WO2013045222A1 - Contact spring arrangement and method for producing same - Google Patents

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WO2013045222A1
WO2013045222A1 PCT/EP2012/067136 EP2012067136W WO2013045222A1 WO 2013045222 A1 WO2013045222 A1 WO 2013045222A1 EP 2012067136 W EP2012067136 W EP 2012067136W WO 2013045222 A1 WO2013045222 A1 WO 2013045222A1
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contact
spring
spring element
film
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PCT/EP2012/067136
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Roland Irsigler
Michael Kaspar
Karl Weidner
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a contact spring assembly and to methods of making a contact spring assembly.
  • a contact spring arrangement with a spring contact is frequently used.
  • the contact spring assembly is inserted into a designated contact.
  • the Fe ⁇ dertitle is elastically deformed and there is a force-fit connection between the contact and ⁇ Federkon- clock.
  • the contact spring arrangement can be destructively removed from the contact.
  • the contact ⁇ lamellae are designed as torsion springs or leaf spring blades.
  • the contact blades are made of metal, often made of resilient metal. Due to the materials used, such lamellar bands are very expensive to manufacture. In addition, the contact blades often have only a low current carrying capacity.
  • the contact blades are fastened by means of a contact rail on the module or the circuit board. This assembly he ⁇ calls additional steps.
  • a Kunststofffe- deran angel with a substrate having at least one contact surface, a spring element, which is arranged ⁇ on the substrate and a line member which is arranged on the at least one contact surface and on the spring element.
  • any circuit carrier can be used on an organic and inorganic basis, such as printed circuit boards (PCB) or ceramic sub ⁇ strate (DCB, Direct Copper Bond), IM (Insulated Metal) -, HTCC (High Temperature Cofired Ceramics) and LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) substrates.
  • PCB printed circuit boards
  • DCB Direct Copper Bond
  • IM Insulated Metal
  • HTCC High Temperature Cofired Ceramics
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • the contact surface is formed on a surface of the substrate on an electrically conductive layer, e.g. on a copper layer.
  • the substrate comprises a plurality of contact surfaces, with which e.g. arranged on the substrate semiconductor devices may be electrically conductively connected.
  • the spring element has the ability to elastically deform under a mechanical load and to return to its original shape after removal of the mechanical load.
  • the spring element is particularly suitable for energy, which is introduced by compressive forces, temporarily save as Formän ⁇ tion energy and to return the stored energy after elimination of the pressure forces back to the environment.
  • the spring element consists of at least one elastic material, ie a material which returns after deformation by compression back into the original shape.
  • elastic materials are elastomers, and particularly with respect to their insulating properties modified polymers and Kau ⁇ tschuke.
  • silicone polymers such as be ertrieben under the name "Elastosil” from Wacker Chemie or polymer films such as TSA 15 are ver of Toray ⁇ applies some.
  • rubber-elastic material ⁇ lien ie materials with a wide mesh networked macromolecular chains.
  • elastic materials for example, materials with a modulus of elasticity E of 100,000 N / m 2 (1E5 Newton / square meter) to 500,000,000 N / m 2 (5E8 N / m 2 ) and in particular with a modulus of elasticity E of eg 1E6 N / m 2 to 1E7 N / m 2 be used.
  • the use of resilient materials makes it possible to achieve the functionality of the spring element already by the choice of material.
  • the spring member may be formed as elastic elevation above the sub ⁇ strat the spring element has.
  • ⁇ a height perpendicular ⁇ right to the substrate surface, a width in the longitudinal direction of the conduit element and a length transverse to the longitudinal direction of the conduit element e over the substrate from 10 microns (ym) to 2 millimeters (mm), and preferably has a height of 100 ym to 1 mm.
  • An elaborate geometric design of the spring element is not necessary.
  • the spring element consists of electrically insulating material.
  • the spring element can also be arranged over regions of the substrate in which conductive track structures are formed.
  • the spring element has an upper side which has an arcuate profile in cross-section, ie the height of the spring element steadily increases from the edge regions to the central region of the cross section.
  • the upper side of the spring element can be shaped convexly, at least in the middle region.
  • the top is here facing away from the sub ⁇ strate side of the spring element.
  • the arcuate profile provides for a spatially defined contact between contact spring assembly and contact in the installed state and for a progressive course of the spring force in Depending on the travel, ie with increasing spring travel, the spring force increases.
  • the spring element has a width which decreases stepwise with increasing distance from the substrate. As a result, a spring force largely constant spring force can be achieved.
  • the spring element literallyin- least a first material layer and above the first Ma ⁇ terial Anlagen disposed second material layer.
  • more than two, eg three or four layers of material can be used.
  • the material layers may be made of the same elastic material or different materials may be used.
  • only one of the material layers may consist of elastic material and the other material ⁇ layer may consist of a non-elastic material. As a result, an improved adjustability of the spring force can be achieved.
  • the spring contact assembly including a semiconductor chip or an electronic device on which is disposed on the substrate, and a film layer, in particular an electrically isolie ⁇ Rende film layer on to part regions of the semiconductor ⁇ chips or the electrical component and Subregions of the substrate is arranged.
  • the first material layer or the second material layer of the spring element is in this case formed from the film layer.
  • the film layer may be made of arbitrary ⁇ thermoplastics, thermosets, and mixtures thereof.
  • a film layer is made of a synthetic material ⁇ on polyimide (PI), polyethylene (PE) -, polyphenylene nol-, polyether ether ketone (PEEK) - and / or applies comparable epoxy.
  • the film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface.
  • the film may have a thickness of 10 ym to 500 ym, preferably the thickness of the film is 25 ym to 150 ym.
  • the above-mentioned line element is the element of the contact spring arrangement, which produces an electrically conductive connection to the contact surfaces of the substrate and - in the installed state - the electrical contact with the contact.
  • the line element is formed from an electrically conductive material, for example a metal. All galvanically depositable metals can be used as materials. For example, copper, copper alloys, aluminum, aluminum alloys, nickel, nickel alloys, silver, silver alloys, titanium, gold, tin or layers of several of these materials may be used, such as a layer sequence of titanium / copper / nickel / Gold.
  • the line element extends in its longitudinal direction from the contact surface ⁇ over the spring element.
  • the line element is formed from at least one bonding wire.
  • the line element may also be formed of a plurality, that is, two or more bonding wires.
  • the diameter of the bonding wire can be selected.
  • bond wires can be used with a diameter of 200 ym to 300 ym, alterna tively ⁇ but also the bonding wires can be used with larger or smaller diameter.
  • the conduit element is formed from at least one flat band.
  • the line element may be formed of two or more flat strips.
  • the ribbon has a thickness transverse to the substrate surface and a width transverse to its longitudinal direction.
  • the flat strip may for example have a thickness transverse to the substrate surface of 100 ym to 300 ym, al ⁇ ternatively, however, depending on the technical requirements, other strip thicknesses can be used.
  • NEN copper or aluminum flat strips are used.
  • the width of the flat belt can be selected according to the technical requirements.
  • the conduit element comprises a galvanically deposited metal.
  • the electrodeposited kill ⁇ different material may have a thickness of 30 ym to 400 ym have ⁇ , preferably, the electrodeposited mate rial ⁇ a thickness of 50 ym to 200 ym have. However, other thicknesses may be used depending on the technical requirements.
  • a particularly cost-effective contact spring arrangement can be ⁇ beitereit.
  • the line element lies flat on the spring element, ie over the spring element, the underside of the line element is not only punctiform but completely on the spring element. In this way, a particularly good support effect by the spring element he be ⁇ aims.
  • the contact spring arrangement has only one spring element and one line element. This is a particularly easy herzustel ⁇ loin arrangement with low space requirement.
  • the object of the invention is achieved by the measures of claim 8.
  • the object of the invention is achieved by a method in which a substrate having at least one Maisflä ⁇ surface is provided, a spring member is formed on the substrate and a line element is formed so that after forming the spring member and the line ⁇ elements the Conduction element on the at least one contact ⁇ surface and is arranged above the spring element.
  • the system of the spring contact is separated with regard to its function ⁇ tionality in separate functional units, namely a spring member which provides the required spring force and effect, and a lead member which is electrically conduc- capable, thus allowing the electrical contact.
  • the two separate functional units can be realized separately with simple and known methods. As a result, a particularly cost-effective production is possible.
  • the contact spring assembly can be manufactured by methods commonly used in the manufacture of electronic modules and circuit boards.
  • the spring element by means of
  • Stencil or screen printing technique applied to the substrate e.g. by solder paste printing or solder resist paint pressure.
  • a prefabricated element is applied to the substrate for forming the spring element.
  • prefabricated elements particularly narrow and high spring elements can be formed, whereby a contact spring arrangement can be realized with a small footprint.
  • a semiconductor chip is further arranged on the substrate and forming the spring element includes depositing a film on the sub strate and ⁇ on the semiconductor chip, and patterning the film.
  • the film can be glued or laminated to the substrate.
  • the film is laminated under vacuum.
  • the film may consist of any thermo ⁇ plastics, thermosets and mixtures thereof.
  • the film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface.
  • the film may have a thickness of 10 .mu.m to 500 .mu.m, and the thickness of the film may preferably be 25 .mu.m to 150 .mu.m.
  • the lamination can take place, for example, with a vacuum press, by vacuum deep drawing, hydraulic vacuum pressing , vacuum pressure pressing or similar laminating methods, for example at a pressure of -850 mbar.
  • the lamination can be carried out, for example, at temperatures of 100 ° C to 250 ° C and a pressure of 1 bar to 10 bar.
  • the structuring of the film can be carried out, for example, using laser ablation or photochemical processes.
  • the formation of the spring element can be largely or completely integrated into existing processes.
  • the line element is formed during a process step, with a elekt ⁇ driven conductive connection between the semiconductor chip and the substrate is produced.
  • the conducting element can be formed using electrodeposition, or the conducting element can be arranged by means of a bonding process on the at least one contact surface, e.g. by wire bonding, in particular thick wire bonding, or ribbon bonding.
  • the spring element is formed in an embodiment in front of the line element. In another embodiment, the spring element is formed after the line member. For this purpose, for example, a subsequent filling process, an underfill process can be used, ie the conduit element is subsequently underfilled with a material for forming the spring element.
  • the method achieves particular advantages in that conventional technologies can be used to produce the contact spring arrangement.
  • the contact ⁇ spring arrangement can be made with the same technologies and in the same process steps, with which there is also a contact of one or more arranged on the substrate active semiconductor devices.
  • the contact spring arrangement can be formed partially or completely with the method known as SIPLIT for contacting electrical contact surfaces, wherein the above-described ⁇ method steps for applying a film to the substrate and structuring the film can be used and the conduit element in a process step galva ⁇ nisch is formed, in which also an electrically conductive connection between the semiconductor component and the sub ⁇ strate is produced.
  • the solution is based on the principle of separation of the system into separate spring contactrésein ⁇ units (elastic member and electrically conductive ele ment ⁇ ) which can be installed separately from one another by known methods.
  • the main advantage lies in the cost-effective production justified. In some cases, these methods are already used in the production of electronic modules or printed circuit boards anyway. This is especially the case with RF module developments with SIPLIT technology.
  • the contact spring assembly can be quasi free of charge without additional process steps with herge ⁇ provides.
  • the contact spring assembly is constructed in two steps one after the other.
  • the actual Federele ⁇ element is a separately produced, elastic elevation on the sub ⁇ strat. About this is in a second sub-step a produced electrically conductive trace. Both together form the spring contact of the contact spring arrangement.
  • the technologies for forming the contact spring assembly are, in particular, connection and termination techniques (AVT) in the chip industry, e.g.
  • Wire bonding in particular thick wire bonding with a wire diameter of 200 to 300 ym
  • ribbon bonding in particular thick wire bonding with a wire diameter of 200 to 300 ym
  • galvanic rewiring thin-film technologies, lithography, seed layer sputtering, electroplating, seed layer etch
  • SIPLIT Siemens planar interconnect technology
  • stencil and screen printing processes eg solder paste printing , Solder resist paint pressure.
  • FIG. 2 is a perspective view of the Kon ⁇ clock spring arrangement of Figure 1
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the Needlesfe deran extract of Figure 1 in verbautem stood in a contact
  • FIG. 4 shows a flow chart for the representation of
  • FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of a contact spring arrangement according to the first and a second embodiment
  • FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to third and fourth embodiments.
  • 10 to 12 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to the first, a fifth and sixth embodiments,
  • FIG. 13 is a flowchart for illustrating the
  • Figures 14 and 15 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to a seventh embodiment
  • Figures 16 to Ii are perspective views of contact spring assemblies according to an eighth, ninth and tenth embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a contact spring arrangement 10 according to a first exemplary embodiment.
  • the contact spring assembly includes a substrate 100, here a printed circuit board to 110. with a base plate Furthermore, the substrate 100 on the upper surface of the base plate a lei ⁇ tend layer having a first contact surface 120, a two-th contact surface 130 and a third contact surface 140 on , The contact surfaces are formed of a conductive material such as, copper. Furthermore, the substrate may have a further layer 150, which may be an insulation layer, for example can and covers the portions of the contact surfaces and / or the base plate 110.
  • the substrate 100 may comprise further contact surfaces. Likewise, on the substrate 100
  • the substrate 100 furthermore has a metallic layer 170 on the underside of the base plate 110.
  • This can play, be a copper layer at ⁇ and used for the production of a wiring structure. In other embodiments, there is no metallic layer on the underside.
  • a spring element 200 is arranged on the substrate 100. Ge ⁇ Gurss Figure 1, the spring element on the base plate 110 is arranged ⁇ , alternatively, the spring element can, however, also Example ⁇ partially or completely arranged on a contact surface to be.
  • the spring element 200 lies flat on the substrate 100 and thus has one of the topography of the sub ⁇ strats adapted bottom 210.
  • the substrate may have a ebe ⁇ ne or stepped topography.
  • the Fe ⁇ derelement one of the bottom 210 facing away from top surface 220.
  • the spring element 200 has, viewed in cross section, a HOE height h above the substrate 100, which is in the central region is largest and decreases towards the sides.
  • the spring element bil ⁇ det thus from above the substrate, a survey.
  • the height of the spring element 200 in the central region may be 10 microns to 2 millimeters.
  • a line element 300 is ⁇ forms.
  • the conduit member 300 is made of an electrically conductive material, preferably a metal. As shown in FIG. 1, the conduit member extends from a first end 310 disposed on the first contact surface 120 to a second end 320 disposed on the second contact surface 130.
  • the line element 300 provides an electrically conductive connection between the first contact surface 120 and the second contact surface 130 ready.
  • the Lei ⁇ processing element 300 has a larger Hö ⁇ he over the substrate in its central region between the first end 310 and second end 320 than in the region of the ends 310 and 320.
