(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのバネ接点を備える第１の接触構造体を有する第１のデバイスを形成する工程と、
前記バネ接点が接続される少なくとも一つの接点パッドを備える第２の接触構造体を有する第２のデバイスを形成する工程と、
前記第１および第２のデバイスの少なくとも一方に接着剤を塗布する工程と、
前記第１および第２のデバイスを位置合わせする工程と、
前記第１および第２の接触構造体が相互接続すると共に、前記接着剤が前記第１および第２の接触構造体の少なくとも一部を取り囲むように前記第１および第２のデバイスを十分に接近して配置する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
を含み、
前記接着剤を塗布する工程を前記第１および第２のデバイスを十分に接近して配置する工程の前に実施することを特徴とする二つのデバイスを相互接続する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは、集積回路、回路板、電極アレイまたはその他のデバイスなどのデバイスの相互接続に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許第５，６１３，８６１号に記載されているように、集積回路またはチップを回路板またはその他のデバイスに電気的に接続するための標準接着技術には、ワイヤボンデイング、タブボンデイング、はんだバンプおよび金バンプフリップ−チップボンデイングおよびその他の技術が挙げられる。しかし、これらの標準接着技術には、比較的低い耐熱衝撃性と耐機械的衝撃性、および例えば、数ミクロンの接触パッドピッチを可能にする極微細加工が不可能なことを含む種々の問題および限界がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デバイス上の接触構造体を取り囲むと共にデバイス基板に接着する接着剤を用いることによる、二つのデバイスを相互接続するための方法および装置を提供する。本発明によると、二つのデバイスは、先ず接着剤をデバイスの少なくとも一方に塗布することにより相互接続される。接着剤がデバイス上の接触構造体の少なくとも一部を取り囲むか、あるいは接着剤を接触構造体から離して塗布できるように、接着剤を塗布することができる。本願において用いられる「接触構造体」という用語は、接触パッド、バネ接点構造体あるいは他の物理的または電気的接続構造体を包含することが可能であり、「デバイス」という用語は、回路基板、半導体チップ、レーザーデバイス、オプトエレクトロニクスモジュールなどを含むあらゆるタイプの装置を包含することが可能である。接着剤を塗布した後、デバイスおよびそれらの対応する接触構造体は位置合わせされ、デバイス上の接触構造体が相互接続する、例えば、電気的に相互接続することを可能にする、ためにデバイスは十分に接近して配置される。デバイスを十分に接近して配置するにつれて、接着剤は、接触構造体が存在する場所に流れ込むことが可能である。従って、接着剤を接触構造体が存在しない面においてデバイスに塗布してさえ、接着剤は、組立中に接触構造体を囲んで流れることが可能である。接着剤は硬化されるか、あるいは別の方法で固化されて、デバイスを合わせて接着する。
【０００４】
本発明者らは、デバイスを電気的に接続した後にデバイス間に接着剤を塗布する場合、例えば、従来の方式で注入する場合、特にデバイスを相互接続するために繊細なバネ接点を用いるならば、接着剤がデバイス間の接続を破壊しうることを発見した。従って、接着剤は、デバイスを組み立てる前にデバイスの少なくとも一方に塗布される。
【０００５】
本発明の一つの態様において、相互接続されたデバイスの少なくとも一つの接触構造体は、少なくとも１つのバネ接点を備える。
【０００６】
本発明の一つの態様において、デバイスの接触構造体の部分であるバネ接点は、バネ接点において形成される応力傾斜を含み、その応力傾斜は、バネ接点を曲がって基板から離れさせ、よって対応する接触パッドとの順応した接触を形成させる。
【０００７】
