專利名稱：用于印刷微粒改良的電觸點的方法和材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及用于連接相對電觸點之電接觸面的制備。本發(fā)明尤其涉及用模版印刷或絲網(wǎng)印刷及類似沉積處理方法在電接觸面上形成由微粒改良的凸起構(gòu)成的導(dǎo)電的沙紙狀表面的材料和方法。
背景技術(shù)：
在美國專利第5,083,697號中，DiFrancesco已經(jīng)首先公開了通過改良接觸面的微粒來改善接觸面之間的電、熱、及機械連接的理念。該方法的主要優(yōu)點在于，當(dāng)堅硬的微粒穿過任何絕緣表面的障礙(如氧化物)時，硬微粒形成了極短的電路通路。而且，與只是平表面之間的觸點相比，由很多粗糙的微粒形成的接觸面之間連接的較大表面積也能改善熱傳導(dǎo)。(例如，5微米直徑的工業(yè)用金剛石一般具有大約為1m2/g的表面積。)
DiFrancesco建議，可以用各種工藝形成微粒改良的接觸面，例如使用化學(xué)氣相沉積、噴濺沉積、蒸發(fā)、電解鍍、及無電鍍的方法。但是，這些方法中的很多種都有實用方面的不足。例如，化學(xué)氣相沉積、噴濺沉積、蒸發(fā)方法要求在進行金屬沉積前把硬微粒特別設(shè)置在需要的接觸表面上。這些方法還要求接觸表面保持平坦，以便不會干擾微粒的布置。
另外，很多電觸點材料(如鋁)不適合這種沉積及鍍的化學(xué)反應(yīng)和工藝。在這些情況下，必須使用特殊的過渡金屬層和附加的工序步驟來化學(xué)激活接觸表面，和/或在觸點與金屬沉積物之間設(shè)置化學(xué)分離層。并且，沉積和鍍過程要使用大量危險材料。這些材料既有腐蝕性又有毒性，而且難以處置和儲存。對這些危險材料進行安全、不危害環(huán)境的處理是復(fù)雜而昂貴的。最后，按照這些工藝的沉積物累積起來，使厚度以給定的速度增長。所以，總的沉積物厚度與沉積時間成比例。如果想用的電學(xué)元件需要在接觸面上有較厚的沉積，那么沉積的時間就會長得令人無法接受。
在2001年3月19日提交的，名稱為“電學(xué)元件的組裝及制造方法(Electrical Component Assembly and Method of Fabrication)”的美國專利申請第09/812,140號中，Neuhaus等人提出了通過提供電流而使硬微粒和金屬從溶液中電解共沉積到電觸點上的方法。同樣，在2001年7月15日提交的、名稱為“制備微粒改良的電接觸面的無電處理方法(Electroless Process for the Preparation ofParticle-Enhanced Electric Contact Surfaces)”的美國專利申請第09/883,012號中，Bahn等人提出了硬微粒和金屬無電共沉積到電接觸面上的方法。
雖然可以使用電解和無電鍍工藝，但它們都有一定局限性，使得在某些情況下不能使用它們。例如，關(guān)于電解鍍，金屬和微粒的沉積只發(fā)生在與電流源電接觸的表面上。因此，如果要同時沉積多個觸點，那么，或者每一個觸點都必須由單獨的電流源供電，或者所有的觸點必須連接到一個公共的電流源。在實踐中，這嚴(yán)重限制了可以不用所不希望的應(yīng)用以及隨后從臨時導(dǎo)電連接層的去除而被處理的多觸點的結(jié)構(gòu)和設(shè)置。雖然無電鍍處理不需要電流，并因此沒有這種限制，但比起電解系統(tǒng)來，無電系統(tǒng)在進行沉積時要慢得多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制備微粒改良的、導(dǎo)電表面的材料及方法，而不需要使用兩步沉積處理或者上述的電解或無電鍍處理。該材料是導(dǎo)電墨水、導(dǎo)電漿糊或?qū)щ娬澈蟿⒁约疤砑拥膶?dǎo)電硬微粒的混合物，當(dāng)材料干燥或固化時，該混合物變成導(dǎo)電的具有沙紙狀表面的導(dǎo)電固體。該創(chuàng)新方法包括用模版印刷、絲網(wǎng)印刷或其它分配工藝把混合物沉積到電接觸面上。在另一實施方案中，首先用模版印刷或絲網(wǎng)印刷方法印刷墨水、漿糊、或粘合劑，然后把微粒涂覆在墨水、漿糊、或粘合劑沉積物的上面。一旦固化，沉積物就會在接觸面上提供堅硬的電觸點凸起。絲網(wǎng)或模版的物理尺寸控制由這些方法形成的沉積物的厚度。所以，可以像形成薄沉積物那樣快速地形成厚沉積物。
