電連接結構、連接器及電連接系統的製作方法
2023-06-01 08:19:06 1
專利名稱：電連接結構、連接器及電連接系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一電連接結構、一連接器及一電連接系統；該電連接結構使一室的外側及內側互相電連接，該室被一隔板分隔並且室的內部壓力是被調節的；該連接器與該電連接結構兼容；該電連接系統由該電連接結構及該連接器組成。
背景技術：
通常情況下，在含有集成電路的半導體晶片的製造工藝或類似工藝中使用能使其內部壓力降低至接近真空的真空室或類似物；推薦使用將該真空室或類似物的內外部分電連接的結構。
例如，專利文件1公開了一壓力和氣密端子，其中通路孔設置在由某種複合材料製成的一支承件上，而氣密密封件設在該通路孔與穿過該通路孔的引線之間。
還有，專利文件2公開了一連接端子，其中一孔設置在陶瓷基片上，而一銅薄膜設在該孔與穿過該孔的導線之間。
日本專利公開NO.60-100384[專利文件2]日本專利公開NO.2000-299149然而，根據專利文件1中公開的技術，由於兩個氣密密封層及支承件設在相鄰的各引線之間，因此難於高密度地安排引線成(具有小的間距)。根據專利文件2中公開的技術，由於該銅薄膜比該氣密密封件薄，因此有可能在某種程度上減小這些引線的間距。但因為該引線的預定直徑和存在與該引線及銅薄膜接觸的一銅板層，而難於進一步減小該間距。
在最近幾年中，諸如上述的那些真空室中使用了各種類型的複雜控制器，並且越來越多的導線被用於連接這些室的內外部分。因此，以一較小的間距在這些腔的內部及外部安裝布線是一個挑戰。
鑑於以上情況，本發明的目的是提供；一電連結構，該連接結構可以用比傳統技術更小的間距電連接該室的內外部分；一連接器，該連接器與該電連接結構兼容；和一電連接系統，該系統由該電連接結構及連接器組成。
發明內容
為達到以上目的，本發明提供一電連接結構，該結構電連接一室的外側與內側，該室被一隔板分隔並且其內部壓力是被調節的，該電連接結構具有蓋住該隔板的一孔的一絕緣的基片，其中該絕緣的基片具有連通該室的內側表面與外側表面並用導電材料填充的通孔；和導電墊片，每個導電墊片分布在該室相對應的一個外側表面及內側表面並與該導電材料連接。
本發明的該第一電連接結構具有用該絕緣的基片蓋住的該室的孔，因此能使該室保持高度氣密。該絕緣的基片主要由用導電材料填充的通孔組成，該導電材料相當於專利文件1和2中描述的該引線或導線。然而傳統的技術要求在該引線或導線周圍的氣密密封或銅薄膜。本發明僅需要這些通孔中的該導電材料而不需要任何氣密密封件或銅薄膜。因此，本發明可實現高密度電連接。
還有，為達到以上目的，本發明提供一電連接器，它具有一絕緣的基片，該基片具有形成在一個表面上的一導電層；焊接於該導電層的一個端部的導線；和各彈簧接觸件，該接觸件焊接於該導電層的另一個端部並在它們的端部具有彈性的接頭。
本發明的該電連接器適用於本發明的該電連接結構。當該電連接器的彈性接觸件與該電連接結構中的該絕緣的基片表面上的導電墊片保持壓緊接觸時，可以更可靠地實現電操作。還有，本發明的該連接器使用了通常用於布線的經現場試驗證明的材料，這些材料包括該絕緣的基片；用金屬如銅製成的該導電層，導線，和彈性接頭；以及焊接用的焊接料。當應用於室中如真空室時它們幾乎不釋出氣體並且不會反過來作用於該室中暴露的設備及類似物。該連接器在這方面也適用於該電連接結構。
還有，為達到以上目的，本發明提供一電連接系統，該系統使一室的內部布線與外部布線互相電連接，而該室被一隔板分隔並且其內部壓力是被調節的。該電連接系統具有一絕緣的第一基片，該基片蓋住該隔板的一孔並具有連通該室的內側表面與外側表面並用導電材料填充的通孔；和導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的內側表面及外側表面中的一個上並與該導電材料連接；第一連接器，每個第一連接器具有第二基片，該第二基片的一個表面上形成一導電層，該室的內部布線被焊接於該導電層的一個端部，而彈簧接觸件被焊接於該導電層的另一個端部並且該接觸件的端頭被壓向該導電墊片，該導電墊片分布在該室的內側表面；和第二連接器，每個第二連接器具有第三基片，該第三基片的一個表面上形成一導電層，該室的外部布線被焊接於該導電層的一個端部，而彈簧接觸件被焊接於該導電層的另一個端部並且該接觸件的端頭被壓向該導電墊片，該導電墊片分布在該室的外側表面上。
