[发明专利]微型连接器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电元件(microelectromechanical device)及其制作方法，且特别涉及一种微型连接器(micro-connector)及其制作方法。

背景技术

一般而言，电子装置中通常会配设连接器，并通过连接器来与插入件电性连接，以使电子装置有较佳的使用效能。然而，随着科技的进步，电子装置朝向轻薄化的趋势发展，以传统模具所制作的连接器塑胶本体以及应用冲压技术所制作的导电端子即不易装设于轻薄化的电子装置中。已知技术即提出一种适于装设于轻薄化电子装置中的微型连接器。其中，微型连接器内设有多个导电端子，而插入件可插置于微型连接器中，并通过这些导电端子来与电子装置电性连接。

值得一提的是，在将插入件插置于微型连接器的过程中，插入件的高插入力(insertion force)容易使得导电端子表面的金属薄层受到磨损，造成插入件与导电端子间容易有接触不良的情况发生，影响插入件与导电端子间电气信号传递时的完整性，进而导致电子装置无法处于正常的工作状态。另一方面，在将插入件插置于微型连接器的过程中，插入件的高插入力亦容易导致微型连接器内的导电端子不当受力而产生弯折破坏的情况(kinking effect)。

此外，另一已知技术是利用等离子体处理(plasma treatment)来控制微型连接器其导电端子的出平面形状(out-of-plane shape)，以使导电端子与插入件间有较佳的正向接触力(normal contact force)，降低了导电端子与插入件间的接触电阻，进而使得导电端子与插入件之间有较佳的电性连接关系。然而，等离子体处理仅能控制结构刚性较差(如材料杨氏系数较小或端子厚度较薄)的导电端子其出平面形状，而不易对结构刚性较佳(如材料杨氏系数较大或端子厚度较厚)的导电端子进行出平面形状控制(out-of-plane shape control)。换言之，已知的微型连接器制作方法无法兼顾导电端子的结构刚性以及导电端子的出平面形状。

另外，以等离子体处理的方式来对导电端子进行出平面形状控制，是在相对低温工艺条件下进行，亦容易造成微型连接器在后工艺上相容性的限制，并降低微型连接器使用的可靠度。

发明内容

本发明提供一种微型连接器，其适于通过静电致动(electrostatic actuation)来使一插入件(inserting element)以零插入力(zero insertion force，ZIF)的方式插置于其上。

本发明提供一种微型连接器的制作方法，其可兼顾悬臂端子(cantilever-terminal)的结构刚性以及悬臂端子的出平面形状。

本发明提供一种微型连接器的制作方法，其具有较佳的制作成品率与使用的可靠度。

本发明提出一种微型连接器，其适于插置一插入件。微型连接器包括绝缘层上硅(silicon on insulator，SOI)基板、至少一第一应力层(stress-layer)、至少一第二应力层以及盖体(cap)。其中，绝缘层上硅基板具有图案化第一硅材料层、第二硅材料层以及图案化绝缘层，图案化绝缘层位于图案化第一硅材料层以及第二硅材料层之间，图案化第一硅材料层具有第一开口以及至少一悬臂端子，图案化绝缘层具有与第一开口对应的第二开口，而悬臂端子是自第一开口一侧的内壁凸出于第二开口的上方。

此外，第一应力层是覆盖于悬臂端子远离第一开口内壁的第一端部上，第二应力层则是覆盖于第一端部以外的悬臂端子以及第一应力层上。其中，覆盖有第一应力层的部分悬臂端子朝向第一方向弯折，而覆盖有第二应力层的部分悬臂端子自第一开口的内壁朝向第二方向弯折。另外，盖体则是配设于绝缘层上硅基板，并覆盖悬臂端子，其中盖体与悬臂端子之间存在一空间，而插入件适于插置在空间，并与悬臂端子相接。

本发明再提出一种微型连接器的制作方法，其包括下列步骤。首先，提供绝缘层上硅基板，绝缘层上硅基板具有第一硅材料层、第二硅材料层以及绝缘层，绝缘层位于第一硅材料层以及第二硅材料层之间。然后，图案化第一硅材料层，以形成图案化第一硅材料层，其中图案化第一硅材料层具有第一开口以及至少一悬臂端子，且第一开口暴露出部分绝缘层。接着，在悬臂端子远离第一开口内壁的第一端部上形成第一应力层。紧接着，在悬臂端子以及第一应力层上形成第二应力层。然后，移除悬臂端子与第二硅材料层之间以及第一开口所暴露出的绝缘层，以在绝缘层形成第二开口，并使悬臂端子悬空。之后，提供盖体，并将盖体组装至绝缘层上硅基板。