(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の部分と第２の部分からなり、前記第１の部分は少なくとも１つの傾斜した壁を有するＶ溝を有し、前記第２の部分は少なくとも１つの傾斜した壁を有する弾性バンプ構造を有し、前記第１の部分と前記第２の部分が一緒に組み合わされたときに前記バンプ構造のバンプ（２０６）が前記Ｖ溝（２０２）に適合するように、前記第１の部分の傾斜した壁と前記第２の部分の傾斜した壁が同じ傾斜をもち、前記第１の部分（２０４）は少なくとも１つの第１の信号回路（２１２、３０６、４０２）と少なくとも１つの第１の接地回路（２１０、３０２、４０６）を有する金属層構造を有し、前記第２の部分（２０８）は少なくとも１つの第２の信号回路（２２４、３０８、４０４、７０６）と少なくとも１つの第２の接地回路（２２６、３０４、４０８、７０２）を有する金属層構造を有し、前記第１の部分の金属層構造が前記Ｖ溝（２０２）をカバーし、前記第２の信号回路が部分的に前記バンプ（２０６）をカバーして、前記第１の部分（２０４）が前記第２の部分（２０８）と一緒に組み合わされたとき前記第１の信号回路と前記第２の信号回路が互いに電気的に接触するようにしたコネクタ。
【請求項２】
前記第２の部分（２０８）はさらに誘電体媒体（７０４）を有し、前記第２の接地回路（７０２）と前記第２の信号回路（７０６）がバンプ（２０６）上に形成され、前記誘電体媒体（７０４）が前記第２の信号回路（７０６）を前記第２の接地回路（７０２）から分離していることを特徴とする、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記第１の部分（２０４）がさらに少なくとも１つの第３の信号回路（３１０）と誘電体媒体（２１４）を有し、当該誘電体媒体（２１４）が前記第１の信号回路（３０６）と前記第３の信号回路（３１０）を前記第１の接地回路（３０２）から分離し、前記第１の信号回路（３０６）及び第３の信号回路（３１０）は前記Ｖ溝（２０２）において部分的に前記誘電体媒体（２１４）をカバーし、前記第２の部分（２０８）はさらに少なくとも１つの第４の信号回路（３１２）と誘電体媒体（２１６）とを有し、当該誘電体媒体（２１６）は前記第２の信号回路（３０８）と前記第４の信号回路（３１２）を前記第２の接地回路（３０４）から分離し、前記第４の信号回路（３１２）は部分的に前記バンプ（２０６）をカバーし、前記第１の部分と前記第２の部分が一緒に組み合わされたとき、前記第１の信号回路（３０６）と前記第２の信号回路（３０８）が電気的に互いに接触し、前記第３の信号回路（３１０）と前記第４の信号回路（３１２）が電気的に互いに接触する、ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記第１の部分（２０４）はさらに誘電体媒体（２１４）を有し、当該誘電体媒体（２１４）が前記第１の信号回路（４０２）と前記第１の接地回路（４０６）を分離し、前記第１の信号回路（４０２）は部分的に前記Ｖ溝（２０２）をカバーし、前記第１の接地回路（４０６）は部分的に前記Ｖ溝（２０２）をカバーし、前記第２の部分（２０８）はさらに誘電体媒体（２１６）を有し、当該誘電体媒体（２１６）が前記第２の信号回路（４０４）と前記第２の接地回路（４０８）を分離し、前記第２の信号回路（４０４）は部分的に前記バンプ（２０６）をカバーし、前記第２の接地回路（４０８）は部分的に前記バンプ（２０６）をカバーし、前記第１の部分（２０４）と前記第２の部分（２０８）が組み合わされたとき、前記第１の信号回路（４０２）と前記第２の信号回路（４０４）が電気的に互いに接触し、前記第１の接地回路（４０６）と前記第２の接地回路（４０８）が電気的に互いに接触する、ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は電気装置の相互接続に関し、特に自己整合、可撓性の高密度の、かつインピーダンスの調整された電気コネクタに関する。
関連技術の説明
集積回路ＩＣｓの分野における技術発展は、より速く、よりコンパクトなシステムの要求を起こした。多くの応用において、軽い重量をもったコンパクトな構成は、それ自身必要条件である。技術発展はまた、相互に通信することの必要な非常に多数の要素を含んだより複雑なシステムに向かう傾向を生じる。新しいシステムが、異なる要素間の早いアクセスという要求を充たすためには、異なる要素間の回路の長さをある制限内に維持しなければならない。
