(57)【要約】基板内またはタイル内に垂直フィードスルー電気接続を作る方法が提供される。垂直フィードスルー（図２の１０）は、コネクタプローブ（図２の１２）を挿入し取り付けるために利用可能なメッキスルーホールを形成するように構成され得る。プローブは、メッキスルーホールまたは取り付け穴に取り付けられ得、ウエハプローブカードアセンブリを形成し得る。基板（図９Ｄの７９）内のめっき材料でコーティングされた、ねじられた犠牲ワイヤを支持し、後にワイヤ（図９Ａの７４）をエッチングによって除去することによって、ツイストチューブメッキスルーホール構造（図９Ｄの７４）が形成される。
2007512540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直フィードスルーを製造する方法であって、
第１の基板にワイヤを接合することと、
該ワイヤを導電材料でめっきすることと、
該めっきされたワイヤの周囲に誘電材料を形成して第２の基板を作製することと、
めっき材料の一部分を除去して該ワイヤを露出させることと、
該第２の基板内に配置され該めっきされた材料を残して該ワイヤを除去し、それによってメッキスルーホールを形成することと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記ワイヤが湾曲している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記めっき材料の一部分を除去する前記ステップが、配置されためっき材料を有する前記第２の基板の一部分を研削によって除去することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の基板を除去するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基板が取り付けられた前記第２の基板の第１の表面を平坦化することをさらに包含し、
前記めっき材料の一部分を除去する前記ステップが、該第１の表面の反対側の第２の基板の第２の面を平坦化することを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の基板が、リリース材でコーティングされた前記第２の基板を有し、前記第１の基板を除去する前記ステップが、該リリース材をエッチングによって除去することを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
該ワイヤを該第１の基板に接合する前記ステップの前に、前記第１の基板を前記ワイヤを接合するための導電材料でコーティングすることをさらに包含し、
該ワイヤをめっきする前記ステップが電気めっきによって行われて、該ワイヤおよび該導電材料が該第１の基板上でめっきされ、
該第１の基板を除去する前記ステップが、該第１の基板上に配置された前記めっき材料の一部分を除去することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ワイヤをめっきするステップの前にマスキング材料を前記第１の基板に施し、それによって、該ワイヤが電気めっきを用いてめっきされる場合に、該ワイヤを電気接続しない領域において該第１の基板がめっきされるステップをさらに包含し、
該ワイヤに接合された前記表面と反対側の、該第１の基板の前記表面が、導電材料でコーティングされ、
該第１の基板を貫通して提供されたビアが、該ワイヤを該導電材料へ接続し、その結果、該電気めっきのプロセス中に該ワイヤが相互接続される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記めっきするステップの前に、前記ワイヤをエッチング可能な材料による少なくとも１つの追加の層でコーティングするステップをさらに包含し、該ワイヤを除去する前記ステップが、エッチング可能な材料による該追加の層を除去することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ワイヤがエッチングによって除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
メッキスルーホール内の開口部に相互接続ワイヤを挿入することをさらに包含し、該相互接続ワイヤが、前記第２の基板の第１の表面から該メッキスルーホールの外部へ延びている、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
はんだバンプを施し、前記第２の基板の前記第１の表面と反対側の、第２の表面上に前記メッキスルーホールを接続することをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記相互接続ワイヤが、前記第２の基板の第２の表面からメッキスルーホールの外部へさらに延びている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
除去された前記ワイヤが湾曲し、湾曲したメッキスルーホールを形成し、該メッキスルーホールへ挿入された前記相互接続ワイヤが、該湾曲したメッキスルーホールと該相互接続ワイヤとの間の摩擦によって適所に保持される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記メッキスルーホール内の開口部に弾力性プローブを挿入することをさらに包含し、前記第２の基板と弾力性プローブとがプローブカードアセンブリの一部を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
垂直フィードスルーを製造する方法であって、
第１の材料層でコーティングされたワイヤを基板へ接合することと、
該コーティングされたワイヤをめっきすることと、
該めっきの一部分を除去して該コーティングされたワイヤを露出することと、
めっき材料を残してエッチングし前記第１の材料層を除去することによって、ワイヤを内部に配置されたメッキスルーホールを形成することと
を包含する、方法。
【請求項１７】
前記メッキスルーホールを屈曲させ、内部に配置された前記ワイヤを、該メッキスルーホールによって形成された開口部の外部へ延びるようにすることをさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の層でコーティングされた前記ワイヤを残して該第１の層の一部分のみが除去され、前記メッキスルーホール内に該ワイヤのための支持を提供する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
電気フレームオフツール（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｆｌａｍｅ  ｏｆｆ  ｔｏｏｌ）を用いて前記ワイヤの端にボールを形成するステップをさらに包含し、該ワイヤを前記基板に接合する前記ステップが、該ボールを該基板に接合することを包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
表面上に伝導性の取り付け穴を製造する方法であって、
開口部を有するマスキング材料を該表面に形成することと、
該マスキング材料における該開口部を、エッチング可能な充填材で充填することと、
該表面上にエッチング可能な充填材を残して該マスキング材を除去することと、
該エッチング可能な充填材の上にめっき材料を施すことと、
第１の表面の上と該めっき材料の上とにキャスティング材料を施すことと、
該キャスティング材料と該めっき材料とを研削し、その結果、めっき材料が該エッチング可能な充填材の少なくとも一部分から除去される、ことと、
該めっき材料を残して該エッチング可能な充填材をエッチングによって除去し、該伝導性の取り付け穴を形成することと
を包含する、方法。
【請求項２１】
キャスティング材料を前記第１の表面の上に施すステップの前に、前記表面の研削止めを提供することと、
該キャスティング材料を研削する前記ステップの後に、該研削止めを除去することと
をさらに包含し、
該キャスティング材料を研削する該ステップが、研削止めに到達するまで研削することを包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ワイヤプローブを前記取り付け穴へ挿入することと、
