CN101336466B - 一种制造三维微结构的方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了按照三维阵列沉积多个微滴的系统和方法。该阵列可以包括：第一类微滴，设置它们是为了形成支撑结构；以及第二类微滴，用于在支撑结构上形成导电晶种层。结构材料可以被电沉积到晶种层上以产生三维结构。

Description

一种制造三维微结构的方法
背景技术
利用微构成技术，可以制造出用于许多不同应用的许多类型的小结构。例如，对于许多不同的应用而言，许多不同类型的微机电系统(MEMS)结构是已知的或正在开发之中。本发明一般涉及用于制造小结构的方法和系统，还涉及结构自身。 
发明内容
本发明的实施方式涉及产生三维结构。特别是，本发明的实施方式涉及用于在三维阵列中沉积多个微滴的系统和方法。该阵列可以包括：第一类微滴，被设置成形成支撑结构；以及第二类微滴，用于在支撑结构上形成导电的晶种层。一种结构材料可以被电沉积到晶种层上以产生三维结构。 
附图说明
图1A示出了根据本发明一些实施方式的典型基板和端子的顶视图； 
图1B示出了图1A的典型基板的侧面横截面图； 
图2A示出了根据本发明一些实施方式具有第一层微滴的图1A的典型基板的顶视图； 
图2B示出了图2A的侧面横截面图； 
图3A示出了所沉积的微滴的典型轮廓； 
图3B示出了根据本发明一些实施方式用于改变所沉积的微滴的表面的典型方式； 
图4A示出了根据本发明一些实施方式具有第二层微滴的图2A的典型基板的顶视图； 
图4B示出了图4A的侧面横截面图； 
图5A示出了根据本发明一些实施方式具有第三层微滴的图4A的典型基板的顶视图； 
图5B示出了图5A的侧面横截面图； 
图6A示出了根据本发明一些实施方式具有第四层微滴的图5A的典型基板的顶视图； 
图6B示出了图6A的侧面横截面图； 
图7A示出了根据本发明一些实施方式具有第五层微滴的图6A的典型基板的顶视图； 
图7B示出了图7A的微滴的侧面横截面图； 
图8A示出了根据本发明一些实施方式具有第六层微滴的图7A的典型基板的顶视图； 
图8B示出了图8A的侧面横截面图； 
图9A示出了根据本发明一些实施方式具有第七层微滴的图8A的典型基板的顶视图； 
图9B示出了图9A的微滴的侧面横截面图； 
图10A示出了根据本发明一些实施方式具有第八层微滴的图9A的典型基板的顶视图； 
图10B示出了图10A的微滴的侧面横截面图； 
图11A示出了根据本发明一些实施方式具有第九层微滴的图10A的典型基板的顶视图； 
图11B示出了图11A的微滴的侧面横截面图； 
图12A示出了根据本发明一些实施方式在除去了第一类微滴且露出了晶种层的情况下图11A的典型基板的顶视图； 
图12B示出了图12A的侧面横截面图； 
图13A示出了在晶种层上形成一个结构的情况下图12A的典型基板的顶视图； 
图13B示出了图13A的侧面横截面图； 
图14A示出了在除去支撑结构的情况下图13A的典型基板的顶视图； 
图14B示出了图14A的侧面横截面图； 
图15示出了根据本发明一些实施方式具有多个微滴层的典型基板的侧面 横截面图； 
图16示出了具有接触结构的图15的典型基板的侧面横截面图； 
图17示出了根据本发明一些实施方式在其上沉积多个微滴以产生多个三维结构的典型基板的顶视图； 
图18A示出了具有多个微滴层的图17的典型基板的侧面横截面图； 
图18B示出了在除去第一类微滴且露出多个晶种层的情况下图18A的典型基板的侧面横截面图； 
图18C示出了在相应晶种层上形成各种结构的情况下图18B的典型基板的侧面横截面图； 
图18D示出了在除去支撑结构的情况下图18C的典型基板的侧面横截面图； 
图19示出了根据本发明一些实施方式典型的探针卡组件； 
图20示出了根据本发明一些实施方式具有典型管芯的典型半导体晶片，在这些管芯上可以产生三维微结构； 
图21示出了根据本发明一些实施方式用于向基板施加微滴的典型喷头； 
图22示出了根据本发明一些实施方式用于向基板施加微滴的典型系统； 
图23示出了根据本发明一些实施方式而产生的另一种典型的三维结构的透视图；以及 
图24示出了根据本发明一些实施方式而产生的另一种典型的三维结构的透视图。 
具体实施方式
本说明书描述了本发明的典型实施方式和应用。然而，本发明并不限于这些实施方式和应用，也不限于这些实施方式和应用操作的方式或被描述的方式。 
