CN1180932A - 同轴互连器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子互连器件及其制造方法。该器件包括一个同轴连接器,此同轴连接器包括一种电介质材料,电介质材料具有一个中心开孔,以及隔离开的导电的内和外表面。同轴连接器具有第一和第二端部,第一端部用于安装至一个电子封装外壳,第二端部用于以可插方式安装至一个PC板。

Description

同轴互连器件及其制造方法
本发明涉及同轴连接器，尤其是涉及用于将单片模块和多片模块相互连接并且连接至印刷电路板的同轴连接器。
在表面安装技术中，集成电路(IC)连接至陶瓷或者有机封装外壳，封装外壳则具有从中伸出的金属引线，用于通过焊接手段或者通过插入一个插座中而连接至一个印刷电路(PC)板。IC电气安装至封装外壳通常称为一级安装。封装外壳电气安装至PC板为二级安装。IC封装外壳的趋势是增加一个封装外壳上的IC密度和数量，并且最终增加二级安装的输入/输出(I/O)连接的数量。
对于高的IO数(IOcounts)，二级安装的密度目前是通过这样几种安装方式解决的，包括针栅阵列(PGA)、球栅阵列(BGA)和条栅阵列(CGA)。
PGA由金属插脚(pin)的一个阵列构成，这些插脚一般是100-200mil(密耳)长，并且镀敷金，以改善抗氧化性能。PGA安装至封装外壳上的圆形导电或金属化焊区上。通常，这种安装是通过焊接或者钎接至金属化焊区，金属化焊区设置在围绕IC的封装外壳表面上或者设置在封装外壳的与IC相反的一侧。金属化焊区电连接至内导体或者通路，内导体或者通路用于为IC提供布线。PGA连接方法已经使用多年，这种方法允许IC和封装外壳在安装于一个产品之前经受测试或老化处理，因为插脚可以容易地插入插座并被测试并且对封装外壳的结构仅有极小的破坏。长的插脚还有助于吸收封装外壳与电路板之间的热膨胀系数(CTE)的差异。大的CTE失配可能导致在封装外壳-插脚连接位置发生焊接故障。长的引线(1ead)长度有助于减小焊接点处插脚的横向移动。提供插脚的可靠焊接安装所需的焊区直径占据了封装外壳上的大量表面面积，使得难以增加二级安装的IO密度。插脚之间的典型IO节距约为100mil。此外，长的插脚引线长度会严重地增大相邻插脚之间的不希望的电感，这会导致电气性能的显著降低。为了有助减弱串扰，传统的布线方式是采用接地插脚或者电压插脚围绕信号传导插脚，这样可以帮助隔离这些插脚。这种隔离方式导致IO密度和性能的进一步降低。另外，截止芯片频率(off chip frequency)增大至GHz范围，这要求将信号导体与不希望的串扰更好地隔离。
另一种二级安装方法是球栅阵列(BGA)。BGA采用与PGA相似的焊区安装方式，其区别在于不是采用金属插脚，而是将高温焊料球使用较低温度的焊料焊连至焊区。所形成的球栅阵列提供了较高的IO密度，典型的节距为40-50mil。典型为35mil的较小的球高度大大减轻了互连长度对不希望的电感的影响。但是，较小的球高度使得BGA在可插式老化测试方面或者在为系统应用和领域升级(field upgrades)的可插式封装方面不够理想，因为球是由特别便于安装和吸收封装外壳与电路板之间的CTE失配造成的应力的软焊料制成的。BGA的软焊料容易变形，并且在重复热循环后可能使接触变差。BGA的另一缺点是：球的小的高度对由多次热循环导致的焊接故障没有多大的抵抗能力。抗故障能力对于较大尺寸的封装外壳是重要的，因为距封装外壳中心最大距离处的IO连接(通常是角部)最容易发生故障。解决这个问题的一个折中方案是条栅阵列(CGA)封装。它同样是将一个焊区阵列通过一种较低接合温度的焊料连接至一种较高接合温度的焊料，但较高温度的焊料条形或者线形的。CGA连接的节距可以与BGA相同。由于其较大的长度，这些条提供了比BGA更高的可靠性。但是，这些条对于老化测试或者系统或领域升级而言是不容易插接的。此外，在加工操作过程中焊条非常容易损坏，必须在全过程中加以保护。
解决信号隔离问题的一种方案是美国专利5226912，此专利描述了一种同轴连接器，这种同轴连接器需要在衬底中有一个通孔，此通孔占据衬底两侧的表面面积。这种器件具有比希望的更差的安装适应性，因为在安装插脚于同轴连接器的过程中没有机会对栅网重新调整。栅网的重新调整能够保证在连接后插脚保持合适的间距。另外，没有用于插脚和相配合的同轴连接器的插座之间的摩擦动作的机构，而摩擦动作会增加可插式连接的可靠性。
