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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte mit Mustern
in der Form von Höckern
mit einer sehr begrenzten Schwankung hinsichtlich der Höhe, die
aus wenigstens einer Oberfläche
davon herausragen, und spezifischer auf eine Leiterplatte, die mit
Leitungsstrukturen hoher Zuverlässigkeit
zwischen dessen allgemeinen Ausgangs- und Eingangsanschlüssen und
Leiterschaltkreisen ausgebildet und in der Lage ist, Halbleiterbauelemente
mit hoher Dichte zu packen, auf einen höckerförmigen Kontaktkopf, der unter
Verwendung der Leiterplatte erhalten wurde und in der Lage ist,
sogar Feinrasterabstand-Schaltkreiskomponenten,
wie z. B. LSIs, Flüssigkristallanzeigen,
TABs, PDPs, usw., zufriedenstellend nach Verdrahtungsfehlern zu
prüfen,
und über
eine hohe Genauigkeit bei den Rasterabständen zwischen den Prüfungsanschlüssen und ausgezeichneten
Hochfrequenz-Eigenschaften verfügt,
und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Elemente mit einer
hohen Produktivität
und bei niedrigen Kosten.
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Ferner
bezieht sich die Erfindung auf ein Halbleiterkomponenten-Packungsmodul
mit einer neuartigen Verbindungsstruktur, das die zuvor genannte
Leiterplatte als einen Packungsträger verwendet und verschiedene
Halbleiterkomponenten besitzt, die auf dem Träger mittels Plättchen-Bonden (die
bonding) befestigt wurden.
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Stand der Technik
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Gewöhnlich wird
eine Halbleiterbauelement-Packung, die in verschiedene elektronische Geräte inkorporiert
werden kann, wie z. B. ein Computer, ein tragfähiges Kommunikationsgerät, eine Flüssigkristallanzeige,
usw., derart konstruiert, dass ein Halbleiterbauelement, wie z.
B. ein bloßer
Chip, auf einer Leiterplatte befestigt wird, die mit vorbestimmten
Mustern für Leiterschaltkreise
ausgebildet ist, wobei die Kontinuität zwischen diesem Bauelement
und den jeweiligen Ausgangs- und Eingangsanschlüssen der Leiterschaltkreise
begründet
wird, um das Halbleiterbauelement zu packen, und wobei die gesamte
Struktur harzgegossen ist.
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Das
Halbleiterbauelement kann mittels eines Verfahrens, in dem es an
die Leiterplatte durch Plättchen-Bonden
geklebt wird und die Ausgangs- und Eingangsanschlüsse der
Leiterplatte und die Anschlüsse
(Lötaugen)
des Halbleiterbauelements durch Drahtbonden verbunden (wire-bonded)
werden, mittels eines Verfahrens, in dem ein Flip Chip mit den Ausgangs-
und Eingangsanschlüssen
der Leiterplatte zum Beispiel durch Löten verbunden wird, oder mittels
eines Verfahrens gepackt werden, in dem die Ausgangs- und Eingangsanschlüsse der Leiterplatte
und die Leitungsanschlüsse
des Halbleiterbauelements unmittelbar durch Löten verbunden werden.
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Die
auf diese Art und Weise hergestellte Halbleiterbauelement-Packung
wird in Nutzausstattung inkorporiert, indem sie auf einer Hauptplatine (Packungsträger) befestigt
wird, auf der die Leiterschaltkreise mit den vorbestimmten Mustern
angeordnet sind. Gewöhnlich
erstreckt sich in diesem Fall das Flächenverhältnis einer Halbleiterbauelement-Packung
zu der Hauptplatine von etwa 1/10 bis 1/5, so dass eine Vielzahl
von Halbleiterbauelement-Packungen auf der Hauptplatine befestigt
werden kann.
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Herkömmlich wird
für das
Montieren auf der Hauptplatine teilweise das Drahtbonden (wire-bonding)
verwendet. Um das Erfordernis einer Packung hoher Dichte zu erfüllen, hat
man jedoch kürzlich
angefangen, weit verbreitet ein neuartiges Verfahren zu verwenden,
so dass Lötpaste
auf den Lötaugen
der Hauptplatine mustergedruckt wird, die Anschlüsse (Leitungsanschlüsse oder
Ball Grid Arrays) der Halbleiterbauelement-Packung auf dem resultierenden Muster
registriert werden, und. die gesamte resultierende Struktur dem
Blanklöten
in einer Aufschmelz-Vorrichtung unterworfen wird.
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Es
besteht eine wachsende Tendenz bei modernen elektronischen Geräten, der
Größe nach
kleiner, bei der Arbeitsgeschwin digkeit schneller und in der Funktion
mannigfaltiger zu werden. Dementsprechend gibt es eine steigende
Nachfrage bei der Entwicklung von Leiterplatten, die in der Lage
sind, Halbleiterkomponenten mit hoher Dichte ungeachtet der Kleinheit
in der Gesamtgröße zu packen.
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Dazu
ist es ratsam, mehrschichtige Leiterplatten und auszubildende Feinmuster-Leiterschaltkreise
zu verwenden. Gewöhnlich
werden jedoch herkömmliche
Mehrschicht-Leiterplatten über
das sogenannte Aufbau-Verfahren hergestellt, so dass sie die folgenden
Probleme einschließen.
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Bei
der Herstellung einer Mehrschicht-Leiterplatte über das Aufbau-Verfahren wird
eine Einheits-Leiterplatte zuerst durch die Ausbildung eines Leiterschaltkreises,
der als ein Signal-Muster
dient, auf der Oberfläche
eines Isolierträgers
als eine Unterschicht vorbereitet. Eine weitere Einheits-Leiterplatte,
die mit einem weiteren Leiterschaltkreis als ein weiteres Signal-Muster
ausgebildet wurde, wird für die
Verbindung auf die erste Einheits-Leiterplatte gelegt. Dieser Arbeitsablauf
wird wiederholt, so dass eine Vielzahl von Einheits-Leiterplatten
aufeinanderfolgend von unten nach oben zusammengesetzt wird.
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In
diesem Fall schließt
eine Leitungsstruktur zwischen Leiterschaltkreisen in je zwei benachbarten Schichten,
obere und untere, gewöhnlich
eine Vielzahl von durchgehenden Löchern ein, die in einem vorbestimmten
ebenen Muster durch die Einheits-Leiterplatte
in der Richtung der Dicke davon gebohrt sind. Nachdem die Wandoberfläche von
jedem durchgehenden Loch eine elektrische Leitfähigkeit erhalten hat, z. B.
durch stromlose Abscheidung (electroless plating), wird eine Elektroplattierung durchgeführt, wobei
der Leiterschaltkreis in der unteren Schicht als eine elektrische
Leitungsbahn verwendet wird, und die jeweiligen Lötaugen der
Leiterschaltkreise in den oberen und unteren Schichten werden mithilfe
der resultierenden Abscheidung elektrisch verbunden.
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Um
die Packung hoher Dichter zu erwirken, sollten dafür die durchgehenden
Löcher
dem Durchmesser nach klein gemacht sein. Praktisch kann jedoch der
Lochdurchmesser nur bedingt verkleinert werden.
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Allgemein
werden die durchgehenden Löcher
durch Bohrung ausgebildet, so dass ihr Durchmesser in Anbetracht
der Bohrungsstärke
nicht sehr klein gemacht werden kann. Normalerweise erstreckt sich
der Durchmesser von gebohrten Löchern
von 150 bis 200 μm.
Der Durchmesser von durchgehenden Löchern, die durch Photolithographie
ausgebildet wurden, erstreckt sich von etwa 100 bis 150 μm.
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In
dem Fall, in dem eine Abscheidung auf der Wandoberfläche von
jedem gebohrten durchgehenden Loch durch Kombinieren der stromlosen
Abscheidung und des Elektroplattierens ausgebildet wurde, muss ein
bestimmtes Maß an
Dicke sichergestellt werden, weil die elektrische Kontinuität zwischen
den Leiterschaltkreisen in den oberen und unteren Schichten nicht
zufriedenstellend sein kann, wenn die Abscheidung zu dünn ist.
Für eine
gute elektrische Leitung zwischen den Leiterschaltkreisen wird die
Dicke der Abscheidung normalerweise auf etwa 20 bis 30 μm in Abhängigkeit
von der Art der Leiterplatte eingestellt.
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Allgemein
wird deshalb eine Abscheidung mit einer Dicke von 15 bis 20 μm auf der
Oberfläche von
jedem durchgehenden Loch mit einem Durchmesser von 150 bis 200 μm in der
Leitungsstruktur basierend auf den durchgehenden Löchern gebildet. In
der Mitte von jedem durchgehenden Loch ist in diesem Fall ein Totraum
mit einem Durchmesser von etwa 100 bis 150 μm vorhanden, der über absolut keine
Verbindung mit der Leitung zwischen den Leiterschaltkreisen verfügt.
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Ferner
wird in dem Fall von inneren Kontaktlöchern (Via-Löchern)
ein Totraum mit einem Durchmesser von etwa 60 bis 70 μm erzeugt,
wenn der Durchmesser von jedem Loch zum Beispiel 100 μm beträgt. Somit
kann der Durchmesser der herkömmlichen
durchgehenden Löcher
oder der inneren Kontaktlöcher
nur bedingt verkleinert werden und hat zwangsläufig keine Auswirkung auf die
Leitung zwischen den Leiterschaltkreisen.
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Normalerweise
wird der folgende Arbeitsablauf durchgeführt, um die Abscheidung auf
der Wandoberfläche
von jedem durchgehenden Loch in jeder der inneren Schichten zu bilden,
die in einer Aufeinanderfolge aufgebaut werden. Nachdem der gesamten
Oberfläche
einer inneren Ziel-Schicht (einschließlich der Wandoberfläche von
jedem vorhandenen durchgehenden Loch oder innerem Kontaktloch) durch
stromlose Abscheidung eine elektrische Leitfähigkeit verliehen wurde, wird
eine dünne
Abscheidung durch Elektroplattierung der inneren Schichtoberfläche gebildet.
Dann wird zum Beispiel ein Trockenfilm auf die Oberfläche der
Abscheidung geklebt, um sie abzudecken, und wird ausgesetzt und entwickelt,
um nur diejenigen Abschnitte auszusetzen, die den durchgehenden
Löchern
entsprechen. Die resultierende Struktur wird mit dem verbliebenen maskierten
Abschnitt weiter elektroplattiert, woraufhin eine Abscheidung mit
einer gegebenen Dicke auf der Oberfläche von jedem durchgehenden
Loch (und Lötauge)
gebildet wird. Anschließend
wird der Trockenfilm abgetrennt und die dünne Abscheidung auf der ausgesetzten
Oberfläche
der inneren Schicht und die Abscheidung, die durch die stromlose
Abscheidung gebildet wurde, werden zum Beispiel durch Weichätzung (soft
etching) entfernt.
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Bei
der Herstellung einer Mehrschicht-Leiterplatte durch Aufbau der
einzelnen inneren Schichten muss deshalb der zuvor genannte Arbeitsablauf
für jede
innere Schicht wiederholt werden, so dass komplizierte Herstellungsprozesse
erforderlich sind. Somit benötigt
die Herstellung eine lange Zeit, die zwangsläufig hohe Herstellungskosten
nach sich zieht.
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In
dem Fall der inneren Kontaktlöcher
können
feste Leitungsstrukturen zwischen den Schichten durch die Bildung
einer Abscheidung an der Wandoberfläche von jedem Kontaktloch und
durch anschließende
Einbettung von zum Beispiel elektrisch leitfähiger Paste in den Totraum
ausgebildet werden, der in der Mitte der Abscheidung verblieben ist.
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In
diesem Fall können
die festen Leitungsstrukturen möglicherweise
durch eine gleichzeitige elektrolytische Abscheidung und die Füllung eines leitfähigen Materials
in sämtliche
der Kontaktlöcher durch
Elektroplattierung an der Stelle der Einbettung der leitfähigen Paste
ausgebildet werden. Bei dem Aufbau-Verfahren ist es jedoch erforderlich,
dass eine Leitungsbahn separat für
einen Einganganschluss für
die Elektroplattierung vorab der ersten Stufe der Herstellung bereitgestellt
wird, so dass die Herstellungsprozesse komplizierter sind.
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Bei
der Ausbildung eines Packungsträgers, wie
z. B. eine Halbleiterbauelement-Packung, oder einer Leiterplatte,
wie z. B. eine Hauptplatine, die ein herausragendes Höckermuster
auf dessen Packungsoberfläche
durch das Aufbau-Verfahren besitzt, wird ein Höckermaterial z. B. über Elektroplattierung
elektrolytisch abgeschieden, um das Höckermuster mit einer beabsichtigten
Höhe auf
einem vorbestimmten Abschnitt eines Leiterschaltkreises in der Oberschicht
neben anderen Leiterschaltkreisen zu bilden, die in einer Aufeinanderfolge
aufgebaut wurden.
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Bei
einem tatsächlichen
Elektroplattierungs-Arbeitsablauf können jedoch nicht sämtliche Höcker, die
das Höckermuster
bilden, mit der gleichen Höhe
aufgrund der Einflüsse
einer empfindlichen Schwankung bei den Plattierungsbedingungen oder
einer Schwankung in den elektrischen Stromflüssen zu den Stellen für die Bildung
der einzelnen Höcker
ausgebildet werden, so dass die Höckerhöhe variiert. In dem Fall, in
dem die Zielhöckerhöhe zum Beispiel
0,03 mm beträgt,
beträgt
die Schwankung der Höckerhöhe etwa ±0,003
mm.
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Wenn
die Schwankung bei der Höckerhöhe zu breit
ist, dann werden einige Höcker
mit den Lötaugen
der Halbleiterbauelement-Packung
nicht verbunden, obwohl die Lötaugen
für einen
Aufschmelz-Prozess positioniert sind. Somit kann eine zuverlässige Packung
nicht erwirkt werden.
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In
Anbetracht dieser Umstände
ist es notwendig, dass die Schwankung hinsichtlich der Höhe der Höcker in
dem Fall der Leiterplatte minimiert wird, bei der das Höckermuster
auf dessen Packungsoberfläche
ausgebildet ist.
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Ein
Kontaktkopf zum Prüfen
von Leitungsschaltkreisen (wiring circuits) in LSIs, Flüssigkristallanzeigen,
usw., nach Fehlern stellt eine Art von Leiterplatte dar. Herkömmlich werden
in dem Kontaktkopf dieser Art Nadeltastköpfe oder L-förmige Nadeln in
ein elektrisch isolierendes starres Material eingebettet und an
dem Körper
des Kopfes an vorbestimmten Rasterabständen befestigt, so dass ihre
jeweiligen Kopfenden mit vorbestimmten Prüfungsstellen in einem Leitungsschaltkreis
als ein Prüfungsobjekt
in Verbindung treten können.
Ferner werden Drähte einzeln
an die jeweiligen anderen Enden der Tastköpfe oder Nadeln gelötet, so
dass Signale für
die Prüfungsstellen
von den anderen Enden abgerufen werden können. Andererseits gibt es
ein Höckersystem, in
dem Höcker
zum Beispiel durch Elektroplattierung in spezifischen Schaltkreisabschnitten
einer Leiterplatte, die ein vorbestimmtes Schaltkreismuster besitzt,
oder durch ein Filmbildungsverfahren ausgebildet werden, das auf
dem Gebiet der Halbleiterherstellung verwendet wird, und diese Höcker werden
an der Stelle der zuvor genannten Nadeltastköpfe oder der L-förmigen Nadeln
betrieben.
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Unlängst sind
die Schaltkreismuster verschiedener Schaltkreiskomponenten als Prüfungsobjekte
und deshalb die Rasterabstände
zwischen den Prüfungsstellen
zunehmend feiner geworden.
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Um
die Feinrasterabstände
zwischen den Prüfungsstellen
anzupassen, werden in dem Fall eines Nadeltastkopf-Kopfes Löcher ausgebildet
und zickzackförmig
an winzigen Intervallen in der Oberfläche des Kopfes angeordnet,
damit die Kopfenden der Nadeltastköpfe herausragen können. In
dem Fall eines Kopfes, der L-förmige
Nadeln verwendet, sind die zu befestigenden Nadeln eingereiht.
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Diese
Gegenmaßnahmen
ziehen jedoch den Arbeitsablauf, die einzelnen Nadeltastköpfe oder L-förmige Nadeln
bei gleichmäßigen Rasterabständen zu
befestigen, die zahlenmäßig bemerkenswert ansteigen,
während
die Rasterabstände
zwischen den Prüfungsstellen
feiner werden, und ferner den Arbeitsablauf nach sich, einen Draht
an jeden Tastkopf oder Nadel zu löten. Somit erfordert die Fertigstellung
von Erzeugnissen sehr viel Kunstfertigkeit und eine lange Arbeitsablaufzeit,
so dass die resultierenden Köpfe
zwangsläufig
sehr teuer sind. Sogar nachdem die Nadeltastköpfe oder L-förmige Nadeln an
dem Kopf befestigt sind, erfordern ihre jeweiligen Kopfenden außerdem eine
genaue Position und deshalb eine erneute Anordnung. Während der
Lagerung vor dem Versenden muss darüber hinaus genau aufgepasst
werden, dass die Tastkopf- oder Nadelspitzen nicht gegen andere
Objekte stoßen.
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In
dem Fall eines Kopfes mit eingereihten L-förmigen Nadeln sind die jeweiligen
länglichen
Abschnitte der Nadeln parallel zu einander angeordnet. Wenn die
Frequenzen der Eingangs- und Ausgangs-Signale erhöht werden,
um zum Beispiel die Prüfungsge schwindigkeit
zu erhöhen,
dann können deshalb
die resultierenden Eigenschaften des Kopfes in einigen Fällen unter
Verursachung von Prüfungsfehlern
gegenteilig beeinträchtigt
werden.
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Bei
der Ausbildung von Höckern
eines höckerförmigen Kopfes
durch Elektroplattierung unterliegt andererseits die Höckerhöhe einer
wesentlichen Schwankung, wie zuvor erwähnt wurde. Die breite Schwankung
hinsichtlich der Höckerhöhe ist für den Kopf
schwerwiegend, in dem sämtliche
Höcker
mit ihren entsprechenden Prüfungsstellen
in dem Leitungsschaltkreis als eine unerlässliche Notwendigkeit zuverlässig in
Kontakt gebracht werden müssen.
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In
dem Fall, in dem Höcker
mithilfe eines Herstellungsgeräts
für dünne Filme
ausgebildet werden, das auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung verwendet
wird und sehr teuer ist, sind die resultierenden Köpfe ebenfalls
sehr teuer und ein Mechanismus zum Integrieren der Köpfe mit
Tastkopfkarten ist notwendig. Ferner ist ein Antriebsmechanismus
zum Bewegen der Höcker
in dem Leitungsschaltkreis zu der Prüfungszeit nach oben, damit
sie mit den Prüfungsstellen
in Kontakt gebracht werden, und nach der Prüfung nach unten erforderlich.
Somit sind die erhaltenen Köpfe
in der Konstruktion kompliziert und teuerer.
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Wenn
ein Versuch unternommen wird, Halbleiterkomponenten auf dem herkömmlichen
Packungsträger
mit einer hohen Dichte zu befestigen, dann vergrößert sich der Totraum zwangsläufig mit der
Zunahme der Stellen zum Befestigen der Komponenten, weil die Leitungsstrukturen
auf durchgehenden löchern
oder inneren Kontaktlöchern
basieren, wie zuvor erwähnt
wurde. In einem Packungsträger mit
einer bestimmten Standard-Größe sind
deshalb die Anzahl an Regionen für
die Ausbildung von notwendigen Höcker-Mustern
(oder Lötaugen)
für die Komponenten-Packung
und das Ausmaß davon
beschränkt,
so dass das Bestreben nach einer Packung hoher Dichte eingeschränkt sein
sollte. Wenn die Packung hoher Dichte beabsichtigt ist, dann ist
eine Anordnung von zusätzlichen
Signal-Mustern erforderlich, so dass die Mehrschicht-Struktur der
Träger- oder
Leiterplatte damit verknüpft
ist, weiter entwickelt zu werden. Dementsprechend werden die Drähte in den
Signal-Mustern verlängert,
so dass die Zuverlässigkeit
der elektrischen Eigenschaften des resultierenden Packungsträgers in
einigen Fällen
gesenkt werden kann.