另外，為達到以上目的，本發明提供一電連接結構，該結構使一室的外側與內側互相電連接，該室被一隔板隔開並且其內部壓力是被調節的，該電連接結構具有一絕緣的基片，該基片蓋住該隔板的一孔，其中該絕緣的基片具有連通該室的外側表面與內側表面並用導電材料填充的通孔；導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的內側表面及外側表面中的一個上並與該導電材料連接；和設置在該室的外側表面及內側表面上並被焊接於相鄰的導電墊片上的接觸件，以構成接觸件對，每個接觸件對被構造用來壓緊一板。
由於具有上述的該電連接結構，這種電連接結構可保持該室的高度氣密。還有，由於設置有壓緊該板(下面描述的該連接器的該絕緣的基片)的成對接觸件，這種電連接結構可形成比上述的電連接結構更密集的布線。
還有，本發明提供與該電連接結構兼容的一連接器，該連接器具有；在兩個表面上都具有導電層的一絕緣的基片；和被焊接於該導電層的導線。
由於這種連接器在該絕緣的基片的每個表面上具有一導電層並且各導體被焊接於該導電層，所以它可完成比上述連接器密度更高的布線。
另外，本發明提供一電連接系統，該系統使一室的內部布線與外部布線互相電連接，該室被一隔板分隔並且該室的內部壓力是被調節的，該電連接系統具有一絕緣的第一基片，該基片蓋住該隔板上的一孔並具有連通該室的內側表面與外側表面並用導電材料填充的通孔；導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的內側表面和外側表面中的一個上並與該導電材料連接；接觸件，該各接觸件設在該室的內側表面與外側表面上並被焊接於相鄰的導電墊片以形成各接觸件對，每個接觸件對被構造來壓緊一板；第一連接器，每個第一連接器具有第二基片，該第二基片每個表面上都有一導電層，而該室的內部布線連接於兩個表面上的該導電層，此處該各導電層被該室內側表面上的該接觸件所壓緊並被連接於該接觸件；和第二連接器，每個第二連接器具有第三基片，該第三基片在兩個表面上都有導電層，而該室的外部布線焊接於該兩個表面上的該導電層，此處該導電層被在該室外側表面上的接觸件所壓緊並被連接於該各個接觸件。這種電連接系統能夠實現比上述的該電連接系統更高密度的布線。
如上所述，本發明能夠保持該室高度氣密並能夠實現高密度的電路布線。
圖1是顯示一極高真空隔板式連接器的正視圖，該連接器設置有根據本發明的電連接結構的實例品；圖2是沿圖1中的A-A線截取的該極高真空隔板式連接器的剖視圖；圖3是沿圖1中的B-B線截取的該極高真空隔板式連接器的剖視圖；圖4是顯示該極高真空隔板式連接器的一陶瓷基片的俯視圖；圖5是要被連接於該極高真空隔板式連接器的一板式連接器的俯視圖；圖6是顯示當從圖5中箭頭C方向所見的該板式連接器的簡圖；圖7是沿圖5中的D-D線截取的該板式連接器的剖視圖；圖8是顯示該極高真空隔板式連接器的該陶瓷基片與該板式連接器之間的連接的簡略圖；圖9是顯示一極高真空隔板式連接器的一陶瓷基片的俯視圖，該連接器裝備有根據本發明第二實施例的一電連接結構；和圖10是顯示圖9的該陶瓷基片與根據本發明第二實施例的板式連接器之間的連接結構的簡略圖。
具體實施例方式
下面將描述本發明的各實施例。
圖1是顯示一極高真空隔板式連接器的正視圖，該連接器設置有根據本發明的電連接結構的一實例，圖2是沿圖1中的A-A線截取的該極高真空隔板式連接器的剖視圖，而圖3是沿圖1中的B-B線截取的該極高真空隔板式連接器的剖視圖。
如圖3中所示，該極高真空隔板式連接器10主要由一法蘭11、一轉接器12及一陶瓷基片13所組成。如圖2中所示，該極高真空隔板式連接器10置於真空室外側以便閉合一隔板100的一孔101。該極高真空隔板式連接器10利用在法蘭11上的4個螺栓孔111連接於該真空室的隔板100以使該隔板100牢固地保持與一密封區域接觸，該密封區域在圖1中以陰影部分來表示，由此使該真空室保持氣密性。