システムの複雑性が大きくなると、要素間の回路の長さもまた大きくなる。そのような要素間の最大使用可能距離を越えないようにするために、これらの要素は一層小さく作られ、またより密に組み込まれる。このようにして、カプセルに包まれないＩＣｓの非常に密度の高いパッケージを可能にする多チップモジュールが開発された。
実際、異なる能動的要素間の距離は、全システムが同じ平面のモノリス上に集積されるならば、非常に大きくなることはない。複雑なシステムにおいて相互に通信することの必要な要素間の要求される機能により決まる最大距離は、もし結合されるチップ／要素について１つの平面のみが使用可能であるなら不必要に大きくなる。それは、同じ平面にある要素のみが前記最大距離内に置くことができるからである。
この問題を解決するため、３次元構造が用いられる。これは、１つの要素から延びる通信線は、同じ平面の要素に到達できるのみでなく、その要素の上方や下方に位置する平面の要素にも直接アクセスできる、ことを意味する。これは、幾つかの異なる方法で達成できる。すなわち、第１に、背面に結合されたモジュールをもったシステム、第２に一緒に取り付けられたチップをもつシステム、第３にチップの形成された塔の側面に垂直の接続をもったシステムは、ある意味において３次元である。これらの３次元構造は全ての要素間に短い回路を設けるという問題を解決するものでない。これは、要素が空間的に密接しているが、長い線で結合されるときは達成できない。これは、２つの要素が上記の第１の方法で結合されるとき明らかである。例えば、２つの異なる近接した多重チップモジュールの中心に置かれた２つの要素の接続が、それぞれのターンにおいて横方向回路により、チップの側面において短い垂直回路により、最後に他のチップにおいて横方向回路により接続されるとき明らかである。もし、チップの複数の積み重ねが用いられると、第２の方法は隣接するチップ間の相互接続線を短くすることができない。これは、互いに交信すべき２つのチップが隣接し、かつ各積み重ねの上に位置するように置かれる場合を考慮すると容易に理解できる。
電子回路の複雑性が増加するにつれて、機能、すなわちインピーダンスの調整、無視できるインダクタンス／キャパシタンスという機能を低下しないような性質をもった内／外接続の密度についての要求が高くなる。密度が増加するにつれ、整合の要求も大きくなり、この要求が大きくなる程、高い精度での能動的整合のコストの増加により自己整合手順の使用が一層重要となる。
複雑なシステムの部品を接続するとき、システムを機能させるためこれ等部品の１つまたは複数を置き換えねばならない危険の可能性はシステムの複雑性と共に増加する。困難性は、関連する周波数と作動条件において構成要素を充分に試験するためより大きくなる。
高密度の微小バンプを使用するという考えもある。しかし、これらは実際にインピーダンスが制御されず、疑似インピーダンス制御を意味する。
マルコス  カルネゾス（Maracos Karnezos）のヨーロッパ特許出願０  ２９５  ９１４  Ａ３は金属製の弾力性バンプを開示している。バンプは２つの表面をクランプ結合により電気的に接続するのに使用される。弾性により殆ど全ての熱的に誘導される機械的応力が除去される。接続表面は傷付くことなく分離できる。
概要
本発明は、インピーダンスが制御され、高い相互接続密度をもち、取付けおよび作動時に高い精度で自己整合される弾性的な電気コネクタを得る技術を開示する。整合と電気的相互接続の機能は同じ構造による。整合は一つの部分にＶ型バンプを突出させ、他の部分にＶ溝を設けることに基づいている。溝は５つの隅部をもった５面体またはピラミッド状の形状のものであり、バンプは截頭の５つの隅部をもった５面体または截頭のピラミッド状の形状のものである。バンプと溝は対応するコネクタ回路をもつ。
本発明の基本的考えは、構造自身の整合を用いることである。これは、多重接触点の場所が高密度のインピーダンス制御された接触により得られ、一方整合構造はこれと比較して非常に大きい、ということを意味する。これにより、高い精度と同時に弾性的接続が得られる。本発明は、金属または他の層における僅かな不完全性および使用時に起こり得る熱的不整合を処理する。多数の、例えば４以上の同時接続は、個々の接触点が可撓性であるか、または変形可能か、等を必要とし、精度の要求、すなわち全ての接触点が同一面上にあるという要求は厳しく実現が困難である。
