CN1654310B - 微连接器、微连接器插座、微组件及其组装和制造方法 - Google Patents
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Abstract
MEMS微连接器包含顺应钳和可偏移连接部件。顺应钳构成为摩擦接合操作探头。可偏移连接部件包含耦连到顺应钳的第一端和构成为偏移从而响应于操作探头与钳的接合解除而接合插座的第二端。
Description
技术领域
本公开总体上涉及MEMS器件，更具体地，涉及无功MEMS微连接器和与其相关的微组件。
背景技术
在包含微-电机械器件(MEM)的微机械器件和微电器件中取得了非比寻常的进涉，该微-电-机械器件包括集成的微机械和微电器件。这里通常使用的术语“微元件”、“微连接器”、“微器件”和“微组件”包含微电元件、微机械元件、MEM元件及其组件。
存在用于将MEM和其它微元件耦连到一起以形成微组件的许多方法和结构。一种方法是，经常称作“拾取和放置”的组件是串联微组件，其中微元件每次以串联方式组装成一个。例如，如果通过将两个微元件耦连到一起形成器件，则使用钳子或者其它放置机构拾取两个微元件之一，并且将其放在其它微元件的理想位置。这些拾取和放置工艺尽管看起来非常简单，但是会存在影响装配时间、生成量和可靠性的障碍。
例如，拾取和放置工艺经常采用具有端部操纵器(effector)的提供有动力的“钳子”，该端部受动器构成为响应于从一体的或者外部的电源接收的能量延伸和/或收缩。然而，结构脆性、日益增加的封装复杂性和由于制动器移位变化引起的不确定性限制了微组装期间采用这种具有动力的钳子的实用性。
因此，本领域所需要的是解决上述问题的MEMS微连接器和与其相关的微装配方法。
发明内容
本发明的目的就是要提供解决上述问题的微连接器、插座以及与之相关的制造、组装方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种微连接器，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：构成为摩擦接合操作探头的顺应钳；和可偏移连接部件，其具有耦连到钳的第一端和构成为偏移从而响应于操作探头从钳的脱离而接合插座的第二端。
根据本发明的另一个方面，提供了一种微连接器插座，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：具有孔的基板，该孔构成为以预接合定位接纳具有顺应钳和耦连到顺应钳上的可偏移连接部件的微连接器；和限定在基板中的可偏移固定器，该固定器构成为：响应于微连接器的最初偏移从静止定位偏离；和通过响应于微连接器的进一步偏移而向着静止定位返回，从而接合微连接器的可偏移连接部件。
根据本发明的又一个方面，提供了一种微组件，包括：具有孔和可偏移固定器的插座；和与插座接合的微连接器，包含：构成为摩擦接合操作探头的顺应钳；和可偏移连接部件，将其构成为响应于操作探头从顺应钳的偏离而偏移，从而使插座可偏移固定器偏移，使得可偏移固定器和可偏移连接部件可以接合；其中插座和微连接器至少之一的部件尺寸不大于1000微米。
根据本发明的再一个方面，提供了一种微连接器、操作探头以及插座的组装方法，所述微连接器、操作探头以及插座具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：摩擦接合微连接器和操作探头，该微连接器具有可偏移的连接部件；通过操作操作探头定位微连接器，使得连接部件接近插座，该插座具有限定孔的可偏移固定器；通过移动操作探头移动可偏移连接部件的一部分穿过孔直到微连接器接触插座；和在微连接器内向着插座移动操作探头，以偏移可偏移连接部件和可偏移固定器，直到允许可偏移固定器的偏移下降，从而微连接器和插座接合。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种包括微连接器、操作探头以及插座的微组件的制造和组装方法，包括：由形成在基板上的层限定微连接器和插座，其中微连接器和插座的至少一个的部件尺寸不大于1000微米；摩擦接合微连接器和操作探头；通过操作操作探头从基板相对于插座定位微连接器；通过操作操作探头向着插座移动微连接器，直到微连接器接触插座；和在微连接器内向着插座移动操作探头，从而微连接器和插座接合；其中：微连接器包含顺应钳和可偏移连接部件；插座包含限定孔的可偏移固定器；微连接器和操作探 头的摩擦接合包含摩擦接合顺应钳和操作探头；从基板相对于插座定位微连接器包含使可偏移连接部件接近插座孔；向着插座移动微连接器包含穿过插座孔移动可偏移连接部件的一部分；和在微连接器内移动操作探头使可偏移连接部件和可偏移固定器偏移，直到允许可偏移固定器的偏移下降，从而接合微连接器和插座。
根据本发明的一个方面，提供了一种微连接器，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：本体；从本体延伸的顺应钳，该顺应钳构成为摩擦接合操作探头；其中，顺应钳包含从本体延伸并且以在其间摩擦接合操作探头的方式分离的至少两个可偏移部件。
前述发明目的能够通过本发明的上述技术方案来实现。
附图说明
当结合附图阅读时，从下面的详细描述可以很好地理解本公开。需要强调的是，根据工业上的标准惯例，各个部件没有按比例示出。实际上，为了讨论清楚，各个部件的尺寸可以任意增大或者缩小。
图1示出了根据本公开技术方案的微细件的一个实施例的部分透视图。
