(57)【要約】相互接続アセンブリ（１）は、キャリア構造（２）内で組み合わさった多数の相互接続ステージ（３）を含む。各相互接続ステージは、上向き指示カンチレバ接触（３１）と下向き指示カンチレバ接触（３２）を有する接触セット（３０）を少なくとも２つ含む。カンチレバ接触は、キャリア構造に付いており、キャリア構造の開口部周りに配置され、下向き指示カンチレバ接触がキャリア構造を介して達し得る。各接触セットは、一対の向かい合うチップとテスト機器接触（８、９）との間に独立した導電経路を決定する。これは、多数の導電経路が各相互接続ステージで、伝播信頼性向上、抵抗減を可能とするためである。カンチレバ接触は、蛇行した輪郭を有し、各先端で対称的な対が組み合わさるか、自由旋回可能かのいずれかである。蛇行した輪郭は、テストされるチップの間隔で決定される有効なフットプリント範囲で、最大限たわむカンチレバ長を提供する。
2007512661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇行カンチレバ接触であって、
ａ．接触軸と一致点を有する中央隅を有する三角形のフットプリントであって、該接触軸に沿って、テスト接触が該カンチレバ接触と接触している、三角形のフットプリントと、
ｂ．該テスト接触と接触するための、該接触軸と最も近い接触先端と、
ｃ．該カンチレバ接触をキャリア構造に機械的に接続する基礎であって、該基礎は該フットプリントの遠位部分の中で、該フットプリントと実質的に同一平面に置かれ、該遠位部分は該接触軸から遠い位置にある、基礎と、
ｄ．該基礎から該接続先端に向かって拡がる基礎梁と、
ｅ．該接触先端と近接する該基礎梁の端における、弓形折り返しと、
ｆ．該弓形折り返しから、該接触先端から遠ざかって拡がる折り返し梁と、
ｇ．該接触先端と遠位の該折り返し梁の端における、前向き折り返しと、
ｈ．該前向き折り返しから該接触先端に向かって拡がる先端梁であって、該接触先端が終端となる先端梁と
を備える、蛇行カンチレバ接触。
【請求項２】
前記接触先端が前記フットプリントからの先端高さ内に入るように、前記基礎梁は曲げ軸に沿って前記基礎に対して曲がる、請求項１に記載のカンチレバ接触。
【請求項３】
前記曲げ軸が前記接触先端と実質的に中央で垂直である、請求項２に記載のカンチレバ接触。
【請求項４】
前記フットプリントが実質的に直角三角形であり、前記中央隅が前記フットプリントの斜辺の終点である、請求項１に記載のカンチレバ接触。
【請求項５】
前記基礎は前記フットプリントの遠位隅に置かれ、該遠位隅は前記中央隅から最も遠くである、請求項１に記載のカンチレバ接触。
【請求項６】
前記基礎は前記基礎梁に沿って前記接触軸に向かって拡がる基礎拡がりをさらに備える、請求項１に記載のカンチレバ接触。
【請求項７】
前記先端梁は先端梁接続に沿った前記カンチレバ接触のミラー表現物に接続され、前記先端梁接続は前記フットプリントの対称境界と実質的に一致し、該ミラー表現物は前記カンチレバ接触から前記対称境界に沿ってミラー化されている、請求項１に記載のカンチレバ接触。
【請求項８】
接触軸に対し実質的に均衡の取れた様式で、該接触軸に実質的に沿った２つの向かい合う接触を導電的に接触する接触セットであって、
該接触セットは少なくとも１つの上向き指示接触と、少なくとも１つの下向き指示接触を備え、双方の接触は、該向かい合う接触間に独立導電経路を確立する基礎接続を介し、互いに導電的に接続され、
該上向き指示接触および該下向き指示接触のうちの少なくとも１つが、
ａ．該接触軸と一致点を有する中央隅を有する三角形のフットプリントと、
ｂ．該２つの向かい合う接触の１つと接触するための、該接触軸と最も近い接触先端と、
ｃ．該カンチレバ接触をキャリア構造に機械的に接続する基礎であって、該基礎は該フットプリントの遠位部分の中で、該フットプリントと実質的に同一平面に置かれ、該遠位部分は該接触軸から遠い位置にある、基礎と、
ｄ．該基礎から該接続先端に向かって拡がる基礎梁と、
ｅ．該接触先端と近接する該基礎梁の端における、弓形折り返しと、
ｆ．該弓形折り返しから、該接触先端から遠ざかって拡がる折り返し梁と、
ｇ．該接触先端と遠位の該折り返し梁の端における、前向き折り返しと、
ｈ．該前向き折り返しから該接触先端に向かって拡がる先端梁であって、該接触先端が終端となる先端梁と
を有する、蛇行カンチレバ接触である、
接触セット。
【請求項９】
前記接触先端が前記フットプリントからの先端高さ内に入るように、前記基礎梁は曲げ軸に沿って前記基礎に対して曲がる、請求項８に記載の接触セット。
【請求項１０】
前記曲げ軸が前記接触先端と実質的に中央で垂直である、請求項９に記載の接触セット。
【請求項１１】
前記上向き指示接触および前記下向き指示接触のうちの少なくとも他の１つが、前記蛇行カンチレバ接触である、請求項８に記載の接触セット。
【請求項１２】
前記蛇行カンチレバ接触の他の１つは、前記フットプリントの境界端の周りで回転された前記蛇行カンチレバ接触の回転表現物であり、前記蛇行カンチレバの近くに配置され、そのそれぞれの基礎の少なくとも１つは、基礎接続にすぐ隣接しており、該基礎接続を介して導電的に接続されており、その結果、全ての前記蛇行カンチレバのそれぞれの接触先端が、前記接触軸に対し同じオフセット内にある、請求項１１に記載の接触セット。
【請求項１３】
ミラー表現物の第二の接触先端が、前記フットプリントから下への高さ内であり、前記接触軸に最も近くになるように、前記回転表現物の第二の基礎梁は、該ミラー表現物の第二の曲げ軸に沿った前記第二の基礎に対して曲がる、請求項１２に記載の接触セット。
【請求項１４】
前記境界端が前記フットプリントの最長の端である、請求項１２に記載の接触セット。