該ワイヤプローブを該取り付け穴へ接合することと
をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記取り付け穴をはんだで充填し、前記ワイヤプローブに対する取り付けの強度を強めることをさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記マスキング材料内の前記開口部が、第１の長方形の領域であって、該マスキング材料の前記表面付近で、より大きな第２の長方形の領域の上に提供される第１の長方形の領域を有し、
前記方法が、弾力性プローブを前記取り付け穴へ挿入することをさらに包含し、該弾力性プローブはそれぞれスロットを含み、該弾力性プローブは該より大きな第２の長方形の領域に横に延びる凸部をそれぞれ有し、該より大きな第２の長方形の領域は該第１の長方形の領域を係合して該プローブが取り外される能力を制限する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
ツイストスプリングコンタクトを有する基板を製造する方法であって、
第１の材料で作られたワイヤをねじることと、
該ワイヤを導電材料でめっきすることと、
該ワイヤをステンシルへ挿入することと、
誘電材料を該めっきされたワイヤの周囲に形成し、基板を作製することと、
該第１の材料と該ステンシルとを除去することと
を包含する、方法。
【請求項２６】
前記ワイヤが、前記ステンシルのうちの１つのステンシルへ挿入された後にねじられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
基板内に垂直フィードスルーを製造する方法であって、
基板内のホールに電気コンタクトキャップを提供することを包含し、該キャップが、部分的には該ホール内へ、また部分的には該ホールの外部へ延び、第２の基板上のプローブを挿入するために該ホールの一部分が開いており、該プローブを該ホール内の該キャップと電気的に接触させる、方法。
【請求項２８】
前記基板のホール内に電気コンタクトキャップを提供する前記ステップが、セラミックのグリーンシートで作られた基板を加熱し、セラミック材料を該キャップの周囲に形成することを包含する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記キャップが、加熱の前に、前記グリーンシート内に形成された前記ホールの中へ押される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記キャップが、開口部へ挿入された弾力性スプリングプローブを有する該開口部を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記ホールの少なくとも一部分を導電材料でめっきすることをさらに包含する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記キャップが、前記基板へ延びて該キャップを該基板内に保持する、横に突出する部分を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記キャップが、前記基板の外部へ延びる第１の円筒状の領域を有し、該第１の円筒状の領域は、該基板の該ホール内に提供された第２の円筒状の領域よりも大きな直径を有し、横に突出する領域が、該第２の円筒状の領域から延びて該キャップを該基板内に固定する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
基板内に垂直フィードスルーを製造する方法であって、
第１の電気コンタクトと犠牲要素とを積み重ね、フィードスルーパスを形成することを可能にすることと、
該基板を形成する誘電材料を該第１の電気コンタクトの周囲と該犠牲要素の周囲とに形成することと、
該犠牲材料を除去することと、
第２の電気コンタクト要素を、該犠牲要素によって残された開口部へ差し込み、該第１の電気コンタクトと電気的に接触させることと
を包含する、方法。
【請求項３５】
誘電材料を形成する前記ステップが、前記第１の電気コンタクトと前記犠牲要素とを、グリーンシートセラミック内に提供されたホール内に挿入することと、該グリーンシートを加熱してセラミック材料を形成することとを包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の電気コンタクトが、前記基板のホール内に提供された第１の部分と、該基板の外部へ延びてプローブを支持する、第２の部分とを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記プローブが、該プローブが圧縮されたスプリングであることを可能にするスロットを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の部分が、前記誘電材料へ横に突き出し、前記第１のコンタクトを前記ホール内に固定する部分を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の部分が、前記誘電材料からの凸部と係合して前記第１のコンタクトを前記ホール内に固定するための刻み目を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記第２の電気コンタクトが、前記基板内のホールと係合するための第１の部分と、該基板の外部へ延びてプローブを支持するための第２の部分とを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記第２の電気コンタクト要素がデカップリングコンデンサを備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記デカップリングコンデンサと係合して該デカップリングコンデンサを前記ホール内に固定するために、前記基板に取り付けられたスプリングクリップを提供することをさらに包含する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記犠牲材料を除去する前に、該犠牲材料の開口部内に前記スプリングクリップを形成することをさらに包含する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
誘電層であって、該誘電層を貫通して延びるホールを有する誘電層と、
該基板の該ホール内に提供され該基板によって固定的に包まれた第１の部分と、該基板の外部へ延びる第２の部分とを有する第１の電気コンタクトと
を備える、基板。
【請求項４５】
前記誘電層がセラミックのグリーンシートで形成されている、請求項４４に記載の基板。
【請求項４６】
第２の電気コンタクトであって、前記ホール内に提供されて前記第１の電気コンタクトと電気的に接続する、第１の部分と、該基板の外部へ延びてプローブを支持するための第２の部分とを有する第２の電気コンタクトをさらに備え、該第２の電気コンタクトの該第１の部分が、該第２の電気コンタクトを誘電体の該ホール内に固定するための係合要素を含む、請求項４４に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板において垂直の電気的なフィードスルー接続を作る方法に関する。より詳細には、本発明は、相互接続ワイヤまたはプローブの取り付けおよび支持、あるいは容易に取り外し可能な基板の作製に使用可能な、垂直のフィードスルー構造、もしくはウエハテストシステム用のスペーストランスフォーマー（ｓｐａｃｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を作る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直の電気接続を作る１つの方法は、メッキスルーホールを用いることである。メッキスルーホールは、プリント回路基板（ＰＣＢ）の層のような多層半導体構造の異なる層上に電気構成要素を接続するために開発されてきた。メッキスルーホールはさらに、相互接続要素を形成するために用いられ、１つのＰＣＢが個別のＰＣＢ上の構成要素または他の個別の電気構成要素に接続されることを可能にする。
【０００３】
