KR20070093450A - Ｉｃ 패키지용 고밀도 상호접속 시스템 및 상호접속 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 콘택터, 전자 디바이스 또는 모듈 패키지 어셈블리, 소켓 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리 시스템과 같은 개선된 상호접속 시스템에 관한 것이다. 예시적인 커넥터는 콘택 표면 및 본딩 표면을 갖는 콘택터 기판과, 프 로브 표면으로부터 연장되는 하나 이상의 전기 도전성 마이크로 스프링 콘택(micro-fabricated spring contact)을 포함하는 제 1 커넥터 구조물과, 적어도 하나의 기판과, 커넥터 표면 상에 위치하며 스프링 콘택 세트에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드 세트를 포함하는 제 2 커넥터 구조물과, 제 1 커넥터 구조물과 상기 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능하게 배치하여 정렬하는 수단을 포함하여, 적어도 한 위치에서, 적어도 하나의 전기 도전성 마이크로 스프링 콘택이 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드에 전기 접속된다.

반도체 집적 회로, 반도체 패키지, 마이크로 스프링 콘택, 인터포저

Description

ＩＣ 패키지용 고밀도 상호접속 시스템 및 상호접속 조립체{HIGH DENSITY INTERCONNECT SYSTEM FOR IC PACKAGES AND INTERCONNECT ASSEMBLIES}

본 발명은 일반적으로 고밀도 상호접속 어셈블리 시스템 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 디바이스 테스팅 및 패키징 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 성능, 신뢰도, 사용의 편의성을 개선하고 비용을 낮춘 마이크로 스프링 콘택(micro-fabricated spring contact) 및 관련 개선물을 포함하는 고밀도 상호접속 어셈블리 및 테스트 시스템에 관한 것이다.

반도체 집적 회로(IC) 설계, 처리 및 패키징 기술의 진보로 인해 각 다이 상의 입력/출력(I/O) 패드의 수 및 밀도가 증가하였다. 그럼에도 불구하고, 휴대형 컴퓨터, 셀 폰, PDA 등과 같은 휴대형 전자 시스템의 크기는 새로운 특징 및 기능의 추가에도 불구하고 지속적으로 소형화되고 있다. 디지털 카메라와 캠코더, 글로벌 위치 추적 시스템, 분리형 메모리 카드와 같은 새로운 특징부 및 기능부가 지속적으로 현대의 휴대형 및/또는 고밀도 전자 시스템에 통합되고 있다. 크기를 축소하고 새로운 부품을 추가할 여분의 공간을 제공하기 위해 휴대형 전자 시스템 내 에 부품의 두께를 감소시키는 것이 바람직하다.

통상 키패드 사용의 용이성 및/또는 디스플레이 판독의 용이성을 포함하는 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 필요로 인해 휴대형 전자 시스템의 길이 및 폭이 제약을 받지만, 어느 시점에서는 각 유형의 시스템에 있어서 받아들일 수 있는 물리적 크기의 한도가 있다. 그러나, 시간이 지남에 따라, 대부분의 휴대형 전자 시스템의 크기는 감소하는 경향이 있다.

시스템 및 부품의 제조 사이즈가 지속적으로 감소함에 따라, 에너지 소비 및 열 방산의 관리가 시스템의 레벨 및 개별 부품 레벨 모두에서 더욱 중요하게 된다. 전력원 및 열 방산 구조물에 대해 보다 적은 공간이 이용가능하다. 패키징 및 상호접속 레벨에서, 이것은 부품들 사이의 인터페이스에서 발생하는 열팽창 계수(TCE; thermal coefficient of expansion)의 부정합으로 인해 발생된 스트레스를 감당하고 적절한 열 관리를 제공하기 위한 전략 및 해결책이 필요하다는 것을 의미한다.

부품의 크기 및 두께의 감소는 부품들 간의 신호 경로 길이의 감소로 인한 성능 개선과 부합한다. 각 다이 상의 입력/출력(I/O) 패드의 수 및 밀도의 증가에도 불구하고, 전자 시스템의 풋프린트(footprint) 및 두께는 지속적으로 축소되는데, 이는 이들 시스템에 집적된 개별 부품 및/또는 디바이스가 각각의 연속적인 기술 세대에 따라 감소하는 경향이 있기 때문이다. 역사적으로, 전기 상호 접속부는 금속 샘플링 및 벤딩과 같은 통상의 제조 기술을 이용하여, 예를 들면 콘택(contact)과 같은 개별 부품으로서 형성되었다. 종래의 조립 방법을 이용하면, 개별 콘택은 완성된 콘택터 및/또는 커넥터로 조립된다. 종래의 제조 및 조립 방법은 콘택의 수 및 밀도가 증가함에 따라 더 복잡해지고 비용이 더 많이 들게 된다.

마이크로 스프링 콘택(micro-fabricated spring contact)은 통상적으로 제조된 스프링 콘택(conventionally fabricated spring contact)과 관련된 많은 한계를 극복할 수 있다. 마이크로 스프링 콘택은 예를 들어 스프링 콘택 스켈리턴(spring contact skeleton) 및 MEM을 생성하기 위해 와이어 본드를 이용하는 하이브리드 프로세스 및 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 제조 프로세스 또는 완전한 스프링 콘택 구조를 형성하기 위한 전기도금 프로세스와 같이 당업자에게 알려져 있는 기술에 기초하여 다양한 포토리소그래피를 이용하여 제조될 수 있다. 미국 특허 제6,920,689호(Khandros 등), 미국 특허 제6,827,584호(Mathieu 등), 미국 특허 제6,624,648호(Eldridridge 등), 미국 특허 제6,336,269호(Eldridge 등), 미국 특허 제5,974,662)(Eldridge 등), 미국 특허 제5,917,707호(Khandros 등), 미국 특허 제5,772,452호(Dozier 등) 및 미국 특허 제5,476,211호(Khandros 등)에 개시된 바와 같이, 스프링 콘택의 어레이는, 미리 제조하여 이들을 콘택터 기판 상으로 (순차적으로 또는 한꺼번에)이동시킴으로써 콘택터 기판 상에 탑재될 수도 있고, 또는 스프링 콘택 어레이의 각 요소를 예를 들어 전기 도금과 같은 후속 배치(batch) 모드 프로세스에 따라 와이어 본더를 이용하여 콘택터 기판 상에 직접 조립함으로써 콘택터 기판 상에 탑재될 수 있다.

이와 달리, 마이크로 스프링 콘택의 어레이는 반도체 집적 회로를 제조하는 데 일반적으로 사용되는 것과 같은 후막 또는 박막 포토리소그래픽 배치 모드 프로세싱 기술을 이용하여 콘택 기판 상에 직접 제조될 수 있다. 많은 모노리식 방식의 마이크로 포토리소그래픽 스프링 콘택이 SMith 등의 미국 특허 제6,184,699호, Mok 등의 미국 특허 제6,791,171호 및 미국 특허 제6,917,525호, Lahari 등의 미국 특허공개 US-2003-0214045-A1 등에 개시되어 있다.

웨이퍼 상의 각 반도체 디바이스 상의 전기 상호접속 패드에 콘택을 형성하기 위한 스프링 콘택 프로브의 어레이를 제공하기 위해, 반도체 웨이퍼 프로브 카드 어셈블리 시스템이 IC 제조 및 테스팅에 사용된다. 프로브 카드 어셈블리 시스템의 부가적인 기능은 IC 상의 조밀한 간격의 전기 상호접속 패드로부터 IC 테스트 시스템과 인터페이스하는 인쇄 회로 기판 상의 넓은 간격의 전기 상호 접속 패드로 전기 신호 경로를 변화시키는 것이다.

반도체 웨이퍼 프로브 카드는 일반적으로 각 다이 상의 입력/출력(I/O) 패드의 수 및 밀도의 증가 및 IC 제조 프로세스에 사용된 실리콘 웨이퍼의 직경의 증가를 수용하는데 요구된다. 웨이퍼당 테스트할 다이가 많아짐에 따라 그리고 각 다이가 보다 높은 밀도로 보다 많은 I/O 패드를 가짐에 따라, 각 다이를 테스트하는 비용은 총 디바이스 비용 중 점점 더 많은 부분을 차지하게 된다. 이러한 추세는 각 다이에 요구되는 테스트 시간을 감소시키거나 또는 동시에 복수의 다이를 테스트함으로써 최소화되거나 심지어 역전될 수 있다. 만약 복수의 다이가 동시에 테스트되면, 모든 프로브 팁이 웨이퍼 레벨 테스트 및/또는 번인(burn-in)의 경우에 웨이퍼 상의 많은 영역 또는 전체 웨이퍼 상에서 동시에 양호한 전기 콘택을 형성 하도록 요구되기 때문에, 프로브 팁과 반도체 웨이퍼 사이의 병렬성(parallelism) 및 프로브 팁의 공면성(co-planarity)에 대한 요건이 엄격해진다.

반도체 웨이퍼 상의 하나보다 많은 다이를 동시에 테스트하기 위해서는, 저저항 전기 콘택이, 테스트할 각 다이에 대한 스프링 콘택 프로브의 위치상 일치하는 세트와 함께 동시에 확립되어야 하며, 넓은 온도 범위에 걸쳐 유지되어야 한다. 동시에 테스트되는 다이가 많을수록, 프로브 팁 "스크럽(scrub)" 및 이로 인한 전기 콘택이 웨이퍼에 걸쳐 균일하도록 스프링 프로브와 반도체 웨이퍼의 표면 사이에 요구되는 병렬성의 정도는 커진다. 그러나, 동시에 테스트될 다이의 수가 많아질수록 IC로부터 프로브 카드 어셈블리 및 IC 테스터로의 동시 상호접속 수가 증가한다(핀 멀티플렉싱을 가정하지 않고). IC 웨이퍼 상의 본딩 패드를 접촉시키기 위한 프로브 팁은 신뢰할 수 있는 저 저항 접속을 위해 매 접속마다 충분한 기계적인 힘을 요구하므로, 프로브 카드 어셈블리와 웨이퍼 사이의 총 힘은 접속 수에 비례하여 증가한다.

비록 각각의 특정 응용에 따라 특정 요건은 달라질 수 있지만, 커넥터, 디바이스 패키징, 소켓팅 응용에서도 유사한 경향을 보인다. 예를 들면, 알루미늄, 금, 구리, 솔더 등을 포함하는 본딩 패드를 다이 상에 접촉시키는 프로브 카드에 대한 프로브 스크럽 손상 요건은, 예를 들어 금, 구리, 솔더 등을 포함하는 리드, 단자, 범프 또는 패키지된 다이의 솔더 볼을 접촉시키는 소켓에 대한 스크럽 손상 요건 또는 인쇄 회로 기판 상의 금, 구리, 솔더 등을 포함하는 접촉 패드에 접촉되는 패키지된 디바이스 또는 커넥터에 대한 스크럽 손상 요건과 상이하다. 그러나, 다이 크기 및/또는 각 다이 상의 입력/출력(I/O) 패드의 밀도 및 수, 사용 케이스 온도 한계가 증가하면 이상의 모든 응용에서 요구되는 전기 내부 상호접속 구조의 복잡도 및 비용이 증가한다. 또한, 특히 접속 영역 및 다이 크기가 증가하거나 부품 두께가 감소할 때, 커넥터, 패키지 및 소켓에 있어서는 공면성의 부족에 대한 보상이 중요한 요건이다.

메모리 및 마이크로프로세서와 같은 어떠한 유형의 IC 디바이스에서는 다이 크기가 지속적으로 증가하는 반면에, 혼합 신호 및 아날로그와 같은 다른 유형의 디바이스에서는 다이 크기가 수많은 기술적인 진보로 인해 감소하였다. 그러나, 많은 경우, 본드 패드 크기의 감소 및/또는 (I/O)패드의 밀도 및/또는 수의 증가로 인해, 커넥터, 디바이스 패키징 및 소켓팅 응용을 위한 비용면에서 효율적이고 고성능의 소형 상호접속부가 더욱 필요하다.

또한, 예를 들어 프로브 카드 또는 시스템 테스팅에서 잠시 동안 접속이 이루어지는 일시적 전기 접속을 제공하는 개선된 방법이 필요하다. 또한, 분리형 전기 접속부에 개선이 필요한데, 여기서는 장시간 동안 신뢰할 수 있는 접속을 유지하는 것이 바람직하지만, 예를 들어 패키지 또는 메모리 모듈 애플리케이션 내의 시스템에서 접속을 비파괴적으로 해제하는 것이 바람직할 수도 있는데, 여기서는 개발, 필드 또는 디포 업그레이드(field or depot upgrade), 구성 변경 또는 수리를 위해, 보다 큰 시스템 내에서 디바이스 또는 모듈러 패키지를 분리하거나 재장착할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 신뢰할 수 있고 저비용의 영구적인 전기 접속을 제공하는 개선된 방법이 필요하다.

고접속 밀도에서, 크거나 작은 면적에 걸쳐, 넓은 온도 범위에 걸쳐, 및/또는 높은 주파수에서, 다양한 콘택 구조 및 야금에 대해 저 저항 전기 접속을 유지하는 콘택에 대해 비교적 저비용으로 마이크로 스프링 콘택을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 마이크로 스프링 콘택은 주요한 기술적 진보를 이룰 것이다.

고접속 밀도에서, 큰 면적에 걸쳐, 넓은 온도 범위에 걸쳐, 및/또는 높은 주파수에서, 비교적 낮은 콘택 힘을 갖는 다양한 콘택 구조 및 야금에 대해 저 저항 전기 접속을 유지하는 콘택에 대해 비교적 저비용으로 마이크로 스프링 콘택을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 마이크로 스프링 콘택은 주요한 기술적 진보를 이룰 것이다.

고접속 밀도에서, 큰 면적에 걸쳐, 넓은 온도 범위에 걸쳐, 및/또는 높은 주파수에서, 저 저항 전기 접속을 유지하는 콘택에 대해 비교적 저비용으로 마이크로 스프링 콘택을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 마이크로 스프링 콘택은 주요한 기술적 진보를 이룰 것이다.

모든 열 관리 요건을 만족하는 효과적인 수단을 제공하면서 집적 회로 디바이스와 다음 레벨의 상호접속부 사이의 열 팽창 계수(TCE)의 부정합을 수용하는 콘택에 대해 비교적 낮은 비용으로 마이크로 스프링 콘택을 포함하는 콘택터를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 마이크로 스프링 콘택은 보다 주요한 기술적 진보를 이룰 것이다.