图2a和2b示出了根据本公开技术方案的微组件的一个实施例的中间阶段的透视图。
图3示出了根据本公开技术方案的微连接器的一个实施例的透视图。
图4示出了根据本公开技术方案的微连接器插座的一个实施例的透视图。
图5示出了根据本公开技术方案的操作探测器(manipulation probe)的一个实施例的透视图。
图6示出了根据本公开技术方案的微组件的另一个实施例的透视图。
图7a-c示出了根据本公开技术方案在装配的中间阶段期间微组件的另一个实施例的透视图。
具体实施方式
应理解，下面的公开提供了许多不同的实施例或者实例，用于体现各个实施例的不同部件。下面描述元件和设置的具体例子，以简化本公开。当然，这些仅仅是举例，并不限制本发明。此外，本公开在各个例子中可以重复附图标 记和/或字母。这种重复是为了简化和清楚，自身并不表示所讨论的各个实施例和/或结构之间的关系。此外，本说明书后面出现的在第二部件上或者上方形成第一部件可以包括其中第一和第二部件直接接触形成的实施例，也可以包括其中另外的部件可以插入第一和第二部件之间使得第一和第二部件可以不直接接触的实施例。
参考图1，所示出的是根据本公开的技术方案构成的微组件100的一个实施例的部分透视图。微组件100包含与插座120组装在一起的微连接器110。还示出了空的插座125的部分。在所示实施例中，微连接器110已经组装到插座120上，没有使用具有动力的钳子或者其它制动器。
微连接器110和插座120可以是微米-电-机械系统(MEMS)元件，其具有小于大约1000微米的部件尺寸。微连接器110和插座120还可以是纳米-电-机械系统(NEMS)，其具有小于大约10微米的部件尺寸。本发明通常可以应用于这里描述的微组件的任何微元件。例如，下面描述的微组件100及其它可以包含部件尺寸小于大约1000微米的MEMS元件和/或部件尺寸小于大约10微米的NEMS元件。
插座120、125限定在基板105中或者耦连到基板105，每个都包含固定器130，该固定器130至少在所示的本实施例中包含两个腿140。腿140的一端142耦连到基板105或者固定到基板105，并且另一端144跨越(across)基板105自由移动。端部144具有锥面146，使得在其间插入微连接器110的一部分致使腿140彼此偏离。插座120、125还包含构成的孔150，以接纳微连接器110的一部分以及一个或者多个锚固焊盘155。
微连接器110包含可偏离的连接部件160，其至少在所示的本实施例中包含两个腿170。腿170具有预接合位置，在该预接合位置将其构成为与孔150配合。一旦在孔150内定位，则可以将腿170构成为彼此偏离，以通过相应的插座腿对140接合或者被接合(如图1所示的定位)。在一个实施例中，腿170包含锥面175，以使腿170能够如此偏斜。微连接器110还包含一个或者多个锚固臂180，将锚固臂180构成为停止或者抵接在一个或者多个相应的锚固焊盘155上。
参考图2a和2b，并继续参考图1，所示的是在组装的中间阶段图1所示的微组件100的透视图。在图2a中，微连接器110已经由操作探头210保持。微 连接器110可以包含一个顺应钳(compliant hadle)220，构成得可以当插入操作探头210时偏斜，操作探头210可以具有使其能够通过在一个或者多个方向移动而插入顺应钳220中的轮廓。顺应钳220可以包含两个或者多个部件，构成得可以根据操作探头210的形状而彼此偏离或者相向偏斜。
在微连接器110与操作探头210接合之后，微连接器110可以按照需要与插座120预组装对准而定位。这种定位可以包含相对于基板105移位和/或旋转。例如，在所示实施例中，可以使用操作探头210从与插座120的结构基本平行的结构上除去微连接器110，此后，相对于基板105将微连接器110旋转大约90度，并且在插座120上对准微连接器110。在其它实施例中，可以保持微连接器110和插座120的基本平行，同时操作探头210相对于插座120定位微连接器110。
如图2b所示，可以操作操作探头210，以使微连接器110和插座120彼此接触。如上所述，微连接器110可以包含腿170，将腿170构成为当使微连接器锚固臂180接触插座锚固焊盘155时容纳在插座120中的孔150内。此后，可以进一步向插座120移动操作探头210，从而这种进一步移动会引起微连接器腿170和插座腿140向外偏斜，直到它们彼此接合。然后可以将操作探头210移出钳220，接着基本平行于基板105以从微连接器110上移去探头210，其中微连接器110可以保持与插座120组装在一起。
参考图3，所示的是根据本公开的技术方案构成的微连接器300的一个实施例的透视图。在一个实施例中，微连接器300基本上类以于图1、2a和2b所示的微连接器110。
微连接器300可以限定在单晶硅(SCS)层中，可以具有大约25微米和大约200微米之间的厚度。SCS层可以位于形成在基板305上的牺牲层上方，其中牺牲层可以包括氧化物和/或其它材料，并且可以具有大约1微米和大约30微米的厚度。可以采用一个或者多个深反应离子蚀刻(DRIE)工艺和/或其它工艺从SCS层限定微连接器300。这种制造工艺流程可以包含透过基板305或者其钳部分的背侧DRIE。通过形成在SCS层中的、并且用氮化物和/或其它电绝缘材料填充的沟槽，可以实现平面内的电隔离。
在制造之后和组装之前，从基板305释放微连接器300。这种释放工艺可以采用牺牲层的湿蚀，能够采用49％的HF溶液或者其它化学蚀刻剂。微连接 器300还可以包含限定在SCS层中系绳310，使得微连接器300在释放过程中没有完全从基板305分离。