以這種創(chuàng)新方法，可以形成接觸面的任何結(jié)構(gòu)。由于不需要電流，所以不需要與多個觸點電連接。當(dāng)基片是半導(dǎo)體晶片時，這尤其是個優(yōu)點，其中電接觸面(如觸片)永遠不會電連接。本發(fā)明可以使用普通的接觸面材料，即使是那些在電解或無電不能使用的那些材料。特別是，可以不用材料或步驟就能對鋁觸點進行處理。另外，在所公開的直接分配的過程中，所用的危險材料量較少。在處理過程中，所有的危險材料都被蒸發(fā)，并且不會產(chǎn)生固體或液體廢料。
本發(fā)明的沉積過程的目的是為了在電接觸面上形成導(dǎo)電的、沙紙狀的表面，從而在電學(xué)元件連接的接觸面之間提供改善了的電接觸和熱傳導(dǎo)。導(dǎo)電的硬微粒能穿透相對電觸點的表面，不需要清潔兩個觸點表面中的任一個。這種穿透動作作用于任何表面障礙物，例如，氧化物、油、污垢、助熔劑或其它物質(zhì)，并在電學(xué)元件的觸點之間建立較強的電連接。微粒改良的表面也允許機械連接的簡單方法，例如，通過在接觸面之間涂覆絕緣的粘合劑。硬微粒也能穿透這種粘合劑。


圖1是本發(fā)明第一實施方案的把導(dǎo)電液體及硬微粒的混合物模版或微粒印刷在接觸面上的步驟的流程圖；以及圖2是本發(fā)明第二實施方案的把導(dǎo)電液體和隨后使用的硬微粒模版或微粒印刷在接觸面上的步驟的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明包括一種新的結(jié)塊材料，以及用于把結(jié)塊材料沉積到電學(xué)元件的電接觸面上的方法。在一個示例性的實施方案中，與微粒改良的表面電連接的“凸起”沉積在基片的粘結(jié)片上。可以通過把例如導(dǎo)電墨水、導(dǎo)電漿糊、或?qū)щ娬澈蟿┻@樣的導(dǎo)電材料用模版或絲網(wǎng)印刷沉積到接觸面上，來形成導(dǎo)電凸起?？梢赃@樣形成凸起的微粒改良的表面在模版或絲網(wǎng)印刷之前，把導(dǎo)電微粒與結(jié)塊材料(如墨水、焊膏、或?qū)щ娬澈蟿?混合起來；或者，在凸起被模版或絲網(wǎng)印刷后、而在結(jié)塊材料固化前，可以把導(dǎo)電材料涂覆在預(yù)制的凸起表面上。
可以在幾乎任何電學(xué)元件上預(yù)先進行所公開的印刷處理，例如，在印刷電路板、軟性電路帶、芯片載體、芯片模塊、智能卡觸點、智能鑲嵌觸點、以及具有接觸面的其它基片上。該沉積處理可以同時應(yīng)用于一個陣列中的多個電學(xué)元件上。這樣一個陣列可以是一維或者兩維的。多個電學(xué)元件的中的每一個至少具有一個電觸點位置。一旦混合物涂覆到觸點位置上，可以把電學(xué)元件陣列分成許多單獨的電學(xué)元件，因而能在一個操作中同時形成很多電學(xué)元件。本發(fā)明的方法特別適用于半導(dǎo)體片干燥之前的觸片處理，其中的陣列是半導(dǎo)體晶片。
通常，在模版或絲網(wǎng)印刷方法中使用的導(dǎo)電材料是把兩成分混合起來的混合物，這兩種成分是(1)導(dǎo)電墨水、導(dǎo)電漿糊、或?qū)щ娬澈蟿?；以?2)導(dǎo)電硬微粒。導(dǎo)電材料混合物的第一成分的實施例包括、但不限于ORMET1007(美國專利第5,830,389號公開的)-一種液相非穩(wěn)定導(dǎo)電墨水；Alchemetal AC-78(AlchemetalCorporation，Jackson Heights，NY)-導(dǎo)電且可軟焊的金屬填充聚合物；以及Epoxies 40-3900(Epoxies，Etc...，Cranston，IR)-銀填充環(huán)氧樹脂。另外，焊膏也可以用作導(dǎo)電材料。共同地，這種導(dǎo)電墨水、導(dǎo)電漿糊、或?qū)щ娬澈蟿┰谶@里可以稱為粘性混合物。
導(dǎo)電材料混合物的第二成分是導(dǎo)電硬微粒，最好是涂覆金屬的固有導(dǎo)電或絕緣的硬微粒。這些導(dǎo)電硬微粒被加入或區(qū)分于墨水、漿糊、或粘合劑中使這種材料呈現(xiàn)導(dǎo)電性的任何導(dǎo)電微?；蛱盍?。一旦墨水、漿糊、或粘合劑凝固成固體，這些添加的導(dǎo)電硬微粒會使這些材料具有粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面。這種微粒改良的、沙紙狀的表面能穿透障礙而與相對的接觸面電連接，而不需要在兩個電學(xué)元件的接觸面連接之前進行表面制備或清潔。