本発明の一つの態様において、第１のデバイスの接触構造体に含まれるバネ接点は、部分的に基板に固定されると共に基板上の通路に電気的に接続される薄い金属片から形成される。基板に固定されていない金属片の自由部分は、基板から上に離れて曲がる。第２のデバイス上の接触パッドを金属片の自由部分と押つけ接触させた時、自由部分は変形し、接触パッドとの順応した接触を形成する。金属片は導電性であるか、あるいは導電性材料で被膜されるので、基板上の通路は、バネ接点を介して第２のデバイス上の接触パッドに電気的に接続される。
【０００８】
本発明の一つの態様において、バネ接点は、単一点、多点、変形可能なタブ、平らな端などを含む種々の先端構成を有することが可能である。
【０００９】
本発明の一つの態様において、バネ接点は、バネ接点の先端以外の部分を対応する接触パッドに接続するように、種々の構成を有することが可能である。例えば、バネ接点は、１８０度以上の円弧を形成するために丸く曲がることが可能である。
【００１０】
本発明の一つの態様において、デバイスの接触構造体は、種々の接続デバイスを含むことが可能である。
【００１１】
本発明の一つの態様において、相互接続されたデバイスの少なくとも一方は、ＬＥＤデバイス、一種以上のレーザー放出デバイス、光検出器、マイクロエレクトロニクスデバイス、ＬＣＤデバイス、ドライバデバイスなどであることが可能であり、あるいはそれらを含むことが可能である。
【００１２】
本発明の別の態様は、以下の説明から明らかであろう、および／または自明であろう。
【００１３】
本発明を以下の図面に関連して説明する。図面において、参照番号は類似の要素を指す。
【００１４】
本発明は、デバイスの少なくとも一方に接着剤を塗布し、二つのデバイスの接触構造体を位置合わせし、デバイスを十分に接近して配置すると共に（すなわち、接触構造体が相互接続することを可能にするため）、接着剤を硬化させるか、あるいは別の方法で固化させることにより二つの異なるデバイスを相互接続するとして以下で説明する。デバイス上の接触構造体は、接触パッドおよび対応するはんだバンプのような電気的相互接続構造体などの相互接続構造体のあらゆるタイプを含むことが可能である。しかし、本発明は、相互接続デバイスの少なくとも一つの接触構造体の一部としてバネ接点を用いることに関連して以下で説明する。それに応じて、デバイス相互接続の発明を説明する前に、米国特許第５，６１３，８６１号および第５，９４４，５３７号に完全に記載されているように、バネ接点およびバネ接点を製造できる方法の簡単な説明を行う。以下の説明は単に一つの例にすぎないことが認識されるべきである。従って、バネ接点は、例えば、米国特許第５，６６５，６４８号および第３，８４２，１８９号において記載された方法などの、望ましいあらゆる方法で製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、第２のデバイス２１に接続されている第１のデバイス１４を備える相互接続されたデバイス構造体１００の側面図である。第１のデバイス１４は、複数のバネ接点１５（一つのバネ接点１５しか図示していないが）を備える接触構造体を有する。各バネ接点１５は、自由部分１１と剥離層１３に固定されると共に通路３２に電気的に接続された固定部分１２とを備える。各バネ接点１５は、クロム−モリブデン合金またはニッケル−ジルコニウム合金などの極めて弾性の材料から製造される。好ましくは、バネ接点１５は弾性導電性材料から製造される。但し、バネ接点を導体材料で被覆するかメッキするならば、非導電性材料または半導電性材料から製造することが可能である（デバイス１４と２１を電気的に相互接続しようと仮定すれば）。より好ましくは、バネ接点１５は、ジルコニウム１％を有するニッケル−ジルコニウム合金、クロム−モリブデン合金（Ｃｒ２０％−Ｍｏ８０％）、タングステン（Ｗ）ベース合金またはクロム（Ｃｒ）ベース合金から製造される。ジルコニウムは、ニッケルの導電率を大幅には落とさないで合金の弾性特性を改善するためにニッケル−ジルコニウム合金中のニッケルに添加される。弾性材料が導電性ではない時、金属または金属合金などの導電性材料を少なくとも片側に被覆する。
【００１６】
