CN110720141A - 具有适形目标焊盘的可变形电气触点 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于微电子组装和其他应用的具有适形目标焊盘的可变形电气触点。例如，在管芯级或晶片级的微电子组装期间，第一基板上的多个可变形电气触点可以被接合到第二基板上的多个适形焊盘。每个可变形触点变形至某个程度，该程度与第一基板和第二基板之间的接合压力的量相关。变形工艺还利用可变形电气触点擦拭每个相应的适形焊盘以形成新的金属与金属接触以便进行良好的传导。每个适形的焊盘在被可压缩材料加压时塌缩，以呈现电气触点的近似变形的形状，从而提供大导电表面积，同时还补偿水平不对准。可以升高温度以熔化电介质，该电介质封装电气连接、平衡两个基板之间的间隙和变化，并且将两个基板永久性地固定在一起。

Description

具有适形目标焊盘的可变形电气触点
相关申请
本专利申请要求Haba等人的于2017年6月17日提交的美国临时专利申请号62/518,406的优先权权益，并且其通过引用整体并入本文。
背景技术
一般而言，3D集成电路生产中或电子组装中的基板或表面可以具有电气触点阵列、结合焊盘阵列或栅格阵列，以被导电接合到第二基板或表面上的相对应的电气触点。触点中的均匀度可能并不总是完美的。常规地，如果单个电气触点太短或太高，则在两个表面的接合中通常不存在允许短触点满足其目标结合焊盘或防止高触点阻止附近触点的结合的余量。这是因为常规触点全部被假定为理想的，并且计算存在于待接合的表面之间的介电层，以在明确的单个固定距离处提供两个表面的接合中的无变化阻挡。在常规管芯或晶片级接合工艺中的这种顺应性缺乏导致某个百分比的最终产品是不可接受的，因为可能存在在接合期间不连接的一些电气触点。
发明内容
本发明提供了用于微电子组装和其他应用的具有适形目标焊盘的可变形电气触点。例如，在管芯级或晶片级的微电子组装期间，第一基板上的多个可变形电气触点可以被接合到第二基板上的多个适形焊盘。每个可变形触点在由可压缩材料加压时变形至某个程度，该程度与第一基板和第二基板之间的接合压力的量相关。变形工艺还利用可变形电气触点擦拭每个相应的适形焊盘以形成新的金属与金属接触以便进行良好的传导。每个适形焊盘塌缩以呈现电气触点的近似变形的形状，从而提供较大的导电表面积，同时还补偿水平不对准。可以升高温度以熔化电介质，该电介质封装电气连接、平衡两个基板之间的间隙和变化，并且将两个基板永久性地固定在一起。
本发明内容并非旨在确定受权利要求书保护的关键或基本特征，也不旨在用于帮助限制权利要求书保护的主题范围。
附图说明
下文将参考附图描述本公开的某些实施方案，其中相同的附图标号表示相同的元件。然而，应当理解，附图所示为本文所述的各种具体实施，并且无意限制本文所述的各种技术的范围。
图1是示例系统的图，其中第一基板上的可变形触点接合到第二基板上的适形目标焊盘。
图2是图1的示例系统的示例接合状态的图。
图3示出了适形目标焊盘与相对应的可变形电气触点的完全适形和部分适形的显微图。
图4是具有组件的组合、多个层或不同材料的混合物的示例底部填充材料的图。
图5是示例可变形导电触点的示例几何特征的图。
图6是具有翼部的示例可变形导电触点的图。
图7是示例可变形导电触点和示例底部填充材料的附加实施方式的图。
图8是具有焊料膜或层的示例可变形导电触点的示例实施方式的图。
图9是用于在两个表面之间进行导电接触的可变形触点的附加示例的图。
图10是利用可变形导电触点和适形目标焊盘的电子组装的示例方法的流程图。
具体实施方式
概述
本公开描述了用于微电子组装和其他应用的具有适形目标焊盘的可变形电气触点。所描述的电气触点和适形目标焊盘不限于微电子学，而是可以用于更大规模的电子组装中，并且通常用于进行电气连接。
示例系统
在实施方式中，本文所描述的设备和方法可以应用于在接合期间将多种类型的基板或表面接合在一起，这些基板或表面具有要跨两个表面进行的电气连接。在实施方式中，当在两者之间进行电气连接时，每个导电电气触点具有这样的几何形状，该几何形状使得电气触点能够以某种方式在接触压力下抵靠目标导电焊盘变形。目标导电焊盘还至少部分地变形，随后或同时塌缩，以适形于经变形的电气触点的变形形状。这提供了用于跨所形成的电气连接进行传导的较大表面积。使电气触点变形并使目标焊盘适形于触点的变形的形状的过程还包括擦拭特征部。在变形和适形期间的电气触点与其相对应的目标焊盘之间的剪切动作在两者之间形成新的金属与金属界面，以获得良好的热压结合和金属与金属扩散接合。
至少可变形电气触点或适形焊盘的电介质背衬可以在升高的温度下软化或熔化以封装电气连接、流入空间中以平衡表面上的变化、并将第一表面固定到第二表面。
在示例场景中，可变形电气触点可以电气联接至行进穿过基板的导电过孔。然后，在电子组装或封装组装期间，可变形电气触点与(例如，在第二基板上的)走线层的目标电焊盘进行电气接触，从而延伸导电过孔，或将导电过孔与另外的电子器件或走线线路联接。