【請求項１５】
前記フットプリントが直角三角形であり、前記最長の境界端は前記フットプリントの斜辺である、請求項１４に記載の接触セット。
【請求項１６】
前記フットプリントが実質的に直角三角形であり、前記中央隅は前記フットプリントの斜辺の終点である、請求項８に記載の接触セット。
【請求項１７】
前記基礎は前記フットプリントから最も遠位の隅に置かれ、該最も遠位の隅は、前記中央隅から最も遠くである、請求項８に記載の接触セット。
【請求項１８】
前記基礎は、前記基礎梁から前記接触軸に向かって拡がる基礎拡がりをさらに備える、請求項８に記載の接触セット。
【請求項１９】
前記先端梁は先端梁接続に沿った前記カンチレバ接触のミラー表現物に接続され、前記先端梁接続は対称境界と実質的に一致し、該ミラー表現物は前記カンチレバ接触から該対称境界に沿ってミラー化されている、請求項８に記載の接触セット。
【請求項２０】
前記接触軸の周りに、円形状に並んだ前記接触セットの多数の表現物を有するマルチ導電経路相互接続ステージの一部である、請求項８に記載の接触セット。
【請求項２１】
前記接触軸の周りに、ミラー的に並んだ前記接触セットの多数の表現物を有するマルチ導電経路相互接続ステージの一部である、請求項８に記載の接触セット。
【請求項２２】
それぞれの接触軸に実質上沿って、向かい合う接触を導電的に接触するための相互接続アセンブリであって、該相互接続アセンブリは、
ａ．向かい合う接触間に置かれ、上面、および、少なくとも１つの該接触軸と実質上同軸の少なくとも１つの開口部を有する、キャリア構造と、
ｂ．接触している軸に実質的に沿って、該少なくとも１つの接触軸に対し、実質的に均衡が取れるような様式となっている２つの向かい合う接触を導電的に接触するように構成された該２つの接触セットを少なくとも２つ備えた、少なくとも１つのマルチ経路相互接続ステージとを備え、
該接触セットは、少なくとも１つの上向き指示接触と、少なくとも１つの下向き指示接触を備え、
該上向き指示接触と該下向き指示接触は、該向かい合う接触間の独立導電経路を確立する基礎接続を介して導電的に互いに接続され、
該上向き指示接触および該下向き指示接触のうちの少なくとも１つは、
ｉ．該接触軸と一致点を有する中央隅を有する三角形のフットプリントと、
ｉｉ．該向かい合う２つの接触の１つと接触するための、該接触軸と最も近い接触先端と、
ｉｉｉ．該カンチレバ接触をキャリア構造に機械的に接続する基礎であって、該基礎は該フットプリントの遠位部分の中で、該フットプリントと実質的に同一平面に置かれ、該遠位部分は該接触軸から遠い位置にある、基礎と、
ｉｖ．該基礎から該接続先端に向かって拡がる基礎梁と、
ｖ．該接触先端と近接する該基礎梁の端における、弓形折り返しと、
ｖｉ．該弓形折り返しから、該接触先端から遠ざかって拡がる折り返し梁と、
ｖｉｉ．該接触先端と遠位の該折り返し梁の端における、前向き折り返しと、
ｉｉｘ．該前向き折り返しから該接触先端に向かって拡がる先端梁であって、該接触先端が終端となる先端梁と
を有する蛇行カンチレバ接触である、相互接続アセンブリ。
【請求項２３】
前記接触先端が前記フットプリントからの先端高さ内に入るように、前記基礎梁は曲げ軸に沿って前記基礎に対して曲がる、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２４】
前記曲げ軸が前記接触先端と実質的に中央で垂直である、請求項２３に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２５】
前記上向き指示接触および前記下向き指示接触のうちの少なくとも他の１つが、前記蛇行カンチレバ接触である、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２６】
前記蛇行カンチレバ接触の他の１つは、前記フットプリントの境界端の周りで回転された前記蛇行カンチレバ接触の回転表現物であり、前記蛇行カンチレバの近くに配置され、そのそれぞれの基礎の少なくとも１つは、基礎接続にすぐ隣接しており、該基礎接続を介して導電的に接続されており、その結果、全ての前記蛇行カンチレバのそれぞれの接触先端が、前記接触軸に対し同じオフセット内にある、請求項２５に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２７】
ミラー表現物の第二の接続先端が、前記フットプリントから下への高さ内であり、前記接触軸に最も近くになるように、前記回転表現物の第二の基礎梁は、該ミラー表現物の第二の曲げ軸に沿った前記第二の基礎に対して曲がる、請求項２６に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２８】
前記境界端が前記フットプリントの最長の端である、請求項２６に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項２９】
前記フットプリントが直角三角形であり、前記最長の境界端は前記フットプリントの斜辺である、請求項２８に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３０】
前記フットプリントが実質的に直角三角形であり、前記中央隅は前記フットプリントの斜辺の終点である、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３１】
前記基礎は前記フットプリントの最も遠位の隅に置かれ、該最も遠位の隅は、前記中央隅から最も遠くである、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３２】