可以用金屬制成導(dǎo)電硬微粒，這些金屬例如有銅、鋁、鎳、錫、鉍、銀、金、鉑、鈀、鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鉀、鈣、鎵、鍺、銣、鍶、銦、銻、銫、和鋇，以及這些金屬的合金和金屬互化物。優(yōu)選使用鎳這種金屬。
如上所述，導(dǎo)電硬微粒也可以用由一層導(dǎo)電金屬覆蓋或包圍的絕緣核微粒形成，如上面所列舉的那些。在該情況下，絕緣核微?？梢允欠墙饘俨牧希纾饘傺趸?、氮化物、硼化物、硅及其它碳化物、硼纖維、碳纖維、石榴石、和金剛石。金剛石是優(yōu)選的非金屬硬微粒。鎳和銅是這種核微粒的優(yōu)選的金屬涂層。其中需要熱導(dǎo)體，金剛石和陶瓷是優(yōu)選的材料。在本發(fā)明的一個實施方案中，硬微粒由被鍍了一層鎳的金剛石核構(gòu)成。也可以用一薄層金來涂覆導(dǎo)電硬微粒。金提供低觸點電阻并防止接觸面氧化。金的替代物包括鉑、鈀、鉻、鈀-鎳合金、和錫鎳合金。
如圖1和2所示，沉積過程通常包括表面制備、混合、材料沉積、和固化。眾所周知，良好的粘附力始于接觸面的適當(dāng)表面制備(步驟102、202)。通過適當(dāng)?shù)闹苽洌砻嫔系奈畚锉蝗コ?，變成一個干凈的、無氧化物的表面。根據(jù)接觸面和污物的類型，需要不同的預(yù)處理。一般說來，在涂覆導(dǎo)電墨水或漿糊之前，必須去除的表面污物可以包括如下的一種或幾種水分、有機污物(如油和潤滑劑)、拋光劑、氧化物膜、污垢、和助熔劑。通常會用酸、丙酮、丁酮或其它類似溶劑來徹底清潔基片的接觸面。沉積涂層下的污物會造成可以導(dǎo)致不良電連接的問題。對于有些基片，可能需要附加的表面制備步驟(如噴砂)，以確保優(yōu)良的粘附力。
根據(jù)所需導(dǎo)電表面的類型，有幾種制備材料的方法?？梢匀鐖D1的流程所示的那樣，在沉積前把硬微粒與導(dǎo)電墨水、漿糊、或粘合劑完全混合起來；或者，如圖2所示那樣，在涂覆了墨水、漿糊、或粘合劑之后、其未固化之前，把硬微粒加入預(yù)制的墨水、漿糊、或粘性“凸起”中。在圖1所示的第一實施方案中，導(dǎo)電微粒與墨水、漿糊、或粘合劑混合(步驟104)。可以附加一個預(yù)先的分步，因為特別的墨水、漿糊、或粘合劑本身的結(jié)構(gòu)式可以由兩種或多種亞成分構(gòu)成。在圖2所示的過程中，其中微粒沒有與墨水、漿糊、或粘合劑混合，該混合步驟如步驟204所示。例如，AlchemetalAC-78漿糊和Epoxies Etc.40-3900銀充填環(huán)氧樹脂各需要預(yù)先混合各種成分來制備漿糊或粘合劑。不同墨水、漿糊、或粘合劑的分子式構(gòu)成差別很大，我們應(yīng)該遵循這些材料的生產(chǎn)商的如下建議。
為了成功地用模版或絲網(wǎng)印刷進行沉積，應(yīng)該小心留意墨水、漿糊、或粘合劑材料以及模版或絲網(wǎng)。對于形成足夠的沉積以避免在各個接觸面之間形成沉積材料的跨接、或者在模版或絲網(wǎng)孔的沉積區(qū)域中造成空穴來說，墨水、漿糊、或粘合劑的流變能力是很重要的。不應(yīng)該使用含有會產(chǎn)生難以去除的殘余物的化學(xué)成分的墨水、漿糊、或粘合劑。通常，根據(jù)對墨水、漿糊、或粘合劑通過模版孔或絲網(wǎng)的運動的詳細分析，可以預(yù)知墨水、漿糊、或粘合劑的沉積性能。為了實現(xiàn)高質(zhì)量的印刷，考慮硬微粒的大小、以及微粒相對于墨水、漿糊、或粘合劑的重量比、以及墨水或漿糊的流變能力(如粘性)也是很重要的。應(yīng)該把墨水、漿糊、或粘合劑調(diào)整到合適的粘性。粘性太高的墨水、漿糊、或粘合劑難以沉積，并且表面輪廓難以控制。但是，粘性太低的墨水、漿糊、或粘合劑具有太高的流動性，因而會產(chǎn)生微粒沉淀的問題，其中微粒不會保持在凸起的表面上。對模版或絲網(wǎng)的選擇也是很重要的，因為模版或絲網(wǎng)很大程度上決定了沉積的精度和尺寸。需要注意混合過程中的這些參數(shù)。
通過對本發(fā)明的實驗和測試，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電性能是墨水、漿糊、或粘合劑的化學(xué)式，微粒大小，以及墨水、漿糊、或粘合劑中硬微粒之濃度綜合作用的結(jié)果。要嚴(yán)格選擇導(dǎo)電墨水、漿糊、或粘合劑以及導(dǎo)電硬微粒，以確保低電阻。