每个可变形电气触点和相对应的导电目标焊盘之间的变形-适形动作提供若干益处。首先，在进行连接时，电气触点与其目标焊盘之间的偏移或滑动接触运动在擦拭表面、金属接触点或给定的可变形电气触点的金属边缘和相对应的目标焊盘的金属表面之间提供擦拭或刮擦动作。这种擦拭动作清除了两个配合表面上的氧化物层和其它锈和杂质，从而在两种金属之间形成新的和干净的金属与金属电气接触和初始金属接触界面或热压结合。其次，新擦拭的目标焊盘的相对较大的表面积与变形的电气触点的相对较大的表面积形成电气接触，从而提供穿过由两个表面共享的金属与金属界面的相对较大表面积的较大导电路径，而不只是通过几个接触点，如常规电气触点和常规的不适形且无屈服的平坦目标焊盘之间所发生那样。第三，这种变形-适形电气配合技术不仅为电气触点与其目标焊盘之间的竖直距离方面的变化，而且为第二基板上的许多电气触点及其相对应的目标焊盘之间的水平不对准提供了一些容错和灵活性。可变形电气触点可能“错过”与其目标焊盘的完美水平对准，并且目标焊盘与变形的电气触点的适形可以补偿该不对准，从而尽管初始未对准也提供具有充裕的导电容量的固体连接。
构造材料(包括为触点和焊盘选择的金属以及为触点和焊盘后面的背衬层选择的电介质或其他底部填充材料)可以在影响触点和焊盘的擦拭动作和变形-适形方面发挥作用。第一基板和第二基板之间的至少一种底部填充材料可以使每个触点抵靠每个相对应的焊盘变形，并且还在两个基板被永久地固定在一起时确定第一基板与第二基板的接近度。
底部填充材料层可以是例如第一固体底部填充材料和第二可流动底部填充材料、可流动电介质、固体电介质、固体电介质和可流动电介质两者、固体聚合物和可流动聚合物的混合物或热塑性聚酰亚胺。
在第一基板接合到第二基板之前，可以在第一表面上、第二表面上或者第一表面和第二表面两者上设置至少一种底部填充材料，并且至少一种底部填充材料可以冷却、熔合或硬化以将第一基板永久接合到第二基板。
第一底部填充层可以背衬多个触点，第二底部填充层可以背衬多个焊盘。在实施方式中，第一底部填充层和第二底部填充层具有适用于将触点变形到焊盘中然后在触点和焊盘的接合温度下使焊盘适形到触点的变形的形状中的相应的硬度。触点和焊盘的变形和适形可以同时发生，因为触点和焊盘也彼此擦除它们的氧化物层，并暴露新的金属表面用于联接和结合。在实施方式中，第一底部填充层和第二底部填充层具有高于触点和焊盘的接合温度的软化温度或熔合温度，使得软化的材料可以封装所联接的触点和焊盘，然后将第一底部填充层和第二底部填充层彼此粘合或固定，并将第一基板永久地固定到第二基板。
用于第一底部填充层的第一材料和/或用于第二底部填充层的第二材料(或相同材料)可以在软化温度下具有流动性，用于填充第一底部填充层和第二底部填充层中以及所联接的触点和焊盘周围的孔、间隙和空间，以吸收或补偿第一基板和第二基板以及第一底层填充层和第二底层填充层的z厚度变化。
图1示出了示例系统100。示例可变形导电触点102&104被设置在第一基板106上，并且导电连接到第一基板106中的相应电导体108&110，诸如集成电路的一部分或硅通孔。在实施方式中，将被接合到第二基板112的示例第一基板106具有多个可变形导电触点102&104(下文中称为“可变形触点”或“可变形电气触点”)，要跨两个基板106&112之间的界面进行的每个电气连接的一个可变形导电触点。如本文所用，“可变形的”是指电气触点102在被压靠该电气目标114时改变形状以至少部分地符合其电气目标114。在实施方式中，在可变形触点102&104抵靠相对的目标焊盘114&116压缩118时，每个可变形触点102&104抵靠其各自的目标导电焊盘114&116膨胀打开120。依据样式，可变形触点102可以膨胀120以通过在其形状的膨胀部、弯折部或弯曲部处弯曲、弯折、翘曲、凸出或铰接而与目标焊盘114导电联接。同样地，可变形触点102可以被制成具有足够薄的叶状臂以沿其长度的膨胀部弯折，从而在通过所施加的接合力抵靠目标焊盘114被迫向上时符合目标焊盘114。
因此，示例系统100可以在第一基板106上具有多个可变形触点102&104，在第二基板112上具有多个导电焊盘114&116，当第一基板106被接合到第二基板112时，每个可变形触点102&104能够与相对应的导电焊盘114&116导电联接。每个可变形触点102&104被配置成相对于抵靠每个相对应的导电焊盘114&116的压缩程度118而符合，诸如，扩展打开120。至少一种底部填充材料122和/或124被设置在第一基板106和第二基板112之间，以致动每个可变形触点102&104抵靠每个相对应的导电焊盘114&116，并确定第一基板106与第二基板112的最接近度124。
底部填充材料122&124(诸如，可压缩材料、电介质或材料的组合)位于多个可变形触点102&104的下方或底流于该多个可变形触点，并向触点102&104施加压力以推动触点102&104抵靠第二基板112的相对表面上的目标焊盘114&116。可变形触点102&104周围的底部填充材料124也决定了触点102&104抵靠在第二基板112的相对表面上的其相对应的目标焊盘114&116的相对刚度或弹性。