图1A-14B示出了一个用于在支撑结构(比如图12B的支撑结构1204)上形成产品结构(比如图13B的产品结构1302)典型的过程。如图所示，通过累积微滴的三维阵列，便可以形成支撑结构1204(它可以包括晶种层1202)，并且该阵列中的微滴可以包括不同的材料，使得该阵列中不同类型的微滴具有 不同的性质并且可以在该阵列中执行不同的功能。 
为了示出和讨论方便，在图1A-14B所示的典型过程中，由四种不同材料制成的四类微滴形成了微滴阵列。然而，在该过程的其它实现方式中，由不同材料制成的更少或更多类型的微滴可以被用于产生一个阵列。由此，由两类微滴、三类微滴、五类微滴等制成的阵列都是可以形成的。然而，在讨论图1A-14B所示累积微滴阵列的非限制性典型过程的细节之前，可能有益的是先讨论由不同材料构成的四种典型类型的微滴的性质和功能。 
第一类微滴106(在图1A-14B中由白色圆圈表示)可以被主要用于在累积该阵列时为其它微滴提供支撑，但并不构成支撑结构1204(参照图12B)或另一种结构。一旦该阵列完成了，就可以除去第一类微滴106。由此，第一类微滴106可以用这样一种材料制成，该材料能很容易地通过一种工艺除去，却不对其它微滴造成明显的影响。作为一个示例，第一类微滴可以由一种能在第一溶剂内溶解的材料制成。适用于第一组微滴的材料示例包括但不限于水溶性树脂(比如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等)以及含上述材料的材料混合物。作为另一个示例，可以使用商品名为FullCure S-705的材料，由以色列Rehovot的ObjetGeometries公司或明尼苏达州Eden Praine的Stratasys公司销售。适用于溶解第一组微滴的溶剂示例包括但不限于水、混合了有机溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇)的水等。 
第二类微滴108(在图1A-14B中，它们由填充许多小点从而具有轻微灰色外观的圆圈来表示)可以形成支撑结构1204(参照图12B)。第二类微滴108可以由这样一种材料制成，该材料在第一溶剂(该溶剂用于除去第一类微滴)中不溶解。第二类微滴108可以最终被除去，但不是必需的。用于形成第二类微滴108的第二材料由此可以在第二溶剂中溶解，但不是必需的，该第二溶剂不同于用于溶解第一类微滴106的第一溶剂。适用于第二组微滴的材料示例包括但不限于热塑料、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯、聚碳酸脂、热塑料、热塑性塑料树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、以及含上述材料的材料混合物。适用于溶解第二组微滴的示例包括但不限于丙酮、pgmea、甲苯、二甲苯、均三甲基苯、芳香烃、用于选择性除去热塑性树脂的溶剂等等。 
第三类微滴110(在图1A-14B中，它们由黑色圆圈表示)可以形成任选的结构1206，它可以与产品结构1302一起保留(参照图14B)。用于形成第三类微滴110的第三种材料可以包括一种在第一溶剂或第二溶剂中都不可溶解的材料。适用于第三类微滴的材料示例包括但不限于：聚合物；聚苯硫醚；聚酰亚胺；聚醚酰亚胺；聚醚-醚酮；环氧树脂；聚酮；以及含上述材料的材料混合物。一种商品名为FullCure M-720的材料也适用于第三类微滴材料，该材料由以色列Rehovot的Objet Geometries公司或明尼苏达州Eden Praine的Stratasys公司销售。
第四类微滴112(在图1A-14B中，它们是用填充有斜线且由此具有暗灰色外观的圆圈来表示的)可以形成导电晶种层，比如在支撑结构(比如支撑结构1204)上的晶种层1202(参照图12B)。用于形成第四类微滴112的第四种材料由此可以是导电材料。另外，第四类微滴112可以最终被除去，但这不是必需的。第四类微滴112可以由一种能在第二溶剂中溶解的材料制成，从而可以和第二类微滴一起除去。或者，第四种材料可以在另一种与第一溶剂和第二溶剂不同的溶剂中溶解。 