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Das
US-Patent Nr. 4,922,192 offenbart einen höckerförmigen Kontaktkopf, der einen
Isolierträger, eine
bewegliche Region, die in einer vorbestimmten Position in dem Isolierträger ausgebildet
ist, so dass sich wenigstens die obere Oberfläche der beweglichen Region
nach oben und nach unten bewegen kann, eine Vielzahl von Signal-Leitern,
die auf der oberen Oberfläche
des Isolierträgers
angeordnet sind und sich zu der beweglichen Region hin erstrecken,
wobei sich wenigstens das Kopfende von jedem der Signal-Leiter in
der beweglichen Region befindet, und Höcker umfasst, die einzeln aus
den oberen Oberflächen
der jeweiligen Kopfenden der Signal-Leiter herausragen, wobei die
obere Oberfläche der
beweglichen Region mit der oberen Oberfläche des Isolierträgers bündig ist.
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AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen höckerförmigen Kontaktkopf bereitzustellen,
der in der Lage ist, falls erforderlich, eine Feinrasterabstand-Anordnung
eines Prüfungsobjekts
bequem anzupassen, wobei eine Hochfrequenz-Prüfung ohne Fehler sichergestellt
wird, und der billig herstellbar ist sowie eine Herstellungsverfahren
dafür bereitzustellen.
Schichten, wobei gemeinsam die Höcker
und die Signal-Leiter gebildet werden; einen Schritt zur Entfernung
der zweiten Schutzschicht und anschließend Bindung der resultierenden
ausgesetzten Oberfläche an
die Oberfläche
der Öffnungsseite
eines Isolierträgers,
der mit einer Apertur mit einer Öffnung
in einer vorbestimmten Form ausgebildet ist; und einen Schritt zur
Auffüllung
eines hohlen Abschnitts, der durch die Apertur und die leitfähige Folie
bestimmt wird, mit einem elastischen Glied und anschließend Entfernung
der leitfähigen
Folie durch Ätzung,
wodurch die jeweiligen oberen Oberflächen der Höcker und der Signal-Leiter
ausgesetzt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein höckerförmiger Kontaktkopf
gemäß Anspruch
1 und Verfahren für
die Herstellung eines höckerförmigen Kontaktkopfes
gemäß Anspruch
10 und 11 bereitgestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Leiterplatte M1 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnitt-Ansicht, die entlang der Linie II-II der 1 genommen
wurde;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Leiterplatte M2 gemäß der Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Schnitt-Ansicht, die entlang der Linie IV-IV der 3 genommen
wurde;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Multi-Chip-Höckerplatine M3 als
eine Modifikation der Leiterplatte M1 zeigt;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Multi-Chip-Höckerplatine
M4 gemäß der Erfindung
zeigt;
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7 ist
eine teilweise Schnitt-Ansicht, die ein Profil der Leiterplatte
M1 nahe der oberen Oberfläche davon
zeigt;
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8 ist
eine teilweise Schnitt-Ansicht, die ein Profil der Leiterplatte
M2 nahe der oberen Oberfläche davon
zeigt;
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9 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, in der eine dünne Leiterschicht
durch Beschichtung der Oberfläche
eines leitfähigen
Trägers ausgebildet
wurde;
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10 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht a1 auf der Oberfläche der
dünnen
Leiterschicht erhalten wurde;
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11 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die erhalten wird,
indem die Schutzschicht a1 auf erwarteten
Höcker-Bildungsstellen übrig gelassen
wurde;
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12 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer elektrolytisch abgeschiedenen Schicht auf der Oberfläche der
dünnen
Leiterschicht erhalten wurde;
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13 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
von Aussparungen für
Höcker
in der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht erhalten wurde;
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14 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht a2 mit ersten Löchern, die
einzeln mit den Aussparungen für
Höcker
verbinden, und mit ebenen Mustern erhalten wurde, die Lötauge-Schaltkreisen
entsprechen;
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15 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine ausgebildete Struktur mit Höckern, ersten
säulenförmigen Leitern
und Lötauge-Schaltkreisen zeigt;
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16 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Entfernen
der Schutzschicht a2 erhalten wurde, um
die Oberfläche
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht auszusetzen;
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17 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die eine Schutzschicht
a3 einschließt, die durch Beschichtung
der Oberfläche
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht ausgebildet wurde;
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18 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
eines abgeschiedenen Films auf den jeweiligen Oberflächen der
Schutzschicht a3, von ersten säulenförmigen Leitern
und Lötauge-Schaltkreisen
durch stromlose Abscheidung erhalten wurde;
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19 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht an auf dem abgeschiedenen Film der 18 und durch
anschließende
Ausbildung der Schicht a4 mit einem ebenen
Muster, das einem zu bildenden Leiterschaltkreis entspricht, und
mit Löchern
für säulenförmige Leiter
erhalten wurde;
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20 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Elektroplattierung
des ebenen Musters und der Löcher
für die
säulenförmigen Leiter
der 19 mit einem leitfähigen Material erhalten wurde;
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21 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Entfernen
der Schutzschicht a4 und anschließendes Entfernen
des abgeschiedenen Films erhalten wurde, um den Leiterschaltkreis und
die säulenförmigen Leiter
auf der Schutz schicht a3 zu bilden;
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22 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die eine Schutzschicht
a5 einschließt, die durch Beschichtung
des Leiterschaltkreises und der säulenförmigen Leiter gebildet wurde;
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23 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
von Löchern
in der Schutzschicht a5 erhalten wurde;
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24 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein Glied A zeigt, das durch Bildung von
säulenförmigen Leitern
durch Auffüllen
der Löcher
der 23 mit einem leitfähigen Material durch Elektroplattierung
erhalten wurde;
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25 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Beschichtung
der Schutzschicht a5 und der jeweiligen
Stirnseiten der säulenförmigen Leiter
des Glieds A erhalten wurde, um darauf einen abgeschiedenen Film
durch stromlose Abscheidung zu bilden;
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26 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht b1 auf dem abgeschiedenen
Film und durch anschließende
Bildung der Schutzschicht b1 mit ebenen
Mustern erhalten wurde, die den zu bildenden Leiterschaltkreisen
entsprechen;
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27 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Elektroplattierung
der ebenen Muster der 26 mit einem leitfähigen Material erhalten
wurde;
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28 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Entfernen
der Schutzschicht b1 erhalten wurde;
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29 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein Glied B(1) zeigt, das durch Bildung
von Leiterschaltkreisen auf der Schutzschicht a5 erhalten
wurde;
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30 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die eine Schutzschicht
b2 einschließt, die durch Beschichtung
der Leiterschaltkreise der 29 gebildet
wurde;
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31 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
von Löchern
für säulenförmige Leiter
in der Schutzschicht b2 erhalten wurde;
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32 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
von säulenförmigen Leitern
durch Auffüllen
der Löcher
der 31 mit einem leitfähigen Material durch Elektroplattierung
erhalten wurde;
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33 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Beschichtung
der Oberfläche
der Schutzschicht b2 und der jeweiligen
Stirnseiten der säulenförmigen Leiter
erhalten wurde, um darauf einen abgeschiedenen Film durch stromlose Abscheidung
zu bilden;
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34 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht b3 auf dem abgeschiedenen
Film der 33 und durch anschließende Bildung
der Schicht b3 mit ebenen Mustern erhalten
wurde, die den zu bildenden Leiterschaltkreisen entsprechen;
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35 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Elektroplattierung
der ebenen Muster der 34 mit einem leitfähigen Material erhalten
wurde;
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36 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Entfernen
der Schutzschicht b3 erhalten wurde;
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37 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein Glied B(2) zeigt, das durch Bildung
von Leiterschaltkreisen auf der Schutzschicht b2 erhalten
wurde;
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38 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt, auf dem die Oberfläche des
Glieds B(1) und ein Isolierträger
durch das Wärmedruckverfahren
zusammengeklebt werden;
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39 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine integrierte Struktur C zeigt, die
aus dem Glied B(1) und dem Isolierträger zusammengesetzt ist;
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40 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Trennen
des leitfähigen
Trägers
von der integrierten Struktur C erhalten wurde;
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41 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Leiterplatte M1 gemäß der Erfindung
zeigt;
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42 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die erhalten wird,
indem eine Schutzschicht a1 auf erwarteten
Höcker-Bildungsstellen
auf dem abgeschiedenen Film übrig
gelassen wurde;
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43 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
von Aussparungen für
Höcker
in einer elektrolytisch abgeschiedenen Schicht erhalten wurde;
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44 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Bildung
einer Schutzschicht a2 mit ebenen Mustern
für Leiterschaltkreise,
die einzeln mit den Aussparungen für Höcker verbinden, und von ebenen
Mustern für
Lötauge-Schaltkreise erhalten
wurde;
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45 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Elektroplattierung
der ebenen Muster der 44 erhalten wurde, um Höcker, Leiterschaltkreise
und Lötauge-Schaltkreise zu bilden;
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46 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur zeigt, die durch Beschichtung
der Leiterschaltkreise, der Lötauge-Schaltkreise und
der Schutzschicht a2, um eine Schutzschicht
a3 zu bilden, und durch anschließende Bildung
der Schicht a3 mit Löchern für säulenförmige Leiter erhalten wurde;
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47 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein Glied A zeigt, das durch Bildung von
säulenförmigen Leitern
durch Auffüllen
der Löcher
der 46 mit einem leitfähigen Material durch Elektroplattierung
erhalten wurde;
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48 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt, auf dem die Glieder B(1)
und B(2) durch das Wärmedruckverfahren
an einen Isolierträger
geklebt werden;
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49 ist
eine Schnitt-Ansicht, die eine Leiterplatte M5 für eine doppelseitige
Packung zeigt, die durch ein Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde;
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50 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt, auf dem ein Film auf das
Glied B(2) geklebt wird, während
die Leiterplatte für
eine doppelseitige Packung hergestellt wird;
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51 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Leiterplatte M6 für eine doppelseitige
Packung zeigt, die unter Verwendung einer Leiterplatte gemäß der Erfindung
hergestellt wurde;
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52 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Leiterplatte M7 gemäß der Erfindung
zeigt, die mit einem Kühlkörper und
einem Weg für
die Wärmeübertragung
bereitgestellt wird;
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53 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Kopf C1 gemäß der Erfindung
zeigt;
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54 ist
eine Schnitt-Ansicht, die entlang der Linie Y1-Y1 der 53 genommen
wurde;
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55 ist
eine teilweise Schnitt-Ansicht, die eine Anordnung von Höckern auf
der oberen Oberfläche
eines elastischen Glieds zeigt;
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56 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Kopf C1 zeigt,
der mit einem Hebe-Mittel (verschlossene Luftkammer) bereitgestellt
wird;
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57 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Kopf C1 zeigt,
der mit einem weiteren Hebe-Mittel bereitgestellt wird;
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58 ist
eine Schnitt-Ansicht, die einen Kopf C2 gemäß der Erfindung
zeigt;
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59 ist
eine Schnitt-Ansicht, die den Kopf C2 auf
einer Hauptplatine angebracht zeigt;
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60 ist
eine Schnitt-Ansicht, die einen Kopf C3 gemäß der Erfindung
zeigt;
-
61 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein bevorzugtes Beispiel des Kopfes
C3 gemäß der Erfindung
zeigt;
-
62 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht einer
Region Y2, die in der 61 eingekreist
ist;
-
63 ist
eine teilweise Schnitt-Ansicht, die entlang der Linie Y3-Y3 der 61 genommen
wurde;
-
64 ist eine teilweise Schnitt-Ansicht, die den
Höcker-Arbeitsablauf des
Kopfes C3 darstellt;
-
65 ist eine Schnitt-Ansicht, die einen Kopf C4 gemäß der Erfindung
zeigt;
-
66 ist eine Schnitt-Ansicht eines Kontaktkopfes,
der unter Verwendung des Kopfes C4 der 65 hergestellt wurde;
-
67 ist eine Schnitt-Ansicht, die einen Kopf C5 gemäß der Erfindung
zeigt;
-
68 ist eine Schnitt-Ansicht, die den Kopf C5 der 67 auf
einer Hauptplatine befestigt zeigt;
-
69 ist eine perspektivische Ansicht, die einen
Kopf C6 gemäß der Erfindung zeigt;
-
70 ist eine Schnitt-Ansicht, die entlang der Linie
Y4-Y4 der 69 genommen
wurde;
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71 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Bildung einer ersten Schutzschicht auf einer leitfähigen Folie
erhalten wurde;
-
72 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Bildung von Aperturen in der ersten Schutzschicht
erhalten wurde;
-
73 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Bildung von Aussparungen für Höcker in der leitfähigen Folie
erhalten wurde;
-
74 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Bildung einer zweiten Schutzschicht auf der leitfähigen Folie
und durch anschließende
Bildung der Schicht mit Mustern erhalten wurde, die Kerben-Mustern
für zu
bildende Signal-Leiter
entsprechen;
-
75 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch elektrolytische Abscheidung eines leitfähigen Materials
in den Aussparungen für Höcker und
auf den Kerben-Mustern für
Signal-Leiter erhalten wurde;
-
76 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Ausbildung der Oberfläche der leitfähigen Folie
mit Höckern
und Signal-Leitern erhalten wurde;
-
77 ist eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt,
auf dem die Oberfläche
der leitfähigen
Folie der 76 und ein Isolierträger durch
das Wärmedruckverfahren
zusammengeklebt werden;
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78 ist eine Schnitt-Ansicht, die ein weiteres
Beispiel des Weges zeigt, auf dem die leitfähige Folie und der Isolierträger durch
das Wärmedruckverfahren
geklebt werden;
-
79 ist eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt,
auf dem ein elastisches Glied in einen hohlen Abschnitt gefüllt wird,
der gebildet wird, wenn die leitfähige Folie der 76 und der Isolierträger zusammengefügt werden;
-
80 ist eine Schnitt-Ansicht, die ein weiteres
Verfahren zum Füllen
des elastischen Glieds zeigt;
-
81 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Füllen
des elastischen Glieds in den hohlen Abschnitt erhalten wurde, der
in der 79 gezeigt ist;
-
82 ist eine Schnitt-Ansicht, die den Weg zeigt,
auf dem ein weiterer Isolierträger
an der Struktur angebracht wird, die in der 81 gezeigt
ist;
-
83 ist eine Schnitt-Ansicht, die eine Struktur
zeigt, die durch Abtrennen der leitfähigen Folie erhalten wurde;
-
84 ist eine teilweise Grundriss-Ansicht, die einen
weiteren Kontaktkopf C7 gemäß der Erfindung
zeigt; und
-
85 ist eine Schnitt-Ansicht, die ein Beispiel
eines Halbleiterkomponenten-Packungsmoduls gemäß der Erfindung zeigt.
-
In
der folgenden detaillierten Beschreibung sind nur der höckerförmige Kontaktkopf
und die Verfahren zur Herstellung des höckerförmigen Kontaktkopfes tatsächliche
Ausführungsformen
der Erfindung. Die Leiterplatten und die Herstellungsverfahren davon
sind lediglich Beispiele, die zum Verstehen der Erfindung nützlich sind.
-
Als
erstes werden Leiterplatten und ein Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden
Erfindung detailliert unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
-
Die 1 und
die 2, die eine entlang der Linie II-II der 1 genommene
Schnitt-Ansicht ist, zeigen eine Leiterplatte M1 gemäß der Erfindung,
und die 3 und die 4,
die eine entlang der Linie IV-IV der 3 genommene
Schnitt-Ansicht
ist, zeigen eine weitere Leiterplatte M2 der
Erfindung.
-
Die 5 und 6 sind
perspektivische Ansichten, die weitere Leiterplatten (Multi-Chip-Höckerplatinen)
M3 beziehungsweise M4 gemäß der Erfindung
zeigen.
-
Diese
Leiterplatten M1, M2,
M3 und M4 besitzen
die allgemeinen Höcker 3 in
einem vorbestimmten ebenen Muster oder Mustern, die aus einer Oberfläche 1a einer
Isolier-Basis 1 herausragen. In jedem der Leiterplatten
M1, M2 und M3 sind die Lötauge-Schaltkreise 4 in
der Oberfläche 1a der
Isolier-Basis 1 ausgesetzt. In der Leiterplatte M4 sind die Lötauge-Schaltkreise jedoch in
der Basis 1 ausgebildet, ohne ausgesetzt zu sein.
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Obwohl
Leiterschaltkreise (wurden erwähnt) in
der Oberfläche 1a der
Isolier-Basis 1 in dem Fall der Leiterplatte M1 nicht
ausgesetzt sind, ist ein Leiterschaltkreis 2a in der Basis-Oberfläche 1a in
dem Fall der Leiterplatte M2 ausgesetzt.
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Die
jeweiligen grundlegenden Konstruktionen dieser Leiterplatten können durch
diejenigen der Leiterplatten M1 und M2 dargestellt werden. Die Leiterplatte (Multi-Chip-Höckerplatine)
M3 unterscheidet sich von der Leiterplatte
M1 nur in der Anzahl an Höcker-Mustern
und kann als eine Modifikation der Leiterplatte M1 betrachtet
werden. Die Leiterplatte (Multi-Chip-Höckerplatine) M4 kann
durch Anordnung der Lötauge-Schaltkreise 4 in
einem vorbestimmten Muster in der Isolier-Basis 1 durch
ein Herstellungsverfahren erhalten werden, das später erwähnt wird.
-
Basierend
auf diesen Verhältnissen
werden die Leiterplatten M1 und M2 zuerst im Detail beschrieben.
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In
jedem der Leiterplatten M1 und M2 sind die Leiterschaltkreise 2a und 2b in
eine Vielzahl von Schichten (zwei Schichten, wie dargestellt ist)
in die Isolier-Basis 1 eingebettet und in der Richtung
der Dicke der Basis 1 räumlich
von einander getrennt.
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In
dem Fall der Leiterplatte M1 ragen die Höcker 3 aus
der Oberfläche 1a der
Isolier-Basis 1 heraus und die Lötauge-Schaltkreise 4 sind
ausgesetzt. Der Leiterschaltkreis 2a in der Oberschicht
auf der Oberflächenseite
ist in der Oberfläche 1a nicht
ausgesetzt und die Höcker 3 und
der Leiterschaltkreis 2a, die Lötauge-Schaltkreise 4 und
der Leiterschaltkreis 2b und die zwei Leiterschaltkreise 2a und 2b sind
einzeln mithilfe von säulenförmigen Leitern 51 und 5 (werden später erwähnt) elektrisch
miteinander verbunden.
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In
diesem Fall sind die ersten säulenförmigen Leiter 51 , die eine Leitungsstruktur für die Höcker 3 und
den Leiterschaltkreis 2a bilden, größer als die Höcker 3 in
der Profilgröße, aufgrund
von Bedingungen für
das Herstellungsverfahren, das später erwähnt wird. Die anderen säulenförmigen Leiter
besitzen jedoch einen kleineren Durchmesser.
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In
dem Fall der Leiterplatte M2 sind andererseits
der Leiterschaltkreis 2a in der Oberschicht und die Lötauge-Schaltkreise 4 in
der Oberfläche 1a der Isolier-Basis 1 ausgesetzt,
und die Höcker 3 sind
auf dem Kopf des Leiterschaltkreises 2a integral ausgebildet.
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Die
Leiterplatte M2 kann mit dieser Konstruktion
als ein höckerförmiger Kontaktkopf
(wird später erwähnt) gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, wenn sie nur mit dem Leiterschaltkreis 2a in
der Oberschicht bereitgestellt wird, ohne eine Vielzahl von Leiterschichten
einzuschließen.
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Wie
durch die gestrichelten Linien in den 1 und 3 angezeigt
wird, ist eine vorbestimmte Halbleiterkomponente S auf dem Höcker-Muster von
jedem der Leiterplatten M1 und M2 befestigt. Wenn die Halbleiterkomponente
S ein bloßer
Chip ist, dann kann in diesem Fall jede der Leiterplatten M1 und M2 als ein
Packungsträger
zum Zusammensetzen einer Halbleiterbauelement-Packung verwendet werden. Wenn die Halbleiterkomponente
S eine Halbleiterbauelement-Packung ist, die bereits zusammengesetzt
ist, dann kann andererseits jede Leiterplatte als eine Hauptplatine
verwendet werden.
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In
dem Fall der Leiterplatte M1, wie in der 7 gezeigt
ist, ist jeder Höcker 3 eine
Mehrschicht-Struktur (Zweischicht-Struktur, wie dargestellt ist), die
die gestapelten dünnen
Schichten 3a und 3b einschließt, die durch aufeinander folgende elektrolytische
Abscheidung von unterschiedlichen leitfähigen Materialien gebildet
werden, und jeder Lötauge-Schaltkreis 4 ist
ferner eine Mehrschicht-Struktur (Zweischicht-Struktur, wie dargestellt
ist), die die gestapelten dünnen
Schichten 4a und 4b einschließt, die durch aufeinander folgende
elektrolytische Abscheidung von unterschiedlichen leitfähigen Materialien
gebildet werden. Die dünnen
Schichten 3a und 4a, die äußere Schicht-Abschnitte von jedem
Höcker 3 beziehungsweise
jedem Lötauge-Schaltkreis 4 bilden,
sind aus ein und demselben leitfähigen
Material gebildet, während
die dünnen
Schichten 3b und 4b, die innere Schicht-Abschnitte
von jedem Höcker 3 beziehungsweise
jedem Lötauge-Schaltkreis 4 bilden,
ferner aus ein und demselben leitfähigen Material gebildet sind.