微连接器300包含钳320，将钳320构成为与操作探头例如图2所示的探头210摩擦接合。在一个实施例中，钳320限定在SCS层中，具有两个或者多个顺应腿330，将顺应腿330构成为响应于操作探头的插入而彼此偏离。由此，钳320可以是顺应钳。腿330可以彼此分离形成，分离距离大约等于操作探头尖部或者构成为由腿330抓住的其它部分的宽度，或者至少稍小于所述宽度。在一个实施例中，这种腿330之间的分离可以在大约25微米和大约300微米之间。尽管不受本公开的范围限制，但是腿330可以具有大约50微米和大约500微米之间的长度。
如所示实施例，每个腿330(或者可能是钳320的一个或者多个其它部分)可以包含一端连接到微连接器本体345且第二端连接到较宽部件350的较窄部件340，构成该较宽部件350以抓住操作探头。每个较窄部件340可以具有大约5微米和大约30微米之间的宽度，每个较宽部件350可以具有在大约10微米和大约100微米之间的宽度。
微连接器300还包含可偏移的连接部件360，连接部件360的至少一个第一端365耦连到钳，有可能如所示实施例通过本体345耦连。连接部件360还包括至少一个第二端367，该第二端367响应于操作探头从钳320脱离而偏移从而与插座接合。一个或者多个第二端367可以包含倒钩、吊钩、唇缘、延伸体、小片和/或其它装置368(下文集中称作倒钩)，用于与插座的边缘、表面或者倒钩接合、匹配或者连接。除了倒钩368之外或者作为倒钩368的替代品，一个或者多个第二端367还可以包含肩或者其它界面装置369(下文集中称作肩)，用于与插座的边缘、表面或者倒钩接合、匹配或连接。
连接部件360可以包含锥面370或者其它装置，用于响应于操作探针从钳320内的保持位置的移位而向外偏移。连接部件360还可以包含孔362，允许在微连接器300固定到插座之后除去操作探头。孔362的宽度大约可以等于操作探头或其尖部的宽度或者至少稍大。微连接器300还可以包含耦连到本体345或者与本体345一体并且延伸到支承平面的一个或者多个锚固臂380，当从钳320向着孔362移动操作探头时，以抵接插座的方式构成肩或者其它类型的界面385。
如上所述，微连接器300还可以包含系绳310，构成系绳310以防止微连接器300从基板305的意外释放。在将微连接器300微组装到其它MEMS或者NEMS元件上之前，可以切断系绳310以从基板305释放微连接器300。这种从基板305除去微连接器300的系绳可以是机械的，例如通过从基板305移动和/或旋转微连接器300，直到系绳310破裂，或者利用探头或者其它物体压和/或划入系绳310。还可以利用电释放微连接器300，例如通过增加流过系绳310的电流，直到系绳310断开，以通过欧姆加热。系绳310可以具有大约5微米和大约30微米之间的宽度。
尽管在所示实施例中未示出，但是当微连接器300与插座完全接合时，微连接器300还可以包含检测装置。例如，界面装置369可以包含闭合插座的锚固焊盘电路的导电触点和成其它装置。在一个实施例中，可以类似地或者选择性地构成连接部件360，以闭合插座上的电路，从而表示微连接器300和插座的接合。
参考图4，所示的是根据本公开的技术方案构成的插座400的一个实施例的透视图。在一个实施例中，插座400基本上类似于图1、2a和2b所示的插座120。插座400在成份和制造上可以基本上类似于图3所示的微连接器300。在一个实施例中，插座400和微连接器300限定在公共基板405上方的公共SCS层中，可以同时形成。
插座400包含一个、两个或者多个可偏移的固定器410。每个固定器410包含一个、两个或者多个腿420。每个腿420包含耦连到基板405的第一端425和构成为在基板405上移动的第二端427。腿420的第二端427在基板405上的移动可以是响应于微连接器的一部分(例如图3所示微连接器300的第二端367)抵接第二端427的锥面428的移动。每个第二端427还可以包含倒钩、吊钩、唇缘、延伸体、小片和/或其它装置429(下文集中称作倒钩)，用于与微连接器的边缘、表面或者倒钩接合、匹配或者交界。
插座400还可以包含与其耦连或者成一体的一个或者多个锚固焊盘440。锚固焊盘440可以构成为当操作探头在微连接器内向着插座400移动时抵抗微连接器的移动(例如，提供行进“停止”)。例如锚固焊盘440可以构成为与图3所示的锚固臂界面385交界。
插座400还可以包含孔450，将孔450构成为在微装配时接纳微连接器的 一部分。例如，可以确定孔450的尺寸以接纳图3所示的微连接器300的端部367。由此，可以将微连接器插入到插座400的孔450中，直到锚固焊盘440停止微连接器移到插座400中，使得操作探头在微连接器内向着插座400的进一步移动致使固定器410偏移并且接着与微连接器接合。
参考图5，所示出的是根据本公开的技术方案、在微装配阶段可以采用的操作探头500的一个实施例的透视图。在一个实施例中，操作探头500基本上类似于图2a和2b所示的操作探头210。操作探头500在成份和制造上基本上类似于图3所示的微连接器300。在一个实施例中，操作探头500和微连接器300(和可能的图4所示的固定器400)限定在公共基板上方的SCS层中，可以同时形成。
在所示实施例中，操作探头500包含从本体部分515延伸的尖部510。尖部510构成为通过微连接器保持，不需要尖部510或者微连接器的动力驱动。例如，尖部510可以构成为插入图3所示的钳320，从而可以利用摩擦力接合钳320的偏移部分例如钳320和尖部510。
