領域145は、第1の面132の孔136の開口部におい て孔136の上方を半径方向内方へ延びる弾性突起142を有している。突起1 42は上記と同様のパターンで配置され、孔136を囲む接点タブ138のリン グ状領域に接続されている。しかしながら、この実施例においては、突起142 は、第1の面132から第2の面134へ向けて孔136の中を下方へ延び、各 突起の先端部は第1の面の下方でくぼんでいる。かくして、各突起は実質上層状 であるが、突起142は各孔において円錐状のリードインまたは漏斗状の構造体 を画成している。かかる構成により、組立の際に超小形電子素子をコネクタと容 易に整合させることができ、バンプリードは漏斗状の構造体の中心へ向けて、従 って、孔の中心へ向けて動こうとする。突起142は、多くの場合、リング領域 138および接点タブの他の部分とともに平坦なシートの一部として形成されて いるので、弾性接点の突起は、エンボス処理により、もとの平坦な状態から図8 に示す状態に永久的に塑性変形を受ける。 更に、突起142は、ベース金属147とベース金属を覆う結合材料143と を有する。ベース金属147は、接点タブに関して上記したような金属または合 金であるのが望ましい。結合金属143は、はんだ、はんだペースト、低温共融 結合材料、ソリッドステート拡散結合材料、ポリマ/金属複合結合材料その他の 熱活性化結合材料とすることができる。例えば、コキ(Koki)RE4−95K、非 清浄フラックスの、25−50ミクロンの粒度分布を有する63%錫−37%鉛 はんだのようなはんだペーストが、共融はんだバンプの対する結合を形成するの に好ましい。ポリマ/金属結合材料には、ユールテム(Ultem)材料のような熱可 塑性ポリマまたはエポキシのような熱硬化性ポリマに、銀または金の粒子のよう な金属を分散させたものが含まれる。拡散金属材料には、ニッケルと金の層状構 造体、80%金−20%錫のような金と錫の合金および5%銀−95%錫のよう な錫と銀との合金が含まれる。はんだには、錫−鉛および錫−インジウム−銀の ような合金が含まれる。共融結合材料は、金−錫、金−ゲルマニウム、金−珪素 またはこれらの金属の組み合わせの合金よりなる群から選ぶことができる。本技 術分野において周知のように、各種の結合材料は通常、結合材料と適合する構造 体を結合するのに使用される。例えば、共融結合材料と拡散結合材料は、接点ベ ース金属層および結合材料と合金を形成するのに適した金のような金属の連係バ ンプリードとともに使用される。このような構成においては、素子のバンプリー ドが結合材料を有する必要性がなくなる。 このコネクタはまた、第1の面132に配設された、「スナップ硬化」("snap -cure")接着剤と広く呼ばれるタイプの熱活性化接着剤の層177を有する。集 成体が加熱されて接点の結合材料143を活性化すると、接着剤177はチップ または素子を装着集成体に結合して空隙のない界面を形成する。更にまた、接着 剤は、各接点と孔の周囲にシールを形成し、孔の内部およびバンプリードと接点 との界面を周囲環境の汚染物から隔絶するようにしている。一の適宜のスナップ 硬化接着剤が、カリフォルニア州に所在するジ・アブレスティック・エレクトロ ニック・マテリアルズ・アンド・アドヒーシブズ・カンパニー・オブ・ランコ・ ドミンゴス(the Ablestik Electronic Materials & Adhesives Company of Ranc o Dominguez)から商標ABLEBONDが付されて販売されているものがある。 あるいは、熱可塑性層177は、チップをシートソケットに結合するための接着 剤として、シートソケットとの第1の面137に対して使用することができ、こ の場合には、チップは熱可塑性材料を加熱して再流動させることによりソケット から取り外すことができる。この再生性接着剤層の好ましい熱可塑性材料は、ポ リイミド−シロキサンである。他の点については、図8のコネクタは、図1−7 に関して上記した構成素子と同じ態様で使用される。 図9に示すように、金属接点タブ238は、中央の開口246を囲むリング状 領域240を含む能動コネクタ部245を有することができる。突起242は、 リング状部分からこの開口の中心へ向けて内方に螺旋をなしている。しかしなが ら、この実施例においては、突起は、直接半径方向内方に延びているのではなく て、開口246の中心の周囲を半径方向内方にかつ環状に延びている。かかる突 起により、略半径方向のコンプライアンスが得られる。 図10に示すように、図9に示すタイプのコネクタは、超小形電子素子即ち半 導体チップ268と係合されている。チップ268のバンプリード270は上記 した実施例のように球形ではなく、截頭円錐状の構造体をなしている。各バンプ リードが開口246に入り込み、コネクタ本体の孔236内を下方に動くと、バ ンプリードの周面が接点の突起242が係合して擦る。この場合にも、接点また はバンブリードあるいはこれらの双方に結合材料を設けることができる。 図11に示すように、接点タブ338は、非円形の開口を画定するリング状の 構造体340を有することができるとともに、一方の側から開口に延びる1つの 突起342を有することができる。この構造体は、孔336に入り込むバンプリ ード370が突起342と側壁との間に保持されるようにコネクタの誘電本体の 連係する開口336と非対称に配置することができる。 本発明の更に別の実施例に係る接点が、図12および13に概略示されている 。この実施例においても、接点本体438は、開口446を画定するリング状構 造体440を有している。しかしながら、この実施例においては、構造体は、開 口の両側の2つの位置448と450との間を延びる層状の略平坦なブリッジ構 造体444を有している。ブリッジ構造体440はまた、位置442から中心位 置454へ延びる第1の弾性の層状螺旋体453と、位置450から中心位置4 50へ延びる第2の弾性の層状螺旋体456とを有している。螺旋体452およ び456は同じ向きであり、相互に係合している。図13に示すように、螺旋体 は、バンプリードによる力Fの印加により下方へ撓むことができる。各螺旋体は 、コイルばねとして実質上作用する。更にまた、変形した螺旋体はバンプリード 470の側部を包囲し、バンプリードの表面をぬぐう。かかる構成とすることに より、種々のサイズの接点と弾性係合させることができる。 本発明の一の実施例に係るコネクタは、複数の独立した接点ユニット529を 有している。各接点ユニットは、4つの接点520を有している。各接点520 は、上方を向くベース面524を画定するベース層522(図15)を組み込ん だ小さな金属タブを有している。各接点のベース部は、銅、銅含有合金、ステン レス鋼およびニッケルよりなる群から選ばれる弾性金属から形成されるのが望ま しい。ベリリウム銅が特に好ましい。ベース部は厚さが、約10乃至約25ミク ロンとするのが望ましい。以下において更に説明する接点形成法において使用さ れるニッケルのようなエッチング金属の層525を、ベース面524に配置する ことができる。各タブは、タブと一体をなす略方形のリング状固定部526に接 合される。各タブは、固定部から離隔するタブの端部に先端部528を有してい る。 4つのタブは、各固定部526から内方へ延びており、タブはチャンネル52 3により互いに分離されている。各接点即ちタブ520は、タブの先端部528 に隣接するベース面524から上方へ突出する凹凸530を有している。各凹凸 は、ベース部522と一体をなす第1の即ちベース金属のカラム532を有する とともに、ベース面524から離隔した凹凸の最上部でカラム532を覆うキャ ップ534を有している。各カラム532は、略円筒形または截頭円錐形をなし ているので、各カラムの先端部は略円形をなしている。各カラムのキャップは、 平坦な円形の先端面と、該先端面を囲む実質上鋭い縁部とを画定している。各凹 凸は、約50ミクロンより短い距離、好ましくは約5ミクロン乃至約40ミクロ ン、最も好ましくは約12乃至約25ミクロンに亘ってベース面から上方に突出 するのが望ましい。各凹凸は、直径を約12乃至約35ミクロン、より好ましく は約12乃至約35ミクロンとすることができる。キャップの金属534は、第 1の金属即ちベース金属にエッチングを行うエッチング剤によるエッチングに対 して耐性を有する金属よりなる群から選ぶことができる。金、銀、白金、パラジ ウム、オスミウム、レニウムおよびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる 金属キャップが好ましい。以下において更に説明するように、かかる耐エッチン グ金属は、鋭い縁部536の形成を容易にする。更にまた、より硬い耐エッチン グ金属、特に、オスミウムおよびレニウムは、使用の際に縁部の保護を容易にす る。 接点ユニットは、コネクタ本体540の上面538に配設され、かつ、互いに 離隔して配置されているので、隣接するコネクタユニット間にはスロット542 が画定される。コネクタ本体540には、内部に孔546を有するシート状金属 素子544が組み込まれている。金属層は、底部誘電層548と上部誘電層55 0により覆われており、これらの誘電層は孔546内で併合しているので、協働 して孔のライニングも行っている。導電金属の通路ライナ552が、各孔546 を介してコネクタ本体の上面538から反対側の底面554へ延びるように配設 されている。各通路のライナ552は、底面に環状の端子558を形成するよう に、底面の連係する孔の中心軸556から離れて半径方向外方へ拡開している。 各通路ライナはまた、接点支持構造体560を形成するように、上面538にお いて中心軸から離れて外方に拡開している。各接点支持体の周辺は、略方形をな している。 各接点ユニット529は、底面521から上方を向くベース面524にリング 状の固定部526を介して延びる4つの開口564を有している。各接点ユニッ ト529は、方形の周辺部と略整合して各接点支持体560に配置されている。 