一种理想的二级连接方式应允许实现高密度IO、可插式老化测试、可插式领域更换、低电感、高性能的信号隔离和高的可靠性。
考虑到现有技术中存在的上述问题和缺点，本发明的目的是要提供一种电子互连器件，它在XY轴是可塑性的，由此允许插入一个插座中，同时能够承受在热循环过程中由于CTE失配导致的插座相对于封装外壳的移动。
本发明的另一目的是要提供一种同轴连接器安装方法，采用这种方法，布置在一个封装外壳上的一个可塑性连接器的阵列在插入一个插座时可以直线排列，它还可用于承载电压或者接地。
本发明的另一目的是要提供一种可以批量制造的连接器的可塑性阵列。
本发明的另一目的是要提供一种电子互连器件的可塑性阵列，其适于高频应用。
本发明的另一目的是要提供一种电子互连器件阵列，它可以插入测试插座和系统板中，用于老化测试和装配。
本发明的另一目的是要提供一种具有高IO密度的同轴连接器。
本发明的其它目的和优点将从本说明书中部分地显见和部分地揭示。
本领域的普通技术人员将能清楚理解的上述和其它目的是由本发明实现的，按照第一方面，本发明涉及一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：a)提供一个同轴连接器，它包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔，隔离开的导电的内和外表面，所述同轴连接器具有第一和第二端部；b)提供一个电子衬底，其上安装有同轴的电气焊区；c)将所述的同轴连接器设置在所述的同轴电气焊区上，并且将所述的同轴连接器第一端部安装至所述衬底上的所述焊区；d)提供一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力；和e)将所述的同轴连接器第二端部连接至所述插座。
按照另一方面，本发明涉及一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：a)提供一块三层电介质板，此电介质板具有一个内层和两个外层，所述外层由比所述内层更容易去除的材料构成；b)在所述的三层电介质板中形成一个孔；c)提供一个外导体，外导体的外径大致等于所述的三层电介质板中形成的孔的内径，所述外导体与所述孔同轴设置；d)提供一种填料电介质，它具有与所述三层电介质板的所述内层相似的可去除性；e)用所述填料电介质填充所述外导体；f)在所述填料电介质中形成一个孔，所述孔与所述外导体同轴设置；g)提供一个内导体，内导体的外径大致等于所述填料电介质中形成的孔的内径；和h)去除所述三层电介质板的所述外层，使得所述同轴连接器从所述三层电介质板的所述内层伸出。
按照另一方面，本发明涉及一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：a)提供一块具有第一和第二表面的电介质板；b)在所述的电介质板中形成一个孔；c)提供一个外导体，外导体的外径大致等于所述的电介质板中的孔的内径，所述外导体与所述孔同轴设置；d)提供一种填料电介质，它具有与所述电介质板相似的可去除性；e)用所述填料电介质填充所述外导体；f)在所述填料电介质中形成一个孔，所述孔与所述外导体同轴设置；g)提供一个内导体，内导体的外径大致等于所述填料电介质中的孔的内径；h)用所述填料电介质填充所述内导体；和i)去除所述电介质板的所述第一和第二表面以及所述填料电介质，使得所述内和外导体暴露并从所述电介质板伸出。
按照另一方面，本发明涉及一种用于电子互连器件的同轴电气焊区。该焊区包括多个导电表面，这些导电表面安装至一个衬底上，其构形与一个同轴连接器的导体布局结构相对应，由此可以使所述同轴连接器机械连接至所述衬底。
按照另一方面，本发明涉及一种电子互连器件。该器件包括一个同轴连接器，此同轴连接器包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔以及隔离开的导电的内和外表面。此同轴连接器具有第一和第二端部。第一端部用于安装至一个电子封装外壳。
按照另一方面，本发明涉及一种电子互连器件。该器件包括一个同轴连接器，此同轴连接器包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔以及隔离开的导电的内和外表面。此同轴连接器具有第一和第二端部。第一端部用于安装至一个PC板。
本发明的新的特征和构成本发明的特征的组件具体描述于所附权利要求书中。附图仅仅是用于描绘并且不是按比例绘制的。但是，发明本身包括构成和操作方法可以参照结合附图所做的以下详细描述得到最好的理解，附图中：