给定的可变形电气触点102的“内部”可以没有底部填充材料124，从而在底部填充层124中呈现孔126或间隙，该孔126或间隙被呈现用于抵靠另一基板112接合。
每个可变形触点102&104独立地变形以符合其相应的目标导电焊盘114&116，从而例如通过扩展打开120到由触点102和相应的目标焊盘114之间的单个距离规定的程度而根据需要单独符合，以形成有利的导电联接。多个可变形触点102&104作为一组或多个提供了顺应系统100，用于跨多个电气触点102&104(包括可能不完美的触点以及可能不处于预期高度的触点)进行成功的导电联接。
图2示出了示例系统100中基板106&112的两个示例接合状态。在实施方式中，底部填充材料122&124可以确定每个触点102的变形、形状改变或压缩118的最大程度，并且最终确定两个接合表面106&112之间的永久距离，因为底部填充材料122&124最终为接合动作提供不可压缩的阻挡或不可进一步压缩的阻挡。底部填充材料122&124也可以冷却或硬化，以将接合表面106和112保持、粘附或粘合在一起。
适形目标焊盘114可以完全适形200或部分适形202于其相对应的变形电气触点102。在图2中，底部填充层122&124已经接合在一起，从而向可变形电气触点102和适形目标焊盘114施加压力。给定的可变形电气触点102的“内部”可以没有底部填充材料124，从而在底部填充层124中呈现孔126或间隙，该孔126或间隙被呈现用于抵靠另一基板112接合。背衬适形目标焊盘114的另一底部填充材料层122(其可以是可压缩材料)将可压缩焊盘114压入或塌缩到变形电气触点102中，也填充孔126(图1中)。在实施方式中，压力或温度或两者方面的增加软化或熔化底部填充层122&124中的一个或多个，以封装现在由配合的电气触点102及其目标焊盘114形成的电气连接，但是也使(多个)底部填充材料122流动，以填充由此形成的基质中的空间、孔126、间隙和气泡。底部填料122&124然后可以被冷却，以将两个基板106&112永久地固定在一起。
图3示出了示例可变形电气触点102和相对应的适形目标焊盘114的显微图。显微图示出了适形目标焊盘114抵靠可变形电气触点102的完全适形200，以及适形目标焊盘114抵靠可变形电气触点102的部分适形202。
选择构造材料以在接合用于微电子组装或封装组装的两个基板时，跨数十、数百或数千个电气触点和相对应的待电气配合的目标焊盘提供电气触点和目标导电焊盘之间的变形-适形效应。在实施方式中，电气触点阵列由第一材料(诸如，第一电介质)背衬，并且相对应的适形目标电气焊盘阵列由第二材料(诸如，第二电介质)背衬。在实施方式中，第一材料和第二材料可以是相同的材料。
在实施方式中，电气触点和相对应的目标焊盘在相对较低的温度下彼此相对低压接触，从而导致两者之间的滑动、刮擦和/或擦拭动作，该动作提供正金属与金属电气接触以及两者之间的物理金属结合或热压结合的开始。在电气触点和相对应的目标焊盘完全配合之后，持续的压力和/或升高的温度使得两个背衬材料软化或开始熔化，从而防止软化的背衬材料渗入已经制成的金属与金属电气接触中或干扰已经制成的金属与金属电气接触。
软化或熔化的材料可以流动以填充两个基板之间或电气触点与目标焊盘当中的孔和缺陷。背衬材料到孔和空间中的这种流动和填充机制可以通过在接合期间要由熔化层填充的设计在其中的孔、间隙或空间而有意地被结合到封装组装中。通过熔化层填充孔、间隙和空间可以平衡跨配合基板的压力、可以补偿构造或材料中的偶然可变性、和/或可以补偿电气触点和其相对应的目标焊盘之间的距离方面的、在被接合的基板的宽表面上的微小变化。
背衬可变形电气触点的一个或多个材料层可以与背衬适形目标焊盘的一个或多个材料层同时并以相同的方式软化或熔化。或者，两种材料可以例如根据编程参数以选择的顺序不同地软化或熔化。例如，背衬可变形电气触点的(多种)材料可以首先软化，从而允许电气触点抵靠目标焊盘变形或开始变形。背衬目标焊盘的材料可以保持相对坚固，以提供坚固的背衬或相对不屈服的表面，以便于可变形电气触点抵靠变形。此时，背衬适形目标焊盘的材料也软化，使得这些目标焊盘能够至少部分地适形于电气触点的变形形状、在该过程中彼此滑动、刮擦或擦拭，从而形成穿过在两者之间形成的界面的较大表面积的导电路径。
背衬材料的软化或熔化可以进行，直至两个背衬层至少部分地熔合。两个背衬层的熔合、熔化或熔融合提供将两个基板粘合在一起的永久性接合或粘附(金属触点和焊盘先前已接触并配合在一起，随着金属离子开始扩散穿过它们的界面到彼此中而形成牢固的接触和金属与金属结合的开始)。
两个电气表面的可变形-适形配合以及在这种电气联接期间发生的擦拭动作可以通过实施参数(诸如，材料的选择及其几何形状和构造)来控制和编程。