第１および第２のデバイス１４および２１上の通路３２および接触パッド３は、トランジスター、ディスプレイ電極または他の電気デバイスなどの、第１および第２のデバイス１４および２１上に形成される電子デバイスと電気的に連絡するか、あるいはワイアボンドパッド、はんだバンプなどの他の接触構造体と連絡できる連絡線の端子端であることが可能である。通路３２および接触パッド３は、一般にアルミニウム製であるが、あらゆる導電性材料から製造することができる。接触パッド３がアルミニウム製であれば、接触パッド３は、金または金合金、酸化インジウム錫、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウムなどの、好ましくは、導電性で且つ好ましくは不活性な材料である。これにより、バネ接点１５は、接触パッド３とより良好に電気接触することが可能となる。バネ接点１５が、非被覆接触パッド３を「こすり落とし」て非被覆アルミニウム接触パッド３上に生じる酸化アルミニウムを取り除くことを必要とされないからである。接触パッド３への金の良好な接着を促進するために、好ましくは、チタン（Ｔｉ）の薄いコーティングを非被覆アルミニウム接触パッド３に塗布する。
【００１７】
剥離層１３は、窒化珪素またはその他のエッチング可能な材料から製造され、電気的に絶縁性または導電性であることが可能である。しかし、剥離層１３は必要がなく、それを省くことが可能である。剥離層１３および通路３２は、酸化珪素またはガラスなどの絶縁性材料から形成される基板をもつことが可能である第１のデバイス１４の上または上方に形成される。
【００１８】
デバイス１４上のバネ接点１５を以下の通り形成することができる。第１のデバイス１４中の基板の上または上方に通路３２を形成する。さらに、第１のデバイス１４の上または上方に剥離層１３を形成することができる。しかし、上述した通り、剥離層１３は必要がなく、それを省くことが可能である。
【００１９】
その後、金属の層を第１のデバイス１４の一部の上または上方に蒸着する。好ましい実施形態において、金属は、上述したようにニッケル−ジルコニウム合金である。金属層の部分を通路３２に電気的に接続するか、あるいは通路３２と直接接触させ、金属層のもう一つの部分を、剥離層１３が存在するならその上または上方に蒸着する。第１のデバイス１４の上または上方に金属層を蒸着するために多くの方法が利用でき、それらの方法には、電子ビーム蒸着法、熱蒸着法、化学蒸着法、スパッタ蒸着法およびその他の方法が挙げられる。好ましくは、金属層をスパッタ蒸着する。
【００２０】
金属をスパッタ蒸着する時、ターゲットと呼ばれる金属の板をカソード上に配置する。カソードを高い負電位に設定し、低圧気体、一般に１〜１００ミリトル（１３３〜１３３００ミリＰａ）の気体中に浸す。これにより、グロー放電プラズマが開始（ignite）され、正のイオンが負に帯電したターゲットに向けプラズマから加速される。このイオン衝撃は、金属原子をターゲットに向け叩き出し、これらの多くは、第１のデバイス１４上などの、近くにある表面上に付着する。
【００２１】
必要なあらゆる厚さ、例えば、約１μｍの最終厚さに向け幾つかの下部層において蒸着するとして金属層を考えることができる。各下部層が異なるレベルの固有応力をもつように金属層の各下部層における固有の応力を変えることにより応力傾斜を金属層中に導入する。
【００２２】
プラズマに反応性気体を添加する、一定角で金属を蒸着する、プラズマガスの圧力を変える、などの種々の方式においてスパッタ蒸着中に蒸着金属層の各下部層中に異なる応力レベルを導入することができる。好ましくは、好ましくはアルゴンであるプラズマガスの圧力を変えることにより異なる応力レベルを金属層中に導入する。プラズマガスの圧力を必要に応じて段階的または連続的に変えることができる。
【００２３】
図１に示したバネ接点１５を形成するために、デバイス１４の基板付近の下部層が圧縮応力をもつと共に、上部層が金属層の最上に向けて増加傾向で引張応力をもつように金属層を形成する。金属層中の応力傾斜が弓なりに折り曲げるように層をゆがめるけれども、金属層は、剥離層１３、第１のデバイス１４および接触パッド３に接着するため、平らにおさまる。
【００２４】
金属層を蒸着した後、金属層をフォトリトグラフでパターン化し、バネ接点１５を形成する。フォトリトグラフパターン化は周知の技術であり、半導体チップ産業において日常的に用いられると共に、殆どあらゆる形状または構成においてバネ接点を形成することを可能にする。
【００２５】
次に、アンダーカットエッチングのプロセス、すなわち、自由部分１１の下の剥離層１３または他の基板の少なくとも一部を除去することによりバネ接点１５の自由部分１１を剥離層１３から開放する。こうして、バネ接点１５を剥離層１３から開放し、バネ接点１５中の応力傾斜のゆえにバネ接点が剥離層１３から上に離れて曲がることを可能にする。