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In
diesem Fall sollen die äußeren Schicht-Abschnitte 3a und 4a als
Barriere-Schichten gegen ein Ätzmittel
fungieren, das in dem später
erwähnten
Herstellungsverfahren verwendet wird, so dass sie aus einem leitfähigen Material
gebildet werden, das gegen Korrosion durch das Ätzmittel beständig ist.
In dem Fall, in dem das verwendete Ätzmittel ein Ätzmittel
ist, das für
das Ätzen
von zum Beispiel Kupfer ausgelegt ist, können Gold, Nickel oder Nickel-Kobalt
oder eine andere Nickel-Legierung als ein geeignetes leitfähiges Material
für die äußeren Schicht-Abschnitte 3a und 4a verwendet
werden. Andererseits sollten die inneren Schicht-Abschnitte 3b und 4b vorzugsweise
aus Kupfer gebildet werden, der hochgradig elektrisch leitfähig ist.
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In
dem Fall von jedem ersten säulenförmigen Leiter 51 , der ein größeres Profil als das von jedem Höcker 3 besitzt,
ist eine Schicht des leitfähigen
Materials, das den äußeren Schicht-Abschnitt 3a bildet, in
einer stufenförmigen
Struktur nahe der Grenze zwischen dem Leiter 51 und
dessen entsprechendem Höcker 3 ausgebildet,
während
der gesamte verbleidende Abschnitt aus dem gleichen leitfähigen Material
wie der innere Schicht-Abschnitt 3b ausgebildet ist.
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In
dem Fall der Leiterplatte M2, wie in der 8 gezeigt
ist, sind andererseits jeder Höcker 3 und
der Leiterschaltkreis 2a, die in der Oberfläche 1a der
Isolier-Basis 1 ausgesetzt sind wie jeder Höcker 3 der
Leiterplatte M1 Mehrschicht-Strukturen,
wobei jede aus den äußeren und
inneren Schicht-Abschnitten 3a und 3b zusammengesetzt
ist. Ferner ist bei jedem Lötauge-Schaltkreis 4,
der in der Oberfläche 1a ausgesetzt
ist, die obere Oberfläche
aus einer Schicht aus dem gleichen Material wie der äußere Schicht-Abschnitt 3a ausgebildet,
und der Abschnitt, der unter der oberen Oberfläche liegt, ist aus dem gleichen
Material wie der innere Schicht-Abschnitt 3b ausgebildet.
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Obwohl
jede oben beschriebene Mehrschicht-Struktur eine Zweischicht-Struktur
ist, ist sie nicht auf diese Anordnung beschränkt, und dessen äußerer Schicht-Abschnitt
kann zum Beispiel eine laminare Struktur sein, die durch elektrolytische
Abscheidung von unterschiedlichen leitfähigen Material in zwei oder
mehreren Schichten ausgebildet wurde. Ferner sollte jedoch in diesem
Fall die Oberschicht aus einem Material ausgebildet werden, das
gegen Korrosion durch das Ätzmittel
beständig
ist, das in dem später
beschriebenen Schritt verwendet wird, wie zuvor erwähnt wurde.
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In
diesen Leiterplatten M1 und M2 werden
die säulenförmigen Leiter 51 und 5 durch Füllen eines leitfähigen Materials
in Löcher
ausgebildet, die über ein
Verfahren gebildet werden, das später erwähnt wird. Dabei wird das leitfähige Material über Elektroplattierung
elektrolytisch abgeschieden. Wenn zum Beispiel diese Löcher den
gleichen Durchmesser wie die herkömmlichen durchgehenden Löcher oder
inneren Kontaktlöcher
besitzen, dann ist somit die Stromkapazität viel größer als in dem Fall der herkömmlichen
Leitungsstruktur, in der eine Abscheidung auf den Wandoberflächen der
durchgehenden Löcher
oder inneren Kontaktlöcher
gebildet wird. Mit anderen Worten kann der Durchmesser der säulenförmigen Leiter 5 kleiner
als in der herkömmlichen Struktur
gemacht werden, die auf den durchgehenden Löchern oder inneren Kontaktlöchern basiert, und
zwar in dem Fall, in dem ein Versuch unternommen wird, eine notwendige
Stromkapazität
für die
Aktivierung der Leiterplatten sicherzustellen.
-
Dementsprechend
kann der zuvor genannte Totraum im Vergleich zu der herkömmlichen
Leitungsstruktur minimiert werden, die die durchgehenden Löcher oder
inneren Kontaktlöcher
einschließt. Somit
kann die Verteilungsdichte der Höcker 3,
die auf der Oberfläche
der Leiterplatte ausgebildet werden können, verbessert und deshalb
eine Packung hoher Dichte von Halbleiterkomponenten erwirkt werden.
-
In
den Leiterplatten M1 und M2 wird
die Kontinuität
zwischen den Leiterschaltkreisen mithilfe der säulenförmigen Leiter 5 sichergestellt.
Dementsprechend erfordert die Herstellung dieser Leiterplatten keine
Bearbeitung, wie z. B. Bohren, das beim Ausbilden der durchgehenden
Löcher
oder inneren Kontaktlöcher
notwendig ist, die Regionen zwischen den Leiterschaltkreisen durchdringen.
Somit können
die ebenen Muster feiner gemacht werden, und aus diesem Grund kann
ferner eine Packung hoher Dichte von Halbleiterkomponenten erwirkt
werden.
-
Das
unterscheidungskräftigste
Merkmal des Herstellungsverfahrens für Leiterplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, dass die Höcker
zuerst ausgebildet werden und die Leiterschaltkreise in einer Vielzahl
von Schichten anschließend
aufeinander folgend unter den Höckern
mit den säulenförmigen Leitern
zwischen ihnen ausgebildet werden.
-
Jede
Leiterplatte der Erfindung wird hergestellt, indem die zuvor erwähnten Schritte
A, B, C und D in der genannten Reihenfolge ausgeführt werden. In
dem Schritt A wird ein Glied A (wird später erwähnt) durch Einbetten von Höckern, ersten
säulenförmigen Leitern
und Oberschicht-Leiterschaltkreisen und/oder Lötauge-Schaltkreisen in einem
Schutz-Abschnitt hergestellt. In dem Schritt B wird ein Glied B(1)
oder B(2) (wird später
erwähnt)
durch Anbringen eines zusätzlichen
Leiterschaltkreises und von säulenförmigen Leitern
an das Glied A hergestellt. In dem Schritt C wird eine integrierte
Struktur C durch Integration des Glieds B(1) oder B(2) mit einem
Isolierträger
hergestellt. Schließlich
wird die beabsichtigte Leiterplatte in dem Schritt D hergestellt.
-
In
diesem Fall kann die Leiterplatte M1 hergestellt
werden, indem die Schritte A1 bis A14 ausgeführt werden,
die den Schritt A bilden, während
die Leiterplatte M2 hergestellt werden kann,
indem die Schritte A15 bis A18 an
der Stelle der Schritte A5 bis A14 aus den Schritten A1 bis
A14 des Schritts A ausgeführt werden.
-
Das
Herstellungsverfahren für
die Leiterplatte M1 wird zuerst beschrieben.
-
Als
erstes wird das Glied A auf die folgende Art und Weise hergestellt.
Die einzelnen Schritte werden nun der Reihe nach beschrieben:
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Schritt A1:
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Wie
in der 9 gezeigt ist, wird eine dünne Leiterschicht 7 mit
einer Dicke von etwa 2 bis 3 μm auf
einer Oberfläche 6a eines
elektrisch leitfähigen Trägers 6,
wie z. B. eine Edelstahlplatte, durch Elektroplattierung der Oberfläche mit
zum Beispiel Kupfer auf eine herkömmliche Art und Weise gebildet.
Der leitfähige
Träger
kann alternativ eine Kupferplatte sein.
-
Schritt A2:
-
Anschließend wird
eine Schutzschicht a1 durch Beschichtung
einer Oberfläche 7a der
dünnen Leiterschicht 7 gebildet
( 10). Die Schutzschicht a1 wird
zum Beispiel durch die Verwendung eines herkömmlichen Trockenfilms oder
durch Aufbringen eines flüssigen
Photolacks gebildet. Die Dicke der Schutzschicht a1 wird
derart eingestellt, dass sie im Wesentlichen mit der Höhe von zu
bildenden Höckern
gleich ist.
-
Die
Schutzschicht a1 wird optisch ausgesetzt und
entwickelt und sie wird vollständig
mit Ausnahme derjenigen Abschnitte entfernt, die den erwarteten Höcker-Bildungsstellen
entsprechen. Daraufhin wird die Oberfläche 7a der dünnen Leiterschicht 7 in
der Region ausgesetzt, die von der Schutzschicht a1 bereinigt
wurde, wie in der 11 gezeigt ist.
-
Schritt A3:
-
Anschließend wird
die Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
eine negative Elektrode verwendet wird, und eine elektrolytisch
abgeschiedene Schicht 8 wird durch elektrolytische Abscheidung
eines zuvor beschriebenen leitfähigen
Materials auf der ausgesetzten Oberfläche 7a der dünnen Leiterschicht 7 gebildet,
so dass sie mit der verbleibenden Schutzschicht a1 bündig ist (12).
-
Das
in diesem Schritt verwendete leitfähige Material ist keinen speziellen
Beschränkungen
unterworfen und kann zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium oder
Gold sein. Gewöhnlich
ist Kupfer bevorzugt.
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Schritt A4:
-
Anschließend wird
die in den erwarteten Höcker-Bildungsstellen
verbliebene Schutzschicht a1 entfernt. Nachfolgend
werden Aussparungen für
Höcker 3A in
einem vorbestimmten ebenen Muster in der elektrolytisch abgeschiedenen
Schicht 8 ausgebildet, so dass die Oberfläche 7a der
dünnen
Leiterschicht 7 durch die Aussparungen ausgesetzt wird, wie
in der 13 gezeigt ist.
-
Schritt A5:
-
Anschließend wird
eine Schutzschicht a2 auf einer Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 gebildet, so dass
dessen Dicke im Wesentlichen mit der Höhe der zu bildenden ersten
säulenförmigen Leiter
gleich ist, und wird optisch ausgesetzt und entwickelt. Daraufhin
werden erste Löcher 5A1 , die einzeln mit den Aussparungen
für Höcker 3A verbinden,
und ebene Muster 4A, die den Schaltkreis-Mustern von zu
bildenden Lötauge-Schaltkreisen entsprechen,
gleichzeitig in der Schutzschicht a2 ausgebildet,
wie in der 14 gezeigt ist.
-
Das
Profil von jedem ersten Loch 5A1 ,
das auf diese Art und Weise gebildet wurde, ist größer als das
von jeder Höcker-Aussparung 3A.
Somit bilden jedes erste Loch 5A1 und
dessen entsprechende Höcker-Aussparung 3A eine
Aushöhlung
als ein Ganzes. Die Oberfläche 7a der
dünnen
Leiterschicht 7 und eine Seitenwand 8b der elektrolytisch
abgeschiedenen Schicht 8 werden an dem Unterteil der Höcker-Aussparung 3A ausgesetzt,
während
die Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 durch die ebenen
Muster 4A ausgesetzt wird. Weil das Profil von jedem ersten
Loch 5A1 größer als das der Höcker-Aussparung 3A ist,
in die es sich öffnet,
besitzt außerdem
die Aushöhlung,
die durch die Aussparung 3A und das Loch 5A1 bestimmt wird, eine stufenförmige Konfiguration,
so dass eine Teiloberfläche 8c der elektrolytisch
abgeschiedenen Schicht 8 in dem ersten Loch 5A1 in der Grenzregion zwischen den zweien
ausgesetzt wird. Gewöhnlich wird
ein Trockenfilm bei der Bildung der Schutzschicht a2 in
diesem Schritt A5 verwendet, obwohl an Stelle
davon ein flüssiger
Photolack verwendet werden kann.
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Wenn
ein permanenter Photolack verwendet wird, um die Schutzschicht a2 in diesem Schritt A5 zu bilden,
dann müssen
die unten beschriebenen Schritte A7 bis
A8 nicht immer ausgeführt werden.
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Schritt A6:
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Anschließend wird
die gesamte resultierende Struktur in ein galvanisches Bad getaucht,
um elektroplattiert zu werden, wobei der leitfähige Träger 6 als die negative
Elektrode verwendet wird.
-
In
diesem Fall wird die Elektroplattierung wenigstens zweimal in unterschiedlichen
galvanischen Bädern
ausgeführt.
Spezifisch wird in dem Fall, in dem die elektrolytisch abgeschiedene
Schicht 8 aus Kupfer gebildet wurde, ein erster Zyklus
der Elektroplattierung ausgeführt,
um eine Schicht eines korrosionsbeständigen ersten leitfähigen Materials
elektrolytisch abzuscheiden, wie z. B. Gold, Nickel oder eine Nickel-Kobalt-Legierung, das von
dem Ätzmittel nicht
korrodiert werden kann, das bei einem Ätzungsprozess in dem Schritt
D verwendet wird, der später erwähnt wird.
In diesem ersten Zyklus der Elektroplattierung wird das erste leitfähige Material
in einer Schicht auf der ausgesetzten Oberfläche 7a der dünnen Leiterschicht 7,
der Seitenwand 8b der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 und
der Teiloberfläche 8c der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 in der Grenzregion
und in jeder Aushöhlung
elektrolytisch abgeschieden, die aus jeder Höcker-Aussparung 3A und
dessen entsprechendem ersten Loch 5A1 gebildet
wird. Die gleiche elektrolytische Abscheidung erflogt ferner in
den ebenen Mustern 4A.
-
Nachdem
der erste Zyklus der Elektroplattierung beendet ist, wird ein weiterer
Zyklus der Elektroplattierung ausgeführt. In diesem zweiten Zyklus
wird ein weiteres leitfähiges
Material auf der dünnen Schicht
des ersten leitfähigen
Materials elektrolytisch abgeschieden. Das bei diesem Prozess abgeschiedene
leitfähige
Material kann ein beliebiges geeignetes Material sein, wie z. B.
Kupfer oder Aluminium, das über
eine hohe elektrische Leitfähigkeit
verfügt.
-
In
diesem Prozess der Elektroplattierung wird das erste leitfähige Material,
das gegen Korrosion durch das in dem Schritt D verwendete Ätzmittel beständig ist,
zuerst in einer Schicht in der Höcker-Aussparung 3A abgeschieden,
und das zweite leitfähige
Material wird weiter auf der Schicht, in jeder Aushöhlung, die
von der Höcker-Aussparung 3A und dessen
entsprechendem ersten Loch 5A1 gebildet wird,
und in jedem ebenen Muster 4A abgeschieden. Als eine Folge
werden die Aushöhlung
und das ebene Muster mit diesen leitfähigen Materialien aufgefüllt.
-
Wenn
der Schritt A6 beendet ist, dann werden
deshalb die Höcker 3 auf
eine derartige Art und Weise ausgebildet, dass jede Höcker-Aussparung 3A mit
einer Zweischicht-Struktur aufgefüllt wird, die aus den äußeren und
den inneren gestapelten dünnen
Schichten (Schicht-Abschnitten) 3a und 3b zusammengesetzt
ist, wie in der 15 gezeigt ist. Ferner wird
in jedem ebenen Muster 4A eine Zweischicht-Struktur, wobei
jede aus den äußeren und den
inneren gestapelten dünnen
Schichten (Schicht-Abschnitten) 4a und 4b zusammengesetzt ist,
die aus den gleichen Materialien wie die dünnen Schichten 3a beziehungsweise 3b gebildet
wurden, als der Lötauge-Schaltkreis 4 ausgebildet.
Gemeinsam werden in den ersten Löchern 5A1 die ersten säulenförmigen Leiter 51 als Zweischicht-Strukturen ausgebildet,
wobei jeder die dünne
Schicht 3a in der Nachbarschaft des stufenförmigen Abschnitts
und einen darunter liegenden Abschnitt einschließt, der aus dem gleichen Material
wie die dünne
Schicht 3b gebildet wurde.
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In
diesem Prozess der Elektroplattierung ist das Profil von jedem ersten
Loch 5A1 größer als das von jeder Höcker-Aussparung 3A,
so dass die einzelnen leitfähigen
Materialien glatt in den Aussparungen für Höcker und dann in den ersten
Löchern elektrolytisch
abgeschieden werden. Wenn das galvanische Bad einer Ultraschallschwingung
während
dem Prozess der Elektroplattierung unterworfen wird, dann wird es
ihm gestattet, sicher in die ersten Löcher 5A1 und
in die Aussparungen für
Höcker 3A einzudringen,
obwohl diese Löcher
und Aussparungen klein bemessen sind, und Gas, das während dem
Prozess der Elektroplattierung erzeugt wurde, kann schnell aus den
Löchern 5A1 und den Aussparungen 3A entfernt
werden. Somit kann eine Plattierung mit hoher Zuverlässigkeit
erwirkt werden.
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Der
leitfähige
Träger 6,
die dünne
Leiterschicht 7 und die elektrolytisch abgeschiedene Schicht 8,
die über
einen breiten Bereich verfügen, bilden
eine Leitungsbahn für
die Elektroplattierung. Dementsprechend kann ein großer elektrischer Strom
geliefert werden, so dass die Stromdichte für die Elektroplattierung gesteigert
werden kann. Als Folge können
die Aussparungen für
Höcker 3A,
die ersten Löcher 5A1 und die ebenen Muster 4A mit
den leitfähigen
Materialien innerhalb einer kurzen Zeitspanne aufgefüllt werden.
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In
diesem Schritt A6 sind die Zyklen der Elektroplattierung
der Anzahl nach nicht auf zwei beschränkt, und die Elektroplattierung
kann bei Bedarf dreimal oder öfter
wiederholt werden. Sogar in diesem Fall muss jedoch ein korrosionsbeständiges erstes
leitfähiges
Material, wie z. B. das zuvor erwähnte, in einer Schicht in dem
ersten Zyklus der Elektroplattierung elektrolytisch abgeschieden
werden.
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Schritt A7:
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Wenn
die Aussparungen für
Höcker 3A,
die ersten Löcher 5A1 und die ebenen Muster 4A mit
den Mehrschicht-Strukturen der leitfähigen Materialien aufgefüllt wurden,
das heißt,
wenn die gesamte abgeschiedene Oberfläche mit der Schutzschicht a2 bündig
ist, dann wird die Elektroplattierung eingestellt und die Schicht
a2 anschließend entfernt. Als eine Folge
wird die Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 ausgesetzt und
die Höcker 3, wobei
jeder aus einer Mehrschicht-Struktur eines leitfähigen Materials, die jede Höcker-Aussparung
auf füllt,
und den ersten säulenförmigen Leitern 51 zusammengesetzt ist, die einzeln aus
den Höckern
herausragen, werden integral in vorbestimmten Abschnitten der elektrolytisch
abgeschiedenen Schicht 8 ausgebildet, wie in der 16 gezeigt
ist. Zu der gleichen Zeit werden die Lötauge-Schaltkreise 4 gebildet,
wobei jeder aus einer Mehrschicht-Struktur eines leitfähigen Materials
zusammengesetzt ist.
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Schritt A8:
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Anschließend wird
die ausgesetzte Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 beschichtet, um
eine Schutzschicht a3 mit einer Dicke zu
bilden, so dass das Profil von jedem ersten säulenförmigen Leiter 51 und die Oberfläche von jedem Lötauge-Schaltkreis 4 ausgesetzt
werden, wie in der 17 gezeigt ist. Spezifischer
wird zum Beispiel ein flüssiger
Photolack auf die Oberfläche 8a aufgebracht
und optisch ausgesetzt und entwickelt, um eine Isolierschicht zu
bilden.
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Schritt A9:
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Nachdem
die Oberfläche
der Schutzschicht a3 aufgeraut wurde, wird
sie einer stromlosen Abscheidung unterworfen. Daraufhin werden die
jeweiligen Oberflächen
der Schutzschicht a3, der ersten säulenförmigen Leiter 51 und der Lötauge-Schaltkreise 4 beschichtet,
um einen abgeschiedenen Film 9 zu bilden, wie in der 18 gezeigt
ist.