各接点ユニットは、接点支持体560と一体をなしかつ接点ユニットの孔546 を介して上方へ延びる4つのポスト566により、連係する接点支持体に取着さ れている。各ポスト566は、ベース面524を覆う接点支持体560から離隔 するポストの端部に、外方へ突出する隆起部即ち球状部568を有している。か くして、これらのポストおよび球状部は、個々の接点即ちタブ520、特にその 先端部528がコネクタ本体の連係する孔546の軸線556へ向けて半径方向 内方へ突出するように接点ユニットを対応する接点支持体560に取着するので 、接点即ちタブ520の先端部は孔546の上に位置する。ポストおよび接点支 持体560はまた、各接点ユニットを連係する通路のライナに接続し、従って、 底面の端子558に接続する。 接点ユニット529、従って、この接点即ちタブ520は、本体540の孔の パターンに対応する規則的なパターンで配置されている。接点の凹凸530もま た、接点520のパターンと整合して規則的なパターンで配置されているので、 同数の凹凸が各接点に配置される。図14および15の実施例においては、各接 点には凹凸は1つだけが配置されている。しかしながら、凹凸と接点の双方とも 規則的なパターンで配置されているので、全ての接点に凹凸が設けられる。更に 、各接点の凹凸は同じ位置、即ち、接点ユニットの固定領域から離隔した、タブ 即ち接点の先端部に隣接した位置にある。 図14および15のコネクタは、リード569を有する多層基板568のよう なより大きな基板と係合させることができる。各リードは、基板の表面に露出さ れた端部571を有している。コネクタの端子558、従って、接点ユニット5 29は、従来の積層および/またははんだ結合方法により、あるいは国際特許出 願第92/11395号に教示されている積層および相互接続方法により、基板 の内部リード569に電気的に接続することができる。本明細書においては、こ の国際出願を引用して、その説明に代える。図14および15のコネクタは、基 板に対して組み立てられた後に、連係する超小形電子素子570と係合されるこ とにより、バンプリード即ちはんだボール572は各接点ユニット529と係合 する。かくして、連係する超小形電子素子570は、孔546および接点ユニッ ト529のパターンと対応するパターンでバンプリード572を有する。超小形 電子素子570は、1つのバンプリード即ちはんだボール572が各接点ユニッ トおよびコネクタの本体540の下にある孔546と整合するように、コネクタ と並列される。次に、超小形電子素子は、コネクタ本体へ向けてかつ接点ユニッ ト529および個々のタブ即ち接点520に向けて下方に付勢される。この下方 への動きにより、各ボール572は接点ユニット529の4つ全ての接点即ちタ ブ520と係合し、特に、ボール572が凹凸530と係合する。図16に示す ように、各接点ユニットの固定部即ち外周部526は実質上固定位置に保持され 、一方、タブの先端部528に隣接した各タブ520の先端領域は、係合された ボール572の動きの方向に下方へ曲がる。この状態においては、各鋭い縁部5 36の一部は、超小形電子素子570およびボール572の下方向への動きと反 対の方向の上方を向いている。各凹凸は、タブ520の弾性により、孔の中心軸 線556へ向けて内方へ付勢されている。各縁部536の上方を向く部分は、ボ ール572に入り込むようになって、ボールが孔546の中へ下方に動くときに ボールの表面を擦る。各タブの、縁部が鋭く形成された凹凸は、かくして、ボー ル即ちバンプリード572に沿った経路を擦る。 この擦り作用により、酸化物その他の汚染物が擦られた経路から有効に除去さ れる。これにより、接点520とボール即ちリード572との間に信頼性のある 電気的接触が確保される。特に、凹凸の先端部により、ボール即ちリード572 との接触が確保される。各凹凸の先端部の層534のキャップ金属は実質上耐酸 化金属であるので、通常、酸化物または汚染物層は実質上存在しない。かくして 、ボールと接点は、強固な信頼性のある電気的な相互接続を形成する。この作用 は、各接点ユニットにおいて、超小形電子素子の表面の各ボール即ちリード57 2に関して繰り返されるので、全てのボール即ちリードと基板568の全ての内 部導体569との間に信頼性のある相互接続が同時に形成される。これらの接続 は、集成体の永久的なあるいは半永久的な相互接続として機能することができる 。あるいは、素子の機械的な相互係合により行われる電気接続を試験接続として 使用することができ、これにより超小形電子素子570、基板568に対する該 素子の接続およびこの基板に接続された他の素子を、電力の供給の下で試験し作 動させることができる。欠陥のある接続または構成素子が試験において識別され た場合には、容易にこれを取り外して交換することができる。通常は、コネクタ および接点は再使用することができる。仮の接続だけが所望される場合には、ス トップ素子(図示せず)を超小形電子素子570とコネクタとの間に介在させて 、超小形電子素子の動きを制限することができる。かくして、接点は、永久的に 曲げられるのではなく、弾性変形を受けるだけである。 試験の終了後に、集成体は永久的に一体結合される。各バンプリード572に は、接点520の材料と適合する導電性の結合材料が含まれる。あるいはまたは 更に、接点自体が導電結合材料を担持することができる。超小形電子集成体の分 野の当業者に周知の種々の結合材料をこのために使用することができる。例えば 、バンプリード572は全体を、はんだからあるいは内部コア(図示せず)を覆 うはんだ層から形成することができる。この場合には、導電性結合材料即ちはん だは、集成体を加熱してはんだに流動性を付与することにより活性化される。い わゆる「非清浄」フラックスのようなフラックスをはんだボールの周囲の超小形 電子素子または接点520に設けることができる。あるいは、コキ(Koki)RE4 −95K、非清浄フラックスの、25−50ミクロンの粒度分布を有する63% 錫−37%鉛はんだのようなはんだペーストを、接点ユニットまたはボールもし くはリード572に設けることができる。 はんだ以外の結合材料も使用することができ、これらには、低温共融結合材料 、ソリッドステート拡散結合材料、ポリマ/金属複合結合材料または他の熱活性 化結合材料が含まれる。かくして、ポリマ/金属結合材料には、ユールテム(ULT EM)材料のような熱可塑性ポリマまたはエポキシのような熱硬化性ポリマに、銀 または金の粒子のような金属を分散させたものが含まれる。拡散金属材料には、 ニッケルと金の層状構造体、80%金−20%錫のような金と錫の合金および5 %銀−95%錫のような錫と銀との合金が含まれる。はんだには、錫−鉛および 錫−インジウム−銀のような合金が含まれる。高温結合材料は、金と錫、金とゲ ルマニウム、金と珪素またはこれらの組み合わせのような合金よりなる群から選 ばれ、金と錫の合金が好ましい。既知の理論によれば、各種の結合材料が、結合 材料と適合する構造体を結合するのに通常使用される。例えば、高温結合材料と 拡散結合材料が、バンプリードまたは結合材料と合金を形成するように適合され た金のようなボール金属とともに使用される。結合材料を、接点ユニット529 または連係する電気素子もしくはリード572に担持することができる。凹凸の 先端部面に担持されたキャップ金属により結合材料を構成することができる。 かかる構成とすることにより、接点520と端子558との間に低インダクタ ンスの接続を提供することができる。かかる構成においては、導電通路をバンプ リード収容孔から分離する必要がない。その代わりに、孔546は、通し導体即 ちライナに室を提供する。即ち、孔は、超小形電子素子のバンプリードを収容す る作用と、導体をコネクタ本体を介して支持する作用の双方を行う。これにより 、構成を著しくコンパクトにすることができる。隣接する孔と接点との間のピッ チ即ち間隔は、孔自身の最大直径よりも極くわずかに大きく、かつ、孔に収容さ れるべきバンプリードの直径よりも極くわずかに大きくすることができる。かく して、ピッチは、バンプリードの約3倍以下、望ましくは、バンプリードの直径 の約2倍程度にすることができる。種々のピッチに対する適宜の寸法が下記の表 Iに示されている。この表において、バンプリードの直径は、超小形電子素子の ボール形のバンプリードの直径を云う。孔の最大直径は、第1の面528におけ る本体540の孔の直径を云う。スロットの直径は、スロットの対向する弧状縁 部523間の寸法を云い、誘電層の厚さは誘電層550の厚さを云い、接点は接 点と突起522を構成する金属層の厚さを云う。 開口564とポスト566は連係する孔の中心から離隔した各方形のリング状 接点の隅部に隣接して配置されているので、ポストと開口はタブ即ち突起520 およびスロット523から離隔し、即ち、接点の能動領域から離隔して位置する 。ポストと開口は、突起の撓み作用を妨害することはない。しかしながら、各取 り付けポスト566は1つの突起即ちタブ520と整合して配置されているので 、取り付けポストは接点とコネクタ本体との接合部に生ずる応力に耐えるのが理 想的である。この場合にも、層状のリング状接点は実質上方形であるとともにコ ネクタの上面を実質上充填しているので、これらの部材の間に形成される極くわ ずかなギャップにより電気的絶縁が提供される。 コネクタにはまた、端子558間の領域において、コネクタの本体の第2面即 ち底面に誘電接着剤を配置することができる。誘電接着剤は、例えば、上記した ようなスナップ硬化接着剤とすることができる。端子558は、基板のリードに 対する接続に関して上記したのと同様の熱活性化導電結合材料で覆うことができ る。 図14ー16に示す実施例の変形例においては、接点支持体に対する取着は、 接点リングの周辺を囲む立ち上がり部を提供するように行うことができる。例え ば、リブ(図示せず)は個々の接点縁部の側に沿って上方へ突出することができ るとともに、各接点の縁部にオーバーラップするように内方へ延びる突出部を有 することができる。 