【００２６】
バネ接点１５の自由部分１１の下の剥離層１３の面のみをアンダーカットエッチングする。こうして、バネ接点１５の固定部分１２は剥離層１３に固定されたまま残り、剥離層から離れない。
【００２７】
デバイス２１上の接触パッド３をバネ接点１５の先端と位置合わせする時、第１および第２のデバイス１４および２１は互いに近づくように移動し、バネ接点１５は、パッド３と接触し弾性変形する。従って、バネ接点１５の先端３０は、順応して接触パッド３に押し込まれ、接触パッド３との間で電気的接触を確立する。
【００２８】
金の層または銅、ニッケル、パラジウムなどのその他の抵抗低下材料の層を各バネ接点１５の外面上に形成して、バネ接点１５における抵抗を低下させることが可能であるが、その層を他のあらゆる抵抗低下材料で置き換えることが可能である。
【００２９】
バネ接点１５を形成するための方法がフォトリトグラフパターン化の設計規則によってのみ制限されるだけなので、何百または何千ものバネ接点１５を第１のデバイス１４上の比較的小さい面において共に接近して形成することができる。バネ接点１５の代表的な幅ｗは１０〜１００μｍであることが可能である。従って、バネ接点１５を必要に応じて約１０〜２０μｍ、およびそれ以下の間隔で共に接近して形成することができる。これにより隣接バネ接点１５間の中心間距離が約２０〜１２０μｍとなり、それは標準半導体チップ上の接触パッド３間の代表的な中心間距離内であるか、それより小さい。
【００３０】
図２〜４は、本発明による二つのデバイスを相互接続する方法における工程を示している。図２において、少なくとも接触パッド３を備える接触構造体を有する第２のデバイス２１を形成する。その接触構造体は、もちろん、バネ接点、はんだバンプ、相互接続されたデバイス間の位置合わせを確実にする位置合わせ構造体、相互接続されたデバイス間の適切な間隔を確実にするスペーシング構造体などを含む他の相互接続構造体を含むことが可能である。次に、接着剤４０、すなわち、成形化合物を第２のデバイス２１に塗布する。接着剤４０を接触構造体を備える第２のデバイス２１の部分に、および／または接触構造体をもたない第２のデバイス２１の部分に塗布することができる。図２は、接着剤４０を第２のデバイス２１上の接触構造体上に塗布する例を示している。
【００３１】
接着剤４０はＬｏｃｔｉｔｅ３５２などのＵＶ硬化性光学的透明接着剤であることが可能であるが、他のＵＶ硬化性接着剤、熱硬化化合物などの他の化合物、二液型エポキシまたは他の化合物などの多成分接着剤を用いることができる。好ましくは、接着剤４０、すなわち、成形化合物は電気的に絶縁性であるが、半導電性化合物、異方導電性化合物または導電性化合物を必要に応じて用いることができよう。接触パッド３が物理的に接触することを要することなく第１および第２のデバイス１４および２１上で接触パッド３を相互接続するために、例えば、印加電場に沿ってのみ導電性であるが、それ以外では絶縁性である接着剤４０を用いることができよう。
【００３２】
ミクロ作動アプリケータの使用を含む種々の異なる方式において接着剤４０を第２のデバイス２１に塗布することができる。ミクロ作動アプリケータを用いる時、種々の接着剤溶液の溜にワイアを浸漬する。ワイアを溜から上げると、ワイアによって一定量の接着剤４０が移送され、第２のデバイス２１の必要な位置にワイアを下げることにより接着剤４０を塗布することができる。もちろん、接着剤４０を必要ならば第１のデバイス１４に塗布することもできる。噴霧、注入などの他の方式において接着剤４０を塗布することもできる。
【００３３】
次に、図３に示したように、第１および第２のデバイス１４および２１の接触構造体を互いに位置合わせする。すなわち、第１および第２のデバイス１４および２１上の接触構造体、例えば、バネ接点、接触パッドなどを互いに位置合わせして、第１および第２のデバイス１４および２１を互いに十分に接近するように移動させ、図４に示したように、接触構造体はデバイス１４および２１を相互接続する。相互接続は電気的相互接続および／または物理的相互接続であることが可能である。
【００３４】
