DE112018003635B4 - Hybridkontaktflächengitter-array-verbinder für verbesserte signalintegrität und entsprechendes fertigungsverfahren - Google Patents

Hybridkontaktflächengitter-array-verbinder für verbesserte signalintegrität und entsprechendes fertigungsverfahren Download PDF

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Abstract

Verfahren, wobei das Verfahren aufweist:
Bereitstellen eines Körpers (102) für einen Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder, wobei der Körper (102) eine erste Mehrzahl von Löchern (104) und eine zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) enthält;
Abscheiden einer leitfähigen Schicht (208, 210) auf einer oberen Fläche des Körpers (102), einer unteren Fläche des Körpers (102) und auf Wandflächen der ersten Mehrzahl von Löchern (104), wobei die obere Fläche des Körpers (102) mit der unteren Fläche des Körpers (102) elektrisch übereinstimmt;
Entfernen der leitfähigen Schicht (208, 210) von Wandflächen eines ersten Teilsatzes (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104); und
Entfernen eines Abschnitts der leitfähigen Schicht (208, 210) auf der oberen Fläche des Körpers (102) und der unteren Fläche des Körpers (102) aus einem Bereich (206), der den ersten Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) umgibt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Verbindern und im Besonderen auf Hybridkontaktflächengitter-Array(Land Grid Array)-Verbinder für verbesserte Signalintegritätseigenschaften.
  • Ein Hybridkontaktflächengitter-Array(HLGA)-Verbinder stellt eine Verbindung zwischen einem Chip-Trägergehäuse (z.B. einem Gehäuse einer Zentraleinheit (central processing unit) oder CPU) und einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB) bereit. Das HLGA, das über Kugeln eines Kugelgitter-Arrays (ball grid array, BGA) auf die PCB gelötet wird, enthält Federkontakte, die mit den Chip-Trägerkontaktflächen zusammenpassen, die mit Nickel und Gold plattiert sind und die eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip-Trägergehäuse und der PCB bereitstellen. Das Chip-Trägergehäuse wird in dem HLGA platziert und wird durch einen Federmechanismus festgehalten. Falls das Chip-Trägergehäuse nicht korrekt funktioniert, ermöglicht das HLGA einen einfachen Austausch des nicht funktionierenden Chip-Trägergehäuses vor Ort, ohne die gesamte PCB austauschen zu müssen.
  • Die US 2018 / 0 019 558 A1 offenbart Sockelkontakttechniken und -konfigurationen mit einem Buchsensubstrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die gegenüber der ersten Seite angeordnet ist, einer Öffnung, die durch das Buchsensubstrat gebildet ist, und einem elektrischen Kontakt, der in der Öffnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um elektrische Signale zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite des Buchsensubstrats zu leiten, wobei der elektrische Kontakt einen freitragenden Abschnitt aufweist, der sich über die erste Seite hinaus erstreckt, wobei die erste Seite und die Oberflächen des Buchsensubstrats in der Öffnung mit einem Metall plattiert sind.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten ein Verfahren zum Fertigen eines Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinders und der resultierenden Strukturen. Das Verfahren kann ein Bereitstellen eines Körpers enthalten, der eine erste Mehrzahl von Löchern und eine zweite Mehrzahl von Löchern enthält. Das Verfahren kann darüber hinaus ein Abscheiden einer leitfähigen Schicht auf der oberen und der unteren Fläche des Körpers und den Wandflächen der ersten Mehrzahl von Löchern enthalten, was dazu führt, dass die obere und die untere Fläche elektrisch übereinstimmen. Das Verfahren kann darüber hinaus ein Entfernen der leitfähigen Schicht von den Wandflächen eines ersten Teilsatzes der ersten Mehrzahl von Löchern enthalten. Das Verfahren kann darüber hinaus ein Entfernen eines Abschnitts der leitfähigen Schicht von der oberen Fläche des Körpers und der unteren Fläche des Körpers aus einem Bereich enthalten, der den ersten Teilsatz der ersten Mehrzahl von Löchern umgibt.