本発明の更に別の実施例に係るコネクタは、図14ー16のコネクタと略同じ であるが、コネクタ本体および接点ユニットの上面を覆う従来の写真技術により パターン化することができるはんだマスクの層を含む。はんだマスク層567に は、コネクタ本体の孔546と孔および接点ユニットの中心軸線556とに整合 する孔が設けられている。接点タブの先端部528ははんだマスク層の孔565 内に露出しており、一方、接点ユニットの方形のリング状固定部526と固定部 に隣接するタブの基端部は、はんだマスク層により覆われている。はんだマスク 層は、光像形成ポリマからあるいはエポキシおよびポリイミドのような他のポリ マから形成することができる。(登録商標Ultem のもとで入手することができる )ポリエーテルイミド及びフルオロカーボン、特に、フッ素化エチレン−プロピ レン(「FEP」)のような熱可塑性材料も使用することができる。 図17のコネクタは、リード569を有する多層基板568のような、より大 きな基板と係合させることができる。コネクタの端子558従って接点ユニット 529は、従来の積層および/またははんだ結合方法によりあるいは米国特許第 5,282,312号に教示の積層および相互接続方法により、基板の内部リー ド569に電気的に接続することができる。本明細書においては、この米国特許 を引用してその説明に代える。 図17のコネクタは、基板に対して組み付けた後に、連係する超小形電子素子 570’と係合される。超小形電子素子570’は、半導体チップのような能動 超小形電子装置とすることができ、あるいは回路担持基板もしくはパネルその他 の装置とすることができる。超小形電子素子は、端子573’を有し、超小形電 子素子の他の電子回路または構成素子(図示せず)に接続された背面を有する本 体を備えている。端子573’は、コネクタの接点ユニット529および孔54 6のアレイと整合するアレイで配置されている。はんだ572’のような熱軟化 性結合材料の塊が各端子573’に配置されている。はんだの塊は、面575か ら上方へ突出するバンプの形態をなしている。はんだの塊は、鉛、錫、銀、イン ジウムおよびビスマスよりなる群から選ばれる1つ以上の金属を含むのが望まし い。鉛−錫合金、鉛−錫−銀合金、あるいはインジウム−ビスマス合金を使用す ることができる。 本発明の一の実施例に係る集成方法においては、超小形電子素子570’の後 面即ち背面575’が、コネクタ本体540の前面に隣接して配置されている。 超小形電子素子の端子573’とはんだの塊は、コネクタ本体の孔546、従っ て、接点ユニットおよび孔の中心軸線556と整合されている。方法のこの工程 においては、はんだの塊は、はんだの融点よりも実質上低い温度にあり、従って 、実質上固体の硬い状態にある。各はんだの塊の表面は、タブの先端部に隣接し た連係する接点ユニットのタブに当接している。この係合工程の幾つかの部分に おいて、はんだのユニットは、タブの凹凸530により各タブと係合する。次に 、超小形電子素子は、超小形電子素子をコネクタ本体の上面に向けて付勢するこ とによりコネクタと強制的に係合される。図17に示すように、各接点ユニット の固定部即ち周辺部526は実質上固定された位置に保持され、タブの先端部5 28に隣接した各タブ520の先端領域は、係合したはんだの塊572の動きの 方向へ下方へ曲がる。この状態においては、各鋭い縁部536の一部は、超小形 電子素子570’とはんだの塊572’の下方向の動きと逆の方向の上方を向い ている。各タブの先端部528および各先端部の凹凸は、タブ520の弾性によ り、孔の中心軸線556に向けて内方へ付勢されている。各縁部536の上方を 向く部分は、はんだの塊572’の表面から中へ潜り込もうとする傾向がある。 各タブの鋭い縁部が形成された凹凸は、かくして、はんだの塊572’の表面に 沿った経路を擦る。 この擦り作用により、酸化物およびその他の汚染物が擦られた経路から有効に 除去される。これにより、接点520とはんだの塊572’との間に信頼性のあ る電気的接触が確保される。特に、凹凸の先端部は、はんだの塊572’との接 触を良好にする。各凹凸の先端部の層のキャップ金属は、実質上耐酸化金属であ るので、通常は酸化物または汚染物層は実質上存在しない。かくして、はんだの 塊と接点は、強固な信頼性のある電気的な相互接続を形成する。この作用は、各 接点ユニットにおいて、超小形電子素子の表面の各はんだの塊572’に関して 繰り返されるので、全てのはんだの塊572’と基板568の全ての内部導体5 69との間に信頼性のある相互接続が同時に形成される。素子の機械的な相互係 合により行われる電気接続を試験接続として使用することができ、これにより超 小形電子素子570’、基板568に対する該素子の接続およびこの基板に接続 された他の素子を、電力の供給のもとで試験し作動させることができる。この試 験はまた、はんだの塊572’と接点520との電気的な連続性を試験すること でもある。欠陥のある接続または構成素子が試験の際に識別されると、欠陥の除 去と交換とを容易に行うことができる。通常は、コネクタと接点は再使用するこ とができる。 試験工程の終了後に、係合されたはんだの塊と接点は、はんだを軟化するのに 十分な高温結合温度に加熱される。好ましくは、この加熱は、はんだの塊を接点 から脱合することなく行われる。はんだの塊と接点との係合は、試験工程の終了 から方法の残りの工程全体を通じて保持される。結合温度は、はんだのある部分 または全体を液相に変えることによるなどして、はんだを軟化するのに十分なも のである。はんだの塊と接点は、集成体全体を高温の気体、輻射エネルギなどの ような適宜の加熱媒体に曝すことにより加熱することができる。はんだが軟化す ると、各タブ520は図17の変形された状態からもとの未変形の形状にはね戻 る。タブの先端部は、図18に示すように、はんだの塊に中へ入り込む。本発明 は何らの動作の理論に限定されるものではないが、係合工程における接点とはん だの塊の表面との間のぬぐい作用、特に、接点の凹凸の擦り作用により、はんだ の塊の表面から中への接点の侵入が容易となる。ぬぐいおよび擦り作用の際の酸 化物層の破壊により、はんだの塊の軟化後の酸化物層の密着を著しく少なくする ものと考えられる。これにより、接点の先端部は、酸化物層を容易に破壊し、酸 化物層の下の、実質上純粋な酸化されていないはんだに入り込むことができる。 ぬぐい作用によりまた、酸化物その他の汚染物を接点の先端部の表面から容易に 除去することができる。 接点の先端部は純粋で未酸化のはんだに浸漬されるので、はんだにより容易に 湿潤化される。接点の先端部の少なくともある部分に、この方法のこの段階で酸 化物その他の汚染物がない場合には、純粋なはんだが接点の先端部を有効に湿潤 化する。フラックスその他の余分な化学剤は必要とされない。集成体は、集成体 の全ての部分が結合温度に到達することができるように、十分な時間、高い結合 温度に保持される。接点は、はんだの塊が軟化した後実質上直ちに元に戻って、 はんだの塊の中に入り込む。はんだが接点の先端を湿潤にすると、毛管作用の影 響を受けて接点の表面に沿って流れようとする。これにより、はんだを、接点の 先端部から離れてかつ接点の固定領域へ向けて外方へ引っ張ろうとする。はんだ マスク層567がこの外方への流れを阻止する。はんだマスク層が熱可塑性材料 その他の熱により軟化される材料のような材料を含む場合には、はんだのマスク は、集成体が結合温度まで加熱されたときに流動状態をとることができる。かく して、はんだマスク層は流動して、超小形電子素子の面575’となじみ接触を 行うとともにこの面に結合する。これにより、各キャビティにおいて各接点とは んだの塊を包囲して、接続部の周囲の環境から保護するシールを形成する。ある いはまたは更に、はんだマスク層は、アクリル接着剤のような、表面に結合する 接着剤を含むことができる。 集成体は、結合温度まで加熱された後は、結合温度よりも低い温度、一般的に は、室温まで冷却され、はんだを再固化する。得られた集成体は、接点タブ52 0が入り込み接点タブに金属結合された固体のはんだの塊572’を有している 。各はんだの塊は、コネクタ本体の上面と略直交しかつコネクタ本体の連係する 孔546の軸線556と略平行する、略軸線方向即ちz方向に突出する。かくし て、はんだの塊は、1つのリング状固定領域526の中心を介して軸線方向に延 びる。かかるリング状固定領域526に連係する接点タブは、はんだの塊の中へ 半径方向内方へ延びる。かかる形状により、特に強力な結合が得られる。最も好 ましくは、各はんだの塊に入り込んでいる接点タブのアレイは、はんだの塊を全 半径方向に実質上取り囲む。かくして、接点に対するはんだの塊の半径方向即ち X−Y方向の動きにより、接点タブの1つ以上と一層密接に係合するように接点 を付勢する。接点タブは、図18においては、もとの変形を受けていない状態に 完全に復元されているものとして図示されているが、これは重要ではない。かく して、接点タブは、軟化および冷却工程の後は、孔の中へ軸線方向に幾分残留変 形することにより、各接点タブは軸線方向と半径方向の双方に傾斜する。 本発明の更に別の実施例に係る製造方法を利用して、図14−18に関して上 記したような接点ユニットとコネクタを製造することができる。この方法は、ベ ース金属のシート700(図19)で開始するが、このシートは、エッチングス トップ金属の薄層702とエッチングストップ金属の上に位置するベース金属の 別の層704とで覆われている。かくして、シート704は、複合3層シートの 上面706を形成し、一方、シート700は反対側の底面708を形成する。層 704の厚さは、各凹凸530(図15)のベース金属のカラム532の所望の 高さに対応し、一方、底部層700の厚さは各接触タブを構成するベース金属層 522の所望の厚さに対応する。底面エッチング工程においては、上面は連続す るマスク710により保護され、一方、底面は従来のフォトレジストの層712 により覆われる。