本発明は、金属線、例えば回路を正確にモールドされた弾性バンプ上にパターン形成して作られ、正確にエッチングされた溝の壁の上に同様にパターン形成された線に適合する多重回路のインピーダンス制御された非常に高い密度のバスを備える。
本発明はインピーダンス調整された高い密度の多重回路のコネクタを、低コストのリソグラフィとＳｉ微小構造技術を用いて物理的ファンアウトなしに得ることができる。本発明はまた、別個の固体を必要としない自己整合という考え方であって、基板の構造の予め存在する変化を利用して基板上に金属相互接続をパターニングするのと本質的に同時に作られる。
本発明は、モジュールとマザーボード間、ＩＣｓとモジュールまたはボード間、３次元構造における異なるレベル間の各種の微小電子システム、例えば微小高密度モジュールに、あるいは一般に基板間の非常に高密度の取り外し可能な接続として使用できる。
多くの場合、電子システムを分解して、再びはんだまたはそれに類するものを用いることなく元に戻すことが要求される。これは、コネクタの使用を意味する。利用できる多くのコネクタがあるが、数ＧＨｚまでの周波数に対してインピーダンス制御され、かつ物理的ファンアウトを必要とせず非常に高密度であるようなコネクタに相当する密度をもったものは無い。例え僅かな物理的欠陥や熱的または他の理由による異なる膨張による大きさの変化があっても、全ての回路に対して充分な接触力を保証するため弾性は重要な性質である。整合に関して、多くのコネクタは整合のための接触点を利用している。個々の接触点の大きさは非常に小さいので、非常に高度の予備整合が必要となり、さもないと無理に整合させるとき破壊することもある。あるいは代わりに、弾性整合構造と対応する適合溝を回路から延びる金属線の一部である同様の金属線でパターン形成する。これは、強固な整合が非常に高い精度、特別の空間を必要とせずに得られることを意味する。溝の中に接地回路または接地面と接触回路を形成し、基板に同様の接地面を形成しバンプに接触回路を形成することにより、コネクタ構造が得られる。簡単な特別のステップを必要とするバンプおよび溝の形成を除外すると、接触点と電気回路の接続が、一般の相互接続パターニング処理に一体化される。
本発明の１つの利点は、非常に短い電気的回路が要求されるシステムに対する解決を提供することである。
本発明の他の利点は、コンパクトなパッケージシステムを提供することである。
本発明のさらに別の利点は、全システムが容易に修理できることである。そのため個々の部品は容易に取り替えることができ、故障部品の除去に関連する実質的のコストや潜在的損害無しに実行できる。また取付けにハンダとか接着剤を用いることもない。
本発明をさらに、好ましい実施例の詳細な説明および添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、３次元の多数チップモジュールの断面を示す。
図２は、自己整合されインピーダンス調整されたコネクタの断面を概略的に示す。
図３は、自己整合されインピーダンス調整されたコネクタの２倍密度の導線をもった別の実施例の断面を概略的に示す。
図４は、自己整合されインピーダンス調整されたコネクタであって、コネクタを通る信号回路に続く接地回路をもった別の実施例の断面を概略的に示す。
図５は、図３の概略的上面図を示す。
図６ａ〜６ｂは、別のコネクタの断面を示す。
図７は、２倍密度の導線コネクタの別の実施例の断面を示す。
実施例の詳細な説明
本発明は各種の微小電子システムにおいて弾性的電気接点と組み込まれたチップの整合に用いられる。多数チップモジュールにおいて、特に取り付ける前にはチップの品質が良く分からないような場合に用いられる。本発明はまた、例えばフリップチップまたはボード上のフリップチップについての、ボードとチップの間の熱膨張係数の不適合による各種問題が存在する場合に用いられる。修理は危険性があり高価であることが多く、ある形式のＭＣＭにおいては本質的に不可能である。