可以用模版印刷或絲網(wǎng)印刷方法來沉積結(jié)塊材料。眾所周知，模版通常有一個片，上面有不能透過的區(qū)域以及讓墨水、漿糊、或粘合劑和硬微粒通過而到達基片下面的孔。為了達到本發(fā)明的目的，可以使用厚度為50微米到1-2毫米的模版。同樣公知，絲網(wǎng)印刷通常使用由乳劑覆蓋的細的、網(wǎng)眼狀纖維絲網(wǎng)。在乳劑上施加需要的圖案，并把絲網(wǎng)暴露在光線下。乳劑的暴光區(qū)域硬化成難以滲透的表面，同時從由圖案保護的未暴光區(qū)域沖洗乳劑，從而使墨水、漿糊、或粘合劑以及硬微粒通過而到達基片下面。
把模版或絲網(wǎng)放置在電學(xué)元件上(步驟106、206)，然后模版上的孔或者絲網(wǎng)上的圖案通常印在電學(xué)元件的接觸面上。在圖1所示的第一實施方案中，墨水、漿糊、或粘合劑和微粒的混合物被涂覆到模版或絲網(wǎng)上(步驟108)，并通過模版孔或絲網(wǎng)的未暴光區(qū)域而在接觸面上形成沉積(步驟110)。在圖2所示的第二實施方案中，只有墨水、漿糊、或粘合劑被涂覆到模版或絲網(wǎng)上(步驟208)，并通過模版孔或絲網(wǎng)的未暴光區(qū)域而在接觸面上形成沉積(步驟210)。無論在任一情況中，一旦已經(jīng)形成了沉積，就可以去除模版或絲網(wǎng)(步驟112、212)。
在圖2所示的第二實施方案中，硬微粒隨后被涂覆到墨水、漿糊、或粘合劑沉積物的表面上(步驟214)。硬微粒通常分散在電學(xué)元件上，從而它們能粘附接觸面上的墨水、漿糊、或粘合劑沉積物，或者微?？梢苑謩e分配到各個觸點位置上。在替換實施方案中，可以在去除模版或絲網(wǎng)前涂覆微粒，從而微粒只涂覆到接觸面上的沉積區(qū)域。
模版或絲網(wǎng)的目的是為了限制混合物只涂覆到電學(xué)元件的接觸面上，并控制沉積的形狀。僅在模版的情況下，也可以用模版的厚度來控制沉積的厚度。關(guān)于模版或絲網(wǎng)印刷，可以用手工、半自動、或由合適的印刷設(shè)備控制來自動地進行沉積處理。有些基片具有凹觸片并自成圖案。這些基片不需要模版或絲網(wǎng)。在這些情況下，用橡膠滾軸把結(jié)塊混合物壓到基片上，而材料聚積到凹接觸區(qū)域中。結(jié)塊材料也可以用刷、浸或分配的方法直接涂覆到接觸面上。
接著，墨水、漿糊、或粘合劑以及硬微粒的沉積混合物固化，從而硬微粒被束縛在墨水、漿糊、或粘合劑中(步驟114、216)。通常，固化包括兩個或更多階段，包括干燥或去除溶劑；燒結(jié)、以及聚合物固化?；旌衔镄枰跔t子中固化。固化的流程和溫度依所用的墨水、漿糊、或粘合劑而不同。注意選擇所用的硬微粒，要對固化處理幾乎沒有影響。
例如，Alchemetal AC-78的固化過程如下。沉積的材料被小心地放置在預(yù)熱過的爐子中在大約100-120℃的溫度下固化5分鐘(以去除水分而不產(chǎn)生水泡)。然后溫度要升高到220℃保持10分鐘，最后升高至260℃保持5分鐘。(這是生產(chǎn)商建議的最佳固化循環(huán)。)在固化過程之前和過程中，不應(yīng)該接觸沉積表面。然后把電學(xué)元件從爐子中移出并冷卻至室溫。現(xiàn)在沉積材料是導(dǎo)電的。生產(chǎn)商也建議了另外一種紅外線固化方法，以避免由于暴露在過高的固化溫度下造成的對基片的潛在破壞。建議對低溫基片(如塑料)使用紅外線固化方法。當(dāng)需要大幅縮短固化時間時(＜5分鐘)也可以使用紅外線固化方法。
通常，在固化之后，在涂覆絕緣粘合劑以把沉積表面與相配的接觸面粘結(jié)起來而形成電連接之前，需要經(jīng)常用水或溶劑清洗沉積表面上的可能的表面殘余物。
對于制備在把晶片切割成小方塊之前用于安裝在圓片級上的倒裝晶片的半導(dǎo)體晶片來說，本發(fā)明方法是適宜的。所述的處理同時形成所需要的“凸起”和微粒改良的觸點。因為該處理適用于鋁，所以不需要常用的“凸起下金屬化(under bump metalization)”處理。由于鋁是用在半導(dǎo)體晶片上的標(biāo)準(zhǔn)觸點金屬，所以可以用一個應(yīng)用來處理晶片上所有的觸點，而不需要暫時金屬化來電連接觸片。
通過形成微粒改良的凸起，本發(fā)明允許使用非常簡單的直接晶片安裝方法，例如，使用Neuhaus等人在2001年3月19日提交的名稱為“電學(xué)元件的組裝和制造方法(Electrical ComponentAssembly and Method of Fabrication)”的美國專利申請第09/812,140號公開的絕緣粘合劑。本發(fā)明也提供簡單的方法來把元件熱連接到基片上。在該申請中，硬微粒的導(dǎo)熱性使元件與基片之間具有低熱阻。同時可以實現(xiàn)導(dǎo)電性。