适用于第四类微滴的材料示例包括但不限于可沉积在先前的微滴层的顶部之上的任何导电流体，其中包括但不限于：聚苯胺；聚噻吩；以及含上述材料的材料混合物。商品名为NanoPaste的导电墨水可以被用作第四类微滴的材料，该材料由日本的Harima Chemical公司或加利福尼亚州Duluth的Harimatec公司销售。适用于第四类微滴的其它非限制性材料示例包括但不限于含金属片或粒子的聚合物(比如环氧树脂、硅树脂等)。 
现在开始讨论图1A-14B所示的典型过程，首先参照图1A和1B，根据本发明的一些实施方式，示出了典型的基板102。在图1A中，基板102可以是任何类型的基板，它提供了一个用于产生三维结构的区域。尽管利用与图1A-14B所示过程相似的过程可以制造许多不同类型的结构，但是在图1A-14B的典型过程中，待形成的产品结构1302(参照图13B)是一种导电互连结构(比如导电探针)，该结构提供了从基板102到另一个电子器件(未示出)的电连接。结果，产品结构1302可以形成于基板102的导电端子104上。许多其它备选方案都是可行的。例如，导电互连结构可以形成于不同的基板(比如牺牲型或可除去基板)上，然后再被连接到基板102的端子104上并且从其它基板上释放。尽管图1A中未示出，但是端子104可以电连接到基板102上的电子组件(未示出)、电路(未示出)、或其它端子(未示出)，它可以包括引线板材料、陶瓷材料、有机材料等材料。 
在图2A和2B中，第一层微滴202可以被沉积到基板102上。第一层微滴202可以包括上述四类微滴中的一种或多种。在图2A所示的示例中，第一层202包括第一类微滴106、第二类微滴108以及第三类微滴110。如下所述，在一些实施方式中，可通过喷头(比如喷墨印刷头)将这些微滴施加到基板102上。然而，也可以使用其它沉积微滴的方法，这包括但不限于利用点滴器或适于分配微滴材料的任何其它类型的分配器。 
现在参照图3A，示出了基板102的一部分。已施加的微滴可以包括脊或其它不规则的表面302。相应地，在一些实施方式中，在特定的位置304可以使微滴层的顶面变平滑并达到期望的值。本领域的技术人员应该理解，可以使用各种处理过程来产生达到期望水平的平滑表面。例如，这种处理过程包括但不限于：机械研磨的处理过程(比如利用基于金刚石的磨具、基于碳化硅的磨具等)；化学处理过程(比如利用氧化硅、氧化铝、氧化铯等的浆体)；碾磨处理过程(比如利用旋转端铣刀)等。图3B示出了在基板102上的微滴层，它经历了一种处理以产生基本上平整的表面302’。如图3A和3B所示，可以使第一层微滴202变平滑。如图3A和3B所示，也可以使附加的层平整化(比如如下所述的第二层204到第九层218)。 
参照图4A和4B，第二层微滴204可以被沉积在第一层微滴202上。第二层微滴204可以包括第一类微滴106、第二类微滴108、第三类微滴110以及第四类微滴112。 
现在参照图5A和5B，第三层微滴206可以被沉积在第二层微滴204上。如图所示，第三层微滴206可以包括第一类微滴106、第二类微滴108、第三类微滴110以及第四类微滴112。 
图6A-11B示出了将附加的层208，210，212，214，216，218施加到基板102上的过程。即，如图6A和6B所示，第四层208被施加到第三层206上；如图7A和7B所示，第五层210被施加到第四层208上；如图8A和8B所示，第六层212被施加到第五层210上；如图9A和9B所示，第七层214被施加到第 六层212上；如图10A和10B所示，第八层216被施加到第七层214上；以及如图11A和11B所示，第九层218被施加到第八层216上。 
如图1A、1B和3A-11B所示，微滴106，108，110，112中的一类或多类可以按多种方式沉积在每一层202，204，206，208，210，212，214，216，218中，使得在完成后的微滴阵列中(参照图11A和11B)，第二类微滴108可以形成与产品结构1302的期望形状相对应的支撑结构1202，第三类微滴110可以形成结构1206，第四类微滴112可以形成位于支撑结构1202上的晶种层1202。如上所述，在该阵列被产生的过程中，第一类微滴106提供了用于支撑该阵列的填充物。 
如图12A和12B所示，可以选择性地除去第一类微滴106，从而留下用于形成支撑结构1204的第二类微滴108、用于形成结构1206的第三类微滴110以及用于形成晶种层1202的第四类微滴112。如上所述，第一类微滴106可以在第一溶剂(比如水)中溶解，并且可以通过施加第一溶剂而被除去。本领域的技术人员将理解，尽管所示实施方式引用了由水溶性材料构成的微滴，但是也可以使用其它材料以允许选择性地除去这些微滴从而露出已形成的晶种层。 