図１は本発明が使用される例を示すが、本発明はこの分野に限定されるものでない。本発明は勿論、任意の種類の微小システムにおいて、また準微小システムにおいても使用できる。図１は３次元、３Ｄ，の多重チップモジュール１００の断面を示す。３Ｄモジュールは、集積回路チップ１２２−１３６が取り付けられたＳｉ基板１０６−１１４を含む２次元、２Ｄ、多重チップモジュールにより形成される。Ｓｉ基板１０６−１１４には接地面が設けられ、それによりモジュールの異なる面の間、および全３Ｄ多重チップモジュール１００に対する良好な遮蔽が得られる。基板１０６−１１４の上に、特に２次元、２Ｄ，多重チップモジュールの積み重ねの最上１０６または最低１１４に位置しない基板の上には、３Ｄ多重チップモジュール１００の隣接レベル間の相互接続を構成する受動的チップ、接続（ビア）チップまたは接続路（vias）１１６−１２１が取り付けられる。
インピーダンス適合されたコネクタを得るためには、図２に示すように、Ｖ溝のエッチングされた接触溝２０２が用いられる。接続（ビア）チップ１１６−１２１の上部には弾性のバンプ構造２０６が設けられ、基板の裏側にはＶ−形状の接触溝２０２を形成して、組立、分解の容易な接続ができ、良好な整合が得られるようにしている。これについては、同時に出願された特許出願「集積回路のパッケージ構造」を参照されたい。
ＩＣチップ１２２−１３６と接続チップ１１６−１２１は好ましい実施例において、基板１０６−１１４の上に設けられたフリップ・チップである。この構造は、ＩＣチップ１２２−１３６の取り付けられたフリップ・チップの裏側と隣接する基板１０６−１１４の裏側との間に良好な熱接触を与えることを可能にする。
３Ｄ多重チップモジュール１００のＩＣチップ１２２−１３６の各レベルと各個々の接続チップ１１６−１２１とは、構造の上部クーラ１０２の上面１３８と底部クーラ１０４の底面１４０とに与えられる圧縮力１４２により一緒に保持されているのみである。
この積み重ね構造を完成するため、弾性バンプが設けられた接続チップ１１６−１２１を基板１０６−１１４の隣接する面に結合し、接触はモジュールを一緒にクーラ１９２、１０４の上面１３８と底面１４０において圧力を加えることにより得られる。押圧力１４２はモジュール１００の最外部に適用されるクランプにより得られる。
パターン形成された金属層は、高速度データ通信用のインピーダンス調整された、多重の電気的の圧力型、非永久の接続を形成するのに用いられる。
図２は、そのようなコネクタ構造２００の断面を示す。第１の部分２０４は２つの金属層構造、すなわち第１の信号回路２１２と第１の接地回路または面２１０およびそれらの間の誘電体よりなり、異方向性エッチングされたＶ型溝２０２をカバーしている。第２の部分２０８は対応する金属層、すなわち第２の接地面２２６と弾性バンプ２０６をカバーする第２の信号回路２２４よりなる。弾性バンプ２０６はＶ型溝２０２に適合する。前記第１、第２の信号回路２１２、２２４は、第１、第２の部分２０４、２０８が一緒にされたとき互いに接触する。この接触は一緒にされたとき自己整合的に形成される。同時出願の特許出願「弾性的位置付けのための溝のなかのバンプ（Bumps in grooves for elastic positioning）」を見よ。弾性バンプ２０６のために、例えば、熱膨張による変位が起きても、電気的接触が維持される。第１、第２の信号回路２１２、２２４は図２の如き形状に作られ、弾性バンプ２０６とＶ型溝２０２の両側壁がそれぞれ同じ回路によりカバーされているので、二重安全性を与える。換言すれば，もし大きな変位が起きて、バンプ２０６の一方の側壁のみがＶ型溝に接触したとしても、電気的接触は依然として維持される。第１、第２の接地回路または面２１０、２２６は任意の適当な金属で作られる。第１の信号回路金属２１２は如何なる絶縁性表面酸化膜も生じない金属、すなわち任意の貴金属であることが必要である。第２の信号回路金属２２４は如何なる絶縁性表面酸化膜も生じない柔軟な金属、例えば金であることが必要である。回路と接地金属層は誘電体層２１４、２１６により分離されている。第１の誘電体層２１４はＶ型溝の壁を形状に合わして（コンフォーマルに）カバーする任意の誘電体層、例えばパリレンである。第２の誘電体層２１６は任意の誘電体層またはバンプ２０６におけると同じ弾性材料である。
本発明は、任意の機能の２つの部分の高い精度の弾性整合に基づいており、弾性バンプは同時に高精度の整合および可撓性、弾性の電気的コネクタ用として用いられる。パターン成形された金属層が多重電気的圧力型、非永久性コネクタを形成するために用いられる。これらコネクタは高速度データ通信用にインピーダンス調整されている。