實驗和測試位于Colorado Springs，Colorado的NanoPierce Technologies，Inc.已經(jīng)進行了大量實驗。下面是對四個實驗實例的描述。
實驗1Ormet1007 Ormet Corporation(Carlsbad，CA)生產(chǎn)的。材料最初保存在冷藏庫中。容器被加熱到室溫。把大約2克墨水放在小Pyrex盤中。加入直徑在10-25微米之間的鍍鎳金剛石，并用一個小刮刀攪拌該混合物。向紅棕色墨水中加入鍍鎳金剛石微粒，直到混合物明顯由于加入灰色微粒而變暗。相對濃度估計為1份微粒對10份墨水。
鋁、銅、和不銹鋼面板被脫脂并干燥。不需要從面板上去除原來的氧化物。厚度約為100微米的模版放在面板上。用刮刀把墨水和微粒的混合物通過模版盡量薄地涂覆在面板上。然后對面板實施Ormet Corporation推薦的固化流程。該循環(huán)如下首先，在95℃的空氣中保持40分鐘；接著，在210℃的惰性氣體中保持2分鐘(例如，氣相形式的3MFluorinet FC-70)；最后，在175℃的空氣中保持60分鐘。
用光學(xué)顯微鏡檢查固化后的墨水微粒沉積物。沉積物粗糙并呈沙紙狀。用Zeiss輪廓曲線儀測量沉積物的表面輪廓曲線。表面的變化在5-20微米之間。墨水微粒材料牢固地粘結(jié)在金屬面板上，不能被刮掉或削掉。樣品也被切開，以便觀察固化的墨水微粒沉積物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。觀察到，微粒均勻而緊密地固定在整個墨水中，從內(nèi)部到表面幾乎沒有變化。用電阻表證實了沉積物表面與面板之間的導(dǎo)電性。
實驗2用Alchemetal AC-78，導(dǎo)電的金屬填充聚合物漿糊(AlchemetalCorporation，Jackson Heights，NY)代替導(dǎo)電墨水重復(fù)進行第一個實驗?；旌衔镏兴玫奈⒘Ｊ茿mplex RB 50％的鍍銅金剛石(即，銅占50％的微粒重量)，微粒直徑在10-20微米之間。微粒對漿糊的比率同樣估計為1比10。Alchemetal Corporation為AC-78推薦的流程如下首先，在100℃的空氣中保持5分鐘；接著，在220℃的空氣中保持10分鐘；最后，在260℃的空氣中保持5分鐘。光學(xué)檢查、粘性、和導(dǎo)電性結(jié)果與第一個實驗中的結(jié)果一樣。
實驗3再次重復(fù)第一個實驗，這次用Epoxies 40-3900銀填充環(huán)氧樹脂(Epoxies，Etc.，Cranston，RI)代替導(dǎo)電墨水。在該實驗中，鍍鎳金剛石微粒對環(huán)氧粘合劑的比率在1比19的量級，微粒的重量只占混合物重量的百分之五。首先，兩成分的環(huán)氧樹脂-催化劑和樹脂-以1比1的比率混合。然后，1克Amplex鍍鎳金剛石與19克環(huán)氧粘合劑混合。該混合物通過50微米厚的模版涂覆到鋁和銅基片上。該混合物在110℃的溫度下固化10分鐘。光學(xué)檢查、粘性、和導(dǎo)電性結(jié)果與第一和第二個實驗中的結(jié)果一樣。
實驗4再次重復(fù)第一個實驗，但在該實驗中，不用把鍍鎳金剛石微?；旌线M盤子中的墨水中，而是通過模版把墨水單獨涂覆在金屬面板上。然后把微粒灑在“濕”墨水上。用刮刀把微粒輕輕按壓進墨水中。再次對墨水進行推薦的固化流程。如前所述，光學(xué)檢查、粘性、和導(dǎo)電性結(jié)果與第一個實驗中的結(jié)果一樣。
總之，所有上述形成物具有導(dǎo)電性；具有粗糙，呈沙紙狀的表面；并且牢固地粘附在銅、鋁和不銹鋼上。
雖然上面已經(jīng)以一定詳細程度，或參考一個或多個單獨的實施方案對本發(fā)明的各種實施方案進行了說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的前提下，對公開的實施方案作各種改進。很明顯，上述說明中所述的以及附圖中所示的全部內(nèi)容將被解釋為只為了說明具體的實施方案但不限于這些實施方案。在不背離如下面權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的基本概念的前提下，可以對細節(jié)或結(jié)構(gòu)加以改進。
權(quán)利要求