现在参照图13A和13B，产品结构1302可以形成于晶种层1202上。在所示的实施方式中，例如，通过使用电沉积过程(比如电镀、无电电镀等)，便可以在晶种层1202上形成产品结构1302。作为示例，晶种层1202可以被置于含电镀溶液(比如包括一种或多种矿物盐的溶液)的电镀槽中。晶种层可以连接到一电路，从而形成该电路的阴极，而待电镀的金属所构成的电极则形成阳极。电流穿过该电路，并且电镀溶液中的金属离子被吸引到且形成于晶种层1202上。相应地，用于构成产品结构1302的金属层可以被设置在晶种层1202上。该金属可以是任何适于电沉积的金属。或者，除金属以外的材料可以被电沉积到晶种层1202上以形成部分或全部的产品结构1302。例如，电镀槽可以包含由非金属材料(比如有机材料、陶瓷材料等)构成的带电粒子，并且那些粒子可以被电沉积到晶种层1202上。电镀槽中的粒子可以是自身带电的粒子，或者电镀槽中的粒子可以被涂敷一种具有带电粒子的材料。电沉积非金属粒子的过程可以被称为电泳沉积。 
如图13B所示，因为晶种层1202电连接到端子104，所以产品结构1302 也形成于端子104上。尽管图13A和13B未示出，但是附加的材料可以被沉积在产品结构1302上。例如，一种或多种附加的金属可以被电镀到产品结构1302上。这种附加的材料可以是用于增大导电性的材料、用于增大强度的材料、用于增大弹性的材料等。 
一旦产品结构1302形成于晶种层1202上，则可以除去支撑结构1204，就像图14A和14B所示那样。如上所述，用于形成支撑结构1204的第二类微滴108可以由一种能在第二溶剂中溶解的材料制成，该第二溶剂不同于用于除去第一类微滴106的第一溶剂。 
如上所述，图14A和14B中的典型产品结构1302可以是一种导电互连结构，该结构可以被压在电子器件(未示出)的端子(未示出)上，由此提供了从电子器件(未示出)到基板102的端子104的电连接。然而，如上所述，微滴阵列和互连结构可以形成于另一个基板上，并且互连结构可以被从其它基板转移到基板102的端子104上。因为互连结构1302采用悬臂梁的形式，所以互连结构1302可以朝着基板102偏转。在图1A-14B所示的示例中，结构1206可以是一个停止结构，用于限制互连结构1302的偏转程度。停止结构1206仅是一个由微滴110制成的结构的示例，并且其它类型的结构也可以被制造。当然，这种结构(比如停止结构1206)也可以不必形成。 
尽管图1A-14B中未示出，但是用于形成晶种层1202的微滴112也可以被除去。例如，可以使用第二溶剂除去第四类微滴112，该第二溶剂溶解第二类微滴118，由此，可以与支撑结构1204一起被除去。作为另一个备选方案，用第三溶剂可以除去用于形成晶种层1202的第四类微滴112，该第三溶剂不同于用于除去第一类微滴106的第一溶剂并且也不同于用于除去第二类微滴108的第二溶剂。 
作为图1A-14B所示过程的另一个备选方案，在形成产品结构1302之后，用于形成支撑结构1204的微滴108可以被留在合适的位置。图15和16示出了根据本发明的一些实施方式的示例，其中微滴1108(它们可能就像微滴108那样)可以形成支撑结构1506，该支撑结构1506被留在合适的位置且形成用于产品结构1302的弹性支撑结构。例如，微滴1108可以由弹性材料构成。制造微滴1108的柔性材料的非限制性示例包括硅橡胶或聚氨酯橡胶材料。商品名为FC-900的材料是一种可用于制造微滴1108的材料示例，该材料由以色列Rehovot的Objet Geometries公司或明尼苏达州Eden Praine的Stratasys公司销售。(注意到，在图15和16所示的示例中，没有形成像图14A和14B所示结构1206(它是任选的结构)那样的结构。)
更具体地讲，图15示出了其上施加多个微滴层的典型基板102的横截面图。在图15中，多个微滴层包括微滴层202-218，它们包括被选择性除去的微滴106、用于形成晶种层1202的微滴112以及用于形成支撑结构1506的微滴1108。用于形成支撑结构1506的微滴1108包括柔性和/或弹性材料。本领域的技术人员应该理解，各种材料都具有这种柔性和/或弹性性质。例如，典型的材料包括上述材料，比如硅橡胶或聚氨酯橡胶、以商品名FC-900进行销售的材料等。 