操作探头500还可以包含可偏移的传感器部件520。在所示实施例中，传感器部件520为从本体515的周边偏移一段很短的距离(例如大约100微米或者更小)并且从尖部510的末端耦连到本体515的薄部件。以这种方式，当尖部510插入微连接器时，传感器部件520可以偏向本体515。例如，微连接器的一部分可以使传感器部件520偏向本体515。结果，传感器520与本体515的接触可以闭合电路或者给微装配控制器和/或操作器提供对于操作探头500和待接合的微连接器而言尖部515已经插入微连接器足够的距离。操作探头500还可以包含探头焊盘、键合焊盘或者其它触点(下文集中称作触点)530，用于感应传感器部件520与本体515的接触。
参考图6，所示的是根据本公开的技术方案的微组件600的另一个实施例的透视图。该微组件包含微连接器610和一个或者多个插座620。微连接器610在成份和制造上基本上类似于图3所示的微连接器300。然而，微连接器610包含多个可偏移的连接部件630，每个连接部件630都可以基本上类似于图3的可偏移的连接部件160。可以将每个可偏移的连接部件630构成为通过插座620接合或者被接合。微连接器610还包含构成为通过操作探头接合或者被接合的一个或者多个钳640。然而，如所示实施例，微连接器610可以仅包含一个钳 640(或者仅两个钳640，例如需要冗余的话)。即，尽管不是所有的操作探头尖部都可以通过钳640接合，但是每个可偏侈部件630都可以通过相应的操作探头尖部向着插座620的移动而被驱动。
每个插座620都可以基本类似于图4所示的插座400。然而，在一个实施例中，可以将插座620形成为单个、复合插座。
在微连接器610和插座620的微装配期间采用的操作探头可以具有数个与可偏移连接部件630的数量对应的尖部。此外，这种操作探头可以基本上类似于图5所示的操作探头500。然而，在微装配期间也可以采用具有比可偏移连接部件630数量少的尖部的操作探头。例如，在具有多个连接部件630的微连接器610的微装配期间可以采用仅包含一个尖部的操作探头。在一个这样的实施例中，如图6所示，尽管微连接器610包含4个连接部件630，但是采用钳640以操作和定位通过钳640接合的单个操作探头尖部的具有微连接器610。一旦定位，可以采用单个探头尖部以接合微连接器610的连接部件630之一与插座620，例如通过将探头尖部从钳640移开或者移向插座620。此后，可以再次将探头尖部定位到剩余的连接部件630之一中并且再次移向插座620，以接合第二连接部件630与插座620。重复该过程，直到每个连接部件630都与插座620接合。
集中参考图7a-c，示出了根据本公开的技术方案的微组件700的另一个实施例的透视图。微组件700包含基本上平行于基板705定位的两个插座710、在基本上垂直于基板705的方向上组装到插座710的两个微连接器720和在基本上平行于基板705的方向上组装到微连接器720的微连接器730。
每个插座710可以基本上类似于图4所示的插座400，每个微连接器720可以基本上类似于图3所示的微连接器300。然而，微连接器720还可以包含可偏移部件725，每个可偏移部件725可以基本上类似于图3所示的可偏移部件360和/图4所示的固定器410。例如，可以构成部件725以向外偏移，以允许接纳和接合微连接器730的一部分。可以构成部件725以接合从微连接器730延伸的突出部分739。在另一个实施例中，微连接器730可以包含构成为接合从微连接器720延伸的突出部分的可偏移部件。微连接器720可以通过微装配方法组装到插座710，所述微装配方法基本上类似于上面参考图1、2a和2b描述的方法。在这种微装配过程中可以采用的操作探头740可以包含探头尖部745，该探头尖部745具有较宽部分747和较窄部分748。
微连接器730在成份上和制造上可以基本上类似于图3所示的微连接器300。在所示实施例中，微连接器730包含构成为通过操作探头740的尖部745接纳、接合和/或被接合的钳735。钳735可以基本上类似于图3所示的钳320。例如，钳735可以包含可偏移部件737和孔738，孔738构成为接纳和选择性地保持操作探头尖部745的较宽部分747。由此，在一个实施例中，尖部745的较宽部分747的宽度可以大约等于或者至少稍大于孔738的宽度，尖部745的较窄部分748可以大约等于或者至少稍小于孔738的宽度。
在微装配期间，钳735和操作探头尖部745接合，使得可以移动、旋转或者操作操作探头740，以相对于前面组装的微连接器720定位和对准微连接器730，如图7a所示。然后操作探头740可以进一步移向基板705，使得微连接器730和微连接器720完全接合，并且操作探头尖部745可以进一步行进到微连接器730的孔738中，如图7b所示。
在操作探头尖部745的较宽部分747穿过微连接器730之后，如图7b所示，可以基本上平行于基板705移动操作探头740，并且移动穿过微连接器孔738的较宽部分，如图7c所示。
由此，本公开介绍了包含顺应钳和可偏移连接部件的MEMS微连接器。构成该顺应钳以摩擦接合操作探头。可偏移连接部件包含耦连到钳的第一端和构成为偏移、从而响应于操作探头与钳的脱离而接合插座的第二端。
本公开还提供了一种包含基板、基板中的孔和限定在基板中的可偏移固定器的MEMS微连接器，所述孔构成为在预接合定位中接纳微连接器。可偏移固定器构成为响应于微连接器的最初偏移而偏离静止定位，并且还构成为通过响应于微连接器的进一步偏移通过返回静止定位而与微连接器接合。