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Schritt A10:
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Anschließend wird
eine Schutzschicht a4, die im Wesentlichen
so dick wie ein zu bildender Leiterschaltkreis ist, durch Beschichtung
der Oberfläche des
abgeschiedenen Films 9 gebildet und optisch ausgesetzt
und entwickelt. Daraufhin werden ein ebenes Muster 2A,
das dem Schaltkreis-Muster des zu bildenden Leiterschaltkreises
entspricht, und die ebenen Muster 5A1' gleichzeitig
ausgebildet, die den säulenförmigen Leitern
entsprechen, die mit den Lötauge-Schaltkreisen 4 verbunden
werden sollen.
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Als
eine Folge werden die ebenen Muster 2A und 5A1' für den Leiterschaltkreis
und für
die säulenförmigen Leiter
mit vorbestimmten ebenen Formen auf einer Oberfläche 9a des abgeschiedenen
Films 9 ausgebildet, und die Filmoberfläche 9a wird durch diese
ebenen Muster ausgesetzt, wie in der 19 gezeigt
ist. Entweder ein Trockenfilm oder ein flüssiger Photolack können bei
der Bildung der Schutzschicht a4 in diesem
Schritt verwendet werden.
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Schritt A11:
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Anschließend wird
eine Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, und ein leitfähiges Material,
wie z. B. Kupfer, das über
eine hohe elektrische Leitfähigkeit
verfügt,
wird auf der Oberfläche 9a des
abgeschiedenen Films 9 elektrolytisch abgeschieden, der
durch die ebene Muster 2A und 5A1' ausgesetzt
wird, um mit der Oberfläche
der Schutzschicht a4 bündig zu sein, wie in der 20 gezeigt ist.
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Schritt A12:
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Nachdem
die Schutzschicht a4 anschließend entfernt
wurde, um die Oberfläche 9a des
abgeschiedenen Films 9 auszusetzen, wird ausschließlich die ausgesetzte
Oberfläche
zum Beispiel mittels Weichätzung
entfernt. Als eine Folge wird die Oberfläche der Schutzschicht a3 ausgesetzt, und der Leiterschaltkreis 2a und
die säulenförmigen Leiter 51',
die einzeln mit den Lötauge-Schaltkreisen 4 verbunden sind,
werden auf der ausgesetzten Oberfläche ausgebildet, wie in der 21 gezeigt
ist.
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Schritt A13:
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Anschließend werden
die ausgesetzte Oberfläche
der Schutzschicht a3, der Leiterschaltkreis 2a und
die säulenförmigen Leiter 51' vollständig beschichtet,
um eine Schutzschicht a5 zu bilden, wie
in der 22 gezeigt ist. Obwohl entweder
ein Trockenfilm oder ein flüssiger
Photolack bei der Bildung der Schutzschicht a5 verwendet
werden kann, ist der flüssige
Photolack bevorzugt.
-
Somit
werden die zuvor gebildete Schutzschicht a3 und
die Schutzschicht a5 vereint, um einen Schutz-Abschnitt
A als eine Isolierschicht zu bilden, und der Leiterschaltkreis 2a und
die säulenförmigen Leiter 51' werden
in die Isolierschicht eingebettet. In diesem Fall wird die Dicke
der Schutzschicht a5 in den Regionen, die
dem Schaltkreis 2a und den Leitern 51' entsprechen,
derart eingestellt, dass sie mit der Höhe der zu bildenden zweiten
säulenförmigen Leiter
(werden später
erwähnt)
im Wesentlichen gleich sind.
-
Anschließend wird
die Schutzschicht a5 optisch ausgesetzt
und entwickelt, um mit dem Leiterschaltkreis 2a und den
zweiten Löchern 5A2 ausgebildet zu werden, die mit den
säulenförmigen Leitern 51' verbinden,
wie in der 23 gezeigt ist. Somit werden
die jeweiligen Stirnseiten des Schaltkreises 2a und der
Leiter 51' durch die zweiten Löcher 5A2 ausgesetzt.
-
Schritt A14:
-
Schließlich wird
eine Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, ein leitfähiges Material wird auf den
jeweiligen Oberflächen
des Leiterschaltkreises 2a und der säulenförmigen Leiter 51' elektrolytisch
abgeschieden, die durch die zweiten Löcher 5A2 ausgesetzt
sind, und die Löcher 5A2 werden aufgefüllt, um zweite säulenförmige Leiter 52 zu bilden, woraufhin der Schritt A
beendet ist. In diesem Fall werden die zweiten säulenförmigen Leiter 52 , die mit den Lötauge-Schaltkreisen 4 elektrisch
verbunden sind, integral mit ihren entsprechenden säulenförmigen Leitern 51' ausgebildet,
die zuvor gebildet wurden.
-
Wenn
der Schritt A beendet ist, dann befinden sich die Höcker 3 in
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8, die ersten
säulenförmigen Leiter 51 , die Lötauge-Schaltkreise 4,
der Leiterschaltkreis 2a und die zweiten säulenförmigen Leiter 52 sind in einen Schutz-Abschnitt A eingebettet
und die jeweiligen Stirnseiten der säulenförmigen Leiter 52 sind in einem vorbestimmten Muster
auf der Oberfläche
der Schutzschicht a5 ausgesetzt, wie in
der 24 gezeigt ist. Das Glied A wird auf diese Art
und Weise hergestellt.
-
Somit
werden in diesem Glied A Leitungsstrukturen zwischen den Höckern 3,
den ersten säulenförmigen Leitern 51 , dem abgeschiedenen Film 9, dem
Leiterschaltkreis 2a und den zweiten säulenförmigen Leitern 52 und zwischen den Lötauge-Schaltkreisen 4,
dem abgeschiedenen Film 9 und den zweiten säulenförmigen Leitern 52 einzeln ausgebildet.
-
Dann
wird ein weiterer zusätzlicher
Leiterschaltkreis an das resultierende Glied A angebracht, indem
das Glied A dem folgenden Schritt B unterworfen wird.
-
In
diesem Fall setzt sich der Schritt B entweder aus dem zuvor erwähnten Schritt
B(1) oder B(2) zusammen. Wenn der Schritt B(1) verwendet wird, der
die Schritte B1 bis B4 (werden
später
erwähnt) einschließt, dann
kann ein Zwischen-Glied B(1) für die
Leiterplatte M1 hergestellt werden, in dem
die zwei Leiterschaltkreise eingebettet sind, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist. Wenn der Schritt B(2) verwendet wird, der die Schritte B5 bis B10 einschließt, dann
kann andererseits ein Zwischen-Glied B(2) für die Leiterplatte M1 mit drei oder mehreren darin eingebetteten
Leiterschaltkreisen hergestellt werden.
-
Der
Schritt B(1) wird zuerst beschrieben.
-
Schritt B1:
-
Zuerst
wird die Oberfläche
der Schutzschicht a5 des in dem Schritt
A hergestellten Glieds A einer stromlosen Abscheidung unterworfen,
woraufhin ein abgeschiedener Film 10 gebildet wird, der
die gesamte Oberfläche
abdeckt, wie in der 25 gezeigt ist.
-
Schritt B2:
-
Anschließend wird
eine Oberfläche 10a des abgeschiedenen
Films 10 beschichtet, um eine Schutzschicht b1 zu
bilden, die optisch ausgesetzt und entwickelt wird, woraufhin ein
ebenes Muster 2B ausgebildet wird, das dem Schaltkreis-Muster
eines zu bildenden Leiterschaltkreises entspricht. Als eine Folge
wird das Leiterschaltkreis-Muster 2B mit einer vorbestimmten
ebenen Form auf der Oberfläche 10a des
abgeschiedenen Films 10 ausgebildet, und die Film-Oberfläche 10a wird
durch das Muster 2B ausgesetzt, wie in der 26 gezeigt
ist. In diesem Fall kann entweder ein Trockenfilm oder ein flüssiger Photolack
bei der Bildung der Schutzschicht b1 verwendet
werden.
-
Schritt B3:
-
Anschließend wird
die Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, und ein leitfähiges Material,
wie z. B. Kupfer, das über
eine hohe elektrische Leitfähigkeit
verfügt,
wird auf der ausgesetzten Oberfläche 10a des
abgeschiedenen Films 10 bis zu einer solchen Dicke elektrolytisch
abgeschieden, dass es mit der Schutzschicht b1 bündig ist.
Daraufhin wird der Leiterschaltkreis 2b auf dem ebenen Muster 2B ausgebildet,
wie in der 27 gezeigt ist.
-
Schritt B4:
-
Anschließend wird
die Schutzschicht b1 entfernt. Daraufhin
wird die Oberfläche 10a des
abgeschiedenen Films 10 in der Region ausgesetzt, die bisher
von der Schicht b1 eingenommen worden ist, wie
in der 28 gezeigt ist.
-
Der
ausgesetzte abgeschiedene Film 10 wird zum Beispiel durch
Weichätzung
entfernt.
-
Als
eine Folge wird das Glied B(1), in dem der Leiterschaltkreis 2b ausgebildet
ist, in einem vorbestimmten ebenen Muster auf der Oberfläche der Schutzschicht
a5 hergestellt, wie in der 29 gezeigt
ist. In diesem Glied B(1) werden Leitungsstrukturen zwischen den
Höckern 3,
den ersten säulenförmigen Leitern 51 , dem abgeschiedenen Film 9,
dem Leiterschaltkreis 2a, den zweiten säulenförmigen Leitern 52 , dem abgeschiedenen Film 10 und
dem Leiterschaltkreis 2b und zwischen den Lötauge-Schaltkreisen 4,
dem abgeschiedenen Film 9, den zweiten säulenförmigen Leitern 52 , dem abgeschiedenen Film 10 und
dem Leiterschaltkreis 2b einzeln ausgebildet.
-
Wenn
das Glied B(1) anschließend
dem Schritt C unterworfen wird, dann besitzt die resultierende Leiterplatte
M1 zwei darin eingebettete Leiterschaltkreise.
Mehrere Leiterschaltkreise können
eingebettet werden, indem das Glied B(1) dem Schritt B(2) unterworfen
wird, der unten beschrieben wird.
-
Schritt B5:
-
Zuerst
werden der Leiterschaltkreis 2b und die Schutzschicht a5 des Glieds B(1) vollständig beschichtet, um eine Schutzschicht
b2 zu bilden, wie in der 30 gezeigt
ist. Obwohl die Schutzschicht b2 unter Verwendung
von entweder einem Trockenfilm oder einem flüssigen Photolack gebildet werden kann,
wird der flüssige
Photolack bevorzugt.
-
Somit
werden die Schutzschichten a3 und a5 des Glieds B(1) und die Schutzschicht b2 vereint, um eine Isolierschicht zu bilden,
und der Leiterschaltkreis 2a, die Lötauge-Schaltkreise 4 und
der Leiterschaltkreis 2b werden in die Isolierschicht eingebettet.
In diesem Fall wird die Dicke der Schutzschicht b2 in
der Region, die dem eingebetteten Schaltkreis 2b entspricht,
derart eingestellt, dass sie mit der Höhe der in der nächsten Stufe
zu bildenden säulenförmigen Leiter
(werden später
erwähnt)
im Wesentlichen gleich ist.
-
Dann
wird die Schutzschicht b2 optisch ausgesetzt
und entwickelt, um mit den Löchern 5B1 ausgebildet zu werden, die mit dem
Leiterschaltkreis 2b verbinden, wie in der 31 gezeigt
ist. Somit wird die Oberfläche
des Schaltkreises 2b durch die Löcher 5B1 ausgesetzt.
-
Schritt B5:
-
Anschließend wird
eine Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, und ein leitfähiges Material
wird auf der Oberfläche
des Leiterschaltkreises 2b elektrolytisch abgeschieden,
der durch die Löcher 5B1 ausgesetzt ist, woraufhin die Löcher 5B1 mit dem leitfähigen Material aufgefüllt werden.
Als eine Folge werden die säulenförmigen Leiter 53 ausgebildet, die mit dem Leiterschaltkreis 2b integral
sind, wobei ihre jeweiligen Oberflächen aus der Schutzschicht
b2 ausgesetzt sind, wie in der 32 gezeigt ist.
-
Schritt B7:
-
Die
gesamte Oberfläche
der Schutzschicht b2 wird beschichtet, und
ein abgeschiedener Film 11 wird durch stromlose Abscheidung
gebildet (33).
-
Schritt B8:
-
Anschließend wird
eine Oberfläche 11a des abgeschiedenen
Films 11 beschichtet, um eine Schutzschicht b3 zu
bilden, die optisch ausgesetzt und entwickelt wird, woraufhin ein
ebenes Muster 2C ausgebildet wird, das dem Schaltkreis-Muster
eines Leiterschaltkreises entspricht, der unter dem Leiterschaltkreis 2b ausgebildet
werden soll. Als eine Folge wird die Oberfläche 11a des abgeschiedenen Films 11 durch
das Muster 2B ausgesetzt, wie in der 34 gezeigt
ist. Bei der Bildung der Schutzschicht b3 kann
entweder ein Trockenfilm oder ein flüssiger Photolack verwendet
werden.
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Schritt B9:
-
Anschließend wird
eine Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, und ein leitfähiges Material
wird auf der ausgesetzten Oberfläche 11a des
abgeschiedenen Films 11 bis zu einer Dicke elektrolytisch
abgeschieden, die der verbleibenden Schutzschicht b3 entspricht.
-
Als
eine Folge wird ein Leiterschaltkreis 2c in einem vorbestimmten
ebenen Muster auf der Oberfläche 11a des
abgeschiedenen Films 11 ausgebildet, wie in der 35 gezeigt
ist.
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Schritt B10:
-
Anschließend wird
die Schutzschicht b3 entfernt. Als eine
Folge wird die Oberfläche 11a des
abgeschiedenen Films 11 in der Region ausgesetzt, die der
entfernten Schicht b3 entspricht, wie in
der 36 gezeigt ist.
-
Anschließend wird
der ausgesetzte abgeschiedene Film 11 durch zum Beispiel
Weichätzung entfernt.
Daraufhin wird das Glied B(2) hergestellt, in dem der Leiterschaltkreis 2c in
einem vorbestimmten ebenen Muster auf der Oberfläche der Schutzschicht b2 ausgebildet ist, wie in der 37 gezeigt
ist.
-
In
diesem Glied B(2) sind die zwei Leiterschaltkreise 2a und 2b in
die Schutzschichten a5 beziehungsweise b2 eingebettet, während der Leiterschaltkreis 2c auf
der Oberfläche
der Schutzschicht b2 ausgebildet ist.
-
In
diesem Fall werden der neue Leiterschaltkreis 2b und die
neuen säulenförmigen Leiter 53 , die zusätzlich an das Glied A angebracht
sind, in einem Schutz-Abschnitt B eingebettet, der aus der Schutzschicht
b2 zusammengesetzt ist. Die Leitungsstrukturen
werden zwischen den Höckern 3,
den ersten säulenförmigen Leitern 51 , dem abgeschiedenen Film 9, dem
Leiterschaltkreis 2a, den zweiten säulenförmigen Leitern 52 , dem abgeschiedenen Film 10,
dem Leiterschaltkreis 2b, den säulenförmigen Leitern 53 , dem abgeschiedenen Film 11 und
dem Leiterschaltkreis 2c und zwischen den Lötauge-Schaltkreisen 4, dem
abgeschiedenen Film 9, den zweiten säulenförmigen Leitern 52 , dem abgeschiedenen Film 10,
dem Leiterschaltkreis 2b, den säulenförmigen Leitern 53 , dem abgeschiedenen Film 11 und
dem Leiterschaltkreis 2c einzeln gebildet.
-
Zusätzliche
Leiterschaltkreise können
an dem Leiterschaltkreis 2c angebracht werden, indem die
mit Bezug auf die 30 bis 37 beschriebenen
Prozesse in einer gewünschten
Anzahl von Wiederholungen wiederholt werden.
-
Somit
wird am Ende des Schrittes B ein Zwischen-Glied, in dem ein zuvor
beschriebener Leiterschaltkreis auf der Oberfläche einer abschließend gebildeten
Schutzschicht ausgebildet wurde, in den beiden Schritten B(1) und
B(2) hergestellt.
-
Dieses
Zwischen-Glied wird anschließend dem
Schritt C unterworfen. Dieser Schritt wird in Verbindung mit dem
Fall des Glieds B(1) beschrieben, der zum Beispiel in der 29 gezeigt
ist.
-
Ein
Isolierträger 12 wird
vorbereitet und dessen eine Oberfläche 12a und die Oberfläche des Glieds
B(1), auf der der Leiterschaltkreis 2b ausgebildet wurde,
werden durch das Wärmedruckverfahren zusammengeklebt,
wie in der 38 gezeigt ist. Daraufhin wird
der Leiterschaltkreis 2b in dem Isolierträger 12 eingebettet,
und die integrierte Struktur C wird hergestellt, die das Glied B(1)
und den Träger 12 integral
inkorporiert, wie in der 39 gezeigt
ist.
-
Vorzugsweise
sollte der in dieser Anordnung verwendete Isolierträger 12 aus
einem Material gebildet sein, wie z. B. eine Verbundfolie, die bei
Normaltemperatur mittelhart ist und sich beim Erwärmen erweicht.
Der Grund dafür
ist, dass, weil das Muster des Leiterschaltkreises 2b aus
der Oberfläche
der Schutzschicht a5 herausragend ausgebildet
ist, es unter der oberen Oberfläche 12a des
Kunststoff-Isolierträgers 12 begraben
werden kann, wenn der Träger 12 daran
kontaktgeklebt wird, und der Träger 12 danach
wärmegehärtet und
befestigt wird.
-
Sogar
in dem Fall, in dem der Isolierträger 12 aus einem starren
Material gebildet ist, kann jedoch das gesamte Muster des Leiterschaltkreises 2b bedeckt
werden, indem eine Schicht aus zum Beispiel einem unausgehärteten Epoxidharz
auf der Oberfläche
des Glieds B(1) ausgebildet wird, auf dem das Muster des Leiterschaltkreises 2b ausgebildet
ist, und das Glied B(1) und der starre Isolierträger 12 können durch
Kleben des Trägers 12 an
die Harzschicht durch das Wärmedruckverfahren
vereint werden.
-
Unmittelbar
nach dem Kleben durch das Wärmedruckverfahren
ist in diesem Fall die Schicht des Epoxidharzes unausgehärtet und
weich, so dass das Muster des Leiterschaltkreises 2b darin
begraben werden kann. Zu der gleichen Zeit wird die Harzschicht
mit der oberen Oberfläche 12a des
Isolierträgers 12 zusammengefügt. Nachdem
die Schicht wärmegehärtet ist,
wird das Muster des Leiterschaltkreises 2b mit dem Träger 12 auf
eine solche Art und Weise integriert, dass es in der wärmegehärteten Schicht
begraben wird.
-
Der
in diesem Schritt C verwendete Isolierträger kann ein beliebiger elektrischer
Isolierträger sein,
wie z. B. ein Glas-Epoxidharz-Träger, eine
elastische bedruckte Platte, ein Harzträger oder eine Folie, die aus
einem Epoxidharz, Polyimid, Polyester, Urethanharz oder Phenolharz
gebildet ist, eine keramische Folie, usw. In Anbetracht der Erfordernis, dass
das Muster des Leiterschaltkreises 2b nach dem Kleben durch
das Wärmedruckverfahren
begraben werden soll, wie zuvor erwähnt wurde, sollte der Isolierträger vorzugsweise
aus einer Verbundfolie eines Weichglas-Epoxidharzes gebildet werden.
Ferner kann der Isolierträger
mit einer geeigneten Dicke gebildet werden, indem zum Beispiel eine
Vielzahl von Verbundfolien in Schichten gestapelt wird.
-
Die
auf diese Art und Weise hergestellte integrierte Struktur C wird
dann dem Schritt D unterworfen.
-
In
dem Schritt D wird zuerst der leitfähige Träger 6 abgetrennt.
Die Oberfläche
des resultierenden Glieds wird durch die dünne Leiterschicht 7 abgedeckt,
wie in der 40 gezeigt ist.
-
Anschließend werden
die dünne
Leiterschicht 7 und die elektrolytisch abgeschiedene Schicht 8 darunter
durch Ätzung
aufeinander folgend entfernt. Daraufhin wird die Leiterplatte M1 erhalten, in der sowohl die Leiterschaltkreise 2a als
auch 2b in der Isolier-Basis 1 eingebettet sind,
die aus den Schutzschichten a3 und a5 und dem Isolierträger 12 zusammengesetzt
ist, wobei die Höcker 3 nur
aus der Oberfläche
der Schutzschicht a3 herausragen, und die
Lötauge-Schaltkreise 4 ausgesetzt
sind, wie in der 41 gezeigt ist.