对于可变形电气触点，鉴于物理性质(诸如，在组装期间使用的各种温度下的硬度、刚度、拉伸强度、延展性和弹性、电气触点的几何形状和触点的厚度)，用于实现触点变形性的构造参数包括所选择的金属或合金的类型(诸如，铜或另一导体)，因为当经受力的影响时较厚的触点趋于可较少变形。所有这些因素可以确定可变形电气触点在其他组件的所选性质(诸如，导电目标焊盘和背衬层的物理性质)的情况下的行为。
导电目标焊盘的构造参数包括材料的选择(诸如，铜、合金或其他导体)以及目标焊盘的几何形状(特别是它们的厚度)，因为在压靠目标焊盘时目标焊盘旨在使其自身在压力下适形或模塑到由电气触点所呈现的变形形状。
背衬可变形电气触点的一个或多个材料层以及背衬适形目标焊盘的一个或多个材料层也确定可变形触点和适形目标焊盘在导致进行相应的电气连接的金属与金属配合期间的行为。在实施方式中，背衬层是相同的，或是相同或不同厚度的(一种或多种)相同材料。在其他实施方式中，两个背衬层可以彼此不同。
在实施方式中，背衬可变形电气触点的一个或多个材料层和背衬适形目标焊盘的一个或多个材料层在相对低的第一温度下保持固体、硬和/或刚性的，在该温度下可变形电气触点的金属和适形目标焊盘的金属彼此接触。在该第一温度下，在压力下与目标焊盘的接触导致电气触点变形，并且在压力下与电气触点的接触导致目标焊盘适形于电气触点的现在变形形状。
在其他实施方式中，电气触点或目标焊盘后面的背衬层中的一个可以在选定温度下首先在另一背衬层之前软化。哪个背衬层首先软化可以取决于电气触点和目标焊盘的性质、几何形状和相对柔韧性。由于电气触点和目标焊盘被推入彼此中，因此可以期望的是在组件后面具有更软的背衬层，该更软的背衬层预期在变形-适形过程中经历更大的形成。在实施方式中，在开始平坦的目标焊盘擦拭和配合过程期间通常可以预期比电气触点经历更大的形成(形状方面的变化)，这些电气触点通常被预成形为它们除了最终变形的近似最终形状。因此，在一种场景下，目标焊盘的背衬层在接合期间在第一温度下首先软化，并且电气触点的背衬层在稍高的温度下软化，以提供用于电气触点的最终变形或甚至反向适形。由于它们被推入彼此中，因此电气触点的变形和目标焊盘的适形可以同时发生，因此选择两个背衬层的软化或熔化温度以实现变形-适形可能取决于正在使用的电气触点和目标焊盘的几何形状、性质和具体设计。
本文广义地使用基板，以表示电子器件或材料的表面。如微电子学中所用，被接合的表面可以是管芯、晶片、基板等的表面。基板可由半导体构成，但也可以由玻璃、塑料和许多其他材料组成。“接合”是指合在一起，并且可以包括例如通过中间粘合剂、层、焊料或器件进行的永久接合。本文所描述的可变形导电触点和支撑底部填充材料提供顺应的管芯、晶片、基板、器件和封装组件，其可以耐受正接合的导体方面的一些变化，同时在两个表面或基板之间提供一致的电气路径。
可变形触点可以用于管芯级工艺中，诸如，管芯到管芯工艺、管芯到晶片工艺、管芯到基板工艺、中间结构组装等。可变形触点也可以用于晶片级工艺中，或在晶片与晶片结合期间使用。因此，本文所描述的技术可以在管芯或晶片上进行，并且可在管芯级和晶片级工艺期间接合管芯、晶片、基板等。本文广义地使用“基板”是指微电子学领域中使用的材料或器件的任何表面。
待接合的基板或其它表面可以由硅或另一半导体、III-V材料、玻璃、聚合物、塑料、酚醛树脂、环氧树脂、玻璃环氧树脂、印刷电路板等组成。待接合的每个表面具有电导体，以与相对的第二表面上的相对电导体联接。电导体可以是集成电路、互连件、连接点、硅通孔、柱、凸块、印刷电路、栅格阵列或可以在接合期间从一个表面导电地连接到另一个表面的其他导电实体的结合焊盘。
如图4所示，示例底部填充材料124(或还有图1-图2中的122)可以具有组件(诸如，多个层)的组合，或者可以是不同材料的混合物。在各种实施方式中，至少一个底部填充材料124可以是第一固体底部填充材料402以及第二可流动(液体或延展性的)404底部填充材料124。底部填充材料124可以是电介质，例如，单个固体电介质或单个可流动电介质。或者，底部填充材料124可以由固体电介质402和可流动电介质404两者组成。或者再次，示例底部填充材料124可以是其它固体聚合物402和可流动聚合物404的混合物或多层组合。在实施方式中，底部填充材料124是固体或可流动热塑性聚酰亚胺(TPI)。
在实施方式中，至少一个底部填充材料124被设置在第一基板106上。在另一实施方式中，底部填充材料124可以替代地最初设置在第二基板112上。在又一实施方式中，在第一基板106接合到第二基板112之前，底部填充材料124可以被设置在第一基板106和第二基板112两者上。如上所述，底部填充材料124或底部填充材料124的组合可以冷却或硬化，以将第一基板106以彼此固定的距离124永久地接合到第二基板112。
示例可变形导电触点
图5示出了示例可变形导电触点102和相对的目标导电焊盘114。适形目标导电焊盘114的初始状态虽然被示出为平坦的，但可以是其他各种设计，诸如，凹形、凸形、桥式或环形(环状)。此外，目标导电焊盘114可以与第二基板112的表面齐平，或者从第二基板112突出，或者凹陷到第二基板112中。