  • Figurenliste
    • 1 stellt einen beispielhaften Körper eines Hybridkontaktflächengitter-Array(HLGA)-Verbinders, der mit Löchern für plattierte Durchkontaktierungen und mit Löchern für Federkontakte versehen ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 2 stellt den HLGA-Verbinderkörper von 1 nach Fertigungsschritten zum Plattieren und Ätzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 3 stellt den HLGA-Verbinderkörper von 2 nach dem Einbau der Signalfederkontakte und von Massefederkontakten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 4 stellt einen beispielhaften HLGA-Verbinderkörper, der mit Löchern für leitfähige Stifte und mit Löchern für Federkontakte versehen ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar; und
    • 5 stellt den HLGA-Verbinderkörper von 4 nach dem Einbau der plattierten leitfähigen Stifte, der Signalfederkontakte und der Massefederkontakte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Hybridkontaktflächengitter-Array(HLGA)-Verbinder für eine verbesserte Signalintegrität bereit. Bei der Verwendung wird ein HLGA-Verbinder auf Kontaktflächen auf einer Leiterplatte (PCB) gelötet. Die Verbindung wird zwischen Kugelgitter-Array(BGA)-Kugeln auf dem HLGA und Kupferkontaktflächen auf der PCB hergestellt. Ein Chip-Trägergehäuse (z.B. eine Zentraleinheit oder CPU) wird in das HLGA eingesetzt und durch eine Federklemmanordnung sicher festgehalten. Der HLGA-Verbinder enthält Metallfederkontakte, die in einem Kunststoffkörper montiert sind, die eine elektrische Verbindung zwischen der CPU und der PCB bereitstellen. Beispielsweise werden elektrische Signale von einer ersten CPU durch ein erstes HLGA in die PCB, durch ein zweites HLGA und zu einer zweiten CPU übertragen. Die elektrischen Signale können gedämpft werden, Rauschen und Übersprechen entwickeln und zu Impedanzfehlanpassungen führen. Aktuelle HLGA-Verbinder können Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 25 Gbps (Gigabit/Sekunde) aufweisen. Aufgrund von Bedenken im Hinblick auf Impedanzfehlanpassung und Übersprechen ist es schwierig, höhere Datengeschwindigkeiten mit vorhandenen HLGA-Verbindern zu erzielen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erkennen an, dass ein Ansatz zum Konstruieren eines HLGA für eine bessere Signalintegrität vorhanden ist, das in der Lage ist, Datenübertragungsgeschwindigkeiten von mehr als 25 Gbps zu erzielen. Bei einer Ausführungsform werden plattierte Durchkontaktierungen oder leitfähige Stifte in einem halben Rasterabstand (mit Zwischenräumen) zwischen den Löchern in dem Körper des Verbinderkörpers aus Kunststoff (d.h., aus einem dielektrischen Material) platziert, die die Federkontakte aufnehmen. Die plattierten Durchkontaktierungen/leitfähigen Stifte werden mit den Massekontaktfedern elektrisch verbunden. Das Netz von geerdeten plattierten Durchkontaktierungen/leitfähigen Stiften erzeugt eine Kapazität in dem HLGA-Verbinder, die die induktive Fehlanpassung in dem Verbinder insgesamt verringert. Darüber hinaus erzeugt ein kürzerer und dichterer Rückweg die richtige Umgebung, um elektrisches Übersprechrauschen zu verringern und die Frequenz jeglicher Resonanzen eines Übersprechens in Verbindern zu erhöhen.
  • Wenn in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“ usw. Bezug genommen wird, weist dies darauf hin, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft enthalten kann. Darüber hinaus beziehen sich solche Ausdrücke nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Wenn ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, wird des Weiteren vorausgesetzt, dass ein Fachmann über die Kenntnisse verfügt, um ein solches Merkmal, eine solche Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit sonstigen Ausführungsformen nachzuvollziehen, unabhängig davon, ob sie ausdrücklich beschrieben werden.
  • Für Beschreibungszwecke sollen sich im Folgenden die Begriffe „obere(r,s)“, „rechte(r,s)“, „linke(r,s)“, „vertikale(r,s)‟, „horizontale(r,s)“, „oben liegende(r,s)“, „unten liegende(r,s)“ und Ableitungen davon so auf die offenbarten Strukturen und Verfahren beziehen, wie sie in den Figuren der Zeichnungen ausgerichtet sind. Die Begriffe „darüber liegend“, „über“, „positioniert auf“ oder „positioniert über“ bedeuten, dass sich ein erstes Element wie zum Beispiel eine erste Struktur auf einem zweiten Element wie zum Beispiel einer zweiten Struktur befindet, wobei sich dazwischen liegende Elemente wie zum Beispiel eine Grenzflächenstruktur zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element befinden können. Der Begriff „direkter Kontakt“ bedeutet, dass ein erstes Element wie zum Beispiel eine erste Struktur und ein zweites Element wie zum Beispiel eine zweite Struktur ohne jegliche dazwischenliegende leitende, isolierende oder Halbleiterschichten an der Grenzfläche der beiden Elemente verbunden sind.