最も正確な整合（アライメント）は、整合溝２０２が例えばＳｉ（１００）ウエファの異方性エッチングを用いて作られるとき得られるであろう。同様に、最も完全な弾性バンプ２０６は、異方性エッチングされた（１００）Ｓｉウエファ、高い精度のリソグラフィ、形状に合わして被覆される分離剤の層、および硬化性シリコン化合物を用いて形成される。同時出願の特許出願「弾性バンプを作る方法（Method for making elastic bumps）」と「弾性位置付けのための溝の中のバンプ（Bumps in grooves for elastic positioning）」はバンプと溝をどのように作るか、およびその整合についてさらに詳細に開示している。Ｖ型溝２０２と截頭バンプ２０６が形成されると、バンプ２０６の頭が溝２０２の周辺内に位置するように各部が予備整合状態に置かれる。注意深く圧力２１８、２２０、できれば重力を付加することにより、バンプの傾斜した壁２３０、２３２は傾斜した壁２２２、２２８の上を滑ってバンプ２０６または溝２０２の基礎面に平行な方向に非常に正確に整合して、バンプ２０６が溝２０２に整合する。リソグラフィを用いて溝２０２の中のバンプ２０６に関して非常に正確に位置付けされている回路２１２、２２４は自動的に整合される。また回路２１２、２２４はバンプの弾性を利用して、ミクロの結晶によるその微小な厚み、金属粗さの違いに関係なく、対応する部分に接触する。また弾性により、部分２０４、２０８の間の膨張の僅かの違いが起きても、接触が破れることも、部品２０４、２０８に厳しい応力が付加されることもない。
コネクタをどのように作るかについて以下説明する。研磨された（１００）シリコンウエファ、以下モールドウエファと呼ぶ、をＳｉＮで被覆した後、レジストが付着され、モールドウエファの結晶軸方向に対して良く整合したマスクを用いてパターン形成される。
マスクで画定される開口がＳｉＮ層にエッチングされ、ついでモールドウエファを異方性エッチング剤にさらして溝を形成する、溝の側面はシリコン｛１１１｝面により限定される。エッチングは完全な延長した構造がエッチングされるまで続けても良いが、好ましくはその前に截頭の延長された構造が形成されるように終了する。
前記第１のマスクの非常に正確なコピーである、同様の、しかし鏡面対称のマスクを用いて、対応する手順により、同様のしかし鏡面対称の溝を、整合されるべき部分を含むウエファに形成する。これらの溝は第１のウエファの溝と同じ深さ、またはより深くあらねばならない。モールドウエファはさらに弾性バンプのモールドされた基板に自己整合させるための整合用構造を含んでも良い。モールドウエファは適宜の分離剤で、正確な形状を維持するように非常に薄くかつ形状に合わして被覆される。バンプの形成されるべき部分に対して最も合理的な手順は、先ず金属および誘電体の層を通常の如く形成することである。非分離の基板をもった板またはモールドウエファはスピニング、スクレーピングまたは噴霧により、硬化性弾性化合物が制御された厚みに被覆される。ついで、モールドウエファと非分離の基板は整合構造を用いて、バンプと基板の正確な整合を得るように押圧され、前記化合物が対向する表面を濡らすようにする。ついで、パッケージはできれば真空中に置いて空気の泡を除去し、温度を上げて化合物を硬化する。ついでモールドウエファは基板から分離される。硬いモールドウエファと基板を用いて、化合物のモールドに対する密着性によりこれを真空中で行っても良い。特別の応用に対して、基板は分離の容易な可撓性材料で作っても良い。
バンプ構造部分についての最も合理的手順は先ず通常の如く金属層２２６と誘電体層２１４を作り、ついでバンプを作り、ついで別の金属回路２２４をバンプの上にパターン形成し、前に形成した金属層に回路を介して接触するようにする。原理的に、最初接地回路または面を作り、それに続けて金属と誘電体をバンプの上に付着することも可能である。しかしこれは、バンプの下に線路または接地面を通すことができず、各種の誘電体回路及び金属回路は可撓性バンプ上に残存できるに充分なほど可撓性であるとは限らない。