图5中的视图示出了作为截头圆锥体的示例可变形导电触点102的实施方式的横截面。然而，可变形导电触点102可以许多不同的设计、样式和几何形状来实现。例如，可变形触点102可以被实施为导电材料的叶片、板簧、弹簧、柔性杯、导电材料的可弯折指状物、弯曲构件、折叠构件、弯折构件、三叶或四叶苜蓿部或苜蓿叶形状的构件、v形构件、具有翼部的v形构件、u形构件、L形构件和y形构件，或者图5中示出的截头圆锥体。
示例可变形导电触点102可以由电子工业中使用的许多导电材料制成。示例构造材料包括铜合金、铜、青铜、磷青铜、钢、钛、银、银钨、银碳化钨、铜钨、银石墨、银碳化钨石墨、银钼、银镍、铜石墨、钽、导电聚合物和其他导电材料。
可变形导电触点102可以许多不同的尺寸实现，诸如，用于接合印刷电路板与分立组件的相对较大的尺寸、以毫米为单位测量的可变形导电触点102、向下到在管芯级和晶片级工艺期间用于在更精细的组装、堆叠和封装晶片、芯片、管芯和互连件的水平下的精细节距电路，导线以及迹线的以微米尺寸测量的非常小的触点102。
如图5所示，可以选择可变形触点102的厚度502(未按比例示出)和几何形状以及所使用的材料的性质、从接合力的竖直方向倾斜的角度504、以及可变形触点102在底部填充材料124的固体层402上方的可膨胀部分的高度506，以限定单个可变形触点102的顺应性所需的力。因此，存在于基板106上的多个触点102中的单个可变形触点102的数量决定了当将基板106接合到第二基板112时多个可变形触点102的顺应性所需的总接合力。
示例擦拭和结合功能
在实施方式中，可变形触点102的形状或设计可以抵靠目标导电焊盘114的表面相互作用或者跨目标导电焊盘114的表面相互作用以提供导电触点或结合。例如，在焊盘114上的可变形触点102的膨胀部120或开口变形以及焊盘114适形于变形的电气触点102可以导致目标导电焊盘114上和电气触点102上的擦拭运动，从而増强电气触点102和焊盘114之间的导电联接。
图6示出了可变形触点102的实施方式，该可变形触点也具有一个或多个翼部602，诸如用于促进电气接触或物理性能的辅助附件。翼部602可以是稳定构件以保持可变形触点102在压缩期间对准，并且可以是被添加来增加与目标焊盘114的导电表面积接触的导电构件，并且可以是增加上述擦拭效果的擦拭构件。无论可变形触点102是否具有翼部602，可变形触点102可以在接合运动的方向上压缩、改变形态、改变形状或变形120，并且可在垂直于或正交于接合运动的方向的一个或多个方向上膨胀120或扩展打开以执行目标焊盘114的擦拭运动。
可变形触点102、翼部602或其他擦拭构件可以在目标导电焊盘114上执行清洁或刮擦动作，从而从目标焊盘114并且也从其自身清除非导电膜或氧化物层，以在构件之间进行更明确的金属与金属电气接触。
所施加的接合压力可以导致可变形触点102或相关联的擦拭构件、翼部602例如冷焊接到目标焊盘114或第二导体。可变形触点102和目标导电焊盘114之间的金属与金属界面可以形成热压缩结合，或以其他方式变成具有在可变形触点102(或擦拭构件602)的第一金属和目标焊盘114的第二金属之间没有可分辨的边界的金属与金属结合区域的导电联接件。为了形成这种金属扩散结合，将两个基板106&112在足以使可变形触点102和目标焊盘114的导电金属通过界面处的原子扩散而彼此融合的压力和温度下带到一起，这成为固态晶体结合区。
在实施方式中，可变形触点102能够在升高的温度下、或利用施加超声、或者在接合期间利用升高的温度和施加超声两者，退火或烧结到目标导电焊盘114或第二导体上。在实施方式中，相同的升高的温度和施加超声也可以固化或硬化底部填充材料124以完成两个表面106&112之间的接合。
可以选择翼部602的几何形状以増加翼部602的表面积，并且与可变形的触点102单独将与目标焊盘114具有的表面接触的面积量相比，在翼部602和目标焊盘114之间提供增加的表面接触面积。翼部602的増加的表面接触面积增加了可变形触点102的导电翼跨度，并且即使在可变形触点102相对于目标焊盘114稍微不对准的情况下，也可以使得可变形触点102能够与目标导电焊盘114进行接触。
附加实施方式和特征
图7示出了可变形触点102和底部填充材料124的附加实施方式。图7中示出的实施方式不一定发生在相同的基板106上，尽管在一些情况下，实施方式中的两个或更多个可以在相同基板106上一起使用。
底部填充材料124可以被放置以形成一个或多个层，直到可变形触点102的选择水平702。由底部填充材料124提供的直到初始填充水平702的支撑可以确定可变形触点102的变形性、压缩性、扩展性或弹性。