图1a是一个同轴连接器的剖视图，该连接器具有一个空心绝缘管以及电隔离的内和外导电表面。
图1b是图1a的同轴连接器安装至一个电子衬底的剖视图，衬底的表面上具有相应的同轴电气焊区。
图1c是沿图1b的线1c-1c获得的顶视图，它示出同轴连接器的导体层布局。
图2a是图1b的同轴连接器的剖视图，它示出为安装至一个插座阵列的对位以及插座内和外导体的分阶高度。
图2b是沿线2b-2b获得的图2a的同轴连接器的顶视图，它示出连续的外导体。
图2c是没有安装同轴连接器时衬底的顶视图，它示出衬底上的IO焊区构形。
图3a是一个同轴连接器的剖视图，该连接器具有电隔离的外导体，该图示出为安装至一个插座阵列的对位以及插座内和外导体的分阶高度。
图3b是图3a的同轴连接器的顶视图，它示出电隔离的外导体。
图3c是一个同轴连接器的顶视图，该同轴连接器外表面上设有多个棱。
图3d示出衬底上的IO焊区构形。
图3e是一个剖视图，它示出一个同轴连接器采用焊接安装工艺安装至另一衬底。
图4a-f示出由一个电介质板制造同轴连接器的一体式阵列的步骤。
图5a是图4f的同轴连接器阵列在室温时的剖视图，该同轴连接器一端安装至一个PC板，另一端安装至一个衬底。
图5b是图5a的同轴连接器阵列在高于室温的温度下的剖视图，它示出该同轴连接器对由于CTE失配导致的机械力的吸收。
图6a-f示出由一个电介质板采用导电微弹簧制造同轴连接器的一体式阵列的步骤。
图7示出采用一个衬底和同轴连接器及PGA连接器的组合的IC封装外壳。在描述本发明的实施例时将参照附图中的图1-7，附图中相同的数字表示本发明的相同特征。本发明的特征在附图中不必等比例显示。
图1a示出一个同轴连接器18，它包括一个最好是由聚合物材料形成的绝缘管26，并且带有电气隔离的内和外导体28a和28b。为安装至一个IC封装外壳或电子衬底24，该连接器18设置在上方并在第一端18a处对准，诸如一个多片模块(MCM)或一个单片模块(SCM)。为安装至内和外导体28a和28b，下面描述的同轴电气焊区20设置在衬底24上并与内和外导体对准。在每一电气焊区20上设置有焊剂或预先形成的焊料22。在所有实施例中，电气焊区20与衬底24中的导电通路(vias)25的电连接取决于应用。
图1b显示出通过焊缝30实现的焊区20a和20b与通路25的电连接以及焊区20c与该连接器18的机械连接。虽然安装可以通过焊料实现，如图所示，但也可以通过导电的环氧树脂胶实现。最好是由焊料回流(reflow)形成一个湿润焊缝(wetted fillet)。在焊料接合过程中，该同轴连接器18可以采用一个固定装置安装，固定装置保持该连接器与衬底24上的IO焊区对准。固定装置为下一级连接维持插脚的合适间距和定位，并且降低各IO焊区从合适位置移动的效应。
图1c是沿图1b的线1c-1c获得的顶视图，它示出该同轴连接器18的导体层布局和形状。管形的连接器18包括一个管形的电介质26，电介质26带有导电的内和外壁28a和28b。在采用一个单环焊区与外导体配合的情况下，焊区20b和20c将被连接。该同轴连接器的第二端18b可以被接纳于一个插座中，正如下面将描述的。该连接器也可以安装至一个印刷电路(PC)板。
图2a和2b显示出一个与图1b所示的连接器相似的同轴连接器，它通过焊缝安装至中心电气焊区20a和外电气焊区20b。外电气焊区20c不连接至衬底24内的布线；但是，如果特定应用需要的话，可能电连接至一个通路25。电气焊区20a和20b连接至衬底24中的通路25。图2b中所示的连续的外导体28b适于在高频应用中屏蔽中心导体。图2c是未安装同轴连接器18时衬底24的顶视图，它示出衬底24上的IO焊区20a、20b和20c的构形。
同轴电气焊区20a和20b是由附装至衬底24外表的导电或金属化表面形成的电连接装置。这些焊区设置用于将该同轴连接器通过焊料、环氧树脂或者类似材料机械安装至衬底，并且可以被电连接至衬底中的通路。内和外电气焊区20a、20b和20c显示在图2c中。外电气焊区20b和20c的构形可以相应于该同轴连接器的外导体构造。