在图16中，微滴106已被除去，并且已利用电沉积形成了产品结构1302。柔性支撑结构1506可以为结构1302提供柔性支撑。 
如上所述，在图1A-14B所示过程(或图15和16所示备选过程)中形成的产品结构1302可以是一种导电互连结构，比如探针，它从基板102的端子104处延伸出来从而与电子器件(未示出)进行电连接，由此将电子器件电连接到端子104。图1A-14B所示过程(或图15和16所示备选过程)可以被用于在具有多个端子的基板上产生多个这种互连结构。图17-18D示出了根据本发明的一些实施方式的示例，其中通过使用图1A-14B或图15和16所示的典型技术，在基板2202的多个端子2204上形成了多个导电互连结构。 
图17示出了基板2202的顶视图，它包括多个电端子2204。(尽管显示出9个端子2204，但是可以使用更多或更少的端子。)图17示出了在基板2202上沉积的第一层微滴1702。如图所示，第一层1702可以包括导电微滴1708，沉积导电微滴1708是为了在端子2204之间形成电连接。如图所示，因为端子2204通过导电微滴1708而电连接起来，所以对于基板2202而言只需要制造一个到电镀电路的电连接从而对所有的互连结构进行电镀。或者，可以沉积第一组导电微滴(像微滴1708那样)以使端子2204的第一子集彼此电连接，可以沉积第二组导电微滴(它们也可以基本上相似于微滴1708)以使端子2204的第二子集彼此电连接但并不连接到端子2204的第一子集。在这种情况下，可以使这两种电连接(每一种连接到互连端子2204的一个子集)连接到电镀电路。当然，通过使用微滴(像微滴1708那样)，端子2204的不止两个子集可以被电连接。此外，用于使端子2204的一个子集互连的微滴可以由这样一种材料制成，该材料不同于用于使端子2204的另一个子集互连的微滴的材料。第一层1702的其它部分可以形成要紧邻每个端子2204而形成的支撑结构的第一层。 
图18A示出了在基板2202上沉积附加的微滴层1704之后基板2202的侧面横截面图。如图18A所示，第一层1702和附加层1704包括第一类微滴2206(它们可能像第一类微滴106那样)、第二类微滴2208(它们可能像第二类微滴108那样)、第三类微滴2212(它们可能像第四类微滴112那样)。尽管图17-18D中未使用，但是也可以使用由不同材料制成且由此呈现出不同性质的附加类型的微滴。例如，像第三类110那样的微滴可以被用于形成像结构1206那样的结构。 
如图18B所示，可以除去第一类的微滴2206，从而留下第二类微滴2208以及第三类微滴2212。如图18B所示，第二类微滴2208可以形成支撑结构，其形状和大小对应于将要在端子2204上形成的互连结构的期望图形，并且第三类微滴2212可以在支撑结构上形成导电晶种层。尽管未要求，图18B所示支撑结构彼此重叠。 
图18C示出了在端子2204以及用第三类微滴2212形成的晶种层上形成的互连结构2216。因为用第三类微滴2212形成的晶种层都电连接到端子2204并且所有的端子2204都通过微滴1708(参照图17)而彼此电连接，所以所有的互连元件2216都可以被电沉积，在一些实施方式中，仅有一个从电沉积设备到基板2202的电连接。还可以附加地或备选地提供通孔或其它电连接(未示出)从而将电镀设备电连接到用第三类微滴2212构成的晶种层。 
如图18D所示，第二类微滴2208也可以被除去。尽管图18D中未示出，但是第三类微滴2212也可以被除去。如图18D所示，多个导电互连结构2216可以由此形成于端子2204上。尽管图18D中未示出，但是基板2202可以包括用于将端子2204电连接到基板2202之上或之中的其它端子或电连接到其它电学元件的电连接(未示出)。 
互连结构(比如2216)可以由此形成于各种电子设备上。例如，以探针为形式的互连结构可以形成于探针卡组件的探针基板上，该探针卡组件被用于测试电子器件(比如未分割的半导体晶片的一个或多个管芯、从晶片中分割下来的一个或多个半导体管芯(封装的或未封装的)、被设置在支架或其它固定设备中的分割好的半导体管芯阵列中的一个或多个管芯、一个或多个引线板以及任何其它类型的电子器件)。 