底部填充材料704的唇缘、卡圈或斜面124可以逐渐变小直到可变形的触点102的接触边缘。聚合物或其他底部填充材料124的这个斜面704可以进一步加强或増强可变形触点102的压缩性和开口性。底部填充材料124的唇缘或斜面704可以增加基板上的多个可变形触点102上所需的接合压力的量，以压缩和扩展打开该多个触点。然而，通过具有唇缘或斜面704来増加所需的接合压力的量的益处是，当唇缘或斜面704存在时，每个可变形触点102以更大的力压靠相对应的目标焊盘114。这防止了可变形触点102的变形、压缩或扩展打开在太小的压力下发生，此类情况可能损害导电联接件的质量。
氧化保护剂706可以被添加至可变形触点102的导电接触表面。氧化保护剂706可以取决于可变形触点102的构造，诸如使用哪种金属、合金或其他导电材料来构成可变形触点102。在实施方式中，可将金、铂或另一种贵金属或惰性金属的薄层或膜沉积、镀覆或溅射到可变形触点102和/或目标焊盘114的接触表面上，以确保高质量的金属与金属接触或热压结合，以及高质量的导电联接件。
在实施方式中，底部填充材料124(诸如电介质或其他聚合物)可以最初沉积到可变形触点102的顶部708、接触边缘或翼部602附近。在这种场景下，在其初始预接合状态下，底部填充材料124在例如翼部602的悬伸部下方没有底切。在这个实施方式708中，底部填充材料124可以将翼部602的接触表面面积例如直接压入目标焊盘114中，由底部填充材料124在很少允许或不允许导电触点102的弹性或变形性的情况下直接支撑和背衬以产生联接压力。然而，可以至少部分地使用可流动的底部填充材料124，使得当底部填充材料124在接合力下符合时，如果可变形触点102中的一些相对于它们的目标焊盘114比其他的可变形触点更短或更高，则各个可变形触点102随后能够各自符合。换句话讲，第一基板106和第二基板112之间的空间开始时可以相对充满底部填充材料124，但是随着底部填充材料124熔化或流动，每个单独的可变形触点102能够与相应的目标焊盘114进行牢固的导电接触，同时总是具有对底部填充材料124的一定支撑。
图8示出了被添加到图7中示出的可变形触点102的每个实施方式中的焊料802或其他结合剂或合金剂的薄膜或层。可以使焊料802在升高的温度下(例如在183-350℃的温度范围内的温度下)可流动，以确保每个导电联接中的导电结合。用于融合焊料802的升高的温度可以处于与被施加来使底部填充材料124可流动的相同的温度范围内。在实施方式中，在冷却时，整个接合的封装件固化并硬化成固定接合的基板106&112，在多个可变形触点102和多个导电目标焊盘114之间具有固定焊接的导电联接件。
图9示出了用于在电子组装工艺中进行导电接触的可变形触点900的附加示例。为了图示可变形触点900可以具有多种不同形状，示出了示例可变形触点900。所示出的一组示例可变形触点900并非意在为限制性的或排他性的。图9中示出的示例可变形触点900的尺寸出于图示形状和功能上的差异的目的是程式化的，并且不意在限制部件、尺寸或特征的比例。
所示的可变形触点900的示例可以不同的尺寸来实施。可变形触点900可以是相对大的，或可以在微米尺度上实施，其中一些尺寸在长度、宽度、深度、高度或直径方面仅为几微米。
在俯视图中，示例可变形触点902具有跨线对称的两个可变形的柔性叶片。在变形期间，两个柔性叶片904可以弯折并扩展开至与目标导体形成顺应导电接触需要的不同程度，该目标导体可以在距示例性可变形触点902的不同距离的范围内。单个表面上的多个可变形触点902可以各自扩展并打开至不同程度以形成相应的导电联接件。
在俯视图中，另一示例可变形触点906具有围绕点对称的三个可变形的柔性叶片。在变形期间，三个柔性叶片908可以彼此弯折和扩展开至形成与目标导体的顺应导电接触需要的不同的相等或不等的程度，该目标导体可以在距示例可变形触点902的不同距离处，并且可以在距三叶片式可变形触点906的每个叶片的不同距离处。单个表面上的多个可变形触点906可以各自扩展并打开至不同程度和不同形状以形成相应的导电联接件。
在俯视图中，另一示例可变形触点910具有围绕点并跨各个线对称的四个可变形的柔性叶片。在变形期间，四个柔性叶片912可以彼此弯折和扩展开至形成与目标导体的顺应导电接触所需的不同的相等或不等的程度，该目标导体可以在距示例可变形触点910的不同距离处，并且可以在距四叶片式可变形触点910的每个叶片的不同距离处。单个表面上的多个可变形触点910可以各自扩展并打开至不同程度和不同形状以形成相应的导电联接件。
在俯视图中，另一示例可变形触点914具有截头圆锥体形状，具有狭缝、分界或锯齿以在变形(诸如压缩)期间提供顺应的可变形构件。在变形916期间，示例可变形触点914可以顺应地打开，并且构件扩展开以与目标导体形成顺应的导电接触，该目标导体可以在距示例可变形触点914的不同距离处。单个表面上的多个可变形触点914可以各自扩展并打开至不同程度以形成相应的导电联接件。
在俯视图中，另一示例可变形触点918具有围绕中心点对称的浅碟形或杯形。在变形920期间，示例可变形触点918的碟形或杯形可以打开并放大至与目标导体形成顺应的导电触点需要的各种程度，该目标导体可以在距示例性可变形触点918的不同距离的范围内。单个表面上的多个可变形触点918可以各自扩展并打开至不同程度以形成相应的导电联接件。