图2a还示出一个用于该同轴连接器的插座31。插座31适合与后面描述的除了图3a所示的实施例之外的各个实施例联用，图3a所示的实施例需要修改插座，以适应同轴连接器的多个外导体。插座31包括一个基体32以及内和外导体34a和34b，内和外导体34a和34b设置在基体32内并且其构造适于配合同轴连接器。内和外导体34a和34b(例如)通过通路25电连接至一个PC板46。内和外导体34a和34b如此构造，即它们在不同的时间分别接触同轴连接器18的内和外表面28a和28b，以降低同轴连接器18插入插座31时的最大插装力。当形成连接时，插座导体34a和34b的构造还有助于去除同轴导体28a和28b上的氧化物。插入擦除(氧化物)将在下面进一步描述。插座通常安装至一个PC板，虽然其它应用也是适用的，包括在衬底上增加一个插座。
该同轴连接器可以由多种方法制连第一种方法是从一个商业上可得到的陶瓷管开始，这种陶瓷管通常是采用挤压工艺制造的，以便形成一个很长的管。管的内部和外部随后被镀敷，这种镀敷是采用例如无电镀敷金属工艺或者晶种(seed)镀敷金属工艺。这些工艺可以由本领域的普通技术人员在不做过多的实验的情况下实施。镀敷之后，管可以通过激光、砂轮切割或者类似方法切割，以形成多段带有非导电端部的同轴管。
或者，同轴连接器可以采用聚合物管制造，这种聚合物管可以镀敷或者涂敷导电材料，并且随后被合适地安装至衬底24上的同轴电气焊区20。最好是由适合制造同轴连接器的聚酰亚胺制成的聚合物管可以从HV技术公司(HV Technologies，Inc.，Trenton，Georgia)购得。合适的管外径约为0.8mm-2.0mm(20-50mil)，优选的管外径约为1.2mm-1.6mm(30-40mil)，壁厚度约为0.1mm-0.3mm(3-8mi1)，优选的壁厚度约为0.1mm-0.2mm(4-6mil)。
对于每一实施例，连接器18的长度应当在大约1.2mm(30mil)-7.9mm(200mil)的范围内，以便能够提供连接器18与插座31的足够强的配合，从而保持连接处于合适的位置。这种连接器长度还允许实现长的插入擦除或者摩擦长度，以与插座连接器配合。插入擦除应当至少为0.2mm(0.5mil)，更典型的为0.2mm-0.8mm(5mil-20mil)。长的擦除有利于去除氧化物，这种氧化物形成在导电材料上并且可以影响电连接和可靠性。
要将一个分离的同轴连接器安装至一个封装外壳，有多种实现的方式。当连接器已经预先切割成所要求的长度时，每一连接器可以被安装至一个固定装置上(未示出)，此固定装置将保持连接器处于所要求的图形中，其端部的定位允许这些端部与衬底上的IO焊区对准。连接器的阵列随后可以通过例如焊料回流炉处理，从而在分批操作过程中使连接器连接至衬底IO焊区。这个分批操作方法类似于制造PGA封装外壳的插脚安装方法，并且可以由本领域的普通技术人员在不做过多的实验的情况下实施。
或者，表面金属化的聚合物管的长的长度可以被插入至一个装载结构中，此装载结构将这些管馈送至一个同轴连接器安装固定装置。此后，可以采用一个刀具或者切割操作切出要求的连接器长度，从而允许连接器被置于安装固定装置中。然后，带有连接器阵列的固定装置可以与衬底上的IO焊区对准，以在连接操作过程中将所有连接器连接起来。
在上述的安装方法中，固定装置为下一级连接维持插脚的合适间距和定位，并且降低各IO焊区从合适位置移动的效应。
与PGA和CGA封装外壳相比，聚合物同轴连接器具有多种优点，包括可塑性以及有效工作能力，前者允许插入不正，后者在PC板46与衬底24之间存在CTE(热膨胀系数)不匹配时起作用。
或者，对于较低频率应用而言，由于其中趋肤深度效应是不重要的，采用一个阳极氧化处理的铝管形成一个绝缘层是合适的。阳极氧化层形成一个绝缘表面，此后，此阳极氧化表面可以采用无电镀敷镍金(nickel goldplating)和晶种方法镀敷，以在绝缘的阳极氧化管两侧形成一个导电的表面。这些工艺可以由本领域的普通技术人员在不做过多的实验的情况下实施。
图3a-d显示出这样一种应用，其中连接器18两个电隔离的外导体28b和28b。虽然图中仅示出了两个隔离的外导体28b和28b，但也可以采用多个电隔离的外导体。这种外导体特别适合于多种连接的情况，诸如低频应用中建立的信号、电压或者接地连接，在这些应用中内导体不必完全同轴屏蔽。外电气焊区20c不电连接至衬底24，但是，如果特定应用需要的话，电连接至通路25是可能的。电气焊区20a和20b连接至衬底24中的通路25。
对于图3所示的实施例，一个与图2a中的插座相似的插座是合适的。但是，插座外导体34b和34b应当布置成适应同轴连接器外导体28b和28b的构造，以便它们连接至多个电隔离的同轴外导体。在图3a中，外同轴导体28b和28b是与外插座导体34b和34b对准的。