图19示出了典型的探针卡组件，其中互连元件2216可以充当探针，基板2202可以充当探针基板。在图19中，探针卡组件可以包括三个基板：引线板1802，内插器1808，以及探针基板(基板2202)。端子1804可以提供到测试器(未示出)和来自测试器(未示出)的电连接。端子1804可以是任何合适的电连接结构，包括但不限于：用于接收弹簧单高跷插针的焊盘，零插入力连接器，或适于与测试器(未示出)电连接的任何其它连接设备。 
电连接(比如导电端子、通孔和/或轨迹)(未示出)可以提供从端子1804穿过引线板1802到达导电弹簧接触件1806的电连接。另外，电连接(比如导电端子、通孔和/或轨迹)(未示出)可以被设置成穿过内插器1808从而将弹簧接触件1806连接到弹簧接触件1810，弹簧接触件1810可能就像弹簧接触件1806那样。另外，电连接(比如导电端子、通孔和/或轨迹)(未示出)可以使弹簧接触件1810透过探针基板(基板2202)而连接到互连结构2216，互连结构2216就像上文所提到的那样可以充当探针，设置这些探针是为了接触待测电子器件的端子。电连接(未示出)可以由此被设置成从端子1804穿过探针卡组件到达互连结构2216。 
探针基板(基板2202)以及内插器1808可以用任何合适的手段固定到引线板1802，其中包括但不限于螺栓、螺丝、夹具、支架等。在所示的实施方式中，探针基板2202和内插器1808是通过支架1812被固定到引线板1802上的。 
图19所示的探针卡组件仅是示例性的，并且可以使用许多备选的且不同的探针卡组件配置。例如，探针卡组件可以包括比图19所示探针卡组件更少或更多的基板(比如1802，1808，2202)。作为另一个示例，探针卡组件可以包括不止一个探针基板(比如2202)，并且每一个这样的探针基板都可以是可独立调节的。2005年6月24日提交的美国专利申请11/165,833中揭示了具有多 个探针基板的探针卡组件的非限制性示例。美国专利5,974,622和美国专利6,509,751以及上述2005年6月24日提交的美国专利申请11/165,833中示出了探针卡组件的其它非限制性示例，并且那些专利所描述的探针卡组件的各种特征都可以被实现在图19所示的探针卡组件中。 
图17的基板2202不必是如图19所示的探针基板，而可以是许多不同类型的电子器件中的任一种的一部分。这种电子器件的一个示例是未分割的半导体晶片的管芯，比如如图20所示的晶片1902的管芯1904。通过使用图1A-18D所示的任何技术，导电互连结构(比如像图14A、14B、15和16的1302或者图18D的2216)可以形成于晶片1902的管芯1904的接合焊盘1906上。作为另一个示例，导电互连结构可以形成于分割好的管芯(封装的或未封装的)上。 
如上所述，这些微滴可以按许多不同的方式沉积。例如，可以使用喷头来沉积这些微滴。合适的喷头的一个示例是喷墨打印头。例如，利用热和/或压电机理的打印头是可以使用的。沉积微滴的方式的其它示例包括但不限于使用点滴器和/或适于分配微滴材料的任何类型的设备。 
图21示出了根据本发明的一些实施方式可将微滴施加到基板上的典型的喷头2000。在图21中，喷头2000可以包括连接器2002，这些连接器2002将来自一个或多个相应的源(未示出)的一种或多种材料提供给主体2004。在分配器2006、2008、2010、2012处，可以选择性地从喷头2000中分配出单个相应的微滴。在本发明的一些实施方式中，每一个分配器2006、2008、2010、2012可以分配不同材料的微滴。即，每一个分配器2006、2008、2010、2012可以分配不同类型的微滴。 
在图22中，示出了根据本发明的一些实施方式的典型的系统2100，用于将微滴施加到基板2108(它可以是像基板102、2202、1902那样)上。在图22中，系统2100可以包括喷头2000，喷头2000连接到控制机构2104，控制机构2104通过滚筒2102允许第一方向的移动和第二方向的移动2114。系统2100还包括基座2112以及框架2106以支撑控制机构2104。控制机构2104也可以也可以使喷头2000上下移动(相对于图22)，并且也可以被配置成赋予喷头2000以其它运动，比如使喷头2000倾斜或旋转。卡盘2110或其它支撑机构可以支撑基板2108，并且卡盘2110可以是可移动的。通过移动喷头2000 和/或基板2108中的一个或两者，微滴可以穿过喷头2000按本文所描述的方式被选择性地沉积在基板2108上，从而形成具有晶种层(比如1202，由微滴2212构成的晶种层)的支撑结构(比如1204、1506，由微滴2208形成的结构)以及任选的结构(比如1206)。 