  • the spring element 200 is thus between the first and second contact surface 120 , 130 and disposed below the conduit member 300.
  • the conduit member 300 is only partially on the spring member 200 and is in the vicinity of the Kunststoffflä ⁇ Chen 120 and 130 spaced therefrom. This distance is optional, as well as the conduit member may be formed without a distance to the spring element 200.
  • Figure 2 shows a perspective view of the Whyfe ⁇ deran Aunt 10 according to the first embodiment.
  • the Fe ⁇ derelement 200 has the shape of an elongated shaped body with a length L perpendicular to the cross section shown in Figure 1.
  • the shaped body can be, for example, a prefabricated element which is adhesively bonded to the substrate.
  • the shaped body may be a solid element, or alternatively, the shaped body may have one or more cavities inside.
  • About the spring element 200 four plinsele ⁇ elements 300 are arranged.
  • the length L of the spring element 200 and the number of line elements 300 may vary within a wide range depending on the technical requirements.
  • the length L may for example, equal to the height H of the Federele ⁇ ments be 200, or the length L may be several times RESIZE ⁇ SSER than the height H of the spring element 200, for example to a three times to ten times or a hundred times.
  • the spring element may for example have a length of 500 ym up to 20 cm (centimeters), for example a length of 500 ym to 5 cm, alternatively, the length of the spring element 200 may be equal to one side of the circuit board.
  • Theêtfederan- assembly 10 can be a single line element 300, or two or more line elements 300, for example, comprise 10, or 100 line ⁇ elements.
  • each line element 300 is contacted individually with the contact surface 120 or 130.
  • a plurality of line elements may be contacted together with a Maisflä ⁇ che equally by a plurality of line elements have a joint end or both ends of a plurality of line elements formed as a common member.
  • the contact spring arrangement consists of a spring element and a line element.
  • the line element may be disposed on a Kon ⁇ clock area, or the conductor member may be disposed at two contact surfaces.
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of the Mixerd ⁇ tion 10 and a contact receptacle 50 for explaining the operation of the contact spring assembly.
  • the contact receptacle 50 has a groove 500 with a height H2. The height H2 is less than the height of the contact spring.
  • F er ⁇ testifies, due to which a frictional connection between see the line element 300 and an upper electrically conductive contact surface 510 comes about.
  • the contact spring arrangement 10 can be pulled out of the groove 500. Then, the spring member 200 returns to the ur ⁇ nal, shown in Figure 1 form, the Fe ⁇ derelement 200 and the duct member 300 pushes back in the ur ⁇ nal form.
  • the contact spring assembly 10 may preferably be formed in a peripheral region of the substrate, that is ment least an outer edge of the substrate 100 and the Federele- between Minim ⁇ 200 no active semiconductor devices are located. As a result, the insertability of the contact spring assembly 10 is improved in the contact 50.
  • Figure 4 shows a flow diagram illustrating the process sequence of a first exemplary method for Her ⁇ position of a contact spring arrangement.
  • the substrate 100 is provided with at least one contact surface 130.
  • the spring member 200 is formed on the substrate 100. This can be done by means of various techniques, which are explained below with reference to FIGS. 5 to 9.
  • Figure 5 shows a partially finished Maisfederan- order 10 according to the first embodiment of the inven ⁇ tion, wherein the spring element 200 is applied by means of stencil or screen printing technique on the substrate 100.
  • the elastic material is painted through a fabric surface with dar ⁇ on attached stencil.
  • the template causes the material to pass through the tissue and onto the substrate only in the non-stenciled areas.
  • the elastic material is solidified, for example by means of a heat treatment.
  • the upper side 220 of the spring element 200 viewed in cross section, has a curved course, ie the height of the spring element increases continuously from the lateral edges 230, 240 to the central region of the cross section.
  • the upper ⁇ side 220 has viewed in cross-section a substantially convex course.
  • FIG. 6 shows a partially finished contact spring arrangement 10A according to a second exemplary embodiment of the invention with a spring element 200A which has been applied to the substrate 100 as a prefabricated element.
  • the substrate 100 is the substrate described in FIG.
  • the attachment of the prefabricated element can be done for example by gluing.
  • the adhesion of the prefabricated element may be sufficient for attachment.
  • the element 200A has a convex cross section.
  • the top surface 220A of the spring member 200A meets at an angle to the underside 210A of the Federele ⁇ ments 200A.
  • the angle is a right angle. In this way, a large spring height can be achieved in a particularly low ⁇ gem place.
  • the angle may be, for example, an acute angle, for example, 5 ° ⁇ 89 °.
  • the prefabricated spring element have other Querschnit ⁇ te, for example, triangular or stepped Querschnit ⁇ te.
  • the spring element can be purchased from commercial or a commercially available spring element.
  • Figure 7 shows a perspective view of the vorgefer ⁇ saturated spring element 200A as shown in FIG 6.
  • the spring element 200A has a planar bottom surface 210A and a lead equal ⁇ reproduced cross-section over the entire length L of the spring member 200A.
  • Figure 8 shows a partially finished contact spring ⁇ arrangement 10B according to a third embodiment of the invention with a spring element 200B, which consists of three superimposed layers of material.
  • the substrate is the substrate described with reference to Figure 1, 100.
  • the Ma ⁇ terial Anlagenen can for example be applied as films successively onto the substrate and patterned there, or they can be used already preformed, structured stack up to be brought.
  • the material layers can be structured, for example, by laser ablation or by photochemical methods. Alternatively, only two, or four or more layers of material can be arranged one above the other to form the spring element.
  • a first material layer 250B having a first width B1 is arranged on the substrate 100.
  • a second material layer 260B having a second width B2 is disposed on the first material layer 250B.
  • a third Ma ⁇ terial Anlagen 270B having a third width B3 is disposed on the second material layer 260B.
  • the widths of the Ma ⁇ terial scaffolden take of the first material layer 250B from the third material layer 270B, ie B1>B2> B3.
  • the Fe derelement 200B thus has a width which gradually decreases with increas shaped ⁇ mendem distance from the substrate.
  • the material layers 250B, 260B and 270B have the same thickness and are made of the same material. Alternatively, however, it is also possible to combine foils of different materials and / or with different thicknesses as desired. At least one layer of material may be formed of elastic material.
  • Figure 9 shows a partially completed contact spring ⁇ assembly 10C according to a fourth exemplary embodiment of the invention ⁇ , wherein further contact surfaces 180 are formed in the manner described with reference to Figure 1, substrate 190th On the substrate 100, the spring member described with reference to Figure 8, 200B and a semiconducting ⁇ terchip 400 are further arranged.
  • the semiconductor chip 400 may be adhesively bonded to the substrate 100 on its underside, for example.
  • a foil 250 is arranged flat over the substrate and over the chip 400.
  • the film 250 is patterned in some areas, to expose underlying areas of the chip 400 and the substrate 100, such as the contact surfaces 180, 190 and Ranflä ⁇ surfaces 410 and 420 of the chip 400th
  • the film 250 forms, for example, an insulation for one in a later Step to be formed metallization.
  • the film 250 is also formed in the area of the spring element 200B and forms the layer 250B there.
  • the spring element 200B further comprises the foil layers 260B and 270B as described with reference to FIG.
  • the film 250 could also form the material ⁇ layer 260B or 270B.
  • the film may consist of any thermoplastics, thermosets and mixtures thereof.
  • a film of a plastic material on polyimide (Pi), polyethylene (PE), polyphenol, polyetheretherketone (PEEK) - and / or epoxy-based is used.
  • the film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface.
  • the film may have a thickness of 10 .mu.m to 500 .mu.m, preferably the thickness of the film is 25 .mu.m to 150 .mu.m.
  • the film 250 may be laminated to the substrate and then patterned.
  • the laminating can take place, for example, under vacuum with a vacuum press, by vacuum deep drawing, hydraulic vacuum pressing, vacuum pressure pressing or similar laminating methods, eg at a pressure of -850 mbar.
  • the lamination takes place for example at temperatures of 100 ° C to 250 ° C and a
  • an adhesive can be used for better attachment of the films.
  • the structuring of the film may e.g. done by laser ablation or photochemical methods.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view of the contact spring arrangement 10, wherein the conduit element 300 has been arranged on the substrate by means of a bonding method at its ends 310, 320.
  • the substrate is that described with reference to Figure 1 ⁇ be required substrate 100.
  • the conduit member 300 can play, of a bonding wire or a flat strip best ⁇ hen at ⁇ .
  • the conduit element can be produced, for example, by means of thermocompression onsbonden, thermosonic ball wedge bonding, ultrasonic wedge-wedge bonding or other suitable bonding method on the substrate 100 are arranged.
  • the conduit element 300 does not touch the spring element 200 described with reference to FIG. However, this is not necessary, but the line member 300 may partially contact the spring element 200 or rest flat on this.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view of a contact spring arrangement 10D according to a fifth exemplary embodiment of the invention.
  • a line ⁇ element 300D has been formed by electrodeposition on the substrate 100 and over the spring element 200, which have been described with reference to FIG. 1
  • a mask layer can be formed on the substrate.
  • the mask layer is patterned by conventional methods, so that the mask layer in the areas is removed ⁇ ent, in which the lead member 300D to be formed.
  • a thin metallic nucleation layer can be formed on the cover layer and in the exposed layers
  • the nucleation layer may be formed by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).
  • the nucleation layer can also be deposited over the substrate in a planar manner and patterned into the desired shape by means of a mask. After removal of the mask layer, the nucleation ⁇ layer remains in the areas in which the line element is to be formed and can be reinforced by electrodeposition with an electrically conductive layer, whereby the line element 300D is formed.
  • the line element 300D is preferably flat on the spring element 200.
  • Figure 12 shows a cross-sectional view of a contact spring arrangement ⁇ 10E according to a sixth embodiment, wherein the substrate 100 wei ⁇ tere contact surfaces 180, 190 described with reference to Figure 1 and comprising on the substrate 100 Furthermore, a semiconductor chip 400 is arranged. This can be glued, for example, on its underside with the substrate.
  • the contact spring assembly 10E includes the above beschrie ⁇ bene spring element 200 and a lead member 300E.
  • the film 250 as described with reference to FIG. 9, is partially disposed over the substrate 100 and over the semiconductor chip 400.
  • the film 250 has recesses at least in the region of the contact surfaces 120, 130, 140, 180 and 190 as well as in the region of the connection surfaces 410 and 420 of the semiconductor chip 400.
  • a metallic layer 430E is located above the Fo ⁇ lie 250 and provides an electrical connection between the pad 410 and 420 of the chip 400 and the contact surfaces 180 and 190 of the substrate.
  • the line element 300E is formed in the same process step in which the metalli ⁇ specific layer 430E is formed.
  • the metallic layer 430E and the conductive member 300E may preferably be made of the same material.
  • the metallic layer 430E and 300E the lead member are preferably formed by means of galvanic deposition, in particular in a common process step, as described above with respect to the Lei ⁇ processing element 300D in FIG. 11
  • the spring element 200 is formed by means of screen ⁇ printing process and has an arcuate top page.
  • a spring element with a step-shaped tapered cross-section as shown in Figure 9, can be used.
  • the spring element may consist of several layers, in particular a partial region of the film 250 may form a layer of the spring element.
  • the prefabricated spring element 200A can be combined with the line element 300 described above, which was produced by means of bonding methods, or with the galvanically formed line element 300D according to FIG. 11.
  • the step-shaped spring element 200A can also be combined.
  • Youngest spring element 200B according to FIGS. 8 and 9 can be combined with the bonded line element 300 or with the galvanically formed line element 300D.
  • FIG. 13 shows a flow chart for illustrating the process sequence of a second exemplary method for producing a contact spring arrangement. In this method, the line element is formed on the sub ⁇ strat before the spring element.
  • Figure 14 shows a contact spring assembly 10F according to a seventh embodiment, after forming a Lei ⁇ processing elements 300F above with reference to Figure 1, be ⁇ signed substrate 100.
  • the line element 300F can accession example by a with reference to the figures 10 to 12 be ⁇ written method are formed, preferably with ⁇ tels bonding.
  • the line element 300F may consist of a Bond ⁇ wire or ribbon.
  • the line element can contain a galvanically deposited material, for example, by forming the line element over a dummy structure and subsequently removing the dummy structure.
  • FIG. 15 ge ⁇ shows, the cavity 600 filled with an elastic material for forming the spring element 200F.
  • a subsequent fill-in process is used, such as a capillary underfill ⁇ larer in which a flowable material is introduced into the cavity 600 and this completely fills due to Kapil ⁇ lar kitn.
  • the flowable material can then be cured eg by a tempering process.
  • Figures 16 and 17 are perspective views of contact spring assemblies 10G and 10H according to eighth and ninth embodiments.
  • the line element 300G and 300H 100 contacts the substrate only on one side of Federele ⁇ ments 200th
  • the line element 300G or 300H contacts the second contact surface 130 of the substrate 100 with a first end 310G or 310H.
  • the line element 300G or 300H extends from the second contact surface 130 to the highest point of the spring element 200.
  • the line element can also extend to the side facing away from the second Kon ⁇ contact surface 130 side 280 of the spring element rich without touching the substrate 100 on this page or to contact.
  • the conductor elements 300G and 300H can be bonding wires, flat strips or electrodeposited metal. Likewise, a different number of line ⁇ elements 300G and 300H can be used as shown in Figure 16 and 17, respectively.
  • the contact spring arrangements 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F shown in FIGS. 1 to 4 and described above can use line elements which contact the substrate only on one side.
  • Figure 18 shows a perspective view of a con ⁇ clock spring assembly 101, which consists of several Mixfederanord ⁇ voltages 10G on a common substrate 100th These can, as shown, next to each other, ie be arranged in the longitudinal direction of the line elements.
  • the contact spring arrangements can also be arranged one behind the other, ie along a line transversely to the longitudinal direction of the line elements or offset as desired.
  • contact spring arrangements with different ⁇ nen spring elements can be combined with each other, eg contact spring arrangements with a step-shaped tapered spring element and an arcuate spring element.
  • contact spring arrangements can be combined with different line elements together, for example, a contact spring arrangement with bonded line element can be combined with a Maisfe ⁇ deran extract with galvanically formed line element.
  • a contact spring arrangement whose line element is arranged on only one contact surface can also be combined with a contact arrangement in which the line element is arranged on two contact surfaces.
  • contact spring arrangements are arranged reasonable on a substrate, these can have a common terminal bil ⁇ , alternatively, the contact spring arrangements may also provide different connections for a plurality of modules or circuit boards. While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Abstract

The invention relates to a contact spring arrangement, having a substrate (100), having at least one contact face (130), a spring element (200) on the substrate (100), and a conducting element (300) that is arranged on the first contact face (130) and above the spring element (200).