1.一種用于在導(dǎo)電表面上形成導(dǎo)電觸點的合成物，所述合成物包括能粘附到所述導(dǎo)電表面上的粘性混合物，其中，所述粘性混合物包括在所述粘性混合物的固化基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電固體的前體；以及多個導(dǎo)電硬微粒，其中，至少一部分所述多個導(dǎo)電硬微粒使所述導(dǎo)電固體形成粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面，以及其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒具有至少與要電和機械連接到所述導(dǎo)電表面的相對導(dǎo)電表面一樣的硬度。
2.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒是多個金屬微粒，其包括至少一種以下成分銅、鋁、鎳、錫、鉍、銀、金、鉑、鈀、鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鉀、鈣、鎵、鍺、銣、鍶、銦、銻、銫、和鋇，以及這些金屬的合金和金屬互化物。
3.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒包括多個由金屬層包圍的絕緣微粒核。
4.如權(quán)利要求3所述的合成物，其中，所述多個絕緣微粒核包括至少一種以下成分金剛石、石榴石、陶瓷、氧化物、硅化物、硅酸鹽、碳化物、碳酸鹽、硼化物、硼纖維、和氮化物。
5.如權(quán)利要求3所述的合成物，其中，所述金屬層包括至少以下一種成分銅、鋁、鎳、錫、鉍、銀、金、鉑、鈀、鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鉀、鈣、鎵、鍺、銣、鍶、銦、銻、銫、和鋇，以及這些金屬的合金和金屬互化物。
6.如權(quán)利要求3所述的合成物，其中，所述金屬層包括鎳層，以及其中所述多個絕緣微粒核包括金剛石。
7.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電墨水。
8.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電漿糊。
9.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電粘合劑。
10.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述導(dǎo)電表面包括集成電路芯片的觸片。
11.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述導(dǎo)電表面包括多個分立的導(dǎo)電表面。
12.如權(quán)利要求11所述的合成物，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面彼此電絕緣。
13.如權(quán)利要求11所述的合成物，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面包括集成電路芯片的面陣列觸點結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求11所述的合成物，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面包括多個在半導(dǎo)體晶片上的集成電路器件的接觸面。
15.一種用于在電學(xué)元件的導(dǎo)電表面上形成導(dǎo)電觸點凸起的方法，所述方法包括把模版放置在所述電學(xué)元件上，其中，所述模版包括孔圖案，所述導(dǎo)電表面通過孔而暴露；把粘性混合物與多個導(dǎo)電硬微?；旌希渲?，所述粘性混合物包括在所述粘性混合物的固化基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電固體的前體，其中，所述粘性混合物能粘附在所述導(dǎo)電表面上，以及其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒中的每一個都具有至少與要電和機械連接到所述導(dǎo)電表面的相對導(dǎo)電表面一樣的硬度；通過所述模版中的所述孔把所述粘性混合物與導(dǎo)電硬微粒的混合物涂覆到所述導(dǎo)電表面上；從所述電學(xué)元件上去除所述模版；以及固化涂覆在所述導(dǎo)電表面上的所述粘性混合物與導(dǎo)電硬微粒的混合物，以形成所述導(dǎo)電固體，其中，至少一部分所述多個導(dǎo)電硬微粒使所述導(dǎo)電固體形成粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面。