１つの多層ＰＣＢにおいて、製造中にＰＣＢ内に形成されたメッキスルーホールは、異なる層上の回路間で電気的結合を提供する役割をする。ＰＣＢの製造は、一般的に、層で構成された基板を貫いて穴をあけ、ＰＣＢ層上の穴と導電性領域とを電気分解によって銅等の金属物質でメッキしてメッキスルーホールを形成することを含む。次いで、第１のＰＣＢ層上の導電性領域内に第１の回路パターンが形成され、第２のＰＣＢ層上に第２の回路パターンが形成される。これらは、メッキスルーホールが第１の回路パターンを第２の回路パターンに電気的に結合するように形成される。
【０００４】
メッキスルーホールは、穴に導電性の要素（ワイヤ等）を物理的に挿入することによって複数の接続を形成し、次いではんだ付けまたはその他の手段によって２つの回路に要素を接続することが、それに必要な労働力およびコストから一般に非実用的だと考えられたため、層状のＰＣＢのために開発された。上述したように、メッキスルーホールを形成する通常の方法は、ＰＣＢ層上に形成された回路とスルーホール接続とを同時にメッキすることであり、その結果、有意な追加の労働またはコストがかかることなくスルーホール接続が異なるレベルのＰＣＢ上の回路素子の統合された一部としてなされる。
【０００５】
製造後に接続される電気構成要素を有する２つの独立したＰＣＢ、または独立した個別の電気構成要素に接続される１つのＰＣＢに対しては、コネクタを形成する差し込み可能な導体素子（ワイヤ等）が依然として一般的に使用されている。そのようなコネクタは、独立したＰＣＢのメッキスルーホールにコネクタピンを挿入し適所にそれらを接合することによって形成することができる。そのようなメッキスルーホールは、ピンと独立したＰＣＢ上の導電性の領域との間または個別部品との間に接続を提供する。メッキスルーホール中に提供されたコネクタピンを有するＰＣＢの製造技術の例が、「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ａｎｄ  Ｐｉｎ  Ｔｈｒｕ  Ｈｏｌｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ」と題された米国特許第６，５２１，８４２号に記載されている。
【０００６】
近年、ＰＣＢは多数の弾力性ワイヤまたは試験される半導体ウエハ上でのように電気構成要素に一時的に接続するのに使用されるプローブカードを形成するプローブを支持するために使用されている。プローブカード用のそのような複数の一時的な接続要素を効率的に製造する方法を提供することが望ましいといえよう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に従って、製造の柔軟性を提供するためにメッキスルーホールまたはメッキされた取り付け穴を作る方法が提供される。メッキスルーホールまたはめっきされた取り付け穴が、電気的コネクタまたはテストプローブを形成するために使用され得るワイヤを支持するのを可能にする方法がさらに記載される。
【０００８】
第１の実施形態において、湾曲し得るメッキスルーホールを作る方法が提供される。まず、エッチング可能な材料または溶解可能な材料で作られたワイヤが犠牲基板に接合される。湾曲したメッキスルーホールが所望される場合、ワイヤは湾曲される。次いで、ワイヤは、ワイヤ材料と同じ条件下において溶解しない、耐久性のある導電材料でめっきされる。次いで、めっきされたワイヤは、エポキシ樹脂またはセラミック等の誘電材料で覆われ、コーティングされたワイヤを含む基板が形成される。ワイヤの一部分は誘電材料層を越えて伸びるように露出される。次いで、基板はめっきの内部のワイヤ材料を露出するために平らにされる。次いで、ワイヤ材料はメッキスルーホールを残してエッチングされるか溶解される。
【０００９】
第１の実施形態によって形成されたメッキスルーホールは、メッキスルーホールの一方の端にロッドを挿入しもう一方の端にハンダバンプを形成することによって相互接続要素として使用され得る。代替的に、相互接続ワイヤが外側へ落ちるのを防ぐためにメッキスルーホールの湾曲部が摩擦を提供する、湾曲したメッキスルーホールを介して、相互接続ワイヤを挿入することができる。別の代替方法において、プローブワイヤはメッキスルーホールを介して挿入され、特にメッキスルーホールが湾曲していない場合に、プローブワイヤが容易に取り外されないことを保証するために中へはんだづけされ得る。
【００１０】
第２の実施形態において、基板から伸びるメッキスルーホールであって、薄いファイバーワイヤが各メッキスルーホール内に提供される、メッキスルーホールを作る方法が提供される。まず、第２の実施形態において、溶解可能な材料の層で覆われたワイヤが、犠牲基板に接合される。溶解可能な材料上にめっき層が施される。次いで、めっきは部分的に摩滅されるか研磨され、ワイヤを覆う溶解可能な材料の部分が露出される。次いで、めっき材料によって形成された基板上に延びるメッキスルーホールを内部にワイヤが配置された状態で残し、溶解可能な材料はエッチングによって除去されるか溶解される。
【００１１】
第３の実施形態において、フォトリソグラフィ技術を利用して、コネクタワイヤまたはロッドを支持するためのめっきされた取り付け穴を形成する方法が提供される。この方法について、初めに、マスキング材料の層が基板上に堆積され、そして犠牲の充填材で満たされた穴を形成するためにエッチングされる。次いで、マスキング材料が除去され、犠牲の充填材が導電材料でめっきされる。基板上の所望の高さまで一部のめっきを取り除いて犠牲の充填材を露出するために、研削が行なわれる。次いで、犠牲の充填材はめっきした取り付け穴を残してエッチングによって除去される。次いで、めっきした取り付け穴へワイヤまたはロッドが差し込まれ、適所に接合される。
【００１２】
形成されたメッキスルーホールは、上記のように、単一のＰＣＢの層を相互に連結させるために使用され得る。メッキスルーホール内で、弾力性（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ）の相互接続ワイヤは、ハンダまたはエポキシ樹脂によって堅く提供され得、あるいは、支持するためのハンダあるいはエポキシ樹脂を必要とせずに、メッキスルーホールまたは取り付け穴とのばね接点を作るようにプラグ接続可能またはプラグ接続不可能に構成され得る。相互接続ワイヤあるいはプローブは、他の基板層（ハンダまたは他の手段による）上の電気構成要素あるいは一時的に連結可能な弾力性のばね接点（本質的にテストプローブカードを形成する）にさらに堅く接続することができる。一例として、メッキスルーホール内に提供される弾力性の相互接続プローブは、米国特許第５，９９４，１５２号に記載されたプローブであり得る。
【００１３】
さらなる実施形態において、ねじれたメッキスルーホールを形成する、めっきされたねじれたチューブスプリングは誘電体基板で覆われ、相互接続層を形成する。ねじれたチューブスプリングを有する基板を形成するためには、初めに、溶解可能な材料で作られたワイヤが、所望のピッチまでねじられ、導電性の合金でめっきされ、真鍮ステンシルのセットの穴に挿入される。次いで、誘電体を越えて延びるワイヤの部分を備えたねじれたワイヤの周囲に、誘電体基板材料が形成され、導電性のチューブのみを誘電体基板で覆われたまま残して、溶解可能なワイヤ材料および真鍮ステンシルはエッチングによって除去される。
【００１４】
本発明の別の局面に従って、容易に取り付け可能かつ取り外し可能な基板を提供するための垂直のフィードスルー構造が形成される。垂直フィードスルーは、コネクタまたはプローブを支持するために形成されたメッキスルーホールと同様に形成され得る。形成されるとき、記載された垂直フィードスルー構造は、フィードスルーホールの１つの部分が永久的に電気コンタクトを包み、ホールの別の部分はメッキされ得、プラグ接続可能およびプラグ接続不可能な電気コンタクト要素を含むような、穴またはビアを含む。
【００１５】