基板を分離する前に、例えばレーザ、ＩＣｓ，または基板上の既存の構造に整合するホトリソグラフィのマスクを用いて、溝が異方性エッチングまたは他の技術を用いて形成される。溝の形成された部分２０４はついで通常の如く処理、すなわち金属層２１０と誘電体層２１４を付着するが、誘電体層２１４と金属層２１０は、溝２０２の整合（アライメント）特性を保持するため形状に合わせて（コンフォーマルに）付着（デポジット）される。また、レジストにおけるパターンの分解能を充たすようにレジストは充分に形状に合わして付着されねばならず、露出装置の焦点深さは充分であることが必要である。
溝等の分離の後、溝等をバンプ部分の上に置き、溝をバンプと自己整合させる。予備整合の程度はバンプと溝の形状と大きさに依存して変化する。
原則的に、最初誘電体層と金属回路の全体的付着（デポジッション）とパターニングを行い、ついで金属と誘電体を溝の領域からエッチング除去し、溝をエッチングによりパターン形成し、さらに局部的に用いられる金属回路と誘電体とレジストを再付着してパターン形成することも可能である。
上記部分を外部圧力を用いて一緒に組み合わすとき、永久的に接合せずに、取り替えや修理のため該部分を容易にその整合構造から分離することができるようにする。
バンプの外側のモールド材料の薄い部分に、接続路が金属回路に形成され、接続路はバンプに非常に密に接触している。
図３に第１の別の実施例を示す。この図面は２倍密度のコネクタをもつことの可能性を示す。製造処理のステップと用いる材料は図２に示す場合と同じである。しかし、図３に示す場合は、バンプと溝の各側面に２つの異なる回路が存在する。回路の形状は図５のバス接続の概略上面図に示される。
本発明の第２の別の実施例を図４に示す。製造処理のステップと用いる材料は図２に示すものと、接地面が信号線のレベルに接続路を用いて接続されていることを除いて同じである。図４は、コネクタを通り信号回路に続く接地回路をもった、自己整合され、インピーダンス調整されたコネクタの断面を概略的に示す。最終的の電気機能を達成するため、信号線と接地面は共に本質的に同じ弾性バンプを用いて同じ位置に結合される。
図５は、図３の実施例の２倍密度導線をもち、自己整合され、インピーダンス調整されたコネクタの上面図を概略的に示す。
図６ａ−ｂは別のコネクタ６００の断面を示す。第１の部分６０２と第２の部分６０４をもつ。第１の部分は図６ｂに示すように部分６０２の縁部に沿って延び、第１の部分の底部において接続パッド６１２に接続された信号回路６０６をもつ。第２の部分６０４は、基板６１４の上の案内フレーム６１０と、案内フレーム６１０に沿った信号回路６０８をもつ。上記２つの部分は、各部分の少なくとも１つの縁部が傾斜した壁６１６、６１８をもつような構造をもつ。もしチップが傾斜した壁をもつなら、通常のパッドを傾斜した壁の上に延びる回路に取り替え、案内フレームを前に述べたようにパターンに形成された金属回路に組み合わすことができる。
先に説明した好ましい実施例は、ある程度精度が低くなるが変形することができる。バンプは溝とは異なる形状にしても良い。このため、異方性エッチングを用いずに、他のエッチングあるいは機械研磨を用いても良い。このため、バンプが自己センタリングにより溝に適合し接触が形成される限り、溝とバンプは同じ形状をもつ必要がない。化合物はシリコン以外のもの、例えばポリウレタンまたはその他の弾性、または準弾性の化合物とすることができる。
いくつかのステップを繰り返すことにより、可撓性モールドが作られ、モールドを基板から取り外すことも精度は低下するが容易にできる。
金属パターン形成の分解度がバンプの最小大きさより優れているとすると、好ましい実施例は１つの寸法、すなわち最も狭い可能な線間隔において、最高の接触密度を与える。もしバンプの最小大きさが金属パターン形成の分解度に同じであれば、面積当たりより高い接触密度を得ることが可能であろう。この場合、金属がバンプの上でなく外側にパターン形成されている表面に密にパックされた自己センタリングの多重超微小バンプが使用されるであろう。
この場合、バンプの大きさが非常に小さいので接続もまたインピーダンス制御されるであろう。しかしこれは、バンプの頂点が非常に小さい溝の周辺内に位置しなければならないので、構造にある大きな整合特徴がされるのでなければ、予備整合させることは非常に困難である。
もし弾性材料が溝の壁の上に完全に形状に合わして付着できるならば、代わりに硬いバンプを使用できるであろう。これを達成するための１つの方法は溝の全てでなく一部を充たすモールドを用いて、弾性化合物が硬化される場所として溝の壁に薄い隙間を残すようにすることである。