第１および第２のデバイス１４および２１を十分に接近して配置する方法には、デバイス１４および２１を共に単に移動させる以外の工程が関わりうる。例えば、第１および第２のデバイス１４および２１および／または個々の接触構造体中のエレメントを互いに対して横向きに移動させて、バネ接点１５を対応する接触パッド３にこすりつける。第１および第２のデバイス１４および２１を共に移動させるにつれて、過剰の接着剤４０を絞り出し、接着剤４０の薄層をデバイス１４と２１と間に挟み込んでパッケージ全体を封入する。第１および第２のデバイス１４および２１を最終の相対位置に移動させた時、接着剤４０を硬化させるか、あるいは別の方法で固化させて、デバイス１４と２１およびそれらの接触構造体を合わせて接着する。
【００３５】
二つのデバイス１４および２１を図示しているけれども、もちろん、本発明により三つ以上のデバイスを共に接着することが可能である。さらに、デバイスは、回路基板または他の電気相互接続デバイス、レーザー放射エレメント、光変調エレメント、光検出エレメント、垂直キャビティ表面放射レーザー、発光ダイオード、エッジ放出レーザー、スイッチングエレメント、コントローラー、データ処理装置、半導体チップ、半導体メモリーまたはロジックチップ、オプトエレクトロニクスモジュール、およびミクロエレクトロメカニカルデバイスなどの、あらゆるタイプの装置であることが可能であり、あるいはそれらを含むことが可能である。
【００３６】
本発明者らは、デバイス１４および２１の少なくとも一方がその接触構造体の一部としてバネ接点１５を備える時、特にバネ接点１５が極めて薄い、例えば、５〜２０μｍである時、先ずデバイス１４および２１の少なくとも一方に接着剤を塗布し、その後、デバイス１４および２１を最終パッケージに組み立てることにより、デバイス１４および２１を相互接続するべきであることを発見した。すなわち、本発明者らは、接触構造体を相互接続した後、接着剤４０を従来の方式でデバイス間に注入するならば、例えば、多少繊細なバネ接点１５および対応する接触パッド３を電気的に接続した後に接着剤４０を注入するならば、デバイス１４および２１の接触構造体間の相互接続が破壊されうることを見出した。バネ接点１５と接触パッド３との間の電気的相互接続は、接着剤４０がデバイス１４と２１との間で流れ、接着剤４０の一部がバネ接点１５とそれらの対応する接触パッド３との間で接着剤自体を押し進めるにつれて接着剤４０の表面張力により破壊される。従って、デバイス１４および２１を共に移動させ、接触構造体を相互接続する前にデバイス１４および２１の少なくとも一方に接着剤４０を塗布することは、接触構造体の一部としてバネ接点１５を有する二つのデバイスの適切な組立に対して決定的に重要でありうる。
【００３７】
組立前にデバイス１４および２１の一方に接着剤４０を塗布することはまた、接着剤４０中の空隙形成の可能性を低下させる利点をもつ。デバイス１４および２１を共に移動させ、接着剤４０をデバイス１４と２１との間から絞り出す時に接着剤４０に圧力を加えるからである。本発明によるデバイス１４および２１の相互接続には、より短い組立時間の利点もある。デバイス１４および２１を一体化した後に接着剤４０をデバイス１４と２１との間の空間に注入するか、あるいは運ぶことができるよりも迅速に、接着剤４０をデバイス１４と２１との間から押し出すことができるからである。
【００３８】
接着剤４０は、大気中の異物に対する密封機能も提供することが可能であり、適切に選択されるならば、接着剤４０は、それ自体異物を与えない。接着剤４０が硬化する時、接着剤４０は若干収縮しうる。例えば、４％以下である。その収縮は、接触パッド３へのバネ接点１５の圧縮力を高める。この圧縮は、図４に示したようにｙ方向に接着剤４０が収縮することにより生じる。接着剤４０は、ｘ方向でなくｙ方向に収縮する。接着剤４０を第１デバイス１４および第２のデバイス２１に接着する時、第１デバイス１４および第２のデバイス２１は、ｘ方向において接着剤４０の収縮に抵抗するからである。バネ接点１５と接触パッド３との間に加えられる追加の圧縮力は、接点に対する接着剤４０の熱膨張差が、もちろん、例えば、４％の初期収縮値を超えないとすれば、比較的広い温度範囲にわたって残存する。接着剤４０は、デバイス１４および２１のエレメントから熱を除去するための熱吸収機能も遂行する。
【００３９】