フォトレジストは、従来の光暴露および選択的除去技術を使用 してパターン化され、ギャップをレジストに残す。次に、シートを、CuCl2 、NH4OHおよびNH4Clの溶液のようなエッチング溶液に浸漬することに よりエッチングに供する。このエッチング溶液は、下層700の銅ベース合金は 攻撃するが、ストップ層702は実質上攻撃しない。レジスト712のパターニ ングは、露出されたエッチング領域がタブを画定するベース金属層700にチャ ンネル523を有するとともに、固定領域の開口566および固定領域を画定し かつ下層700を上記した分離する接点ユニットに対応する各部分に細分割する スロット542を有するように制御される。 次の段階において、上部コーティング710が除去され、上部パターンレジス ト714(図20)と交換され、このレジストもまた従来の写真方法を使用して パターン化されて凹凸530の位置に対応する開口716を形成する。かくして 、各開口716は実質上、円形の凹凸に対応する円形の孔の形態をなす。底面の 特徴が別の底部レジスト718により覆われ、次いで、集成体がキャップ金属5 34でめっきされる。この方法のこの段階においては、ベース金属の上層704 とストップ層702は依然として固体でありかつ連続している。1つの接点ユニ ットの部分に対応して、シートの小さな部分だけが図示されているが、シートは 1つ以上の完全なコネクタを形成するのに十分な多数の接点領域を含むことが理 解されるべきである。ストップ層702と上層704は、連続しかつ密着した状 態に保持されており、シートは全ての部分がこの段階では互いに電気的に連続し ている。 キャップ金属の被着後は、上面の孔567が、底面に予め形成されている開口 566と整合して形成される。これらの上面の孔は、ベース金属の上層704を 貫通するとともに、ストップ層702を貫通している。上層の孔567は、開口 566の所望のパターンに対応するパターンでシートの上面706に輻射エネル ギを印加し、あるいは別のパターン化されたマスク(図示せず)を使用して上面 をエッチングすることにより形成することができる。かかるエッチング処理は、 CuCl2、NH4OHおよびNH4Clの溶液 を使用して上面から上層10 2にかけてエッチングを行うのが望ましく、次いで、FeClおよびHClエッ チング溶液を使用してストップ層702を介してエッチングを更に行う。この処 理後に、上面の孔567を形成するのに使用したマスクを取り除き、底部マスク も取り去る。 この状態では、シートは、予め設けられた孔と、通路ライナ552と、接点支 持部560とを有する上記した構造を備えたコネクタ本体540に積層される。 コネクタ本体は、金属層544をエッチングして孔を形成し、次いで、エポキシ またはポリメチルメタクリレートのような誘電フィルムの電気泳動コーティング のような処理によりエッチングされた金属に正角コーティングを被着して誘電層 550を形成することによりつくることができる。誘電層550は、厚さが0. 02−0.06mm程度、好ましくは約0.04mmとすることができる。通路 のライナ552と接点支持体は、誘電層の上にめっきすることにより形成される 。しかしながら、この方法のこの段階においては、ポスト566と球状部568 は、まだ形成されていない。 積層処理は、最終的に接点ユニットになる各領域を、対応する孔546および 対応する接点支持部と整合させるように行われる。コネクタ本体の上面の誘電材 料は軟化して、隣接するコネクタユニット間のスロット542に入り込むのが望 ましい。この方法の次の段階においては、コネクタ本体540の底面がマスク層 720(図22)により覆われ、ベース金属層700の底面を保護する。次に、 集成体は、ベース金属を攻撃するCuClおよびHClエッチング溶液のような 別のエッチング溶液に浸漬する。この別のエッチング溶液により、キャップ層5 34により覆われている場所を除く場所の、上層704のベース金属が除去され る。かくして、このエッチング処理により、ベース金属層700から上へ延びか つストップ金属層702から上方へ延びるベース金属のカラム532が形成され る。このようにして、このエッチング処理により、キャップ金属534により覆 われる領域に開口530が形成される。また、このエッチング処理により、キャ ップ層により画定されかつ凹凸の先端部を包囲する鋭い縁部536を有する各凹 凸が残される。 このエッチング処理に続いて、別のマスク層(図示せず)が、ストップ層と別 の上方を向く部分に被着され、開口566と整合する孔だけが残される。次に、 集成体を、銅のような、接点支持部560と適合する金属で電気メッキし、ポス ト566と外方へ延びる即ち球状の先端部568を形成する。この処理に続いて 、使用されたマスクを除去し、別のマスクを被着して光現像を行うことにより、 チャンネル523およびスロット542の所望のパターンに対応する開口のパタ ーンを残す。FeCl/HCl溶液のような、ストップ層702を攻撃すること ができる別のエッチング溶液を適用し、エッチング溶液がスロット542におい てストップ層702を破壊するまでマスクの開放領域のストップ層を攻撃させる ことにより、もとの密着した金属シートを個々の接点ユニットに細分割すること ができる。更に、エッチングによりチャンネル523の部分も突破され、各接点 ユニットの個々の部分を上記した形状の個々の接点即ちタブ520に変換する。 次に、底部マスクが除去され、図14−18に関して上記した形状のコネクタが 残される。 上記した方法においては、シートは、最後のエッチング段階まで強固な密着性 と導電性を保持しているので、シートはコネクタ本体に首尾よく取着されかつ首 尾よく電気めっきされてポストを形成する。この方法の各工程においては、従来 のマスキングおよびエッチング技術が必要となるだけである。凹凸は、接点およ び接点ユニットを形成するのに使用される方法の同じ系列の工程において実施さ れるので、凹凸のパターンは接点のパターンと良好に整合して設けることができ る。 本発明の別の実施例に係る方法は、可撓性を有するが弾性を有する重合材料、 望ましくは、ポリイミドから形成される底部層601の上に、上記したのと同様 のベース金属層104とストップ層602とを有する複合シート600(図24 )で開始する。上層604は、凹凸の所望の高さと略等しい厚さ、一般的には約 5ミクロン乃至約25ミクロンの厚さを有するとともに、銅または銅ベースの合 金のような容易にエッチングすることができる金属から形成することができる。 ストップ層602は、上層604を攻撃するエッチング剤に耐性のある、ニッケ ルのような材料を含む。ストップ層602は、厚さが約0.5ミクロン乃至約2 .0ミクロンの耐エッチング性金属の下層を、厚さが約10ミクロンよりも小さ い銅その他の金属の別の下層の上に配置してなる複合層とすることができる。ポ リイミドの底部層は、厚さが約10ミクロン乃至約50ミクロンであるのが望ま しい。この方法においては、フォトレジストのような耐エッチング性材料が、所 望のパターンの凹凸に対応するスポット634のパターンで被着される。この場 合にも、1つの接点ユニットの一部を形成するように適合された幾つかの凹凸だ けが図示されているが、実際のシートは多数の接点ユニットに対応して比較的大 きい面積を有している。次に、シートを上層604は攻撃するがストップ層60 2または底部層601は攻撃しない、例えば、CuCl/HCl溶液のようなエ ッチング剤を使用するエッチング処理に供する。これにより、ストップ層602 から上方へ突出する凹凸630(図25)が、耐エッチングスポット634のパ ターンに対応するパターンで残るとともに、ストップ層602が連続する導電層 として残る。次に、レジストを構成するスポット634を除去するとともに、開 口666に対応する開放領域を有する別のレジストを被着する。このレジストが 所定の位置にあるときに、集成体を別のエッチング処理に供し、開口666に対 応する領域のストップ層即ち導電層602を除去する。これらの領域のストップ 層が除去されてから、集成体を、KrFエキサイマレーザを使用し、あるいは底 部層601のポリマにより強く吸収される他の適宜の放射線を使用したレーザア ブレーションに供する。これにより、開口666は底部層601を完全に貫通す る。この状態では、シートは、全領域に亘って、依然として密着しかつ導電性を 保持している。 次に、シートを、図22に関して上記したのと実質上同じ態様でコネクタ本体 640(図26)に積層する。かくして、シートは、個々の接点ユニットを構成 するシートの各ゾーンがコネクタ本体の対応する孔および接点支持体と整合され るようにコネクタ本体と整合される。シートは、シートをコネクタ本体にしっか り取着するようにコネクタ本体の上面に積層される。この動作においては、底部 層601の重合材料は、コネクタ本体自体の誘電材料と併合するのが望ましい。 この積層工程に続いて、集成体に電気めっきを施し、開口666を介して延びる ポストを形成する。これらのポストは、図14−23に関して上記したポスト5 66と略同じ態様でコネクタ本体の接点支持体およびスットプ層602と併合す る。ポストは、底部層601を介して電気的な連続性を提供することにより、ス トップ層即ち導電層602の各ゾーンはコネクタ本体の対応する接点支持体およ び通路ライナ(図示せず)に電気的に接続される。 この方法の次の段階においては、ストップ層は従来のマスキングおよびエッチ ング処理を使用してエッチングされ、ストップ層を個々の接点ユニット629( 図26)に細分割するチャンネル642を形成する。ストップ層は更にエッチン グに供され、各接点ユニット内のストップ層を個々のタブまたは接点620に細 分割する。このエッチング処理に続いて、集成体を、チャンネル623に対応す る領域においてレーザアブレーションに供する。このレーザアブレーション処理 においては、ストップ層602の周囲の領域はマスクとして作用し、レーザアブ レーション処理をチャンネル623に精確に制限する。