동일한 두께 또는 복수의 두께 또는 가변 두께를 갖는 하나 이상의 전자 디바이스, 웨이퍼에 걸쳐 있는 복수의 디바이스, 단일 패키지 또는 모듈 내의 하나 이상의 디바이스 또는 디바이스 유형의 평면 요건에 적응하고, 고밀도 소켓 및 커넥터에 대한 평면 컴플라이언스를 만족하며, 카메라 및 프로젝터를 위한 오토 포커스 메커니즘과 같은 조정가능한 광학 인터페이스 및 컴퓨터, 휴대형 컴퓨터, PDA, 의료 기기, 카메라, 프린터, 촬상 장치, 셀 폰 등을 포함하는 전자 시스템 내의 기타 애플리케이션을 포함하는 전자 시스템의 요건을 만족시키는데 적합한 스프링 힘으로 동시 전기 접속 및 Z 컴플라이언스를 제공하는 기능을 수행하는데 충분한 기계적 유연성을 갖는 마이크로 스프링 콘택을 포함하는 콘택터를 제공하는 것이 더 바람직할 것이다. 이러한 콘택터는 보다 주요한 기술적 진보를 이룰 것이다.

또한, 마이크로 스프링 콘택을 임시 애플리케이션, 분리형 애플리케이션 및 영구 애플리케이션에 포함하는 어셈블리 구조들 사이를 래칭하는 수단을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 어셈블리 구조의 래칭 수단은 추가적인 기술적 진보를 이룬다.

본 발명은 전기 콘택터 및 커넥터, 전자 디바이스 또는 모듈 패키지 어셈블리, 소켓 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리 시스템과 같은 개선된 상호접속 시스템 및 방법에 관한 것이다. 예시적인 상호접속 시스템은 콘택터 표면 및 본딩 표면을 갖는 콘택터 기판과 콘택 표면으로부터 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 마이크로 스프링 콘택 세트를 포함하는 제 1 커넥터 구조물과, 커넥터 표면 상에 위치하며 적어도 하나의 스프링 콘택 세트에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 접촉 패드 세트를 갖는 제 2 커넥터 구조물과, 제 1 커넥터 구조물 및 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 이동가능하게 배치하여 정렬하는 수단을 포함하여, 적어도 하나의 위치에서, 전기 도전성 마이크로 스프링 콘택들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전기 도전성 접촉 패드에 전기 접속된다. 커넥터 시스템의 바람직한 실시예는 제 1 커넥터 구조물과 제 2 커넥터 구조물 사이에 임시형, 분리형 또는 영구형 래칭 수단을 포함한다.

도 1은 프로브 카드 어셈블리의 개략도.

도 2는 컴플라이언트 마이크로 스프링 콘택의 어레이를 포함하는 콘택터 어셈블리의 개략도.

도 3은 인터포저(interposer) 구조물의 부분 단면도.

도 4는 양면 상위 인터포저(a double-sided upper interposer)를 갖는 솔더링된 콘택터 프로브 카드를 도시한 도면.

도 5는 솔더링된 상위 인터포저를 갖는 솔더링된 콘택터 프로브 카드 실시예를 도시한 도면.

도 6은 솔더 볼 리플로우(re-flow) 콘택터 구조의 제 1 개략도.

도 7은 솔더 볼 리플로우 콘택터 구조의 제 2 개략도.

도 8은 팬아웃(fan-out)을 갖는 고밀도 커넥터의 개략적인 제 1 조립도.

도 9는 팬아웃을 갖는 고밀도 커넥터의 개략적인 제 2 조립도.

도 10은 어셈블리 래치 구조의 제 1 실시예의 개략도.

도 11은 어셈블리 래치 구조의 제 2 실시예의 개략도.

도 12는 어셈블리 래치 구조의 제 3 실시예의 개략도.

도 13은 어셈블리 래치 구조의 제 4 실시예의 개략도.

도 14는 고밀도 BGA 소켓 커넥터 실시예의 개략적인 제 1 조립도.

도 15는 고밀도 BGA 소켓 커넥터 실시예의 개략적인 제 2 조립도.

도 16은 예시적인 고밀도 커넥터에 대한 중심 접촉 마이크로 스프링 콘택 접속의 부분 단면도.

도 17은 예시적인 고밀도 커넥터에 대한 리딩 에지 마이크로 스프링 콘택 접속의 부분 단면도.

도 18은 예시적인 고밀도 커넥터에 대한 중심을 지난(over-center) 마이크로 스프링 콘택 접속의 부분 단면도.

도 19는 BGA 격자 소켓(lattice-socket) 커넥터 실시예의 개략적인 제 1 조립도.

도 20은 고밀도 BGA 격자 소켓 커넥터 실시예의 개략적인 제 2 조립도.

도 21은 고밀도 BGA 격자 소켓 커넥터 실시예의 제 1 실시예의 평면도.

도 22는 고밀도 BGA 격자 소켓 커넥터 실시예의 제 2 실시예의 평면도.

도 23은 고밀도의 낮은 프로파일 보드 투 모드(board-to-board) 콘택터의 개략적인 제 1 조립도.

도 24는 고밀도의 낮은 프로파일 보드 투 보드 콘택터의 개략적인 제 2 조립 도.

도 25는 팬아웃을 갖는 고밀도의 낮은 프로파일 보드 투 보드 콘택터의 개략적인 제 1 조립도.

도 26은 팬아웃을 갖는 고밀도의 낮은 프로파일 보드 투 보드 콘택터의 개략적인 제 2 조립도.

도 27은 무납땜 칩 탑재 실시예의 개략적인 제 1 조립도.

도 28은 무납땜 칩 탑재 실시예의 개략적인 제 2 조립도.

도 29는 SIP(system in package) 실시예의 개략적인 제 1 조립도.

도 30은 SIP(system in package) 실시예의 개략적인 제 2 조립도.

도 31은 예시적인 제품에 대한 Z 컴플라이언트 커넥터 구조의 개략적인 조립도.

도 32는 보드 투 보드 커넥터 구조의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 33은 보드 투 보드 커넥터 구조의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 34는 비대칭 접속부를 갖는 콘택터의 개략적인 제 1 평면도.

도 35는 비대칭 접속 어레이를 갖는 콘택터의 개략적인 제 2 평면도.

도 36은 제 1 위치에서 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터의 개략적인 부분 단면도.

도 37은 제 2 위치에서 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터의 개략적인 부분 단면도.

도 38은 제 3 위치에서 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터의 개략적인 부분 단 면도.

도 39는 제 4 위치에서 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터의 개략적인 부분 단면도.

본 명세서에 개시된 구조물, 프로세스 및 시스템에 대해서는, 1999년 5월 27일 출원된 발명의 명칭이 Wafer Interface for High Density Probe Card 인 미국 임시 출원 제60/136,636호, 1999년 7월 28일 출원된, 발명의 명칭이 Method of Massively Parallel Testing of Circuits인 미국 임시 출원 제60/146,241호, 2004년 5월 20일 출원된, 발명의 명칭이 Quick-Change Probe Chip인 미국 임시 출원 제60/573,541호, 2004년 7월 29일 출원된, 발명의 명칭이 Probe Card Assembly with Rapid Fabrication Cycle인 미국 임시 출원 제60/592,908호, 2005년 2월 8일 출원된, 발명의 명칭이 Nano-Contactor Embodiments for IC Packages and Interconnect Components인 미국 임시 출원 제60/651,294호, 2004년 6월 16일 출원된, 발명의 명칭이 Enhanced Compliant Probe Card Systems Having Improved Planarity인 미국 특허 출원 제10/870,095호, 2002년 6월 24일 출원된, 발명의 명칭이 Construction Structures and Manufacturing Processes for Probe Card Assemblies and Packages Having Wafer Level Springs인 미국 특허 출원 제10/178,103호, 2001년 11월 27일 출원된, 발명의 명칭이 Construction Structures and Manufacturing Processes for Integrated Circuit Wafer Probe Card Assemblies인 미국 특허 출원 제09/980,040 호, 2000년 7월 27일 출원된 PCT 특허 출원 PCT/USOO/21012, 2000년 5월 23일 출원된, 발명의 명칭이 Construction Structures and Manufacturing Processes for Integrated Circuit Wafer Probe Card Assemblies인 PCT 특허 출원 PCT/USOO/14164, 2002년 6월 28일 출원된, 발명의 명칭이 Systems for Testing and Packaging Integrated Circuits인 미국 특허 출원 제10/069,902호에 소개되어 있으며, 이들 각각은 참고로서 본 명세서에 모두 포함된다.

전술한 바와 같이, 마이크로 스프링 콘택은 당업자에게 알려져 있는 다양한 프로세스로 제조될 수도 있다. 예시적인 모노리식 마이크로 스프링 콘택은 배치(batch) 모드 반도체 제조 프로세스를 이용하여 포토리소그래픽 방식으로 패터닝되어 기판 상에 제조되는 스트레스 금속 스프링을 포함할 수 있다. 그 결과, 스프링 콘택들이 한꺼번에 제조되며, 반도체 본딩 패드의 간격보다 작거나 같은 간격으로 또는 인쇄 회로 기판의 간격보다 크거나 같은 간격으로 제조될 수 있다. 즉, 전기 신호 간격 트랜스포머로서 기능한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 모노리식 마이크로 스프링 콘택(40)은 단위체, 즉 일체형 구조 또는 평면 반도체 프로세싱 방법을 이용하여 최초에 제조된 구조인 반면에, 넌모노리식(non-monolithic) 스프링 콘택은 통상 별개의 부분, 요소 또는 부품으로부터 조립된다. 넌모노리식 또는 모노리식 마이크로 스프링 콘택은 기판 양면에 전기 도전성 관통 비아 및 복수의 전기 신호 라우팅 층을 갖고 있는 강성(rigid) 또는 가요성(flexible) 콘택터 기판의 한 면 또는 양 면에 제조되어, 기판의 한 면 상의 스프링 콘택으로부터 기판의 양면의 신호 라우팅 층 및 기판을 통 해 제조된 하나 이상의 전기 도전성 비아를 통해 기판의 반대쪽 면 상의 스프링 콘택 또는 다른 형태의 전기 접점으로 흐르는 전기 신호를 위한 전기 도전성 경로를 제공할 수 있다.

또한, 기판을 통해 광학 신호가 전송될 수 있도록 충분한 크기의 개구를 제조함으로써, 광학 신호가 콘택터 기판을 통해 전송될 수 있다. 홀은 폴리머, 유리, 공기, 진공 등을 포함하는 광학적으로 도전성인 재료로 채워질 수도 있고 또는 채워지지 않을 수도 있다. 원한다면, 렌즈, 굴절 격자(diffraction grating) 및 기타 광학 요소를 통합하여 결합 주파수를 개선하거나 주파수 판별을 할 수 있다.

스트레스 금속 스프링을 포함하는 전형적인 모노리식 마이크로 스프링 콘택은 기판 내에 미리 제조된 1 내지 10 mil 직경의 전기 도전성 비아를 갖는 세라믹 또는 실리콘 기판(약 10 내지 40 mil의 두께) 상에 1,000 내지 5,000 옹스트롬의 두께를 갖는 티타늄 접착/릴리스 층을 스퍼터링 침착함으로써 제조된다. 종래의 포토리소그래픽 프로세스로 제조된 전기 도전성 트레이스가 스프링 콘택을 도전성 비아 및 이들이 최종적으로 접속되는 회로에 연결한다. 스트레스 금속 스프링을 제조하는데 사용되는 일반적인 재료는 MoCr이지만, 유사한 특징, 예를 들면 원소 또는 합금을 갖는 다른 금속이 사용될 수도 있다. 전형적인 스트레스 금속 스프링 콘택은 약 1 내지 5 GPa/㎛의 내부 스트레스 구배(built-in internal stress gradient)로 1 내지 5㎛ 범위에 MoCr 막을 침착시킴으로써 형성된다. 전형적인 MoCr 막은 2 내지 10 개의 MoCr 층을 침착시킴으로써 형성되는데, 각 층은 각각 0.2 내지 1.0㎛의 두께를 갖는다. 각 층은 1.5 Gpa까지의 압축력으로부터 2 Gpa까 지의 장력의 가변 레벨의 내부 스트레스 범위를 가지고 침착된다.

릴리스 층을 용해하기 위한 에칭제를 이용하여, 개별 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택 "핑거(finger)"가 포토리소그래픽 방식으로 패터닝되어 기판으로부터 릴리스된다. 핑거의 시트 저항은 도전성 금속층(예를 들면, 구리 또는 금)으로 전기도금함으로써 감소될 수 있다. 스프링 콘택에 의해 생성된 힘은, 핑거의 스프링 상수를 증가시키기 위해 핑거 상에 니켈과 같은 재료층을 전착시킴으로써 증가될 수 있다. 인터포저 응용에서(도 3 참고), 전기 콘택의 품질은 기판으로부터 핑거를 릴리스하기 전에 포토마스크를 통해 라듐(104)과 같은 재료를 전착시킴으로써 개선될 수 있다.

스프링 콘택의 리프트 높이는 스프링의 두께 및 길이와 스프링 내의 스트레스 구배의 크기에 따라 달라진다. 리프트 높이는 또한 스프링의 폭 및 스트레스 이방성과 하부 스트레스 금속 막 릴리스 층 내의 스트레스 및 결정 구조에 의존한다. 스프링의 스프링 상수는 스프링을 제조하는데 사용된 재료의 영률(Young's Modulus) 및 스프링의 길이, 폭, 두께에 의존한다. 스프링의 스프링 상수는 전기도금 또는 스퍼터링 또는 CVD 증착된 니켈 또는 니켈 합금, 금 또는 팔라듐 코발트와 같은 팔라듐 합금을 포함하는 금속으로 스프링(40)을 코팅함으로써 증가될 수 있다(도 1 참조).

절연 재료 및 도전성 재료의 코팅을 침착하는 방법은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 전술한 특허 출원에서 수많은 예들이 논의되었다. 스프링 콘택은 침착된 코팅층의 두께, 스프링이 구조적 특징, 코팅의 횟수와 두께 및 금속의 선택을 를 조절함으로써 크기의 많은 차수에 걸쳐 변할 수 있다. 스프링을 더 두껍게 만들면 스프링과 그 접촉 패드 사이의 물리적 및 전기적 접촉의 강인성 및 접촉력이 증가한다.

전술한 설명은 예시적인 모노리식 마이크로 스트레스 금속 스프링의 제조를 기술하지만, 당업자라면, 본 발명을 실시하는데 요구되는 특징을 갖는 스프링 콘택이 설계 및/또는 제조 프로세스에서 다른 형태로 설계될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나 이러한 변형은 예를 들어 프로세스의 선택, 프로세스 화학제, 프로세스 단계 순서, 베이스 스프링 금속, 릴리스 층 금속, 코팅 금속, 스프링 구조 등에 한정되지는 않을 것이다. 모노리식 마이크로 스프링 콘택의 많은 부가적인 실시예는 미국 특허 제6,184,699호(Smith 등), 미국 특허 제6,791,171(Mok 등), 미국 특허 제6,917,525(Mok 등) 및 미국 특허 공개번호 US/2003-0214045 A1(Lahari 등)에 개시되어 있으며, 이들 각각은 참조로서 본 명세서에 완전히 포함된다.