図５〜１０は、本発明と合わせて用いられるバネ接点１５のための種々の先端３０構成を示している。バネ接点先端３０の形状は、用途に応じて異なった形状を取ることが可能である。バネ接点１５をフォトリトグラフでパターン化するので、バネ接点先端３０は、種々の形状に容易に形成される。図５は、平らな端を有するバネ接点先端３０を示している。図６に示したバネ接点先端３０は、バネ接点１５により加えられる力を接触パッド３上の単一点で集中させる先細りの端を有する。先細りの形状は、接触パッド３上に存在しうる天然酸化物を取り除く時にバネ接点先端３０を助けする。図７および８は、接触を過剰に必要とする用途のために多点を有するバネ接点先端３０を示している。図９は、変形可能なタブを有するバネ接点先端３０を示している。変形可能なタブは、バネ接点１５が接触パッド３に相対して先端３０を押し付ける時に図１０に示したような変形によって接触パッド３との接触面積を増加させる。例えば、金バネ接点先端３０を金接触パッドに３接触させる時、平らな端または変形可能な端を有する先端３０は、接触点における抵抗を低下させることが見出された。
【００４０】
図１１は、本発明と合わせて用いることができる別のタイプのバネ接点を示している。この例において、バネ接点１５は、第１のデバイス１４の表面から開放される時にバネ接点１５の自由端が巻き戻されて１８０度以上の円弧を形成するように作られる。バネ接点１５と接触パッド３との間で大きな接触面積を必要とする時、あるいはｘ方向における第２のデバイス２１と第１のデバイス１４との間の相対移動がバネ接点１５／接触パッド３のジョイントに応力を加えうる時、この配置は有利でありうる。ｘ方向における相対移動は、接触パッド３および第１のデバイス１４との間のバネ接点１５の湾曲部分における撓みによって補償される。
【００４１】
可能なその他のバネ接点１５構成には、図１２および１３において示した構成が挙げられる。これらの例において、バネ接点１５の最も底部は引張応力をもつ一方で、上方部分は減少するレベルの引張応力および／または増加するレベルの圧縮応力をもつ。従って、バネ接点１５の自由部分１１を第１のデバイス１４から開放する時、自由部分１１は、バネ接点１５が第１のデバイス１４から上に離れて移動するように曲がる。これらの構成には、自由部分１１が開放された後に自由部分１１が第１のデバイス１４に接触しない他の構成、例えば、図１よりも、自由部分１１が図１２および１３に示したｚ方向においてあまり自由には動かない傾向がある点で利点がある。これは、バネ接点１５を共に接近して間隔、例えば、１０μｍの間隔を取ったり、互いに絡み合うことになったりしうる微細ピッチ接触用途において有利である可能性がある。
【００４２】
図１４は、デバイス１４および２１の接触構造体または接触構造体の一つが位置合わせ構造体またはスペーシング構造体３６を含む、相互接続された二つのデバイス１４および２１のもう一つの構成を示している。構造体３６は、例えば、デバイス１４および２１を共に移動させる時に連動する位置合わせ溝または隆起部をもつことが可能であり、よってデバイス１４および２１の接触構造体を確実に位置合わせさせる。構造体３６はまた、例えば、デバイス１４がＬＣＤパネル裏面であると共にデバイス２１がＬＣＤパネル前面である時にデバイス１４および２１を適切に確実に間隔を取らせることも可能である。構造体３６は、接着剤４０を封じ込める、および／または接着剤４０が接触構造体、例えば、特に敏感なまたは微細な構造体の特定の部分に接触することを防ぐように機能する。
【００４３】
図１４にも示したように、第１および第２のデバイス１４および２１は、スイッチングエレメント（トランジスタ）、データ処理エレメント、発光エレメントなどの、あらゆるタイプのエレメントを含むことができる。従って、エレメント３５はＬＥＤまたはレーザーエミッタであることが可能であり、選択的に発光するようにエレメント３５を制御する第１のデバイス１４上のドライバにバネ接点１５を通して連絡することが可能である。この例において、接着剤４０および第１のデバイス１４の基板は、エレメント３５を有害な環境から保護しつつ接着剤４０およびデバイス１４を通して発光できるように透明であることが可能である。
【００４４】