-
Nachdem
die dünne
Leiterschicht 7 und die elektrolytisch abgeschiedene Schicht 8 durch Ätzung entfernt
wurden, geraten die jeweiligen Oberflächen der Höcker 3 und der Lötauge-Schaltkreise 4 mit
dem Ätzmittel
in Kontakt. Weil die jeweiligen äußeren Schicht-Abschnitte 3a und 4a von
jedem Höcker 3 und
von jedem Lötauge-Schaltkreis 4 aus
dem ersten elektrisch leitfähigen
Material ausgebildet wurden, das gegen Korrosion durch das Ätzmittel
beständig ist,
wie zuvor erwähnt
wurde, können
jedoch die Höcker
und die Lötauge-Schaltkreise
durch das Ätzmittel
während
dem Ätzprozess
nicht korrodiert werden.
-
Weil
sämtliche
der Höcker 3 Mehrschicht-Strukturen
sind, die einzeln die Aussparungen für Höcker mit der gleichen Tiefe
in der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 ausfüllen, die
die vorbestimmte Dicke besitzt, ist ihre Höhe der Tiefe der Aussparungen
für Höcker gleich
und ist einer sehr engen Schwankung unterworfen.
-
Das
Folgende ist eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens für die Leiterplatte
M2.
-
Dieses
Herstellungsverfahren ist das gleiche wie das Verfahren für die Leiterplatte
M1, mit der Ausnahme des Schritts A, das
heißt,
die anderen Schritte B, C und D werden auf die gleiche Art und Weise
ausgeführt,
wie zuvor beschrieben wurde.
-
Dementsprechend
wird nun der Schritt A für die
Herstellung der Leiterplatte M2 mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
-
Zuerst
werden die Schritte A1 bis A4 auf
die gleiche Art und Weise wie bei der Herstellung der Leiterplatte
M1 ausgeführt. Nachdem die Schutzschicht a1 auf den erwarteten Höcker-Bildungsstellen in der Oberfläche 7a der
dünnen
Leiterschicht 7 übrig
gelassen wurde, wie in der 42 gezeigt
ist, wird eine elektrolytisch abgeschiedene Schicht auf der anderen
Oberfläche
durch eine Elektroplattierung ausgebildet, und die Schutzschicht
a1 wird anschließend entfernt. Daraufhin werden
die Aussparungen für
Höcker 3A in
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 ausgebildet,
und die Oberfläche 7a der
Leiterschicht 7 wird durch die Aussparungen 3A ausgesetzt,
wie in der 43 gezeigt ist.
-
In
diesem Schritt kann bei der Ausbildung der Schutzschicht a1 entweder ein Trockenfilm oder ein flüssiger Photolack
verwendet werden.
-
Anschließend wird
das Glied A hergestellt, indem die folgenden Schritte A15 bis
A18 aufeinander folgend ausgeführt werden.
-
Schritt A15:
-
Die
Schutzschicht a2 wird durch Beschichtung
der Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 gebildet und optisch
ausgesetzt und entwickelt. Daraufhin wird das ebene Muster 2A ausgebildet,
das dem Schaltkreis-Muster des zu bildenden Leiterschaltkreises
entspricht, um mit den Aussparungen für Höcker 3A zu verbinden,
und zu der gleichen Zeit werden die ebenen Muster 4A ausgebildet,
die den Schaltkreis-Mustern der zu bildenden Lötauge-Schaltkreise entsprechen,
wie in der 44 gezeigt ist.
-
Gewöhnlich wird
bei der Bildung der Schutzschicht a2 in
diesem Schritt ein Trockenfilm verwendet.
-
Schritt A16:
-
Anschließend wird
die gesamte resultierende Struktur in ein galvanisches Bad auf die
gleiche Art und Weise wie in dem Schritt A6 für die Herstellung
der Leiterplatte M1 getaucht und wenigstens zweimal
elektroplattiert, wobei der leitfähige Träger 6 als die negative
Elektrode verwendet wird, woraufhin eine Mehrschicht-Struktur aus
verschiedenen leitfähigen
Materialien erhalten wird.
-
Wenn
diese Elektroplattierung beendet ist, dann werden die ebenen Muster 4A für die Lötauge-Schaltkreise
mit den Zweischicht-Strukturen einzeln aufgefüllt, wobei jeder die dünne Schicht 4a eines
korrosionsbeständigen
leitfähigen
Materials und die dünne
Schicht 4b eines weiteren leitfähigen Materials einschließt, woraufhin
die Lötauge-Schaltkreise 4 ausgebildet
werden, wie in der 45 gezeigt ist.
-
In
den Aussparungen für
Höcker 3A und
dem ebenen Muster 2A für
den Leiterschaltkreis wird ein korrosionsbeständiges erstes leitfähiges Material
in einer Schicht auf der Oberfläche 8a der
elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 elektrolytisch
abgeschieden, wobei die Seitenwände 8b der
Aussparungen für
Höcker
und die Oberfläche 7a der
dünnen
Leiterschicht 7 dadurch die dünnen Schichten (äußere Schicht-Abschnitte) 3a in
einem ersten Zyklus der Elektroplattierung bilden. In dem nächsten Zyklus
der Elektroplattierung wird ein weiteres leitfähiges Material auf den dünnen Schichten 3a elektrolytisch
abgeschieden, um die dünnen
Schichten (innere Schicht-Abschnitte) 3b zu bilden, woraufhin
die Höcker 3 und
der Leiterschaltkreis 2a als eine aus diesen dünnen Schichten
zusammengesetzte Zweischicht-Struktur en bloc ausgebildet werden.
-
Schritt A17:
-
Anschließend wird
die Schutzschicht a3 durch Beschichtung
des Leiterschaltkreises 2a und der Lötauge-Schaltkreise 4 gebildet,
wie in der 46 gezeigt ist, und optisch
ausgesetzt und entwickelt. Daraufhin werden die ersten Löcher 5A1 , die mit dem Leiterschaltkreis 2a (oder
den Lötauge-Schaltkreisen 4)
verbinden, in der Schutzschicht a3 ausgebildet.
Dementsprechend wird die Oberfläche
des Leiterschaltkreises 2a (oder der Lötauge-Schaltkreise 4) durch die ersten
Löcher 5A1 ausgesetzt. Die Dicke der Schutzschicht
b3 in diesem Zustand wird derart eingestellt,
dass sie mit der Höhe der
zu bildenden säulenförmigen Leiter
im Wesentlichen gleich ist, und bei der Bildung der Schicht a3 kann entweder ein Trockenfilm oder ein
flüssiger Photolack
verwendet werden.
-
Schritt A18:
-
Schließlich wird
eine Elektroplattierung ausgeführt,
wobei der leitfähige
Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, ein leitfähiges Material wird auf der
Oberfläche
des Leiterschaltkreises 2a (oder der Lötauge-Schaltkreise 4)
elektrolytisch abgeschieden, die durch die ersten Löcher 5A1 ausgesetzt sind, und die Löcher 5A1 werden aufgefüllt, um die säulenförmigen Leiter
zu bilden.
-
Als
eine Folge wird das Glied A hergestellt, in dem die jeweiligen ersten
säulenförmigen Leiter 51 in einem vorbestimmten Muster auf
der Oberfläche
der Schutzschicht a3 ausgesetzt sind, wie
in der 47 gezeigt ist. In diesem Glied
A wird eine Leitungsstruktur zwischen den Höckern 3, den Leiterschaltkreisen 2a und
den ersten säulenförmigen Leitern 51 ausgebildet.
-
Daraufhin
wird die Leiterplatte M2 (3) hergestellt,
indem die zuvor genannten Schritte B, C und D aufeinander folgend
ausgeführt
werden. In der Leiterplatte M2 sind der
Leiterschaltkreis 2a und die Lötauge-Schaltkreise 4 in
einem vorbestimmten ebenen Muster in der Oberfläche der Isolier-Basis ausgesetzt,
und die Höcker 3 ragen
aus der Kopfoberfläche des
Leiterschaltkreises 2a heraus.
-
Bei
der Herstellung der in der 6 gezeigten
Leiterplatte M4, in dem die Lötauge-Schaltkreise in
der Oberfläche 1a der
Isolier-Basis nicht ausgesetzt sind, werden die ebenen Muster 4A,
die den Schaltkreis-Mustern der Lötauge-Schaltkreise entsprechen, in dem Schritt
A5 (14) für die Herstellung
der Leiterplatte M1 nicht ausgebildet. An
Stelle davon werden die ebenen Muster 4A in irgendeinem der
nachfolgenden Schritte ausgebildet, z. B. dem Schritt B, ein leitfähiges Material
wird auf den Mustern elektrolytisch abgeschieden, um die Lötauge-Schaltkreise
auszubilden, und die Lötauge-Schaltkreise
werden derart in die Schutzschicht eingebettet, dass sie mit dem
ausgesetzten Höcker Muster
verbunden werden.
-
Obwohl
die Herstellung der Leiterplatten oben für eine einseitige Packung beschrieben
worden ist, können
ferner Leiterplatten für
eine doppelseitige Packung auf die folgende Art und Weise hergestellt
werden. Das Folgende ist eine Beschreibung eines Falles, in dem
zum Beispiel die Glieder B(1) und B(2) verwendet werden, die während der
Herstellung der Leiterplatte M1 erhalten
wurden.
-
Zuerst
werden, wie in der 48 gezeigt ist, die jeweiligen
Oberflächen
der Glieder B(1) und B(2) auf der Leiterschaltkreis-Seite einzeln
an ihre entsprechenden Oberflächen
des Isolierträgers 12 durch
das Wärmedruckverfahren
geklebt, wodurch die Glieder B(1) und B(2) und der Träger 12 vereint werden.
Dann werden die leitfähigen
Träger
auf den entgegengesetzten Seiten der integrierten Struktur getrennt,
und die dünnen
Leiterschichten und die elektrolytisch abgeschiedenen Schichten
werden aufeinander folgend durch Ätzung entfernt. Danach werden
durchgehende Löcher
(nicht gezeigt) in der die resultierenden Struktur ausgebildet,
woraufhin eine Leiterplatte M5 für eine doppelseitige
Packung erhalten wird, wie in der 49 gezeigt
ist.
-
Ferner
kann eine gewünschte
Leiterplatte für eine
doppelseitige Packung erhalten werden, indem der leitfähige Träger 6 von
dem in der 39 gezeigten Glied getrennt
und die dünne
Leiterschicht 7 und die elektrolytisch abgeschiedene Schicht 8 durch Ätzung aufeinander
folgend entfernt werden, nachdem ein weiterer Leiterschaltkreis
auf dem Isolierträger 12 durch
das herkömmliche
Subtraktions- oder Additionsverfahren aufgebaut wurde.
-
Außerdem kann
eine Leiterplatte für
eine doppelseitige Packung erhalten werden, indem der vorbestimmte
Leiterschaltkreis und die säulenförmigen Leiter
auf der Oberfläche
von zum Beispiel dem Glied B(1), das den Leiterschaltkreis 2b darauf
mithilfe eines permanenten Photolacks trägt, aufeinander folgend gestapelt
werden, ohne den in der 48 gezeigten
Isolierträger 12 zu
verwenden, und schließlich
der vorbestimmte Leiterschaltkreis und die Lötauge-Schaltkreise ausgebildet
werden.
-
Alternativ
kann eine Leiterplatte für
eine doppelseitige Packung auf die folgende Art und Weise hergestellt
werden. Zuerst wird ein Film 13 mit einer Klebeschicht 13a auf
einer Seite davon auf die Seite von zum Beispiel dem Glied B(2)
geklebt, das den Leiterschaltkreis 2c darauf trägt, wie
in der 50 gezeigt ist. Anschließend werden
der Film 13 und die Klebeschicht 13a zum Beispiel
einer Laser- oder maschinellen Verarbeitung unterworfen, um Loch-Muster
für säulenförmige Leiter
in dem Film auszubilden. Die Loch-Muster werden elektroplattiert,
um die säulenförmigen Leiter
auszubilden, und die gesamte resultierende Struktur wird einer stromlosen
Abscheidung unterworfen. Nachdem ein vorbestimmtes Schaltkreis-Muster auf der Oberfläche der
Struktur durch ein herkömmliches
Verfahren ausgebildet wurde, zum Beispiel das Subtraktions- oder
Additionsverfahren, wird ein leitfähiges Material durch Elektroplattierung
elektrolytisch abgeschieden, wobei der leitfähige Träger 6 als die negative
Elektrode verwendet wird, der Träger 6 wird
getrennt, und die dünne Leiterschicht 7 und
die elektrolytisch abgeschiedene Schicht 8 werden der Reihe
nach entfernt. Daraufhin kann eine Leiterplatte M6 für eine doppelseitige
Packung erhalten werden, bei der die Lötauge-Schaltkreise in dessen
unterer Oberfläche 1b ausgebildet sind,
wie in der 51 gezeigt ist.
-
Bei
der Ausbildung des Leiterschaltkreises 2c des in der 37 gezeigten
Glieds B(2) können außerdem säulenförmige Leiter
an der Stelle des Schaltkreises 2c ausgebildet werden.
In diesem Fall wird eine weiche wärmehärtende Harzfolie auf die säulenförmigen Leiter
heiß aufgepresst,
so dass die Leiter die Harzfolie durchdringen und auf den entgegengesetzten
Seite herausragen. Wenn die säulenförmigen Leiter
nicht zum Herausragen gemacht sind, dann wird die Oberfläche der
Harzfolie durch Bearbeitung poliert, um die jeweiligen Oberflächen der
säulenförmigen Leiter
auszusetzen. Anschließend
wird die gesamte resultierende Struktur einer stromlosen Abscheidung
unterworfen, und ein vorbestimmtes Schaltkreis-Muster wird dann
durch das zuvor genannte herkömmliche
Verfahren ausgebildet. Die Leiterplatte M6 für eine doppelseitige
Packung kann auf diese Art und Weise hergestellt werden.
-
Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung kann außerdem eine Leiterplatte M7 erhalten werden, in der ein Kühlkörper 14 in
einer Position ausgebildet ist, die den Höckern 3 entspricht,
mit denen die Halbleiterkomponente verbunden werden soll, und ein
Muster eines Schutzleiter-Schaltkreises 15 wird in der
Oberfläche 1a der
Isolier-Basis 1 ausgesetzt, wie in der 52 gezeigt
ist.
-
In
den Schritten, die zum Beispiel in den 14 bis 16 gezeigt
sind, kann der Kühlkörper 14 gleichzeitig
mit den Lötauge-Schaltkreisen
ausgebildet werden. Weil die Leiterschaltkreise und die säulenförmigen Leiter
in den nachfolgenden Schritten ausgebildet werden, ist es notwendig,
dass nur feste Säulen 16 eines
leitfähigen
Materials durch Elektroplattierung ausgebildet werden, wodurch ein Wärmeübertragungsweg 16 begrün det wird,
so dass der Weg 16 auf der anderen Oberfläche 1b der
Isolier-Basis 1 ausgesetzt wird. In diesem Fall werden die
Höcker 3,
der Kühlkörper 14 und
die Lötauge-Schaltkreise
in wenigstens zwei Zyklen der Elektroplattierung gleichzeitig ausgebildet,
so dass der Kühlkörper 14 ebenfalls
eine Mehrschicht-Struktur aus
elektrisch leitfähigen
Materialien ist.
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In
einer bevorzugten Anordnung, die in der 52 gezeigt
ist, wird der feste Wärmeübertragungsweg 16 derart
gebildet, dass er sich halbwegs erstreckt, ein Leiterfilm-Abschnitt 16c von
etwa 100 μm
Dicke wird danach ausgebildet, und ein Loch 16a, das zu
dem Film-Abschnitt 16c führt, wird durch die andere
Oberfläche 1b der
Isolier-Basis 1 zum Beispiel durch maschinelle Bearbeitung
gebohrt. Dann wird eine Abscheidung 16b durch Elektroplattierung des
leitfähigen
Materials bis zu einer Dicke von z. B. etwa 10 bis 30 μm auf der
Wandoberfläche
des Loches 16a ausgebildet. Hierdurch wird der Strahlungsbereich
der gesamten Struktur erhöht,
so dass ein hervorragender Wärmeabfuhr-Effekt
erzielt werden kann.
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In
dem Fall von dieser Leiterplatte M7 kann die
von der Halbleiterkomponente erzeugte Wärme, zum Beispiel wenn die
Komponente mittels Plättchen-Bonden
an die Höcker 3 geklebt
wird, von der Oberfläche 1b der
Platte M7 über den Kühlkörper 14, dem festen
Wärmeübertragungsweg 16,
dem Leiterfilm-Abschnitt 16c und der Abscheidung 16b abgeführt werden.
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Der
Schutzleiter-Schaltkreis 15 kann als ein vorbestimmtes
Muster zu der gleichen Zeit mit den Lötauge-Schaltkreisen 4 in
den Schritten gebildet werden, die in den 14 bis 16 gezeigt
sind. In diesem Fall ist der Leitungsschaltkreis 15 ebenfalls eine
Mehrschicht-Struktur aus elektrisch leitfähigen Materialien. Weil die
Leiterschaltkreise und die säulenförmigen Leiter
in den nachfolgenden Schritten ausgebildet werden, ist es notwendig,
dass nur die Signal-Leiter 15a und die Signal-Schutzleiter 15b in einem
vorbestimmten Muster zu der gleichen Zeit ausgebildet werden.
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Somit
wird eine Maßnahme
ergriffen, um dem EMS durch die Bereitstellung des Schutzleiter-Schaltkreises 15 auf
der Oberfläche
der Leiterplatte M7 entgegenzuwirken. In
dem Fall, in dem die Leiterplatte eine Multi-Chip-Höckerplatine
ist, wie die in der 5 gezeigte, ragen die Höcker nur
aus dessen Oberfläche
auf der Seite der Komponenten-Packung heraus, so dass ein Signal-Leiter-Schaltkreis auf
dem verbleibenden Oberflächen-Abschnitt nicht gebildet
werden muss. Dementsprechend kann der Schutzleiter-Schaltkreis 15 über den
gesamten verbleibenden Oberflächen-Abschnitt
gebildet werden, wodurch eine Maßnahme bereitgestellt wird,
um den elektromagnetischen Wellen in Verbindung mit den Signal-Leitern 15a und
den Signal-Schutzleitern 15b entgegenzuwirken,
die in der Isolier-Basis 1 eingebettet sind.
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Gegenwärtig werden
Multi-Chip-Höckerplatinen
gegen elektromagnetische Wellen geschützt, indem gepackte Leiterplatten
an Rahmen oder Gehäuse
befestigt werden. Im Gegensatz dazu kann die Maßnahme gemäß der vorliegenden Erfindung
die Anzahl von Zusammensetzungs-Prozessen verringern.
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In
den Leiterplatten der Erfindung, die auf diese Art und Weise angeordnet
sind, werden die Höcker,
die aus der Platten-Oberfläche herausragen,
jeweils als eine Mehrschicht-Struktur ausgebildet, die in einer
vorbestimmten Position in der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht
mit einer einheitlichen Dicke gebildet wird und eine mit der Dicke
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht gleiche Höhe besitzt. Deshalb
unterliegt die Höhe
der Höcker
einer sehr engen Schwankung und die Zuverlässigkeit der Packung für die Verbindung
zwischen den Höckern
und der Halbleiterkomponente ist sehr hoch.
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Außerdem können die
Leiterplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Kombination der Lichtaussetzung und der Entwicklungsprozesse,
die bei der Herstellung der herkömmlichen
Leiterplatten angewendet werden, und der stromlosen Abscheidung
oder der Elektroplattierung hergestellt werden, ohne einen Bearbeitungs-Arbeitsablauf
zu benötigen.
Dementsprechend können
die Leiterschaltkreise und die Leitungsstrukturen zwischen ihnen
feiner gemacht werden, so dass die Halbleiterkomponente. über eine
Packung hoher Dichte verfügen
kann. Weil die Leiterschaltkreise mithilfe der säulenförmigen Leiter verbunden werden,
ist insbesondere ihre Stromkapazität größer als die der herkömmlichen durchgehenden
Loch-Struktur, so dass die Verteilungsdichte der Höcker gesteigert
werden kann, und deshalb eine Packung der Halbleiterkomponente mit hoher
Dichte verwirklicht werden kann. Weil die gepackte Komponente unmittelbar
mit den Höckern
in Kontakt sein kann, kann außerdem
die Komponenten-Packung arbeitsparend sein. Weil die inneren Kontaktlöcher überhaupt
nicht leer übriggelassen werden
müssen,
können
außerdem
ihre Durchmesser viel kleiner (z. B. 30 bis 50 μm) als in dem herkömmlichen
Fall gemacht werden.
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In
jedem der zuvor genannten Fälle
wird eine Elektroplattierung ausgeführt, wobei der leitfähige Träger 6 als
die negative Elektrode verwendet wird, so dass sämtliche der kleinen Löcher zusammen
mit dem leitfähigen
Material aufgefüllt
werden können, und
eine viel höhere
Produktivität
als in dem Fall der Plattierung des durchgehenden Lochs kann gesichert
werden.