도 1은 프로브 카드 어셈블리(42)의 개략도(10)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(42)는 프로브 카드 인터페이스 어셈블리(PCIA)(41) 및 콘택터 어셈블리(18)를 포함하며, 여기서 프로브 카드 인터페이스 어셈블리(PCIA)(41)는 전기 접속부(132)(도 4 참조)를 갖는 마더보드(12)와 통합된 콘택터 탑재 시스템(14)을 포함한다. 전기 트레이스 경로(32)는 마더보드(12), 콘택터 탑재 시스템(14) 및 콘택터 어셈블리(18)를 통해 스프링 콘택, 즉 스프링 프로브로 연장되어, 반도체 웨이퍼(20) 상의 하나 이상의 IC(26) 상에 패드(28)와 접촉을 확립한다. 팬아웃(34)은 바람직하게는 프로브 카드 어셈블리(42) 내의(또는 본 명세 서에 개시된 시스템의 다른 실시예의) 전기 트레이스 경로(32)의 임의의 지점에 제공되어, 콘택터(18)와 같은 작은 피치 부품 또는 요소 및 마더 보드(12) 상의 테스터 접촉 패드(126)(도 4 참조)와 같은 큰 피치 부품 또는 요소 사이에 변화를 제공할 수 있다. 예를 들면, 팬아웃은 통상 마더보드(12), 콘택터(30), Z 블록(16), 마더보드 Z 블록을 포함하는 상위 인터페이스(24)에 의해 또는 하위 인터페이스(22) 및/또는 상위 인터페이스(24) 내의 어느 곳에도 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 콘택터 탑재 시스템(14)은 통상 Z 블록(16), Z 블록(16)과 콘택터 기판(30) 사이의 하위 인터페이스(22) 및 Z 블록(16)과 마더보드(12) 사이의 상위 인터페이스(24)를 포함한다. 일부 퀵 체인지 프로브 카드 어셈블리(42)에서는, 하위 인터페이스(22)가 복수의 솔더 본드(112)(도 4 참조)를 포함한다. 또한, 일부 퀵 체인지 프로브 카드 어셈블리(42)에서는, 상위 인터페이스(24)가 122a(도 8 참조) 또는 122b(도 5 참조)와 같은 인터포저(122), 솔더 본드 및/또는 마더보드 Z 블록과 같은 구성요소 및 접속부의 조합을 포함한다.

도 2는 콘택터 어셈블리(18)의 개략도(60)로서, 여기서 가요성 스프링 프로브(40)의 비평면 부분은 평탄화 및/또는 도금된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 콘택터(18)는 프로빙 표면(48a) 및 프로빙 표면(48a) 반대쪽의 본딩 표면(48b)을 갖는 기판(30), 통상 반도체 웨이퍼(20) 상의 집적 회로(26)의 본딩 패드(28)(도 1 참조)에 대응하도록 배치되어 있으며 프로빙 표면(48a)으로부터 연장되어 복수의 프로브 팁(62)을 규정하는 프로빙 표면(48a) 상의 복수의 스프링 프로브(40), 본딩 표면(48b) 상에 위치하며 통상 제 2 표준 구성으로 배치되어 있는 대응하는 복수의 제 2 본딩 패드(64) 및 각각의 스프링 프로브(40)로부터 대응하는 복수의 제 2 본딩 패드(64) 각각으로 연장되는 비아와 같은 전기 접속부(66)를 포함한다.

여기서는 명확성을 위해 콘택(40)은 스프링 콘택(40)으로서 예시하였지만, 콘택(40)은 콘택 스프링, 스프링 프로브 또는 프로브 스프링으로 하여도 된다.

스프링 콘택(40)의 바람직한 예는 응용에 따라 넌모노리식 마이크로 스프링 콘택(40) 또는 모노리식 마이크로 스프링 콘택(40)을 포함할 수도 있다. 넌모노리식 마이크로 스프링 콘택은 하나 이상의 기계식(또는 마이크로 기계식) 어셈블리 동작을 이용하는 반면에, 모노리식 마이크로 스프링 콘택은 일반적으로 MEM 디바이스 및 반도체 집적회로를 제조하는데 사용되는 포토리소그래픽 프로세스를 포함하는 배치 모드 프로세싱 기술만 이용한다.

스프링 콘택(40)의 일부 실시예에서는, 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 콘택(40)이 콘택 기판(30) 상의 적소에 형성된다.

스프링 콘택(40)의 다른 실시예에서는, 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 콘택(40)이 희생 또는 임시 기판(63) 상에 형성되며, 그 후에 예를 들어 희생 기판(63)을 에칭 제거하거나 또는 재사용가능한 또는 일회용 임시 기판(63)으로부터 분리시킨 다음 콘택터 기판(30)에 부착함으로써 희생 또는 임시 기판(63)으로부터 분리된다.

넌모노리식 및 모노리식 마이크로 스프링 콘택은 반도체 웨이퍼 프로브 카드, 전기 콘택터 및 커넥터, 소켓 및 IC 디바이스 패키지를 포함하는 수많은 응용에 이용될 수 있다.

희생 또는 임시 기판(63)은 모노리식 또는 넌모노리식 프로세싱 방법을 이용하여 스프링 제조에 이용될 수 있다. 스프링 콘택(40)은 제조 후에 희생 또는 임시 기판(63)으로부터 분리될 수 있고, 단독으로 또는 예를 들어 콘택터 기판(30)과 같은 다른 구조와 함께 사용될 수 있다.

평탄화되는 콘택터 어셈블리의 실시예에서, 최적의 프로브 팁 평면성의 평면(72)이 제조된 콘택터(18)에 대해 결정된다. 기판(30) 상에 위치하는 스프링 콘택(40)의 비평면 부분은 바람직하게는 도금되고(60), 그 다음에 프로브(40)를 픽스처 내의 평면 내로 한정하여 어셈블리를 열처리함으로써 평탄화된다. 스프링 프로브(400의 비평면 부분은 또한 평탄화 후에 도금되어 외부 도금층(70)을 형성할 수 있다.

도 2에 도시된 콘택터 어셈블리(18)는 또한 콘택터 기판(18)의 프로브 표면(48a) 상의 팬아웃(34a) 및/또는 콘택터 기판(18)의 본딩 표면(48b) 상의 후위 팬아웃(34b)과 같은 팬아웃(34)을 더 포함한다.

도 3은 양면 인터포저(80a)와 같은 인터포저 구조(80)의 부분 단면도(78)이며, 유사한 구성이 단면 인터포저(80b)(도 5 참조)에도 제공된다.

포토리소그래피법으로 형성된 프로브 스프링(86)과 같은 인터포저 스프링(86)은 일반적으로 인터포저 격자 어레이 내에 배열되어 복수의 표준화된 접속을 제공한다. 예를 들면, 도 4에 도시된 양면 인터포저(80a)는 마더보드(12)와 Z 블록(16) 사이에 접속을 제공한다. 이와 유사하게, 도 5에 도시된 양면 인터포저(80b)에서는, 인터포저 스프링(86)이 마더보드(12)와 인터포저(80b) 사이에 접속 을 제공한다.

인터포저 비아(84)는 제 1 표면(102a)으로부터 제 2 표면(102b)으로 인터포저 기판(82)을 통해 연장된다. 인터포저 비아(84)는 인터포저의 제조 수율을 증가시키거나 특히 전력 트레이스를 위한 전기 도전성을 촉진시키기 위해 바람직하게는 용장 비아 쌍으로 구성될 수 있다.

반대편의 표면(102a, 102b)은 통상 티나늄을 포함하는 릴리스층(90), 상이한 고유 스트레스 레벨을 갖는 복수의 도전층(88a-88n)을 포함하는 합성층(88, 92)으로 이루어진다. 예를 들어 CuW 또는 구리로 채워진 인터포저 비아(84)는 통상 세라믹인 중앙 기판(82)을 통해 연장되며, 릴리스층(90) 사이에 전기 도전성 접속을 제공한다. 합성층(88, 92)은 통상 MoCr을 포함하는데(그러나, 원소 또는 합금과 같은 유사한 특징을 갖는 다른 금속이 사용될 수도 있다), 여기서 인터포저 프로브 스프링(86)이 패터닝되고, 이어서 릴리스 영역(100) 내에서 나중에 릴리스된다.

바람직하게는 0.5 내지 1㎛ 두께의 금 층과 같은 시드층(94)이 합성층(88, 92) 상에 형성된다. 일실시예에서는, 내마모성 및/또는 접촉 신뢰도를 제공하기 위해, 로듐 또는 팔라듐 합금과 같은 팁 코팅(104)이 적어도 스프링 핑거(86)의 팁 상에 제어가능하게 형성된다. 저항을 감소시키기 위해, 도시된 바와 같이 구조(78) 위에 도금함으로써, 통상은 구리를 포함하는 트레이스(96)가 선택가능하게 형성된다. 또한, 스프링 핑거 리프트 영역을 규정하기 위해 폴리 이미드(PMID) 층(98)이 구조물(78) 상에 형성된다. 또한 핑거(86)의 시트 저항을 감소시키기 위해, 두꺼운 금 층을 포함하는 시드층(94)이 리프트된 핑거(86) 위에 유지된다.

도 4는 양면 상위 인터포저(double-sided upper interposer)(80a)를 갖는 솔더링된 콘택터 프로브 카드(18)를 포함하는 프로브 카드 어셈블리 시스템(42a)의 부분적인 개략도(110)이다. 도 5는 단일면 상위 인터포저(80b)를 갖는 솔더링된 콘택터 프로브 카드 실시예를 포함하는 프로브 카드 어셈블리 시스템(42b)의 부분적인 개략도(110)이다. 도 5의 상위 인터포저(80b)가 프로브 카드 마더보드(12)에 닿더라도 프로브(136)가 손상되지 않도록, 하나 이상의 이동 정지부(152)가 예를 들어 스트레스 금속 스프링 프로브(86)(도 3 참조)와 같은 가요성 인터포저 스프링 프로브(136)를 갖는 인터페이스 상에 포함될 수 있다. 상위 인터포저(80b)는 인터포저 스프링 프로브(136)의 프로브 힘을 증가시키기 위해 도금될 수도 있다.

외부 정렬 핀(130)은 통상 프로브 카드 인터페이스 어셈블리(41)를 통해서와 같이, 프로브 카드 어셈블리(42)를 통해 상부 보강제(top stiffener)(38)로부터 연장된다. 외부 정렬 핀(130)은 마더보드(12) 및 Z 블록 플랜지(144)와 같은 프로브 카드 어셈블리(42) 내의 부품 내에 규정된 노치, 슬롯 및/또는 홀 또는 이들의 조합과 같은 기계적인 레지스트레이션 피처(mechanical registraion feature)(134)와 결합된다. 레지스트레이션 피처(134)는 넓은 온도 범위에서 테스트할 수 있도록, 바람직하게는 프로브 카드 어셈블리(42) 내의 부품들 사이의 열팽창 차를 허용한다.

도 6은 솔더 볼 리플로우 콘택터 구조(162)의 제 1 개략도(160)이다. 도 7은 솔더 볼 리플로우 콘택터 구조(162)의 제 2 개략도(174)이다. 프로브 카드 어셈블리(42) 내에서 사용된 몇몇 부품 및 구조물은 다른 개선된 어셈블리 및 구조물 내에서도 사용될 수 있다. 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 집적 회로 중 어느 하나를 포함하는 기판(168)과 같은 제 2 기판(166)에 리플로우된 솔더 볼 접속(112)을 갖는 콘택터 어셈블리(18)는 콘택터 기판(30)과 부탁된 기판(168) 사이에 높은 평면도를 갖는 기판(162)을 제공하며, 또한 콘택터 기판(30)의 프로브 기판(48a) 상에 위치하는 스프링 프로브(40)와 관련된 평면 가요성을 갖는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 솔더 볼(164)은 프로브 스프링 기판(30)의 후위 본딩 표면(48b) 상의 전기 도전성 패드(64)에 위치하며, 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 집적 회로 중 어느 하나를 포함하는 기판(168)과 같은 대응 구조물(166) 상에 위치하는 금 또는 솔더 코팅된 전기 도전성 콘택 패드(170)와 정렬되도록 구성된다.

그 다음에 프로브 스프링 어셈블리(18) 및 대응 구조물(166)은 적절한 픽스처(178) 내에 함께(172) 이동가능하게 위치한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 어셈블리(162)에 열이 가해져서, 솔더 볼(164)이 리플로우하여(176) 프로브 어셈블리 솔더 접합부(112)를 형성한다(도 4, 도 5 참조).

콘택터 기판(18) 및 부착된 기판(168) 사이의 평면성은 픽스처(178)에 의해 고도로 제어 가능하므로, 본딩된 솔더 접합부(112)에 의해 확립된 콘택터 어셈블리의 평면은 다음과 같은 다양한 개선된 상호접속 구조에 대해 사용될 수 있는 어셈블리를 제공한다.

· 미세 피치 디바이스 및/또는 큰 면적의 기판을 검사하기 위한 개선된 프로브 카드 어셈블리

· 웨이퍼 레벨 패키지, 플립 칩 디바이스, 칩 스케일 패키지, 하부 범프 금속, 솔더, 솔더 볼, 디스플레이, 디스플레이 드라이버, 영역 어레이 등을 검사하기 위한 프로브 카드 어셈블리

· 소비자 전자 제품, 셀 폰, PDA, 카메라, 프로젝터, 촬상 장치용 등과 같은 소형 또는 고밀도 커넥터 어셈블리

· 고밀도, 낮은 삽입렬, 솔더 볼 어레이, LGA(land grid array) 등과 같은 소켓 어셈블리

· 디바이스, 부분적인 웨이퍼, 및/또는 전체 웨이퍼 레벨의 번인 컨텍터(테스트 중인 디바이스와 콘택터 사이에 TCE 매치를 제공하는데 실리콘 기판이 사용될 수 있다)

· 웨이퍼 레벨 패키지(WLP) 및/또는 싱귤레이트된(singulated) 다이와 같은 단일 다이 패키지 및/또는

· 균일하지 않은 다이 두께 및/또는 적층된 다이와 같은 3차원 패키지를 갖는 실시예를 포함하는 SiP(system in a package)와 같은 멀티 다이 패키지.