上述したように、デバイス１４および２１は、回路基板、半導体チップ、プローブカードまたはその他の電子デバイスを含め、相互接続される必要なあらゆるデバイス組であることが可能である。図１５は、本発明を用いて液晶表示装置（ＬＣＤ）中の三つのデバイスをどのように相互接続できるかについての一つの詳細な例を示している。この例において、デバイスドライバなどの、ＬＣＤ用のアクティブマトリックス裏面２２およびオフディスプレイボード２４をＬＣＤ前面２３と相互接続している。アクティブマトリックス裏面２２およびオフディスプレイボード２４の接触構造体は、接触パッド３、バネ接点１５、金属トレース、ワイアボンドパッド、バンプ、タブなどを含むことが可能である。ＬＣＤ前面２３の接触構造体は、金属トレース（酸化インジウム錫（ＩＴＯ）トレースを含む）、バネ接点１５、接触パッド３、ワイアボンドパッド、バンプ、タブなどを含むことが可能である。図１５に示した断面において、前面２３は、接触パッド３に接続するバネ接点１５、アクティブマトリックス裏面２２およびオフディスプレイボード２４上のトレースまたは他の構造体（図示していない）を備える。導電性トレース５１または他の構造体は、アクティブマトリックス裏面２２およびオフディスプレイボード２４中の適切なエレメントが連絡できるように、図示した二つのバネ接点１５を電気的に接続する。
【００４５】
上述したように、接着剤４０をアクティブマトリックス裏面２２、ＬＣＤ前面２３および／またはオフディスプレイボード２４に塗布する。接着剤の塗布後、個々の接触構造体が相互接続するように裏面２２、前面２３およびオフディスプレイボード２４を位置合わせし、十分に接近するように移動させる。その後、接着剤４０を硬化させるか、あるいは別の方法で固化させて、デバイス２２、２３および２４を合わせて接着する。一旦接着剤が硬化すると、液晶材料５２を従来の方式で裏面２２と前面２３との間に供給することができる。従って、接着剤４０、代表的にはエポキシは、本発明によりデバイス２２、２３および２４を合わせて接着すると共に液晶材料５２のための密封機能を提供するように機能する。バネ接点先端３０が接着剤４０から液晶材料５２中に延びて、裏面２２上の構造体に接触するようにバネ接点１５を配列することもできる。
【００４６】
デバイス２２、２３および２４を裏面、前面およびオフディスプレイボードとして説明しているけれども、デバイス２２に関してレーザー放出デバイスまたはレーザーアレイデバイスなどの他のデバイス、デバイス２３に関してトランジスタのアレイおよび／または他のスイッチングエレメントなどの電子デバイス、およびデバイス２４に関して光検出器または光検出器のアレイによってデバイス２２、２３および２４を置き換えることができよう。こうした装置を例えばスキャニングデバイスとして用いることができよう。
【００４７】
図１６は、二つのデバイスを相互接続する方法の工程を示している。工程Ｓ１０において、接触構造体を備える第１のデバイスを形成する。第１のデバイスには、デバイスドライバ、データプロセッサー、ディスプレイ、電気相互接続、熱吸収、光エミッターまたは他の放射線エミッター、ディテクターまたはモジュレータ、データ記憶、インターフェースなどの、必要なあらゆる機能を遂行する単一デバイスまたはデバイス群を挙げることができる。第１のデバイスに関連した接触構造体には、接触パッド、バネ接点、金属トレース、ワイアボンドパッド、バンプ、タブ、スペーサー、位置合わせ機能などの必要なあらゆる物理的または電気的相互接続構造体を挙げることができる。好ましくは、接触構造体には、対応する接触パッドとの電気的相互接続のためのバネ接点が含まれる。
【００４８】
工程Ｓ２０において、接着剤を第１または第２のデバイスのいずれかに塗布する。デバイスのいずれかの接触構造体または接触構造体の部分に、および／または接触構造体をもたないデバイスの部分に接着剤を塗布することが可能である。接着剤は、種々の異なる機械的特性および／または電気的特性を有する化合物のあらゆる種類であることが可能である。接着剤はＬｏｃｔｉｔｅ３５２などのＵＶ硬化性光学的透明接着剤であることが可能であるが、他のＵＶ硬化性接着剤、熱硬化化合物などの他の化合物、二液型エポキシまたは他の化合物などの多成分接着剤を用いることができる。好ましくは、接着剤は絶縁性であるが、半導電性化合物、異方導電性化合物または導電性化合物を必要に応じて用いることができよう。接触パッドが物理的に接触することを要することなく第１および第２のデバイス上で接触パッドを相互接続するために、例えば、印加電場に沿ってのみ導電性であるが、それ以外では絶縁性である接着剤を用いることができよう。
【００４９】