轉接器12具有兩個貫通孔121，而一電源杆122穿過每個通過孔121。電源杆122與貫通孔121之間的間隙用玻璃氣密密封件123填充。電源杆122從真空室的內側及外側被連接於一電源連接器(未示出)以從該真空室的外側向內側供應電源。轉接器12氣密地焊接於法蘭11。
陶瓷基片13在其周邊上具有一釺焊區域131，並且在其內部有一電連接區域132。轉接器12在其中心具有穿過孔124(見圖3)，它大得足以露出陶瓷基片13的電連接區域132。陶瓷基片13的釺焊區域131用一金錫釺焊合金氣密地釺焊於穿過孔124的周邊。
圖4是顯示圖1-3中所示的極高真空隔板式連接器10的陶瓷基片13的俯視圖。為簡化解釋，圖1中所示的釺焊區域131與電連接區域132不加以區別。
大量的導電墊片133兩維地布置在陶瓷基片13的電連接區域132上。僅有陶瓷基片13的一個表面被顯示於圖4中，但相同形狀的各導電墊片133以相同的方式被布置於另一個表面上(與圖4中所示的該頂部表面相對的該底部表面)。
陶瓷基片13具有與各導電墊片133相對應並延伸過陶瓷基片13的通孔134。各通孔134全部地用導電材料填充以使陶瓷基片13密封。圖4中所示的各導電墊片133被連接於相應通孔134中的該導電材料。在與圖4中所示的該頂部表面相對的底部表面上該導電墊片同樣地連接於各通孔134中的該導電材料。因此，陶瓷基片13頂部表面上的各導電墊片被連接於該底部表面上的相應的導電墊片。
順便，各通孔134交替地設置在各導電墊片133的頂部和底部，該導電墊片133在圖4中成水平地布置。這是為防止各通孔彼此靠得太緊而在陶瓷基片13中引起斷裂。
圖5是要被連接於參考圖1-4描述的該極高真空隔板式連接器上的一板式連接器的俯視圖，圖6顯示從圖5中的箭頭C方向看去的該板式連接器，而圖7是沿圖5中的D-D線截取的該板式連接器的剖視圖。然而，一信號線22及彈簧接觸件23沒有被剖。
該板式連接器20具有一陶瓷基片21，布置成一排的大量信號線22，和布置成與這些信號線具有相同方向和間距的彈簧接觸件23。
以和這些彈簧接觸件23相同的間距在陶瓷基片21上切制的槽212，伸展通過陶瓷基片21且開口朝向陶瓷基片21的前邊緣211。各導電型板213在陶瓷基片21的一表面上以與各槽212一一對應的方式緊挨著各槽212後面被形成。每個導電型板213包含一矩形區域213a、細長區域213b和一連接區域213c，連接區域213c連接矩形區域213a與細長區域213b。信號線22的各暴露接頭221被焊接於相應導電型板213的矩形區域213a。彈簧接觸件23被布置在相應的槽212中並用從陶瓷基片21的前邊緣211稍微凸伸的其端頭釺焊於各導電型板213的細長區域213b。
如圖7所示，彈簧接觸件23中間大幅度彎曲以提供彈力。還有，每個彈簧接觸件23具有一彎曲的端頭231，端頭231與圖1-4所示的該極高真空隔板式連接器的陶瓷基片13上相對應的導電墊片133接觸，於是與它電連接。因此，在板式連接器20上彈簧接觸件23的行距與圖4所示的陶瓷基片13上的導電墊片133的行距(在圖4的水平方向上)相同，而在一個板式連接器20上的彈簧接觸件23的數量與圖4中的陶瓷基片13上布置成水平列的導電墊片133的數量(在本例中是10個)相同。
圖8是顯示圖1-4所示的極高真空隔板式連接器的陶瓷基片(見圖4)與圖5-7所示的該板式連接器之間的連接的略圖。
如上所述，圖1-4所示的極高真空隔板式連接器10被定位在靠近該真空室中的隔板的一孔的位置中。如圖8所示，與圖5-7所示的板式連接器20的形狀相同的板式連接器20A(被裝於該真空室中)，從該真空室的內側沿箭頭E的方向被壓向極高真空隔板式連接器10的陶瓷基片13，以將彈簧接觸件23的端頭與陶瓷基片13的一內側表面13a上的相應的導電墊片133a相連。類似地，與圖5-7所示的該板式連接器20相同形狀的板式連接器20B從該真空室的外側沿箭頭F方向被擠壓，以便將彈簧接觸件23的端頭與陶瓷基片13的一外側表面13b上的相應導電墊片133b相連。