Description

Beschreibung description
Kontaktfederanordnung und Verfahren zur Herstellung derselben Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktfederanordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Kontaktfederanordnung. Contact spring assembly and method of making same The present invention relates to a contact spring assembly and to methods of making a contact spring assembly.
Zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Kontaktes zwischen mehreren elektronischen Modulen und/oder Leiterplatten wird häufig eine Kontaktfederanordnung mit einem Federkontakt verwendet. Die Kontaktfederanordnung wird in eine dafür vorgesehene Kontaktaufnahme eingeschoben. Hierbei wird der Fe¬ derkontakt elastisch verformt und es kommt zu einer kraft¬ schlüssigen Verbindung zwischen Kontaktaufnahme und Federkon- takt. Zum Unterbrechen des Kontaktes kann die Kontaktfederanordnung zerstörungsfrei aus der Kontaktaufnahme herausgezogen werden . For producing an electrically conductive contact between a plurality of electronic modules and / or printed circuit boards, a contact spring arrangement with a spring contact is frequently used. The contact spring assembly is inserted into a designated contact. Here, the Fe ¬ derkontakt is elastically deformed and there is a force-fit connection between the contact and ¬ Federkon- clock. To interrupt the contact, the contact spring arrangement can be destructively removed from the contact.
Als Kontaktfederanordnung werden bislang Kontaktfedern in Form von vorgefertigten Kontaktlamellen verwendet, die aufAs a contact spring arrangement so far contact springs in the form of prefabricated contact blades are used on
Bändern angeordnet sind. Herkömmlicherweise sind die Kontakt¬ lamellen als Drehfedern oder als Blattfeder-Lamellen ausgebildet. Die Kontaktlamellen sind hierbei aus Metall, häufig aus federelastischem Metall hergestellt. Aufgrund der verwen- deten Materialien sind solche Lamellenbänder sehr aufwendig in der Herstellung. Zudem weisen die Kontaktlamellen häufig nur eine geringe Stromtragfähigkeit auf. Bands are arranged. Conventionally, the contact ¬ lamellae are designed as torsion springs or leaf spring blades. The contact blades are made of metal, often made of resilient metal. Due to the materials used, such lamellar bands are very expensive to manufacture. In addition, the contact blades often have only a low current carrying capacity.
Die Kontaktlamellen werden mittels einer Kontaktschiene auf dem Modul bzw. der Leiterplatte befestigt. Diese Montage er¬ fordert zusätzliche Arbeitsschritte. The contact blades are fastened by means of a contact rail on the module or the circuit board. This assembly he ¬ calls additional steps.
Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktfederanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben an- zugeben, die einfach und kostengünstig in der Herstellung und Verwendung sind. Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Consequently, it is an object of the invention to provide a contact spring assembly and a method for producing the same, which are simple and inexpensive to manufacture and use. This object is achieved with regard to the device by the features specified in claim 1.
Demnach wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Kontaktfe- deranordnung gelöst mit einem Substrat mit mindestens einer Kontaktfläche, einem Federelement, das auf dem Substrat ange¬ ordnet ist und einem Leitungselement, das an der mindestens einen Kontaktfläche und über dem Federelement angeordnet ist. Als Substrat können beliebige Schaltungsträger auf organischer und anorganischer Basis verwendet werden, wie z.B. Leiterplatten (PCB, Printed Circuit Board) oder keramische Sub¬ strate (DCB, Direct Copper Bond), IM (Insulated Metal)-, HTCC (High Temperature Cofired Ceramics)- und LTCC (Low Temperatu- re Cofired Ceramics ) -Substrate . Accordingly, the object of the invention is achieved by a Kontaktfe- deranordnung with a substrate having at least one contact surface, a spring element, which is arranged ¬ on the substrate and a line member which is arranged on the at least one contact surface and on the spring element. As a substrate, any circuit carrier can be used on an organic and inorganic basis, such as printed circuit boards (PCB) or ceramic sub ¬ strate (DCB, Direct Copper Bond), IM (Insulated Metal) -, HTCC (High Temperature Cofired Ceramics) and LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) substrates.
Die Kontaktfläche ist an einer Oberfläche des Substrats an einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet, z.B. an einer Kupferschicht. Üblicherweise umfasst das Substrat mehrere Kontaktflächen, mit denen z.B. auf dem Substrat angeordnete Halbleiterbauelemente elektrisch leitfähig verbunden sein können . The contact surface is formed on a surface of the substrate on an electrically conductive layer, e.g. on a copper layer. Usually, the substrate comprises a plurality of contact surfaces, with which e.g. arranged on the substrate semiconductor devices may be electrically conductively connected.
Das Federelement hat die Fähigkeit sich unter einer mechani- sehen Belastung elastisch zu verformen und nach Entfernen der mechanischen Belastung in seine Ausgangsform zurückzukehren. Das Federelement ist insbesondere geeignet um Energie, die durch Druckkräfte eingebracht wird, vorübergehend als Formän¬ derungsenergie zu speichern und die gespeicherte Energie nach Wegfall der Druckkräfte wieder an die Umgebung abzugeben. The spring element has the ability to elastically deform under a mechanical load and to return to its original shape after removal of the mechanical load. The spring element is particularly suitable for energy, which is introduced by compressive forces, temporarily save as Formän ¬ tion energy and to return the stored energy after elimination of the pressure forces back to the environment.
In einer besonderen Ausgestaltung besteht das Federelement aus mindestens einem elastischen Material, d.h. einem Material, das nach einer Verformung durch Stauchung wieder in die Ausgangsform zurückkehrt. Beispiele für mögliche elastische Materialien sind Elastomere, sowie insbesondere hinsichtlich ihrer Isoliereigenschaften modifizierte Polymere und Kau¬ tschuke. Beispielsweise können Siliconpolymere, wie sie z.B. unter der Bezeichnung „Elastosil" von Wacker Chemie ertrieben werden oder Polymerfilme, wie z.B. TSA-15 von Toray ver¬ wendet werden. Beispielsweise können gummielastische Materia¬ lien verwendet werden, also Materialien mit weitmaschig ver- netzten Makromolekülketten. Als elastische Materialien können beispielsweise Materialien mit einem Elastizitätsmodul E von 100.000 N/m2 (1E5 Newton/Quadratmeter) bis 500.000.000 N/m2 (5E8 N/m2) und insbesondere mit einem Elastizitätsmodul E von z.B. 1E6 N/m2 bis 1E7 N/m2 verwendet werden. Die Verwendung elastischer Materialien ermöglicht es, die Funktionalität des Federelements bereits durch die Materialwahl zu erreichen. Das Federelement kann als elastische Erhebung über dem Sub¬ strat ausgebildet sein. Das Federelement hat eine Höhe senk¬ recht zur Substratoberfläche, eine Breite in Längsrichtung des Leitungselements und eine Länge quer zur Längsrichtung des Leitungselements. Das Federelement kann beispielsweise eine Höhe über dem Substrat von 10 Mikrometer (ym) bis 2 Millimeter (mm) haben, und hat vorzugsweise eine Höhe von 100 ym bis 1 mm. Eine aufwändige geometrische Gestaltung des Feder- elements ist nicht notwendig. In a particular embodiment, the spring element consists of at least one elastic material, ie a material which returns after deformation by compression back into the original shape. Examples of possible elastic materials are elastomers, and particularly with respect to their insulating properties modified polymers and Kau ¬ tschuke. For example, silicone polymers, such as be ertrieben under the name "Elastosil" from Wacker Chemie or polymer films such as TSA 15 are ver of Toray ¬ applies some. For example, can be used rubber-elastic material ¬ lien, ie materials with a wide mesh networked macromolecular chains. As elastic materials, for example, materials with a modulus of elasticity E of 100,000 N / m 2 (1E5 Newton / square meter) to 500,000,000 N / m 2 (5E8 N / m 2 ) and in particular with a modulus of elasticity E of eg 1E6 N / m 2 to 1E7 N / m 2 be used. the use of resilient materials makes it possible to achieve the functionality of the spring element already by the choice of material. the spring member may be formed as elastic elevation above the sub ¬ strat the spring element has. a height perpendicular ¬ right to the substrate surface, a width in the longitudinal direction of the conduit element and a length transverse to the longitudinal direction of the conduit element e over the substrate from 10 microns (ym) to 2 millimeters (mm), and preferably has a height of 100 ym to 1 mm. An elaborate geometric design of the spring element is not necessary.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht das Federelement aus elektrisch isolierendem Material. Somit kann das Federelement auch über Bereichen des Substrats angeordnet werden, in denen Leitbahnstrukturen ausgebildet sind. In a further embodiment, the spring element consists of electrically insulating material. Thus, the spring element can also be arranged over regions of the substrate in which conductive track structures are formed.
In einer weiteren Ausgestaltung hat das Federelement eine Oberseite, die im Querschnitt einen bogenförmigen Verlauf aufweist, d.h. die Höhe des Federelements nimmt von den Rand- bereichen zu dem mittleren Bereich des Querschnitts stetig zu. Insbesondere kann die Oberseite des Federelements im Querschnitt betrachtet zumindest in dem mittleren Bereich konvex geformt sein. Die Oberseite ist hierbei die dem Sub¬ strat abgewandte Seite des Federelements. Der bogenförmige Verlauf sorgt für einen räumlich definierten Kontakt zwischen Kontaktfederanordnung und Kontaktaufnahme im verbauten Zustand sowie für einen progressiven Verlauf der Federkraft in Abhängigkeit vom Federweg, d.h. mit zunehmendem Federweg nimmt die Federkraft zu. In a further embodiment, the spring element has an upper side which has an arcuate profile in cross-section, ie the height of the spring element steadily increases from the edge regions to the central region of the cross section. In particular, viewed in cross-section, the upper side of the spring element can be shaped convexly, at least in the middle region. The top is here facing away from the sub ¬ strate side of the spring element. The arcuate profile provides for a spatially defined contact between contact spring assembly and contact in the installed state and for a progressive course of the spring force in Depending on the travel, ie with increasing spring travel, the spring force increases.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Federelement eine Breite auf, die sich mit zunehmendem Abstand vom Substrat stufenförmig verringert. Hierdurch kann eine vom Federweg weitgehend konstante Federkraft erzielt werden. In a further embodiment, the spring element has a width which decreases stepwise with increasing distance from the substrate. As a result, a spring force largely constant spring force can be achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Federelement zumin- dest eine erste Materialschicht und eine über der ersten Ma¬ terialschicht angeordnete zweite Materialschicht auf. Alter¬ nativ können auch mehr als zwei, z.B. drei oder vier Materialschichten verwendet werden. Die Materialschichten können beispielsweise aus demselben elastischen Material hergestellt sein oder es können unterschiedliche Materialien verwendet werden. Alternativ kann auch nur eine der Materialschichten aus elastischem Material bestehen und die andere Material¬ schicht kann aus einem nicht-elastischen Material bestehen. Hierdurch kann eine verbesserte Einstellbarkeit der Feder- kraft erzielt werden. In a further embodiment, the spring element zumin- least a first material layer and above the first Ma ¬ terialschicht disposed second material layer. Alternatively , more than two, eg three or four layers of material can be used. For example, the material layers may be made of the same elastic material or different materials may be used. Alternatively, only one of the material layers may consist of elastic material and the other material ¬ layer may consist of a non-elastic material. As a result, an improved adjustability of the spring force can be achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Kontaktfederanordnung weiterhin einen Halbleiterchip bzw. ein elektronisches Bauelement auf, das auf dem Substrat angeordnet ist, und eine Folienschicht, insbesondere eine elektrisch isolie¬ rende Folienschicht, die auf Teilbereichen des Halbleiter¬ chips bzw. des elektrischen Bauelements und auf Teilbereichen des Substrats angeordnet ist. Die erste Materialschicht oder die zweite Materialschicht des Federelements ist hierbei aus der Folienschicht ausgebildet. Die Folienschicht kann aus be¬ liebigen Thermoplasten, Duroplasten und Mischungen davon bestehen. Vorzugsweise wird eine Folienschicht aus einem Kunst¬ stoffmaterial auf Polyimid (Pi) , Polyethylen (PE) -, Polyphe- nol-, Polyetheretherketon (PEEK)- und/oder Epoxidbasis ver- wendet. Die Folie kann zur Verbesserung der Haftung an der Oberfläche eine Klebeschicht aufweisen. Die Folie kann eine Dicke von 10 ym bis 500 ym haben, vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 25 ym bis 150 ym. Die Verwendung gleicher, im Herstellungsprozess bereits benötigter Materialien, bedeutet eine weitere Kostenersparnis. In a further embodiment further includes the spring contact assembly including a semiconductor chip or an electronic device on which is disposed on the substrate, and a film layer, in particular an electrically isolie ¬ Rende film layer on to part regions of the semiconductor ¬ chips or the electrical component and Subregions of the substrate is arranged. The first material layer or the second material layer of the spring element is in this case formed from the film layer. The film layer may be made of arbitrary ¬ thermoplastics, thermosets, and mixtures thereof. Preferably, a film layer is made of a synthetic material ¬ on polyimide (PI), polyethylene (PE) -, polyphenylene nol-, polyether ether ketone (PEEK) - and / or applies comparable epoxy. The film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface. The film may have a thickness of 10 ym to 500 ym, preferably the thickness of the film is 25 ym to 150 ym. The use of the same, im Production process of already required materials, means a further cost savings.