  • Bestimmte Elemente, auf die im Singular Bezug genommen wird, können so, wie hierin auf sie Bezug genommen wird, auch als Plural betrachtet werden. In den folgenden Beispielen bezieht sich der Begriff „X“ sowohl auf ein einzelnes „X“ als auch auf zwei oder mehr „X“: „Loch“, „Signalkontakt-Freilegungsbereich“, „plattierte leitfähige Durchkontaktierung“, „Massefederkontakt“, „Signalfederkontakt“, „leitfähiger Stift“, eingesetzter „leitfähiger Stift" und „plattierter leitfähiger Stift“.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben.
  • 1 ist ein beispielhafter HLGA-Verbinderkörper, der allgemein mit 100 gekennzeichnet wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 stellt lediglich eine Veranschaulichung einer Umsetzung bereit und impliziert keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen, die umgesetzt werden können. Zahlreiche Modifizierungen an der dargestellten Ausführungsform können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen angegeben wird.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der HLGA-Verbinder 100 einen Verbinderkörper 102, Löcher für Federkontakte 104 und Löcher für plattierte Durchkontaktierungen 106. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann der HLGA-Verbinder 100 sonstige (in 1 nicht dargestellte) Attribute wie zum Beispiel Kennzeichnungen, elektrische Schaltungen, elektrische Bauteile usw. enthalten. Bei einer Ausführungsform kann der HLGA-Verbinder 100 vierseitig (z.B. ein Quadrat oder ein Rechteck) sein, er ist jedoch nicht auf eine bestimmte Form beschränkt und wird lediglich durch die CPU/PCB-Kombination im Hinblick auf eine Form und eine Größe beschränkt.
  • Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht der Verbinderkörper 102 bevorzugt aus einem festen dielektrischen Material. Zu beispielhaften dielektrischen Materialien zählen Kunststoff, Keramik, Glas, Glimmer und verschiedene Metalloxide, ohne darauf beschränkt zu sein. Dielektrische Materialien sind elektrisch isolierend und daher schlechte Leiter für elektrischen Strom. Dielektrische Materialien unterstützen darüber hinaus wirksam elektrostatische Felder. Bei einer Ausführungsform wird ein dielektrisches Material für den Verbinderkörper 102 verwendet, so dass eine gute Signalintegrität für durch elektrische Kontakte wie zum Beispiel Metallfederkontakte (siehe z.B. 3, einen Massefederkontakt 302 und einen Signalfederkontakt 304), die in dem Verbinderkörper 102 enthalten sind, geleitete elektrische Signale aufrechterhalten wird.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei den Löchern für die Federkontakte 104 um Löcher in dem Verbinderkörper 102, die auf der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102 beginnen und auf der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 enden und vollständig durch den Verbinderkörper 102 hindurchführen. Bei der Ausführungsform befindet sich die untere Fläche des Verbinderkörpers 102 gegenüber der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102. Gemäß einer Ausführungsform können die Löcher für die Federkontakte 104 dazu verwendet werden, ein Platzieren der Metallfederkontakte in dem Verbinderkörper 102 zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform sind die Löcher für die Federkontakte 104 in einem sich wiederholenden Gittermuster innerhalb des Verbinderkörpers 102 positioniert. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Löcher für die Federkontakte 104 in einer Weise geformt, die die Federkontakte sicher in dem Verbinderkörper 102 hält, so dass die Federkontakte nicht gelockert werden, wenn der HLGA-Verbinder 100 verwendet wird. Bei einer Ausführungsform bleiben die Löcher für die Federkontakte 104 nach dem Platzieren der Metallfederkontakte leer. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Löcher für die Federkontakte 104, die für einen Massefederkontakt 302 verwendet werden, vor jeglichem (im Folgenden erörterten) Plattieren eines leitfähigen Materials nach dem Platzieren sämtlicher der Massefederkontakte 302 mit einem dielektrischen Material gefüllt. Bei der Ausführungsform sorgt das zusätzliche dielektrische Material in den Löchern für die Federkontakte 104 für eine verbesserte elektrische Leistungsfähigkeit des HLGA-Verbinders.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei den Löchern für die plattierten Durchkontaktierungen 106 um Löcher in dem Verbinderkörper 102, die auf der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102 beginnen und auf der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 enden und vollständig durch den Verbinderkörper 102 hindurchführen. Gemäß einer Ausführungsform können die Löcher für die plattierten Durchkontaktierungen 106 mit einem leitfähigen Material plattiert werden, das eine elektrische Verbindung zwischen einer leitfähigen Plattierung auf der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102 und einer leitfähigen Plattierung auf der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 bereitstellt. Bei einer Ausführungsform sind die Löcher für die plattierten Durchkontaktierungen 106 an den Mittelpunkten (d.h., im halben Rasterabstand) zwischen den Löchern für die Federkontakte 104 in dem Verbinderkörper 102 positioniert. Bei einer Ausführungsform weisen die Löcher für die plattierten Durchkontaktierungen 106 eine wesentlich geringere Größe im Verhältnis zu den Löchern für die Federkontakte 104 auf.