一実施形態において、垂直フィードスルー構造は、フィードスルーホールを伴う基板タイルを含み、インサートキャップを含む各ホールの一方の端に電気接続を提供し、各ホールの別の端は別の基板層に接続されたプローブの挿入に利用可能である。インサートキャップは、ホール内において、多くの手順のうちタイル材料を射出成型すること、予め形成された材料のホールへキャップを押すこと、あるいは予め形成されたメッキスルーホールへキャップを接合することを含む１つの手順によって、タイルの一部としてキャップの周囲に永久的に形成される。タイル用の基板はエポキシ樹脂等の有機材料、あるいは低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）または高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ）等のセラミック材料であり得る。キャップの挿入後に焼成されるセラミックに対しては、別の基板上の電気コンタクトとのキャップの位置あわせを可能にするために、タイルのＸ−Ｙ平面に熱膨張が生じないことが望ましい。キャップは、ウエハプローブの一部を形成するスプリングプローブコンタクトを支持するように構成され得る。プラグ接続可能なコンタクトは、単純に、キャップとの電気接続をなすためにめっきされたホールへ挿入された、ワイヤまたはプローブである。
【００１６】
別の実施形態において、垂直フィードスルー構造はフィードスルーホールを伴うタイルを含み、各ホールの一方の端は永久的に電気的なプローブコンタクトを包み、各ホールの別の端はプラグ接続可能または取り外し可能な電気接続要素を支持する。永久的なプローブコンタクトは、射出成形によるタイルの一部としてあるいはそうでなければプローブのまわりの基板材料を形成することによってホール内で形成される。第１の実施形態におけるキャップのように、基板はエポキシ樹脂等の有機材料、あるいはＬＴＣＣまたはＨＴＣＣ等のセラミック材料であり得る。プラグ接続可能なコンタクトは、プラグ接続可能なコンタクトの形状で形成された犠牲材料を成型することによって、永久的な接続要素を包む際に基板へ形成される。次いで、犠牲材料はエッチングによって除去され、プラグ接続可能なコンタクトが挿入されることを可能にする。基板中の刻み目と、プラグ接続可能なコンタクトからの対応する突部とは、いったん挿入されると適所にコンタクトをロックする役割をする。代替的に、スプリング保持器クリップはプラグ接続可能なコンタクトを保持するために犠牲材料を使用して形成され得る。
【００１７】
プラグ接続可能なコンタクトにおいて、デカップリングコンデンサが提供され得、垂直フィードスルー隣接部へデカップリングコンデンサがプラグ接続されることを可能にする。垂直フィードスルーへのデカップリングコンデンサの隣接は、必要とされるデカップリングコンデンサのサイズ、およびフィードスルーにコンデンサを接続するための構成要素の複雑さを制限する。
【００１８】
添付図面を頼りに、本発明のさらなる詳細を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１Ａ〜１Ｄは、メッキスルーホールを有する基板を作る第１の方法のステップを図示する、断面図を示す。ここで、メッキスルーホールは湾曲され得る。図１Ａに示す第１のステップにおいて、ワイヤ２が第１の犠牲基板４に接合される。ワイヤ２は、接合あるいはサーモソニックボンディングのような標準のワイヤボンディング技術を使用して接合され得る。ワイヤ２は、好ましくは、容易にエッチングまたは溶解される材料（たとえば銅、金、アルミニウム）で作られている。湾曲したメッキスルーホールが所望される場合、ワイヤは湾曲される。あるいは、直線のメッキスルーホールが所望される場合、直線状である。
【００２０】
第１の犠牲基板４は、任意の数の望ましい基板材料を用いて形成され得る。適切な基板材料の例としては、シリコン、セラミック、鉄/ニッケル合金（たとえば「合金４２」、「Ｋｏｖａｒ」、「ＣｕＩｎｖａｒＣＵ」）等が含まれている。第１の犠牲基板４上に形成される構造の最終的なリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）を促すために、その表面はリリース層でコーティングされ得る。リリース層は容易にエッチングによって除去される材料であり得る。適切なリリース材料としては銅、金、アルミニウムおよびチタン−タングステンが含まれるが、これらの例に限定されるものではない。第１の犠牲基板４の表面もまた、その表面へワイヤ２を接合することを促す材料によってコーティングされ得る。このような材料としては、たとえば、金、パラジウム、または銀が含まれる。接合を促す役割をするコーティングは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上の銅と同様に再分配（ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）層を形成する役割をし得る。犠牲基板４がエッチングによって除去された後に露出した再分配層によって、構成要素がコーティングに取り付けられ得るか、あるいはハンダバンプが固定パターンに配置され得る。このことは、以下を含む第２の再分配層の可能性を与える。１）コーティングされたワイヤまたはプローブがコーティングに取り付けられて第２の層に接続するもの、および２）第２の層に接続するためのトレースが配置されるものである。
【００２１】
図１Ｂに示すように、ワイヤ２はロジウムまたはパラジウム等の耐久性のあるめっき材料６でコーティングされる。トレースは、他の構成要素に接続するべきワイヤコーティング層をエッチングするためのマスクとして使用され得る。電気めっき、化学気相成長法、スパッタ堆積、電気分解めっき、電子ビーム堆積または熱蒸着を含む任意の堆積方法が使用され得る。電気めっきが使用される場合、最初にワイヤ２を共に短絡させることが望ましくあり得る。これは、以下を含む様々な方法で行われ得る。（１）犠牲基板が第１の場所において導電性でない場合、第１の犠牲基板の表面へ導体材料（短絡層）の層を施し、次いで短絡層へのワイヤを接合すること、あるいは（２）第１の犠牲基板（たとえば基板中のビアを介して）を通じて各ワイヤから第１の犠牲基板４の裏面に施された短絡層への接続を提供すること。これらの２つの方法のうちの第２の方法が使用される場合、めっき材料６は、第１の犠牲基板４の表面ではなくワイヤ２にのみ形成される。
【００２２】
図１Ｂに示すめっき６は、短絡層が第１の犠牲基板の両方の表面と短絡層に接合したワイヤとへ施されることを想定する。このように、めっきは、ワイヤ上、および第１の犠牲基板の全表面上に形成される。代替的に、マスキング材料は短絡層の選択された領域に配置され得、マスキング材料が配置される部分にめっきが形成されるのを防ぐ。マスキング材料は、先に述べたように、めっきしたワイヤと組み合わせて形成されワイヤ２を追加の再分配層に接続するトレースをパターン化するために使用され得る。
【００２３】
見られるように、ワイヤ２は、めっき材料６で形成されたチューブを残して、エッチングによって除去される。あるいは、コーティングが除去された後、ワイヤは別個の処理によって引き抜くことができる。このチューブの内径を大きくするために、中間のエッチング可能な層のうちの１つ以上の層が、チューブを形成する最後のめっき材料を施す前にワイヤ上に形成され得る。中間のエッチング可能な層は、次いで、ワイヤ２とともにエッチングによって除去され得る。代替的に、より太いワイヤが使用され得る。
【００２４】
図１Ｃに示すように、次いで、めっきされたワイヤは最後の誘電体基板材料８で覆われている。基板８に使用可能な材料の例としては、（１）比較的堅く、耐久性のある形になるエポキシ樹脂、（２）ＬＴＣＣおよびＨＴＣＣ等のセラミック材料、あるいは（３）ガラス材料などが含まれる。誘電体は、化学気相成長法（ＣＶＤ）のような既知の技術を使用して、コーティングを施すことによって、その表面を金属化することができる。たとえばニッケルまたはニッケル合金によって基板全面に電気めっきを施すことができる。次いで、大きな基板は接地され、インピーダンス制御に使用され得る。
【００２５】
次に、図１Ｄに示すように、第１の犠牲基板４が除去され、また、結果として生じる構造の上面および底面は、研磨、ラップ仕上げ、研削などによって平面にされる。次いで、めっきされた材料を残してワイヤ２を除去しメッキスルーホール１０を形成するために、エッチングが行なわれる。上面を平坦化することは、エッチング可能なワイヤ材料２を露出するめっき６の部分を除去するのに十分であるように行われる。その結果、ワイヤ材料２はエッチングによって除去され得る。底面を平坦化することが、もとは基板４の表面上にあっためっき材料６の部分を除去するために行われ得る。代替的に、全底面を平坦化するのではなく、フィードスルーホールがともに短絡されないように、基板４の底面上のめっき６のうち、選択された部分がエッチングされ得る。当然、めっきに先立って図１Ａに示す構造のワイヤ２間にマスキング材料が施された場合、図１Ｂに示すマスキング材料が配置される場所にめっき６は形成されず、ワイヤ（および図１Ｄに示す結果としてのスルーホール）はともに短絡されない。