가요성 스프링 인터페이스를 갖는 예시적인 래치 어셈블리 구조

도 8은 팬아웃(34)을 갖는 고밀도 커넥터(182a)의 개략적인 제 1 조립도이다. 도 9는 팬아웃(34)을 갖는 고밀도 커넥터(182a)의 개략적인 제 2 조립도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 콘택터 어셈블리(18)는 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 고밀도 접속(214)을 제공한다. 도 8 및 도 9에 도시된 예시적인 커넥터 구조물(184)은 스프링 프로브 어셈블리(18) 상의 스프링 프로브 콘택(40)에 대응하는 제 1 전기 도전성 패드(190) 세트와 제 1 전기 도전성 패드(190)로부터 커넥터 구조물(184) 반대편에 있는 제 2 전기 도전성 패드(196) 세트를 가지며 기판을 통해 규정되는 전기 도전성 경로(194)를 포함하는 하나 이상의 기판(186, 188)을 포함한다. 커넥터 구조물(184)의 일부 실시예에서는, 제 2 전기 도전성 패드(196) 세트가 인쇄 회로 기판 또는 케이블 커넥터와 같은 외부 구조물로부터의 콘택 또는 커넥터에 대응한다.

고밀도 커넥터(182a)의 일실시예에서는, 커넥터 구조(184)가 다층 박막 회로 및 전기 도전성 관통 비아(194)를 갖는 커넥터 본체(186, 188)를 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 콘택터 어셈블리(18)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 콘택터 구조물(162) 내에 상부 커넥터 요소를 포함한다. 또한, 도 8 및 도 9에 도시된 프로브 카드 어셈블리(18)는 바람직하게는 34a, 34b(도 2 참조)와 같은 팬아웃(34)을 포함한다. 도전성 본드(112)는 콘택터 어셈블리(118)와 제 2 구조물(166) 사이에 위치하며, 바람직하게는 솔더 접합부(112)를 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시된 고밀도 커넥터(182a)는 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 접속(214)을 위한 수단을 포함하며, 접속(214)은 스프링 프로브(40)와 제 1 전기 도전성 패드(190) 세트 사이에 확립된다. 접속(214)을 위한 수단은 바람직하게는 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 하나 이상의 래치(212)를 포함하며, 따라서 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184)은 서로에 대해 이동가능하고(도 8 참조), 또한 콘택터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)이 서로 조절가능하게 위치하는 경우, 고착, 래칭을 위한 수단을 제공한다. 일부 시스템 응용에서는, 래치(212)가 서비스 또는 어셈블리의 교체를 위해 분리를 제공할 수도 있다. 다른 응용예에서는, 래치(212)는 소비자 전자기기 제품과 같은 단용 래치(single-use latch)로 간주될 수도 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 접속 수단(214)은 바람직하게는 콘택터 구조물(162) 상에 위치하는 제 1 래치 요소(200)에 의해 형성된 하나 이상의 래치(212)를 포함할 수도 있으며, 제 2 커넥터 구조물(184) 상에 위치하는 제 2 래치 구조물(202)에 쌍으로 접속될 수 있다. 도 8 및 9에 도시된 접속 수단(214)은 바람직하게는 하나 이상의 기계적 정렬 가이드(198)와 같은, 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 정렬을 위한 수단(198)을 포함하는데, 이것은 커넥터(182)의 여러 실시예에서 다양한 위치에 부착될 수 있는데, 예를 들면 콘택터 어셈블리(18)에 직접 부착되거나 또는 제 2 구조물(166)(도 23, 24 참조)에 직접 부착되거나 또는 제 2 커넥터 구조물(184)(도 21, 도 22 참조)에 부착될 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 고밀도 커넥터(182a)와 같은 고밀도 커넥터(182)는 또한 스프링 프로브(40)와 제 1 전기 도전성 패드(190) 세트 사이에 전기 접속(214) 및/또는 스프링 프로브(40)를 보호 및/또는 확립하기 위해 하나 이상의 이동 정지부(204, 206)를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서는, 어셈블리(182)의 운동 또는 진동을 줄이기 위해, 즉 충격을 흡수하기 위해, 제 1 이동 정지부(204)가 래치 접속(212)을 완충하는 수단으로서 작동한다. 일부 실시예에서는, 제 2 이동 정지부(206)가 조립, 사용 및/또는 서비스 동안 스프링 프로브(40)에 대한 손상을 방지한다.

예시적인 래치 구조. 콘택터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 정렬 및/또는 래칭을 위해, 고밀도 커넥터(182)의 여러 실시예에서는 다양한 접속 수단(214)이 제공될 수 있다.

도 10은 어셈블리 래치 구조(212a)의 예시적인 제 1 실시예의 개략도(214)이다. 콘택터 어셈블리 기판(30)과 같은 콘택터 구조물(162)의 일부분은 통상 래치 요소(216)와 일체형으로 유지되거나 관련되는 멈춤쇠(detent) 또는 킵(keep)과 같은 제 1 래치 요소(218a)를 포함할 수 있는 하나 이상의 정렬 가이드(198)에 고착되거나 부착될 수 있다. 기판(186)과 같은 제 2 구조물(184)의 일부분은 통상 킵 또는 멈춤쇠와 같은 제 2 래치 요소(218b)를 포함한다. 콘택터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)은 Z 축(27)(도 1 참조)에서 선형으로 이동가능하여 서로 분리가능하며(208), 따라서 래치 요소(218a, 218b) 사이에 래치 접속(212a)을 확립한다.

도 11은 어셈블리 래치 구조(212b)의 제 2 실시예의 개략도(220)이다. 콘택터 어셈블리 기판(30)과 같은 콘택터 구조물(162)의 일부분은 하나 이상의 정렬 가이드(198)에 고정적으로 접속되거나 부착될 수 있으며, 이것은 멈춤쇠(226), 스프링(222), 부착 수단(224)을 포함하는 멈춤쇠 킵 어셈블리를 포함할 수 있다. 기판(186)과 같은 제 2 구조물(184)의 일부분은 통상 제 1 래치 요소(218a)에 부착하기 위해 멈춤쇠, 킵(keep), 홀, 또는 그루브와 같은 제 2 래치 요소(218b)를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 정렬 가이드(198)는 바람직하게는 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 래칭(212) 및/또는 정렬을 위해, 기판(186)의 하위면(187a)과 함께 이동 정지부로서 작동할 수 있는 리지부(228)를 포함할 수 있다.

도 12는 어셈블리 래치 구조(212c)의 제 3 실시예의 개략도(230)이다. 하나 이상의 정렬 가이드(198)는 하나 이상의 스프링 래치(232), 화스너(234) 및 하나 이상의 이동 정지부(204)를 포함하는 제 1 래치 요소(218a)를 포함할 수 있다. 기판(186)의 후위 표면(187b)와 같은 제 2 구조물(184)의 일부분은 제 2 래치 요소(218b)로서 작동한다. 제 2 구조(184)가 콘택터 구조물(162)에 대해 더 가까이 이동할 때(208), 기판은 이동 정지부(204)에 접근하거나 압축하므로, 스프링 래치(232)는 기판(186)의 후면(187b)에 걸리거나 또는 고정된 상태를 유지한다.

도 13은 어셈블리 래치 구조(212d)의 제 4 실시예의 개략도(240)이다. 기판(188, 186)과 같은 제 2 구조(184)의 일부분은 하나 이상의 정렬 가이드(198)에 고정 접속되거나 또는 부착될 수 있는데, 이것은 래치 요소(216)(도 10 참조)에 일 체형이거나 또는 결합된 멈춤쇠 또는 킵과 같은 제 1 래치 요소(218a)를 포함할 수 있다. 기판(168) 또는 콘택터 기판(30)과 같은 콘택터 구조물(162)의 일부분은 통상 예를 들어 킵 또는 멈춤쇠와 같은 제 2 래치 요소(218b)를 포함할 수 있다. 콘택터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)은 래치 요소(218a, 218b) 사이에 래치 접속(212d)을 확립하도록, 예를 들어 Z 축(27)(도 1 참조)으로 선형으로 이동가능하게 서로에 대해 이동가능하다(208).

스프링 콘택 인터페이스를 갖는 기타 개선된 래치 어셈블리 구조

도 14는 고밀도 커넥터(182b)의 제 1 개략도로서, 여기서 제 2 커넥터 구조(184)는 고밀도 소켓형 패키지(252)를 포함한다. 패키지(252)는 BGA(ball grid array), LGA(land grid array) 또는 기판(186)을 포함하는 기타 디바이스 패키지일 수 있다. 전기 도전성 패드(190)는 표면 코팅층을 선택적으로 포함한다(예를 들면, 금, 솔더 등). 기판(186)은 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 또는 플립 칩 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 도 15는 고밀도 커넥터(182b)의 개략적인 제 2 조립도(264)이며, 여기서 제 2 커넥터 구조(184)는 고밀도 소켓형 패키지(252)를 포함한다.

솔더 볼(255)의 어레이(254)는 전기 접속 단자(191)에 인접한 하면(187a)에 직접 위치하는 전기 도전성 패드(190)의 하면에 선택적으로 위치한다. 고밀도 커넥터(182b)는 패키지(252) 내의 258a 내지 258j와 같은 하나 이상의 부품(258) 및 256a 내지 256k와 같은 하나 이상의 히트 싱크(256)와 함께 중간 접속부(259)와 같 은 다양한 기능을 하도록 사용될 수 있으며, 바람직하게는 열 전달을 용이하게 하기 위해 열적 페이스트 접합부(thermal paste junction)(257)를 포함할 수도 있다.

도 14 및 도 15에 도시된 고밀도 커넥터(182b)에서는, 부품(258a-258j)이 다양한 능동 및/또는 수동 요소를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 히트 싱크(256)를 포함하는 고밀도 커넥터(182b)의 실시예에서, 히트 싱크는 부품(258a-258j) 및 콘택터 구조(162)와 관련된 열 전달에 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 접속 수단(214)은 바람직하게는 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 확립된 하나 이상의 짝을 이루는 접속가능한 래치(212)를 포함할 수도 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 접속 수단(214)은 하나 이상의 기계적 정렬 가이드(198)와 같이 콘택터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 정렬 수단(198)을 포함할 수 있으며, 이것은 고밀도 커넥터(182b) 내의 여러 위치에서 콘택터 구조물(162)에 부착될 수 있는데, 예를 들면 콘택터 어셈블리(18)에 직접 부착되거나 또는 제 2 구조물(166)(도 23, 24 참조)에 부착되거나 또는 제 2 커넥터 구조물(184)(도 21, 도 22 참조)에 부착될 수 있다.

도 16은 예시적인 고밀도 커넥터(182)에 대한 중심 콘택 스프링 접속부(270a)의 상세한 부분 단면도이다. 도 17은 예시적인 고밀도 커넥터(182)에 대한 리딩 에지 콘택 스프링 접속부(270b)의 상세한 부분 단면도이다. 도 18은 예시적인 고밀도 커넥터(182)에 대한 중심을 지난 콘택(270b)의 상세한 부분 단면도이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 콘택터 기판(30)으로부터와 같이 제 1 커넥터 구 조물(162)로부터 연장되는 가요성 스프링(40)은 기판(186)과 같은 제 2 커넥터 구조물(184)로부터 연장되는 반대편의 대응 전기 도전성 패드(190)와 전기 접속(272)을 형성한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 전기 도전성 솔더 볼(255)은 전기 도전성 패드(190) 상에 위치하며, 비교적 수평인 중심(272)을 갖는 타원형 표면을 규정짓는다. 도 16에서, 제 1 커넥터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)은 가요성 스프링(272)의 팁(62)이 전기 도전성 솔더 볼(255)의 중심(272)과 정렬되도록 조합적으로 위치한다(274).

도 17에 도시된 바와 같이, 제 1 커넥터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)은 가요성 스프링(40)의 팁(62)이 전기 도전성 솔더 볼(255)의 중심(272)으로부터 분기되어(276), 팁(62)이 선두부, 즉 앞 표면(277) 상의 전기 도전성 솔더 볼(255)에 접속되도록 조합적으로 위치한다(274).

도 18에 도시된 바와 같이, 제 1 커넥터 구조물(162) 및 제 2 커넥터 구조물(184)은 가요성 스프링(40)의 팁(62)이 전기 도전성 솔더 볼(255)의 중심(272)으로부터 분기되어(276), 팁(62)이 후두부, 즉 뒤 표면(279) 상의 전기 도전성 솔더 볼(255)에 접속되도록 조합적으로 위치한다(274).

도 16에 도시된 바와 같이, 고밀도 인터커넥터의 실시예는 솔더 볼(255) 및/또는 가요성 스프링(40)에 손상을 주기 않도록 바람직하게는 제 1 커넥터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 다양한 전기 접속을 제공한다. 예를 들면, 프로브 팁(62)이 비교적 연성인 솔더 볼(255) 상의 중심에 위치하는 프로브 또는 접속 실시예에서는, 제 1 커넥터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사 이의 하나 이상의 접속이 하나 이상의 솔더 볼(255)의 중심을 변형시켜, 제 2 커넥터 구조물(184)을 서비스하는데 솔더 리플로우가 바람직할 수도 있다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 일부 바람직한 고밀도 인터커넥터(182)는 반복된 사용에 대해 고품질 접속을 제공하도록 리딩 에지 콘택 스프링 접속(270b) 및/또는 중심을 지난 콘택 스프링 접속(270c)을 제공할 수 있다.

또한, 일부 바람직한 고밀도 인터커넥터(182)는 커넥터를 양단의 접속력의 균형을 이루도록, 즉, 셀프 센터링을 촉진하고 제 1 커넥터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 어긋난 접속을 방지하기 위해, 인접 솔더 볼(255)의 반대편에 팁(62)을 갖는 솔더 볼(255)의 어레이와 관련된 스프링(40)의 어레이의 제어된 오프셋을 제공한다.

다른 바람직한 실시예는 커넥터(182)를 가로질러 스프링 콘택 팁(62)에 의해 생성된 솔더 볼(255) 상의 측면 힘을 적절히 밸런싱하는 콘택터 기판 상에 스프링 콘택(40)의 다른 정렬을 제공한다. 일부 바람직한 실시예에서는, 하나의 스프링 콘택(40)이 각 솔더 볼(255)에 제공될 수도 있다. 커넥터(182)를 가로지르는 측면 힘은 예를 들면, 모든 다른 솔더 볼(255)의 선두 및 후미 에지와 같은 솔더 볼(255)의 반대편에 대략 동등한 수의 스프링 콘택(40)을 제공함으로써 최소화될 수 있으며 대략적으로 밸런싱될 수 있다. 예를 들면, 스프링 콘택(40)의 적어도 일부는 관련 솔더 볼(255)에 인가된 각 측면 힘 및 또는 스프링 콘택(40)에 인가된 결과의 힘을 분기시키도록 위치할 수도 있다.