  • 2 stellt den HLGA-Verbinder von 1 nach Fertigungsschritten zum Plattieren und Ätzen dar und wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein mit 200 gekennzeichnet. 2 stellt lediglich eine Veranschaulichung einer Umsetzung bereit und impliziert keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen, die umgesetzt werden können. Zahlreiche Modifizierungen an der dargestellten Ausführungsform können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen angegeben wird.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der HLGA-Verbinder 200 das zuvor erörterte Merkmal, den Verbinderkörper 102, und neue Merkmale, Löcher für Signalkontakte 202, Löcher für Massekontakte 204, einen Signalkontakt-Freilegungsbereich 206, eine obere leitfähige Schicht 208, eine untere leitfähige Schicht 210 und eine plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den Löchern für die Signalkontakte 202 und den Löchern für die Massekontakte 204 um die Löcher für die Federkontakte 104, die entweder als Signalverbindung oder als Masseverbindung zwischen dem Chip-Trägergehäuse (z.B. der Zentraleinheit oder CPU) und der Leiterplatte (PCB) bezeichnet worden sind. Bei einer Ausführungsform gelten die sonstigen Merkmale der Löcher für die Federkontakte 104, die zuvor erörtert worden sind, für die Löcher für die Signalkontakte 202 und die Löcher für die Massekontakte 204. Bei einer Ausführungsform wird das Loch für den Massekontakt 204 letztendlich mit einem leitfähigen Metall wie zum Beispiel Kupfer plattiert, und wenn der Federkontakt in dem Loch für den Massekontakt 204 platziert wird, ist ein elektrischer Kontakt zwischen dem Federkontakt und dem auf der Oberfläche plattierten Metall erforderlich. Bei dieser Ausführungsform ist das Loch für den Massekontakt 204 mit keinem anderen Material als mit Luft gefüllt. Bei der zuvor erörterten Ausführungsform mit einem dielektrischen Material, das nach der Platzierung der Federkontakte das Loch für den Massekontakt 204 füllt, stellt eine Oberflächenplattierung über dem dielektrischen Material in dem Loch für den Massekontakt 204 (z.B. eine Plattierung mit einem leitfähigen Metall wie zum Beispiel Kupfer) dadurch, dass sie mit den Massefederkontakten, der oberen leitfähigen Schicht 208 und der unteren leitfähigen Schicht 210 in physischem Kontakt steht, eine elektrische Verbindung zwischen den Massefederkontakten (wie zum Beispiel dem Massefederkontakt 302 in 3), der (im Folgenden erörterten) oberen leitfähigen Schicht 208 und der (im Folgenden erörterten) unteren leitfähigen Schicht 210 bereit.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei der oberen leitfähigen Schicht 208 und der unteren leitfähigen Schicht 210 um die obere Fläche bzw. die untere Fläche des Verbinderkörpers 102 im Anschluss an ein Aufbringen einer leitfähigen Schicht. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der leitfähigen Schicht, die auf die obere leitfähige Schicht 208 und die untere leitfähige Schicht 210 aufgebracht wird, um Kupfer, das mit einem Plattierungsprozess aufgebracht wird. Bei der Ausführungsform steht die aufgebrachte leitfähige Schicht, die auf die obere Fläche des Verbinderkörpers 102 aufgebracht wird, in direktem Kontakt mit der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102. Bei der Ausführungsform steht darüber hinaus die aufgebrachte leitfähige Schicht, die auf die untere Fläche des Verbinderkörpers 102 aufgebracht wird, in direktem Kontakt mit der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102. Gemäß sonstigen Ausführungsformen handelt es sich bei der leitfähigen Schicht, die auf die obere leitfähige Schicht 208 und auf die untere leitfähige Schicht 210 aufgebracht wird, um ein beliebiges ausreichend leitfähiges Material nach dem Stand der Technik, das durch einen beliebigen Prozess nach dem Stand der Technik aufgebracht wird. Bei einer Ausführungsform ist die obere leitfähige Schicht 208 im Anschluss an das Aufbringen der leitfähigen Schicht vollständig mit dem leitfähigen Material bedeckt und stimmt mit diesem elektrisch überein. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform die untere leitfähige Schicht 210 im Anschluss an das Aufbringen der leitfähigen Schicht ebenfalls vollständig mit dem leitfähigen Material bedeckt und stimmt ebenfalls mit diesem elektrisch überein. Bei der Ausführungsform sind die Wandflächen für das Loch für den Signalkontakt 202, die Wandflächen für das Loch für den Massekontakt 204 und die Wandflächen für die plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212 plattiert und stimmen mit der oberen leitfähigen Schicht 208 und der unteren leitfähigen Schicht 210 elektrisch überein, bis ein (im Folgenden erörterter) Signalkontakt-Freilegungsbereich 206 erzeugt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Signalkontakt-Freilegungsbereich 206 um einen Bereich um die Löcher für den Signalkontakt 202, von dem die leitfähige Schicht entfernt worden ist. Bei einer Ausführungsform wird ein Abschnitt der oberen leitfähigen Schicht 208 von der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102 um jedes der Löcher für die Signalkontakte 202 entfernt. Bei der Ausführungsform wird ein Abschnitt der unteren Schicht 210 ebenfalls von der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 um jedes der Löcher für die Signalkontakte 202 entfernt. Darüber hinaus wird bei der Ausführungsform die Plattierung auf den Wandflächen des Lochs für den Signalkontakt 202 entfernt. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein subtraktiver Photolithographieprozess dazu verwendet, den Abschnitt der oberen leitfähigen Schicht 208 und den Abschnitt der unteren leitfähigen Schicht 210 zu entfernen. Beispielsweise wird im Hinblick auf die obere leitfähige Schicht 208 ein Photolack über der oberen leitfähigen Schicht 208 aufgebracht. Ein Belichtungsmuster wird in dem Photolack entwickelt, das jeden Signalkontakt-Freilegungsbereich 206 definiert. Der Verbinderkörper 102 wird erhitzt, um den verbleibenden Photolack zu stabilisieren. Anschließend wird ein Ätzprozess dazu verwendet, den Abschnitt der oberen leitfähigen Schicht 208 um jedes der Löcher für den Signalkontakt 202 zu entfernen, was zu der Ausbildung des Signalkontakt-Freilegungsbereichs 206 führt. Ein Photolack-Ablöseprozess entfernt den Überschuss des Photolacks von der oberen leitfähigen Schicht 208. Anschließend wird der Verbinderkörper 102 durch einen Reinigungsprozess bearbeitet, um jegliche verbleibenden Bearbeitungsmaterialien zu entfernen. Bei einer Ausführungsform wird derselbe Prozess dazu verwendet, jeweils den Signalkontakt-Freilegungsbereich 206 in der unteren leitfähigen Schicht 210 zu definieren. Die Ergebnisse der obigen Photolithographieprozesse bestehen in einem Entfernen der Plattierung von den Wandflächen des Lochs für den Signalkontakt 202, dem Erzeugen des Signalkontakt-Freilegungsbereichs 206 (zum elektrischen Isolieren des Signalfederkontakts 304 in 3) und einem Intaktlassen der Plattierung auf den Wandflächen des Lochs für den Massekontakt 204. Gemäß sonstigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiger Prozess nach dem Stand der Technik dazu verwendet werden, jeweils den Signalkontakt-Freilegungsbereich 206 in der oberen leitfähigen Schicht 208 sowie in der unteren leitfähigen Schicht 210 zu definieren.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei der plattierten leitfähigen Durchkontaktierung 212 um ein Loch für eine plattierte Durchkontaktierung 106, das mit einem leitfähigen Material plattiert worden ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem leitfähigen Material, das auf die plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212 aufgebracht wird, um Kupfer, das mithilfe eines elektrolytischen Plattierungsprozesses aufgebracht wird. Gemäß sonstigen Ausführungsformen handelt es sich bei dem leitfähigen Material, das auf die plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212 aufgebracht wird, um ein beliebiges ausreichend leitfähiges Material nach dem Stand der Technik, das durch einen beliebigen Prozess nach dem Stand der Technik aufgebracht wird. Bei einer Ausführungsform wird die plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212 nach dem Aufbringen des leitfähigen Materials auf die Löcher für die plattierten Durchkontaktierungen 106 mit der oberen leitfähigen Schicht 208 sowie mit der unteren leitfähigen Schicht 210 elektrisch verbunden.