このレーザアブレーショ ン処理により、層601の下の層が除去され、先端部628において互いに接続 が断たれている個々のタブ即ち接点620を残す。このようにして、各接点ユニ ット629の個々のタブは、図14および15に関して上記したのと略同じ態様 でコネクタ本体において連係する孔(図示せず)の上を内方に突出する。 この処理により形成されるタブ即ち接点は複合構造をなしており、各タブは重 合材料から形成された下層601と、この重合材料の上に位置する比較的薄い導 電層と、重合体層および導電層から上方へ延びる凹凸とを有している。ストップ 層602から形成される導電層は、重合層よりも薄いことが望ましい。かくして 、導電層は、厚さが約10ミクロン未満、望ましくは約0.5ミクロン乃至約3 ミクロン、より好ましくは約0.5ミクロン乃至約2.0ミクロンとすることが できる。かかる構成とすることにより、比較的低いばね常数を提供することがで きるとともに、比較的短いタブにおいて比較的低い応力レベルを保持した状態で タブを大きく変形させることができる。例えば、各タブは、固定部から凹凸まで の長さを約100乃至約300ミクロンとすることができる。使用の際には、各 タブは片持ちばりとして作用する。重合層は金属層よりも遥かに低い弾性率を有 するので、複合ばりの剛性を比較的低くすることができるとともに、正確に制御 することができる。上記したように、複合接点には、凹凸を設けて擦り作用を提 供するのが最も好ましい。しかしながら、複合接点は、凹凸により得られる擦り 作用が必要とされない場合においても有意の利点を提供することができる。例え ば、接点と連係する素子の双方が汚染物が表面から除去されている状態において 行われる金対金拡散結合のようなある特定の結合処理においては、許容すること ができる結合を、擦り作用なしに行うことができる。かくして、このような処理 において使用する、本発明の別の実施例に係るコネクタは、重合層と薄い導電層 とを有する複合接点を、凹凸なしに有することができる。かかるコネクタは、十 分に制御された相互係合力の利点を発揮することができる。 本発明の更に別の実施例に係るコネクタは、コネクタ本体800(図27)と 、例えは、本体の上面804と底面806との間を延びる通し導体802のよう な、本体内を延びる複数の導体とを備えることができる。接点808は導体に接 続することができ、各接点は連係する導体から半径方向外方へ拡開するように形 成することができる。各接点は、接点の周辺部が、本体の方に向けて接点に印加 される垂直方向の力に応答して、連係する導体から離れて半径方向外方に拡大す るように配置することができる。かくして、各接点は、複数のタブ820を備え ることができ、タブは、超小形電子装置の接点パッド824のような連係する電 気素子と係合したときに本体へ向けて下方向に曲がることができるように構成す ることができる。タブは、コネクタ本体の上面804の上方へ離隔して配置する ことができ、あるいは本体は組立の際に軟化してタブを下方へ動かすことができ る材料を上面に備えることができる。 本発明のこの実施例においては、接点が外方に拡大することにより、鋭い特徴 を有する凹凸が連係する接点パッド824を擦ることができるように、該凹凸が 接点に配設されている。凹凸は、各凹凸の外方を向く部分の少なくとも周囲を延 びる鋭い縁部836を有するのが望ましい。これらの凹凸は、上記したような処 理により形成することができる。 本発明の別の実施例に係る製造方法は、ベリリウム銅、リン青銅その他の上記 した弾性金属のような第1の金属のシート902で開始する。連続する保護層9 04が、シートの底面に被着される。フォトレジストが上面に被着され、選択的 に露光および現像が行われて多数の円形ドット906をシートの上面に形成する 。ドットは、グループ908に配列され、各グループは1つの接点ユニットに対 応する方形の領域を占める。領域は、幅が約0.1mmの線形のスペース910 により互いに分離されている。ドットは、直径が約12乃至35ミクロンである 。各グループ内では、ドットは、約30乃至約50ミクロンのピッチで互いに離 隔して配置されている。各グループ908は約28のドットを有し、約0.4ミ リ平方の領域を占めるので、グループは0.5mmのグループ対グループピッチ で循環直線アレイで配置されている。この方法の次の段階においては、シートが エッチングされ、ベース面911とベース面から上方へ突出する凹凸912を形 成する。エッチングの後に、レジストドット906が除去される。凹凸はドット 906と同じ配列で配置されるとともに、ドットのグループ908に対応する凹 凸のグループ914に配置される。各凹凸は、略截頭円錐状をなすとともに、ベ ース面911から離隔した円形の先端面916を有している。実質上鋭い円形の 縁部が各先端面を取り囲んでいる。この実施例においては、先端面および縁部は 、シートのもとの先端面に対応する第1の金属の部分により画成される。凹凸の 高さおよびシートの底面とベース面911との間の距離は、エッチングの深さに より制御される。エッチングの深さは、エッチング溶液の濃度、暴露の時間、温 度および攪拌をはじめとする既知の因子により制御される。これらの因子は、シ ートの全体に亘って略一定に保持されるのが好ましい。 この方法の次に段階においては、カバー層918が上面に被着され、上面は凹 凸の先端部を覆う。接着剤920が、凹凸グループ間の線状スペースを含む凹凸 間のスペースを充填するとともに、カバー層をシートに保持する。カバー層と接 着剤は、イーアイ・デュポン・カンパニー(E.I.DuPont Company)から商標COVER LAYのもとで入手することができる材料のような、組み合わせて調整されたもの として得ることができる。底部カバー層904は除去され、底部フォトレジスト 922が代わりに配置される。底部フォトレジストは、選択的に露光および現像 され、凹凸のグループ間の線形のスペースと整合された線形のスロット926を 形成する。スロットチャンネルはスペースよりも幅が狭い。底部のフォトレジス トはまた、各凹凸グループの下にX状のパターンで配列されたチャンネル開口9 24を有する。次に、シートを再度エッチングし、シートの上側のベース面91 1までエッチングを行い、各凹凸グループ914を画定しかつ各凹凸グループを 他のグループから隔絶するスロット930を形成する。同じエッチング工程によ り、各凹凸グループ内にX状パターンのチャンネル928を形成する。かくして 、この工程により、シートを個々の凹凸グループ914に対応する個々の接点ユ ニットに細分割するとともに、各接点ユニット内に4つの接点即ちタブ932を 形成する。 上面の凹凸パターンと底部フォトレジストのチャンネル開口との整合は正確で はない。幾つかの凹凸912a(図31)は、チャンネルを形成するためにエッ チングされた領域に位置している。しかしながら、凹凸間の間隔はタブ932の 寸法と比較して小さいので、各タブは少なくとも1つの凹凸を含む。 この方法の次に段階においては、底部レジスト922が除去され、エッチング シートとカバー層の集合体が残される。次に、この集合体を介在素子940と基 板942とに積層される。介在素子(interposer)940は、誘電シート944と 、このシートの上面および底面に配置された流動性の誘電層946および948 とを有している。介在部材は更に、誘電シートと流動性の誘電層を介して延びる 流動性の導電材料から形成された導体950を有している。誘電および導電材料 は、米国特許第5,282,312号に記載の介在素子に使用されているものと することができる。本明細書においては、この米国特許を引用してその説明に代 える。例えば、流動性誘電材料はエポキシとすることができ、一方、流動性導電 材料は、金属粒子が充填されているポリマを含むことができる。介在素子は、接 点ユニットまたは凹凸グループ914のパターンに対応する線形グリッドパター ンで配置された通し孔952を有する。導体950は、孔のグリッドから偏位す る同様のグリッドで配置されている。基板942は、同様のグリッドで配置され た接点パッド954と、接点パッドに接続された内部回路(図示せず)とを有し ている。基板はまた、内部回路を他の装置に接続する他の素子(図示せず)を有 することができる。 積層工程においては、エッチングされたシートとカバー層との集合体、介在素 子および基板は、(チャンネル928により画定されるX形の中心における)接 点ユニットの中心が介在素子の孔952と整合し、かつ、介在素子の導体950 が接点ユニットの隅部と整合するように、互いに整合される。各導体950はま た、基板の接点パッド954と整合される。整合されたこれらの素子は熱と圧力 に曝されて、流動性の誘電および動電材料を活性化し、シート集合体、介在素子 および基板を一体化する。各導体950の流動性材料は、整合された接点ユニッ ト914と接点パッド954とを電気的に接続する。介在素子の上面の流動性誘 電材料はスロット930を充填し、シート集合体の接着剤920と併合する。 次に、積層された集成体を、各接点ユニットの中心において上面から向けられ るレーザ光のような放射エネルギに選択的に曝す。放射エネルギは、接点即ちタ ブ932とチャンネル928とを覆う領域のカバー層918および接着剤を選択 的に除去することにより、集成体の上面のこれらの素子を露出させる。周囲の接 着剤および誘電材料を除去することにより、放射エネルギはチャンネル928の 上に残っている凹凸の遊離した破片も除去する。しかしながら、放射エネルギは 、接点の凹凸を溶かすことは実質上なく、あるいは凹凸の縁部を鈍化させること はない。完成されたコネクタは、ここで、上記したコネクタと実質上同じ態様で 使用することができる。かくして、バンプリード962を有する超小形電子素子 960を、バンプリードが孔952の中へ入り込みかつ接点932と係合するよ うに、完成されたコネクタと係合させることができる。