도 19는 고밀도 커넥터(182c)의 개략적인 제 1 조립도(280)이며, 여기서 제 2 커넥터 구조물(184)은 고밀도 소켓형 패키지(252)를 포함하고, 콘택터 어셈블리(18)는 볼 그리드 어레이(254) 내의 각각의 솔더 볼 접속부(255)에 대응하는 복수의 스프링 콘택(40)을 포함한다. 패키지(252)는 BGA, LGA(land grid array) 또는 기판(186)을 포함하는 기타 디바이스 패키지일 수 있다. 선택적인 솔더 볼(255)이 존재하지 않는 경우에, 예를 들면 패키지(252)가 LGA인 경우에, 스프링 콘택(40)은 전기 도전성 패드(190)에 직접 접촉할 것이다. 기판(186)은 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 반도체 디바이스 패키지 또는 플립 칩 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 도 20은 고밀도 커넥터(182c)의 개략적인 제 2 조립도(310)이다. 고밀도 커넥터(182c)는 고밀도 커넥터(182b)와 유사한 방식으로 구성되고 기능할 수 있다. 예를 들어 40a 내지 40d와 같은 복수의 스프링 콘택(40)을 포함하면, 신뢰도, 용장성, 전류 또는 전압 요구가 증가한 애플리케이션, 및 기계적인 강인성, 즉 선택적인 전기 도전성 패드(190), 솔더 볼(255) 및/또는 볼드리드 어레이에 대한 (254)강성이며 힘의 균형이 이루어진 접속 중 어느 하나를 위해 사용될 수 있다.

도 21은 고밀도 스프링 콘택 격자 소켓(lattice-socket) 커넥터(182c)의 제 1 실시예(316a)의 부분 평면도이다. 도 22는 고밀도 스프링 콘택 격자 소켓 커넥터(182c)의 제 2 실시예(316b)의 부분 평면도이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 고밀도 커넥터(182c)의 제 1 실시예(316a)에서, 각각의 프로브 스프링 세트(322a)는 예를 들어 40a 내지 40d와 같은 복수의 스프링 프로브(40)를 포함한다. 여기서 프로브 스프링 세트(322a)는 하나 이상의 로 우(324) 및 컬럼(326)의 어레이 내에 정렬되며, 제 2 커넥터 구조물(184)의 하위 표면(187a) 상에 위치하는 솔더 볼(255)에 대응한다. 스프링 프로브 세트(322)는 1개, 2개, 3개 및/또는 4개의 스프링(40)과 같은 임의의 편리한 수의 스프링 프로브를 포함한다. 그러나, 도 21에 도시된 바와 같이, 스프링 프로브(40)는 또한 로우(324) 및 컬럼(326)에 대해 각각 축으로 정렬되며(321, 323), 이것은 가요성 스프링(40)의 길이 및/또는 커넥터(182c)의 밀도를 제한할 수 있다.

도 22에 도시된 바와 같이, 고밀도 커넥터(182c)의 제 2 실시예에서는, 각각의 프로브 스프링 세트(322b)가 또한 40a 내지 40d와 같은 복수의 스프링 콘택(40)을 포함하며, 여기서 스프링 콘택 세트(322b)는 하나 이상의 로우(324) 및 컬럼(326)의 어레이 내에 정렬되며, 제 2 커넥터 구조물(184)의 하위 면(187a) 상에 위치하는 솔더 볼(255) 또는 전기 도전성 패드(190)에 대응한다. 그러나, 도 22에 도시된 바와 같이, 스프링 콘택(40)은 또한 대각으로 어긋나는데, 예를 들면 로우(324) 및/또는 컬럼(326)에 대해 회전하며, 이것은 커넥터(182c)에 대한 접속 밀도를 증가시키거나 가요성 스프링 콘택(40)의 길이를 증가시킨다.

도 23은 고밀도의 낮은 프로파일 기판대 기판 커넥터(182d)의 개략적인 제 1 조립도(330)이다. 도 24는 고밀도의 낮은 프로파일 기판대 기판 커넥터(182d)의 개략적인 제 2 조립도(350)이다. 하위 기판(166) 및 상위 기판(188)은 상위 기판(188)에 부착되거나 관통하는 제 2 커넥터 구조물(184)로부터 연장되는 스탠드오프(332)와 콘택터 어셈블리(18) 또는 하위 기판 구조물(166)에 부착된 콘택터 구조물(162)로부터 연장되는 정렬 가이드(198) 사이에 래치 결합식으로 접속된다(212). 하위 및 상위 기판(166, 168)은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 플립 칩 IC, 하나 이상의 패키지형 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 집적 회로 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 스탠드오프(332)는 예를 들면, 182d와 같은 래치형 어셈블리(182)에 대한 이동 정지부로서 기능하도록 구성될 수도 있다.

도 25는 팬아웃(34)을 갖는 고밀도의 낮은 프로파일 기판대 기판 커넥터(182e)의 개략적인 제 1 조립도(360)이다. 도 26은 팬아웃(34)을 갖는 고밀도의 낮은 프로파일 기판대 기판 커넥터(182e)의 개략적인 제 2 조립도(380)이다. 고밀도 커넥터(182)는 본래 래치 가능한 어셈블리 내에 고품질 고밀도의 전기 접속을 제공하는데, 래치 영역(212)의 양 면(162, 184) 또는 한 면에 팬아웃을 제공할 수 있다. 하위 및 상위 기판(166, 168)은 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 패키지된 IC 또는 하나 이상의 플리 칩 IC를 포함할 수 있다. 고밀도 커넥터(182)는 또한 래칭 영역(212) 내에 높은 정도의 평면성을 제공하며, 또한 컴플라이언트, 즉 가요성 스프링 프로브(40)의 사용을 통해 평면 컴플라이언스를 제공한다.

개선된 반도체 디바이스 패키지. 디바이스 및 웨이퍼 레벨 패키징과 관련된 핵심 문제는 흔히 다음과 같은 문제를 포함한다.

· TCE(Thermal Coefficient of Expansion) 부정합

· 공면성의 부족

· 열 관리

· 고주파수 성능 및/또는

· 비용

고밀도 커넥터(182)를 사용하면, 이들 각각의 문제에 대해 비용면에서 효율적인 수단이 제공된다. 바람직하게는 마이크로 스프링 콘택을 포함하는 스프링 프로브(40)의 X-Y 컴플라이언스는 디바이스와 인쇄 회로 기판 사이의 TCE 부정합을 보상하는 반면에, 스프링 프로브(40)의 Z 컴플라이언스는 공면성의 부족을 보상한다. 또한, Z 컴플라이언스 및 주문(customizable) 길이의 스프링은 예를 들면, SiP(system in package)와 같은 복수의 다이 패키지에서와 같이 상이한 기판 두께를 갖는 칩을 수용한다. 또한, 임피던스 제어 및 신호 경로 차폐를 위해 멀티레벨 금속이 사용될 수 있다. 또한, 포토리소그래픽 셀프어셈블링 스프링을 이용하는 고밀도 커넥터(182)의 바람직한 실시예는 유리한 비용/성능 비를 갖는다.

도 27은 칩 스케일 패키지를 포함하는 콘택터 어셈블리와 같이, 하나 이상의 콘택터 어셈블리(18)의 무납땜 탑재를 위한 고밀도 커넥터(182f)의 개략적인 제 1 조립도(400)이다. 도 28은 하나 이상의 콘택터 어셈블리(18)의 무납땜 탑재를 위한 고밀도 커넥터(182f)의 개략적인 제 2 조립도(420)이다. 하위 구조(162b)는 평면 히트 싱크, 캐리어 또는 표면 탑재 패키지 기판(402)과 같은 구조적 요소(402) 상에 위치한 콘택터 스케일 패키지(18b)를 포함한다. 제 2 구조물(184)은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 실리콘 및 인쇄 회로 기판 중 하나를 포함하는 기판(188)을 포함한다. 제 2 구조물(184)은 또한 하위 표면(187a) 상의 전기 도전성 패드(190)를 포함한다. 서로에 대해 하위 구조물(162b) 및 제 2 구조물(184)을 위치시키는 수단(198)이 제공되며, 이에 따라 이들의 위치는 하나 이상의 이동 가이드(198)에 의해 정렬될 수 있다. 제 2 구조물(184)은 또한 대응하는 래치 요소(218a, 218b)에 의해, 하위 구조물(162b)에 래치식으로 부착가능하다(212).

도 29는 SIP 실시예에 대한 고밀도 커넥터(182f)의 개략적인 제 1 조립도(430)이다. 도 30은 SIP 실시예에서의 시스템에 대한 고밀도 커넥터(182f)의 개략적인 제 2 조립도(450)이다. 하위 구조물(162c)은 평면 히트 싱크, 캐리어 또는 표면 탑재 패키지 기판(432)과 같은 구조적인 요소(432)에 위치하는 18a 내지 18j와 같은 하나 이상의 콘택터 스케일 패키지(18)를 포함한다. 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 실리콘, 인쇄 회로 기판(188), 하나 이상의 패키지 IC 또는 하나 이상의 플립 칩 IC를 포함하며 전기 도전성 콘택 패드(190)를 갖는 제 2 구조물(184)은 하위 구조물(162c)에 대해 이동하며, 이 이동(208)은 하나 이상의 이동 가이드(198)에 의해 정렬될 수 있다. 제 2 구조물(184)은 또한 대응 래치 요소(218a, 218b)에 의해 하위 구조물(162c)에 래치식으로 부착가능하다(212).

바람직한 실시예에서, 콘택터 스케일 패키지(18a-18j)는 동일하거나 상이한 기판 두께(75a-75j)를 가질 수 있는 집적 회로 패키지를 포함한다. 일부 실시예에 서는, 집적 회로 패키지(18a-18j)는 컴플라이언트 전기 도전성 회로 기판(188)을 제공하기 위해 넌모노리식 또는 모노리식 마이크로 스프링 콘택을 포함할 수도 있다. 일부 바람직한 실시예에서는, 스프링 콘택 팁(62)이 집적 회로 디바이스(18)의 지지된 후면(48b)으로부터의 표준 높이에 위치하는데, 즉, 집적 회로 디바이스 기판(30)의 두께(75) 차를 보상하도록 조정된다. 다른 바람직한 실시예에서는, 스프링 콘택 팁(62)이 집적 회로 디바이스 기판(30)의 접촉면(48a)으로부터 고정된 높이에 위치할 수도 있는데, 즉 스프링 콘택(40)의 컴플라이언스가 집적 회로 디바이스 기판(30)의 두께 차를 보상한다.

다른 개선된 어셈블리 구조. 도 31은 카메라, 비디오 카메라, PDA(personal digital assistant), MP3 또는 최신 iPod와 같은 솔리드 스테이트 상태 뮤직 플레이어(solid state music player)와 같은 제품 또는 다기능 디바이스용의 Z 컴플라이언트 커넥터 구조의 개략적인 조립도(460)이다.

예시적인 제품(462)에서, 프로브 스프링(40)을 갖는 MEMS Z 액츄에이터(472)는 하나 이상의 액츄에이터 스테이터(actuator stator)(468) 상에서 슬라이딩 방식으로 이동가능하다(463). 이미지 센서, 예를 들면 CCD 칩(474d)은 MEMS Z 액츄에이터(472)의 반대편에 탑재된다(예를 들어 표면 탑재된다). 액츄에이터 스테이터(468)는 인쇄 회로 기판(466)에 대해 고정된다. 인쇄 회로 기판(466)은 물품(462)의 케이스 구조(464)에 대해 고정된다. 카메라를 포함하는 제품(462)에 있어서, 렌즈(478)는 통상 캡처된 이미지(481)와 관련된 광(484)이 조절 가능하게 캡처되도록, 즉 셔터(483)에 의해 들어가서 이미지 센서(474)에 의해 감지될 수 있도 록 위치한다. 자동 초점 광원(480) 및 광 검출기(482)가 포함될 수도 있으며, 따라서 방사 광(486)이 반사되어 제어부(490)에 입력으로서 감지된다.

도 31에 도시된 예시적인 제품(462)에서는, MEMS Z 액츄에이터(472)가 제 1 위치(465a) 및 제 2 위치(465b) 사이의 임의의 기준 평면에 대해서 액츄에이터 스테이터(468) 상에서 Z 방향(27)(도 1 참조)으로 슬라이드 방식으로 이동가능하며(463), 스프링 콘택(40)을 포함하는 컴플라이언트 콘택터 어레이(470)는 이동 범위(465a, 465b)에 걸쳐 인쇄 회로 기판(466)에 컴플라이언트 전기 콘택을 제공한다.

따라서 렌즈(478)로부터 이미지 센서(474)까지의 효과적인 초점 면(467)이 제 1 위치(465a)와 제 2 위치(465b) 사이의 위치에서 제어 가능하게 변할 수 있다. 예를 들면, 카메라(462)의 자동 초점 동작 동안, 자동 초점 광원(480)으로부터의 방사광(486)이 주 SBJ에서 반사되어 광 검출기(482)에 의해 감지되는데, 이것은 제어부(490)에서 입력으로 작용한다. 자동 초점 입력에 기초하여, 제어기(490)는 원하는 초점 길이(467)를 제공하기 위해, MEMS 액츄에이터(472)를 제 1 위치(465a)와 제 2 위치(465b) 사이의 임의의 지점에서 이동시킨다. 그 다음에 이미지는 통상 셔터(483)의 제어된 개구에 의해 제어 가능하게 캡처되고, 메모리(492)에 저장되며, 분리형 메모리 요소(494)에 의해 다운로드되거나 또는 전송된다.

도 32는 고비용의 인쇄 배선 보드(168)와 저비용의 인쇄 배선 보드(502) 사이의 릴리스 가능한 영구 접속을 제공하기 위한 예시적인 보드 투 보드 고밀도 커넥터(182i)의 제 1 개략도(500)이다. 도 33은 패키지 기판(552)과 저비용의 인쇄 배선 보드(502) 사이의 릴리스 가능한 접속 또는 영구 접속을 제공하기 위한, 예시적인 보드 투 보드 고밀도 커넥터(182i)의 제 2 개략도(500)이다.

도 32 및 도 33에 도시된 예시적인 제 2 커넥터 어셈블리(184)는 인쇄 회로 기판(502)과 하위 커넥터 기판(504) 사이에 리플로우(176)에 의해 제공된 솔더 볼 접속(506)과 같은 전기 접속(506)을 포함한다. 하위 커넥터 기판(504)은 상위 표면 상의 콘택 패드(512), 하위 커넥터 기판(504)을 통해 연장되는 전기 도전성 비아(508), 콘택터 어셈블리(18)로부터 연장되는 하나 이상의 대응 프로브 스프링(40)과 접속하기 위한 하위 콘택(190)을 더 포함한다.