前記基礎は、前記基礎梁から前記接触軸に向かって拡がる基礎拡がりをさらに備える、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３３】
前記先端梁は先端梁接続に沿った前記カンチレバ接触のミラー表現物に接続され、前記先端梁接続は対称境界と実質的に一致点を有し、該ミラー表現物は前記カンチレバ接触から該対称境界に沿ってミラー化されている、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３４】
回路チップを繰り返し受け取り、テストするテスト機器の一部をなし、前記向かい合う接触の１つが該テスト機器の一部であり、前記向かい合う接触の残り１つが該回路チップの一部である、請求項２２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３５】
接触軸に実質的に沿って、該接触軸に対し、実質的に均衡が取れるような様式で、２つの向かい合う接触を導電的に接触する接触セットであって、
該接触セットは、少なくとも１つの上向き接触と、少なくとも１つの下向き接触を備え、
双方の接触は、該向かい合う接触間の独立導電経路を確立する基礎接続を介して、互いに導電的に接続され、
該上向き指示接触および該下向き指示接触のうちの少なくとも１つは、
ａ．該接触軸と一致点を有する中央隅を有する三角形のフットプリントと、
ｂ．該２つの向かい合う接触の１つと接触するための、該接触軸と最も近い接触先端と、
ｃ．該接触をキャリア構造に機械的に接続する基礎であって、該基礎は該フットプリントの遠位部分の中で、該フットプリントと実質的に同一平面に置かれ、該遠位部分は該接触軸から遠い位置にある、基礎と、
ｄ．該基礎から該接触先端に向かって拡がり、該接触先端を終端とする基礎梁と
を含む、指示接触である、
接触セット。
【請求項３６】
前記接触先端が前記フットプリントからの先端高さ内に入るように、前記基礎梁は曲げ軸に沿って前記基礎に対して曲がる、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項３７】
前記曲げ軸が前記接触先端と実質的に中央で垂直である、請求項３６に記載の接触セット。
【請求項３８】
前記上向き指示接触と前記下向き指示接触は、前記フットプリントの境界端の周りで回転された相互の回転表現物であり、相互の近くに配置され、そのそれぞれの基礎の少なくとも１つは、基礎接続にすぐ隣接しており、該基礎接続を介して導電的に接続されており、その結果、全ての前記接触のそれぞれの接触先端が、前記接触軸に対し同じオフセット内にある、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項３９】
ミラー表現物の第二の接触先端が、前記フットプリントから下への高さ内であり、前記接触軸に最も近くになるように、前記回転表現物の第二の基礎梁は、該ミラー表現物の第二の曲げ軸に沿った前記第二の基礎に対して曲がる、請求項３８に記載の接触セット。
【請求項４０】
前記境界の端が前記フットプリントの最長の端である、請求項３８に記載の接触セット。
【請求項４１】
前記フットプリントが直角三角形であり、前記最長の境界端は前記フットプリントの斜辺である、請求項４０に記載の接触セット。
【請求項４２】
前記フットプリントが実質的に直角三角形であり、前記中央隅は前記フットプリントの斜辺の終点である、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４３】
前記基礎は前記フットプリントの最も遠位の隅に置かれ、該最も遠位の隅は、前記中央隅から最も遠くである、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４４】
前記基礎は、前記基礎梁から前記接触軸に向かって拡がる基礎拡がりをさらに備える、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４５】
少なくとも１つの前記基礎梁は、梁接続に沿った少なくとも１つの前記接触のミラー表現物に接続され、該梁接続は対称境界と実質的に一致し、該ミラー表現物は前記カンチレバ接触から該対称境界に沿ってミラー化されている、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４６】
前記接触と前記ミラー表現物のそれぞれの曲げ軸は、その共通の接触先端と中央で垂直であり、互いに１つの角度内にある、請求項４５に記載の接触セット。
【請求項４７】
前記接触軸の周りに、円形状に並んだ前記接触セットの多数の表現物を有するマルチ導電経路相互接続ステージの一部である、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４８】
前記相互接続ステージが、回路チップを繰り返し受け取り、テストするテスト機器の一部をなし、前記向かい合う接触の１つが該テスト機器の一部であり、前記向かい合う接触の残り１つが該回路チップの一部である、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項４９】
前記接触軸の周りに、ミラー的に並んだ前記接触セットの多数の表現物を有するマルチ導電経路相互接続ステージの一部である、請求項３５に記載の接触セット。
【請求項５０】
前記相互接続ステージが、回路チップを繰り返し受け取り、テストするテスト機器の一部をなし、前記向かい合う接触の１つが該テスト機器の一部であり、前記向かい合う接触の残り１つが該回路チップの一部である、請求項４８に記載の接触セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、向かい合う接触アレイ間の導電接触を繰り返し確立するための、相互接続アセンブリに関する。特に、本発明は、平面キャリア構造を組み合わせた蛇行カンチレバ接触を含むアレイ化された相互接続ステージを多数有する、相互接続アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