Das voranstehend bereits erwähnte Leitungselement ist das Element der Kontaktfederanordnung, das einen elektrisch leitfähigen Anschluss an die Kontaktflächen des Substrats und - im verbauten Zustand - den elektrischen Kontakt mit der Kontaktaufnahme herstellt. Hierzu ist das Leitungselement aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. einem Metall aus- gebildet. Als Materialien können alle galvanisch abscheidba¬ ren Metalle verwendet werden. Beispielsweise können Kupfer, Kupfer-Legierungen, Aluminium, Aluminium-Legierungen, Nickel, Nickel-Legierungen, Silber, Silber-Legierungen, Titan, Gold, Zinn oder Schichten mehrerer dieser Materialien verwendet werden, wie z.B. eine Schichtenfolge aus Titan/Kupfer/Nickel/ Gold. Das Leitungselement erstreckt sich in seiner Längsrich¬ tung von der Kontaktfläche über das Federelement. The above-mentioned line element is the element of the contact spring arrangement, which produces an electrically conductive connection to the contact surfaces of the substrate and - in the installed state - the electrical contact with the contact. For this purpose, the line element is formed from an electrically conductive material, for example a metal. All galvanically depositable metals can be used as materials. For example, copper, copper alloys, aluminum, aluminum alloys, nickel, nickel alloys, silver, silver alloys, titanium, gold, tin or layers of several of these materials may be used, such as a layer sequence of titanium / copper / nickel / Gold. The line element extends in its longitudinal direction from the contact surface ¬ over the spring element.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Lei- tungselement aus mindestens einem Bonddraht ausgebildet. Al¬ ternativ kann das Leitungselement auch aus mehreren, also aus zwei oder mehr Bonddrähten ausgebildet sein. Je nach Anzahl der Bonddrähte und der erforderlichen Stromtragfähigkeit der Kontaktfederanordnung kann der Durchmesser des Bonddrahts ausgewählt werden. Beispielsweise können Bonddrähte mit einem Durchmesser von 200 ym bis 300 ym verwendet werden, alterna¬ tiv können jedoch auch Bonddrähte mit größerem oder kleinerem Durchmesser verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Leitungselement aus mindestens einem Flachband ausgebildet. Al¬ ternativ kann das Leitungselement aus zwei oder mehr Flachbändern ausgebildet sein. Das Flachband hat eine Dicke quer zur Substratoberfläche und eine Breite quer zu seiner Längs- richtung. Das Flachband kann beispielsweise eine Dicke quer zur Substratoberfläche von 100 ym bis 300 ym aufweisen, al¬ ternativ können jedoch je nach den technischen Anforderungen auch andere Banddicken verwendet werden. Beispielsweise kön- nen Kupfer oder Aluminium-Flachbänder verwendet werden. Die Breite des Flachbands kann je nach den technischen Erfordernissen gewählt werden. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Leitungselement ein galvanisch abgeschiedenes Metall. Das galvanisch abge¬ schiedene Material kann eine Dicke von 30 ym bis 400 ym auf¬ weisen, vorzugsweise kann das galvanisch abgeschiedene Mate¬ rial eine Dicke von 50 ym bis 200 ym aufweisen. Je nach den technischen Anforderungen können jedoch auch andere Dicken verwendet werden. Durch die Verwendung von Materialien, die im Rahmen der Aufbau- und Verbindungstechnik üblich sind, kann eine besonders kostengünstige Kontaktfederanordnung be¬ reitgestellt werden. According to a further embodiment of the invention, the line element is formed from at least one bonding wire. Al ¬ ternatively, the line element may also be formed of a plurality, that is, two or more bonding wires. Depending on the number of bonding wires and the required current carrying capacity of the contact spring arrangement, the diameter of the bonding wire can be selected. For example, bond wires can be used with a diameter of 200 ym to 300 ym, alterna tively ¬ but also the bonding wires can be used with larger or smaller diameter. In a further embodiment of the invention, the conduit element is formed from at least one flat band. Al ¬ ternatively, the line element may be formed of two or more flat strips. The ribbon has a thickness transverse to the substrate surface and a width transverse to its longitudinal direction. The flat strip may for example have a thickness transverse to the substrate surface of 100 ym to 300 ym, al ¬ ternatively, however, depending on the technical requirements, other strip thicknesses can be used. For example, NEN copper or aluminum flat strips are used. The width of the flat belt can be selected according to the technical requirements. In a further embodiment, the conduit element comprises a galvanically deposited metal. The electrodeposited abge ¬ different material may have a thickness of 30 ym to 400 ym have ¬, preferably, the electrodeposited mate rial ¬ a thickness of 50 ym to 200 ym have. However, other thicknesses may be used depending on the technical requirements. By using materials that are customary in the context of construction and connection technology, a particularly cost-effective contact spring arrangement can be ¬ beitereit.
In einer weiteren Ausgestaltung liegt das Leitungselement flächig auf dem Federelement auf, d.h. über dem Federelement liegt die Unterseite des Leitungselements nicht nur punktuell sondern vollständig auf dem Federelement auf. Hierdurch kann eine besonders gute Stützwirkung durch das Federelement er¬ zielt werden. In a further embodiment, the line element lies flat on the spring element, ie over the spring element, the underside of the line element is not only punctiform but completely on the spring element. In this way, a particularly good support effect by the spring element he be ¬ aims.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Kontaktfederanordnung lediglich ein Federelement und ein Leitungselement auf. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfach herzustel¬ lende Anordnung mit geringem Flächenbedarf. In a further embodiment, the contact spring arrangement has only one spring element and one line element. This is a particularly easy herzustel ¬ loin arrangement with low space requirement.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 8 gelöst. With regard to the method, the object of the invention is achieved by the measures of claim 8.
Demnach wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein Substrat mit mindestens einer Kontaktflä¬ che bereitgestellt wird, ein Federelement auf dem Substrat ausgebildet wird und ein Leitungselement ausgebildet wird, so dass nach dem Ausbilden des Federelements und des Leitungs¬ elements das Leitungselement an der mindestens einen Kontakt¬ fläche und über dem Federelement angeordnet ist. Das System des Federkontakts wird hinsichtlich seiner Funkti¬ onalität in separate Funktionseinheiten zerlegt, nämlich ein Federelement, das die erforderliche Federkraft und -Wirkung bereitstellt, sowie ein Leitungselement, das elektrisch leit- fähig ist und somit die elektrische Kontaktierung ermöglicht. Die beiden separaten Funktionseinheiten können getrennt voneinander mit einfachen und bekannten Methoden realisiert werden. Hierdurch ist eine besonders kostengünstige Herstellung möglich. So kann die Kontaktfederanordnung mit Verfahren her- gestellt werden, die bei der Herstellung von elektronischen Modulen und Leiterplatten üblicherweise verwendet werden. Accordingly, the object of the invention is achieved by a method in which a substrate having at least one Kontaktflä ¬ surface is provided, a spring member is formed on the substrate and a line element is formed so that after forming the spring member and the line ¬ elements the Conduction element on the at least one contact ¬ surface and is arranged above the spring element. The system of the spring contact is separated with regard to its functi ¬ tionality in separate functional units, namely a spring member which provides the required spring force and effect, and a lead member which is electrically conduc- capable, thus allowing the electrical contact. The two separate functional units can be realized separately with simple and known methods. As a result, a particularly cost-effective production is possible. Thus, the contact spring assembly can be manufactured by methods commonly used in the manufacture of electronic modules and circuit boards.
Gemäß einer Ausgestaltung wird das Federelement mittels According to one embodiment, the spring element by means of
Schablonen- oder Siebdrucktechnik auf dem Substrat aufge- bracht, z.B. durch Lotpastendruck oder Lötstop-Lackdruck .Stencil or screen printing technique applied to the substrate, e.g. by solder paste printing or solder resist paint pressure.
Hierzu wird das aufzubringende Material durch eine Gewebeflä¬ che gestrichen. Eine auf der Gewebefläche ausgebildete Schab¬ lone bewirkt, dass das Material in den Bereichen unter der Schablone nicht durch das Gewebe gelangt. Die Verwendung üb- licher Prozesse macht die Herstellung des Federelements be¬ sonders prozesssicher und preiswert. To this end, the material to be deleted by a Gewebeflä ¬ che. An electrode formed on the tissue surface scraping ¬ lone causes the material does not get into the regions under the mask by the tissue. The use of customary processes Licher makes the production of the spring element be ¬ Sonder reliably and inexpensively.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird zum Ausbilden des Federelements ein vorgefertigtes Element auf dem Substrat auf- gebracht. Mittels vorgefertigter Elemente können besonders schmale und hohe Federelemente ausgebildet werden, wodurch eine Kontaktfederanordnung mit geringem Flächenbedarf realisiert werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung ist auf dem Substrat weiterhin ein Halbleiterchip angeordnet und das Ausbilden des Federelements umfasst ein Aufbringen einer Folie auf das Sub¬ strat und auf den Halbleiterchip, und ein Strukturieren der Folie. Die Folie kann auf das Substrat geklebt oder laminiert werden. Bei einer weiteren Ausgestaltung wird die Folie unter Vakuum auflaminiert . Die Folie kann aus beliebigen Thermo¬ plasten, Duroplasten und Mischungen davon bestehen. Vorzugsweise wird eine Folie aus einem Kunststoffmaterial auf Polyi- mid (Pi) , Polyethylen (PE) -, Polyphenol-, Polyetheretherketon (PEEK) - und/oder Epoxidbasis verwendet. Die Folie kann zur Verbesserung der Haftung an der Oberfläche eine Klebeschicht aufweisen. Die Folie kann eine Dicke von 10 ym bis 500 ym aufweisen, vorzugsweise kann die Dicke der Folie 25 ym bis 150 ym betragen. Das Auflaminieren kann z.B. mit einer Vakuumpresse, durch Vakuumtiefziehen, hydraulisches Vakuumpres¬ sen, Vakuumdruckpressen oder ähnliche Laminierverfahren erfolgen, z.B. bei einem Druck von -850 mbar. Das Auflaminieren kann beispielsweise bei Temperaturen von 100°C bis 250°C und einem Druck von 1 bar bis 10 bar erfolgen. Die Strukturierung der Folie kann beispielsweise unter Verwendung von Laserabla- tion oder photochemischen Verfahren erfolgen. Somit kann das Ausbilden des Federelements weitgehend bzw. vollständig in bestehende Prozessabläufe integriert werden. According to a further embodiment, a prefabricated element is applied to the substrate for forming the spring element. By means of prefabricated elements particularly narrow and high spring elements can be formed, whereby a contact spring arrangement can be realized with a small footprint. In a further embodiment, a semiconductor chip is further arranged on the substrate and forming the spring element includes depositing a film on the sub strate and ¬ on the semiconductor chip, and patterning the film. The film can be glued or laminated to the substrate. In a further embodiment, the film is laminated under vacuum. The film may consist of any thermo ¬ plastics, thermosets and mixtures thereof. Preferably, a film of a plastic material on poly mid (Pi), polyethylene (PE), polyphenol, polyetheretherketone (PEEK) and / or epoxy based. The film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface. The film may have a thickness of 10 .mu.m to 500 .mu.m, and the thickness of the film may preferably be 25 .mu.m to 150 .mu.m. The lamination can take place, for example, with a vacuum press, by vacuum deep drawing, hydraulic vacuum pressing , vacuum pressure pressing or similar laminating methods, for example at a pressure of -850 mbar. The lamination can be carried out, for example, at temperatures of 100 ° C to 250 ° C and a pressure of 1 bar to 10 bar. The structuring of the film can be carried out, for example, using laser ablation or photochemical processes. Thus, the formation of the spring element can be largely or completely integrated into existing processes.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Leitungselement während eines Prozessschrittes ausgebildet, mit dem eine elekt¬ risch leitfähige Verbindung zwischen dem Halbleiterchip und dem Substrat hergestellt wird. Die Integration des Verfahrens in bereits existierende Prozessschritte trägt zur Kostenein¬ sparung bei . In another embodiment, the line element is formed during a process step, with a elekt ¬ driven conductive connection between the semiconductor chip and the substrate is produced. The integration of the process into existing process steps contributes to Kostenein ¬ savings.
In weiteren Ausgestaltungen kann das Leitungselement unter Verwendung von galvanischer Abscheidung ausgebildet werden oder das Leitungselement kann mittels eines Bondverfahrens an der mindestens einen Kontaktfläche angeordnet werden, z.B. durch Drahtbonden, insbesondere Dickdrahtbonden, oder Flachbandbonden . In further embodiments, the conducting element can be formed using electrodeposition, or the conducting element can be arranged by means of a bonding process on the at least one contact surface, e.g. by wire bonding, in particular thick wire bonding, or ribbon bonding.
Das Federelement wird in einer Ausgestaltung vor dem Leitungselement ausgebildet. In einer anderen Ausgestaltung wird das Federelement nach dem Leitungselement ausgebildet. Hierzu kann beispielsweise ein nachträglicher Auffüllprozess , ein Underfill-Prozess , verwendet werden, d.h. das Leitungselement wird nachträglich mit einem Material zum Ausbilden des Federelements unterfüllt. Besondere Vorteile erzielt das Verfahren dadurch, dass zur Herstellung der Kontaktfederanordnung herkömmliche Technologien eingesetzt werden können. Insbesondere kann die Kontakt¬ federanordnung mit gleichen Technologien und in den gleichen Prozessschritten hergestellt werden, mit denen auch eine Kon- taktierung von einem oder mehreren auf dem Substrat angeordneten aktiven Halbleiterbauelementen erfolgt. So kann z.B. die Kontaktfederanordnung teilweise oder vollständig mit dem als SIPLIT bekannten Verfahren zum Kontaktieren elektrischer Kontaktflächen ausgebildet werden, wobei die voranstehend be¬ schriebenen Verfahrensschritte zum Aufbringen einer Folie auf das Substrat und zum Strukturieren der Folie verwendet werden können und das Leitungselement in einem Prozessschritt galva¬ nisch ausgebildet wird, in dem auch eine elektrisch leitfähi- ge Verbindung zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Sub¬ strat hergestellt wird. The spring element is formed in an embodiment in front of the line element. In another embodiment, the spring element is formed after the line member. For this purpose, for example, a subsequent filling process, an underfill process can be used, ie the conduit element is subsequently underfilled with a material for forming the spring element. The method achieves particular advantages in that conventional technologies can be used to produce the contact spring arrangement. In particular, the contact ¬ spring arrangement can be made with the same technologies and in the same process steps, with which there is also a contact of one or more arranged on the substrate active semiconductor devices. Thus, for example, the contact spring arrangement can be formed partially or completely with the method known as SIPLIT for contacting electrical contact surfaces, wherein the above-described ¬ method steps for applying a film to the substrate and structuring the film can be used and the conduit element in a process step galva ¬ nisch is formed, in which also an electrically conductive connection between the semiconductor component and the sub ¬ strate is produced.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Mit anderen Worten basiert die Lösung auf dem Prinzip der Zerlegung des Systems Federkontakt in separate Funktionsein¬ heiten (Elastisches Element und elektrisch leitfähiges Ele¬ ment) , welche getrennt voneinander mit bekannten Methoden verbaut werden können. Der wesentliche Vorteil liegt in der kostengünstigen Herstellung begründet. In manchen Fällen werden die genannten Verfahren sowieso schon bei der Herstellung von elektronischen Modulen oder Leiterplatten angewendet. Dies ist insbesondere bei RF-Modul Entwicklungen mit SIPLIT- Technologie der Fall. Somit kann die Kontaktfederanordnung quasi kostenlos ohne zusätzliche Prozessschritte mit herge¬ stellt werden. In other words, the solution is based on the principle of separation of the system into separate spring contact Funktionsein ¬ units (elastic member and electrically conductive ele ment ¬) which can be installed separately from one another by known methods. The main advantage lies in the cost-effective production justified. In some cases, these methods are already used in the production of electronic modules or printed circuit boards anyway. This is especially the case with RF module developments with SIPLIT technology. Thus, the contact spring assembly can be quasi free of charge without additional process steps with herge ¬ provides.