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Der
höckerförmige Kontaktkopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der die zuvor genannten Leiterplatten verwendet, und
das Herstellungsverfahren dafür
werden nun im Detail unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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Die 53 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel C1 des
Kopfes gemäß der Erfindung zeigt,
und die 54 ist eine Schnitt-Ansicht,
die entlang der Linie Y1-Y1 der 53 genommen
wurde.
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In
dem Fall von diesem Kopf C1, wird eine Apertur 18 ausgebildet,
die einen vorbestimmten Abschnitt (mittlerer Abschnitt, wie dargestellt
ist) eines scheibenförmigen
Isolierträgers 17 von
einer oberen Oberfläche 17a davon
zu einer unteren Oberfläche 17b durchdringt.
Eine obere Öffnung 18A,
die eine geeignete Form besitzt (quadratisch, wie dargestellt ist),
wird an dem Oberteil des Lochs 18 ausgebildet. Die Apertur 18 wird
mit einem elastischen Glied 19 aufgefüllt, von dem eine obere Oberfläche 19a mit der
oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 bündig ist.
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Wenn
eine vorbestimmte Aufwärtskraft
auf das elastische Glied 19 aufgebracht wird, dann wird deshalb
das Glied 19 derart verformt, dass sich dessen obere Oberfläche 19a nach
oben aufweitet. Wenn die Aufwärtskraft
entfernt wird, dann wird die obere Oberfläche 19a des elastischen
Glieds 19 in dessen ursprüngliche Position wiederhergestellt,
in dem es mit der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 bündig ist.
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Somit
fungieren wenigstens die obere Oberfläche 19a des elastischen
Glieds 19 als eine bewegliche Region E, die sich nach oben
und nach unten bewegen kann.
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Die
Signal-Leiter 20, die eine gegebene Breite und Länge besitzen,
und die Schutzleiter 20' sind an
vorbestimmten Rasterabständen
auf der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 angeordnet.
Die Schutzleiter 20' dienen
dazu, um die Erzeugung von Rauschen zu verringern, wenn eine hohe
Frequenz an die Signal-Leiter 20 angelegt wird. Die Leiter 20 erstrecken
sich um eine gegebene Länge
aus der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 zu
der oberen Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19. Ein Höcker 21 mit einer
gegebenen Höhe
ragt aus einer oberen Kopf-Oberfläche 20b eines sich
erstreckenden Abschnitts 20a von jedem Signal-Leiter 20 heraus.
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In
diesem Kopf C1, wie in der 54 gezeigt ist,
ist jeder Signal-Leiter 20 derart angeordnet, dass der
gesamte Körper
davon mit Ausnahme von dessen oberer Oberfläche 20c in dem Isolierträger 17 und
dem elastischen Glied 19 begraben wird, und nur die obere
Oberfläche 20c wird
ausgesetzt, um mit den jeweiligen oberen Oberflächen 17a und 19a des Trägers 17 und
des Glieds 19 bündig
zu sein. Ein End-Abschnitt 20d an dem anderen Ende von
jedem Signal-Leiter 20 wird als ein Anschluss des Leiters 20 mit
einem Anschluss eines Signal-Prozessors verbunden (nicht gezeigt).
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Die
jeweiligen sich erstreckenden Abschnitte 20a der Signal-Leiter 20 sind
parallel zu einander erstreckend um etwa 2 bis 3 mm auf der oberen
Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19 angeordnet. Auf der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 sind die
Signal-Leiter 20 im Wesentlichen radial angeordnet, damit
sie sich nicht parallel zu einander erstrecken. Mit dieser Leitungs-Anordnung
können
Muster (Leitungen), die die Schutzleiter 20' bilden sollen, zwischen den Signal-Leitern 20 auf
der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 bereitgestellt
werden. Als eine Folge können
die sich parallel erstreckenden Abschnitte 20a der Signal-Leiter
in der beweglichen Region E auf die Länge von etwa 2 bis 3 mm verkürzt werden.
Wenn Eingangs- und Ausgangs-Signale für die Prüfung Hochfrequenz-Signale sind, dann
sind deshalb Fehler in den resultierenden Prüfungs-Signalen viel kleiner
als in dem Fall des herkömmlichen
Kopfes, der die L-förmigen
Nadeln verwendet, so dass der Kopf über bessere Hochfrequenz-Eigenschaften
verfügen
kann.
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Wenn
die obere Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19. dazu veranlasst wird, sich nach oben
aufzuweiten, dann bewegen sich die jeweiligen erstreckenden Abschnitte 20a der
Signal-Leiter 20 auf
der oberen Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19 und die Höcker 21 auf den jeweiligen
oberen Kopf-Oberflächen 20b der
Leiter 20 nach oben. Die Höcker 21 dienen als
Verbindungsanschlüsse, die
mit vorbestimmten Prüfungsstellen
in Kontakt kommen, und können
Erfassungs-Signale von den Stellen abrufen. Wenn die Aufwärtskraft
auf das elastische Glied 19 entfernt wird, dann wird die
obere Oberfläche
des Glieds 19 in dessen ursprüngliche Position wiederhergestellt,
woraufhin sich die Höcker nach
unten bewegen und die Prüfungsstellen
verlassen.
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In
dem Fall des Kopfes C1 verfügen die
Höcker 21,
die auf der oberen Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19 angeordnet sind, über einen hohen Freiheitsgrad,
so dass sie sich unabhängig
nach oben und nach unten bewegen können, ohne einander zu beeinträchtigen.
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Wenn
sich ein Höcker 21(2) nach
oben und nach unten bewegt, wie zum Beispiel durch den Pfeil in
der 55 angezeigt wird, dann wird der Einfluss von
dessen Auf- und Abwärtsbewegung
auf die Umgebung durch das elastische Glied 19 absorbiert
und das Fortschreiten der Bewegung zu benachbarten Höckern 21(1) und 21(3) wird
beträchtlich
verhindert. Obwohl sich der Höcker 21(2) nach
oben und nach unten bewegt, können
sich deshalb die Höcker 21(1) und 21(3) ihn
nicht einfach begleitend bewegen.
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Das
impliziert, dass sich die einzelnen Höcker frei, unabhängig nach
oben und nach unten bewegen, Schwankungen der Prüfungsstellen hinsichtlich der
Höhe absorbieren,
falls welche vorhanden sind, und sich außerdem bewegen können, ohne
irgendeinen negativen Einfluss auf die Funktionen ihrer benachbarten
Höcker
auszuüben,
so dass die Leistungsfähigkeit
des Kopfes verbessert wird.
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Bei
dem tatsächlichen
Betrieb befindet sich der Kopf C1 in einer
vorbestimmten Position auf einem Leitungsschaltkreis als ein Prüfungsobjekt. Während das
elastische Glied 19 mithilfe von Hebe-Mitteln, die später erwähnt werden,
elastisch nach oben gedrückt
wird, um sich aufzuweiten, werden die Höcker 21 mit den Prüfungsstellen
einzeln in Kontakt gebracht. Nachdem die Prüfung beendet ist, wird das elastische
Glied 19 in dessen ursprünglichen Zustand zurückgebracht,
woraufhin die Höcker 21 aus den
Prüfungsstellen
freigegeben werden.
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Das
Hebe-Mittel kann sich zuvor unter dem elastischen Glied 19 befinden,
so dass die Aufwärtskraft
auf das Glied 19 wirkt. In diesem Fall wird der Kopf hergestellt,
wobei die Höcker 21 bei
einer gegebenen Höhe
oberhalb der oberen Öffnung 18A der Apertur 18 angehoben
sind, so dass er unmittelbar in eine Mess-Vorrichtung bei der tatsächlichen
Verwendung eingesetzt werden kann.
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Eine
verschlossene Luftkammer 22, die unter dem elastischen
Glied 19 ausgebildet ist, wie in der 56 gezeigt
ist, kann als das Hebe-Mittel verwendet werden. Spezifischer wird
ein verschlossener Raum mit einem gegebenen Volumen in dem unteren Teil
des Isolierträgers 17 sichergestellt.
In diesem Fall kann komprimierte Luft unmittelbar in den Raum oder in
einen Ballon gezwängt
werden, der in den Raum eingesetzt ist.
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Während die
verschlossene Luftkammer 22 unter Druck gesetzt wird, wird
das elastische Glied 19 verformt, um sich durch dessen
eigene Elastizität nach
oben aufzuweiten, so dass sich die erstreckenden Abschnitte 20a der
Signal-Leiter 20 und die Höcker 21 nach oben
bewegen. Normalerweise sind die Höcker 21 derart ausgestaltet,
dass sie in der Lage sind, sich um etwa 200 bis 300 μm nach oben
zu bewegen. Wenn die Luftkammer 22 entspannt wird, dann
wird das elastische Glied 19 mithilfe dessen eigener Elastizität in dessen
ursprünglichen
Zustand zurückgebracht,
woraufhin die Höcker 21 aus
den Prüfungsstellen freigegeben
werden.
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Die 57 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein weiteres Hebe-Mittel zeigt. In diesem
Fall befindet sich der Kopf C1, der in der 53 gezeigt
ist, oberhalb einer Apertur 23a einer Hauptplatine 23,
wobei die Apertur 23a einen gegebenen Durchmesser besitzt.
Das andere Ende von jedem Signal-Leiter 20 ist mit einem
Anschluss eines Schaltkreises auf der Hauptplatine 23 verbunden.
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Befestigt
unterhalb der Apertur 23a befindet sich eine Hebe-Schablone 24,
die eine große
Anzahl von Hebe-Stiften 24a besitzt, die zusammen mit der unteren
Oberfläche
des elastischen Glieds 19 in Kontakt stehen. Die Stifte 24a bewirken,
dass sich das Glied 19 nach oben um etwa 200 bis 300 μm aufweitet.
Vorzugsweise sind die Hebe-Stifte 24a derart angeordnet,
dass sie die Höcker
gemeinsam nach oben schieben können,
die an vorbestimmten Rasterabständen
auf der oberen Oberfläche
des elastischen Glieds 19 angeordnet sind.
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Wenn
das Hebe-Mittel betätigt
wird, dann bewegt sich die obere Oberfläche 19a des elastischen Glieds 19 nach
oben und nach unten, woraufhin die jeweiligen sich erstreckenden
Abschnitte 20a der Signal-Leiter 20, die unter
der Oberfläche 19a begraben
sind, sich senkrecht um die Grenze zwischen dem elastischen Glied 19 und
dem Isolierträger 17 herum
biegen, das heißt,
um Punkte auf einem Randabschnitt 18a des Isolierträgers herum,
die die vier Seiten der oberen Öffnung 18A der
Apertur 18 bilden. Daraufhin werden die sich erstreckenden
Abschnitte 20a der Signal-Leiter 20, die in dem
elastischen Glied 19 eingebettet sind, einer Kraft ausgesetzt,
sodass sie von dem Glied 19 getrennt werden.
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In
dem Fall des Kopfes C1 ist jedoch der gesamte
Körper
von jedem Signal-Leiter 20 mit Ausnahme der oberen Oberfläche 20c in
dem Isolierträger
und in das elastische Glied eingebettet. Wenn jeder Leiter 20 zum
Biegen gebracht wird, dann können deshalb
die drei anderen Oberflächen
von dessen sich erstreckendem Abschnitt 20a, die durch
das elastische Glied 19 gesichert werden, erfolgreich von einer
Trennung von dem Glied 19 zurückgehalten werden.
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Bei
der tatsächlichen
Verwendung der Köpfe,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert wurden, einschließlich des Kopfes C1,
ist es deshalb empfehlenswert, die Signal-Leiter 20 in
den Isolierträger
und in das elastische Glied einzubetten.
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Ferner
kann dieses Einbetten der Signal-Leiter 20 den folgenden
Effekt hervorrufen.
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Normalerweise
befindet sich die Umgebungstemperatur für den Kopf C1 bei
der tatsächlichen
Verwendung in dem Bereich von 70 bis 80 °C. Bei dem Prozess der tatsächlichen
Verwendung steigen deshalb die jeweiligen Temperaturen der Signal-Leiter 20 und
der Kontaktpunkte zwischen den Höckern 21 und
der Prüfungsstellen.
Mit dem Voranschreiten dieser Temperaturerhöhung dehnen sich der Isolierträger, das
elastische Glied, die Signal-Leiter und die Höcker thermisch auf spezifische
Längen aus,
die von ihren jeweiligen thermischen Expansionskoeffizienten abhängen. In
manchen Fällen
können
deshalb zum Beispiel die Signal-Leiter von dem Isolierträger oder
dem elastischen Glied getrennt werden.
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In
dem Fall des Kopfes C1 können jedoch ein Glas-Epoxidharzträger und
ein Kautschukmaterial als der Isolierträger 17 beziehungsweise
als das elastische Glied 19 verwendet werden. Weil der
thermische Expansionskoeffizient des Glas-Epoxidharzträgers kleiner
als der des Kautschukmaterials ist, wird in diesem Fall das Kautschukmaterial
von einer thermischen Ausdehnung von dessen umgebenden Träger zurückgehalten.
Somit wird ferner die thermische Ausdehnung der Signal-Leiter (die
aus einem Metall mit dem größten thermischen
Expansionskoeffizienten ausgebildet sind) in dem elastischen Glied in
der Richtung des Rasterabstands zurückgehalten, so dass eine Veränderung
der Genauigkeit des Rasterabstands durch Wärme verhindert werden kann.
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Die 58 ist
eine Schnitt-Ansicht, die ein weiteres Beispiel C2 des
Kopfes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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In
diesem Kopf C2 ist ein durchgehendes Loch 25 durch
das andere Ende von jedem der Signal-Leiter 20 gebohrt,
das in einen Isolierträger 17 und
in ein elastisches Glied 19 eingebettet ist, um den Träger 17 in
der Richtung von dessen Dicke zu durchdringen. Eine elektrische
Leitfähigkeit
wird der inneren Wand von jedem durchgehenden Loch 25 mithilfe
eines herkömmlichen
Verfahrens verlieren. Jeder Signal-Leiter 20 wird zu. einer
unteren Oberfläche 17b des
Isolierträgers 17 über dessen
entsprechendes durchgehendes Loch 25 herausgeführt, und ein
weiterer Höcker 21' wird ausgebildet,
der aus dessen entsprechendem Anschluss-Lötauge herausragt. Eine große Anzahl
von Höckern 21' kann durch das
Blanklöten
gleichzeitig ausgebildet werden, wenn Lötzinn als das Material der
Höcker 21' ausgewählt wird.
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Wie
in der 59 gezeigt ist, wird der Kopf C2 unmittelbar auf der Hauptplatine 23 angebracht, die
mit einer Apertur 23a ausgebildet ist, die einen gegebenen
Durchmesser oder einen spezifizierten Anschluss (nicht gezeigt)
einer Teilplatine besitzt. Ferner können vorbestimmte Ein- und
Ausgangs-Signale den Signal-Leitern 20 und den Höckern 21' zugeführt werden,
wobei der Kopf C2 an die Hauptplatine 23 mithilfe
der Befestigungs-Vorrichtungen 26, wie
z. B. Schrauben, befestigt ist.
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Weil
der Kopf C2 auf diese Art und Weise verwendet
werden kann, kann er in dem Fall, dass eine Veränderung des Prüfungsmaschinentyps
das Ersetzen des Kopfes erforderlich macht, von der Hauptplatine 23 entfernt
und durch einen anderen ersetzt werden.
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Die 60 ist
eine Schnitt-Ansicht, die noch ein weiteres Beispiel C3 des
Kopfes zeigt.
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In
dem Fall des Kopfes C3 ist eine Apertur 18, die
entlang der Dicke eines Isolierträgers 17 ausgebildet
ist, auf die gleiche Art und Weise mit einem Profil versehen, wie
die des zuvor genannten Kopfes C1, mit Ausnahme
einer stufenförmigen
Struktur, so dass dessen obere Öffnung 18A dem
Durchmesser nach kleiner als dessen untere Öffnung 18B ist.
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Weil
die Apertur 18 die oben beschriebene stufenförmigen Struktur
besitzt, bildet die Oberseite des Isolierträgers 17 einen dünnwandigen
Abschnitt 17c, der dünner
als der verbleibende Abschnitt des Trägers 17 ist und gegen
eine senkrechte elastische Verformung anfälliger als der andere Abschnitt
ist.
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Wenn
die Apertur 18 mit einem elastischen Glied 19 aufgefüllt wird,
dann bilden der dünnwandige
Abschnitt 17c und das Glied 19 eine bewegliche Region
E.
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Wenn
das elastische Glied 19 dazu veranlasst wird, sich nach
oben aufzuweiten, dann können die
sich erstreckenden Abschnitte 20a der Signal-Leiter 20 und
die Höcker 21 eine
Hebekraft von sowohl einer oberen Oberfläche 19a des Glieds 19 als
auch dem dünnwandigen
Abschnitt 17c nach oben erhalten, der sich oberhalb eines
stufenförmigen
Abschnitts 18b befindet, so dass sich die Höcker 21 glatter
nach oben und nach unten bewegen können als diejenigen des Kopfes
C1.
-
Vorzugsweise
wird der Kopf C3 mit einer verschlossenen
Luftkammer, wie z. B. die in der 56 gezeigte,
in dem unteren Teil von dessen elastischem Glied ausgebildet und
auf die in den 61 bis 63 gezeigte
Art und Weise konstruiert.
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Die 61 ist
eine perspektivische Ansicht des Kopfes C3,
die 62 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine eingekreiste
Region Y2 zeigt, und die 63 ist
eine Schnitt-Ansicht,
die entlang der Linie Y3-Y3 der 61 genommen
wurde.
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In
dem Fall des Kopfes C3 besitzt die obere Öffnung 18A der
Apertur 18 eine quadratisch ebene Form, und Schlitze 27,
die eine gegebene Breite und Länge
besitzen, sind einzeln in die vier Ecken der quadratischen Öffnung 18A geschnitten,
wie in den 61 und 62 gezeigt
ist. Jeder Schlitz 27 erstreckt sich in Richtung auf den
peripheren Rand des Isolierträgers 17 und
erreicht den Basis-Teil des dünnwandigen
Abschnitts 17c.
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Wie
in der 63 gezeigt ist, besitzt die Apertur 18 des
Kopfes C3 das stufenförmige Profil, wobei eines in
der 60 gezeigt ist, und die obere Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19, das die Apertur 18 füllt, ist
in dessen oberer Öffnung 18A ausgesetzt,
um mit der oberen Oberfläche
des Isolierträgers 17 bündig zu
sein. Ein Hebe-Mittel, wie z. B. eine verschlossene Luftkammer 22,
wird in dem unteren Teil der Apertur 18 bereitgestellt.
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An
einem Randabschnitt 18a der oberen Öffnung 18A befindet sich
deshalb derjenige Teil des Isolierträgers 17, der eine
in den 62 und 63 gezeigte
Länge 11 besitzt,
als der dünnwandige
Abschnitt 17c auf dem stufenförmigen Abschnitt 18b, und
dieser Teil ist als ein Zungen-Abschnitt des Trägers 17 ausgebildet.
Die Signal-Leiter 20 auf dem Isolierträger 17 erstrecken
sich entlang der oberen Oberfläche
des Zungen-Abschnitts (dünnwandiger Abschnitt) 17c zu
der oberen Oberfläche 19a des elastischen
Glieds 19 und die Höcker 21 ragen
einzeln aus ihren jeweiligen Kopfenden heraus.
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In
dem Fall des Kopfes C3 ist der Zungen-Abschnitt 17c des
Isolierträgers 17,
der sich auf dem stufenförmigen
Abschnitt 18b befindet, dünnwandig, so dass er sich elastisch
nach oben und nach unten bewegen kann, und der Randabschnitt 18a der
oberen Öffnung 18A kann
eine bogenförmige
Bewegung (angezeigt durch den Pfeil p in der 63) um
einen Punkt oder Linie P herum (Basis-Teil des dünnwandigen Abschnitts) bei
einem Abstand machen, der der Länge 11 von
dem Randabschnitt 18a gleich ist. Somit wirkt der Zungen-Abschnitt 17c wie
eine Blattfeder als ein Ganzes. Wenn die verschlossene Luftkammer 22 unter
Druck gesetzt wird, damit das elastische Glied 19 dazu
veranlasst wird, sich nach oben aufzuweiten, dann weitet sich ferner
die obere Oberfläche 19a des
Glieds 19 nach oben auf, so dass die jeweiligen sich erstreckenden
Abschnitte 20a der Signal-Leiter 20 nach oben
gedrückt
werden. Zu der gleichen Zeit wird der Zungen-Abschnitt (dünnwandiger
Abschnitt mit der Länge 11,
der in den 62 und 63 gezeigt
ist) 17c nach oben gedrückt,
und die sich erstreckenden Abschnitte 20a der Leiter 20 werden
ebenfalls entsprechend nach oben gedrückt.