  • 3 stellt den HLGA-Verbinder von 2 nach dem Einbau von Metallfederkontakten dar und wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein mit 300 gekennzeichnet. 3 stellt lediglich eine Veranschaulichung einer Umsetzung bereit und impliziert keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen, die umgesetzt werden können. Zahlreiche Modifizierungen an der dargestellten Ausführungsform können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen angegeben wird.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der HLGA-Verbinder 300 die zuvor erörterten Merkmale, den Verbinderkörper 102, die obere leitfähige Schicht 208, die untere leitfähige Schicht 210 und die plattierte leitfähige Durchkontaktierung 212, und neue Merkmale, einen Massefederkontakt 302 und einen Signalfederkontakt 304.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Massefederkontakt 302 um einen vorab ausgebildeten Metallfederkontakt, der in die Löcher für die Massekontakte 204 in dem Verbinderkörper 102 eingesetzt (d.h., geheftet) wird. Der Massefederkontakt 302 kommt mit den Massekontaktflächen des Kontaktflächengitter-Arrays (LGA) auf der CPU sowie mit dem Lot auf den Massekontaktflächen auf der PCB in Kontakt, wodurch eine Verbindung zwischen der CPU und der PCB bereitgestellt wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Massefederkontakt 302 aus Kupfer vorab ausgebildet. Gemäß sonstigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Massefederkontakt 302 aus einem beliebigen sonstigen ausreichend leitfähigen Metall nach dem Stand der Technik vorab ausgebildet. Bei einer Ausführungsform wird der Massefederkontakt 302 in die Löcher für die Federkontakte 204 geheftet und wird mechanisch festgehalten. Bei einer Ausführungsform weist der Massefederkontakt 302 dadurch, dass der Massefederkontakt 302 mit der oberen leitfähigen Schicht 208, der unteren leitfähigen Schicht 210 und der leitfähigen Plattierung im Inneren des Lochs für den Massekontakt 204 physisch in Kontakt steht, eine elektrische Verbindung mit der oberen leitfähigen Schicht 208, der unteren leitfähigen Schicht 210 und der plattierten leitfähigen Durchkontaktierung 212 auf.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Signalfederkontakt 304 um einen vorab ausgebildeten Metallfederkontakt, der in die Löcher für die Signalkontakte 202 in dem Verbinderkörper 102 eingesetzt (d.h., geheftet) wird. Der Signalfederkontakt 304 kommt mit den Signalkontaktflächen des Kontaktflächengitter-Arrays (LGA) auf der CPU und dem Lot auf den Signalkontaktflächen auf der PCB in Kontakt, wodurch eine Verbindung zwischen der CPU und der PCB bereitgestellt wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Signalfederkontakt 304 aus Kupfer vorab ausgebildet. Gemäß sonstigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Signalfederkontakt 304 aus einem beliebigen sonstigen leitfähigen Metall nach dem Stand der Technik vorab ausgebildet. Bei einer Ausführungsform wird der Signalfederkontakt 304 in die Löcher für die Signalkontakte 202 geheftet und wird mechanisch festgehalten. Bei einer Ausführungsform ist der Signalfederkontakt 304 mit keiner der oberen leitfähigen Schicht 208, der unteren leitfähigen Schicht 210 und der plattierten leitfähigen Durchkontaktierung 212 elektrisch verbunden.
  • 4 ist ein beispielhafter HLGA-Verbinderkörper, der allgemein mit 400 gekennzeichnet wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 stellt lediglich eine Veranschaulichung einer Umsetzung bereit und impliziert keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen, die umgesetzt werden können. Zahlreiche Modifizierungen an der dargestellten Ausführungsform können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen angegeben wird.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der HLGA-Verbinder 400 die zuvor erörterten Merkmale, den Verbinderkörper 102 und die Löcher für die Federkontakte 104, und neue Merkmale, Löcher für leitfähige Stifte 402 und einen leitfähigen Stift 404.
  • Bei einer Ausführungsform ähneln die Löcher für die leitfähigen Stifte 402 im Wesentlichen den Löchern für die plattierten Durchkontaktierungen 106. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den Löchern für die leitfähigen Stifte 402 um die Löcher in dem Verbinderkörper 102, die auf der oberen Fläche des Verbinderkörpers 102 beginnen und auf der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 enden und vollständig durch den Verbinderkörper 102 hindurchführen. Bei einer Ausführungsform sind die Löcher für die leitfähigen Stifte 402 an den Mittelpunkten zwischen den Löchern für die Federkontakte 104 in dem Verbinderkörper 102 positioniert. Bei einer Ausführungsform weisen die Löcher für die leitfähigen Stifte 402 eine wesentlich geringere Größe als die Löcher für die Federkontakte 104 auf.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem leitfähigen Stift 404 um einen massiven Stift (z.B. einen Bolzen), der in die Löcher für die leitfähigen Stifte 402 geheftet wird und mechanisch festgehalten wird. Gemäß einer Ausführungsform ist der leitfähige Stift 404 aus Kupfer hergestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der leitfähige Stift 404 aus einem beliebigen leitfähigen Metall nach dem Stand der Technik hergestellt.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei einem eingesetzten leitfähigen Stift 406 um den leitfähigen Stift 404, der in den Verbinderkörper 102 eingesetzt wird. Bei einer Ausführungsform befinden sich die Oberseite und die Unterseite des eingesetzten leitfähigen Stifts 406 auf derselben Ebene wie die obere Fläche bzw. die untere Fläche des Verbinderkörpers 102. Bei einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Oberseite und die Unterseite des eingesetzten leitfähigen Stifts 406 über die Ebene der oberen Fläche bzw. die Ebene der unteren Fläche des Verbinderkörpers 102 hinaus bis zu einer maximalen Höhe oberhalb der jeweiligen Ebene.