チップ製造のコスト削減に対する要求は絶えることないため、産業界は、安価で信頼性あるチップテストデバイスに対する新たな解決策の開発に迫られている。テスト回路チップの接触アレイを繰り返し接触するための中心構成要素は、テスト機器接触アレイと隣接して置かれている相互接続アセンブリである。ここで、テスト機器接触アレイは、テストされるチップのキャリア（パッケージ）接触ピッチに対応する接触ピッチを有する。パッケージ化されたチップテストの最中、パッケージの接触それぞれと、そのテスト機器の対応する接触との間で、独立した導電接触が確立されるように、パッケージは相互接続アセンブリと接触する接触アレイと一緒に運ばれる。
【０００３】
テスト機器の信頼性性能のために、第一に重要な局面は、テストサイクル数は最大値で、テストされるチップに対する電気抵抗は一定の最低値を有する導電接触を確立する相互接続アセンブリの能力である。そのために、接触抵抗のばらつき（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）を均等化し、相互接続ステージの総伝播抵抗を減らすために、多数の導電経路は向かい合う接触の各対の間にあることが望ましい。
【０００４】
さらに、酸化層や汚染層が付いた場合、テスト接触表面に沿って、相互接続アセンブリの接触先端を引っかく動作で、その層を除去する必要がある。さらに、アセンブリの相互接続ステージのそれぞれは、テストされる接触の寸法差を弾性的に補償するために、最大の接触柔軟性を提供する必要がある。本発明は、こうした必要性に応えるものである。
【０００５】
信頼性性能のために、第二に重要な局面は、関わるパーツの疲労を最小限とし、一定の接触力が、テストサイクル数が最大でも維持されるようにすることである。相互接続アセンブリで一般に疲労しやすいのは、繰り返し弾性変形を受ける相互接続部材の、ピークストレス領域である。また、疲労破壊の影響を通常受けるのは、非導電キャリア構造と導電キャリア構造との接続界面である。この界面は、繰り返して高ピークの負荷変化を受ける結果、層剥離しやすい。本発明は、これらの問題にも対処するものである。
【０００６】
相互接続アセンブリの製造を、コスト効率よく、信頼性あるものにするために、相互接続の設計には、これに関わる製造工程と個々の構成要素とを最小の数にする必要がある。製造工程は、単一の軸に沿って行われることが好ましい。アセンブリ操作は、避けることが好ましい。本発明は、この必要性にも応えるものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の概要）
相互接続アセンブリは、好ましくは平面キャリア構造内で、組み合わされた相互接続ステージを数多く含む。各相互接続ステージは、上向き指示（ｐｏｉｎｔｉｎｇ）カンチレバ接触と下向き指示カンチレバ接触を有する接触セットを少なくとも２つ含む。カンチレバ接触は、キャリア構造の枠要素の上に、共通の基礎を有し、これに付いている。枠要素は、キャリア構造の開口部周りに配置され、下向き指示カンチレバがキャリア構造を介して到達し得るようになっている。各接触セットは、一対の向かい合うチップとテスト機器接触との間に独立導電経路を決定する。これは、各相互接続ステージで多数の導電経路が利用可能なので、従来技術の単一経路の相互接続ステージに比べ、信頼性を向上させ、抵抗を減らして、電気パルスおよび／または電気信号を伝えられるようにするためである。
【０００８】
カンチレバ接触は、蛇行した輪郭を有し、その先端で対称的な対の組み合わせとなっているか、解放された先端を有し自由に旋回可能であるかのいずれかである。蛇行した輪郭は、有効なフットプリント範囲でのカンチレバのたわみを最大とし、各相互接続ステージの柔軟性を最大とするのに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（詳細な説明）
図１〜図３によると、相互接続アセンブリ１は、ＰＣＢのような強固な非導電性材料から作成されたキャリア構造２を含み得る。キャリア構造２は、二次元的に配置され、間隔がＰＸおよびＰＹである相互接続ステージ３を多数有する。ピッチＰＸおよびＰＹは、業界で知られているように、テストされるチップ接触のピッチと連動して決定される。
【００１０】
好ましくは相互接続ステージ３のそれぞれが、少なくともその１つが、上向き指示蛇行カンチレバ接触３１の少なくとも２つの、好ましくはその４つを、および、下向き指示蛇行カンチレバ接触３２の少なくとも２つの、好ましくはその４つを、特徴として有する。相互接続ステージ３は、キャリア構造２のトップ面２２に付けられている。ここで、「トップ、ボトム、上向き、下向き」とは、空間的な位置や方向を確立することより、むしろ、各構成要素間での相対的な方向関係を確立することのみを目的とするために導入されたことは、注意すべきである。
【００１１】
好ましくは相互接続ステージ３のそれぞれが、少なくともその１つが、向かい合う接触８、９（図５参照）の間のマルチ導電経路接触を確立するように設計されている。導電接触８、９は、好ましくは、別個の周知のグリッドアレイに配置されている。接触８、９は、いわゆるボールグリッドアレイの名で周知の球形を有し得る。向かい合う接触アレイの一方は、テストされる回路チップのパッケージの一部で、向かい合う接触アレイの他方は、テストされる回路チップのパッケージのピッチに調整された接触ピッチを有するテスト機器の一部であり得る。