ミクロ作動アプリケータの使用を含む種々の異なる方式において接着剤をデバイスに塗布することができる。ミクロ作動アプリケータを用いる時、種々の接着剤溶液の溜にワイアを浸漬する。ワイアを溜から上げると、ワイアによって一定量の接着剤が移送され、第１のデバイスの必要な位置にワイアを下げることにより接着剤を塗布することができる。
【００５０】
工程Ｓ３０において、第１のデバイスに対する相補的な接触構造体を有する第２のデバイスを第１のデバイスと位置合わせする。第１のデバイスと同様に、第２のデバイスには、必要なあらゆる機能を遂行する単一デバイスまたはデバイス群を挙げることができる。第２のデバイスは、上述したあらゆるエレメントを含む接触構造体を有することも可能である。
【００５１】
工程Ｓ４０において、好ましくは接触構造体が物理的および／または電気的に相互接続するように、第１および第２のデバイスを互いに十分に接近して配置する。デバイスを十分に接近して配置することにより、接着剤は、デバイス間の空間中で流れることも可能になり、好ましくは、接着剤は、第１および第２のデバイスの接触構造体の少なくとも一部を取り囲むことも可能になる。この接着剤の流れは、接着剤中に空隙を生成しないようにすることができ、デバイス上の接触構造体を接着剤で確実に取り囲むようにすることができる。
【００５２】
工程Ｓ５０において、例えば、接着剤を紫外線に照射させることにより接着剤を硬化させるか、あるいは別の方法で固化させる。接着剤のタイプに応じて、もちろん、接着剤を硬化または固化させる他の方法を用いることができる。
【００５３】
本発明を特定の実施形態に関連して記載してきたが、特定の実施形態の記載は説明のためのみであり、それは本発明の範囲を限定するとして解釈されるべきではない。以下のクレームにおいて定めたような本発明の精神および範囲から逸脱せずに、当業者は種々の他の修正および変更を思いつきうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  変形されていない自由状態におけるバネ接点、および接触パッドに接触する時に変形されたもう一つのバネ接点を示す図である。
【図２】  本発明による二つのデバイスを相互接続する方法における工程を示す図である。
【図３】  本発明による二つのデバイスを相互接続する方法における工程を示す図である。
【図４】  本発明による二つのデバイスを相互接続する方法における工程を示す図である。
【図５】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である。
【図６】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である
【図７】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である。
【図８】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である。
【図９】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である。
【図１０】  バネ接点先端の複数のタイプを示す図である。
【図１１】  二つのデバイスを相互接続するための別の接触構造体を示す図である。
【図１２】  逆転式「シェパードのフック」型バネ接点を示しす図である。
【図１３】  逆転式「シェパードのフック」型バネ接点を示す図である。
【図１４】  二つのデバイスを相互接続するための別の接触構造体を示す図である。
【図１５】  液晶表示装置用のデバイス相互接続構造体の例を示す図である。
【図１６】  二つのデバイスを相互接続する方法の工程を示す図である。
【符号の説明】
３  接触パッド、１１  バネ接点の自由部分、１２  バネ接点の固定部分、１３  剥離層、１４  第１のデバイス、１５  バネ接点、２１  第２のデバイス、２２  アクティブマトリックス裏面、２３  ＬＣＤ前面、２４  オフディスプレイボード、３０  バネ接点の先端、３６  スペーシング構造体、４０  接着剤、５１  導電性トレース、５２  液晶材料、１００  デバイス構造体。
【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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