示例可变形触点900的许多其他形状和尺寸可以在所描述的主题的范围内实施。例如，给定的示例可变形触点900也可以具有额外的翼部或附件，如上文进一步所述。
示例方法
图10示出了利用可变形电气触点和适形目标焊盘跨两个表面进行导电连接的示例方法1000。在图10的流程图中，示例方法1000的操作在各个框中示出。
在框1002处，第一表面上的多个可变形电气触点被压入第二表面上的多个适形焊盘中，以在第一表面和第二表面之间进行相应的电气连接。
在框1004处，每个可变形电气触点通过抵靠相应的适形焊盘的压力而被变形或形态改变为变形的形状。
在框1006处，每个相应的适形焊盘继而适形于可变形电气触点的变形的形状中，从而形成相对较大表面积的导电接触。
进一步，在框1008处，框1004处的变形可以进一步包括利用可变形电气触点擦拭每个相应的适形焊盘，以在相应的适形焊盘和可变形电气触点之间形成新的金属与金属接触。
并且进一步，在框1010，示例性方法可以包括熔化、软化和/或流动至少背衬多个可变形电气触点或多个适形焊盘的电介质，以便封装多个可变形电气触点和多个适形焊盘之间的电气连接、以流入空间中、以及以将第一表面固定到第二表面。
在本说明书和所附权利要求书中：术语“连接(connect)”、“连接(connection)”、“连接(connected)”、“连接(in connection with)”和“连接(connecting)”用于表示“直接连接”或“通过一个或多个元件连接”。术语“联接(couple)”、“联接(coupling)”、“联接(coupled)”、“联接在一起”和“联接(coupled with)”是指“直接联接在一起”或“通过一个或多个元件联接在一起”。
虽然已结合有限数目的实施方案公开了本公开，但本领域的技术人员将会理解，在给出本公开的有益效果的情况下，可以根据本发明进行可能的多种修改和变型。所附权利要求旨在涵盖属于本公开的真正实质和范围内的此类修改形式和变型形式。

Claims (21)

1.一种系统，包括：
多个触点，所述多个触点在第一基板上；
多个焊盘，所述多个焊盘在第二基板上，当所述第一基板接合到所述第二基板时，所述多个焊盘与所述第一基板上的所述多个触点导电联接；
可压缩材料，所述可压缩材料位于所述多个焊盘下方；
每个触点被构造成相对于抵靠每个相对应的焊盘的压缩程度而变形至变化的形状，并且
每个焊盘被构造成在被所述可压缩材料加压时至少部分地适形于所述相对应的触点的所述变化的形状。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括在每个触点和焊盘上的擦拭表面，其中所述擦拭表面移动以在所述触点和所述焊盘之间形成金属与金属界面，同时在导电联接期间，当每个触点和每个相对应的焊盘在所述擦拭表面处抵靠彼此滑动时，移除或位移氧化物层、锈、残余物或杂质。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可压缩材料包括在所述第一基板和所述第二基板之间的至少一种底部填充材料，以使每个触点抵靠每个相对应的焊盘变形，并确定所述第一基板与所述第二基板的最接近接近度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一种底部填充材料选自第一固体底部填充材料和第二可流动底部填充材料、可流动电介质、固体电介质、固体电介质和可流动电介质两者、固体聚合物和可流动聚合物的混合物以及热塑性聚酰亚胺。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，在所述第一基板接合到所述第二基板之前，在所述第一表面上、所述第二表面上或者所述第一表面和所述第二表面两者上设置所述至少一种底部填充材料；
其中所述至少一种底部填充材料在升高的温度下流动以使所述多个焊盘适形于所述多个触点；并且
其中所述至少一种底部填充材料冷却或硬化以将所述第一基板永久地接合到所述第二基板。
6.根据权利要求3所述的系统，至少进一步包括背衬所述多个触点的第一底部填充层和背衬所述多个焊盘的第二底部填充层；
其中所述第一底部填充层和所述第二底部填充层具有适用于将所述触点变形到所述焊盘中并且用于在所述触点和所述焊盘的接合温度下使所述焊盘适形到所述触点的变形的形状中的硬度；并且
其中所述第一底部填充层和所述第二底部填充层具有高于所述接合温度的软化温度或熔合温度，用于封装所述联接的触点和焊盘，并且用于将所述第一底部填充层和所述第二底部填充层彼此粘合，并且用于将所述第一基板永久地固定到所述第二基板。