この場合にも、バンプリ ードは接点の凹凸により係合されて擦られる。 別の接点構成を採用することができる。例えば、図34に示すように、後面に 端子1173を有しかつ端子にはんだの塊1172を有する超小形電子素子即ち 第1の素子1170を、素子本体の前面1138に細長いストリップの形態をな す接点1122を有するコネクタ即ち第2の素子1140と係合させることがで きる。各接点1122は、第2の素子1140の内部電気回路(図示せず)に接 続された固定部1126を有するとともに、固定部1126から離隔したタブの 先端部1128に鋭い凹凸1130を有する片持ちばり式の細長いタブ1120 を有している。凹凸1130は、導管から離隔した先端部に平坦面ではなく尖鋭 部1131を有しており、上面の縁部ではないこれらの尖鋭部は、係合の際に連 係する表面を擦る作用を行う。未変形の状態では、各タブは面1138に対して 斜交して延びている。第1の素子1170が第2の素子1140へ向けて付勢さ れると、はんだの塊1172はタブを図34において破線1120’で示す変形 された位置まで下方向へ曲げる。この動作により、タブの先端部は、特に、凹凸 1130は第2の素子の面1138と略平行しかつはんだの塊および第1の素子 1170の動きと略交差する水平方向に動かされので、タブの先端部、特に、凹 凸ははんだの塊の表面をぬぐう。この場合にも、はんだの塊は、双方の素子を加 熱することにより加熱される。接点のタブ1120は、未変形の位置へ向けて少 なくとも一部が跳ね戻り、はんだの塊の中へ入り込む。この場合にも、集成体を 冷却してはんだの塊を再固化させると、各はんだの塊には接点タブが入り込んで 金属結合が形成される。 上記した接点は、各接点と係合された連係する電気素子との間に種々のレベル の相互係合力を提供するように適合させることができる。係合された接点即ちタ ブ当たり約0.5乃至約5グラム−力の相互係合力が、代表的な超小形電子の用 途の場合には好ましい。接点ユニット当たりの全相互係合力、従って、はんだの 塊当たりの全相互係合力は、約2乃至約20グラム−力であるのが望ましい。上 記した鋭い縁部の凹凸構成によれば、これらの比較的小さな相互係合力にもかか わらず、有効な擦りおよびぬぐい作用を行うことができる。比較的小さな力のレ ベルで有効な擦り作用を提供する能力は、多数の接点が多数のはんだの塊と係合 しなければならない場合に特に有意である。接点係合の際の凹凸の縁部と、連係 する面との間のぬぐい動作即ち相対的な動きの程度は比較的小さくすることがで き、一般には約20ミクロン未満、通常は約5乃至10ミクロンとすることがで きる。しかしながら、このように小さい相対的な運動であっても、凹凸の鋭い形 状は、はんだの塊の表面の汚染物を十分に突破することができる。 上記した実施例においては、接点が入り込んだ塊の結合材料ははんだである。 導電粒子が充填された重合材料のような、他の軟化性結合材料を使用することが できる。例えば、金属粒子を充填した部分硬化即ち「Bステージ」エポキシ樹脂 、ポリイミド−シロキサン樹脂または熱可塑性ポリマを使用することができる。 金属粒子は、銀、金、パラジウムおよびこれらの組み合わせ並びに銀−パラジウ ム、銀合金および金合金のようなこれらの合金のごとき金属から形成することが できる。 容易に理解することができるように、上記した特徴の数多くの変形と組み合わ せを、本発明から逸脱することなく採用することができる。例えば、超小形電子 構成素子のバンプリードは、上記したような球形または円錐形とする必要はない 。円筒形、半球形、扁平その他の形状とすることができる。また、図1−7に関 して上記した方法においては、超小形電子素子は、試験工程時に接点の突起とバ ンプリードとの間に著しく確実な弾性相互係合を提供するように、試験工程にお いて大きな力で付勢される。しかしながら、超小形電子素子は、試験工程の際に バンプリードを接点と部分的に係合させるように適度の力だけを利用して装着集 成体およびコネクタと係合させることができるように構成することもである。例 えば、集成体は図5に示す状態にしてから試験に供することができる。当初の集 成および試験工程において超小形電子素子とコネクタとの間に仮のストッパを介 在させ、最後の集成の際に取り外すことができる。 上記した特徴のこれらのおよび他の変更と組み合わせとを本発明から逸脱する ことなく利用することができるので、好ましい実施例の上記説明は、請求の範囲 に記載の本発明を限定するのではなく、例示するものとして解釈されるべきであ る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 08/410,324 (32)優先日 1995年3月24日 (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,CA,CN,FI,J P,KR,MX,RU (72)発明者 ディステファノ,トーマス,エイチ. アメリカ合衆国95030カリフォルニア州 モンテ・セレノ,ロビン・アン・レーン・ 15363 (72)発明者 ウォルトン,エー.,クリスティアン アメリカ合衆国94002カリフォルニア州 ベルモント,ノース・ロード・1205 (72)発明者 ザッカルディ,ジェイムズ アメリカ合衆国94089カリフォルニア州 サニーヴェイル,モーゼ・アヴェニュー・ 1063・300

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.超小形電子素子を基板(21)に装着するコネクタ(24)であって、 (a)第1および第2の主要面を有するとともに、前記第1の主要面に対して 開口しかつ装着されるべき超小形電子素子のバンプリード(70)のアレイに対 応するアレイで配置された複数の孔(36)を有するシート状本体(30)と、 (b)それぞれが前記第1の主要面から1つの前記孔の上を内方へ延びるよう に前記孔と整合して前記本体の前記第1の主要面に取着されかつ連係する孔に挿 入されるバンプリードと弾性係合するようになっている弾性のある略層状の接点 (38、138、529)のアレイと、 (c)前記接点に電気的に接続された端子(50、150、558)のアレイ とを備え、前記端子を前記基板に結合しかつ超小形電子構成素子のバンプリード が前記孔内に突出して前記弾性接点により係合されるように超小形電子構成素子 を前記本体に重ねることにより超小形電子素子を基板に接続することができるこ とを特徴とするコネクタ。 2.前記端子(38)は前記本体の前記第2の主要面にアレイとして配置されて いることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のコネクタ。 3.前記第1の主要面の孔(36)の前記アレイは前記第2の主要面の端子(3 8)の前記アレイに実質上オーバーラップすることを特徴とする請求の範囲第2 項に記載のコネクタ。 4.孔(36)の前記アレイと端子(38)の前記アレイは行および列方向を有 する直線アレイであり、前記端子は前記行と列との方向に斜交する対角線方向に 前記孔から偏位されていることを特徴とする請求の範囲第3項に記載のコネクタ 。 5.前記各孔は第1の面端部と第2の面端部とを有するように前記第1の主要面 から前記第2の主要面へ前記本体を介して延びており、前記各端子(558)は 1つの前記孔の第2の面端部に隣接して前記第2の主要面に配置され、コネクタ は更に前記孔内を延びる通し導体(552)を備え、前記各孔と連係する接点お よび端子は孔内を延びる通し導体により互いに接続されていることを特徴とする 請求の範囲第3項に記載のコネクタ。 6.前記通し導体は連係する孔に実質上ライニングを形成する中空の導電性通路 ライナ(552)であることを特徴とする請求の範囲第5項に記載のコネクタ。 7.前記各通路ライナは第2の面端部において連係する孔の中心から離れて外方 へ拡開する端子部(558)を有し、前記通路ライナの前記端子部は前記端子を 構成することを特徴とする請求の範囲第6項に記載のコネクタ。 8.前記各通路ライナは第1の面端部において連係する孔の中心から離れて外方 へ拡開する接点支持部(560)を有し、前記各接点は連係する通路ライナの接 点支持部を覆いかつ連係する孔の開口を取り囲むシート状金属接点材料のリング (520)を有し、前記各リングは孔から離隔した連係する通路ライナの接点支 持部に接続され、前記各接点は更にリングと一体的に形成されかつリングから孔 の上を内方へ延びる少なくとの1つの突起(520)を有することを特徴とする 請求の範囲第6項に記載のコネクタ。 9.前記各接点は、本体の連係する孔の上方で片持ち支持されるように、リング の周方向に離隔した位置から内方へ延びる複数の前記突起(520)を有するこ とを特徴とする請求の範囲第8項に記載のコネクタ。 10.前記各接点は、連係する孔から離隔する前記本体から離れて上方へ突出す る取着部材(566)を有し、前記各取着部材はリングを接点支持体に固定する ように連係するリングの上に位置する固定突起(568)を有することを特徴と する請求の範囲第8項に記載のコネクタ。 11.前記各接点は本体の第1の面を覆いかつ連係する孔の開口を取り囲むシー ト状金属接点材料のリング(526)を有し、前記各接点は更にリングと一体的 に形成されかつリングから孔の上を内方へ延びる少なくとの1つの突起(520 )を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のコネクタ。 12.前記各突起はバンプリードが孔に挿入されたときに前記各突起の係合面が バンプリードと係合してぬぐうように前記本体から離れて上方を向く係合面を有 しており、前記係合面の少なくとも幾つかは凹凸(530)を有することを特徴 とする請求の範囲第11項に記載のコネクタ。 13.前記各接点は、リングの周方向に離隔した位置から内方へ延びる複数の前 記突起(142)を有しており、前記各突起は前記各孔と連係する突起が略円錐 状の構造体を画定するように第1の面から連係する孔の中へ下方向に延びている ことを特徴とする請求の範囲第11項に記載のコネクタ。 