本公开还提供一种MEMS微组件。在一个实施例中，微组件包含插座和微连接器。插座包含孔和可偏移固定器。微连接器包含构成为摩擦接合操作探头的顺应钳，并且还包含可偏移连接部件，该可偏移连接部件构成为响应于操作探头从顺应钳的偏离而偏移，从而使插座可偏移固定器偏移，使得可偏移固定器和可偏移连接部件可以接合。
根据本公开的技术方案的MEMS微细件的另一个实施例包含第一和第二基本上共平面的插座及第一和第二基本上平行的微连接器，微连接器分别耦连到第一和第二插座。这个实施例还包含组装到第一和第二微连接器并且基本上 平行于第一和第二插座的第三微连接器。通过可偏移连接部件和可偏移固定器的接合还可以实现第一和第二微连接器分别组装到第一和第二插座以及第三微连接器组装到第一和第二微连接器。
本公开还介绍了MEMS元件的组装方法。在一个实施例中，该方法包含摩擦接合微连接器和操作探头，其中微连接器包含可偏移连接部件。通过操作操作探头定位微连接器，使得连接部件接近插座，其中插座包含限定孔的可偏移固定器。通过移动操作探头，可偏移连接部件的一部分移过孔，直到微连接器接触插座。在微连接器内，操作探头移向插座以使可偏移连接部件和可偏移固定器偏移，直到允许可偏移固定器的偏移下降，从而使微连接器和插座接合。
本公开还介绍了MEMS微组件的制造方法。在一个实施例中，该方法包含由形成在基板上的层限定微连接器和插座、摩擦接合微连接器和操作探头以及通过操作操作探头从基板相对于插座定位微连接器。通过操作操作探头，微连接器移向插座，直到微连接器接触插座。操作探头在微连接器内移向插座，从而使微连接器和插座接合。
前面已经总结了几个实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解下面的详细描述。本领域技术人员应理解，可以可靠地使用本公开作为基础，用于设计或者修改其它工艺和结构，以执行与这里介绍的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应理解，这种等效的结构没有离开本公开的精神和范围，在不离开本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改、替代和选择。
Claims (35)
1.一种微连接器，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：
构成为摩擦接合操作探头的顺应钳；和
可偏移连接部件，其具有耦连到钳的第一端和构成为偏移从而响应于操作探头从钳的脱离而接合插座的第二端。
2.权利要求1的微连接器，其中操作探头从钳的脱离包含操作探头从钳移开并且移向连接部件。
3.权利要求1的微连接器，其中连接部件包含构成为响应于所述脱离而移开的两个腿。
4.权利要求3的微连接器，其中两个腿的每一个都包含构成为接合插座的倒钩。
5.权利要求1的微连接器，其中连接部件包含构成为接合插座的相对边缘的相对表面。
6.权利要求1的微连接器，进一步包括可分离地将微连接器耦连到基板的可断开的系绳。
7.权利要求1的微连接器，进一步包括耦连到微连接器的本体并且构成为当连接部件和插座接合时接触插座的锚固臂。
8.权利要求1的微连接器，进一步包括本体，其耦连在钳和连接部件之间从而使得连接部件的第一端通过本体间接地耦连到钳。
9.一种微连接器插座，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：
具有孔的基板，该孔构成为以预接合定位接纳具有顺应钳和耦连到顺应钳上的可偏移连接部件的微连接器；和
限定在基板中的可偏移固定器，该固定器构成为：响应于微连接器的最初偏移从静止定位偏离；和通过响应于微连接器的进一步偏移而向着静止定位返回，从而接合微连接器的可偏移连接部件。
10.权利要求9的微连接器插座，其中固定器包含两个腿，这两个腿构成为响应于微连接器的最初偏移而偏离，并且响应于微连接器的进一步偏移而彼此相向返回。
11.权利要求10的微连接器插座，其中两个腿的每一个都包含倒钩，该倒钩构成为接合微连接器。
12.权利要求9的微连接器插座，进一步包括耦连到固定器的锚固焊盘，并且将其构成为当固定器和微连接器接合时抵接微连接器。
13.一种微组件，包括：
具有孔和可偏移固定器的插座；和
与插座接合的微连接器，包含：构成为摩擦接合操作探头的顺应钳；和可偏移连接部件，将其构成为响应于操作探头从顺应钳的偏离而偏移，从而使插座可偏移固定器偏移，使得可偏移固定器和可偏移连接部件可以接合；
其中插座和微连接器至少之一的部件尺寸不大于1000微米。
14.权利要求13的微组件，其中插座和微连接器平行。
15.权利要求13的微组件，其中插座可偏移固定器包含两个固定器腿，微连接器可偏移连接部件包含两个连接部件腿，其中两个固定器腿构成为响应于两个连接部件腿的偏移而偏移，并且其中两个连接部件腿构成为响应于操作探头从顺应钳的移开而偏移。
16.权利要求15的微组件，其中两个固定器腿的每一个包含构成为接合微连接器的固定器倒钩，并且两个连接部件腿的每一个包含构成为接合插座的连接部件倒钩。
17.权利要求13的微组件，其中插座为第一插座，微连接器为第一微连接器，微组件进一步包含：
类似于第一插座并且与第一插座共面的第二插座；
类似于第一微连接器并且平行于第一微连接器的第二微连接器，第二微连接器组装到第二插座；和