7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括用于所述第一底部填充层的第一材料和用于所述第二底部填充层的第二材料或相同材料，所述第一材料或所述第二材料在软化温度下具有流动性，用于填充所述第一底部填充层和所述第二底部填充层中以及联接的触点和焊盘周围的孔、间隙和空间，以吸收或补偿所述第一基板和所述第二基板以及所述第一底层填充层和所述第二底层填充层的z厚度变化。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，每个触点包括能够提供变形性程度以便为所述多个触点中的每个触点和所述多个焊盘中的每个相对应的焊盘之间的接近度方面的变化提供顺应性的几何形状，并且每个焊盘包括能够至少部分地适形于所述相对应的触点的变形性的几何形状。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，每个触点包括导电构件，所述导电构件选自柔性导体、柔性杯、截头圆锥体、导电材料的叶片、板簧、导电材料的苜蓿叶部、弹簧、导电材料可弯折指状物、弯曲构件、折叠构件、弯折构件、v形构件、具有翼部的v形构件、u形构件、L形构件和y形构件。
10.一种设备，包括：
可变形电气触点，所述可变形电气触点在第一表面接近第二表面时能够变化成变形的形状，以在所述第一表面的第一导体和所述第二表面的第二导体之间形成导电联接；
所述可变形电气触点的擦拭表面，所述擦拭表面被构造成在进行所述导电联接时跨所述第二导体移动；和
至少所述第二导体的适形焊盘，所述适形焊盘能够呈现所述可变形电气触点的适形的形状。
11.根据权利要求10所述的设备，进一步包括至少一种底部填充材料的一个或多个层以填充所述第一表面和所述第二表面之间的空间的至少一部分；
其中至少一种底部填充材料的多个层中的所述一个层进一步包括聚合物材料或电介质，以在跨所述第二导体移动时向所述擦拭表面提供支撑力；并且
其中所述聚合物材料或所述电介质确定所述擦拭表面的最大运动程度。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述至少一种底部填充材料的多个层中的所述一个层中的至少一层在高于所述可变形电气触点和所述适形焊盘电气联接的接合温度的温度下是可流动的。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述可变形电气触点包括导电构件，所述导电构件选自导电材料的叶片、板簧、导电材料的苜蓿叶部、弹簧、柔性杯、截头圆锥体、导电材料的可弯折指状物、弯曲构件、折叠构件、弯折构件、v形构件、具有翼部的v形构件、u形构件、L形构件和y形构件。
14.根据权利要求10所述的设备，其中，所述可变形电气触点具有在所述接合的方向上变形的几何形状，并且在垂直于所述接合的方向的一个或多个方向上膨胀或扩展打开，以执行所述第二导体的擦拭。
15.根据权利要求10所述的设备，其中，所述擦拭表面被构造成在进行所述导电联接时在擦拭动作期间清除所述可变形电气触点上和所述第二导体上的非导电膜。
16.根据权利要求10所述的设备，其中，在接合期间的所述第一表面和所述第二表面之间的压力导致所述可变形电气触点焊接到所述第二导体，其中，所述可变形电气触点和所述第二导体或所述第二导体的焊盘之间的所述焊接包括热压结合、扩散结合或金属与金属结合。
17.根据权利要求10所述的设备，其中，所述可变形电气触点能够在所述接合期间在升高的温度下或在施加超声时或在所述升高的温度下和施加超声时两者的情况下退火或烧结到所述第二导体。
18.根据权利要求10所述的设备，至少进一步包括背衬多个所述可变形电气触点的第一底部填充层和背衬多个所述适形焊盘的第二底部填充层；
其中所述第一底部填充层和所述第二底部填充层具有适用于将所述可变形电气触点变形到所述适形焊盘中并且用于在所述可变形电气触点和所述适形焊盘的接合温度下使所述焊盘适形到所述可变形电气触点的变形的形状中的硬度；并且
其中所述第一底部填充层和所述第二底部填充层具有高于所述接合温度的软化温度或熔合温度，用于封装所述联接的可变形电气触点和所述适形的焊盘，并且用于将所述第一底部填充层和所述第二底部填充层彼此粘合以将所述第一表面永久地固定到所述第二表面。
19.一种方法，包括：
将第一表面上的多个可变形电气触点压入第二表面上的多个适形焊盘中，以在所述第一表面和所述第二表面之间进行相应的电气连接；
将每个可变形电气触点变形为抵靠相应的适形焊盘的变形的形状；以及
使每个相应的适形焊盘适形到所述可变形电气触点的所述变形的形状中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述变形进一步包括利用所述可变形电气触点擦拭每个相应的适形焊盘，以在所述相应的适形焊盘和所述可变形电气触点之间形成新的金属与金属接触。
21.根据权利要求19所述的方法，进一步包括熔化或软化至少背衬所述多个可变形电气触点或所述多个适形焊盘的电介质，以封装所述多个可变形电气触点和所述多个适形焊盘之间的所述电气连接、以流入空间中、以及以将所述第一表面固定到所述第二表面。
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