14.前記各接点は銅、ベリリウム銅およびリン青銅よりなる群から選ばれる構 造層(147)を有することを特徴とする請求の範囲第1乃至13項のいずれか に記載のコネクタ。 15.前記接点ははんだ、共融結合材料、ソリッドステート拡散結合材料および ポリマに金属粒子を組み込んだ複合結合材料よりなる群から選ばれる熱活性化結 合材料(143)を含むことを特徴とする請求の範囲第1乃至13項のいずれか に記載のコネクタ。 16.前記各接点は弾性金属接点材料と、所定の活性化処理を適用した場合にの み結合を形成するようになっている選択的作動性結合材料(143)とを含み、 超小形電子素子は前記結合材料を活性化することなく前記接点と係合され、次い で前記活性化処理を適用することにより前記接点に永久的に接続することができ ることを特徴とする請求の範囲第1乃至13項のいずれかに記載のコネクタ。 17.前記本体(30)は厚さが約1mm未満であることを特徴とする請求の範 囲第1乃至13項のいずれかに記載のコネクタ。 18.前記孔(36)は約2.5mmよりも小さい間隔の規則的なグリッド状パ ターンで配置されていることを特徴とする請求の範囲第1乃至13項のいずれか に記載のコネクタ。 19.バンプリード(70、570)を有する超小形電子素子に対する接続形成 方法であって、素子をシート状本体を有するとともに本体の孔の上を延びる第1 の主要面に接点(30、529)を有する素子と係合させることによりコネクタ 本体の第1の主要面(32)を超小形電子素子と並列させ、超小形電子素子のバ ンプリードをコネクタ本体の孔に突出させ、かつ、バンプリードによりコネクタ の接点を変形させるとともに接点と係合させる工程と、前記バンプリードと前記 接点との界面の導電性結合材料(78、143)を活性化させることにより前記 バンプリードを前記接点に結合させる工程とを備えることを特徴とする方法。 20.前記係合工程に先立ち前記結合材料(78、143)の少なくとも一部が 前記接点または前記バンプリードに存在することを特徴とする請求の範囲第19 項に記載の方法。 21.前記結合材料を活性化する前記工程は、前記結合材料を前記バンプリード と前記接点との界面で結合させるように超小形電子素子とコネクタを瞬間的に加 熱する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第20項に記載の方法。 22.前記バンプリードははんだの塊(572’)を含み、前記接点は前記加熱 工程において前記はんだの塊に入り込むことを特徴とする請求の範囲第21項に 記載の方法。 23.前記加熱工程において前記コネクタ本体の前記第1の面の誘電結合材料( 567)を活性化させることによりコネクタ本体の第1の面に超小形電子素子の 面(575’)を結合させる工程を更に備えることを特徴とする請求の範囲第2 0項に記載の方法。 24.超小形電子素子を前記接点と前記バンプリードとの接続部を介して作動さ せることにより前記結合工程に先だって前記集成された超小形電子素子、コネク タおよび基板を電気的に試験する工程を更に備えることを特徴とする請求の範囲 第19乃至23項のいずれかに記載の方法。 25.前記超小形電子素子は前記試験工程から前記結合工程を通じてコネクタ内 に係合保持されることを特徴とする請求の範囲第24項に記載の方法。 26.前記係合工程は、前記第1の主要面においてコネクタ本体の1つの前記孔 の開口を覆う接点における複数の離隔して配置された突起間のギャップ(46) を介して前記バンプリードを付勢することによりバンプリードに突起に対して強 制的にぬぐい動作を行わせる工程を有することを特徴とする請求の範囲第19乃 至23項のいずれかに記載の方法。 27.前記突起は前記本体から離れて最初は上方を向く凹凸(530)を表面に 有しており、前記バンプリードは前記係合工程において前記凹凸により擦られる ことを特徴とする請求の範囲第26項に記載の方法。 28.前記各接点の前記突起は収容されるバンプリード(70)と自己固定係合 を形成することを特徴とする請求の範囲第26項に記載の方法。 29.前記係合工程に先立ち、前記シート状コネクタ本体は基板(20)の表面 を密接に覆い、前記第1の主要面は基板から離れて向いており、コネクタの接点 は基板に電気的に接続されており、前記係合工程は前記超小形電子素子(68) を前記基板と並列させるとともに電気的に接続していることを特徴とする請求の 範囲第19乃至23項のいずれかに記載の方法。 30.前記コネクタを含む複数のコネクタが前記基板に載置されかつ前記係合工 程に先立って基板に電気的に接続され、前記係合工程は複数の超小形電子素子の バンプリードが全ての前記コネクタのシート状誘電体の項に収容されかつバンプ リードがが全ての前記コネクタの電気接点を変形させるように前記複数の超小形 電子素子(70、90)を前記複数のコネクタの接点と係合させることにより、 前記超小形電子素子を前記基板とおよび互いに電気的に接続される工程を含むこ とを特徴とする請求の範囲第29項に記載の方法。 31.前記係合工程の後に集成された超小形電子素子、コネクタおよび基板を試 験する工程と、次に前記コネクタから超小型電子素子を分解することなく前記超 小形電子素子を前記コネクタに永久的に取着する工程とを更に備えることを特徴 とする請求の範囲第30項に記載の方法。 32.1つ以上の装置(84)を略平坦な下面を有するキャリヤ(82)に対し て組み立てるとともに前記1つ以上の装置を前記キャリヤの下面のバンプリード に電気的に接続して1つの前記超小形電子素子を形成する工程を更に備え、前記 係合工程は前記キャリヤの下面を1つの前記コネクタの第1の面と並置させるよ うに行われることを特徴とする請求の範囲第30項に記載の方法。 33.(a)導電リードを有する基板(20)と、前記基板に少なくとも1つの 装着面を画定するとともに前記各装着面に対して開口しかつ前記基板に向けて内 方へ延びる孔(36)を画定する手段と、前記各接点が1つの前記孔の上を延び るように前記孔と整合して前記各装着面に取着されかつ前記基板の前記リードに 電気的に接続された弾性層状接点(38)のアレイとを有する装着集成体と、 (b)底面と該底面から突出する複数のバンプリードとをそれぞれ有する複数 の超小形電子素子(68、90)とを備え、前記各超小形電子素子は前記装着集 成体に装着されており、各素子の底面は装着集成体の装着面に対面しており、素 子のバンプリードは前記基板のリードに前記接点を介して電気的に接続されるよ うに装着面の孔の中に突出しており、前記超小形電子素子は前記基板の前記リー ド、前記接点および前記バンプリードを介して互いに相互接続されていることを 特徴とする電子集成体。 34.少なくとも1つの前記超小形電子素子(68、90)の前記バンプリード は前記接点に接続されていることを特徴とする請求の範囲第33項に記載の集成 体。 35.少なくとも1つの前記超小形電子素子(90)は前記装着集成体と解放自 在に係合され、各素子のバンプリードは前記接点と解放自在に係合されているこ とを特徴とする請求の範囲第33項に記載の集成体。 36.装着面(30)を画定する前記手段は前記基板の表面を覆う第1のシート 状誘電コネクタ本体(30)を有し、前記コネクタ本体は前記基板から離れた方 向を向く第1の面と前記基板の方向を向く第2の面とを有することを特徴とする 請求の範囲第33乃至35項のいずれかに記載の集成体。 37.前記基板は略平坦なでありかつ反対側を向く上面と底面とを有し、少なく とも1つの装着面を画定する前記手段は前記上面および底面の前記孔を有する上 部および底部装着面を画定し、前記接点は前記上部および底部装着面の前記孔を 覆うことを特徴とする請求の範囲第33乃至35項のいずれかに記載の集成体。 38.ベース面を画定するベース部(522)と、該ベース部と一体をなしかつ 前記ベース面から約40ミクロン未満の高さ先で上方へ突出する1つ以上の凹凸 (530)とを備え、前記各凹凸は先端面と該先端面を画定する実質上鋭い縁部 とを有することを特徴とする接点(529)。 39.前記ベース部は前記ベース面に第1の金属を有し、前記各凹凸は前記ベー ス面から延びる前期第1の金属のカラムと前記鋭い縁部を画定する前記カラムの 第2の金属のキャップ(534)とを有することを特徴とする請求の範囲第38 項に記載の接点。 40.前記第2の金属は金、オスミウム、レニウム、白金およびパラジウム並び にこれらの合金および組み合わせよりなる群から選ばれる1つ以上の金属から実 質上なることを特徴とする請求の範囲第39項に記載の接点。 41.前記第1の金属は銅および銅含有合金よりなる群から選ばれる金属から実 質上なることを特徴とする請求の範囲第40項に接点。 42.前記各先端面は実質上平坦であることを特徴とする請求の範囲第38乃至 41項のいずれかに記載の接点。 43.前記凹凸(530)は略円筒状であり、前記各縁部は略円形であることを 特徴とする請求の範囲第38乃至41項のいずれかに記載の接点。 44.前記各凹凸は実質上細長いスラブの形態をなしており、該各スラブは前記 先端面と交差する少なくとも1つの略垂直な主要面を画定することにより前記主 要面と先端面との斜交により前記鋭い縁部の少なくとも一部が細長い略真っ直ぐ な縁部として画定されることを特徴とする請求の範囲第38乃至41項のいずれ かに記載の接点。 45.前記ベース部は固定領域(529、1126)と、少なくとも1つの可撓 性のある突起(520、1120)とを有し、少なくとも1つの前記凹凸は前記 固定部から離隔して前記各突起に配置されることを特徴とする請求の範囲第38 乃至41項のいずれかに記載の接点。 46.本体と請求の範囲第45項に記載の接点とを備え、接点の固定領域は本体 に取着されかつ前記突起(520、1120)は自由に撓むことを特徴とするコ ネクタ。 47.