【００１２】
相互接続ステージ３は、隣接する相互接続ステージ３間の電気的絶縁を提供するため、互いにある程度のクリアランスＣＬを有する位置に置かれている。このように、ステージ延長ＤＸ、ＤＹは、間隔ＰＸ、ＰＹから、隣接する全ての相互接続ステージ３間のクリアランスＣＬを減じた残りである。
【００１３】
相互接続ステージ３は、ミリまたはサブミリのスケール構造（ｓｃａｌｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を製造する周知のプロセスによって、好ましくは直接、キャリア構造の上に形成される。このようなプロセスには、電着、電気メッキ、深溝エッチングなどを含み得る。これらの好ましい製造のケースとして、ステージ延長ＤＸ、ＤＹは、蛇行カンチレバ３１、３２が製造される範囲の全面積を決定する。面積の幾何学的形状は、したがって、テストされるチップのパッケージのアレイパターンに相当し、好ましくは正方形であるが、任意の幾何学的形状も有し得ることは、当業者なら誰でも十分理解され得る。
【００１４】
カンチレバ接触３１、３２、４１、４２（図８〜図１１も参照）は、元々の固体キャリア構造２、５（図８〜図１１も参照）のトップにある平面形状に、好ましくは堆積される。以下の作動で、キャリア構造２、５が、周知の方法で製造され、最終的に輪郭となるカンチレバ接触３１、３２、４１、４２の曲がる部分は、キャリア構造２から部分的に解き放される。製造の最終工程において、カンチレバ接触３１、３２、４１、４２を含む曲がる部分は、曲げ軸３０８、３０８２、４０８２（図５〜図９も参照）に沿って曲げられる。図３に示すように、開口部は、枠要素２１間のキャリア構造２によって、決定される。
【００１５】
図４に示されるように、２つの上向き指示カンチレバ３１は、２つの下向き指示カンチレバ３２と、接触セット３０で、結び付いている。カンチレバ３１、３２のそれぞれは、キャリア構造２に付いた基礎３０１を有する。前段落で述べた製造のケースでは、基礎３０１は、元々の平面に堆積された導電性構造から解放された部分ではない。基礎３０１から、基礎梁３０２は、接触先端３０７に向かって拡がっている。接触先端３０７に近い基礎梁３０２の端に、弓形折り返し３０３があり、ここから、折り返し梁３０４が接触先端３０７から離れるように突き出ている。接触先端３０７から最も遠い折り返し梁３０４の終端に、前向き折り返し３０５があり、ここから先端梁３０６が接触先端３０７の方向に向かって拡がり、接触先端３０７で終端となっている。基礎３０１は、カンチレバ３１、３２で唯一たわまない部分であることが好ましい。他の全ての構成要素３０２〜３０７は、接触８、９が接触先端３０７に対して力を加えられた結果、たわむ。
【００１６】
接触セット３０において、２つのカンチレバ３１および２つのカンチレバ３２は、互いにミラー表現物（ｍｉｒｒｏｒｅｄ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）で、梁接続３０６２に沿って、結びついており、その梁接続３０６２は好ましくは、先端梁３０６の中央端に置かれている。梁接続３０６２は、選択的に、隣接する一対のカンチレバ３１、３２を、そのそれぞれの基礎３０１とともに、互いに側面から支持するためにも使われ得る。また、それぞれの基礎３０１は、電流伝播のため、カンチレバ３１、３２の全てを含んで、接続されている。
【００１７】
好ましい初期平面形状製造と、たわみ部分を部分的に解放した後、曲げ操作が、接触軸ＣＡと平行な方向に、構成要素３０２〜３０７の少なくとも１つが再度方向付けされるために行われる。曲げ操作は、好ましくは、基礎３０１に最も近い曲げ軸３０８に沿って、行われる。このような方法で、図５に示されているように、最大先端高さＴＨは、任意の曲げ角ＢＡが得られ得る。このとき、曲げ軸距離ＢＤは、最大になる。曲げ角ＢＡは小さいことが、曲げ領域において、過度の塑性変形の危険性を最小限にするために、望ましい。曲げ軸３０８は、最大曲げ軸距離ＢＤの位置にあることが好ましい。
【００１８】
接触軸ＣＡは、相互接続アセンブリ３、４のために存在する操作の幾何学的条件を分かりやすくし、一般的に記述する目的で導入される。相互接続アセンブリ１の操作の好ましい方法は、実質的に垂直に近づく接触８、９とともに、相互接続ステージ３の平面的配置と、キャリア構造２（接触軸ＣＡによってそれぞれ反射された）とを考慮して、中心に向かうようにするものである。本発明の範囲には、当業者なら十分理解し得る前述および後述の教示に従う限り可能であって、接触８、９の一方または双方が、垂直にではなく、相互接続ステージ３、４に、近づく実施形態を含む。
【００１９】
曲げ軸３０８、３０８２、４０８、４０８２は、カンチレバ３１、３２、４１、４２における角度の変形プロセスで、その解放された部分を空間的に再方向付けするときの記述を簡略化するために、上記と下記で導入される。角度変形プロセスは、機械的変形および／または熱的変形を含む任意の周知の塑性変形の工程を含む。曲げ軸近傍の曲げ領域は、半径を有することも、これらの塑性形成工程に共通して属する他の形状を有することもあり得る。曲げ軸３０８、３０８２、４０８、４０８２は、塑性成形工程時に、解放されたカンチレバ部分の大半が実質的にその周りに回る軸であると、理解され得る。本発明の範囲には、解放されたカンチレバ部分が、多数の塑性成形操作によって三次元的になる実施形態を含む。本発明の範囲には、更に、解放されたカンチレバ部分が、周知の３Ｄ成形操作によって、塑性成形操作を行うことなく、三次元的に製造される実施形態も含む。
【００２０】