组装到第一和第二微连接器并且平行于第一和第二插座的第三微连接器。
18.权利要求17的微组件，其中第一和第二微连接器每个都包含多个可偏移部件，这些可偏移部件构成为接合从第三微连接器延伸的突出部分。
19.权利要求13的微组件，其中
插座为多个类似插座中的第一插座；
微连接器为多个类似的微连接器中的第一微连接器，每个微连接器都与多个插座中的相应一个接合。
20.权利要求13的微组件，其中微连接器和操作探头中的至少一个包含用于电检测微连接器和操作探头之间接合的装置。
21.权利要求13的微组件，其中微连接器和插座中的至少一个包含用于电检测微连接器和插座之间接合的装置。
22.一种微连接器、操作探头以及插座的组装方法，所述微连接器、操作探头以及插座具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：
摩擦接合微连接器和操作探头，该微连接器具有可偏移的连接部件；
通过操作操作探头定位微连接器，使得连接部件接近插座，该插座具有限定有一孔的可偏移固定器；
通过移动操作探头移动可偏移连接部件的一部分穿过所述孔直到微连接器接触插座；和
在微连接器内向着插座移动操作探头，以偏移可偏移连接部件和可偏移固定器，直到允许可偏移固定器的偏移下降，从而微连接器和插座接合。
23.权利要求22的方法，其中定位微连接器包含在微连接器和插座之间保持平行。
24.权利要求22的方法，进一步包括脱离操作探头和微连接器。
25.权利要求22的方法，其中微连接器和插座各自最初都耦连到基板，该方法进一步包括解除微连接器与基板的系绳。
26.权利要求25的方法，其中在定位微连接器之前解除基板和微连接器的系绳。
27.权利要求25的方法，其中解除系绳包含机械断开耦连微连接器和基板的系绳。
28.权利要求25的方法，其中解除系绳包含电断开耦连微连接器和基板的系绳。
29.一种包括微连接器、操作探头以及插座的微组件的制造和组装方法，包括：
由形成在基板上的层限定微连接器和插座，其中微连接器和插座的至少一个的部件尺寸不大于1000微米；
摩擦接合微连接器和操作探头；
通过操作操作探头从基板相对于插座定位微连接器；
通过操作操作探头向着插座移动微连接器，直到微连接器接触插座；和
在微连接器内向着插座移动操作探头，从而微连接器和插座接合；
其中：
微连接器包含顺应钳和可偏移连接部件；
插座包含限定有一孔的可偏移固定器；
微连接器和操作探头的摩擦接合包含摩擦接合顺应钳和操作探头；
从基板相对于插座定位微连接器包含使可偏移连接部件接近插座的所述孔；
向着插座移动微连接器包含穿过插座的所述孔移动可偏移连接部件的一部分；和
在微连接器内移动操作探头使可偏移连接部件和可偏移固定器偏移，直到允许可偏移固定器的偏移下降，从而接合微连接器和插座。
30.权利要求29的方法，其中从基板相对于插座定位微连接器包含在微连接器和插座之间保持平行。
31.权利要求29的方法，其中从基板相对于插座定位微连接器包含相对于插座旋转微连接器，以便垂直于插座定位微连接器。
32.权利要求29的方法，其中微连接器包含耦连到基板的系绳，该方法进一步包括在微连接器和操作探头接合之后切断系绳。
33.一种微连接器，具有不大于1000微米的部件尺寸，包括：
本体；
从本体延伸的顺应钳，该顺应钳构成为摩擦接合操作探头；
其中，顺应钳包含至少两个可偏移部件，所述可偏移部件从本体延伸并且以在其间摩擦接合操作探头的方式分离。
34.权利要求33的微连接器，进一步包括从本体超越顺应钳延伸的至少一个锚固臂，使得操作探头从顺应钳内的接合部分在远离本体的方向上移动解除了操作探头与顺应钳的接合。
35.权利要求33的微连接器，进一步包括从本体延伸并且具有超出顺应钳的端点的延伸体，该延伸体在该端点和顺应钳之间形成开口，使得操作探头从顺应钳内的接合部分向着开口移动解除了操作探头与顺应钳的接合。
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| US7647848B2 (en) * | 2005-11-29 | 2010-01-19 | Drexel University | Integrated system for simultaneous inspection and manipulation |
| US7605377B2 (en) * | 2006-10-17 | 2009-10-20 | Zyvex Corporation | On-chip reflectron and ion optics |
| CN101335984B (zh) * | 2007-06-25 | 2011-11-16 | 华为技术有限公司 | 家用微型基站接入控制方法及系统 |
| US8706243B2 (en) | 2009-02-09 | 2014-04-22 | Rainbow Medical Ltd. | Retinal prosthesis techniques |
| US8428740B2 (en) | 2010-08-06 | 2013-04-23 | Nano-Retina, Inc. | Retinal prosthesis techniques |
| US8442641B2 (en) | 2010-08-06 | 2013-05-14 | Nano-Retina, Inc. | Retinal prosthesis techniques |
| US8150526B2 (en) * | 2009-02-09 | 2012-04-03 | Nano-Retina, Inc. | Retinal prosthesis |