系统2100仅是典型的，并且各种变体都是可行的。例如，可以使用多个喷头2000，并且这些喷头可以彼此不同，从而便于分配不同材料的微滴。作为另一个示例，卡盘2110可以被加热或冷却。作为另一个示例，用于使微滴曝光于紫外线、红外线或其它形式的电磁能量或其它形式的能量的机构可以被包括在系统2100中。例如，这种曝光可以改变微滴的性质。 
尽管图1A-19所示非限制性示例中所形成的结构是导电互连结构，但是利用本文所揭示的技术可以形成许多其它类型的结构。事实上，通过构造微滴阵列，如本文所述，可以制造出许多不同形状和大小的、具有晶种层的支撑结构，并且通过使用本文所揭示的典型技术，可以制造出通过在这种晶种层上电镀材料而形成的任何结构。 
尽管本发明不太受限制，但是本发明的一些实施方式在形成微机械结构这一领域提供了许多优点。例如，通过使用微滴分配技术，如本文所一般描述的那样，小的甚至微米级的复杂的图案都可以很容易地形成。这些图案可以被用作支撑结构，其上形成小或微小的机械结构。此外，微滴分配技术的使用允许按多种图案形成精确定位的特征。另外，如本文所描述的那样，可以使支撑结构的一个或多个外层导电。由此，用于形成微结构的材料可以被电镀到支撑结构上，而无需先溅射或以其它方式在支撑结构上形成导电晶种层以便帮助电镀。本发明的一些实施方式由此能够迅速且容易地产生用于形成支撑结构的微滴阵列，该微滴阵列具有复杂的图案，这些图案具有精确定位的特征和精确的尺寸，并且本发明的那些实施方式能够做得这些，同时还产生一个或多个精确定位的导电表面，其上可以电镀有材料从而形成小或微小的结构。 
图23示出了这种结构的一个示例。图23示出了用于引导液体横穿基板2302的微通道2304的一部分。通过使用本文所描述的从微滴阵列中形成具有导电晶种层的支撑结构的技术，就可以形成这种微通道2304。例如，导电轨迹可以形成于基板2302上以形成微通道2304的基部2306。微滴阵列可以接下来 被沉积在各轨迹之间的基板2302上从而形成支撑结构，该支撑结构被定形为对应于微通道2304的期望形状。根据本文所描述的技术，该支撑结构可以被构造在用于构成基部2306的各轨迹之间，并且被设置成具有外导电晶种层。通过将材料电镀到晶种层以及用于形成基部2306的轨迹上，便可以形成微通道2304。 
图24示出了可利用本文所揭示的技术制造的结构的另一个示例。在图24中，根据本文所描述的技术，在基板2402上形成了加速计2404。例如，加速计2404可以包括由微滴(比如微滴110)构成的部分和/或被电镀到晶种层以及像108和112这样的微滴所制成的支撑结构上的部分。 
在具有导电晶种层(从微滴阵列中形成)的支撑结构上形成的微结构的其它非限制性示例包括任何类型的微机电系统(MEMS)结构、微镜阵列、微天线阵列等。 
尽管在本说明书中已描述了本发明的特定实施方式和应用，但是本发明并不限于这些典型的实施方式和应用，也不限于这些典型实施方式和应用操作的方式。 
由此，如上所述，本发明的各实施方式包括产生三维结构。特别是，本发明的各实施方式涉及用于在三维阵列中沉积多个微滴并且将金属结构材料电镀到晶种层上以产生三维结构的系统和方法。 

Claims (25)

1.一种制造三维结构的方法，该方法包括：
按三维阵列来沉积多个微滴，该阵列包括被设置用于形成支撑结构的第一类微滴以及用于在支撑结构上形成导电晶种层的第二类微滴；以及
将结构材料电沉积到晶种层上；
其中，所述第一类微滴可溶解于第一溶剂，而所述第二类微滴可溶解于第一溶剂或第二溶剂。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在电沉积之后，除去第一类微滴。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积步骤包括在一系列层中沉积微滴。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：在沉积一层微滴之后，使该层中的微滴的外部变平滑。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积步骤包括通过打印头沉积微滴。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述打印头包括喷墨打印头。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