図６と図７に示されるように、カンチレバ３１、３２のそれぞれは、中央隅を有する三角形のフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）ＦＰの中で製造され、その中央隅は、接触軸ＣＡ、対称境界ＳＢ、および、接触軸ＣＡから最も遠い遠位隅ＤＣを含む遠位部分と一致点を有する。最も遠い隅ＤＣは、フットプリントＦＰで最も長い境界線の遠位端である。正方形にアレイされたテスト接触の場合、相互接続ステージ３の全体配置は、これも正方形であって、最大の利用可能面積も、その結果、また正方形である。全部で８つのカンチレバ３１、３２が、相互接続ステージ３毎に適用される場合、フットプリントＦＰは実質的には、直角三角形で、その斜辺ＨＰは、ステージ３の面積の向かい合う端間の対角線に沿った最も長い境界とする。この場合、中央隅と遠隔隅ＤＣが、斜辺ＨＰの終点となる。当業者には明らかなように、フットプリントＦＰは、任意のテスト接触アレイパターン、それから派生する最適面積、および、相互接続ステージ３の中で用いられる同一および／または非同一のカンチレバ３１、３２、４１、４２の任意の数に応じて、形成され得る。
【００２１】
基礎３０１、４０１（図８〜１１も参照）は、フットプリントＦＰから遠い部分に置かれており、カンチレバ３１、３２、４１、４２で解放されていない部分と該フットプリントが実質的に同じ平面にある。対をなして接続しているミラーカンチレバ表現物を有する例示的な相互接続ステージ３の場合、梁接続３０６２は、フットプリントＦＰの対称境界ＳＢと実質的に一致点を有する。本発明の範囲には、組み合わされたカンチレバが、お互いにミラー表現物でない実施形態も含まれることは、当業者には誰でも十分に理解され得る。
【００２２】
また、対をなして接続されたミラーカンチレバ表現物の場合、接続された対となるカンチレバ３１、３２の曲げ軸３０８は、曲げ操作の結果生じ得る導電性構造の内部応力を避けるために、ともに直線的であることが好ましいことは、当業者なら十分理解し得る。このような場合、最大曲げ軸距離ＢＤは、その対称境界ＳＢに沿った方向によって限定される。
【００２３】
接続されていないカンチレバ３１、３２の場合、改造された曲げ軸３０８２は、図７に示されるように、接触先端３０７と中央で垂直であるような向きにされ得る。その結果、曲げ軸距離ＢＤは、対称境界ＳＢの長さ以上に長くなることもあり、その代わりに、決定された先端高さＴＨに対する曲げ角ＢＡは小さくなる。
【００２４】
梁接続３０６２を介して、接続されたカンチレバ３１、３２の応力比較分析と置換分析の結果が、図１２、図１３に示される。任意の材料特性、任意の先端接触力、任意の輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）高さに対し、カンチレバ３１、３２は前向き折り返し３０５の内径３０５３に沿って１００％に近い基準応力を受け得る。接触先端３０７のたわみは、０．１の基準変位の約１０９％である。応力勾配は、内径３０３１、３０５１とそのそれぞれの外径３０３３、３０５３の間で、ならびに、ソケット径３０２１近傍で、最高レベルになる。
【００２５】
テストされた相互接続ステージは、ステージ３と同様なものであって、対となって接続されたカンチレバ３１、３２が、間隔ＰＸ、ＰＹを約１．２７ｍｍとして、ニッケルマンガンで作製された。テストの結果、１０万回のテストサイクルの間、約０．０１２”のカンチレバ３１、３２双方の平均総たわみを与えると、２５ｇの平均接触力であることが明らかにされた。
【００２６】
カンチレバ３１、３２から自由に浮いた場合の比較応力分析と置換分析は、図１４、図１５に示されている。同じ分析条件について、図１２、図１３に示すが、カンチレバ３１、３２は、前向き折り返し３０５の内径３０５３に沿って、１００％にほとんど近い基準応力を受け得る。接触先端３０７のたわみは、基準変位０．１に対し、約１２７％である。曲げ軸３０８は、図１２〜１４の分析に適用される。ある任意のカンチレバの輪郭で、自由に浮いたカンチレバ３１、３２、４１、４２の移動は、先端で接続されたカンチレバ３１、３２、４１、４２の変位よりも、双方の状態で同様の応力分布のとき、約２０％大きい。
【００２７】
少なくとも２つの接触セット３０を統合すると、１つの相互接続ステージ３の中の接触８、９間に、少なくとも２つの別個の導電経路が導入される。それぞれの接触セット３０は、基礎接続３０９、４０９（図９も参照）を横切る（ａｃｒｏｓｓ）独立した導電経路を確立する。また、図４に示すように、基礎接続３０９がない場合、別個の接触セット３０の隣接する基礎３０１間の絶縁ギャップＩＧを確立する。梁で接続されたカンチレバ３１、３２の場合は、そのそれぞれの基礎３０１も、対となるカンチレバ３１、３２の双方に電流の流れを提供するために、導電性であり得る。
【００２８】
独立した接触経路の数が増えるにつれて、向かい合う接触８、９間の全導電抵抗は、周知の物理的法則（全抵抗の逆数は、導電経路の経路抵抗の逆数の総和に等しい）に従って、減少する。さらに、接触経路が多数あると、個々の接触先端３０７と、そのそれぞれの接触８、９間の接触抵抗のばらつきが平均化される。テストされた実験用相互接続ステージの全接触抵抗の平均は、上述したテスト回数の間、約５％のばらつきがあった。
【００２９】
図８〜１１に従うと、カンチレバ３１、３２には、数多くの改造が導入され得る。これらは、改造したカンチレバ４１／４２に示された全てを含む。カンチレバ３１、３２に示された教示は、カンチレバ４１／４２にも適用され得るし、また、その逆も適用され得る。カンチレバ３１、３２、４１、４２の設計や改造は、当業者なら理解できる方法と数を、自由に組み合わされ得る。
【００３０】