【００２６】
図２は、図１Ａ〜１Ｄのプロセスによって形成されたメッキスルーホール１０を有する基板８の断面図を示し、ロッドまたはプローブ等の相互接続要素が取り付け可能な方法の例を図示する。図２に示すように、導電性のロッドまたはプローブ１２の形状の相互接続要素の端は、メッキスルーホール１０へ挿入され、固定される（たとえばはんだ付けによって）。そのような挿入可能な相互接続要素１２は、はんだ付け等によって別の機器に堅く固定され、コネクタを形成し得る。相互接続要素１２はさらに、弾力性要素であり得る。針状プローブ、コブラプローブ、または、半導体ウエハ等に対する電子装置をプローブするためのプローブカードアセンブリの構成要素を作るために使用される、スプリングプローブであり得る。
【００２７】
相互接続要素１２に使用され得るスプリングプローブの非限定的な例が、米国特許第５，９９４，１５２号および第６，２５５，１２６号、米国公開出願番号第ＵＳ２００１／００４４２２５  Ａ１号、２００２年７月２４日に提出された係属中の米国特許出願第１０／２０２，７１２号において示される。これらの出願をすべて本明細書中に援用する。これらの例示的な一部の例において、スプリングは米国特許第６，２５５，１２６号のもののように円筒状でなく、図２に示すメッキスルーホール１０の円筒状の開口部へ挿入され得ないが、当業者によって理解されるように、他の形状を有するメッキスルーホールを形成することができ得る。たとえば、図１Ａ〜図１Ｅのステップで使用される円筒状のワイヤ２は角柱状のロッドと交換され得、それによって、形成されたメッキスルーホールが米国特許第６，２５５，１２６号に記載された正方形のスプリングエレメントと一致することが可能になる。同じく、同様の形のメッキスルーホールを作るために、使用されている相互接続要素の形状に応じて他の幾何学的図形を有するワイヤが使用され得る。
【００２８】
追加の相互接続要素１４もまた、基板の他方の面に形成され得る。図２に示す例において、相互接続要素１４はメッキスルーホール１０上に堆積されたハンダボールである。ハンダボール１４の代わりに、ロッドまたはプローブの相互接続要素１２が同様に差し込まれ得、基板８の両方の表面上に弾力性のコンタクトを提供し得る。
【００２９】
基板８の一方の面に取り付けられた弾力性のプローブ１２および他方の面上のハンダボール１４（図２に示すように）によって、スペーストランスフォーマーが形成される。スペーストランスフォーマーは、プローブカードアセンブリ中で、半導体ウエハあるいは他の被測定物に直接接続するために使用され得る。図２の構造は、このように、米国特許第５，９７４，６６２号の図５中のスペーストランスフォーマー５０６の代わりになり得る。当該出願を、本明細書中に援用する。基板（図２には示さず）の両面に取り付けられた弾力性のプローブコンタクトによって、米国特許第５，９７４，６６２号の図５中に示すプローブカードアセンブリのインタポーザ５０４のようなインタポーザが形成され得る。図２に示すような１つ以上の構造は、より大きな基板に固定され得、米国特許第５，８０６，１８１号の図６Ａ中のスペーストランスフォーマー６２２に取り付けられたタイル６００のような、大きなプローブのアレイを成し得る。当該出願を、本明細書中に援用する。
【００３０】
図３Ａ〜図３Ｃは、図１Ａ〜１Ｄに示すプロセスによって形成されたメッキスルーホール１０を有する基板８と共に使用され得る、付加的な相互接続要素構成を図示する。図３Ａ〜図３Ｃは、細いワイヤ１６が基板８のメッキスルーホール１０へ挿入される様子を示す。図３Ａにおいて、細いワイヤ１６は、メッキスルーホール１０のうちの１つの、メッキスルーホールが湾曲する点へのみ挿入される。ワイヤは、図２のロッドまたはプローブと同様に、ハンダを用いて取り付けることができる。湾曲したメッキスルーホールによって、細いワイヤ１６は、図３Ｂに示すように、湾曲したメッキスルーホール１０のより先へ挿入可能である。したがって、スルーホール１０の壁との摩擦が、適所に細いワイヤ１６を保持するのに十分であり得るため、はんだ付けは不要であり得る。基板の両面から延びる細いワイヤプローブを有することが望ましい場合、図３Ｃに示すように、細いワイヤ１６はメッキスルーホール１０を通って更に拡張することができる。繰り返すが、メッキスルーホールが湾曲している場合、摩擦は細いワイヤを保持し、そのため、はんだ付けは不要であり得る。
【００３１】
基板がプローブヘッド、スペーストランスフォーマー、あるいはプローブカード用タイルである場合、ワイヤ１６は、バックリングビーム（または「コブラ」）タイプのプローブを形成し得る。バックリングビームに関して、ワイヤ１６は弾力性の材料で作られているため、別の電気的要素と接触がなされたときにそれらが曲がり、非接続時には、直線状になるか、元の形状に戻る。メッキスルーホール１０が追加の電流の送電容量を提供するため、ワイヤ１６はバックリングビームプローブより薄くなり得る。たとえば、そのようなワイヤは、．００３インチ未満の直径を有し得、一部の実施形態においては、．００２インチ、．００１インチ、あるいはさらに小さくなり得るが、先行のバックリングビームプローブは少なくとも．００３インチの直径を必要としていた。
【００３２】
図４Ａ〜図４Ｄは、内部に薄いファイバーを有するメッキスルーホールを作る方法を示す。図４Ａに示すように、スプール２１上のワイヤ２２の端に、ボール２０が形成される。ワイヤ２２は、容易にエッチングされる材料層２４（たとえば銅、金、アルミニウム）でコーティングされた薄いファイバー２３（たとえばグラファイト）を含む。電気トーチツール２６は、たとえば、ボール２０を作製するワイヤ２２をカットするために使用され得る。図４Ｂに示すように、次いで、ボール２０は標準のワイヤボンディング技術を使用して、基板２８に接合される。代替的に、ワイヤはボールを形成せずに、単に切断されるか、剪断され得、また、ワイヤは基板２８に直接接合される。
【００３３】
図４Ｃに示すように、基板２８に取り付けられたワイヤ２２は、ロジウムまたはパラジウム等の耐久性のめっき材料３０によってめっきされる。次いで、めっき材料３０の一部分を除去してエッチング可能な材料コーティング層２４の一部分を露出するために、研削または研磨が行なわれる。次いで、図４Ｄに示すように、耐久性のめっき材料３０によって形成されたメッキスルーホールチューブの中にファイバー２３を残してファイバー２３上のエッチング可能な材料層２４はエッチングによって除去される。図４Ｄに示すように、めっき材料３０をチューブ内に緩んだ状態でファイバー２３を残し、エッチング可能な材料のコーティング２４はすべてエッチングによって除去され得る。代替的に、めっき材料３０のチューブの底の近傍にあるコーティングの一部分は、チューブ３０の内部のファイバー２３をより良く固定するために適所に残され得る。
【００３４】
めっき材料３０のチューブは、屈曲されるか湾曲され得、チューブ３０の端からワイヤ２３の端を「飛び出させる」。次いで、ワイヤは空芯を備えた同軸タイプのコネクタを形成するためにより容易に付けられ得る。代替的に、ファイバー２３は複数のコーティングを有し得、そのうちの１つのみが容易にエッチングできる材料であり、そのため、エッチングした後に複数のチューブ内にワイヤが提供される。
【００３５】
容易にエッチング可能な材料層２４でコーティングされた薄いファイバー２３で作られたワイヤ２２を用いる代わりとして、図４Ａ〜４Ｄに関連して説明したように、プロセス中で使用されるワイヤ２２は、エッチング可能な材料で完全に作ることができる。そのため、基板２８上に位置するメッキスルーホールチューブ３０のみを残し、ワイヤ２２はすべてプロセスで完全にエッチングによって除去される。
【００３６】