图3b显示出一个外表面上具有多个导体的同轴连接器的顶视图。该同轴连接器可以这样制造：选择性地镀敷一个外导体的长度方向的外表面的相对侧，同时在镀敷的表面之间留出一个未镀敷的条或棱27。带有棱27的管可以通过例如挤压工艺制造。棱27可以在外金属化表面28b和28b之间界定一个非导电区域，如图3c中所示，并且起到电隔离导电区域的作用。棱27还有助于连接器与固定装置的对准，固定装置用于将连接器安装至衬底。
图3d显示出IO表面焊区或者同轴电气焊区20a、20b和20c的构形，它们用于与图3b所示的带有两个外导体28b和28b的同轴连接器形成接触。
图3e显示出一个同轴连接器18a通过焊缝30a安装至第一衬底24a以及第二同轴连接器18b通过焊缝30a安装至衬底24b的第一侧24b的状态。第一同轴连接器18a随后通过焊缝30b连接至衬底24b的第二侧24b。或者，同轴连接器18a和18b可以连接至一个PC板46，此PC板46替代衬底24b。为焊缝30a和30b选择的焊料应当能够提供这样的安装级别，即，用于焊接于焊缝30a处的焊料比用于焊接于焊缝30b处的焊料具有更高的接合温度。这种接合级别可以防止在焊接焊缝30b的过程中焊缝30a变软，这种变软会导致连接器18a与衬底24a不对准。连接器18b可以连接至一个插座、一个PC板或者另一衬底。在这个实施例中所示的叠置连接可以用于叠置多个封装外壳或者衬底，并且受到可用于为互连提供合适的接合级别的焊料的系列范围的限制。导电的环氧树脂可以替代焊料。虽然环氧树脂不要求温度级别，但它们增加了在一个元件出现故障时再次进行加工的难度，因为环氧树脂连接不能容易地拆解。
一个同轴连接器也可以一体地形成在一个电介质板中。图4a-f显示出制造一体式同轴连接器35的步骤。制造工艺从图4a所示的一块三层的电介质板36开始。这块三层电介质板36具有一个内层36a和两个外层36b，外层36b是由比内层36a更容易去除的材料形成的，并且是采用化学或腐蚀工艺去除。如图4b所示，根据所要求的连接器的数量，在板36中形成有至少一个孔38。孔38可以通过冲、钻或者任何一种合适的方法形成。随后，正如为使PC板中的通孔金属化而采取的典型做法，通过晶种工艺和相继的镀敷工艺使孔38的壁金属化。这种金属化为同轴连接器35形成外导体28b。下一步，如图4c所示，采用筛选(screening)、挤压或热层压工艺，用填料电介质40填充镀敷的孔38。填料电介质可以是液晶聚合物或者聚酰亚胺，它可以从Hoechst Calanese公司(New Jersey)购得，并且可以由本领域的普通技术人员在不做过多实验的情况下作出选择。填料电介质40应当对内层36a的电介质材料40和外导体28b的镀敷金属具有良好的粘附性，并且具有与内层36a的电介质材料的耐腐蚀性相似的耐化学腐蚀性能。如图4d所示，在电介质40中形成一个中心孔39，然后，通过镀敷使孔39的壁金属化，从而形成同轴连接器35的内导体28a。为形成从电介质板36的内层36a凸出的同轴连接器35，在下一步骤中除去外层36b，如图4e和4f所示，除去外层36b最好通过在一种溶剂中的化学腐蚀或者通过不影响电介质层36a或者填料电介质40的工艺实现。上述的这些化学工艺、腐蚀工艺、镀敷工艺和金属化工艺可以由本领域的普通技术人员在不做过多实验的情况下实施。这些工艺制成了一个同轴连接器35，该连接器35从内层电介质36a伸出，伸出的长度对应于外层电介质36b的初始厚度。
虽然图4a-f显示出一个单个的同轴连接器，但通过这个工艺过程也可以形成多个连接器，从而制成同轴连接器的一个阵列，为改善对衬底或者PC板的连接能力，这些连接器直线排列。
图5a和5b显示出图4f所示的一体式同轴连接器35通过焊缝连接至一个PC板46和一个衬底24。图5a示出在室温下的连接，而图5b示出在高于室温的温度下的连接，这种高温是在工作中可能遇到的。在高温下，PC板46的膨胀大于例如陶瓷衬底24，这导致同轴连接器35在衬底-同轴连接器连接处弯曲并形成悬臂。距离衬底的中心最远的连接器将产生最大的弯曲并在同轴连接器-衬底连接处产生焊缝30的最大应力。焊缝30中产生的应力会导致产生裂纹和最终的连接故障。不过，电介质板36吸收衬底24和PC板46之间产生的大部分CTE失配，因此减少了焊缝30中裂纹的产生。
同轴连接器阵列35还可用于涉及插座的应用中，其中内层36a将有助于减弱应力的传递，这种应力是由于衬底24和插座31之间的CTE失配造成的同轴连接器弯曲而导致的。