  • 5 ist der HLGA-Verbinder von 4 nach Fertigungsschritten zum Plattieren und Ätzen und wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein mit 500 gekennzeichnet. 5 stellt lediglich eine Veranschaulichung einer Umsetzung bereit und impliziert keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen, die umgesetzt werden können. Zahlreiche Modifizierungen an der dargestellten Ausführungsform können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen angegeben wird.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der HLGA-Verbinder 500 die zuvor erörterten Merkmale, den Verbinderkörper 102, die obere leitfähige Schicht 208, die untere leitfähige Schicht 210, den Massefederkontakt 302 und den Signalfederkontakt 304, und ein neues Merkmal, einen plattierten leitfähigen Stift 502.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem plattierten leitfähigen Stift 502 um den eingesetzten leitfähigen Stift 406, der dem zuvor beschriebenen Photolithographieprozess unterzogen worden ist, der in der oberen leitfähigen Schicht 208, der unteren leitfähigen Schicht 210, dem (in 5 nicht dargestellten) Signalkontakt-Freilegungsbereich 206, der Plattierung auf der Oberseite des eingesetzten leitfähigen Stiftes 406, der Plattierung auf der Unterseite des eingesetzten leitfähigen Stiftes 406 und einer elektrischen Verbindung der Plattierung mit dem Massefederkontakt 302 resultiert. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Plattierung auf der Oberseite und der Unterseite des plattierten leitfähigen Stifts 502 um eine Kupferplattierung. Gemäß sonstigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Plattierung auf der Oberseite und der Unterseite des plattierten leitfähigen Stifts 502 um eine beliebige leitfähige Plattierung nach dem Stand der Technik.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. So, wie sie hierin verwendet werden, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern dies aus dem Kontext nicht eindeutig anders hervorgeht. Es versteht sich darüber hinaus, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten bezeichnen, jedoch nicht das Vorhandensein bzw. die Beifügung von einem/einer bzw. mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
  • Nachdem Ausführungsformen eines HLGA für eine verbesserte Signalintegrität und ein Prozess zum Fertigen eines HLGA für eine verbesserte Signalintegrität (die der Veranschaulichung dienen und nicht beschränkend sein sollen) beschrieben worden sind, wird darauf hingewiesen, dass durch Fachleute Modifizierungen und Variationen angesichts der obigen Lehren vorgenommen werden können. Es versteht sich daher, dass Änderungen an bestimmten offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, die in den Umfang der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche dargestellt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 200, 300, 400, 500
    HLGA-Verbinder
    102
    Körper (Verbinderkörper)
    104
    erste Mehrzahl von Löchern (Löcher für die Federkontakte)
    106
    zweite Mehrzahl von Löchern (Löcher für die plattierten Durchkontaktierungen und Löcher für die leitfähigen Stifte)
    202
    erster Teilsatz (Löcher für die Signalkontakte)
    204
    zweiter Teilsatz (Löcher für die Massekontakte)
    206
    Bereich (Signalkontakt-Freilegungsbereich)
    208
    obere leitfähige Schicht
    210
    untere leitfähige Schicht
    212
    plattierte leitfähige Durchkontaktierung
    302
    Federkontakt (Massefederkontakt)
    304
    Federkontakt (Signalfederkontakt)
    402
    Löcher für die leitfähigen Stifte
    404
    leitfähiger Stift
    406
    eingesetzter leitfähiger Stift
    502
    plattierter leitfähiger Stift

Claims (19)

  1. Verfahren, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Körpers (102) für einen Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder, wobei der Körper (102) eine erste Mehrzahl von Löchern (104) und eine zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) enthält; Abscheiden einer leitfähigen Schicht (208, 210) auf einer oberen Fläche des Körpers (102), einer unteren Fläche des Körpers (102) und auf Wandflächen der ersten Mehrzahl von Löchern (104), wobei die obere Fläche des Körpers (102) mit der unteren Fläche des Körpers (102) elektrisch übereinstimmt; Entfernen der leitfähigen Schicht (208, 210) von Wandflächen eines ersten Teilsatzes (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104); und Entfernen eines Abschnitts der leitfähigen Schicht (208, 210) auf der oberen Fläche des Körpers (102) und der unteren Fläche des Körpers (102) aus einem Bereich (206), der den ersten Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) umgibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: Heften einer Mehrzahl von Federkontakten (302, 304) in die erste Mehrzahl von Löchern (104), wobei: die Mehrzahl von Federkontakten (304), die in den ersten Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) geheftet wird, voneinander elektrisch isoliert wird; und die Mehrzahl von