16.一種用于在電學(xué)元件的導(dǎo)電表面上形成導(dǎo)電觸點凸起的方法，所述方法包括把模版放置在所述電學(xué)元件上，其中，所述模版包括孔圖案，所述導(dǎo)電表面通過孔而暴露；通過所述模版中的所述孔把粘性混合物涂覆在所述導(dǎo)電表面上，其中，所述粘性混合物包括在所述粘性混合物的固化基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電固體的前體，以及其中，所述粘性混合物能粘附在所述導(dǎo)電表面上；從所述電學(xué)元件上去除所述模版；在涂覆到所述導(dǎo)電表面上的所述粘性混合物上沉積多個導(dǎo)電硬微粒，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒中的每一個都具有至少與要電和機械連接到所述導(dǎo)電表面的相對導(dǎo)電表面一樣的硬度；以及固化所述粘性混合物，以形成所述導(dǎo)電固體，其中，至少一部分所述多個導(dǎo)電硬微粒使所述導(dǎo)電固體形成粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面。
17.一種用于在電學(xué)元件的導(dǎo)電表面上形成導(dǎo)電觸點凸起的方法，所述方法包括把絲網(wǎng)放置在所述電學(xué)元件上，其中，所述絲網(wǎng)包括暴露區(qū)域圖案和非暴露區(qū)域，其中，所述暴露區(qū)域?qū)捎∷⒌恼承曰旌衔锖臀⒘Ｊ遣豢赏高^的，其中，所述非暴露區(qū)域包括柵格限定孔，可印刷的粘性混合物以及大小適當(dāng)?shù)奈⒘？梢酝ㄟ^這些孔，以及其中，所述非暴露區(qū)域與所述導(dǎo)電表面對準(zhǔn)；把粘性混合物與多個導(dǎo)電硬微?；旌希渲?，所述粘性混合物包括在所述粘性混合物的固化基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電固體的前體，其中，所述粘性混合物能粘附在所述導(dǎo)電表面上，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒中的每一個都具有至少與要電和機械連接到所述導(dǎo)電表面的相對導(dǎo)電表面一樣的硬度，以及其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒中的每一個的大小都可以使其通過所述絲網(wǎng)中的柵格孔；通過按壓所述混合物，使其通過所述絲網(wǎng)非暴露區(qū)域中的柵格孔，從而把所述粘性混合物與導(dǎo)電硬微粒的混合物涂覆到所述導(dǎo)電表面上；從所述電學(xué)元件上去除所述絲網(wǎng)；以及固化涂覆在所述導(dǎo)電表面上的所述粘性混合物與導(dǎo)電硬微粒的混合物，以形成所述導(dǎo)電固體，其中，至少一部分所述多個導(dǎo)電硬微粒使所述導(dǎo)電固體形成粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面。
18.一種用于在電學(xué)元件的導(dǎo)電表面上形成導(dǎo)電觸點凸起的方法，所述方法包括把絲網(wǎng)放置在所述電學(xué)元件上，其中，所述絲網(wǎng)包括暴露區(qū)域圖案和非暴露區(qū)域，其中，所述暴露區(qū)域?qū)捎∷⒌恼承曰旌衔锸遣豢赏高^的，其中，所述非暴露區(qū)域包括柵格限定孔，可印刷的粘性混合物可以通過這些孔，以及其中，所述非暴露區(qū)域與所述導(dǎo)電表面對準(zhǔn)；通過按壓所述混合物，使其通過所述絲網(wǎng)非暴露區(qū)域中的柵格孔，從而把粘性混合物涂覆到所述導(dǎo)電表面上，其中，所述粘性混合物包括在所述粘性混合物的固化基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電固體的前體，以及其中，所述粘性混合物能粘附在所述導(dǎo)電表面上；從所述電學(xué)元件上去除所述絲網(wǎng)；在涂覆到所述導(dǎo)電表面上的所述粘性混合物上沉積多個導(dǎo)電硬微粒，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒中的每一個都具有至少與要電和機械連接到所述導(dǎo)電表面的相對導(dǎo)電表面一樣的硬度；以及固化所述粘性混合物，以形成所述導(dǎo)電固體，其中，至少一部分所述多個導(dǎo)電硬微粒使所述導(dǎo)電固體形成粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面。