如圖4所示，10個導電墊片133被水平布置在該極高真空隔板式連接器的陶瓷基片13上。因此，10個彈簧接觸件23被布置在每個板式連接器20A或20B上的垂直於圖8紙面的方向上。除此以外，5個導電墊片133被垂直地布置在圖4中的陶瓷基片13上。因此，該真空室的內部的每5個板式連接器20A和該真空室外部的板式連接器20B被垂直地安裝，如圖8所示。以這種方法，該真空室的內側及外側的信號線22經該真空室內側的板式連接器20A上的導電型板213、彈簧接觸件23、該極高真空隔板式連接器的陶瓷基片13上的導電層133a、各通孔134中的導電材料、該真空室的外側表面上的導電層133b、該真空室的外側的板式連接器20B上的各彈簧接觸件23以及各導電型板213而被連接。
以這種方法，根據本實施例，該真空室的內、外側經填充陶瓷基片13各通孔的導電材料而相互連接，使得有可能保持該真空室高度氣密和高密度地布置大量的信號線。
其次，將描述本發明的第二實施例。
圖9是顯示一極高真空隔板式連接器的陶瓷基片的俯視圖，該連接器設置有本發明第二實施例一電連接結構。
本發明第二實施例的該極高真空隔板式連接器僅是在陶瓷基片上與上述的第一實施例不同，而因此此處將僅示出和描述該陶瓷基片。還有，為易於理解，與圖4中的陶瓷基片13的那些部件相同的部件用與該陶瓷基片13的那些部件相同的附圖標記來標註，即使在形狀等方面有些不同，只描述其中的差別。
圖9中的陶瓷基片13的電連接區域132在水平方向與圖4中所示的該陶瓷基片上含有一樣多(10個)的導電墊片133，在垂直方向含有的導電熱片密度較高是圖4中(5個導電墊片)的兩倍(10個)。相同數量的導電墊片以相同的間距布置在這個陶瓷基片13的兩個表面上的相應位置處，並且在這個陶瓷基片13的兩個表面上的相應位置處的每對導電墊片經由填充陶瓷基片13的各通孔134的該導電材料而相互連接。這些通孔134交錯地設置在導電墊片133的頂部和底部，各導電墊片133在圖9中水平地布置，這防止了這些通孔134導致陶瓷基片13中的斷裂。
各接觸件135被焊接於圖9中陶瓷基片13上相應的導電墊片133上。將參考圖10來描述各接觸件135。
圖10是顯示圖9中該陶瓷基片與本發明該第二實施例的板式連接器之間的連接的簡略圖。
該圖所示形狀的各接觸件135被焊接於各導電墊片133上，該各導電墊片133位於該真空室的內、外兩側上的陶瓷基片上，每對垂直相鄰的接觸件135在箭頭E或F所示的方向上構成接納一板式連接器20A或20B的一凹形接觸件。然而，就電連接而論，該兩個成對接觸件135彼此是獨立的。
兩個板式連接器20A和20B都具有一陶瓷基片21和信號線22，此處陶瓷基片21具有形成於兩個表面上的導電型板213，而信號線22被設置在陶瓷基片21的兩個表面上，該陶瓷基片21端頭的導線221被焊接於導電型板213。在陶瓷基片21的頂部及底部表面上的導電型板213在電路上彼此是獨立的。
雖然圖10僅示出了接觸件135的一縱列，但根據本實施例，10個接觸件135被布置在圖9中的水平方向(垂直於圖10紙面方向)。因此，一個板式連接器中的一個陶瓷基片21含有10個導電型板213，位於頂部表面和底部表面上的每個導電型板213都垂直於圖10紙面的方向。除此以外，相應地10根信號線22被布置在垂直於圖10紙面的方向上。
根據圖9及10所示的該第二實施例，該真空室的該內、外側經填充陶瓷基片13各通孔的該導電材料互相連接，使得該真空室如同該第一實施例的情況一樣保持高度氣密。除此之外，由於各信號線獨立地安裝於兩個板式連接器20A或20B的陶瓷基片21的頂部表面及底部表面上，這些信號線能以比該第一實施例更高的密度來布置。順便，可增加一外罩，蓋住每對接觸件135，以便把陶瓷基片21用作一導向件並保護各接觸件135。
還有，雖然真空室被作為一個例子來引證，但本發明的該室並不局限於一真空室，它可以是被一隔板分隔的且其內部壓力是被調節的另一種室。例如，它可以是其內部壓力被調節至等於或高於大氣壓力水平的一種室。此外，作為說明性基片，一個例子已描繪了一陶瓷基片，該絕緣基片幾乎不釋出氣體，但亦可用不釋放氣體的其他形式的基片代替。