这种一体式同轴连接器35也可以由商业上可得到的微弹簧(microspring)内和外导体44a和44b形成。虽然采用不镀敷或者镀敷其它金属的微弹簧是可能的，但是为了改善导电性和耐失泽性(tarnishresistance)，微弹簧44a和44b最好镀金。这种微弹簧一体式同轴连接器44a和44b为LGA焊区提供了一种高适应性的接触方法，LGA焊区与另一衬底(未示出)或者PC板(未示出)上的同轴电气焊区保持接触。压缩的LGA连接器或者一体式同轴连接器35还适用于高频应用，因为这种接触方法通过在短的路径长度内屏蔽外来信号对内导体44a的干扰而提供了低的电感噪声。
采用微弹簧的这个变换实施例是通过图6a-f所示的工艺形成的。该工艺包括以下步骤。首先，提供一块单组分(single composition)或者单层的电介质板36，该电介质板具有第一侧36和第二侧36。下一步，在电介质板36中形成一个孔38。一个微弹簧形的外导体44b被插入孔38中。微弹簧44b的外径适于紧贴插入孔38中并且与孔38同轴。用填料电介质40填充孔38，填料电介质40将微弹簧44b埋入孔38中并将其粘接至电介质板36的侧壁上，如图6c所示。电介质材料40具有与电介质板36的腐蚀速率相似的化学腐蚀速率。下一步，在填料电介质40中形成一个孔39，其半径小于在先形成的孔。孔39与外微弹簧44b同轴。下一步是将一个微弹簧内导体44a插入孔39中。内微弹簧44a的外径适于紧贴插入孔39中并且与孔39同轴。孔39随后由填料电介质40填充。下一步，电介质板36的第一和第二表面36和36以及填料电介质40被去除，使得微弹簧导体44a和44b暴露出来并从电介质板36中伸出。这种去除是通过化学腐蚀实现的，它可以由本领域的普通技术人员在不做过多实验的情况下实施。电介质板36和填料40腐蚀的程度决定了微弹簧44a和44b从电介质板36中伸出的程度，并且由此决定了当用于LGA连接时由微弹簧提供的压缩水平。
图7显示出一个电子封装外壳，它包括一个电子衬底24、多个安装至衬底24的同轴连接器18、以及多个安装至衬底24的插脚连接器(pinconnector)42，诸如针栅阵列(PGA)连接器。该封装外壳还可以包括一个插座，此插座安装至一个PC板。如上所述的插座可以构造成与同轴连接器18和插脚42配合。可以与衬底24电隔离的插脚42是这样设置的，即它用于导引同轴连接器18与插座中的配合接触部分对准。或者，插脚42可以电连接至衬底24中的通路。插脚42与衬底24的电连接可以采用任何一种公知的方法由本领域的普通技术人员在不做过多实验的情况下实现。一种普通的连接方法是焊接。
本发明的同轴连接器设计具有一个电绝缘管或者其它形状的电介质，电绝缘管或者其它形状的电介质的相互电隔离的内和外表面上涂敷有导电材料。另外，本发明使PGA型插脚设计的IO容量至少加倍。此外，本发明提出了一种同轴插座，它使得在延伸至GHz的频率范围内也能够充分利用该连接器的优点。再者，本发明提供了一种以叠置结构焊接安装连接器的方法，从而提供了高密度的三维的叠置IC封装外壳。本发明还提出了可以批量制造同轴连接器并且将同轴连接器安装至封装外壳的方法。另外，采用相似的形成机理，可以制造这样一种结构，它可用于高频隔离的(焊接)点栅阵列(Land Grid Array-LGA)焊区装置的互连。
尽管已经参照一个特定的优选实施例对本发明作了详细描述，但本领域的普通技术人员根据以上的描述将能理解，显然存在许多种替换、修改和变化。因此，应当这样理解所附的权利要求书，即，权利要求书包括了落入本发明的真实范围和精神内的任何这类替换、修改和变化。

Claims (44)

1.一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：
a)提供一个同轴连接器，它包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔，以及隔离开的导电的内和外表面，所述同轴连接器具有第一和第二端部；
b)提供一个电子衬底，其上安装有同轴的电气焊区；
c)将所述的同轴连接器设置在所述的同轴电气焊区上，并且将所述的同轴连接器第一端部安装至所述衬底上的所述焊区；
d)提供一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力；和
e)将所述的同轴连接器第二端部连接至所述插座。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在步骤(c)中，将所述电子衬底通过焊料焊接安装至所述同轴连接器。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：在步骤(c)中，将所述电子衬底通过环氧树脂胶安装至所述同轴连接器。