Hierbei wird die Kontaktfederanordnung in zwei Teilschritten nacheinander aufgebaut. Dabei ist das eigentliche Federele¬ ment eine separat erzeugte, elastische Erhebung auf dem Sub¬ strat. Über dieser wird in einem zweiten Teilschritt eine elektrisch leitfähige Leiterbahn erzeugt. Beides zusammen bildet den Federkontakt der Kontaktfederanordnung. Here, the contact spring assembly is constructed in two steps one after the other. Here, the actual Federele ¬ element is a separately produced, elastic elevation on the sub ¬ strat. About this is in a second sub-step a produced electrically conductive trace. Both together form the spring contact of the contact spring arrangement.
Die Technologien zur Ausbildung der Kontaktfederanordnung sind insbesondere Verbindungstechniken aus der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) in der Chip-Industrie, wie z.B. The technologies for forming the contact spring assembly are, in particular, connection and termination techniques (AVT) in the chip industry, e.g.
Drahtbonden (insbesondere Dickdrahtbonden mit einem Drahtdurchmesser von 200 bis 300 ym) , Flachbandbonden, galvanische Umverdrahtung (Dünnschichttechnologien, Lithographie, Seed layer sputtering, Electroplating, seed layer etch) , SIPLIT (Siemens planar interconnect technology) , Schablonen- und Siebdruck Verfahren (z.B. Lotpastendruck, Lötstop-Lackdruck) . Wire bonding (in particular thick wire bonding with a wire diameter of 200 to 300 ym), ribbon bonding, galvanic rewiring (thin-film technologies, lithography, seed layer sputtering, electroplating, seed layer etch), SIPLIT (Siemens planar interconnect technology), stencil and screen printing processes (eg solder paste printing , Solder resist paint pressure).
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine Querschnittsansicht einer Kontaktfe¬ deranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 shows a cross-sectional view of a Kontaktfe ¬ deranordnung according to a first embodiment,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Kon¬ taktfederanordnung von Figur 1, Figur 3 eine Querschnittsansicht der Kontaktfe deranordnung aus Figur 1 in verbautem stand in einer Kontaktaufnahme, 2 is a perspective view of the Kon ¬ clock spring arrangement of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view of the Kontaktfe deranordnung of Figure 1 in verbautem stood in a contact,
Figur 4 ein Flussdiagramm zur Darstellung der FIG. 4 shows a flow chart for the representation of
Prozessreihenfolge eines ersten beispiel¬ haften Herstellungsverfahrens, Figuren 5 und 6 Querschnittsansichten einer Kontaktfederanordnung gemäß dem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel, Process sequence of a first example of a production method ¬, FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of a contact spring arrangement according to the first and a second embodiment,
Figur 7 eine perspektivische Darstellung des Fe¬ derelements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, 7 is a perspective view of the Fe ¬ derelements according to the second embodiment,
Figuren 8 und 9 Querschnittsansichten einer Kontaktfederanordnung gemäß einem dritten und vierten Ausführungsbeispiel , FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to third and fourth embodiments;
Figuren 10 bis 12 Querschnittsansichten einer Kontaktfederanordnung gemäß dem ersten, einem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel, 10 to 12 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to the first, a fifth and sixth embodiments,
Figur 13 ein Flussdiagramm zur Darstellung der FIG. 13 is a flowchart for illustrating the
Prozessreihenfolge eines zweiten bei¬ spielhaften Herstellungsverfahrens , Process order of a second in ¬ play of a production method,
Figur 14 und 15 Querschnittsansichten einer Kontaktfederanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, Figuren 16 bis Ii perspektivische Darstellungen von Kontaktfederanordnungen gemäß einem achten, neunten und zehnten Ausführungsbeispiel. Figures 14 and 15 are cross-sectional views of a contact spring assembly according to a seventh embodiment, Figures 16 to Ii are perspective views of contact spring assemblies according to an eighth, ninth and tenth embodiments.
Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kon- taktfederanordnung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Kontaktfederanordnung weist ein Substrat 100, hier eine Leiterplatte, auf mit einer Grundplatte 110. Weiterhin weist das Substrat 100 auf der Oberseite der Grundplatte eine lei¬ tende Schicht mit einer ersten Kontaktfläche 120, einer zwei- te Kontaktfläche 130 und einer dritte Kontaktfläche 140 auf. Die Kontaktflächen sind aus einem leitenden Material wie z.B, Kupfer ausgebildet. Weiterhin kann das Substrat eine weitere Schicht 150 aufweisen, die z.B. eine Isolationsschicht sein kann und die Teilbereiche der Kontaktflächen und/oder der Grundplatte 110 bedeckt. FIG. 1 shows a schematic cross section through a contact spring arrangement 10 according to a first exemplary embodiment. The contact spring assembly includes a substrate 100, here a printed circuit board to 110. with a base plate Furthermore, the substrate 100 on the upper surface of the base plate a lei ¬ tend layer having a first contact surface 120, a two-th contact surface 130 and a third contact surface 140 on , The contact surfaces are formed of a conductive material such as, copper. Furthermore, the substrate may have a further layer 150, which may be an insulation layer, for example can and covers the portions of the contact surfaces and / or the base plate 110.
Es versteht sich, dass das Substrat 100 noch weitere Kontakt- flächen umfassen kann. Ebenso können auf dem Substrat 100It is understood that the substrate 100 may comprise further contact surfaces. Likewise, on the substrate 100
Halbleiterbauelemente, wie z.B. Transistoren angeordnet sein, die der Einfachheit halber in Figur 1 nicht dargestellt sind. Semiconductor devices, such as Transistors may be arranged, which are not shown in Figure 1 for the sake of simplicity.
Das Substrat 100 weist an der Unterseite der Grundplatte 110 weiterhin eine metallische Schicht 170 auf. Diese kann bei¬ spielsweise eine Kupferschicht sein und zur Herstellung einer Verdrahtungsstruktur dienen. Bei anderen Ausführungsbeispielen gibt es keine metallische Schicht auf der Unterseite. Auf dem Substrat 100 ist ein Federelement 200 angeordnet. Ge¬ mäß Figur 1 ist das Federelement auf der Grundplatte 110 an¬ geordnet, alternativ kann das Federelement jedoch beispiels¬ weise auch teilweise oder vollständig auf einer Kontaktfläche angeordnet sein. Das Federelement 200 liegt flächig auf dem Substrat 100 auf und hat somit eine der Topographie des Sub¬ strats angepasste Unterseite 210. Das Substrat kann eine ebe¬ ne oder gestufte Topographie aufweisen. Weiterhin hat das Fe¬ derelement eine der Unterseite 210 abgewandte Oberseite 220. Das Federelement 200 hat, im Querschnitt betrachtet, eine Hö- he H über dem Substrat 100, die im mittleren Bereich am größten ist und zu den Seiten hin abnimmt. Das Federelement bil¬ det somit über dem Substrat eine Erhebung aus. Beispielsweise kann die Höhe des Federelements 200 im mittleren Bereich 10 Mikrometer bis 2 Millimeter betragen. The substrate 100 furthermore has a metallic layer 170 on the underside of the base plate 110. This can play, be a copper layer at ¬ and used for the production of a wiring structure. In other embodiments, there is no metallic layer on the underside. On the substrate 100, a spring element 200 is arranged. Ge ¬ Mäss Figure 1, the spring element on the base plate 110 is arranged ¬, alternatively, the spring element can, however, also Example ¬ partially or completely arranged on a contact surface to be. The spring element 200 lies flat on the substrate 100 and thus has one of the topography of the sub ¬ strats adapted bottom 210. The substrate may have a ebe ¬ ne or stepped topography. Further, the Fe ¬ derelement one of the bottom 210 facing away from top surface 220. The spring element 200 has, viewed in cross section, a HOE height h above the substrate 100, which is in the central region is largest and decreases towards the sides. The spring element bil ¬ det thus from above the substrate, a survey. For example, the height of the spring element 200 in the central region may be 10 microns to 2 millimeters.
Über dem Federelement 200 ist ein Leitungselement 300 ausge¬ bildet. Das Leitungselement 300 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise einem Metall. Gemäß Figur 1 erstreckt sich das Leitungselement von einem ersten Ende 310, das an der ersten Kontaktfläche 120 angeordnet ist, bis zu einem zweiten Ende 320, das an der zweiten Kontaktfläche 130 angeordnet ist. Das Leitungselement 300 stellt eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der ersten Kontakt- fläche 120 und der zweiten Kontaktfläche 130 bereit. Das Lei¬ tungselement 300 weist in seinem mittleren Bereich zwischen dem ersten Ende 310 und dem zweiten Ende 320 eine größere Hö¬ he über dem Substrat auf als im Bereich der Enden 310 und 320. Das Federelement 200 ist somit zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche 120, 130 und unter dem Leitungselement 300 angeordnet. About the spring element 200, a line element 300 is ¬ forms. The conduit member 300 is made of an electrically conductive material, preferably a metal. As shown in FIG. 1, the conduit member extends from a first end 310 disposed on the first contact surface 120 to a second end 320 disposed on the second contact surface 130. The line element 300 provides an electrically conductive connection between the first contact surface 120 and the second contact surface 130 ready. The Lei ¬ processing element 300 has a larger Hö ¬ he over the substrate in its central region between the first end 310 and second end 320 than in the region of the ends 310 and 320. The spring element 200 is thus between the first and second contact surface 120 , 130 and disposed below the conduit member 300.
Gemäß Figur 1 liegt das Leitungselement 300 nur teilweise auf dem Federelement 200 auf und ist in der Nähe der Kontaktflä¬ chen 120 und 130 von diesem beabstandet. Dieser Abstand ist optional, ebenso kann das Leitungselement ohne Abstand zum Federelement 200 ausgebildet sein. Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Kontaktfe¬ deranordnung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Fe¬ derelement 200 hat die Form eines langgestreckten Formkörpers mit einer Länge L senkrecht zu dem in Figur 1 gezeigten Querschnitt. Der Formkörper kann beispielsweise ein vorgefertig- tes Element sein, das auf das Substrat aufgeklebt wird. Der Formkörper kann ein massives Element sein, oder alternativ kann der Formkörper im Inneren einen oder mehrere Hohlräume aufweisen. Über dem Federelement 200 sind vier Leitungsele¬ mente 300 angeordnet. Die Länge L des Federelements 200 sowie die Anzahl der Leitungselemente 300 können in Abhängigkeit der technischen Anforderungen in einem weiten Bereich variieren. So kann die Länge L z.B. gleich der Höhe H des Federele¬ ments 200 sein, oder die Länge L kann um ein Vielfaches grö¬ ßer sein als die Höhe H des Federelements 200, z.B. um ein Dreifaches, um ein Zehnfaches oder um ein Hundertfaches. Das Federelement kann beispielsweise eine Länge von 500 ym bis zu 20 cm (Zentimetern) haben, z.B. eine Länge von 500 ym bis 5 cm, alternativ kann die Länge des Federelements 200 gleich einer Seitenlänge der Leiterplatte sein. Die Kontaktfederan- Ordnung 10 kann ein einzelnes Leitungselement 300, oder zwei oder mehrere Leitungselemente 300, z.B. 10 oder 100 Leitungs¬ elemente umfassen. Gemäß Figur 2 ist jedes Leitungselement 300 einzeln mit der Kontaktfläche 120 bzw. 130 kontaktiert. Ebenso können jedoch auch mehrere Leitungselemente gemeinsam mit einer Kontaktflä¬ che kontaktiert sein, indem mehrere Leitungselemente ein ge- meinsames Ende aufweisen oder es sind beide Enden mehrerer Leitungselemente als gemeinsame Enden ausgebildet. Die According to Figure 1, the conduit member 300 is only partially on the spring member 200 and is in the vicinity of the Kontaktflä ¬ Chen 120 and 130 spaced therefrom. This distance is optional, as well as the conduit member may be formed without a distance to the spring element 200. Figure 2 shows a perspective view of the Kontaktfe ¬ deranordnung 10 according to the first embodiment. The Fe ¬ derelement 200 has the shape of an elongated shaped body with a length L perpendicular to the cross section shown in Figure 1. The shaped body can be, for example, a prefabricated element which is adhesively bonded to the substrate. The shaped body may be a solid element, or alternatively, the shaped body may have one or more cavities inside. About the spring element 200 four Leitungsele ¬ elements 300 are arranged. The length L of the spring element 200 and the number of line elements 300 may vary within a wide range depending on the technical requirements. Thus, the length L may for example, equal to the height H of the Federele ¬ ments be 200, or the length L may be several times RESIZE ¬ SSER than the height H of the spring element 200, for example to a three times to ten times or a hundred times. The spring element may for example have a length of 500 ym up to 20 cm (centimeters), for example a length of 500 ym to 5 cm, alternatively, the length of the spring element 200 may be equal to one side of the circuit board. The Kontaktfederan- assembly 10 can be a single line element 300, or two or more line elements 300, for example, comprise 10, or 100 line ¬ elements. According to FIG. 2, each line element 300 is contacted individually with the contact surface 120 or 130. However, a plurality of line elements may be contacted together with a Kontaktflä ¬ che equally by a plurality of line elements have a joint end or both ends of a plurality of line elements formed as a common member. The
Schicht 150 ist aus Gründen der Vereinfachung in Figur 2 nicht dargestellt. Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Kontaktfederanordnung aus einem Federelement und einem Leitungselement. Das Leitungselement kann an einer Kon¬ taktfläche angeordnet sein, oder das Leitungselement kann an zwei Kontaktflächen angeordnet sein. Layer 150 is not shown in FIG. 2 for the sake of simplicity. According to a further embodiment, not shown, the contact spring arrangement consists of a spring element and a line element. The line element may be disposed on a Kon ¬ clock area, or the conductor member may be disposed at two contact surfaces.
Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Kontaktfederanord¬ nung 10 sowie einer Kontaktaufnahme 50 zur Erläuterung der Funktionsweise der Kontaktfederanordnung. Die Kontaktaufnahme 50 weist eine Nut 500 mit einer Höhe H2 auf. Die Höhe H2 ist geringer als die Höhe der Kontaktfeder. Beim Einschieben der Kontaktfederanordnung 10 in die Nut 500 wird das Federelement 200 sowie das Leitungselement 300 gestaucht. Im elastischen Material des Federelements 200 wird eine Druckkraft F er¬ zeugt, aufgrund derer eine kraftschlüssige Verbindung zwi- sehen dem Leitungselement 300 und einer oberen elektrisch leitfähigen Kontaktfläche 510 zustande kommt. Ebenso kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der metallischen Schicht 170 der Kontaktfederanordnung 10 und einer unteren Kontaktfläche 520 der Kontaktaufnahme 50. Wenn die un- tere Kontaktfläche 520 aus einem elektrisch leitfähigen Mate¬ rial ausgebildet ist, so kommt es auch hier zu einer leiten¬ den Verbindung. Figure 3 shows a cross-sectional view of the Kontaktfederanord ¬ tion 10 and a contact receptacle 50 for explaining the operation of the contact spring assembly. The contact receptacle 50 has a groove 500 with a height H2. The height H2 is less than the height of the contact spring. When inserting the contact spring assembly 10 into the groove 500, the spring element 200 and the conduit member 300 is compressed. In the elastic material of the spring element 200, a compressive force F er ¬ testifies, due to which a frictional connection between see the line element 300 and an upper electrically conductive contact surface 510 comes about. Likewise, there is a frictional connection between the metallic layer 170 of the contact spring assembly 10 and a lower contact surface 520 of the contact receptacle 50. If the lower contact surface 520 is formed of an electrically conductive Mate ¬ rial, so it comes here to a direct ¬ the connection.