第一类微滴形成多个支撑结构；
第二类微滴在至少多个支撑结构上形成导电晶种层；以及
所述电沉积包括将结构材料电沉积到至少多个支撑结构上的晶种层上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，沉积在晶种层上的结构材料形成多个导电接触结构。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接触结构是弹性的。
10.如权利要求8所述的方法，还包括：在结构材料上选择性地沉积一种或多种附加材料。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电沉积包括电泳沉积。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，至少多个晶种层电连接到电子元件的端子，并且电沉积包括将金属结构材料电沉积到晶种层和端子上。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：将电子元件的至少多个端子彼此电连接。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使端子电连接的步骤包括：在电子元件上多个端子之间沉积邻接的导电材料的微滴。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，每一个接触结构的第一部分附着于端子之一，该接触结构的第二部分从该端子处延伸出去并且与电子元件间隔开。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电子元件包括用于构成探针卡组件的探针基板。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电子元件包括半导体管芯。
18.如权利要求12所述的方法，还包括：
将电子器件的端子的第一子集电连接，以及
将电子器件的端子的第二子集电连接。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，
将端子的第一子集电连接包括：将端子的第一子集电连接到由第一导电材料构成的多个第一导电微滴，以及
将端子的第二子集电连接包括：将端子的第二子集电连接到由第二导电材料构成的多个第二导电微滴，第二导电材料不同于第一导电材料。
20.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接触结构之一的一部分与另一个接触结构的一部分重叠。
21.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述阵列还包括第三类微滴，设置第三类微滴以形成停止结构从而限制接触结构之一的偏转。
22.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述支撑结构的至少一部分形成用于支撑所述接触结构的柔性基座。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阵列还包括第三类微滴，所述方法还包括除去第三类微滴以露出晶种层。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，第一类微滴包括第一材料，第二类微滴包括第二材料，第三类微滴包括第三材料，并且除去第三类微滴的步骤包括用一种不溶解第一材料或第二材料的溶剂来溶解第三类微滴。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
被电镀到晶种层上的金属结构材料形成三维结构的第一部分，以及
所述阵列包括第三类微滴，设置第三类微滴以形成三维结构的第二部分。
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