図５Ａ〜５Ｅは、めっきされた取り付け穴を作る方法を図示する。図５Ａに示すように、基板４０は開口部を有するマスキング材料４２によってコーティングされる。図５Ｂに示すように、開口部は犠牲充填材４４で充填される。基板４０は、たとえばスペーストランスフォーマー、プローブヘッド、プローブカード用タイル等の電子部品の表面を形成し得る。図５Ｃに示すように、マスキング材料４２は次いで除去され、犠牲充填材４４は耐久性のめっき材料４６でめっきされる。研削止め４８が選択的に基板４０に取り付けられ得る。図５Ｄに示すように、キャスティング材料５０が施される。次いで、図５Ｄ中のダッシュラインによって示したように、キャスティング材料５０は研削止め４８まで（取り付けられている場合）研削される（あるいは研磨されるか、ラップ仕上げされるか、そうでなければ摩滅される）。図５Ｅに示すように、キャスティング材料５０を研削した後、研削止め４８は除去され、取り付け穴を形成しているめっき材料を残して犠牲充填材４４はエッチングによって除去される。
【００３７】
研削止め４８を使用するのでなく、研削機が単に電子部品表面上の指定された高さまで研削するように、あるいはキャスティング材料への所定の距離までを研削するように構成され得る。研削止め４８は、研削機によって感知可能である任意の材料であり得、キャスティング材料５０は、研削中にはめっきされた犠牲充填材を支持し、その後容易に取り外し可能な任意の材料であり得る。（例えばハードワックス、重合体等）
図６〜７は、図５Ａ〜５Ｅに関連して説明した方法を用いて形成された取り付け穴を有する基板の例示的な用途を示す。図６において、ロッドまたはプローブ５５が挿入され、たとえば取り付け穴４６にはんだづけすることによって取り付けられる。図７は、取り付け穴の中へ挿入可能な上面のワイヤタイプスプリングプローブ５７および５９を示す。スプリングプローブ５７は、穴の中へ挿入され、穴の中でプローブ５７を固定的に保持する際に圧縮可能な接触表面を形成する、スロット６０を有する。圧縮スロット６０を有していても、穴の中にプローブ５７が係合されたままになることを保証するためにはんだ付けを用いることができる。プローブ５９はプローブ５７への修正であり、プローブが穴の中に係合されたままになることを保証するために代替法として突起バンプ６１を横に追加する。穴の内部にワイヤを接合することによって、他の代替的なワイヤタイププローブが形成され得る。たとえば、米国特許第５，４６７，２１１号の図７Ａ〜７Ｃに示すワイヤが穴の内部で接合され得る。ワイヤは、米国特許第５，４６７，２１１号の図８に示すように選択的にコーティングされ得る。当該出願を本明細書中に援用する。ワイヤタイププローブのうちの任意のものが挿入される場合、穴は、所望であればその取り付けの強さを高めるためにハンダで充填することができる。
【００３８】
図５Ａ〜図５Ｅの取り付け穴を形成するのに用いられた犠牲充填材は円筒状以外の形状を有し得る。充填材は、正方形、長方形などになり得る。図８Ａの図面によって示すさらなる代替方法として、犠牲充填材６２の積み重ねられた構造は、複数の層６４および６６を堆積しマスキングすることによって形成され得る。図８Ａの構造は、長方形の層６４および６６を含み、小さい方の６４が大きい方の６６の上に積み重ねられている。
【００３９】
図８Ｂに示すように、図８Ａの犠牲充填構造６２は、取り付け穴６８を形成するために使用され、はんだ付けする必要なく表面スプリング６９を取り付けることが可能になる。スプリングプローブ６９は圧縮可能なスロット７０と側面拡張バンプ７２とを含む。拡張バンプ７２は、大きな長方形の領域へ延び、取り付け穴６８へ挿入した後にスプリングプローブ６９が容易に取り外されるのを防ぐために、小さい方の長方形の領域と係合する。
【００４０】
プローブまたはワイヤは、取り付け穴またはメッキスルーホールへ挿入可能である。一度に１つが挿入されるか、または共に集合した形で挿入されるかのいずれかである。たとえば、図８には単一のプローブ６９のみが示されているが、プローブ６９のような複数のスプリングプローブが取付具において保持され得る。取付具は、個々の取り付け穴へ挿入するためにプローブを位置合わせし、同時にプローブの集合が取り付け穴へ同時に挿入されることを可能にする。図８のように取り付け穴にプローブを固定しなくても、プローブまたはワイヤを同時に固定するためにハンダまたはエポキシ樹脂が施されていれば、取付具はプローブまたはワイヤの集合を穴またはホールの中に保持することができる。取り付け穴またはホールによって提供される支持によって、プローブ用の保持取付具を必要とすることなく、プローブの集合は潜在的に取り付け穴またはホールへ同時に移動され得る。
プローブまたはワイヤは、図５Ａ〜５Ｅで示すように形成された取り付け穴、あるいは図１Ａ〜１Ｄに示すように形成されたメッキスルーホールを含む、本明細書に記載の取り付け穴またはホールへ単一または集合の形で取り付けられ得る。単一または集合の形で取り付けられたワイヤまたはプローブは、図２のプローブ１２、図３Ａ〜３Ｃのワイヤ１６、図６のプローブ５５、図７のプローブ５７および５９、または図８Ｂのプローブ６９を含み得る。
【００４１】
図９Ａ〜９Ｅは、電気的に２つの他の基板層を相互接続するための層として使用可能である、覆われねじれたチューブスプリングを製造するための処理ステップを図示する、断面図を示す。図９Ａに示す第１のステップにおいて、正方形または長方形の断面を有する銅線７４が、特定のツイストピッチへねじられる。次いで、銅線は、堅くて導電性の高いロジウム等の合金を用いてめっきされる。次いで、コーティングを施したワイヤは、ある長さに切断される。
【００４２】
図９Ｂに示すように、真鍮ステンシル７５〜７６のセットは、ツイストワイヤロッド７４を位置合わせするために使用される。ステンシル７５および７６へ挿入する前にワイヤが個別にねじられない場合、ベースすなわち底のステンシル７５は、ねじりの開始のためのキーとして使用することができる。ツイストロッド７４の部分は、各ステンシルの外部へ伸びる。ツイストロッドがステンシル７５〜７６の中へ挿入された後、図９Ｃに示すように、真鍮ステンシル間のギャップは固体のエポキシ樹脂を成型するか、ツイストワイヤの周囲に液状のエポキシ樹脂を注入するかによってエポキシ７９で充填される。
【００４３】
図９Ｄに示すように、エポキシ樹脂で覆われた空洞のロジウムツイストチューブを残して銅線材料と真鍮ステンシル７５および７６とが次に溶解される。ロジウムチューブスプリングとエポキシ層とが、ここで層７８を形成する。この層７８は、他の層を相互接続するために使用され得る。真鍮ステンシルによってチューブがパターンに位置合わせされることによって、図９Ｄに示すように、層７８のチューブは別の基板上のプローブ位置と合致するように位置合わせされ得る。図９Ｅはさらに層７８を図示する。層７８は、ツイストチューブを有しており、ツイストチューブは分離層８０上の取り付け穴に提供されたプローブとかみ合わせるために接続されている。分離層８０は、取り付け穴に図６に示すプローブを有している。図９Ｅに示すように、層７８と層８０とを接続するために、層８０上のプローブはツイストチューブへ挿入され、はんだ継手８１を用いて取り付けられ得る。
【００４４】
はんだ付けまたはエポキシ樹脂がタイル層と相互接続スペーストランスフォーマー層とを接続して層間の永久的な接触をなしている場合、スプリングプローブを支持するタイル層を再加工する能力（再加工とは、タイルを除去し、それを別のタイルと交換するということを意味する）は、遂行が非常に困難である。プローブは一般的に、形成されてハンダまたはエポキシによってセラミック基板に取り付けられ、タイルを形成する。次いで、タイルは薄膜銅ポリアミドエポキシ層を用いて、別のマルチプレーヤーのセラミック基板スペーストランスフォーマーに取り付けられる。
【００４５】
タイルと相互接続スペーストランスフォーマーとの間のギャップを充填するためのシールとしてアンダーフィル材（テフロン（登録商標）またはシリコンゲル等）が使用される場合、スペーストランスフォーマーからタイルを除去する再加工は、さらに困難になる。アンダーフィルは、ストレスを吸収し、接続薄膜エポキシ層が割れるのを防ぐために使用される。セラミック層の熱膨張率と薄膜エポキシ層の熱膨張率とは全く異なるため、薄膜エポキシ層は製造中、ストレス下にあり得る。プローブを支持するタイルの熱膨張係数とマルチプレーヤースペーストランスフォーマーの熱膨張係数との間の差は重要な誤った位置合わせを生じかねない。図１Ａ〜１Ｄに製造されて示された、湾曲したメッキスルーホールは、アンダーフィル材と共に、誤った位置合わせの問題を低減するのを助けることができる。タイル層とスペーストランスフォーマー層との間の膨張率が異なるため、タイル層をスペーストランスフォーマー層に永久的に接続するプロセスは挑戦的なものであり、一般的には検査するための高価なＸ線手順が必要である。