改造されたカンチレバ４１／４２は、実質的にカンチレバ３１と３２のアプリケーションに対応する。改造された基礎４０１は、基礎梁４０２から接触先端４０７に向かって拡がる、基礎拡がり４０１５を有する。このような方法で、基礎４０１とキャリア構造５の間の界面境界は、その界面境界におけるピーク応力によって、周知の層間剥離から生じるリスクを低減するために、曲げ軸支持５４（図１１参照）に向かって拡がり得る。基礎４０１は、大きくなった前向き折り返し４０５に道を譲って、外側への拡がりを減らす。曲げ軸４０８２は、接触先端４０７に中央で垂直である。基礎梁４０２は、基礎梁対称軸４０２９と実質的に対称な外側の輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）とともに、接触先端４０７に向かって、拡がる。それと、引き換えに、基礎梁対称軸４０２９は、接触先端４０７と一致点を有する。このようにして、基礎梁４０２には、実質的にトルクおよび剪断応力が掛からない。さらに好都合なことに、曲げ軸４０８２に沿った応力分布は、実質的に等しく、ソケット径４０２１付近の応力勾配も実質的にない。
【００３１】
基礎梁４０２は、接触先端４０７に作用する接触力から曲げモーメントを大きく受ける状態に晒されている。基礎梁４０２は、接触先端４０７に近い基礎梁４０２の端に掛かる逆モーメントを、少し受ける状態に晒されている。図１２と図１３と同じ解析条件で数値解析された比較変位のスケールされた（ｓｃａｌｅｄ）側面図を示す図１８で、非常に明確になる。したがって、最適化された基礎梁４０２は、接触先端４０７に少し外向きにオフセットされた方向に向いた側面の輪郭を有する。基礎ビーム４０２は、先端梁４０６に隣接する弓形折り返し４０３のために、十分な面積がフットプリントＦＰの中に利用できるように、拡がり得る。 
【００３２】
弓形折り返し４０３の半径方向の応力勾配は、内径４０３１と外径４０３３との差を小さくしようとして、小さくなり得る。同じことが、前向き折り返し４０５と、その内径４０５１と外径４０５３でも、更に大きく適用される。これは、前向き折り返し４０５から接触先端４０７の距離がより大きいことで生じる。それは、先端梁４０６と折り返し梁４０４との間にある前向き折り返し４０５に掛かるトルクが、折り返し梁４０３よって掛かっているトルクよりも、実質的に大きくなるようにするためである。柔軟性あるカンチレバ部分の輪郭が蛇行していると、三角形のフットプリントＦＰは、前向き折り返し４０５が最大半径を有するために、有利に使われる。
【００３３】
基礎４０１の外側への拡がりを減らすと、前向き折り返し４０５が利用可能な面積は更に増える。図１６は、図１２、図１３と同じ解析条件で計算されたカンチレバ４１／４２の比較応力分析を示す。折り返し４０３、４０５の応力勾配は、実質的に減少する。前向き折り返し４０５のピーク応力は、基準最大の約５７％である。さらに、折り返し４０３、４０５のピーク応力領域は、輪郭境界のオフセット内にある。この輪郭境界は、疲労亀裂を減らす条件として優位な条件である。
【００３４】
折り返し梁３０４は、曲げとねじれの双方に晒される。曲げモーメントは、両端で働く。一方は、基礎梁４０２と折り返し梁４０３の復元力による。他方は、先端梁４０６と前向き折り返し４０５を介した接触力に起因するモーメントによる。ねじれモーメントも、これと同様に作用する。曲げモーメントとねじれモーメントは、折り返し梁４０４の旋回運動の結果、弱め合う。これは、図１７、図１８で、変位ゼロとして反映されている。図１８は、ねじれによる変形が、曲げ変形に比べ、比較的低いレベルである場合を示している。図１２〜１８の応力解析と変位解析は、平面基準対象で計算されている。したがって、図１８で見られる変位は、垂直方向の変位をオフにしている。
【００３５】
先端梁４０６は、前向き折り返し４０５の少なくとも近傍にあり、接触先端４０７と一致点を有する対称線４０６９に対して、対称なプロファイルを示している。さらに、先端梁４０６の幅は、接触先端４０７の距離に比例して、選択的な第二の蛇行曲げ４０６３、４０６４および選択的なオフセット先端梁部分４０６５とは無関係に、変化することが好ましい。
【００３６】
カンチレバ３１、３２、４１、４２の個々の要素は、図７、８に示すような平面条件から製造されることが、好ましい。個々の要素の分離は、隣接する構造間の最低限のギャップによって、保証されている。その結果、接触端３０７、４０７は、接触軸ＣＡに対し、わずかなオフセット範囲である。このオフセットは、曲げ操作の間に増える。この先端オフセットは、オフセット先端ビーム部分４０６５と組み合わさって、カンチレバ４１、４２に同時に接触して、より上手に中心へ向かうために、有利に使われ得る。これは、接触８、９の少なくとも１つが球の形をしている場合、特定の値になり得る。
【００３７】
改造されたキャリア構造５は、基礎拡がり４０１５を支持するために、基礎拡がり支持５３が、個別に設計されていることを特徴として有し得る。さらに、改造されたキャリア構造５は、カンチレバ４２のたわみによる衝突がないように、カンチレバ解放５６を特徴として有し得る。
【００３８】
接触セット３０は、カンチレバの対を２つ組み合わせ、全部で４つのカンチレバ３１、３２を含むことが好ましい。接触セット４０は、２つのカンチレバ４１、４２を含むことが好ましい。双方の接触セット３０、４０において、下向きカンチレバ３２、４２は、フットプリントＦＰの境界端の周りに回転された上向きカンチレバ３１、４１の回転表現物であり、また、これは逆に関しても言える。回転表現物を回転するのに好ましい境界端は、フットプリントＦＰの最長の端であり、直角三角形のフットプリントＦＰの場合、その斜辺ＨＰである。回転表現物は、その面積内に置かれ、それぞれの基礎が、基礎接続３０９、４０９（図８も参照）を介して、すぐ近接し、導電的に接続されるように、それぞれの接触先端３０７、４０７は、その接触軸ＣＡと同じオフセット内にあるようになっている。