規則的な接点パターンで配置されかつそれぞれベース面を画定する複数の 接点部(520)と、前記接点部に配設されかつ1つの前記接点部のベース面か ら上方へ突出するとともにベース面から離隔する先端部を有する複数の凹凸(5 30)とを備え、前記各凹凸は先端部に実質上鋭い形状を有しており、前記凹凸 は規則的な凹凸パターンに配置されており、該凹凸パターンは少なくとも1つの 前記凹凸が前記各接点部に配置されることを特徴とする接点集成体。 48.前記接点部(520)は互いに略同一であり、前記凹凸は前記各接点部の 略同じ場所に配置されていることを特徴とする請求の範囲第47項に記載の接点 集成体。 49.電子接点を形成する方法であって、 (a)上面に第1の金属を有するシート(704)の該上面の複数のスポット に耐エッチング性材料(534)を被着する工程と、 (b)第1の金属の少なくとも一部が前記スポット以外の領域において除去さ れるように前記第1の金属を第1のエッチング処理においてエッチングに供する ことにより、エッチングされた領域にベース面を画定させるとともに前記スポッ トにより覆われた領域に凹凸(530)を形成させるエッチング工程とを備え、 該エッチング工程は前記ベース面から離隔して前記凹凸に先端部を形成するとと もに該先端部を画定する略鋭い縁部(536)を形成することを特徴とする方法 。 50.前記耐エッチング性材料は第2の金属であり、該第2の金属は少なくとも 一部が前記鋭い縁部を形成することを特徴とする請求の範囲第49項に記載の方 法。 51.前記第2の金属は金、オスミウム、レニウム、白金およびパラジウム並び にこれらの合金および組み合わせよりなる群から選ばれる1つ以上の金属から実 質上なることを特徴とする請求の範囲第50項に記載の方法。 52.前記第1の金属は銅および銅含有合金よりなる群から選ばれる1つ以上の 金属から実質上なることを特徴とする請求の範囲第51項に記載の方法。 53.前記シートは前記第1の金属の下に配置された耐エッチング性のストップ 金属(702)の層を有し、前記エッチング工程は前記ストップ金属が前記エッ チング領域において露出されるまで継続されることにより前記ストップ金属層が 前記ベース面を画定することを特徴とする請求の範囲第49項に記載の方法。 54.電子接点の製造方法であって、 (a)上面(706)に第1の金属を有するシートの該上面をエッチングして 第1の金属の少なくとも一部を所定の凹凸パターンの場所を除いて除去するとと もにエッチング領域によりベース面(702)を画定しかつ前記場所において凹 凸(530)を前記ベース面から上方へ突出させ、しかも前記ベース面から離隔 して前記凹凸に先端部を形成するとともに該各先端部に鋭い形状(536)を付 与する表面形成工程と、 (b)所定の切断パターンに従って前記シートを切断して複数の接点部(52 9)を形成する工程とを備え、前記切断パターンと前記凹凸パターンは少なくと も1つの凹凸が前記各接点部に配置されるように互いに整合されることを特徴と する方法。 55.前記切断工程は前記表面形成工程に先だって前記シートの底面に溝を形成 する工程を有し、前記表面形成工程はシートを前記溝において切断するように行 われることを特徴とする請求の範囲第54項に記載の方法。 56.コネクタ本体(640)と複数の接点ユニットとを備え、各接点ユニット はコネクタ本体に取着された固定領域と固定領域から延びる少なくと1つの弾性 タブとを有し、各タブは重合材料の底部層(601)と該底部層よりも薄くかつ 該底部層を覆う導電層(602)とを有することを特徴とする超小形電子コネク タ。 57.前記各タブは前記導電層から上方へ突出する金属の凹凸(630)を有し 、該各凹凸は前記導電層から離隔した先端部に鋭い形状を有することを特徴とす る請求の範囲第56項に記載のコネクタ。 58.前記各導電層は金属でありかつ厚さが約10μm未満であることを特徴と する請求の範囲第56項に記載のコネクタ。 59.超小形電子コネクタの製造方法であって、 (a)重合底部層(601)と該底部層に配置された少なくとも1つの金属層 (602、604)とを有するシートを提供する工程と、 (b)前記底部層よりも薄くかつ底部層を覆う導電層(602)と、該導電層 から上方へ突出する複数の凹凸(630)とを残すように前記少なくとも1つの 金属層から金属材料を選択的に除去する工程と、 (c)前記導電層と前記底部層を切断して少なくとも1つの前記凹凸をそれぞ れ備える少なくとも1つの細長いタブ(620)を形成する工程とを備えること を特徴とする方法。 60.前記細分割工程はタブ間のチャンネル開口(623)に前記底部層を露出 させるように前記導電層を選択的にエッチングし、次いで、前記チャンネル開口 において底部層を切断するように前記チャンネル開口を介して放射エネルギを方 向付ける工程を備え、前記導電層が前記タブにおいて前記底部層の部分に向けら れる放射エネルギをブロックすることを特徴とする請求の範囲第59項に記載の 方法。 61.電気素子を有する超小形電子装置をコネクタと係合させる方法であって、 装置の前記電気素子(572)がコネクタの本体に担持されている弾性接点(5 20)と係合して変形させ、各電気素子が係合する接点に対して動き、かつ、接 点から突出する凹凸の先端部の鋭い縁部(536)が係合している電気素子を擦 るように前記装置と前記コネクタを相対的に動かす工程を備えることを特徴とす る方法。 62.前記各凹凸は係合している電気素子の動きの方向と反対を向く縁部を有す ることを特徴とする請求の範囲第61項に記載の方法。 63.前記接点(520)は係合した電気素子に対して約2乃至約20グラム− 力の力で当接することを特徴とする請求の範囲第61または62項に記載の方法 。 64.電気接続を形成する方法であって、 (a)結合材料(572’、1172)の塊を担持する第1の素子(570’ 、1170)と弾性金属接点(520)を担持する第2の素子(540、114 0)とを強制的に係合させて前記接点が前記結合材料の表面をぬぐうようにする とともに前記接点が変形してぬぐわれた表面に当接するようにする工程と、 (b)接点および結合材料を結合材料を軟化するのに十分高い結合温度にする ことにより接点を該接点の弾性により結合材料の中へ入り込ませる工程と、 (c)係合した接点および塊を冷却する工程とを備えることを特徴とする方法 。 65.接点および塊を前記高い結合温度にする前記工程は前記係合工程の後に接 点および塊を加熱することにより行われることを特徴とする請求の範囲第64項 に記載の方法。 66.前記係合工程の後であるが前記加熱工程の前に電気的連続性に関して各係 合した塊および接点を試験する工程を更に備えることを特徴とする請求の範囲第 64項に記載の方法。 67.前記第1の素子は複数の結合材料の塊(572’、1172)を担持し、 前記第2の素子は複数の弾性金属接点(520、1120)を担持し、前記係合 工程は前記複数の接点と結合材料とを互いに同時に係合させるように行われるこ とを特徴とする請求の範囲第65項に記載の方法。 68.前記第2の素子はコネクタ本体(540、1140)を有し、前記各接点 は前記本体に接続された固定部(526、1126)と該固定領域から突出する 1つ以上の片持ち式のタブ(520、1120)とを有し、該タブは前記係合工 程の際に曲げられかつ接点が塊の中へ入り込んだときに曲げられた位置から少な くとも部分的にはね戻ることを特徴とする請求の範囲第67項に記載の方法。 69.前記コネクタ本体は前面(538)と該前面を介して開口する複数の孔( 546)とを有し、前記タブは前記孔を介して少なくとも一部が突出しており、 前記第1の素子は背面(575’)が設けられた構造体を有し、前記塊は前記背 面から外方へ突出し、前記係合工程は前記塊が前記孔において係合されるように 前記構造体の前記背面と前記コネクタ本体の前記前面とを並置する工程を有する ことを特徴とする請求の範囲第68項に記載の方法。 70.前記タブの少なくとも幾つかは凹凸(530、1130)を有し、該凹凸 は前記係合工程の際に前記塊の表面を擦ることを特徴とする請求の範囲第65項 に記載の方法。 71.前記塊の前記結合材料ははんだであることを特徴とする請求の範囲第64 乃至70項のいずれかに記載の方法。 72.前記工程はフラックスなしに行われることを特徴とする請求の範囲第71 項に記載の方法。 73.前記塊の前記結合材料は重合材料を含むことを特徴とする請求の範囲第6 4乃至70項のいずれかに記載の方法。 74.前記各接点の前記固定領域ははんだマスク(567)により覆われ、前記 各塊の前記はんだは前記はんだマスクが前記タブに沿ったはんだの吸い上げを制 限するように前記はんだマスクを湿潤化しないことを特徴とする請求の範囲第6 8項に記載の方法。 75.前記はんだマスクは熱可塑性誘電材料であり、前記加熱工程は前記熱可塑 性誘電材料を流動状態にすることにより前記第1の素子と前記第2の素子との結 合を形成するように行われることを特徴とする請求の範囲第74項に記載の方法 。 76.(a)少なくとも1つの端子(573、1173)と該端子に付着する結 合材料の塊とが設けられた構造体を有する第1の素子(570、1170)と、 (b)1つ以上の接点(522、1122)が設けられた本体(540、11 40)を有する第2の素子とを備え、前記各接点は前記本体に取着された固定部 (526、1126)と固定部から突出しかつ固定部から離隔する先端部(52 8、1128)を有する少なくとも1つのタブ(520、1120)とを有し、 前記各タブの先端部は第1の素子の1つの前記結合材料の塊の中へ入り込むとと もに塊に結合されていることを特徴とする電気接続体。 77.前記各接点は中心軸線(556)を画定する環状の固定部(526)と前 記中心軸線に向けて内方へ突出する複数の端部(520)とを有し、前記各はん だの塊は1つの前記接点の環状の固定部に収容されかつ接点のタブが入り込んで いることを特徴とする請求の範囲第76項に記載の電気接続体。
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