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Somit
wird die Auf- und Abwärtsbewegung der
Höcker 21 nicht
nur durch die Aufweitung und Wiederherstellung der oberen Oberfläche 19a dessen
elastischen Glieds 19, sondern auch durch die Aufwärtsbiegung
des Zungen-Abschnitts (dünnwandiger
Abschnitt) 17c des Isolierträgers 17 reguliert. Dementsprechend
ist der Justierungseffekt für
die Auf- und Abwärtsbewegung
der Höcker 21 größer als in
dem Fall ohne den Zungen-Abschnitt 17c. Sogar wenn die
Höcker 21 zum
Beispiel einer Schwankung hinsichtlich der Höhe unterworfen sind, können sämtliche
von ihnen zuverlässig
mit den Prüfungsstellen
in Kontakt gebracht werden, indem die Länge 11 und die Dicke
des Zungen-Abschnitts 17c geeignet ausgewählt werden
und der Biegungswinkel des Abschnitts 17c eingestellt wird.
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Weil
der Zungen-Abschnitt 17c als ein Ganzes dünnwandig
ist, ist er außerdem
sehr empfänglich
für eine
Biegung, so dass er eine unabhängige Auf-
und Abwärtsbewegung
in jedem beliebigen Punkt Q in der seitlichen Richtung des Randabschnitts 18a,
wie in der 62 gezeigt ist, sowie die zuvor
genannte bogenförmige
Bewegung p machen kann.
-
Dementsprechend,
wenn die Prüfungsstellen
zum Beispiel wesentlichen Eindrücken
unterworfen sind, dann können
die vier Zungen-Abschnitte 17c unabhängig eine elastische Verformung
sowohl in der seitlichen Richtung als auch in der senkrechten Richtung
in Abhängigkeit
von dem Zustand der Eindrücke
eingehen, so dass sämtliche
der Höcker 21 zuverlässig mit
den Prüfungsstellen
in Kontakt gebracht werden können.
Wenn die Prüfungsstellen verhältnismäßig kleinen
Eindrücken
unterworfen sind, dann können
die Höcker 21 zufriedenstellend mit
den Prüfungsstellen
in Kontakt gebracht werden, indem ausschließlich das elastische Glied 19 nach oben
und nach unten bewegt wird.
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In
dem Fall des Kopfes C3 können außerdem nur die Prüfungsstellen
nach oben und nach unten bewegt werden, wobei die verschlossene
Luftkammer 22 unter Druck gesetzt ist, so dass sich das
elastische Glied 19 und die Zungen-Abschnitte 17c nach oben
aufweiten, um mit den Prüfungsstellen
im Voraus in einem Kontakt gehalten zu werden.
-
In
dem Fall des auf diese Art und Weise konstruierten Kopfes C3 kann außerdem der Kontaktwiderstand
zwischen den Höckern 21 und
den Prüfungsstellen
stabilisiert werden, wenn die Höcker 21 tatsächlich in
Kontakt mit den Prüfungsstellen
verwendet werden.
-
Man
nehme zum Beispiel an, dass das elastische Glied 19 dazu
veranlasst wird, sich nach oben aufzuweiten, so dass dessen obere
Oberfläche 19a um
eine Höhe
h nach oben bewegt wird, wie durch die gestrichelte Linie in der 64 angezeigt ist.
-
Daraufhin
macht jeder Zungen-Abschnitt 17c mit der Länge 11 die
bogenförmige
Bewegung in die Richtung p um den Punkt P herum, wodurch er sich nach
oben biegt, so dass sich die Höcker 21 ebenfalls
um die Höhe
h nach oben bewegen. Nachdem das vollendet ist, machen die Höcker 21 ebenfalls
die bogenförmige
Bewegung in die Errichtung p, so dass die waagerechte Position von
jedem Höcker 21 um eine
Entfernung d von dessen ursprünglicher
Position abweicht, wie durch die gestrichelte Linie angezeigt ist.
-
Mit
anderen Worten bewegt sich jeder Höcker 21 waagerecht
um die Entfernung d, während
er sich um die Höhe
h nach oben bewegt.
-
Wenn
die Höcker 21 einzeln
mit den Prüfungsstellen
in Kontakt sind, dann kratzen sie deshalb die Prüfungsstellen unter Druck, während sie sich
um die Entfernung d bewegen.
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Dementsprechend
kann ein elektrischer Kontakt zwischen den Prüfungsstellen und den Höckern 21 sichergestellt
werden. Wenn widerstanderhöhende
Elemente in den Prüfungsstellen
vorhanden sind, wie z. B. Staub, Oxid-Filme, usw., dann ermöglicht deshalb
der Kratz-Effekt die Höcker 21 dazu, diese
Elemente zu entfernen und mit den Prüfungsstellen in Kontakt zu
kommen. Somit wird der Kontaktwiderstand stabilisiert.
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Die 65 ist eine Schnitt-Ansicht, die ein weiteres
Beispiel C4 des Kopfes zeigt.
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Die
vorangegangenen Köpfe
C1 bis C3 sind auf
einer Annahme vorausgesetzt, dass der Isolierträger 17 und das elastische
Glied 19 aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet
sind. In dem Fall des in der 65 gezeigten
Kopfes C4 sind jedoch ein Isolierträger und
ein elastisches Glied aus dem gleichen Material ausgebildet.
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Spezifischer
bildet eine elastisches Glied 19 eine gesamte Struktur,
in der die Signal-Leiter 20 angeordnet sind. Die Leiter 20 werden
unter einer oberen Oberfläche 19a des
elastischen Glieds 19 begraben, und ein Höcker 21 ragt
aus einer oberen Kopfoberfläche 20b von
jedem Leiter 20 heraus.
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Dieser
Kopf C4 ist, im Gegensatz zu den vorangegangenen
Köpfen
C1 bis C3, ohne
jegliche Apertur ausgebildet. Die jeweiligen Kopfenden der Signal-Leiter 20 sind
in einem ebenen Muster angeordnet, wie z. B. das in der 53 gezeigte.
Die Leitungsfläche
für die
Signal-Leiter 20, oder wenigstens ihre jeweiligen Kopfenden,
bildet eine bewegliche Region E, in der sich die Höcker 21 nach
oben und nach unten bewegen können.
-
Wenn
in dem Fall des Kopfes C4 das elastische
Glied 19 aus einer dünnen
Folien ausgebildet ist, dann ist die gesamte Struktur elastisch
genug, um frei gebogen werden zu können. Dementsprechend kann
eine untere Oberfläche 19b des
elastischen Glieds 19 auf ein Basis-Glied mit einer vorbestimmten
Form aufgeklebt werden, so dass Kontaktköpfe in verschiedenen Formen
mit verbesserter Designfreiheit hergestellt werden können.
-
Wie
in der 66 gezeigt ist, kann zum Beispiel
ein Kontaktkopf erhalten werden, indem die Höcker 21' einzeln auf den jeweiligen anderen
Enden der Signal-Leiter 20 ausgebildet werden und die untere
Oberfläche 19b der
elastischen Folie des Kopfes C4 auf ein
starres Glied 28 mit zum Beispiel einer trapezoiden Oberfläche aufgeklebt
wird.
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Ferner
kann ein Kontaktkopf C5 mit der in der 67 gezeigten Konstruktion durch die Verwendung
des in der 65 gezeigten Kopfes C4 hergestellt werden.
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Zuerst
wird der in der 65 gezeigte Kopf C4 hergestellt,
indem eine dünne
Folie für
das elastische Glied 19 verwendet wird, und eine Apertur
wird an einer Stelle ausgebildet, um die bewegliche Region E zu
bestimmen, in der die Höcker 21 nach
oben und nach unten bewegt werden.
-
Andererseits
wird ein starrer Isolierträger 29 vorbereitet,
in dem eine stufenförmige
Apertur 29a an einer Stelle ausgebildet ist, die der zuvor
genannten Öffnung
des elastischen Glieds 19 entspricht und eine Gesamtgröße besitzt,
die kleiner als die der Folie des elastischen Glieds 19 ist.
Die untere Oberfläche 19b der
Folie des elastischen Glieds 19 wird auf eine Oberfläche 29b des
Isolierträgers 29 aufgeklebt, so
dass die zwei Glieder vereint werden, der resultierende hohle Abschnitt 29a wird
mit einem weiteren elastischen Glied 19A aufgefüllt und
eine verschlossene Luftkammer 22 wird unter dem Glied 19A bereitgestellt,
woraufhin der Kopf C5 vollendet ist.
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Somit
ragt in dem Fall des Kopfes C5 das elastische
Glied 19 mit einer hohen Elastizität, in dem die Signal-Leiter 20 eingebettet
sind, aus der Folie des Isolierträgers 29 heraus, und
die mit dem zweiten elastischen Glied 19A gefüllte Stelle
bildet die bewegliche Region E, in der sich die Höcker 21 nach oben
und nach unten bewegen können.
-
Der
Kopf C5 kann tatsächlich auf die in der 68 gezeigte Art und Weise verwendet werden.
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Ein
weiterer Höcker 21' wird auf dem
anderen Ende von jedem Signal-Leiter 20 ausgebildet und ein
Basis-Glied 28 wird mechanisch an den peripheren Rand einer
hinteren Oberfläche 29c des
Isolierträgers 29 mithilfe
von zum Beispiel Schrauben befestigt. Anschließend wird der herausragende
Abschnitt der Folie des elastischen Glieds 19 gebogen, die
hintere Oberfläche 19b des
Glieds 19 wird aufgesetzt und an ein weiteres Basis-Glied 28a durch
mechanische Mittel, wie zum Beispiel Schrauben, befestigt und die
Höcker 21 werden
mit einer Hauptplatine (ist nicht gezeigt) verbunden.
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Ein
Bandeneffekt kann erzielt werden, wenn einer der beiden Basis-Glieder 28 und 28a aus
einem weichen Material ausgebildet wird.
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Mit
dem auf diese Art und Weise verwendeten Kopf C5 muss
das elastische Glied 19 nicht mit irgendwelchen durchgehenden
Löchern
zum Verbinden der Höcker 21 und 21' ausgebildet
werden. In dem Fall einer aufgrund einer Veränderung des Prüfungsmaschinentyps
erforderlichen Kopfersetzung können
außerdem
die Basis-Glieder 28 und 28a einfach auseinandergebaut
werden, um die Ersetzung zu erleichtern.
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Die 69 ist eine perspektivische Ansicht, die einen
weiteren Kopf C6 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, und die 70 ist eine Schnitt-Ansicht,
die entlang der Linie Y4-Y4 der 69 genommen wurde.
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Der
Kopf C6 wird auf die gleiche Art und Weise
wie der in den 60 bis 63 gezeigte
Kopf C3 konstruiert, mit der Ausnahme, dass
dessen Apertur 18 nicht mit irgendeinem elastischen Glied
aufgefüllt wird.
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Spezifischer
wird die stufenförmige
Apertur 18 entlang der Dicke eines Isolierträgers 17 ausgebildet.
Eine obere Öffnung 18A der
Apertur 18 besitzt eine quadratisch ebene Form, und Schlitze 27 sind einzeln
in die vier Ecken der quadratischen Öffnung 18A geschnitten.
Wie in dem Fall des Kopfes C3, bildet somit
die Oberseite des Isolierträgers 17 einen dünnwandigen
Abschnitt (Zungen-Abschnitt) 17c.
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Die
Signal-Leiter 20 sind sich nahe dem peripheren Rand des
dünnwandigen
Abschnitts 17c erstreckend angeordnet und ein Höcker 21 ragt
aus einer oberen Kopfoberfläche 20b von
jedem Leiter 20 heraus.
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In
dem Kopf C6 bildet somit der elastische dünnwandige
Abschnitt 17c selbst eine bewegliche Region E, in der sich
die Höcker 21 nach
oben und nach unten bewegen können.
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Der
dünnwandige
Abschnitt 17c und deshalb die Höcker 21 können nach
oben und nach unten bewegt werden, indem die Dicke und die Erstreckungslänge (Länge der
Schlitze 27) des Abschnitts 17c passend eingestellt
werden und indem zum Beispiel ein Ballon aufgeblasen und abgelassen
wird, der in die Apertur (hohl) 18 eingesetzt ist.
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In
dem oben beschriebenen Kopf C1 bis C6 besitzen wenigstens die Höcker 21 in
der beweglichen Region E, ähnlich
den Höckern 3 der
zuvor genannten Leiterplatten M1 bis M6, eine Mehrschicht-Struktur, von dem ein äußerer Schicht-Abschnitt
aus einem korrosionsbeständigen
ersten leitfähigen
Material gebildet ist.
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Das
Folgende ist eine Beschreibung von Herstellungsverfahren für höckerähnliche
Kontaktköpfe
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Ein
erstes Herstellungsverfahren wird nun mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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Eine
leitfähigen
Folie 30A aus zum Beispiel Phosphorbronze mit einer Dicke
von etwa 100 bis 150 μm
wird vorbereitet und ein herkömmlicher
Trockenfilm auf die Folie aufgeklebt oder ein flüssiger Photolack darauf aufgebracht,
woraufhin eine erste Schutzschicht 31A mit einer gegebenen
Dicke ausgebildet wird, die eine Oberfläche 30a der Folie
vollständig
bedeckt, wie in der 71 gezeigt ist.
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Anschließend wird
die Schutzschicht 31A optisch ausgesetzt und entwickelt,
so dass die Aperturen 31a mit vorbestimmten Formen in denjenigen Abschnitten
der Schutzschicht 31A ausgebildet werden, die einzeln den
Stellen für
die Bildung der Höcker
entsprechen, und die Oberfläche 30a der
leitfähigen
Folie 30A wird durch die Aperturen 31a ausgesetzt,
wie in der 72 gezeigt ist. Anschließend wird
die Schutzschicht 31A entfernt, nachdem ausschließlich diejenigen
Abschnitte der Oberfläche 30a auf
eine gegebene Tiefe geätzt
wurden, die durch die Aperturen 31a ausgesetzt sind.
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Daraufhin
werden die Aussparungen für
Höcker 21a mit
einer gegebenen Tiefe in denjenigen Abschnitten der Oberfläche 30a der
leitfähigen
Folie 30A ausgebildet, in denen Höckern gebildet werden sollen,
wie in der 73 gezeigt ist.
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Dann
wird eine Schutzschicht 31B mit einer gegebenen Dicke ausgebildet,
indem der herkömmliche
Trockenfilm auf die gesamte Oberfläche 30a aufgeklebt
wird oder indem der flüssige
Photolack darauf aufgebracht wird, und wird dann optisch ausgesetzt
und entwickelt. Danach werden diejenigen Abschnitte der Schutzschicht 31B entfernt,
die den jeweiligen Mustern der zu bildenden Signal-Leiter entsprechen,
so dass Kerben-Muster (ebene Muster) 31b ausgebildet werden,
die ausreichend tief sind, um die Oberfläche 30a der leitfähigen Folie 30A zu erreichen,
um die Folien-Oberfläche 30a auszusetzen,
wie in der 74 gezeigt ist. Somit werden
die Aussparungen für
Höcker 21a einzeln
an den jeweiligen Kopfenden der resultierenden Kerben-Muster 31b ausgesetzt.
Die Dicke der Schutzschicht 31B wird derart eingestellt,
dass sie im Wesentlichen mit der von jedem zu bildenden Signal-Leiter
gleich ist.
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Jedes
Kerben-Muster 31b wird breiter als jede darunter liegende
Höcker-Aussparung 21a gemacht.
Somit besitzt ein hohler Abschnitt, der von jeder Höcker-Aussparung 21a und
dessen entsprechendem Kerben-Muster 31b bestimmt wird,
eine stufenförmige
Struktur, und die Basis der stufenförmigen Struktur oder ein Teil
der leitfähigen
Folie 30A wird in dem Kerben-Muster 31b ausgesetzt.
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Anschließend wird
die gesamte resultierende Struktur in ein spezifiziertes galvanisches
Bad eingetaucht und elektroplattiert, wobei die leitfähigen Folie 30A als
eine negative Elektrode verwendet wird.
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Diese
Elektroplattierung wird wenigstens zweimal in verschiedenen galvanischen
Bädern
ausgeführt.
In einem ersten Zyklus der Elektroplattierung wird ein korrosionsbeständiges erstes
leitfähiges
Material elektrolytisch abgeschieden, wie z. B. Gold, Nickel, oder
eine Nickel-Kobalt-Legierung, das von keinem in einem Ätzungsprozess
verwendeten Ätzmittel korrodiert
werden kann, der später
erwähnt
wird. In diesem ersten Zyklus der Elektroplattierung wird das erste
leitfähige
Material in einer Schicht auf der ausgesetzten Oberfläche der
leitfähigen
Folie 30A und in den hohlen Abschnitten elektroplattiert,
die durch die Aussparungen für
Höcker 21a und
durch die Kerben-Muster 31b bestimmt
werden.
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Ein
weiterer Zyklus der Elektroplattierung wird im Anschluss an den
ersten Zyklus der Elektroplattierung ausgeführt, woraufhin ein weiteres
leitfähiges
Material auf der dünnen
Schicht des ersten leitfähigen
Materials elektrolytisch abgeschiedenen wird, um mit der Schutzschicht 31B bündig zu
sein. Dieses elektrolytisch abgeschiedene leitfähige Material kann ein beliebiges
Material sein, das über
eine hohe elektrische Leitfähigkeit
verfügt.
Kupfer und Aluminium sind bevorzugte Beispiele für dieses Material.
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In
diesem Prozess der Elektroplattierung wird das erste leitfähige Material
zuerst in einer Schicht in den Aussparungen für Höcker 21a und in den
hohlen Abschnitten abgeschiedenen, die durch die Aussparungen 21a und
durch die Kerben-Muster 31b bestimmt werden, und das zweite
leitfähige
Material wird dann auf der dünnen
Schicht des ersten Materials abgeschieden. Als eine Folge werden
die hohlen Abschnitte mit diesen leitfähigen Materialien aufgefüllt.
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Am
Ende des Elektroplattierungs-Prozesses werden deshalb die Höcker 21 auf
eine solche Art und Weise ausgebildet, dass jede Höcker-Aussparung
mit einer Zweischicht-Struktur aufgefüllt wird, die aus einer dünnen Schicht 21b zusammengesetzt ist,
die die ausgesetzte Oberfläche
der leitfähigen
Folie 30A und eine darauf ausgebildete dünne Schicht 21c bedeckt,
wie in der 75 gezeigt ist. Ferner wird
jedes Kerben-Muster mit einer Zweischicht-Struktur ausgebildet,
die aus einer dünnen Schicht,
die auf der ausgesetzten Oberfläche
der leitfähigen
Folie 30A elektrolytisch abgeschieden wurde, und einem
weiteren darauf abgeschiedenen leitfähigen Material zusammengesetzt
ist.
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Dann
wird die Schutzschicht 31B entfernt.
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Daraufhin
werden die Signal-Leiter 20 mit einem vorbestimmten Muster
und die Höcker 21 auf der
Oberfläche 30a der
leitfähigen
Folie 30A auf eine solche Art und Weise ausgebildet, dass
die Leiter 20 über
die Oberfläche 30a herausragen
und dass die Höcker 21 in
der Folie 30A begraben werden, um mit den jeweiligen Kopfenden
der Leiter integral zu sein, wie in der 76 gezeigt
ist.
-
Anschließend werden
eine obere Oberfläche 17a eines
Isolierträgers 17 und
die Oberfläche 30a der
leitfähigen
Folie 30A, die die Muster für die Signal-Leiter 20 darauf
aufweist, durch Kleben durch das Wärmedruckverfahren vereint,
wie in der 77 gezeigt ist. Der Isolierträger 17 wird
mit einer Apertur 18 ausgebildet, die ihn von der oberen
Oberfläche 17a davon
zu dessen unterer Oberfläche 17b durchdringt.
Die Apertur 18 besitzt beim Betrachten von oben ein stufenförmiges Profil
und eine quadratisch ebene Form und ist in dessen vier Ecken eingeschlitzt.
Somit ist der Kopfenden-Abschnitt des Musters von jedem Signal-Leiter 20,
auf dem der Höcker 21 ausgebildet
ist, entsprechend einer oberen Öffnung 18A der
Apertur 18 angebracht, der verbleibende Abschnitt des Musters
ist in dem Isolierträger 17 begraben
und die Apertur 18 selbst ist als ein hohler Abschnitt übrig gelassen.
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Vorzugsweise
sollte der in dieser Anordnung verwendete Isolierträger 17 aus
einem Material gebildet sein, wie z. B. eine Verbundfolie, die bei
Normaltemperatur mittelhart ist und sich beim Erwärmen erweicht.