4.一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：
a)提供一块三层电介质板，此电介质板具有一个内层和两个外层，所述外层由比所述内层更容易去除的材料构成；
b)在所述的三层电介质板中形成一个孔；
c)提供一个外导体，外导体的外径大致等于所述的三层电介质板中形成的孔的内径，所述外导体与所述孔同轴设置；
d)提供一种填料电介质，它具有与所述三层电介质板的所述内层相似的可去除性；
e)用所述填料电介质填充所述外导体；
f)在所述填料电介质中形成一个孔，所述孔与所述外导体同轴设置；
g)提供一个内导体，内导体的外径大致等于所述填料电介质中形成的孔的内径；和
h)去除所述三层电介质板的所述外层，使得所述同轴连接器从所述三层电介质板的所述内层伸出。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：在步骤(b)和(f)中，所述孔是通过冲孔方法形成的。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于：在步骤(b)和(f)中，所述孔是通过钻孔方法形成的。
7.一种电子互连器件，它是根据权利要求4所述的工艺制造的。
8.一种电子互连器件，它是根据权利要求5所述的工艺制造的。
9.一种电子互连器件，它是根据权利要求6所述的工艺制造的。
10.一种制造电子封装外壳的方法，包括以下步骤：
a)提供第一和第二电子衬底，每一所述衬底具有第一和第二侧；
b)提供第一和第二同轴连接器；
c)通过具有第一接合温度的第一焊料，将所述第一同轴连接器在一端安装至所述第一衬底的第一侧；
d)通过具有第一接合温度的所述第一焊料，将所述第二同轴连接器安装至所述第二衬底的第二侧；和
e)通过具有第二接合温度的第二焊料，将所述第一同轴连接器在另一端安装至所述第二衬底的第一侧，所述的第二接合温度低于所述第一焊料的第一接合温度，由此在所述第二衬底安装至所述第一同轴连接器的过程中，所述的焊料接合温度防止了所述第一焊料变软。
11.一种电子互连器件，它是根据权利要求10所述的工艺制造的。
12.一种制造电子互连器件的方法，包括以下步骤：
a)提供一块具有第一和第二表面的电介质板；
b)在所述的电介质板中形成一个孔；
c)提供一个外导体，外导体的外径大致等于所述的电介质板中的孔的内径，所述外导体与所述孔同轴设置；
d)提供一种填料电介质，它具有与所述电介质板相似的可去除性；
e)用所述填料电介质填充所述外导体；
f)在所述填料电介质中形成一个孔，所述孔与所述外导体同轴设置；
g)提供一个内导体，内导体的外径大致等于所述填料电介质中的孔的内径；
h)用所述填料电介质填充所述内导体；和
i)去除所述电介质板的所述第一和第二表面以及所述填料电介质，使得所述内和外导体暴露并从所述电介质板伸出。
13.根据权利要求12所述的电子互连器件，其特征在于：所述的内和外同轴导体是微弹簧。
14.一种电子互连器件，它是根据权利要求12所述的工艺制造的。
15.一种用于电子互连器件的同轴电气焊区，包括：
多个导电表面，这些导电表面安装至一个衬底上，其构形与一个同轴连接器的导体布局结构相对应，由此可以使所述同轴连接器机械连接至所述衬底。
16.根据权利要求15的同轴电气焊区，其特征在于：所述导电表面的至少两个电连接至所述衬底。
17.一种电子互连器件，包括：
一个同轴连接器，它包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔，以及隔离开的导电的内和外表面，所述同轴连接器具有第一和第二端部，所述第一端部用于安装至一个电子封装外壳。
18.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于：所述同轴连接器第二端部安装至一个电子封装外壳。
19.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于：所述同轴连接器第二端部安装至一个PC板。
20.一种电子互连器件，包括：
一个同轴连接器，它包括一种电介质材料，电介质材料具有一个中心开孔，以及隔离开的导电的内和外表面，所述同轴连接器具有第一和第二端部，所述第一端部用于安装至一个PC板。