Die Kontaktfederanordnung 10 kann aus der Nut 500 herausgezo- gen werden. Dann kehrt das Federelement 200 wieder in die ur¬ sprüngliche, in Figur 1 gezeigte Form zurück, wobei das Fe¬ derelement 200 auch das Leitungselement 300 wieder in die ur¬ sprüngliche Form zurückdrückt. Die Kontaktfederanordnung 10 kann vorzugsweise in einem Randbereich des Substrats ausgebildet sein, d.h. zwischen mindes¬ tens einem äußeren Rand des Substrats 100 und dem Federele- ment 200 sind keine aktiven Halbleiterbauelemente angeordnet. Hierdurch wird die Einschiebbarkeit der Kontaktfederanordnung 10 in die Kontaktaufnahme 50 verbessert. The contact spring arrangement 10 can be pulled out of the groove 500. Then, the spring member 200 returns to the ur ¬ nal, shown in Figure 1 form, the Fe ¬ derelement 200 and the duct member 300 pushes back in the ur ¬ nal form. The contact spring assembly 10 may preferably be formed in a peripheral region of the substrate, that is ment least an outer edge of the substrate 100 and the Federele- between Minim ¬ 200 no active semiconductor devices are located. As a result, the insertability of the contact spring assembly 10 is improved in the contact 50.
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung der Prozess- reihenfolge eines ersten beispielhaften Verfahrens zur Her¬ stellung einer Kontaktfederanordnung. Figure 4 shows a flow diagram illustrating the process sequence of a first exemplary method for Her ¬ position of a contact spring arrangement.
In einem ersten Verfahrensschritt wird das Substrat 100 mit mindestens einer Kontaktfläche 130 bereitgestellt. Dann wird das Federelement 200 auf dem Substrat 100 ausgebildet. Dies kann mittels verschiedener Techniken erfolgen, die nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 5 bis 9 erläutert werden. In a first method step, the substrate 100 is provided with at least one contact surface 130. Then, the spring member 200 is formed on the substrate 100. This can be done by means of various techniques, which are explained below with reference to FIGS. 5 to 9.
Figur 5 zeigt eine teilweise fertig gestellte Kontaktfederan- Ordnung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung, wobei das Federelement 200 mittels Schablonen- oder Siebdrucktechnik auf dem Substrat 100 aufgebracht ist. Hierzu wird das elastische Material durch eine Gewebefläche mit dar¬ auf angebrachter Schablone gestrichen. Die Schablone bewirkt, dass das Material nur in den nicht schablonierten Bereichen durch das Gewebe und auf das Substrat gelangt. Dort wird das elastische Material verfestigt, z.B. mittels einer Temperung. Die Oberseite 220 des Federelements 200 weist im Querschnitt betrachtet einen bogenförmigen Verlauf auf, d.h. die Höhe des Federelements nimmt von den seitlichen Rändern 230, 240 zu dem mittleren Bereich des Querschnitts stetig zu. Die Ober¬ seite 220 hat im Querschnitt betrachtet einen im Wesentlichen konvexen Verlauf. In der Nähe der seitlichen Ränder 230, 240 ist die Oberseite 220 gemäß Figur 5 jedoch konkav geformt. Dieser Oberflächenverlauf ergibt sich, da das Material in nicht verfestigtem Zustand aufgetragen wird. Durch Verwendung von Materialien mit geeigneter Oberflächenspannung und Viskosität können auch andere Querschnitte des Federelements 200, z.B. flachere oder steilere Flanken erzielt werden, so kann das Federelement beispielsweise auch mit vollständig konvex geformter Oberseite ausgebildet werden. Figur 6 zeigt eine teilweise fertig gestellte Kontaktfederan¬ ordnung 10A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Federelement 200A, das als vorgefertigtes Element auf dem Substrat 100, aufgebracht wurde. Das Substrat 100 ist das in Figur 1 beschriebene Substrat. Die Befestigung des vorgefertigten Elements kann beispielsweise durch Kleben erfolgen. Alternativ kann die Adhäsion des vorgefertigten Elements für eine Befestigung ausreichen. Das Element 200A hat einen konvexen Querschnitt. An den seitlichen Rändern 230A und 240A trifft die Oberseite 220A des Federelements 200A in einem Winkel auf die Unterseite 210A des Federele¬ ments 200A. Gemäß Figur 6 ist der Winkel ein rechter Winkel. Hierdurch kann eine große Federhöhe auf besonders gerin¬ gem Platz erzielt werden. Alternativ kann der Winkel z.B. auch ein spitzer Winkel sein, z.B. kann gelten 5°< <89°. Figure 5 shows a partially finished Kontaktfederan- order 10 according to the first embodiment of the inven ¬ tion, wherein the spring element 200 is applied by means of stencil or screen printing technique on the substrate 100. For this purpose, the elastic material is painted through a fabric surface with dar ¬ on attached stencil. The template causes the material to pass through the tissue and onto the substrate only in the non-stenciled areas. There, the elastic material is solidified, for example by means of a heat treatment. The upper side 220 of the spring element 200, viewed in cross section, has a curved course, ie the height of the spring element increases continuously from the lateral edges 230, 240 to the central region of the cross section. The upper ¬ side 220 has viewed in cross-section a substantially convex course. However, in the vicinity of the lateral edges 230, 240, the upper side 220 according to FIG. 5 is concave-shaped. This surface course results because the material is applied in non-solidified state. By using materials with suitable surface tension and viscosity, other cross sections of the spring element 200, For example, flatter or steeper flanks are achieved, so the spring element can be formed, for example, with a completely convex shaped top. FIG. 6 shows a partially finished contact spring arrangement 10A according to a second exemplary embodiment of the invention with a spring element 200A which has been applied to the substrate 100 as a prefabricated element. The substrate 100 is the substrate described in FIG. The attachment of the prefabricated element can be done for example by gluing. Alternatively, the adhesion of the prefabricated element may be sufficient for attachment. The element 200A has a convex cross section. At the lateral edges 230A and 240A, the top surface 220A of the spring member 200A meets at an angle to the underside 210A of the Federele ¬ ments 200A. According to Figure 6, the angle is a right angle. In this way, a large spring height can be achieved in a particularly low ¬ gem place. Alternatively, the angle may be, for example, an acute angle, for example, 5 ° <<89 °.
Ebenso kann das vorgefertigte Federelement andere Querschnit¬ te aufweisen, z.B. dreieckige oder stufenförmige Querschnit¬ te. Alternativ kann das Federelement als Hohlkörper ausgebil¬ det sein, z.B. als Röhre. Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung des vorgefer¬ tigten Federelements 200A gemäß Figur 6. Das Federelement 200A hat eine planare Unterseite 210A und einen gleichblei¬ benden Querschnitt über die gesamte Länge L des Federelements 200A. Likewise, the prefabricated spring element have other Querschnit ¬ te, for example, triangular or stepped Querschnit ¬ te. Alternatively, the spring element can be ausgebil ¬ det as a hollow body, eg as a tube. Figure 7 shows a perspective view of the vorgefer ¬ saturated spring element 200A as shown in FIG 6. The spring element 200A has a planar bottom surface 210A and a lead equal ¬ reproduced cross-section over the entire length L of the spring member 200A.
Figur 8 zeigt eine teilweise fertig gestellte Kontaktfeder¬ anordnung 10B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Federelement 200B, das aus drei übereinanderliegenden Materialschichten besteht. Das Substrat ist das mit Bezug auf die Figur 1 beschriebene Substrat 100. Die Ma¬ terialschichten können z.B. als Folien nacheinander auf das Substrat aufgebracht und dort strukturiert werden oder sie können als bereits vorgefertigter, strukturierter Stapel auf- gebracht werden. Die Materialschichten können beispielsweise durch Laserablation oder mit photochemischen Verfahren strukturiert werden. Alternativ können auch nur zwei, oder vier oder mehr Materialschichten übereinander angeordnet werden um das Federelement auszubilden. Figure 8 shows a partially finished contact spring ¬ arrangement 10B according to a third embodiment of the invention with a spring element 200B, which consists of three superimposed layers of material. The substrate is the substrate described with reference to Figure 1, 100. The Ma ¬ terialschichten can for example be applied as films successively onto the substrate and patterned there, or they can be used already preformed, structured stack up to be brought. The material layers can be structured, for example, by laser ablation or by photochemical methods. Alternatively, only two, or four or more layers of material can be arranged one above the other to form the spring element.
Gemäß Figur 8 ist eine erste Materialschicht 250B mit einer ersten Breite Bl auf dem Substrat 100 angeordnet. Auf der ersten Materialschicht 250B ist eine zweite Materialschicht 260B mit einer zweiten Breite B2 angeordnet. Eine dritte Ma¬ terialschicht 270B mit einer dritten Breite B3 ist auf der zweiten Materialschicht 260B angeordnet. Die Breiten der Ma¬ terialschichten nehmen von der ersten Materialschicht 250B zur dritten Materialschicht 270B ab, d.h. B1>B2>B3. Das Fe- derelement 200B hat folglich eine Breite, die sich mit zuneh¬ mendem Abstand vom Substrat stufenförmig verringert. According to FIG. 8, a first material layer 250B having a first width B1 is arranged on the substrate 100. On the first material layer 250B, a second material layer 260B having a second width B2 is disposed. A third Ma ¬ terialschicht 270B having a third width B3 is disposed on the second material layer 260B. The widths of the Ma ¬ terialschichten take of the first material layer 250B from the third material layer 270B, ie B1>B2> B3. The Fe derelement 200B thus has a width which gradually decreases with increas shaped ¬ mendem distance from the substrate.
Vorzugsweise haben die Materialschichten 250B, 260B und 270B die gleiche Dicke und bestehen aus dem gleichen Material. Al- ternativ können jedoch auch Folien aus verschiedenen Materialien und/oder mit verschiedenen Dicken beliebig miteinander kombiniert werden. Zumindest eine Materialschicht kann aus elastischem Material ausgebildet sein. Figur 9 zeigt eine teilweise fertig gestellte Kontaktfeder¬ anordnung 10C gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Er¬ findung, wobei weitere Kontaktflächen 180, 190 auf dem mit Bezug auf die Figur 1 beschriebenen Substrat ausgebildet sind. Auf dem Substrat 100 sind weiterhin das mit Bezug auf die Figur 8 beschriebene Federelement 200B sowie ein Halblei¬ terchip 400 angeordnet. Der Halbleiterchip 400 kann an seiner Unterseite z.B. mit dem Substrat 100 verklebt sein. Eine Fo¬ lie 250 ist flächig über dem Substrat und über dem Chip 400 angeordnet. Die Folie 250 ist in Teilbereichen strukturiert, um darunterliegende Bereiche des Chips 400 und des Substrats 100, wie z.B. die Kontaktflächen 180, 190 und Anschlussflä¬ chen 410 und 420 des Chips 400 freizulegen. Die Folie 250 bildet z.B. eine Isolierung für eine in einem späteren Schritt auszubildende Metallisierung. Die Folie 250 ist auch im Bereich des Federelements 200B ausgebildet und bildet dort die Schicht 250B. Das Federelement 200B umfasst weiterhin die Folienschicht 260B und 270B, wie mit Bezug auf Figur 8 be- schrieben. Alternativ könnte die Folie 250 auch die Material¬ schicht 260B oder 270B bilden. Die Folie kann aus beliebigen Thermoplasten, Duroplasten und Mischungen davon bestehen. Vorzugsweise wird eine Folie aus einem Kunststoffmaterial auf Polyimid (Pi) , Polyethylen (PE) -, Polyphenol-, Polyetherether- keton (PEEK)- und/oder Epoxidbasis verwendet. Die Folie kann zur Verbesserung der Haftung an der Oberfläche eine Klebeschicht aufweisen. Die Folie kann eine Dicke von 10 ym bis 500 ym betragen, vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 25 ym bis 150 ym. Die Folie 250 kann z.B. auf das Substrat auf- laminiert und anschließend strukturiert werden. Das Auflami- nieren kann z.B. unter Vakuum mit einer Vakuumpresse, durch Vakuumtiefziehen, hydraulisches Vakuumpressen, Vakuumdruckpressen oder ähnliche Laminierverfahren erfolgen, z.B. bei einem Druck von -850 mbar. Das Auflaminieren erfolgt bei- spielsweise bei Temperaturen von 100°C bis 250°C und einemPreferably, the material layers 250B, 260B and 270B have the same thickness and are made of the same material. Alternatively, however, it is also possible to combine foils of different materials and / or with different thicknesses as desired. At least one layer of material may be formed of elastic material. Figure 9 shows a partially completed contact spring ¬ assembly 10C according to a fourth exemplary embodiment of the invention ¬, wherein further contact surfaces 180 are formed in the manner described with reference to Figure 1, substrate 190th On the substrate 100, the spring member described with reference to Figure 8, 200B and a semiconducting ¬ terchip 400 are further arranged. The semiconductor chip 400 may be adhesively bonded to the substrate 100 on its underside, for example. A foil 250 is arranged flat over the substrate and over the chip 400. The film 250 is patterned in some areas, to expose underlying areas of the chip 400 and the substrate 100, such as the contact surfaces 180, 190 and Anschlussflä ¬ surfaces 410 and 420 of the chip 400th The film 250 forms, for example, an insulation for one in a later Step to be formed metallization. The film 250 is also formed in the area of the spring element 200B and forms the layer 250B there. The spring element 200B further comprises the foil layers 260B and 270B as described with reference to FIG. Alternatively, the film 250 could also form the material ¬ layer 260B or 270B. The film may consist of any thermoplastics, thermosets and mixtures thereof. Preferably, a film of a plastic material on polyimide (Pi), polyethylene (PE), polyphenol, polyetheretherketone (PEEK) - and / or epoxy-based is used. The film may have an adhesive layer to improve adhesion to the surface. The film may have a thickness of 10 .mu.m to 500 .mu.m, preferably the thickness of the film is 25 .mu.m to 150 .mu.m. For example, the film 250 may be laminated to the substrate and then patterned. The laminating can take place, for example, under vacuum with a vacuum press, by vacuum deep drawing, hydraulic vacuum pressing, vacuum pressure pressing or similar laminating methods, eg at a pressure of -850 mbar. The lamination takes place for example at temperatures of 100 ° C to 250 ° C and a
Druck von 1 bar bis 10 bar. Zur besseren Befestigung der Folien kann ein Klebstoff verwendet werden. Die Strukturierung der Folie kann z.B. mittels Laserablation oder photochemischer Verfahren erfolgen. Pressure from 1 bar to 10 bar. For better attachment of the films, an adhesive can be used. The structuring of the film may e.g. done by laser ablation or photochemical methods.