本発明の形式の接続は各種の可能な応用がある。同一平面におけるＭＣＭｓ間のバス接続、または積み重ねられたＭＣＭｓ間の垂直信号伝送が貫通孔回路との組み合わせで得られる。要求される異なるファンアウト配列と組み合わして、一般的の精密ピッチ、高周波数コネクタとして使用できる。その場合、従来の電気コネクタに較べて、１接続当たり占める領域が非常に小さくなり、かつインピーダンス特性が正しく保持される。これは精密なピッチ、高い整合度および接地面が接触点にくるという事実による。
電気装置の製造の標準的処理技術の他に、このコネクタ装置はＶ溝エッチング、バンプの鋳造、コンフォーマルな絶縁物被覆の付着、オーバステップでのリソグラフィのような処理を必要とする。これらは全て既存の、または変形した半導体／薄膜処理技術により達成できる。
最大の精度を得るためには、モールドを分離剤で非常に形状に合った薄い層として被覆する手段がなければならない。この為の方法は既に説明した。最大の精度を得るためには、異方性エッチングに使用される表面が全て結晶方向に整合している単結晶が市販のＳｉ−ウエファとして利用できる。
誘電体金属の層およびレジスト層は溝およびバンプの層厚みとトポグラフィに比較して、比較的に形状と整合して付着することが必要である。金属層の付着には、標準の薄膜付着技術を使うのが一般的である。誘電体については、スピン塗装は材料の選択を限定するので、余り用いられないようである。しかし、それでもなお選ぶべき多数の材料と処理、例えばパリレン方法がある。レジストの大多数が本件の場合使用できないスピン塗装により付着されるように作られているので、レジストの選択は更に狭くなる。それでもなお２つの公知の代案がある。１つは真空蒸着で付着できる新規のレジスト材料を使用することである。この方法については実際に利用できる商用の方法が存在しないが、レジストの特性をもち、この方法で付着できる商用的に利用可能な材料が存在する。他の代案は電気メッキされる型式のレジストである。それは商用的に利用可能であり、基本的にプリント回路板のメッキされた貫通孔の中の金属を保護する。これらの電気メッキレジストについては、その成長にバイアスをかけることのできる金属層の存在が必要であり、それはバンプの上および溝の中でパターン形成される必要のある唯一の層が金属層の場合である。誘電体はまた接続路を形成するためパターン形成しなければならないが、しかしそれはバンプの上や溝の中でなく、むしろバンプや溝の外側であり、そこではもっと通常のレジストが使用できる。ただし、それらレジストが孔や溝をカバーして、その厚みが不均一に厚くても、パターン形成が可能であるという前提である。誘電体のパターン形成について金属の硬いマスクを付着し、パターン形成することも可能である。
弾性バンプが単一回路の目的に使用されることが分かった。そこでは、各回路は対向する基板の表面に適合する１つの別のバンプを備えている。基本的にこれらは物理的ファンアウトを必要としないように、出来るだけ小さく作られる。この場合、それらはインピーダンス制御されたものと見られる。しかし、これらの構成は何等本質的な整合手段をもたない。
個々に精密に処理されるべき別の微小部品を必要とする解決策は、多くの予め配置された部品がリソグラフィの方法で作られる薄膜のような処理に較べて決して安価でない。
図７は別のコネクタバンプ７００の断面を示す。コネクタバンプは２層の金属層構造、誘電体媒体７０４および弾性構造２１６からなる。金属層構造は接地回路または面７０２と信号回路７０６よりなる。接地面７０２は弾性構造２１６に形成されたバンプ２０６の上に作られる。接地面はまた上部の誘電体媒体７０４に接続され、部分的に誘電体媒体７０４をカバーしている。他の金属層構造、信号回路７０６は誘電体媒体７０４の上に形成される。
上述の本発明は、その精神および本質的特徴から逸脱することなくさらに別の特定の形に実現できる。従って、本実施例は全ての点において説明的なものであり、それに限定されるものでなく、本発明の範囲は上記の説明よりはむしろ添付の請求項に示され、請求項の意味および均等の範囲に含まれる全ての変更はそれに含まれると理解すべきである。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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