【００４６】
スプリングプローブは一般的に、プローブが丈夫なままであると保証するためにハンダまたはエポキシフィルムで直接取り付けられなければならないため、永久的に接続されたタイル層とスペーストランスフォーマー層とを除去することに伴う困難は、タイルから個々のスプリングプローブを分離する際の困難に似ている。プローブをより容易に取外し可能にするための１つの解決策は、図８Ｂに示すばね接点プローブと取り付け穴との組合せを使用することである。タイルをスペーストランスフォーマーへはんだづけするまたはエポキシ樹脂で接着することに対する、プラグの抜き差しの代替方法を以下に記載する。
【００４７】
スペーストランスフォーマーからタイルをプラグで抜き差しすることができるのは多くの理由で魅力的である。
（１）出荷する製品に対して責任を負うことに先立って、タイルを予備試験し、産出することが可能である。
（２）タイルは交換可能な領域となり得る。
（３）スペーストランスフォーマーが再利用可能である。
以下の図および記載は、スペーストランスフォーマーからプラグを抜き差しできるタイルを製造するための手順を説明する。製造手順は、層を相互接続するために用いられるその他の垂直フィードスルー構造にも同様に適用可能である。
【００４８】
図１０は、相互接続スペーストランスフォーマー層８３に取り外し可能に接続できるタイル８２の第１の実施形態を図示する、断面図を示す。図１０において、タイル８２は、メッキスルーホール８５を有する基板８４によって形成される。メッキスルーホール８５の一方の端は電気的接触を提供するインサートキャップ８６を有し、ホールのもう一方の端はスペーストランスフォーマー層８３上に提供されたプローブ８８を挿入することが可能である。
【００４９】
インサートキャップ８６は、接合、プラグ接続、またははんだ付けを含む多数の手順のうちの１つによってタイル８２の一部として永久的にホール８５内へ形成される。たとえば、インサートキャップ８６は基板８４へ接合され得、インサートキャップ８６の周囲の誘電材料を射出成形することによってタイル８２を形成することができる。基板８４用の誘電材料は、たとえばエポキシ樹脂のような有機材料、あるいはＮｏｖａｌａｃであり得る。インサートキャップ８６は、プラスチックのシートまたはグリーンシートセラミックにさらに差し込むことができ、インサートキャップ８６を基板材料８４の中へ高温圧縮、常温圧縮、減圧積層法またはアイソスタティック成形することによって誘電体基板８４を形成する。ホール８５が材料中に形成されるか、あるいはレーザードリル等によってあけられた後、インサートキャップ８６は、さらに基板８４のホールへエポキシ樹脂で接着され得る。単一のインサートキャップ８６を図示しているが、複数のこのようなインサートキャップが、一度に１つあるいは同時に、保持固定具を用いて誘電材料へ挿入され得る。あるいは、誘電体はインサートキャップの周囲に形成され得る。
【００５０】
グリーンシートセラミック材料が複数のインサートキャップ８６の挿入の後に焼成される場合、キャップの位置がスペーストランスフォーマー層８３の平面と平行であるＸ−Ｙ平面で移動しないことが望ましい。その結果、インサートキャップ８６はアレイ環境中のスペーストランスフォーマー８３のプローブ８８と位置が合う。セラミックのグリーンシートは、液晶ポリマー（ＬＣＰ）またはプラスチック充填材で覆われたセラミック粉末を含む。グリーンシートは、高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ）であり得る。高温同時焼成セラミックは、１０００°Ｃもの高温で焼成され、ＬＣＰを焼成によって除去し、セラミック基板を形成する。グリーンシートはさらに低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）であり得る。低温同時焼成セラミックは、約４００°Ｃで焼成され、ＬＣＰを焼成によって除去し、セラミック基板を形成する。
【００５１】
図示したプローブ８８は弾力性スプリングプローブであるが、別の実施形態においては非弾力性のプローブが使用され得る。断面で示されたプローブ８８は、ニッケルまたはパラジウムコバルトの層９１に囲まれた中心の金線９０を含む。層９１は別の金層９２に囲まれている。インサートキャップ８６は、基板８４に提供された金めっき９４と共に金層９３でめっきされ、キャップ８６とメッキスルーホール８５とプローブ８８との間の良い電気的接合を容易にするように図示されている。
【００５２】
図１１は、基板にキャップ９５が永久的に挿入されたままになることをより良く保証する改善されたキャップ９５を形成するための、図１０のインサートキャップ８６の修正を示す。図示したように、キャップ９５は、基板８４の側面に係合するように構成された側面バンプ拡張９７〜９８を含む。図１１はさらに他の実施形態を示す。この実施形態において、基板８４のホールにめっきが提供されず、キャップ９５とプローブ８８との接続によって電気的接触が維持されている。図１１のキャップ９５は、さらに１つの実施形態を示す。この実施形態において、刻み目９９がキャップ９５内に提供され、プローブ８８のチップがキャップ９５の中心と接触することを保証している。
【００５３】
図１２は、第２のスペーストランスフォーマー層１０５のプローブ１０４と接触する複数のインサートキャップ１０２を有する、タイル１００を図示する。ばね接点１０６を支持してテスト目的用のウエハ上にある集積回路のような第２の基板上のパッドとの接触を可能にするようにインサートキャップ１０２は示されているが、インサートキャップ１０２およびプローブ１０４は図１０および図１１に関連して説明したように形成される。図７および図８Ｂに示す、取り付け穴の中に提供されたスプリングプローブと同様に、スプリングプローブコンタクトはインサートキャップ１０２中に製造され提供され得る。
【００５４】
図１２は、タイル１００上の電力面へ電力を運ぶための電源ピン１０８を含むスペーストランスフォーマー層１０５をさらに示す。電源ピン１０８は、さらにタイル層１００とスペーストランスフォーマー層１０５とを位置合わせする役割をする。タイル層１００は、容量デカップリング層１１０を含むようにさらに示される。いったん層が共に差し込まれるとタイル１００とスペーストランスフォーマー層１０５との間の接触を維持するためのスプリングクリップ１１２がさらに示される。
【００５５】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、差込可能なコンタクトを有するタイルの第２の実施形態の製造を図示する、断面図を示す。図１３Ａ〜図１３Ｃに示すプロセスによって形成されたタイル１０８は、永久的な電気的接触１１０を含むフィードスルーの第１の部分と、差込可能または取り外し可能な電気的接触要素１１２を有する、図１３Ｃに示す別の端とを有する垂直フィードスルーを含む。
【００５６】
まずタイル１０８を形成するために、図１３Ａに示すように、永久的な電気的接触要素１１０が誘電体基板１１１内に提供される。図１０の実施形態におけるように、コンタクト要素１１０は、図１０に関連して説明したように接合、差込、はんだ付けを含む多数の手順のうちの１つによって基板内へ挿入され得る。図１０の誘電体におけるように、誘電体基板１１１はエポキシ等の有機材料あるいはＬＴＣＣまたはＨＴＣＣ等のセラミック材料であり得る。コンタクト要素１１０は導電材料であり、部品を別の基板上に電気的に接触させるためのプローブ１１５を含む。コンタクトは、コンタクト要素を誘電体内にロックする役割をする、側面凸部１１７および１１８をさらに含む。レジストレーションスリーブ１１９は、製造中に全体のコンタクト要素を基板１１１内の所望の位置に保持する役割をし、基板１１１を平坦化するための基準を提供する。コンタクト要素１１０の反対側のホール内に、エッチング可能な犠牲材料１２０が提供され、差込可能なコンタクトのための開口部を形成することを可能にする。図１３Ａには単一の永久的な電気コンタクト１１０および犠牲材料１２０が図示されているが、複数の電気コンタクト１１０および犠牲材料１２０が同様の方法によって集合の形で同時に基板１１１上に形成され得る。