도 32 및 도 33에 도시된 예시적인 래치(212)는 예를 들어 도 10 내지 13의 218a, 218b를 하나 이상의 대응 래치(516)에 래치 방식으로 맞물리게 하는 하나 이상의 정렬 가이드(198)를 포함하는데, 이것은 또한 어셈블리의 이동 정지부로서 기능한다. 어셈블리는 또한 바람직하게는 하위 커넥터 기판(504)으로부터 연장되는 전용 이동 정지부(520)를 포함할 수 있다.

비대칭 접속을 갖는 콘택터. 커넥터(182)의 일부 실시예는 비대칭 접속을 제공하는데, 이것은 다른 경로에 액세스하는 것, 다른 회로 및/또는 디바이스로의 접속 및/또는 다른 접속 리던던시를 제공하는 것과 같은 다수의 응용에 매우 적합하다.

도 34는 비대칭 접속을 갖는 커넥터(182)의 제 1 평면도(600a)이다. 도 35는 비대칭 접속 어레이를 갖는 커넥터(182)의 제 1 평면도(600b)이다.

도 34 및 도 35에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 제 1 예시적인 구조물(162)은 복수의 면(602a, 602b, 602c, 602d)을 포함한다. 이와 유사하게, 전술한 제 2 예시적인 구조물(184)은 복수의 면(606a, 606b, 606c, 606d)을 포함한다. 제 1 구조물(162)은 또한 방향 디테일(604)을 포함할 수 있고, 제 2 구조물(184)은 또한 방향 디테일(608)을 포함할 수 있다.

도 34 및 도 35에 도시된 제 1 구조물(162)은 제 1 접속 경로(612)의 비동기 어레이(611)를 포함할 수 있고, 또는 제 2 구조물(184)은 제 2 접속 경로(610)의 비동기 어레이를 포함할 수 있다.

도 34에 도시된 바와 같이, 예시적인 커넥터(182)가 제 1 위치(600a)에서 배향되는 경우, 여기서는 제 1 예시적인 구조물(162) 및 제 2 구조물(184)은 측면(602a)이 606a와 정렬되도록 배향되는데, 예를 들어 디테일(604, 608)이 정렬되는 경우, 제 2 접속 경로(610)와 일치하는 제 1 접속 경로(612)에 대해 접속(214)(도 9 참조)의 어레이(614a)가 규정된다.

도 35에 도시된 바와 같이, 제 1 예시적인 구조물(162) 및 제 2 구조물(184)은 예를 들어 커넥터(162, 184)를 Z 축(27)에 대해 회전시킴으로써, 즉 X 축(23) 및 Y 축(25)으로 규정된 평면 내에, 서로에 대해 선택적으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 커넥터(182)가 제 2 위치(600b)에서 배향되는 경우, 여기서는 제 1 예시적인 구조물(162) 및 제 2 구조물(184)이 측면(602a)이 606c와 정렬되도록 배향되는데, 다른 접속(214) 어레이(614b)가 제 2 접속 경로(610)와 일치하는 제 1 접속 경로(612)에 대해 정의된다.

도 34 및 도 35에 도시된 예시적인 정방형 커넥터(182)는, 임의의 방향으로 90° 회전하도록 하나보다 많은 비대칭 위치를 포함할 수도 있는데, 예를 들면, 여기서 다른 접속(214) 어레이(614)를 제공하기 위해 측면(602a)이 제 2 커넥터의 측면(606b 또는 606d)과 정렬된다.

도 34 및 도 35에 도시된 예시적인 커넥터(182)는 제 1 커넥터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이에 정방형 대칭을 포함하는 정방형 커넥터(182)로서 도시되었지만, 직사각형, 다른 다각형, 및/또는 심지어 쐐기로 고정된즉, 디테일로 홈이 맞물린 원통형에 기초한 대칭과 같은 대칭 접속(214)을 제공하기 위해 다양한 부품 형상 및 기하학적 대칭이 이용될 수도 있다.

또한, 커넥터(182)의 일부 실시예는 다른 경로에의 액세스, 다른 회로 및/또는 디바이스에 대한 접속, 및/또는 다른 접속 리던던시를 제공하는 것과 같은 다양한 응용에 채택될 수 있는 축 비대칭 접속을 제공한다.

예를 들면, Z 축(27)에 대한 축 위치 이동(208)을 갖는 고밀도 상호 접속 어셈블리(182)에 있어서, 축 이동(208)은 제 1 커넥터 구조(162)와 제 2 커넥터 구조(184) 사이의 삽입량을 규정할 수 있다. 삽입 축에 대한 축 이동(208)은 스프링(40)과 반대편의 콘택(90) 사이의 분리된 위치, 하나 이상의 스프링(40)에 대한 제 1 콘택 위치, 컴플라이언트, 즉 압축 콘택의 위치 및/또는 하나 이상의 이동 정지부, 래치 및/또는 멈춤쇠와 같은 콘택 경계의 위치를 규정할 수 있는 적어도 두 위치 사이에서, 제 1 커넥터 구조물(162)과 제 2 커넥터 구조물(184) 사이의 임의의 상대적인 이동을 규정할 수도 있다.

고밀도 상호접속 어셈블리(182)의 일부 실시예는, 반대편의 스프링들(40)의 전체 어레이와 전기 도전성 패드(190) 사이의 복수의 접속을 위해, 비교적 유사한 높이(702)(도 36 참조)를 갖는 스프링들(40)과, 비교적 유사한 높이(704)를 갖는 반대편의 패드(90)를 제공한다.

또한, 고밀도 상호접속 어셈블리(182)의 다른 실시예는 예를 들어 Z 축(27)과 같은 삽입 축에 대한 축 배치에 기초하여, 반대편의 스프링(40)의 전체 어레이와 전기 도전성 패드(190) 사이에 다른 접속 어레이를 제공하기 위해, 상이한 높이(702)를 갖는 스프링(40)과, 상이한 높이(704)를 갖는 반대편의 전기 도전성 패드(190)를 제공한다. 스프링 높이(702)는 예를 들어 포토리소그래피에 의해 규정된 기판 상의 스프링의 설계 길이를 변경함으로써 당업자에게 알려진 다수의 방법으로 변경될 수 있다. 패드 높이(704)는 예를 들어 패드 지지 기판(186, 188) 상에 도금된 금속의 두께를 변화시킴으로써, 당업자에게 알려진 다수의 방법으로 변화될 수 있다.

도 36은 제 1 위치(700a)에 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터(182)의 개략적인 부분 단면도이다. 도 37은 제 2 위치(700b)에 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터(182)의 개략적인 부분 단면도이다. 도 38은 제 3 위치(700c)에 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터(182)의 개략적인 부분 단면도이다. 도 39는 제 4 위치(700d)에 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터(182)의 개략적인 부분 단면도이다.

도 36에 도시된 바와 같이, 제 1 커넥터 구조물(162)은 통상 기판(30)으로부터 제 2 커넥터 구조물(184) 쪽으로 연장되는 40a, 40b와 같은 컴플라이언트 스프 링(40)을 갖는 콘택터 기판(30)을 포함한다. 도 36에 도시된 컴플라이언트 스프링(40)은 이들이 형성되어 있는, 예를 들어 릴리스 층(90)(도 3 참조)과 같은 층들 중 하나 또는 기판(30)에 대한 스프링 높이(702)를 규정한다. 도 36에 도시된 바와 같이, 스프링(40a)에 대한 스프링 높이(702a)는 스프링(40b)에 대한 스프링 높이(702b)보다 작다.

도 36에 도시된 바와 같이, 제 2 커넥터 구조물(184)은 통상 기판(186, 188)으로부터 제 1 커넥터 구조물(162) 쪽으로 연장되는 전기 도전성 패드(90)를 갖는 보드 기판(186, 188)을 포함한다. 도 36에 도시된 패드(90)는 통상 기판(186, 188)에 대한 패드 높이(704)를 규정한다. 도 36에 도시된 바와 같이, 패드(92a)에 대한 패드 높이는 스프링(92b)에 대한 패드 높이(704b)보다 크다.

높이(702, 704)의 차는 본래, 예를 들어 Z 축(27)과 같은 삽입 축에 대한 비대칭 콘택을 위한 수단을 제공한다. 도 37에 도시된 바와 같이, 제 1 거리(707a)가 콘택터 기판(30)과 기판(186, 188) 사이에 규정되는 위치(700b)에서, 스프링(40b)은 반대편(90b)에 전기 접속되지만, 스프링(40a)은 대응 패드(92a, 92b)에 전기 접속되지 않는다. 도 38에 도시된 바와 같이, 위치(700c)에서는, 스프링(40b)이 부분적으로 압축되고 반대편의 패드(90b)에 전기 접속되고, 제 2 패드(90b)는 반대편의 스프링(40a)에 전기 접속되지만, 패드(92b)는 대응 패드(40a)에 전기 접속되지 않는다. 도 38에 도시된 바와 같이, 위치(700d)에서, 스프링(40b)은 더욱 압축되어 반대편의 패드(90b)에 전기 접속되고, 제 2 패드(90b)는 반대편의 압축된 스프링(40a)에 전기 접속되며, 패드(92b)는 대응 패드(40a)에 전 기 접속된다.

따라서, 도 36 내지 39에 도시된 비대칭 축 접속부를 갖는 커넥터(182)는 바람직하게는 707a 내지 707d와 같은 상이한 위치(707)에서 하나 이상의 콘택터 상태를 제공할 수 있으며, 위치(700)에 기반하여 하나 이상의 접속 회로를 접속하거나 삽입 이동(208)에 대한 한계를 감지하기 위해 감지 또는 조절을 제공하는 다양한 응용에 사용될 수 있다.

고밀도 커넥터(182)는 기판(18) 상에 제조된 마이크로 스프링 콘택(40)의 어레이를 이용하여, 부품, 디바이스, 시스템, 서브시스템 및/또는 기판과 같은 두 객체 사이에 동시 전기 접촉을 제공한다. 커넥터(182)의 일부 바람직한 실시예는, X, Y 또는 Z 방향(23, 25, 27) 또는 이들의 조합에 요구된 공간을 최소화하는 것이 바람직한 셀 전화, PDA, 컴퓨터, 휴대형 컴퓨터, 의료 기기, 카메라, 비디오 카메라, 프린터, 촬상 장치, 디지털 매체 재생기 및/또는 기타 휴대형 전자 시스템과 같은 공간이 한정된 응용분야에 이용될 수 있다.

스프링(40)의 힘대 변위 특성은 스프링(40)의 설계에 의해 조절되며, 스프링(40)이 포토리소그래픽 칩 프로세싱 기술로 일괄 처리되기 때문에, 단일 장치에 복수 유형의 스프링 특성이 제공될 수 있다. 힘은 하나 이상의 층(68, 70(도 2 참조), 104(도 3 참조))과 같은 도금된 금속층을 추가함으로써 증가될 수 있거나 또는 스프링(40)을 더 길거나 더 좁거나 또는 더 얇게 함으로써 감소될 수 있다. 낮은 힘의 스프링(40)은 전기 접촉을 유지할 수 있으며, 외부 가동 시스템에 최소한의 부담을 준다.

고밀도 커넥터(182)의 일부 실시예는 X, Y, 또는 Z 방향 또는 이들의 조합에서 요구되는 공간을 최소화하거나 접속 밀도를 최대화하는 것이 바람직한 응용 및 IC 본드 패드 간격을 갖는 부품을 인쇄 회로 기판 간격을 갖는 부품에 상호접속하는 것이 바람직한 응용에서 두 객체(부품, 디바이스, 시스템, 서브시스템, 기판 등을 포함) 사이에 동시 전기 접촉부를 제공하기 위해, 기판 상에 제조된 마이크로 스프링 콘택의 어레이를 포함한다.

또한, 고밀도 커넥터(182)의 일부 실시예는 집적 회로 디바이스와 공통 지지 기판 사이에 전기 콘택 및 공통 히트 싱크를 갖는 열 접촉을 제공하기 위해, 및 복수의 집적 회로 디바이스 상에 제조된 마이크로 스프링 콘택의 어레이를 포함하는데, 여기서 각각의 디바이스는 상이한 두께 및/또는 열팽창 계수를 가질 수 있다.

또한, 고밀도 커넥터(182)의 일부 실시예는, (부품, 디바이스, 시스템, 서브시스템 및/또는 기판을 포함하는)두 객체 사이의 작은 영역의 얇은 저가의 전기 커넥터를 제공하기 위해 매우 고밀도로 커넥터 기판(30)과 같은 기판 상에 제조된 마이크로 스프링 콘택(40)의 어레이를 포함한다.

또한, 고밀도 커넥터(182)의 일부 실시예는 공간 변화 기능을 제공하여 폭넓게 변하는 전기 접속 피치를 갖는 부품, 디바이스, 시스템, 서브 시스템 및/또는 기판과 같은 두 객체 사이에서 저가의 전기 커넥터를 제공하기 위해, 콘택터 기판30)과 같은 가요성의 얇은 기판의 한 면에 고밀도로 그리고 기판(30)의 다른 면에 저밀도로 제조된 마이크로 스프링 콘택(40)의 어레이를 포함한다.

전술한 바와 같이, 고밀도 커넥터(182)의 일부 실시예는 객체들이 서로에 대 해 이동하는 동안 및/또는 객체들 사이의 거리의 범위에 걸쳐 부품, 디바이스, 시스템, 서브 시스템 및/또는 기판과 같은 두 객체 사이에 동시 전기 콘택을 제공하기 위해, 기판(30) 상에 제조된 마이크로 스프링 콘택(40)의 어레이를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서는, 스프링 콘택(40)의 팁(62)이 솔더링되거나 목표 전기 콘택 패드에 부착될 수 있다. 프로브 팁(62)을 전기 도전성 패드(190)에 부착하면, 팁 미끄러짐이 제거되고, X, Y, Z 이동이 억제되지만, 적절한 힘을 가하면, 서로에 대한 한 객체의 위치 또는 방향이 변할 수 있고, 가해진 힘이 제거되면, 모든 변위가 스프링의 가소성 변형을 피할 정도로 충분히 작은 한 객체는 다시 최초의 위치로 되돌아온다. 스프링의 팁이 지지 기판에 부착되면, 스프링 콘택은 외부 액츄에이터에 대해 척력 및 인력 모두를 가할 수 있다.