Mit Bezug auf Figur 4 wird in einem nächsten Verfahrens¬ schritt das Leitungselement an der mindestens einen Kontakt¬ fläche des Substrats und über dem Federelement ausgebildet. Dies kann mittels verschiedener Techniken erfolgen, die nach- folgend mit Bezug auf die Figuren 10 bis 12 erläutert werden. With reference to Figure 4 is formed in a next process step ¬ the line element on the at least one contact ¬ surface of the substrate and over the spring element. This can be done by means of various techniques, which will be explained below with reference to FIGS. 10 to 12.
Figur 10 zeigt eine Querschnittsansicht der Kontaktfederan¬ ordnung 10, wobei das Leitungselement 300 mittels eines Bond¬ verfahrens an seinen Enden 310, 320 auf dem Substrat angeord- net wurde. Das Substrat ist das mit Bezug auf die Figur 1 be¬ schriebene Substrat 100. Das Leitungselement 300 kann bei¬ spielsweise aus einem Bonddraht oder einem Flachband beste¬ hen. Das Leitungselement kann z.B. mittels Thermokompressi- onsbonden, Thermosonic-Ball-Wedge-Bonden, Ultraschall-Wedge- Wedge-Bonden oder anderen geeigneten Bondverfahren auf dem Substrat 100 angeordnet werden. Gemäß Figur 10 berührt das Leitungselement 300 das mit Bezug auf Figur 1 beschriebene Federelement 200 nicht. Dies ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr kann das Leitungselement 300 das Federelement 200 teilweise berühren oder flächig auf diesem aufliegen. FIG. 10 shows a cross-sectional view of the contact spring arrangement 10, wherein the conduit element 300 has been arranged on the substrate by means of a bonding method at its ends 310, 320. The substrate is that described with reference to Figure 1 ¬ be required substrate 100. The conduit member 300 can play, of a bonding wire or a flat strip best ¬ hen at ¬. The conduit element can be produced, for example, by means of thermocompression onsbonden, thermosonic ball wedge bonding, ultrasonic wedge-wedge bonding or other suitable bonding method on the substrate 100 are arranged. According to FIG. 10, the conduit element 300 does not touch the spring element 200 described with reference to FIG. However, this is not necessary, but the line member 300 may partially contact the spring element 200 or rest flat on this.
Figur 11 zeigt eine Querschnittsansicht einer Kontaktfeder- anordnung 10D gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Leitungs¬ element 300D mittels galvanischer Abscheidung auf dem Substrat 100 und über dem Federelement 200, welche mit Bezug auf die Figur 1 beschrieben wurden, ausgebildet worden. Hierzu kann zunächst eine Maskenschicht auf dem Substrat ausgebildet werden. Die Maskenschicht wird mit herkömmlichen Verfahren strukturiert, so dass die Maskenschicht in den Bereichen ent¬ fernt wird, in denen das Leitungselement 300D ausgebildet werden soll. Anschließend kann eine dünne metallische Keim- bildungsschicht auf der Deckschicht und in den freigelegtenFIG. 11 shows a cross-sectional view of a contact spring arrangement 10D according to a fifth exemplary embodiment of the invention. In this embodiment, a line ¬ element 300D has been formed by electrodeposition on the substrate 100 and over the spring element 200, which have been described with reference to FIG. 1 For this purpose, first a mask layer can be formed on the substrate. The mask layer is patterned by conventional methods, so that the mask layer in the areas is removed ¬ ent, in which the lead member 300D to be formed. Subsequently, a thin metallic nucleation layer can be formed on the cover layer and in the exposed layers
Bereichen ausgebildet werden. Dies kann z.B. durch physikalisches oder chemisches Abscheiden erfolgen. Beispielsweise kann die Keimbildungsschicht durch physikalische Gasphasenab- scheidung (PVD) oder chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ausgebildet werden. Alternativ kann die Keimbildungsschicht auch flächig über dem Substrat abgeschieden werden und mittels einer Maske in die gewünschte Form strukturiert werden. Nach Entfernen der Maskenschicht verbleibt die Keimbildungs¬ schicht in den Bereichen, in denen das Leitungselement ausge- bildet werden soll und kann durch galvanische Abscheidung mit einer elektrisch leitenden Schicht verstärkt werden, wodurch das Leitungselement 300D entsteht. Das Leitungselement 300D liegt vorzugsweise flächig auf dem Federelement 200 auf. Figur 12 zeigt eine Querschnittsansicht einer Kontaktfeder¬ anordnung 10E gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei das mit Bezug auf die Figur 1 beschriebene Substrat 100 wei¬ tere Kontaktflächen 180, 190 umfasst und auf dem Substrat 100 weiterhin ein Halbleiterchip 400 angeordnet ist. Dieser kann z.B. an seiner Unterseite mit dem Substrat verklebt sein. Die Kontaktfederanordnung 10E umfasst das voranstehend beschrie¬ bene Federelement 200 sowie ein Leitungselement 300E. Die Fo- lie 250, wie sie mit Bezug auf Figur 9 beschrieben wurde, ist teilweise über dem Substrat 100 und über dem Halbleiterchip 400 angeordnet. Die Folie 250 weist zumindest im Bereich der Kontaktflächen 120, 130, 140, 180 und 190 sowie im Bereich der Anschlussflächen 410 und 420 des Halbleiterchips 400 Aus- sparungen auf. Eine metallische Schicht 430E ist über der Fo¬ lie 250 angeordnet und stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlussfläche 410 bzw. 420 des Chips 400 und den Kontaktflächen 180 bzw. 190 des Substrats her. Gemäß die¬ sem Ausführungsbeispiel wird das Leitungselement 300E in dem gleichen Prozessschritt ausgebildet, in dem auch die metalli¬ sche Schicht 430E ausgebildet wird. Die metallische Schicht 430E und das Leitungselement 300E können vorzugsweise aus dem gleichen Material bestehen. Bevorzugt werden die metallische Schicht 430E und das Leitungselement 300E mittels galvani- scher Abscheidung ausgebildet, insbesondere in einem gemeinsamen Prozessschritt, wie voranstehend mit Bezug auf das Lei¬ tungselement 300D in Figur 11 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 200 mittels Sieb¬ druckverfahren ausgebildet und weist eine bogenförmige Ober- seite auf. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann jedoch auch ein Federelement mit einem stufenförmig verjüngten Querschnitt, wie in Figur 9 gezeigt, verwendet werden. In einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel kann das Federelement aus mehreren Schichten bestehen, insbesonde- re kann ein Teilbereich der Folie 250 eine Schicht des Federelements bilden. Be formed areas. This can be done, for example, by physical or chemical deposition. For example, the nucleation layer may be formed by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). Alternatively, the nucleation layer can also be deposited over the substrate in a planar manner and patterned into the desired shape by means of a mask. After removal of the mask layer, the nucleation ¬ layer remains in the areas in which the line element is to be formed and can be reinforced by electrodeposition with an electrically conductive layer, whereby the line element 300D is formed. The line element 300D is preferably flat on the spring element 200. Figure 12 shows a cross-sectional view of a contact spring arrangement ¬ 10E according to a sixth embodiment, wherein the substrate 100 wei ¬ tere contact surfaces 180, 190 described with reference to Figure 1 and comprising on the substrate 100 Furthermore, a semiconductor chip 400 is arranged. This can be glued, for example, on its underside with the substrate. The contact spring assembly 10E includes the above beschrie ¬ bene spring element 200 and a lead member 300E. The film 250, as described with reference to FIG. 9, is partially disposed over the substrate 100 and over the semiconductor chip 400. The film 250 has recesses at least in the region of the contact surfaces 120, 130, 140, 180 and 190 as well as in the region of the connection surfaces 410 and 420 of the semiconductor chip 400. A metallic layer 430E is located above the Fo ¬ lie 250 and provides an electrical connection between the pad 410 and 420 of the chip 400 and the contact surfaces 180 and 190 of the substrate. According to the ¬ sem embodiment, the line element 300E is formed in the same process step in which the metalli ¬ specific layer 430E is formed. The metallic layer 430E and the conductive member 300E may preferably be made of the same material. The metallic layer 430E and 300E the lead member are preferably formed by means of galvanic deposition, in particular in a common process step, as described above with respect to the Lei ¬ processing element 300D in FIG. 11 According to this embodiment, the spring element 200 is formed by means of screen ¬ printing process and has an arcuate top page. In an embodiment not shown, however, a spring element with a step-shaped tapered cross-section, as shown in Figure 9, can be used. In a further embodiment, not shown, the spring element may consist of several layers, in particular a partial region of the film 250 may form a layer of the spring element.
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann alternativ auch das vorgefertigte Federelement 200A mit dem voranstehend beschriebenen Leitungselement 300 kombiniert werden, dass mittels Bondverfahren hergestellt wurde, oder mit dem galvanisch ausgebildeten Leitungselement 300D gemäß Figur 11. Ebenso kann alternativ auch das stufenförmig ver- jüngte Federelement 200B gemäß Figur 8 und 9 mit dem gebonde- ten Leitungselement 300 oder mit dem galvanisch ausgebildeten Leitungselement 300D kombiniert werden. Figur 13 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung der Prozessreihenfolge eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Kontaktfederanordnung. Bei diesem Verfahren wird das Leitungselement vor dem Federelement auf dem Sub¬ strat ausgebildet. In other embodiments, not shown, alternatively, the prefabricated spring element 200A can be combined with the line element 300 described above, which was produced by means of bonding methods, or with the galvanically formed line element 300D according to FIG. 11. Likewise, alternatively, the step-shaped spring element 200A can also be combined. Youngest spring element 200B according to FIGS. 8 and 9 can be combined with the bonded line element 300 or with the galvanically formed line element 300D. FIG. 13 shows a flow chart for illustrating the process sequence of a second exemplary method for producing a contact spring arrangement. In this method, the line element is formed on the sub ¬ strat before the spring element.
Figur 14 zeigt eine Kontaktfederanordnung 10F gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel nach dem Ausbilden eines Lei¬ tungselements 300F über dem mit Bezug auf die Figur 1 be¬ schriebenen Substrat 100. Das Leitungselement 300F kann bei- spielsweise durch ein mit Bezug auf die Figuren 10 bis 12 be¬ schriebenes Verfahren ausgebildet werden, vorzugsweise mit¬ tels Bonden. Das Leitungselement 300F kann aus einem Bond¬ draht oder einem Flachband bestehen. Alternativ kann das Leitungselement ein galvanisch abgeschiedenes Material enthal- ten, indem z.B. das Leitungselement über einer Dummy-Struktur ausgebildet wird und die Dummy-Struktur nachfolgend entfernt wird . Figure 14 shows a contact spring assembly 10F according to a seventh embodiment, after forming a Lei ¬ processing elements 300F above with reference to Figure 1, be ¬ signed substrate 100. The line element 300F can accession example by a with reference to the figures 10 to 12 be ¬ written method are formed, preferably with ¬ tels bonding. The line element 300F may consist of a Bond ¬ wire or ribbon. Alternatively, the line element can contain a galvanically deposited material, for example, by forming the line element over a dummy structure and subsequently removing the dummy structure.
Das Leitungselement 300F kontaktiert die Kontaktflächen 120 und 130 des Substrats 100. Zu diesem Zeitpunkt der Herstel¬ lung verbleibt ein Hohlraum 600 zwischen dem Leitungselement 300F und dem Substrat 100 im Bereich zwischen den Kontaktflächen 120 und 130. In einem nächsten Verfahrensschritt wird wie in Figur 15 ge¬ zeigt, der Hohlraum 600 mit einem elastischen Material zum Ausbilden des Federelements 200F aufgefüllt. Hierzu wird ein nachträglicher Auffüll-Prozess verwendet, wie z.B. ein kapil¬ larer Underfill, bei dem ein fließfähiges Material in den Hohlraum 600 eingebracht wird und diesen aufgrund von Kapil¬ larkräften vollständig füllt. Das fließfähige Material kann dann z.B. durch einen Temperprozess ausgehärtet werden. Die Figuren 16 und 17 zeigen perspektivische Ansichten von Kontaktfederanordnungen 10G und 10H gemäß einem achten und neunten Ausführungsbeispiel. Diese Ausführungsbeispiele ver¬ wenden das voranstehend zu Figur 1 beschriebene Substrat 100. Ein wesentlicher Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen besteht darin, dass das Leitungselement 300G bzw. 300H das Substrat 100 nur auf einer Seite des Federele¬ ments 200 kontaktiert. Das Leitungselement 300G bzw. 300H kontaktiert mit einem ersten Ende 310G bzw. 310H die zweite Kontaktfläche 130 des Substrats 100. Das Leitungselement 300G bzw. 300H erstreckt sich von der zweiten Kontaktfläche 130 bis zu dem höchsten Punkt des Federelements 200. Alternativ kann das Leitungselement auch bis auf die der zweiten Kon¬ taktfläche 130 abgewandte Seite 280 des Federelements rei- chen, ohne das Substrat 100 auf dieser Seite zu berühren oder zu kontaktieren. The line element 300F contacts the contact surfaces 120 and 130 of the substrate 100. At this time, the herstel ¬ lung remains a hollow space 600 between the conduit member 300F and the substrate 100 in the area between the contact surfaces 120 and 130. In a next process step, as shown in Figure 15 ge ¬ shows, the cavity 600 filled with an elastic material for forming the spring element 200F. For this purpose, a subsequent fill-in process is used, such as a capillary underfill ¬ larer in which a flowable material is introduced into the cavity 600 and this completely fills due to Kapil ¬ larkräften. The flowable material can then be cured eg by a tempering process. Figures 16 and 17 are perspective views of contact spring assemblies 10G and 10H according to eighth and ninth embodiments. These embodiments ver ¬ apply the above to FIG 1 described substrate 100. An essential difference from the preceding embodiments is that the line element 300G and 300H 100 contacts the substrate only on one side of Federele ¬ ments 200th The line element 300G or 300H contacts the second contact surface 130 of the substrate 100 with a first end 310G or 310H. The line element 300G or 300H extends from the second contact surface 130 to the highest point of the spring element 200. Alternatively, the line element can also extend to the side facing away from the second Kon ¬ contact surface 130 side 280 of the spring element rich without touching the substrate 100 on this page or to contact.