Der Grund dafür
ist, dass, weil das Muster von jedem Signal-Leiter 20 aus
der Oberfläche 30a der
leitfähigen
Folie 30A herausragend ausgebildet ist, es in der oberen
Oberfläche 17a des
Kunststoff-Isolierträgers 17 begraben
werden kann, wenn der Träger 17 daran
kontaktgeklebt wird, und der Träger 17 danach
wärmegehärtet und
befestigt wird.
-
Sogar
in dem Fall, in dem der Isolierträger 17 aus einem starren
Material gebildet ist, kann jedoch eine Schicht 17A aus
zum Beispiel einem ungehärteten
Epoxidharz auf der Oberfläche 30a der
leitfähigen Folie 30A ausgebildet
werden, so dass die Muster der Signal-Leiter 20 in der
Oberfläche 30a begraben werden,
wie zum Beispiel in der 78 gezeigt
ist, und der starre Isolierträger 17,
der die Apertur 18 mit der oberen Öffnung 18A in einer
vorbestimmten Form besitzt, kann für die Vereinigung an die Schicht 17A durch
das Wärmedruckverfahren
geklebt werden.
-
Unmittelbar
nach dem Kleben durch das Wärmedruckverfahren
ist in diesem Fall die Schicht 17A ungehärtet und
weich, so dass die Muster der Signal-Leiter 20 darin begraben
werden können.
Zu der gleichen Zeit wird die Schicht 17A mit der oberen Oberfläche 17a des
Isolierträgers 17 verbunden. Nachdem
die Schicht 17A wärmegehärtet wurde, werden
die Muster der Signal-Leiter 20 mit dem Träger 17 auf
eine solche Art und Weise integriert, dass sie in der wärmegehärteten Schicht 17A begraben werden.
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Der
in diesem Prozess verwendete Isolierträger kann ein beliebiger elektrisch
isolierender Träger sein,
wie z. B. ein Glas-Epoxidharz-Träger,
eine elastische bedruckte Platte, ein Harzträger oder eine Folie, die aus
einem Epoxidharz, Polyimid, Polyester, Urethanharz oder einem Phenolharz
gebildet ist, eine keramische Folie, usw. In Anbetracht der Erfordernis, dass
die Muster der Signal-Leiter 20 auf der leitfähigen Folie 30A nach
dem Kleben durch das Wärmedruckverfahren
begraben werden sollen, wie zuvor erwähnt wurde, sollte der Isolierträger vorzugsweise aus
einer Verbundfolie eines Weichglas-Epoxidharzes gebildet werden.
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Ferner
kann der Isolierträger
mit einer geeigneten Dicke ausgebildet werden, indem zum Beispiel eine
Vielzahl von Verbundfolien in Schichten gestapelt wird.
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Nachdem
die Vereinigung der leitfähigen
Folie 30A und des Isolierträgers 17 beendet ist,
wird ein hohler Abschnitt 18C durch die leitfähige Folie 30A bestimmt
und die Apertur 18 des Isolierträgers 17 wird mit einem
elastischen Glied 19 aufgefüllt.
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Wie
z. B. in der 79 gezeigt ist, kann das elastische
Glied 19 an der unteren Oberfläche 17b des Isolierträgers 17 bereitgestellt
werden, so dass es zum Beispiel mithilfe einer Aufpressrolle 32,
die sich in die Richtung des Pfeils q bewegt, in den hohlen Abschnitt 18C gefüllt und
ausgehärtet
werden kann. Alternativ kann, wie in der 80 gezeigt
ist, der Boden des hohlen Abschnitts 18C verschlossen werden.
In diesem Fall wird eine Vakuum-Vorrichtung 33a mit dem
hohlen Abschnitt 18C verbunden, wodurch der verschlossene
Raum in dem hohlen Abschnitt evakuiert wird und ein Behälter 33b zum
Aufbewahren des elastischen Glieds 19 wird mit dem verschlossenen
Raum verbunden. In dieser Anordnung kann das aufbewahrte elastische
Glied 19 ausgehärtet
werden, nachdem es bei einem Druckunterschied in den verschlossenen
Raum eingespritzt wurde.
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Durch
die Ausführung
dieses Prozesses wird der hohle Abschnitt 18C mit dem elastischen
Glied 19 auf eine solche Art und Weise aufgefüllt, dass
sich die obere Oberfläche 19a des
Glieds 19 mit der Oberfläche 30a der leitfähigen Folie 30A und
der unteren Oberfläche
des dünnwandigen
Abschnitts (Zungen-Abschnitt) 17c des
Isolierträgers 17 an
dem stufenförmigen
Abschnitt 18b in Kontakt befindet und dass die jeweiligen
Kopfenden der Signal-Leiter 20 und die Höcker 21 in
dem Glied 19 in der oberen Öffnung 18A der Apertur 18 begraben
werden, wie in der 81 gezeigt ist.
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Bei
der Ausbildung einer verschlossene Luftkammer 22 unter
dem elastischen Glied 19, wie in der 63 gezeigt
ist, ist es nur notwendig, dass ein weiterer Isolierträger 17B mit
einer Apertur 22A, die ausreichend groß ist, um das elastische Glied 19 in dem
hohlen Abschnitt 18C unterzubringen, an die untere Oberfläche des
Isolierträgers 17 angebracht oder
durch das Wärmedruckverfahren
geklebt wird, wie in der 82 gezeigt
ist.
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Vorzugsweise
sollte das in diesem Fall verwendete elastische Glied aus einem
Material gebildet sein, das eine geeignete Elastizität bewahren
kann, nachdem es in den hohlen Abschnitt gefüllt und ausgehärtet wurde,
wie z. B. Fluorkautschuk, Silikonkautschuk, Acrylkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk, Ethylenvinylacetatkautschuk,
Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk, Styrolbutadienkautschuk, Naturkautschuk
usw. Ferner können
für diesen
Zweck Flüssigkautschuke
verwendet werden, wie z. B. flüssiges Polybutadien
(Polyöl),
flüssiges
Silikon, usw., oder thermoplastische Elastomere, wie z. B. Polystyrol, Polybutadien,
usw.
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Gemäß dem oberen
beschriebenen Verfahren zum Einbetten der Signal-Leiter in das elastische Glied
werden die leitfähige
Folie 30A und der Isolierträger 17 durch das Wärmedruckverfahren
zusammengeklebt und der resultierende hohle Abschnitt 18C wird
mit dem elastischen Glied aufgefüllt.
Alternativ kann jedoch ein vorbestimmter Abschnitt einer leitfähigen Folie 30A,
wie der in der 76 gezeigte, der die jeweiligen
Kopfenden-Abschnitte der Signal-Leiter 20 einschließt, aus
einem elastischen Glied gegossen, weiterhin ausgehärtet und
aus der Gussform freigegeben werden. Danach wird in diesem Fall
der Isolierträger 17 an
die resultierende Struktur durch das Wärmedruckverfahren für die Vereinigung
geklebt, wie in der 77 gezeigt ist.
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Schließlich wird
das elastische Glied 19 in dem hohlen Abschnitt 18C ausgehärtet und
die gesamte resultierende Struktur wird in ein spezifiziertes Ätzmittel
eingetaucht, woraufhin die leitfähige
Folie 30A durch Ätzung
entfernt wird.
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Somit
wird, wie in der 83 gezeigt ist, ein Kopf erhalten,
so dass jeder Signal-Leiter 20 übertragen wird, um unter den
jeweiligen oberen Oberflächen 17a und 19a des
Isolierträgers 17 und
des elastischen Glieds 19 begraben zu werden, wobei ausschließlich dessen
obere Oberfläche
ausgesetzt ist, und dass die Höcker 21 einzeln
aus den jeweiligen Kopfenden der Leiter 20 nach oben herausragen.
Der beabsichtigte Kopf kann durch Beschichtung der ausgesetzten
oberen Oberfläche
des Musters von jedem Signal-Leiter mit z. B. Gold durch Elektroplattierung
oder stromlose Abscheidung erhalten werden.
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Ein äußerer Schicht-Abschnitt 21b von
jedem Höcker 21 wird
aus einem leitfähigen
Material ausgebildet, das von einem verwendeten Ätzmittel nicht korrodiert werden
kann, so dass er als eine Barriere-Schicht gegen das Ätzmittel
dienen kann. Somit besteht keine Möglichkeit dafür, dass
die Höcker 21 in
dem Ätzungsprozess
angeätzt
werden.
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Gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren wird die in der 71 gezeigte
leitfähige
Folie 30A mit den Mustern für die Aussparungen für Höcker und den
Signal-Leitern ausgebildet.
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Jedoch
können
die höckerförmigen Kontaktköpfe gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner durch das zuvor beschriebene Herstellungsverfahren für die Leiterplatte
M2 hergestellt werden.
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Spezifischer
werden, wie in den 42 bis 45 gezeigt
ist, die Aussparungen für
Höcker 3A in
der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht 8 in dem Schritt
A für die
Leiterplatte M2 ausgebildet, das ebene Muster
(Kerben-Muster) 2A für
die Signal-Leiter
wird in der Schutzschicht a2 unter der elektrolytisch
abgeschiedenen Schicht 8 ausgebildet, und die resultierende
Struktur wird wenigstens zweimal elektroplattiert. Daraufhin werden
die Höcker 3 einer Mehrschicht-Struktur
einzeln in den Aussparungen für
Höcker
ausgebildet, und zu der gleichen Zeit wird das Kerben-Muster ausgebildet,
wobei der Leiterschaltkreis 2a aus einer Mehrschicht-Struktur
besteht.
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Nach
dem das resultierende Glied mit dem Isolierträger integriert wurde, wie in
der 77 gezeigt ist, wird der hohle
Abschnitt, der durch die Apertur des Isolierträgers bestimmt wird, mit dem
elastischen Glied aufgefüllt.
Anschließend
ist es nur notwendig, dass der leitfähige Träger entfernt wird und dass
die dünne
leitfähige
Schicht und die elektrolytisch abgeschiedene Schicht darunter durch Ätzung erfolgreich
entfernt werden.
-
Ferner
kann der in der 65 gezeigte Kopf C4 durch
die Verwendung einer elastischen Folie für den Isolierträger 17 in
dem Prozess zur Vereinigung hergestellt werden, das in der 77 gezeigt ist.
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Bei
der Herstellung des in der 69 gezeigten
Kopfes C6 ist es außerdem nur erforderlich, dass
sich die auf der Oberfläche 30a der
leitfähigen Folie 30A ausgebildeten
Signal-Leiter 20 auf
der oberen Oberfläche
des dünnwandigen
Abschnitts (Zungen-Abschnitt) 17c des Isolierträgers 17 befinden, während der
in der 77 gezeigte Vereinigungsprozess
durchgeführt
wird, und dass die Apertur 18 des Trägers 17 mit dem elastischen
Glied nicht aufgefüllt
ist.
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In
den höckerförmigen Kontaktköpfen gemäß der Erfindung,
wie aus der obigen Beschreibung zu sehen ist, sind die Signal-Leiter sich zu der
beweglichen Region erstreckend angeordnet, die mit dem Isolierträger bündig ist,
und die Höcker
sind einzeln auf den jeweiligen Kopfenden der Leiter ausgebildet.
Dementsprechend können
die Höcker
mit den Prüfungsstellen
in Kontakt gebracht werden oder von ihnen gelöst werden, indem die obere
Oberfläche
der beweglichen Region nach oben gedrückt oder freigegeben wird.
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In
jedem der Köpfe
gemäß der Erfindung
ist ausschließlich
die obere Oberfläche
von jedem Signal-Leiter ausgesetzt und die anderen Abschnitte sind
in dem Isolierträger
und dem elastischen Glied (bewegliche Region) begraben. Somit weisen
diese Köpfe
einen starken Widerstand gegen Trennungskräfte auf die Signal-Leiter auf, die erzeugt
werden, während
sich die Höcker
während
der Prüfung
nach oben und nach unten bewegen, arbeiten mit einer hohen Zuverlässigkeit
und verfügen über ein
langes Arbeitsleben.
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In
dem Fall des Kopfes C3 sind diejenigen Abschnitte
des Isolierträgers,
die sich nahe der oberen Öffnung
der Apertur befinden, in der Form von dünnwandigen unabhängigen Zungen,
die durch Schlitze unterteilt sind, und diese Zungen-Abschnitte können unabhängig als
Blattfedern mit einem hohen Freiheitsgrad wirken. Somit wird die
Justierfunktion für
die Auf- und Abwärtsbewegung
der Höcker
verbessert.
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Ferner
enthalten die Köpfe
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Mittel zum Aufwärtsdrücken des
elastischen Glieds und besitzen eine einfache Konstruktion als ein
Ganzes und erfordern niemals irgendwelche komplizierten Mechanismen,
die in den herkömmlichen
Köpfen
verwendet werden.
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In
dem Fall der Köpfe
gemäß der Erfindung ermöglicht außerdem das
elastische Glied, dass sich die Höcker auf dessen oberer Oberfläche unabhängig voneinander
nach oben und nach unten bewegen.
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Außerdem können die
Köpfe gemäß der Erfindung
derart gestaltet werden, dass die Signal-Leiter auf die entgegengesetzte
Oberflächenseite
durch die durchgehenden Löcher
einzeln herausgeführt werden
und ihre entsprechenden Höcker
darauf tragen. Bei der tatsächlichen
Verwendung werden in diesem Fall die Höcker entfernbar auf einer Hauptplatine
befestigt und ein Kopf kann in dem Fall einer Veränderung
des Prüfungsmaschinentyps
einfach durch einen anderen ersetzt werden.
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In
dem Kopf C4 ist der Isolierträger aus
einem elastischen Glied ausgebildet, so dass er elastisch genug
ist, um an Basis-Glieder
mit verschiedenen Formen angebracht zu werden. Dementsprechend ist
dieser Kopf für
die Verbesserung der Designfreiheit nützlich.
-
Ferner
können
beliebige dieser Köpfe
durch die Kombination des Aussetzung/Entwicklung-Prozesses und des
Verfahrens der Elektroplattierung hergestellt werden, die bei der
Herstellung der herkömmlichen
Leiterplatten angewendet werden. Sogar in dem Fall, in dem eine
größere Anzahl
von Signal-Leitern und Höckern
bei fein Feinrasterabständen
angeordnet ist, können
sie deshalb mit einer hohen Genauigkeit des Rasterabstands gemäß den Design-Kriterien gemeinsam
ausgebildet werden, ohne das Erfordernis irgendeiner erneuten Justierung,
die bei den herkömmlichen
Köpfen
essenziell ist. Außerdem
können
die Köpfe
gemäß der Erfindung
durch die Verwendung von Ausrüstung
hergestellt werden, die bei der Herstellung von gedruckten Platten
herkömmlich
verwendet worden ist. Somit können
die gesamten Herstellungskosten im Vergleich zu der Herstellung
der herkömmlichen
Köpfe beträchtlich
gesenkt werden.
-
In
jedem Kopf, der gemäß den Erfindung
hergestellt wurde, wie in der 84 gezeigt
ist, kann außerdem
die Oberfläche 19 des
elastischen Glieds 19 durch die obere Öffnung 18A der Apertur
des Isolierträgers 17 ausgesetzt
werden, die eine quadratisch ebene Form besitzt, um mit dem Träger 17 bündig zu sein.
In diesem Fall sind eine Vielzahl von Signal-Leitern 20 und
Schutzleiter 20' parallel
zu einander angeordnet und die Höcker 21 sind
auf den jeweiligen Kopfenden der Leiter 20 einzeln ausgebildet.
Der auf diese Art und Weise konstruierte Kopf kann für die Prüfung von
Schaltkreiskomponenten, wie z. B. Flüssigkristallanzeige, PDP, TAB,
usw., gleich verwendet werden.
-
Das
Folgende ist eine Beschreibung eines Halbleiterkomponenten-Packungsmoduls
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Die 85 ist eine Schnitt-Ansicht, die einen Zustand
zeigt, in dem die Halbleiterkomponente S auf der Leiterplatte M1 gemäß der Erfindung
auf die in der 1 gezeigte Art und Weise befestigt
ist.
-
In
diesem Modul ist die Halbleiterkomponente S an die Oberfläche der
Leiterplatte M1 mit einem Kleber 34 durch
Plättchen-Bonden
geklebt, und eine Befestigungsstelle ist harzgegossen, wie in der 85 durch die gestrichelte Linie angezeigt ist.
-
Die
Höcker 3,
die in dem vorbestimmten Muster aus der Oberfläche 1a der Leiterplatte
M1 herausragen, und die Lötaugen S1, die in der unteren Oberfläche der
Halbleiterkomponente S ausgebildet sind, befinden sich ausschließlich in
einem mechanischen Kontakt miteinander.
-
Diese
Anordnung kann durch die Verwendung eines Klebemittels erhalten
werden, das sich zusammen zieht, wenn es ausgehärtet wird, wie der Kleber 34 zum
Plättchen-Bonden
der Halbleiterkomponente S.
-
Somit
wird die Komponente S, wenn die Halbleiterkomponente S an die Oberfläche der
Isolier-Basis 1 mit dem Kleber 34 mit den zuvor
genannten Eigenschaften auf eine solche Art und Weise geklebt wird,
dass dessen Lötaugen
S1 und die Höcker 3 abgestimmt
sind, durch eine Volumenkontraktion des Klebers 34 nach
unten gezogen, die während
der Aushärtung
des Klebers 34 fortschreitet. Als Folge werden die Lötaugen S1 der Komponente S und die Höcker 3 durch
die zusammenziehende Kraft des Klebers 34 unmittelbar in
einen mechanischen Kontakt miteinander gebracht, woraufhin eine
Leitungsstruktur ausgebildet wird.
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In
diesem Fall sind die Höcker 3 der
Leiterplatte M1 einer sehr schmalen Schwankung
hinsichtlich der Höhe
unterworfen, so dass sämtliche
von ihnen mit ihren entsprechenden Lötaugen S1 der
Halbleiterkomponente S zuverlässig
in einen mechanischen Kontakt kommen können. Tatsächlich verfügen deshalb sämtliche
einer großen
Anzahl von Höckern
und die Lötaugen
der Halbleiterkomponente ohne Ausnahme über einen zuverlässigen Kontakt. Somit
ist die Zuverlässigkeit
der Verbindung für
die Packung sehr hoch.
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Der
Kleber 34 kann für
diesen Zweck aus einem beliebigen Material gebildet werden, das
sich bei dessen Aushärtung
zusammenzieht. Er kann zum Beispiel ein Kleber sein, der für das Plättchen-Bonden
herkömmlich
verwendet wird.
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Wenn
sich das Modul in tatsächlichem
Betrieb befindet, dann sind die Kontaktpunkte zwischen den Lötaugen S1 und den Höckern 3 einer Hitzebelastung
unterworfen, die dem Unterschied bei der thermischen Ausdehnung
zwischen der Halbleiterkomponente S und der Leiterplatte M1 zugeschrieben werden kann. Sogar in diesem
Fall wirkt jedoch nur eine Reibungskraft zwischen den Lötaugen S1 und den Höckern 3, und es besteht
keine wirkende Kraft zu ihrer Trennung, so dass die Leitungsstruktur
zwischen ihnen nicht gelöst
werden kann.
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Dieses
Modul kann ausschließlich
durch das Plättchen-Bonden
der Halbleiterkomponente an die Leiterplatte mit dem Kleber zusammengesetzt
werden. Im Gegensatz zu dem Fall des herkömmlichen Plättchen-Bondens werden die Lötaugen der
Halbleiterkomponente und die Verbindungsanschlüsse (z. B. Höcker) der
Leiterplatte durch die Verwendung von z. B. geschmolzenem Lötzinn nicht
indirekt miteinander in Kontakt gebracht. Somit kann das Modul sehr
einfach hergestellt werden.
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Obwohl
die Leiterplatte M1 oben als ein Beispiel
des Packungsträgers
beschrieben worden ist, ist das Modul gemäß der vorliegenden Erfindung hierauf
nicht beschränkt
und kann durch die Verwendung von beliebigen Leiterplatten, einschließlich der zuvor
genannten, zusammengesetzt werden, in denen Höcker Muster aus der Plattenoberfläche herausragen.
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An
Stellen, an denen in irgendeinem Anspruch erwähnte technische Merkmale von
Bezugsziffern gefolgt werden, sind diese Bezugsziffern für den alleinigen
Zweck der Steigerung der Verständlichkeit
der Ansprüche
aufgenommen worden, und dementsprechend besitzen derartige Bezugsziffern keine
beschränkende
Wirkung auf den Schutzumfang von jedem Element, das beispielhaft
durch derartige Bezugsziffern identifiziert wird.