본 발명의 부가적인 측면에서, 다른 기능을 수행하기 위한 다른 특징을 갖는 스프링을 제공하기 위해 하나보다 많은 스프링 콘택 설계가 이용될 수 있다. 일실시예에서는, 특정 위치에 전기 접촉을 제공하기 위해 한 유형의 스프링 콘택이 설계되어 위치될 수 있는 반면에, 별도 기능을 수행하기 위해 기계적인 힘을 제공하도록 다른 위치에 다른 유형의 스프링이 설계되어 위치할 수 있다. 이것은 스프링의 길이, 폭 또는 위치를 변경시킴으로써 이들 스프링의 기계적 특징이 변할 수 있기 때문에 가능하며, 또한 모든 스프링이 동시에 제조되므로, 복수 유형의 스프링이 동일한 제조 단계로 제공될 수 있다.

전술한 본 발명의 측면들은 개별적으로 사용될 수 있으며, 또는 본 발명의 다른 실시예를 생성하도록 조합적으로 사용될 수 있다. 위 예에서, 기판이라는 용 어는 특정 응용에 가장 적합하게 선택되는 얇거나 또는 두껍거나, 또는 불요성(inflexible) 또는 가요성, 경성(hard) 또는 연성(soft)인 절연 재료를 의미한다. 기판은 통상 단일 또는 복수층의 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 실리콘과 같은 반도체 및/또는 폴리이미드와 같은 폴리머 또는 FR-4와 같은 인쇄 회로 기판 재료로 제조된다. 기판은 집적 회로, 하이브리드 집적 회로를 완성할 수도 있다. 기판은 모노리식 또는 넌모노리식 프로세싱 방법을 이용하여 제조 기판 상에 스프링을 제조하는 희생 또는 임시적일 수 있다. 스프링은 제조 후에 제조 기판으로부터 분리될 수 있으며, 독립적인 응용 또는 다른 구조와 함께 사용될 수 있다.

시스템 이점. 고밀도 커넥터(182)는 본래 다음과 같은 몇몇 커넥터 설계 영역에 대한 개선점을 제공한다.

· 열팽창 계수(TCE) 부정합

· 공면성의 부족

· 열적 관리

· 고주파수 성능 및/또는

· 비용

바람직하게는 마이크로 스프링 콘택(40)을 포함하는, 고밀도 커넥터(182) 내의 스프링 프로브(40)에 의해 제공된 X-Y 컴플라이언스는 디바이스와 인쇄 회로 기판 사이와 같이 제 1 커넥터 어셈블리(162) 및 제 2 커넥터 어셈블리(184) 사이의 TCE 부정합을 보상하는 반면에, 스프링 프로브(40)의 Z 컴플라이언스는 공면성의 부족을 보상한다.

또한, Z 컴플라이언스 및 주문형 길이 스프링(40)은 SiP와 같은 복수의 다이 패키지에 대해 상이한 콘택터 스케일 패키지 기판 두께(75)를 갖는 칩 패키지(18)를 수용한다. 또한, 제어된 임피던스 및 차폐된 신호 경로를 제공하기 위해 멀티레벨 금속이 사용될 수 있다. 또한, 포토리소그래픽 자기 조립 스프링을 이용하는 고밀도 커넥터(182)의 바람직한 실시예는 유리한 비용/성능비를 갖는다.

또한, 제 1 커넥터 어셈블리(162)와 제 2 커넥터 어셈블리(184) 사이에 하나 이상의 래치(212)를 사용하면, 어셈블리들(162, 184) 사이의 기계적인 접속 및 컴플라이언트 스프링 프로브(40)와 반대편의 전기 도전성 패드(190) 사이의 제어된 접속 환경이 제공된다.

고밀도 커넥터(182)를 사용하면, 래치(212)를 해제함으로써 사용자가 콘택터 어셈블리(18) 및 관련 커넥터 어셈블리(162)를 쉽게 교체할 수 있게 함으로써, 많은 고밀도 어셈블리에 대한 소유 비용이 낮아진다. 고밀도 커넥터(182)는 숙련된 사용자 또는 필드 서비스 엔지너어가 신속하게 콘택터(162)와 같은 제 1 커넥터 어셈블리 및/또는 고객 측에서 제 2 커넥터 어셈블리(184)를 교체할 수 있게 한다.

또한, 고객은 제 1 커넥터 어셈블리(162) 및/또는 제 2 커넥터 어셈블리(184)의 목록을 유지할 수 있으며, 필요한 경우, 전에 고밀도 전자 어셈블리 대신에 제 1 커넥터 어셈블리(162) 및/또는 제 2 커넥터 어셈블리(184)를 교환한다. 이 능력은 정규 계획된 세정, 팁 마모, 팁 고장, 및/또는 예상치 못한 팁 오염과 같은 콘택터 문제와 관련된 고장 시간을 최소화한다.

고밀도 커넥터(182)의 제조와 관련된 설계 및 제조 방법은 최종 조립에서 평면 조정의 필요를 감소시키거나 제거한다.

고밀도 커넥터(182)는 서로에 대해 충분히 평탄하고 평행한 기계적인 평면을 갖는 부품들을 포함하여, 이들이 프로브 카드 어셈블리 시스템 내의 다른 부품들에 대한 기준 평면 역할을 할 수 있게 하거나 또는 프로브 카드 어셈블리 시스템에 대해 인터페이스할 수 있게 한다. 또한, 고밀도 커넥터(182) 및 관련 프로세스는 상승 또는 하강 동작 온도에서 테스트 중인 디바이스에 대한 저저항 전기 접속을 유지한다.

또한, 고밀도 커넥터(182)는 비교적 평탄하고 평행한 부품 표면을 갖는데, 이들은 보다 고르게 분포하고 높은 I/O 카운트 커넥터와 관련된 높은 힘을 수직으로 전달하여 커넥터 시스템 내에 피크 투 피크 기계적인 편향을 감소시키며, 여기서 이 힘들은 다양한 스프링 사전 로딩 메커니즘 또는 접속 동안의 스프링 프로브의 압축에 의해 생성된다.

또한, 고밀도 커넥터(182)는 서로에 대해 기댈 수 있는 향상된 평탄성 및 평행성을 갖는 부품을 가지며, 따라서 사전 정렬될 수 있고, 부품 및 서브 어셈블리를 교체하기 쉽다. 공면성으로부터 보다 작은 편향을 갖는 비교적 평탄하고 평행한 표면 및 프로브 팁 어레이는 공면성 조정의 필요성을 감소시킨다. 또한, 비교적 평탄하고 평행한 기준 표면을 사용하면, 사용된다 해도 예를 들어 0.05g 내지 5g의 매우 낮은 힘의 인터포저를 사용하여 예를 들어 300 ㎜ 웨이퍼에 대해 1,000 sq ㎝과 같은 큰 영역 상에서 저 저항의 고밀도 전기 접속을 형성할 수 있다. 또 한, 평탄하고 평행한 기준 면 및 지지 면과 함께 낮은 힘의 인터포저를 사용하면 클램핑 방법을 보다 간단하게 할 수 있고 평면성을 달성 및 유지할 수 있다. 이와 달리, 평면을 갖는 마더보드, Z 블록 등과 같은 대면적의 부품은 높은 수준의 표면 평행성을 달성하기 위해 진공 가동 시스템을 사용할 수 있게 한다. 또한, 솔더, 금 와이어본드 범프, 도금 범프 또는 접착제와 같은 재료로 제조된 대면적의 고체 전기 인터페이스 접속부는 모두 보다 높은 제조 수율을 가지며 보다 평탄하고 보다 평행한 상호접속 지지 표면으로 보다 양호하고 보다 신뢰할 수 있게 동작한다.

또한, 반도체 제조업자 및 테스터와 같은 고밀도 커넥터 어셈블리(182)의 사용자에게는 흔히 시간이 중요한 요소이다. 예를 들면, 종래의 프로브 카드 어셈블리는 통상 다층 세라믹 부품에서와 같이 긴 리드 시간을 갖는 하나 이상의 핵심 부품을 포함한다. 종래의 어셈블리 구조물 및 제조 방법은 이러한 긴 리드 시간 부품을 포함하므로, 하나 이상의 어셈블리에 대한 결과의 제조 사이클이 길다.

반면에, 고밀도 커넥터 어셈블리(182)는 프로브 카드 어셈블리의 일부분들을 제조, 조립 및/또는 사전 평탄화할 수 있는 빠른 제조 사이클을 갖지만, 복잡하거나, 주문형 또는 반 주문형 부품과 같은 장기간의 시간이 소요되는 부품은 쉽게 탑재가능하거나 다른 부품 및 어셈블리로부터 분리 가능하다.

본 발명에 따른 방법은 가요성 커넥터에 압력을 가하라는 요구를 감소시키거나 제거함으로써 및/또는 선형 액츄에이터를 조정함으로써, 고밀도 커넥터 어셈블리 제조 동안 평탄성 차를 조정한다. 본 발명에 따른 방법은 둘 이상의 도금 단계를 이용하여 프로브 스프링의 공면 어레이를 생성하는 단계와, 서브 부품들 사이의 평탄성 차를 보상하기 위해 솔더 조인트 높이를 변화시킴으로써 콘택터 어셈블리를 평탄화하는 단계를 포함한다. 두 제조 방법 모두 평탄한 기준 툴링 표면(reference tooling surface)을 생성하고 진공 또는 다른 수단을 사용하여 기준 툴링 표면에 대해 평탄한 어셈블리 아래에 부품을 유지한다. 프로브 스프링의 경우, 제 1 도금층이 도포되고, 수락할 수 있는 사이클 라이프에 대해 신뢰할 수 있는 전기 접촉을 보장하기 위해 적절한 프로빙 힘을 제공할 필요가 있는 부가적인 도금을 완료하기 전에 기준 툴링 표면에 대해 팁을 유지하면서 가열에 의해 팁이 공면으로 형성된다. 프로브 스프링 어셈블리에 대한 마더 보드의 경우, 이들 부품들은 WRS에 평행한 기준 툴링 표면에 평탄하게 당겨지고, 솔더가 평행을 유지하도록 리플로우될 수 있다.

본 발명은 또한 제조 비용 및 제조 시간을 모두 감소시키기 위해 표준 부품을 이용한다.

여기서는 개선된 공면성 및 평행성을 갖는 스프링 프로브를 구비한 고밀도 상호접속 시스템 및 그 제조 방법을 집적회로 테스트 프로브, 프로브 카드, 전기 어셈블리, 제품 및/또는 패키지와 함께 설명하였지만, 그 시스템 및 기법은 원한다면 다양한 전자 부품 또는 디바이스, 번인 디바이스 및 MEMS 디바이스 또는 이들의 임의의 조합 내에서 집적 회로와 기판 사이의 상호접속부와 같은 다양한 디바이스로 실시될 수 있다.

또한, 당업자라면 다양한 다른 유형의 프로브 팁이 본 명세서에 개시된 스트레스 금속 스프링(SMS) 프로브 팁으로 대체될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것 이며, 따라서 본 발명의 방법 및 장치에 대해 개시된 사항은 본 명세서에 개시된 SMS 프로브 팁의 사용에 제한되는 것으로 해석해서는 안 된다.

따라서, 본 발명은 특정한 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 청구범위의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 수정 및 개선이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (68)

1. 콘택 표면 및 본딩 표면을 갖는 적어도 하나의 콘택터 기판을 포함하는 제 1 커넥터 구조물로서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판은, 상기 콘택 표면 상에 위치하여 이로부터 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된(monolithically) 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택(micro-fabricated stress metal spring contact)의 어레이를 포함하는, 상기 제 1 커넥터 구조물과,

   제 1 커넥터 표면 및 상기 제 1 커넥터 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 기판과, 상기 제 1 커넥터 표면 상에 위치하며 상기 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택의 어레이에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이와, 상기 제 1 커넥터 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 경로의 어레이를 포함하는 제 2 커넥터 구조물과,

   상기 제 1 커넥터 구조물과 상기 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 서로에 대해 이동가능하게 배치하여 정렬하는 수단

   을 포함하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 이동가능하게 배치하여 정렬하는 상기 수단은 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나를 축 방향으로 배치하는 수단을 포함하는

   장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 기계적으로 부착하는(affixing) 수단을 더 포함하는

   장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 부착 수단은 일시적이거나, 분리 가능하거나 또는 영구적인

   장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 부착 수단은 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 사이에 적어도 하나의 래치 연결 가능한(latchable) 인터페이스를 포함하는

   장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 래치 연결 가능한 인터페이스는 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나와 관련된 적어도 하나의 래치 요소를 포함하는

   장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 래치 요소는 그루브(groove), 리지(ridge), 멈춤쇠(detent), 스프링, 화스너, 홀, 캐치(catch) 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는

   장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나에 결합되어 이로부터 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 다른 하나를 향해 연장되는 이동 정지부(travel stop)를 더 포함하는

   장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 콘택터 기판은 상기 본딩 표면 상의 전기 도전성 콘택의 어레이와, 각각의 전기 도전성 스프링 콘택으로부터 대응하는 전기 도전성 콘택으로 연장되는 전기 도전성 경로의 어레이를 더 포함하는

   장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물은

    제 1 면과 상기 제 1 면 반대편의 제 2 면과, 상기 제 1 면 상에 위치한 복수의 전기 콘택을 갖는 보드 기판과,

    상기 보드 기판과 상기 스프링 콘택 기판의 상기 본딩 표면 상에 위치하는 적어도 하나의 콘택 사이의 적어도 하나의 전기 접속부로서, 상기 보드 기판의 상기 제 1 면 상의 적어도 하나의 전기 콘택과 상기 스프링 콘택 기판의 상기 본딩 표면 상에 위치한 적어도 하나의 콘택 사이에 위치하는, 상기 적어도 하나의 전기 접속부를 더 포함하는

    장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 보드 기판과 상기 스프링 콘택 기판의 본딩 표면 상에 위치하는 상기 적어도 하나의 콘택 사이의 전기 접속부는 솔더 볼 및 솔더 조인트 접속부 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치 중 적어도 하나에서, 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택이 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드에 전기적으로 접속되는

    장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물과 관련된 제품을 더 포함하되, 상기 제품은 복수의 동작 상태를 가지며,

    상기 제품의 적어도 하나의 동작 상태는 서로에 대한 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물의 각 위치와 적어도 부분적으로 관련되는

    장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    적어도 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에서, 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택이 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드에 전기적으로 접속되는