【００５７】
図１３Ｂは、犠牲材料１２０が次にエッチングによって除去されることを示している。永久的なコンタクト要素１１０は適所に残る。一実施形態において、めっき材料１２２は基板１１１の１つの面に堆積され、犠牲材料１２０が除去された領域をコーティングする。開口部がアレイ構造中のその他のコンタクトと短絡するのを著しく防ぐために、めっき１２２を除去するために、マスキングおよびエッチングが利用される。
【００５８】
図１３Ｃは、差し込み可能なコンタクト要素１１２の挿入を示す。基板上の刻み目１２５および１２６と、それに対応する、差し込み可能なコンタクト１１２からの側面凸部１２５および１２６とは、コンタクト１１２を適所に保持する役割をする。単一のコンタクト要素１１２が図示されているが、複数の差し込み可能なコンタクト要素が取付具によって支持され得、基板の複数の開口部へ同時に差し込まれ得る。
【００５９】
図１４は、図１３Ａ〜図１３Ｃにおいて製造されて示された永久的なコンタクト要素および差し込み可能なコンタクトによって形成された要素垂直フィードスルーに対する代替的な構成を示す。垂直フィードスルー１３０は、図１３Ｃの要素１１２と同一のメッキスルーホール内に提供された、差し込み可能な要素１３１を含む。同じく、永久的なコンタクト１３２は、レジストレーションスリーブ１１９がコンタクト要素の残りの部分と統合されて提供されているという点を除けば、永久的なコンタクト１１０と同様である。垂直フィードスルー１４０は、刻み目１４２が差し込み可能な要素１４１に提供されており、基板が差し込み可能な要素１４１を適所に保持するための凸部を含むという点を除けば、図１３Ｃの差し込み可能な要素１１２と同様である差し込み可能な要素１４１を含む。永久的な要素１４３は、二又のプラグを形成するデュアルプローブ１４５を有し、永久的な要素１４３のリマインダは、側面凸部１４６と均一の直径を有し、コンタクト要素１４３が取り外されるのを防ぐ。フィードスルー１５０は、差し込みホールがめっきされていないという点を除けば図１３Ｃの要素１１２と同一である、差し込み可能な要素１５１を含む。永久的な要素１５２は、スロットがカットされ、接続された際のプローブの圧縮を可能にする、プローブ１５４を含む。永久的な要素１５２は、永久的な要素を基板に強く取り付ける、２つの突出したディスク１５６をさらに有する。
【００６０】
図１５は、デカップリングコンデンサ１６６と共に、図１４に示す垂直フィードスルー１５０を有する、基板層１６０の断面図を示す。基板１６０は、第２の基板１６２と接続するように位置合わせされて図示されている。図示したように、垂直フィードスルーのプローブ１５４は、第２の層１６２内のメッキスルーホール１６４とかみ合う。メッキスルーホール１６４内のプローブ１５４を、めっきされたホール１７０とデカップリングコンデンサ１６６のプローブ１６８とへ接続するために、接続ライン１７４が提供される。プローブ１６８は、基板に永久的に取り付けられ、領域１７１がプローブ１６８から横に突出する状態で、適所にロックされる。プローブ１５４と同様に、プローブ１６８上にはレジストレーションリング１７２が提供され、セラミックタイルが形成された際の部品の位置合わせを可能にする。図示された構成は、デカップリングコンデンサ１６６がプローブ１５０に接近した近接部に配置されることを可能にし、必要なコンデンサの寸法と、同様にデカップリングコンデンサ１６６の接続の複雑性を最小化する。
【００６１】
図１６Ａ〜図１６Ｂは、図１５に示すようにマウントされたデカップリングコンデンサをより良く固定するために提供された空洞の中にスプリングクリップ１８２を有する基板を製造するプロセスを図示する、断面図を示す。図１６Ａに示すステップにおいて、永久的に取り付けられたプローブ１６８は、基板１６０内に形成され、犠牲材料１８０は、コンデンサのための開口部内に提供され、開口部はスプリングクリップ１８２を形成する。スプリングクリップ１８２は、犠牲材料１８０の上に堆積され、マスキングされて余分なめっきを除去される。次いで、犠牲材料１８０は、図１６Ｂに示すように、基板に取り付けられたスプリングクリップを残してエッチングによって除去される。次いで、一実施形態において、プローブ１６８とスプリングクリップ１８２との間の電気的接触をなすために、めっき１８４が提供される。コンデンサ１６６の挿入は、スプリングクリップ１８２を圧縮し、デカップリングコンデンサ１６６を空洞内に固定し、プローブ１６８との電気的接触を保証する。スロットおよびスプリングクリップはコンデンサを保持するように記載してあるが、コネクタプローブ、あるいはレジスタまたはインダクタ等のその他の個別の要素が挿入され得、スプリングクリップ１８２によって適所に保持され得る。
【００６２】
以上に本発明を詳細に説明したが、これは単に本発明の製作および使用の方法を一当業者に教示するためのものである。多くのさらなる修正が本発明の範囲内に含まれ、その範囲は以下の請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１Ａ〜１Ｄは、メッキスルーホールを製造する第１の方法の処理ステップを図示する、基板の断面図を示す。
【図２】図２は、プローブアセンブリ用のスペーストランスフォーマーを形成するために図１Ａ-１Ｄに示すプロセスを用いて作られたメッキスルーホールへ取り付けられ得る、相互接続要素を図示する。
【図３】図３Ａ〜３Ｃは、図１Ａ-１Ｄに示すプロセスを用いて作られたメッキスルーホールに挿入された相互接続要素が、細いワイヤによってどのように形成されるかを示す。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、内部に細いワイヤを備えたメッキスルーホールを製造する第２の方法の処理ステップを図示する、基板の断面図を示す。
【図５】図５Ａ〜５Ｅは、めっきされた取り付け穴を製造する第３の方法の処理ステップを図示する、基板の断面図を示す。
【図６】図６は、図５Ａ〜５Ｅに示すプロセスを用いて作られた、めっきされた取り付け穴の中への相互接続プローブの取り付けを図示する。
【図７】図７は、図５Ａ〜５Ｅに示すプロセスを用いて作られた、めっきされた取り付け穴の中への相互接続プローブの取り付けを図示する。
【図８】図８Ａ〜８Ｂは、はんだづけをすることを必要とせずに、プローブを支持するめっきされた取り付け穴を製造するための、代替的な構成を示す。
【図９】図９Ａ〜９Ｅは、２つの他の基板層を電気的に相互接続させるための層として使用され得る、覆われねじれたチューブスプリングを製造するための処理ステップを図示する、断面図を示す。
【図１０】図１０は、相互接続するスペーストランスフォーマー層に取り外し可能に接続できるタイルの第１の実施形態を図示する。
【図１１】図１１は、図１０のタイルにおいて用いられるキャップに対する修正を示す。
【図１２】図１２は、別のスペーストランスフォーマー層のプローブとの接点を作る複数のインサートキャップと、同様に電力をタイルの電源プレーンへ運ぶための電源ピンとを有する、図１０〜１１に示す構成要素を備えたタイルを示す。
【図１３】図１３Ａ〜１３Ｃは、プラグ接続可能なコンタクトを有するタイルの別の実施形態の製造を図示する、断面図を示す。
【図１４】図１４は、図１３Ａ〜１３Ｃにおいて製造されたように示された永久的なコンタクト要素およびプラグ接続可能なコンタクト要素に対する代替的な構成を示す。
【図１５】図１５は、デカップリングコンデンサと共に図１４に示す垂直フィードスルーを有する第１の基板層を示す、断面図を示す。
【図１６】図１６Ａ〜１６Ｂは、図１５に示すようにマウントされたデカップリングコンデンサをよりよく固定するためのスプリングクリップを空胴に伴う基板の製造プロセスを図示する、断面図を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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