| US8718784B2 (en) | 2010-01-14 | 2014-05-06 | Nano-Retina, Inc. | Penetrating electrodes for retinal stimulation |
| US8571669B2 (en) | 2011-02-24 | 2013-10-29 | Nano-Retina, Inc. | Retinal prosthesis with efficient processing circuits |
| WO2012162798A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Micro-nano tools with changeable tips for micro-nano manipulation |
| US9370417B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-06-21 | Nano-Retina, Inc. | Foveated retinal prosthesis |
| US9474902B2 (en) | 2013-12-31 | 2016-10-25 | Nano Retina Ltd. | Wearable apparatus for delivery of power to a retinal prosthesis |
| US9331791B2 (en) | 2014-01-21 | 2016-05-03 | Nano Retina Ltd. | Transfer of power and data |
| WO2018050965A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Aalto University Foundation Sr | An accelerometer device and method for manufacturing the accelerometer device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0490530A2 (en) * | 1990-11-29 | 1992-06-17 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Flexible circuit board |
| US5774956A (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-07 | Michaels Of Oregon Co. | High-security buckle |
| US6398280B1 (en) * | 2000-05-11 | 2002-06-04 | Zyvex Corporation | Gripper and complementary handle for use with microcomponents |
| US6561725B1 (en) * | 2000-08-21 | 2003-05-13 | Zyvex Corporation | System and method for coupling microcomponents utilizing a pressure fitting receptacle |
| US6672795B1 (en) * | 2000-05-11 | 2004-01-06 | Zyvex Corporation | System and method for coupling microcomponents |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4963748A (en) * | 1988-06-06 | 1990-10-16 | Arizona Technology Development Corporation (Atdc) | Composite multipurpose multipole electrostatic optical structure and a synthesis method for minimizing aberrations |
| US5122663A (en) * | 1991-07-24 | 1992-06-16 | International Business Machine Corporation | Compact, integrated electron beam imaging system |
| SE9500849D0 (sv) * | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Pharmacia Ab | Methods for the manufacturing of micromachined structures and micromachined structures manufactured using such methods |