    장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나에 의해 팬아웃(fan-out)이 제공되며,

    이에 따라, 상기 제 1 커넥터 구조물에 있어서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판이 상기 본딩 표면 상에 전기 도전성 콘택의 어레이와, 각각의 전기 도전성 스프링 콘택으로부터 대응하는 전기 도전성 콘택으로 연장되는 전기 도전성 패드의 어레이를 더 포함하되, 상기 콘택 표면 상의 적어도 두 개의 전기 도전성 스프링 콘택 사이의 거리는 상기 본딩 표면 상의 임의의 상기 전기 도전성 콘택들 사이의 거리보다 작고,

    상기 제 2 커넥터 구조물에 있어서, 상기 제 2 커넥터 구조물의 상기 제 1 커넥터 표면 상의 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이가 복수의 전기 도전성 콘택 패드를 포함하되, 상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 제 2 표면 상에 전 기 콘택의 어레이를 더 포함하고, 상기 제 1 커넥터 표면 상의 적어도 두 개의 전기 도전성 콘택 패드 사이의 거리는 상기 제 2 표면 상의 임의의 상기 전기 콘택들 사이의 거리보다 작은

    장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 제 1 커넥터 표면 상의 상기 전기 도전성 콘택 패드 중 적어도 하나 위에 위치하는 솔더 볼을 포함하는 어레이를 더 포함하는

    장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 리딩 팁(leading tip)을 규정하고,

    이에 따라, 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물이 서로에 대해 근접하는 적어도 하나의 위치 내에 있는 경우에, 상기 스프링 콘택은 상기 솔더 볼에 대해 축 방향으로 위치하는

    장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 솔더 볼은 복록형(convex) 콘택 표면을 규정하며, 상기 리딩 팁은 상기 솔더 볼의 경사진 선두부(inclined leading face), 수평 중심 면 및 경사진 후두부(inclined trailing face)와 정렬되는

    장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택 중 적어도 두 개는 관련 솔더 볼에 인가된 각 측방향 힘을 상쇄시키도록(offset) 위치하는

    장치.
20. 제 18 항에 있어서,

    적어도 두 개의 스프링 콘택은 각각의 솔더 볼과 관련되는

    장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택 중 적어도 두 개는 각각의 선두 팁과 관련 솔더 볼 사이에 인가된 각각의 측방향 힘을 상쇄시키도록 위치하는

    장치.
22. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 기판의 후면에 위치하는 적어도 하나의 요소를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 요소는 제 2 기판, 부품(component), 히트 싱크(heat sink) 및 커넥터 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
23. 제 1 항에 있어서,

    적어도 하나의 구조적인 요소를 더 포함하되,

    상기 적어도 하나의 콘택터 기판의 상기 본딩 표면은 상기 구조적인 요소와 접촉하고,

    상기 적어도 하나의 콘택터 기판 각각은 패키지 어셈블리를 포함하는

    장치.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 구조적인 요소는 히트 싱크, 캐리어 및 표면 탑재 패키지 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
25. 제 1 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 가요성 스프링, 컴플라이언트(compliant) 스프링 및 긴 탄성 프로브 요소(elongate resiliant probe element) 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
26. 제 1 항에 있어서,

    상기 콘택터 기판은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 많은 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지화된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 집적 회로 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
27. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물의 기판은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지화된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 인쇄 회로 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
28. 제 1 항에 있어서,

    상기 전기 도전성의 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택의 어레이는

    희생 기판과 임시 기판 중 어느 하나에 형성된 후에 분리되어 상기 콘택터 기판에 부착되거나 또는

    상기 콘택터 기판 상의 적소에 형성되는

    장치.
29. 콘택 표면 및 본딩 표면을 갖는 적어도 하나의 콘택터 기판을 포함하는 제 1 커넥터 구조물을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판은 상기 콘택 표면 상에 위치하여 이로부터 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 모노리식 방식 으로 형성된 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택의 어레이를 포함하는, 상기 제 1 커넥터 구조물 제공 단계와,

    제 1 커넥터 표면 및 상기 제 1 커넥터 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 기판과, 상기 제 1 커넥터 표면 상에 위치하며 상기 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택의 어레이에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이와, 상기 제 1 커넥터 표면으로부터 상기 제 1 커넥터 표면의 반대편의 제 2 커넥터 구조물의 외부면으로 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 경로의 어레이를 포함하는 상기 제 2 커넥터 구조물을 제공하는 단계와,

    상기 제 1 커넥터 구조물과 상기 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 서로에 대해 정렬 가능하게 배치하는 단계

    를 포함하는 방법.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 함께 기계적으로 부착하는 단계를 더 포함하는

    방법.
31. 제 29 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물은 일시적으로 또는 분리 가능하게 또는 영구적으로 부착되는

    방법.
32. 제 29 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물의 콘택 표면 및 상기 제 2 커넥터 구조물의 상기 제 1 커넥터 표면은 서로에 대해 평면인

    방법.
33. 제 29 항에 있어서,

    상기 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택의 어레이는

    희생 기판과 임시 기판(temporary substrate) 중 어느 하나에 형성된 후에 분리되어 상기 콘택터 기판에 부착되거나 또는

    상기 콘택터 기판 상의 적소에 형성되는

    방법.
34. 콘택 표면과 본딩 표면을 갖는 적어도 하나의 콘택터 기판을 포함하는 제 1 커넥터 구조물로서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판은 상기 콘택 표면에 위치하여 이로부터 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스프링 콘택의 어레이를 포함하는, 상기 제 1 커넥터 구조물과,

    제 1 커넥터 표면 및 상기 제 1 커넥터 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 기판과, 상기 제 1 커넥터 표면 상에 위치하며 상기 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택의 어레이에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이와, 상기 제 1 커넥터 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 경로의 어레이를 포함하는 제 2 커넥터 구조물과,

    상기 제 1 커넥터 구조물과 상기 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 서로에 대해 이동가능하게 배치하여 정렬하는 수단

    을 포함하는 장치.
35. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 이동가능하게 배치하여 정렬하는 상기 수단은 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나를 축 방향으로 배치하는 수단을 포함하는

    장치.
36. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 기계적으로 부착하는(affixing) 수단을 더 포함하는

    장치.
37. 제 36 항에 있어서,

    상기 부착 수단은 일시적이거나, 분리 가능하거나 또는 영구적인

    장치.
38. 제 36 항에 있어서,

    상기 부착 수단은 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 사이에 적어도 하나의 래치 연결 가능한(latchable) 인터페이스를 포함하는

    장치.
39. 제 38 항에 있어서,

    상기 래치 연결 가능한 인터페이스는 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나와 관련된 적어도 하나의 래치 요소를 포함하는

    장치.
40. 제 39 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 래치 요소는 그루브(groove), 리지(ridge), 멈춤쇠(detent), 스프링, 화스너, 홀, 캐치(catch) 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
41. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나에 결합되어 이로부터 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 다른 하나를 향해 연장되는 이동 정지부(travel stop)를 더 포함하는

    장치.
42. 제 34 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 콘택터 기판은 상기 본딩 표면 상의 전기 도전성 콘택의 어레이와, 각각의 전기 도전성 스프링 콘택으로부터 대응하는 전기 도전성 콘택으로 연장되는 전기 도전성 경로의 어레이를 더 포함하는

    장치.
43. 제 42 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물은

    제 1 면과 상기 제 1 면 반대편의 제 2 면과, 상기 제 1 면 상에 위치한 복수의 전기 콘택을 갖는 보드 기판과,

    상기 보드 기판과 상기 스프링 콘택 기판의 상기 본딩 표면 상에 위치하는 적어도 하나의 콘택 사이의 적어도 하나의 전기 접속부로서, 상기 보드 기판의 상기 제 1 면 상의 적어도 하나의 전기 콘택과 상기 스프링 콘택 기판의 상기 본딩 표면 상에 위치한 적어도 하나의 콘택 사이에 위치하는, 상기 적어도 하나의 전기 접속부를 더 포함하는

    장치.
44. 제 43 항에 있어서,

    상기 보드 기판과 상기 스프링 콘택 기판의 본딩 표면 상에 위치하는 상기 적어도 하나의 콘택 사이의 전기 접속부는 솔더 볼 및 솔더 조인트 접속부 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
45. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치 중 적어도 하나에서, 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택이 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드에 전기적으로 접속되는

    장치.
46. 제 45 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물과 관련된 제품을 더 포함하되, 상기 제품은 복수의 동작 상태를 가지며,

    상기 제품의 적어도 하나의 동작 상태는 서로에 대한 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물의 각 위치와 적어도 부분적으로 관련되는

    장치.
47. 제 34 항에 있어서,

    적어도 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에서, 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택이 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드에 전기적으로 접속되는

    장치.
48. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물 중 어느 하나에 의해 팬아웃(fan-out)이 제공되며,

    이에 따라, 상기 제 1 커넥터 구조물에 있어서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판이 상기 본딩 표면 상에 전기 도전성 콘택의 어레이와, 각각의 전기 도전성 스프링 콘택으로부터 대응하는 전기 도전성 콘택으로 연장되는 전기 도전성 패드의 어레이를 더 포함하되, 상기 콘택 표면 상의 적어도 두 개의 전기 도전성 스프링 콘택 사이의 거리는 상기 본딩 표면 상의 임의의 상기 전기 도전성 콘택들 사이의 거리보다 작고,

    상기 제 2 커넥터 구조물에 있어서, 상기 제 2 커넥터 구조물의 상기 제 1 커넥터 표면 상의 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이가 복수의 전기 도전성 콘택 패드를 포함하되, 상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 제 2 표면 상에 전기 콘택의 어레이를 더 포함하고, 상기 제 1 커넥터 표면 상의 적어도 두 개의 전기 도전성 콘택 패드 사이의 거리는 상기 제 2 표면 상의 임의의 상기 전기 콘택들 사이의 거리보다 작은

    장치.
49. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 제 1 커넥터 표면 상의 상기 전기 도전성 콘택 패드 중 적어도 하나 위에 위치하는 솔더 볼을 포함하는 어레이를 더 포함하는

    장치.
50. 제 49 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 리딩 팁(leading tip)을 규정하고,

    이에 따라, 상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물이 서로에 대해 근접하는 적어도 하나의 위치 내에 있는 경우에, 상기 스프링 콘택은 상기 솔더 볼에 대해 축 방향으로 위치하는

    장치.
51. 제 50 항에 있어서,

    상기 솔더 볼은 복록형(convex) 콘택 표면을 규정하며, 상기 리딩 팁은 상기 솔더 볼의 경사진 선두부(inclined leading face), 수평 중심 면 및 경사진 후두부(inclined trailing face)와 정렬되는

    장치.
52. 제 51 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택 중 적어도 두 개는 관련 솔더 볼에 인가된 각 측방향 힘을 상쇄시키도록(offset) 위치하는

    장치.
53. 제 51 항에 있어서,

    적어도 두 개의 스프링 콘택은 각각의 솔더 볼과 관련되는

    장치.
54. 제 53 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택 중 적어도 두 개는 각각의 선두 팁과 관련 솔더 볼 사이에 인가된 각각의 측방향 힘을 상쇄시키도록 위치하는

    장치.
55. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물은 상기 기판의 후면에 위치하는 적어도 하나의 요소를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 요소는 제 2 기판, 부품(component), 히트 싱크(heat sink) 및 커넥터 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
56. 제 34 항에 있어서,

    적어도 하나의 구조적인 요소를 더 포함하되,

    상기 적어도 하나의 콘택터 기판의 상기 본딩 표면은 상기 구조적인 요소와 접촉하고,

    상기 적어도 하나의 콘택터 기판 각각은 패키지 어셈블리를 포함하는

    장치.
57. 제 56 항에 있어서,

    상기 구조적인 요소는 히트 싱크, 캐리어 및 표면 탑재 패키지 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
58. 제 34 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 가요성 스프링, 컴플라이언트 스프링 및 긴 탄성 프로브 요소 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
59. 제 34 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 스트레스 금속 스프링을 포함하는

    장치.
60. 제 34 항에 있어서,

    상기 콘택터 기판은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 많은 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지화된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 집적 회로 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
61. 제 34 항에 있어서,

    상기 제 2 커넥터 구조물의 기판은 세라믹, 다층 세라믹, 유리 세라믹, 유리, 수정, 유리 에폭시, FR-4, 폴리이미드, 반도체 웨이퍼, 실리콘, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 플립 칩 반도체 디바이스, 하나 이상의 패키지화된 반도체 디바이스, 반도체 집적 회로 및 하이브리드 인쇄 회로 중 어느 하나를 포함하는

    장치.
62. 제 34 항에 있어서,

    상기 전기 도전성의 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스트레스 금속 스프링 콘택의 어레이는

    희생 기판과 임시 기판 중 어느 하나에 형성된 후에 분리되어 상기 콘택터 기판에 부착되거나 또는

    상기 콘택터 기판 상의 적소에 형성되는

    장치.
63. 콘택 표면 및 본딩 표면을 갖는 적어도 하나의 콘택터 기판을 포함하는 제 1 커넥터 구조물을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 콘택터 기판은 상기 콘택 표면 상에 위치하여 이로부터 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스프링 콘택의 어레이를 포함하는, 상기 제 1 커넥터 구조물 제공 단계와,

    제 1 커넥터 표면 및 상기 제 1 커넥터 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 기판과, 상기 제 1 커넥터 표면 상에 위치하며 상기 적어도 하나의 전기 도전성 스프링 콘택의 어레이에 대응하는 적어도 하나의 전기 도전성 콘택 패드의 어레이와, 상기 제 1 커넥터 표면으로부터 상기 제 1 커넥터 표면의 반대편의 제 2 커넥터 구조물의 외부면으로 연장되는 적어도 하나의 전기 도전성 경로의 어레이를 포함하는 상기 제 2 커넥터 구조물 제공 단계와,

    상기 제 1 커넥터 구조물과 상기 제 2 커넥터 구조물을 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 서로에 대해 정렬 가능하게 배치하는 단계

    를 포함하는 방법.
64. 제 63 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물을 함께 기계적으로 부착하는 단계를 더 포함하는

    방법.
65. 제 63 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물 및 상기 제 2 커넥터 구조물은 일시적으로 또는 분리 가능하게 또는 영구적으로 부착되는

    방법.
66. 제 63 항에 있어서,

    상기 제 1 커넥터 구조물의 콘택 표면 및 상기 제 2 커넥터 구조물의 상기 제 1 커넥터 표면은 서로에 대해 평면인

    방법.
67. 제 63 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택은 스트레스 금속 스프링을 포함하는

    방법.
68. 제 63 항에 있어서,

    상기 전기 도전성 모노리식 방식으로 형성된 마이크로 스프링 콘택의 어레이 는

    희생 기판과 임시 기판(temporary substrate) 중 어느 하나에 형성된 후에 분리되어 상기 콘택터 기판에 부착되거나 또는

    상기 콘택터 기판 상의 적소에 형성되는

    방법.

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