Federkontakten (302), die in einen zweiten Teilsatz (204) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) geheftet wird, zumindest miteinander, mit der leitfähigen Schicht (208) auf der oberen Fläche des Körpers (102) und der leitfähigen Schicht (210) auf der unteren Fläche des Körpers (102) elektrisch übereinstimmt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein subtraktiver Photolithographieprozess dazu verwendet wird, die leitfähige Schicht (208, 210) von den Wandflächen des ersten Teilsatzes (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) und dem Bereich (206), der den ersten Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) umgibt, zu entfernen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: Abscheiden eines Materials in einen zweiten Teilsatz (204) der ersten Mehrzahl von Löchern (104).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem Material um ein dielektrisches Material handelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Abscheiden einer leitfähigen Schicht (208, 210) auf einer oberen Fläche des Körpers (102), einer unteren Fläche des Körpers (102) und auf Wandflächen der ersten Mehrzahl von Löchern (104) des Weiteren aufweist: Abscheiden der leitfähigen Schicht (208, 210) auf Wandflächen der zweiten Mehrzahl von Löchern (106, 402).
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: Heften eines leitfähigen Stiftes (404) in jedes der zweiten Mehrzahl von Löchern (106, 402), wobei der leitfähige Stift (404) eine elektrische Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht (208) auf der oberen Fläche des Körpers (102) und der leitfähigen Schicht (210) auf der unteren Fläche des Körpers (102) bereitstellt.
  8. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder, der aufweist: einen Körper (102), wobei der Körper (102) eine erste Mehrzahl von Löchern (104) und eine zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) enthält; eine leitfähige Schicht (208, 210) auf einer oberen Fläche des Körpers (102), einer unteren Fläche des Körpers (102), auf Wandflächen eines ersten Teilsatzes (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) und Wandflächen der zweiten Mehrzahl von Löchern (106, 402), so dass die obere Fläche des Körpers (102), die untere Fläche des Körpers (102), der erste Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) und die zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) elektrisch übereinstimmen; und Federkontakte (302, 304), die in die erste Mehrzahl von Löchern (104) geheftet sind.
  9. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 8, wobei sich die zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) an Mittelpunkten zwischen der ersten Mehrzahl von Löchern (104) befindet.
  10. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 8, wobei die zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) im Verhältnis zu der ersten Mehrzahl von Löchern (104) kleiner ist.
  11. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Körper (102) um ein dielektrisches Material handelt.
  12. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 8, wobei es sich bei der leitfähigen Schicht (208, 210) um Kupfer handelt.
  13. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 8, wobei es sich bei den Federkontakten (302, 304) um Kupfer handelt.
  14. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder, der aufweist: einen Körper (102), wobei der Körper (102) eine erste Mehrzahl von Löchern (104) und eine zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) enthält; leitfähige Stifte (404), die in jedes der zweiten Mehrzahl von Löchern (106, 402) geheftet sind; eine leitfähige Schicht (208, 210) auf einer oberen Fläche des Körpers (102), einer unteren Fläche des Körpers (102), auf Wandflächen eines ersten Teilsatzes (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) und den leitfähigen Stiften (404), so dass die obere Fläche des Körpers (102), die untere Fläche des Körpers (102), der erste Teilsatz (202) der ersten Mehrzahl von Löchern (104) und die leitfähigen Stifte (404) elektrisch übereinstimmen; und Federkontakte (302, 304), die in die erste Mehrzahl von Löchern (104) geheftet sind.
  15. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 14, wobei sich die zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) an Mittelpunkten zwischen der ersten Mehrzahl von Löchern (104) befindet.
  16. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 14, wobei die zweite Mehrzahl von Löchern (106, 402) im Verhältnis zu der ersten Mehrzahl von Löchern (104) kleiner ist.
  17. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 14, wobei es sich bei dem Körper (102) um ein dielektrisches Material handelt.
  18. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 14, wobei es sich bei den leitfähigen Stiften (404) um Kupfer handelt.
  19. Hybridkontaktflächengitter-Array-Verbinder nach Anspruch 14, wobei es sich bei den Federkontakten (302, 304) um Kupfer handelt.
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