權利要求
1.一種電連接結構，它使一室的內、外側互相電連接，該室被一隔板分隔且其內部壓力是被調節的，該電連接結構包括一絕緣的基片，它蓋住形成在該隔板上的一孔，其中，該絕緣的基片包含通孔，該通孔連通該室的內、外側表面並被導電材料填充；和導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的內側及外側表面中的一個上並用導電材料連接。
2.一種連接器，它包括一絕緣的基片，該基片具有形成於一個表面上的一導電層；導線，焊接於該導電層的一個端部；和彈簧接觸件，被焊接於該導電層的另一個端部，並且在端頭具有彈性接頭。
3.一電連接系統，它使一室的內部布線與外部布線互相電連接，該室被一隔板分隔且其內部壓力是被調節的，該電連接系統包括一絕緣的第一基片，它蓋住該隔板上的一孔並包含通孔，該通孔連通該室的內側、外側表面並用導電材料加以填充；和導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的內側及外側表面中的一個上並與該導電材料連接；第一連接器，每個第一連接器包含第二基片，其一個表面上形成有一個導電層，該室的該內部布線被焊接於該導電層的一個端部；和彈簧接觸件，該彈簧接觸件被焊接於該導電層的另一個端部且其端頭被壓向該各導電墊片，該各導電墊片分布在該室的內側表面上；和第二連接器，每個該第二連接器包含第三基片，其一個表面上形成有一個導電層，該室的外部布線被焊接於該導電層的一個端部；和彈簧接觸件，該各彈簧接觸件被焊接於該導電層的另一個端部，且其端頭被壓向該各導電墊片，該各導電墊片分布在該室的外側表面上。
4.一種電連接結構，它使一室的外、內側互相電連接，該室被一隔板分隔且其內部壓力是被調節的，該電連接結構包括一絕緣的基片，它蓋住形成在該隔板上的一孔，其中，該絕緣的基片包含使該室的內側及外側表面連通並用導電材料填充的通孔；導電墊片，該各導電墊片分布在該室相應的內側及外側表面中的一個上並與該導電材料連接；和接觸件，該各接觸件被設在該室的該內、外側表面上並被焊接於相鄰的導電墊片以形成接觸件對，每個接觸件對被構造用來壓緊一板。
5.一種連接器，它包括一絕緣的基片，其兩個表面上都具有導電層；和導線，被焊接於該導電層。
6.一種電連接系統，它使一室的內部布線與外部布線互相電連接，該室被一隔板分隔且其內部壓力是被調節的，該電連接系統包含一絕緣的第一基片，它蓋住該隔板中的一孔並包含通孔，連通該室的內側及外側表面並被導電材料填充；導電墊片，每個導電墊片分布在該室相應的該內側及外側表面中的一個上並與該導電材料連接；和接觸件，該接觸件設在該室的內側表面及外側表面上並焊接於相鄰的導電墊片上以形成各接觸件對，每個接觸件對被構造用來壓緊一板；第一連接器，每個第一連接器包含第二基片，其在兩個表面上都具有一導電層；和該室的內部布線，其被焊接於該兩個表面上的導電層上，其中，該導電層被該室內側表面上的各接觸件所壓緊並被連接於相應的接觸件上；和第二連接器，每個該第二連接器包含第三基片，其在兩個表面上都具有一導電層；和被焊接於該兩個表面上的導電層的該室的外部布線，其中該各導電層被該室外側表面上的各接觸件所壓緊並被連接於相應的接觸件。
全文摘要
本發明涉及一電連接系統，它以狹窄間距的布線將一真空室的內、外側電連接。該系統包含一絕緣的第一基片，它蓋住一隔板的一孔並具有用導電材料填充的通孔；導電墊片，它們分布在該室的內側及外側表面上並與該導電材料連接；第一連接器，每個該第一連接器具第二基片，其一個表面上形成有一導電層，該室的內部布線其被焊接於該導電層的一個端部，彈簧接觸件，其被焊接於該導電層的另一個端部且其端部被壓向分布在該室的該內側表面上的該各導電墊片，和第二連接器，它具有與該各第一連接器相同的結構並位於該室的外側。
文檔編號H01R9/16GK1574466SQ20041004752
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月21日 優先權日2003年5月21日
發明者坂本徹馬 申請人:安普泰科電子有限公司