Bei den Leitungselementen 300G und 300H kann es sich um Bonddrähte, Flachbänder oder galvanisch abgeschiedenes Metall handeln. Ebenso können auch eine andere Anzahl von Leitungs¬ elementen 300G bzw. 300H als in Figur 16 bzw. 17 gezeigt verwendet werden. The conductor elements 300G and 300H can be bonding wires, flat strips or electrodeposited metal. Likewise, a different number of line ¬ elements 300G and 300H can be used as shown in Figure 16 and 17, respectively.
In weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen können die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten und voranstehend erläuterten Kontaktfederanordnungen 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F Leitungselemente verwenden, die das Substrat nur auf einer Seite kontaktieren . Figur 18 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kon¬ taktfederanordnung 101, die aus mehreren Kontaktfederanord¬ nungen 10G auf einem gemeinsamen Substrat 100 besteht. Diese können, wie gezeigt, nebeneinander, d.h. in Längsrichtung der Leitungselemente angeordnet sein. Alternativ können die Kon- taktfederanordnungen auch hintereinander, d.h. entlang einer Linie quer zu der Längsrichtung der Leitungselemente oder beliebig zueinander versetzt angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, andere hier beschriebene Ausführungsbeispiele von Kontaktfederanordnungen zu einer Kombination zu gruppieren, wobei baugleiche oder auch verschiedene Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise können Kontaktfederanordnungen mit verschiede¬ nen Federelementen miteinander kombiniert werden, z.B. Kontaktfederanordnungen mit einem stufenförmig verjüngten Federelement und einem bogenförmigen Federelement. Ebenso können Kontaktfederanordnungen mit verschiedenen Leitungselementen miteinander kombiniert werden, z.B. kann eine Kontaktfederanordnung mit gebondetem Leitungselement mit einer Kontaktfe¬ deranordnung mit galvanisch ausgebildetem Leitungselement kombiniert werden. Alternativ kann auch eine Kontaktfederanordnung, deren Leitungselement nur an einer Kontaktfläche an- geordnet ist mit einer Kontaktanordnung kombiniert werden, bei der das Leitungselement an zwei Kontaktflächen angeordnet ist . In further exemplary embodiments, which are not shown, the contact spring arrangements 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F shown in FIGS. 1 to 4 and described above can use line elements which contact the substrate only on one side. Figure 18 shows a perspective view of a con ¬ clock spring assembly 101, which consists of several Kontaktfederanord ¬ voltages 10G on a common substrate 100th These can, as shown, next to each other, ie be arranged in the longitudinal direction of the line elements. Alternatively, the contact spring arrangements can also be arranged one behind the other, ie along a line transversely to the longitudinal direction of the line elements or offset as desired. Likewise, it is conceivable, other embodiments described here of Contact spring arrangements to group a combination, identical or different embodiments can be combined with each other. For example, contact spring arrangements with different ¬ nen spring elements can be combined with each other, eg contact spring arrangements with a step-shaped tapered spring element and an arcuate spring element. Likewise, contact spring arrangements can be combined with different line elements together, for example, a contact spring arrangement with bonded line element can be combined with a Kontaktfe ¬ deranordnung with galvanically formed line element. Alternatively, a contact spring arrangement whose line element is arranged on only one contact surface can also be combined with a contact arrangement in which the line element is arranged on two contact surfaces.
Wenn mehrere Kontaktfederanordnungen auf einem Substrat ange- ordnet sind, so können diese einen gemeinsamen Anschluss bil¬ den, alternativ können die Kontaktfederanordnungen auch verschiedene Anschlüsse für mehrere Module bzw. Leiterplatten bereitstellen . Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. If a plurality of contact spring arrangements are arranged reasonable on a substrate, these can have a common terminal bil ¬, alternatively, the contact spring arrangements may also provide different connections for a plurality of modules or circuit boards. While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kontaktfederanordnung mit: 1. Contact spring arrangement with:
- einem Substrat (100) mit mindestens einer Kontaktfläche (130),  a substrate (100) having at least one contact surface (130),
- einem Federelement (200) auf dem Substrat (100), und  - A spring element (200) on the substrate (100), and
- einem Leitungselement (300), das an der ersten  a conduit element (300) attached to the first
Kontaktfläche (130) und über dem Federelement (200) Contact surface (130) and over the spring element (200)
angeordnet ist. is arranged.
2. Kontaktfederanordnung nach Patentanspruch 1, bei der 2. Contact spring arrangement according to claim 1, wherein
- das Federelement (200) aus elastischem Material besteht.  - The spring element (200) consists of elastic material.
3. Kontaktfederanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der 3. Contact spring arrangement according to claim 1 or 2, wherein
- das Federelement (200) eine Oberseite (220) hat und die Oberseite (220) im Querschnitt einen bogenförmigen Verlauf aufweist . 4. Kontaktfederanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der  - The spring element (200) has an upper side (220) and the upper side (220) has an arcuate profile in cross section. 4. Contact spring arrangement according to claim 1 or 2, wherein
- das Federelement (200B) einen Breite (Bl, B2, B3) aufweist, die sich mit zunehmendem Abstand vom Substrat (100)  - The spring element (200B) has a width (Bl, B2, B3), which increases with increasing distance from the substrate (100)
stufenförmig verringert. gradually reduced.
5. Kontaktfederanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis5. Contact spring arrangement according to one of the claims 1 to
4. bei der 4. at the
- das Federelement (200) zumindest eine erste Materialschicht (250B) und eine über der ersten Materialschicht (250B) angeordnete zweite Materialschicht (260B) aufweist.  - The spring element (200) at least a first material layer (250B) and over the first material layer (250B) arranged second material layer (260B).
6. Kontaktfederanordnung nach Patentanspruch 5, weiterhin mit6. Contact spring arrangement according to claim 5, further with
- einem Halbleiterchip (400), der auf dem Substrat angeordnet ist, und a semiconductor chip (400) disposed on the substrate, and
- einer Folienschicht (250), die auf Teilbereichen des a film layer (250) which is applied to subregions of the
Halbleiterchips (400) und auf Teilbereichen des Substrats (100) angeordnet ist,  Semiconductor chips (400) and on portions of the substrate (100) is arranged,
- wobei die erste Materialschicht (250B) oder die zweite Materialschicht (260B) aus der Folienschicht (250) ausgebildet ist. - wherein the first material layer (250B) or the second Material layer (260B) of the film layer (250) is formed.
7. Kontaktfederanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, bei der das Leitungselement (300) flächig auf dem 7. contact spring assembly according to one of the claims 1 to 6, wherein the conduit member (300) on the surface
Federelement (200) aufliegt.  Spring element (200) rests.
8. Verfahren zur Herstellung eine Kontaktfederanordnung mit den Schritten: 8. A method of manufacturing a contact spring assembly comprising the steps of:
- Bereitstellen eines Substrats (100) mit mindestens einer Kontaktfläche (130), Providing a substrate (100) with at least one contact surface (130),
- Ausbilden eines Federelements (200; 200F) auf dem Substrat (100), und  Forming a spring element (200; 200F) on the substrate (100), and
- Ausbilden eines Leitungselements (300; 300F) ,  Forming a conduit element (300, 300F),
so dass nach dem Ausbilden des Federelements (200; 200F) und des Leitungselements (300; 300F) das Leitungselement (300; 300F) an der mindestens einen Kontaktfläche (130) und über dem Federelement (200; 200F) angeordnet ist. such that after the formation of the spring element (200; 200F) and the line element (300; 300F) the line element (300; 300F) is arranged on the at least one contact surface (130) and above the spring element (200; 200F).
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, bei dem 9. The method according to claim 8, wherein
- das Federelement (200) mittels Schablonen- oder Siebdruck auf dem Substrat (100) ausgebildet wird.  - The spring element (200) by means of stencil or screen printing on the substrate (100) is formed.
10. Verfahren nach Patentanspruch 8 oder 9, bei dem 10. The method according to claim 8 or 9, wherein
- zum Ausbilden des Federelements (200) eine erste - To form the spring element (200) a first
Materialschicht (250B) auf dem Substrat (100) angeordnet wird und mindestens eine zweite Materialschicht (260B) auf der ersten Materialschicht (250B) angeordnet wird.  Material layer (250B) is disposed on the substrate (100) and at least one second material layer (260B) on the first material layer (250B) is arranged.
11. Verfahren nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei 11. The method according to claim 8 or 9, wherein
- das Leitungselement (300; 300F) vor oder nach dem  the conduit element (300; 300F) before or after
Federelement (200; 200F) ausgebildet wird. Spring element (200, 200F) is formed.
12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, wobei weiterhin ein Halbleiterchip (400) auf dem Substrat (100) angeordnet ist, und bei dem das Ausbilden des 12. The method according to any one of claims 8 to 11, further comprising a semiconductor chip (400) on the substrate (100) is arranged, and wherein the forming of the
Federelements (200) die Schritte umfasst: Spring element (200) comprises the steps:
- Aufbringen einer Folie (250) auf das Substrat (100) und auf den Halbleiterchip (400), und - Applying a film (250) on the substrate (100) and on the semiconductor chip (400), and
- Strukturieren der Folie (250) .  - Structuring the film (250).
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, bei dem 13. The method according to claim 12, wherein
- die Folie (250) unter Vakuum auflaminiert wird. - The film (250) is laminated under vacuum.
14. Verfahren nach Patentanspruch 12 oder 13, bei dem 14. The method according to claim 12 or 13, wherein
- das Leitungselement (300D) während eines Prozessschrittes ausgebildet wird, bei dem eine elektrisch leitfähige  - The line member (300 D) is formed during a process step in which an electrically conductive
Verbindung (430D) zwischen dem Halbleiterchip (400) und dem Substrat (100) hergestellt wird. Connection (430D) between the semiconductor chip (400) and the substrate (100) is produced.
15. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 14, wobei das Leitungselement (300D) unter Verwendung von galvanischer Abscheidung ausgebildet wird. A method according to any one of claims 8 to 14, wherein the conduit member (300D) is formed using electrodeposition.
16. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 13, wobei das Leitungselement (300) mittels eines Bondverfahrens an der mindestens einen Kontaktfläche (130) angeordnet wird. 16. The method according to any one of claims 8 to 13, wherein the conduit member (300) by means of a bonding method on the at least one contact surface (130) is arranged.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI581512B (en) * 2016-01-22 2017-05-01 宏達國際電子股份有限公司 Electrical connector and electronic device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017131077B4 (en) * 2017-12-22 2022-03-24 CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH Method for producing a bonding pad and bonding pad for mounting at least one semiconductor chip on a substrate
DE102020208360B4 (en) * 2020-07-03 2022-03-24 Vitesco Technologies Germany Gmbh Shaped wire, printed circuit board, power electronics and method of manufacturing a printed circuit board

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3114587A (en) * 1961-10-02 1963-12-17 Adolf L Herrmann Flat cables and corresponding connector
DE2449739A1 (en) * 1974-10-19 1976-04-29 Junghans Gmbh Geb Mounting for exchangeable, integrated circuit based blocks - insulating card has aperture fitting over building block and mounting plate
US3977756A (en) * 1975-09-22 1976-08-31 General Motors Corporation Transitional connector for printed circuits
DE2920546A1 (en) * 1978-05-22 1979-11-29 Rogers Corp LOET-FREE CONNECTION OF ELECTRICAL CIRCUIT ELEMENTS
DE3623906A1 (en) * 1986-07-15 1988-01-21 Siemens Ag Hearing aid
US6234820B1 (en) * 1997-07-21 2001-05-22 Rambus Inc. Method and apparatus for joining printed circuit boards
WO2001075969A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Infineon Technologies Ag Electronic component with flexible contact points and method for the production thereof
DE10126296A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-12 Infineon Technologies Ag Production of an electronic component, especially a chip, mounted on a support comprises spraying or casting an elastic material using a spray or casting mold to form elastic material
WO2003023819A2 (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Dow Corning Corporation Apparatus with compliant electrical terminals, and methods for forming same
EP1424749A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-02 Behr GmbH & Co. KG System for establishing an electrical contact with a conductor, in particular for a heating or cooling device for a vehicle
US20050127521A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-16 Axel Brintzinger Electronic component with compliant elevations having electrical contact areas and method for producing it
DE102004057494A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-08 Siemens Ag Metallized foil for surface contact
US20080218799A1 (en) * 2003-12-02 2008-09-11 Super Talent Electronics, Inc. Extended COB-USB With Dual-Personality Contacts

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004030140B3 (en) * 2004-06-22 2006-01-19 Infineon Technologies Ag Flexible contacting device
JP5125314B2 (en) * 2007-08-22 2013-01-23 セイコーエプソン株式会社 Electronic equipment
DE202007017363U1 (en) * 2007-12-11 2008-03-13 CCS Technology, Inc., Wilmington Electrical connector

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3114587A (en) * 1961-10-02 1963-12-17 Adolf L Herrmann Flat cables and corresponding connector
DE2449739A1 (en) * 1974-10-19 1976-04-29 Junghans Gmbh Geb Mounting for exchangeable, integrated circuit based blocks - insulating card has aperture fitting over building block and mounting plate
US3977756A (en) * 1975-09-22 1976-08-31 General Motors Corporation Transitional connector for printed circuits
DE2920546A1 (en) * 1978-05-22 1979-11-29 Rogers Corp LOET-FREE CONNECTION OF ELECTRICAL CIRCUIT ELEMENTS
DE3623906A1 (en) * 1986-07-15 1988-01-21 Siemens Ag Hearing aid
US6234820B1 (en) * 1997-07-21 2001-05-22 Rambus Inc. Method and apparatus for joining printed circuit boards
WO2001075969A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Infineon Technologies Ag Electronic component with flexible contact points and method for the production thereof
DE10126296A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-12 Infineon Technologies Ag Production of an electronic component, especially a chip, mounted on a support comprises spraying or casting an elastic material using a spray or casting mold to form elastic material
WO2003023819A2 (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Dow Corning Corporation Apparatus with compliant electrical terminals, and methods for forming same
EP1424749A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-02 Behr GmbH & Co. KG System for establishing an electrical contact with a conductor, in particular for a heating or cooling device for a vehicle
US20050127521A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-16 Axel Brintzinger Electronic component with compliant elevations having electrical contact areas and method for producing it
US20080218799A1 (en) * 2003-12-02 2008-09-11 Super Talent Electronics, Inc. Extended COB-USB With Dual-Personality Contacts
DE102004057494A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-08 Siemens Ag Metallized foil for surface contact

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI581512B (en) * 2016-01-22 2017-05-01 宏達國際電子股份有限公司 Electrical connector and electronic device

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