19.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒是多個金屬微粒，其包括至少一種以下成分銅、鋁、鎳、錫、鉍、銀、金、鉑、鈀、鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鉀、鈣、鎵、鍺、銣、鍶、銦、銻、銫、和鋇，以及這些金屬的合金和金屬互化物。
20.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述多個導(dǎo)電硬微粒包括多個由金屬層包圍的絕緣微粒核。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述多個絕緣微粒核包括至少一種以下成分金剛石、石榴石、陶瓷、氧化物、硅化物、硅酸鹽、碳化物、碳酸鹽、硼化物、硼纖維、和氮化物。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述金屬層包括至少以下一種成分銅、鋁、鎳、錫、鉍、銀、金、鉑、鈀、鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鉀、鈣、鎵、鍺、銣、鍶、銦、銻、銫、和鋇，以及這些金屬的合金和金屬互化物。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述金屬層包括鎳層，以及其中所述多個絕緣微粒核包括金剛石。
24.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電墨水。
25.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電漿糊。
26.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述粘性混合物包括導(dǎo)電粘合劑。
27.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述導(dǎo)電表面包括集成電路芯片的觸片。
28.如權(quán)利要求15、16、17、或18所述的方法，其中，所述導(dǎo)電表面包括多個分立的導(dǎo)電表面。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面彼此電絕緣。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面包括集成電路芯片的面陣列觸點結(jié)構(gòu)。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述多個分立的導(dǎo)電表面包括多個在半導(dǎo)體晶片上的集成電路器件的接觸面。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過模版或絲網(wǎng)印刷方法在電接觸面上形成微粒改良的凸起的材料和方法。該材料是導(dǎo)電墨水、導(dǎo)電漿糊、或?qū)щ娬澈蟿┡c導(dǎo)電硬微粒的混合物(104)。該方法包括通過模版印刷、絲網(wǎng)印刷、或其它分配工藝(110)把混合物涂覆在電接觸面上(108)。在另一個實施方案中，墨水、漿糊、或粘合劑沉積物。一旦固化(114)，沉積物就會在接觸面上形成硬的導(dǎo)電凸起，使其具有粗糙、導(dǎo)電、沙紙狀的表面，該表面能容易地與相對接觸面接觸，而不需要再對兩表面任一作其它任何表面處理。
文檔編號H05K3/40GK1636167SQ01817927
公開日2005年7月6日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者赫伯特·諾伊豪斯, 鄒斌 申請人:納諾皮爾斯技術(shù)公司