【００３９】
上向きカンチレバ３１、４１および下向きカンチレバ３２、４２は、それぞれの基礎３０１、４０１と、基礎接続３０９、４０９を介して組み合わされている。相互接続３は、２つの完全に独立した導電経路を特徴として有し、相互接続４は、４つの完全に独立した導電経路を特徴として有する。互いに回転表現物であるようなカンチレバの組合せ３１、３２および４１、４２は、接触先端３０７、４０７を接触軸ＣＡから外側に遠ざかるような力を最終的に与えるような逸脱（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）モーメントを最小限にして、接触８、９と、均衡がとれた接触を提供する。その結果、カンチレバ３１、３２、４１、４２は、堅さを減少させる形状となり得る。これは、非常に数多くの接触８を有するテストされるチップの全体の接触力を緩和するのに役立つ。
【００４０】
カンチレバ４１は、接触軸ＣＡの周りに円周上に配置されている。好ましくは、接触９の衝撃力のある間にカンチレバがたわむ結果、接触軸ＣＡの周りに生じ得る外部トルクを最小限にするようにミラー的な設計で、配置されている。同様に、カンチレバ４２も、接触軸ＣＡの周りに円周上に配置されている。好ましくは、接触８の衝撃力のある間にカンチレバがたわむ結果、接触軸の周りに生じ得る外部トルクを最小限にするようにミラー的な設計で、配置されている。この好ましい条件がなくとも、本発明の範囲は、相互接続ステージ３、４内、かつ、上述の教示の一部の範囲内にあるカンチレバ３１、４１、３２、４２の特定な配置には、限定されない。
【００４１】
個々の改変が一緒に行われた結果、カンチレバ４１、４２の解放された部分に、非常に均一な応力分布が得られ、また、応力ピークが低く、応力勾配が小さく、先端変位が改善されることも含まれる。図１６、図１７、図１８に示すように、ピーク応力の全体は、基準最大の約５７％で、接触先端４０７の変位は、基準変位の約１６４％である。
【００４２】
本発明の範囲は、接触セット３０、４０が別々に製造され、最終的な操作で、キャリア構造２、５に組み合わされる実施形態を含む。
【００４３】
本発明の範囲には、カンチレバ接触３１、４１が、接触８と、基礎３０１、４０１と直接に一時的または永続的に接続されている他の任意の周知の接触または導電性リードとの接触を確立するために用いられ得る実施形態を含む。同様に、本発明の範囲には、カンチレバ接触３２、４２が、接触９と、基礎３０１、４０１と直接に一時的または永続的に接続されている他の任意の周知の接触または導電性リードとの接触を確立するために用いられ得る実施形態を含む。
【００４４】
本発明の範囲には、接触３１、４１および３２、４２の一方または双方が、弓形折り返し３０３、４０３、折り返し梁３０４、４０４、前向き折り返し３０５、４０５なしに、また、先端梁３０６、４０６なしに実行される実施形態を含む。このような実施形態において、基礎梁３０２、４０２は、接触先端３０７、４０７に拡がり、終わる。また、このような実施形態では、梁接続３０６２は、基礎梁３０６、４０６のミラー表現物に接続する。
【００４５】
したがって、上述の明細書で述べられる本発明の範囲は、以下の請求項と、それと法的に同等なものよって、述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本明細書の図１２〜１８はカラーである。
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態に従う相互接続アセンブリの一部の斜視図である。
【図２】図２に、図１のアセンブリ部分の上から見た平面図を示す。
【図３】図３に、図１のアセンブリ部分の下から見た平面図を示す。
【図４】図４は、図１のアセンブリ部分の１つの相互接続ステージの斜視図を示す。
【図５】図５に、図４の相互接続ステージの側面図を示す。
【図６】図６に、図４の相互接続ステージの接触セットの平面図を示す。
【図７】図７は、平らな状態にある１個の蛇行カンチレバを含む図６の接触セットの一部の平面図を示す。
【図８】図８は、平らな状態にある改造された蛇行カンチレバを示す。
【図９】図９は、図８の上向きと下向きに曲がる蛇行カンチレバを含む、改造された接触セットを示す。
【図１０】図１０は、図９の改造された接触セットを数多く含む本発明の第二の実施形態に従う相互接続ステージの上から見た斜視図である。
【図１１】図１１に、図１０の相互接続ステージの下から見た平面図を示す。
【図１２】図１２は、図７の蛇行カンチレバのミラー表現物で、隣接する先端梁と接続された接触先端梁を有する図７の蛇行カンチレバの比較変位分析を示す。
【図１３】図１３は、図７の蛇行カンチレバのミラー表現物で、隣接する先端梁と接続された接触先端梁を有する図７の蛇行カンチレバの比較応力分析を示す。
【図１４】図１４は、解放された先端梁を有する図７の蛇行カンチレバの比較応力分析を示す。
【図１５】図１５は、解放された先端梁を有する図７の蛇行カンチレバの比較変位分析を示す。
【図１６】図１６は、解放された先端梁を有する図８の蛇行カンチレバの比較応力分析を示す。
【図１７】図１７は、解放された先端梁を有する図８の蛇行カンチレバの比較変位分析を示す。
【図１８】図１８は、図１７の比較変位分析のスケールされた側面図を示す。変位は、垂直方向の変位をオフにして描かれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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