21.根据权利要求20的电子互连器件，其特征在于：所述同轴连接器第二端部安装至一个电子封装外壳。
22.根据权利要求20的电子互连器件，其特征在于：所述同轴连接器第二端部安装至一个PC板。
23.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于还包括：
一个用于与所述同轴连接器第二端部配合的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力。
24.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于所述电子封装外壳包括：
一个衬底，其上安装有同轴电气焊区，所述同轴连接器设置在所述焊区上并且安装至衬底上的所述焊区。
25.根据权利要求24的电子封装外壳，其特征在于还包括：
一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力。
26.根据权利要求24的电子互连器件，其特征在于还包括：
多个插脚连接器，它们设置在所述焊区上，而所述焊区安装至所述衬底。
27.根据权利要求26的电子封装外壳，其特征在于还包括：
一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力。
28.根据权利要求27的电子互连器件，其特征在于：所述插脚连接器是电隔离的并且其定位适于导引所述同轴连接器与所述配合插座对准。
29.根据权利要求27的电子互连器件，其特征在于：所述PGA连接器在一端连接至所述衬底中的通路，并且其定位适于导引所述同轴连接器与所述配合插座对准。
30.根据权利要求24的电子互连器件，其特征在于还包括：
另一电子衬底，它安装至所述同轴连接器。
31.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于：
所述同轴连接器包括一个管，此管具有隔离开的导电的内和外表面。
32.根据权利要求31的电子互连器件，其特征在于：
所述电子封装外壳通过焊料焊接安装至所述管。
33.根据权利要求31的电子互连器件，其特征在于：
所述电子衬底通过环氧树脂安装至所述管。
34.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于：
所述导电的外表面包括多个隔离开的导电的外表面。
35.根据权利要求34的电子互连器件，其特征在于：
所述隔离开的导电的外表面是通过多个棱隔离的，这些棱界定了多个非导电区域。
36.根据权利要求17的电子互连器件，其特征在于包括：
一块电介质板，它具有第一和第二侧；和
多个从所述电介质板的所述第一和第二侧延伸的一体式的同轴连接器，每一所述的同轴连接器包括：
一个内导体；
一个外导体，它与所述内导体同轴设置；和
一种填料电介质，它填充在所述外导体和所述内导体之间的区域中。
37.根据权利要求36的电子互连器件，其特征在于所述电子封装外壳包括：
一个衬底，其上安装有同轴电气焊区，所述一体式的同轴连接器设置在所述焊区上并且安装至所述衬底上的所述焊区。
38.根据权利要求37的电子互连器件，其特征在于还包括：
一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力。
39.根据权利要求36的电子互连器件，其特征在于：所述内和外同轴导体是管状的。
40.根据权利要求36的电子互连器件，其特征在于：所述内和外同轴导体是微弹簧。
41.根据权利要求37的电子互连器件，其特征在于还包括：
多个插脚连接器，它们设置在所述焊区上，而所述焊区安装至所述衬底。
42.根据权利要求41的电子封装外壳，其特征在于还包括：
一个安装至一个PC板的插座，所述插座包括一个基体以及内和外导体，内和外导体设置在所述基体中并且其构造适合与所述同轴连接器配合，所述内和外导体是如此构造的：它们在不同的时间分别接触所述同轴连接器的所述内和外表面，以减小所述同轴连接器插入所述插座时的最大插装力。
43.根据权利要求42的电子互连器件，其特征在于：所述插脚连接器是电隔离的并且其定位适于导引所述同轴连接器与所述配合插座对准。
44.根据权利要求42的电子互连器件，其特征在于：所述PGA连接器在一端连接至所述衬底中的通路，并且其定位适于导引所述同轴连接器与所述配合插座对准。
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