| US5963788A (en) * | 1995-09-06 | 1999-10-05 | Sandia Corporation | Method for integrating microelectromechanical devices with electronic circuitry |
| JP2796622B2 (ja) | 1996-03-07 | 1998-09-10 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 微細加工方法および微細加工構造物 |
| US6219254B1 (en) * | 1999-04-05 | 2001-04-17 | Trw Inc. | Chip-to-board connection assembly and method therefor |
| US6428713B1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-08-06 | Delphi Technologies, Inc. | MEMS sensor structure and microfabrication process therefor |
| US6300156B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-09 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Process for fabricating micromechanical devices |
| AU2002224125A1 (en) | 2001-11-29 | 2003-06-10 | Aoi Electronics., Co., Ltd | Nano gripper and method of manufacturing the nano gripper |
| US6745567B1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-06-08 | Zyvex Corporation | System and method for positional movement of microcomponents |
| US6762116B1 (en) * | 2002-06-12 | 2004-07-13 | Zyvex Corporation | System and method for fabricating microcomponent parts on a substrate having pre-fabricated electronic circuitry thereon |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0490530A2 (en) * | 1990-11-29 | 1992-06-17 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Flexible circuit board |
| US5774956A (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-07 | Michaels Of Oregon Co. | High-security buckle |
| US6398280B1 (en) * | 2000-05-11 | 2002-06-04 | Zyvex Corporation | Gripper and complementary handle for use with microcomponents |
| US6672795B1 (en) * | 2000-05-11 | 2004-01-06 | Zyvex Corporation | System and method for coupling microcomponents |
| US6561725B1 (en) * | 2000-08-21 | 2003-05-13 | Zyvex Corporation | System and method for coupling microcomponents utilizing a pressure fitting receptacle |
Non-Patent Citations (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAIWEI LAB CO.,LTD. Free format text: FORMER OWNER: CEWY INC. Effective date: 20080425 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20080425 Address after: Texas in the United States Applicant after: Zyvex Corp. Address before: Texas in the United States Applicant before: Zyvex Corp. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120104 Termination date: 20170207 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |