マイクロアセンブリ用のソケット
【課題】 互いに結合して組立することが容易なマイクロコンポーネントを提供する。
【解決手段】複数のコンポーネントを結合し組立たマイクロアセンブリ１００は、レセプタクル１２０，１２５とマイクロコネクタ１１０とからなる。レセプタクルは４本の脚部１４０と、アンカーパッド１５５と、アパーチャ１５０とからなり、脚部１４０は基板１０５と端部１４２で結合しもう一方の端部１４４は基板面に平行に移動できる片持ち梁であってマイクロコネクタの連結部材１６０の脚部１７０を受け入れこれを挟み込む。アンカーパッドはマイクロコネクタのアンカーアーム１８０のストッパとなる。アパーチャはマイクロコネクタの一部分を受け入れる。マイクロコネクタ１１０は脚部１７０を有する連結部材１６０を含み、連結部材は片持ち梁であってレセプタクルに挿入されるとレセプタクルの脚部１４０と係合し互いに弾性力で保持し合う。
【解決手段】複数のコンポーネントを結合し組立たマイクロアセンブリ１００は、レセプタクル１２０，１２５とマイクロコネクタ１１０とからなる。レセプタクルは４本の脚部１４０と、アンカーパッド１５５と、アパーチャ１５０とからなり、脚部１４０は基板１０５と端部１４２で結合しもう一方の端部１４４は基板面に平行に移動できる片持ち梁であってマイクロコネクタの連結部材１６０の脚部１７０を受け入れこれを挟み込む。アンカーパッドはマイクロコネクタのアンカーアーム１８０のストッパとなる。アパーチャはマイクロコネクタの一部分を受け入れる。マイクロコネクタ１１０は脚部１７０を有する連結部材１６０を含み、連結部材は片持ち梁であってレセプタクルに挿入されるとレセプタクルの脚部１４０と係合し互いに弾性力で保持し合う。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
統合されたマイクロ機械装置やマイクロ電子装置を含むマイクロ機械装置およびマイクロ電子装置（ＭＥＭｓ：ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓを含む）では驚くべき進歩がなされてきている。「マイクロコンポーネント」、「マイクロコネクタ」、「マイクロ装置」、および「マイクロアセンブリ」という用語は本明細書では総称的に使用され、マイクロ電子コンポーネント、マイクロ機械コンポーネント、ＭＥＭｓコンポーネント、およびそれらのアセンブリを包含するものである。
【０００２】
ＭＥＭｓと他のマイクロコンポーネントとを結合してマイクロアセンブリを形成する多くの方法と構造が存在する。このような方法の１つは、「ピック・アンド・プレイス」としてしばしば言及される連続マイクロアセンブリで、マイクロコンポーネントが１つずつ連続的な方法で組み立てられる。例えば、２つのマイクロコンポーネントを結合することによって装置が形成される場合、グリッパー若しくは他の位置付け機構を使用して、前記２つのマイクロコンポーネントの１つをピックアップして、前記別のマイクロコンポーネントの望ましい位置に配置する。これらのピック・アンド・プレイス工程は、非常に容易に見えるが、アセンブリ時間、処理能力、および信頼性に影響するような障害が存在する。
【０００３】
例えば、ピック・アンド・プレイス工程はしばしば、電動「グリッパー」を使用し、この電動グリッパーは統合若しくは外部電源から受け取るエネルギーに応えて、拡大および／または縮小するように構成されたエンドエフェクタを有する。しかしながら、構造的な脆弱さ、増加した実装の複雑さ、およびアクチュエータの移動による変動性から生じる不確実性のために、マイクロアセンブリ中のそのような電動グリッパーの使用の実践的な実用性が限定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
以下の開示は様々な実施形態の異なった機能を実施するために、多くの異なった実施形態若しく実施例を提供していることは理解されるべきである。本開示を単純化して、コンポーネントおよび配列の特定の実施例を以下に図示する。これらは、もちろん、単なる実施例であって限定することを目的としたものではない。また、本開示では参照番号および／または文字が前記様々な実施例で繰り返されることがある。この繰返しは、単純化と明快さのためであり、それ自体で、説明する前記様々な実施形態および／または構成間の関係を示すものではない。さらに、以下の説明において、第２の機能の一面若しくは上の第１の機能の形成は、第１および第２の機能が直接的な接触で形成される実施形態を含んでもよく、第１および第２の機能が直接的に接触しないように第１および第２の機能との間に介入する追加機能が形成される実施形態を含んでもよい。
【０００５】
図１は、本開示の観点に従って構築されたマイクロアセンブリ１００の１実施形態の部分を斜視図で示している。前記マイクロアセンブリ１００は、レセプタクル１２０に組み立てられたマイクロコネクタ１１０を含む。未占有レセプタクル１２５の部分も示している。前記図示された実施形態では、電動グリッパー若しくその他のアクチュエータを使用せずに、前記マイクロコネクタ１１０が前記レセプタクル１２０に組み立てられている。
【０００６】
前記マイクロコネクタ１１０および前記レセプタクル１２０は、約１０００マイクロン未満の機能寸法を有するマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）コンポーネントでもよい。前記マイクロコネクタ１１０および前記レセプタクル１２０はまた、約１０マイクロン未満の機能寸法を有するナノマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）コンポーネントでもよい。この仕様は、ここで説明する前記マイクロアセンブリの任意のマイクロコンポーネントに一般的に適用されてもよい。例えば、以下に説明する前記マイクロアセンブリ１００およびその他は、約１０００マイクロン未満の機能寸法を有するＭＥＭＳコンポーネントおよび／または約１０マイクロン未満の機能寸法を有するＭＥＭＳコンポーネントを含んでもよい。
【０００７】
前記レセプタクル１２０、１２５は、基板１０５に定義若しくは結合されており、それぞれがリテーナ１３０を含み、これは、少なくとも図示する前記実施形態では、２つの脚部１４０を含む。前記脚部１４０は１つの端部１４２で基板１０５に結合若しくは別の方法で付着されており、もう１つの端部１４４は前記基板１０５で自由に平行移動できる。前記端部１４４はテイパード表面１４６を有し、その間に前記マイクロコネクタ１１０の一部分を挿入すると、前記脚部１４０は互いから離れるように偏向する。前記レセプタクル１２０、１２５はまた、１若しくはそれ以上のアンカーパッド１５５と、前記マイクロコネクタ１１０の一部分を受け入れるように構成されているアパーチャ１５０とを有する。
【０００８】
前記マイクロコネクタ１１０は偏向自在な連結部材１６０を含み、これには、少なくとも図示する前記実施形態では、２つの脚部１７０が含まれる。前記脚部１７０は、前記アパーチャ１５０内に適合するように構成されている事前係合位置を有する。前記アパーチャ１５０にいったん配向されると、前記脚部１７０は、互いから離れるように偏向し、対応する一対のレセプタクル脚部１４０（図１に示した配向のように）にそれぞれ係合および／または係合されるように構成されてもよい。１実施形態では、前記脚部１７０はテイパード表面１７５を含み、前記脚部１７０のこのような偏向を可能にする。前記マイクロコネクタ１１０はまた、１若しくはそれ以上のアンカーパッド１５５で止まる若しくは停止するように構成されている１若しくはそれ以上のアンカーアーム１８０を含む。
【０００９】
図１を参照しながら、図２ａおよび２ｂを参照すると、アセンブリの中間段階にある図１に示した前記マイクロアセンブリ１００の斜視図が図示されている。図２ａでは、前記マイクロコネクタ１１０は操作プローブ２１０によって保持されてきた。前記マイクロコネクタ１１０は、前記操作プローブ２１０が挿入された際に偏向するように構成されたコンプライアント・ハンドル２２０を含み、前記操作プローブ２１０は、１若しくはそれ以上の方向に平行移動することによって前記コンプライアント・ハンドル２２０に挿入されるのを許容する形状を有してもよい。前記コンプライアント・ハンドル２２０は、前記操作プローブ２１０の形に依って、互いから離れるように若しくは互いの方向に偏向するように構成された２若しくはそれ以上の部分を含んでもよい。
【００１０】
前記マイクロコネクタ１１０を前記操作プローブ２１０に係合させた後は、必要に応じて、前記マイクロコネクタ１１０を前記レセプタクル１２０に整列するようにアセンブリ前に予め配向してもよい。このような配向には、前記基板１０５に対する平行移動および／または回転を含んでもよい。例えば、前記図示した実施形態では、まず前記操作プローブ２１０を使用して、前記レセプタクル１２０の構成に実質的に平行な構成から前記マイクロコネクタ１１０を取り除き、その後に、前記マイクロコネクタ１１０を基板１０５に対して約９０度回転させて、前記レセプタクル１２０の上から前記マイクロコネクタ１１０を整列させてもよい。別の実施形態では、前記マイクロコネクタ１１０と前記レセプタクル１２０との実質的平行性は、前記操作プローブ２１０が前記マイクロコネクタ１１０を前記レセプタクル１２０に対して配向させる間も保持されてよい。
【００１１】
図２ｂに示すように、前記マイクロコネクタ１１０と前記レセプタクル１２０が互いに接触するように、前記操作プローブ２１０を操作してもよい。上述のように、前記マイクロコネクタ１１０は、前記マイクロコネクタ・アンカーアーム１８０がレセプタクル・アンカーパッド１５５と接触する際に、前記レセプタクル１２０のアパーチャ１５０内に受け入れられるように構成されている脚部１７０を含んでもよい。その後に、前記操作プローブ２１０を前記レセプタクル１２０の方にさらに平行移動してもよく、このさらなる平行移動は、前記マイクロコネクタ脚部１７０と前記レセプタクル脚部１４０が互に係合することが許容されるまで、それぞれを外側に偏向させる。それから前記操作プローブ２１０を前記ハンドル２２０から外れるように平行移動し、それから前記基板１０５と実質的に平行にして、前記プローブ２１０を前記マイクロコネクタ１１０から取り除いてもよく、この場合、前記マイクロコネクタ１１０は前記レセプタクル１２０に組み立てられたままでもよい。
【００１２】
図３では、本開示の観点に従って構築されたマイクロコネクタ３００の１実施形態の斜視図を示している。１実施形態では、前記マイクロコネクタ３００は図１、２ａおよび２ｂで示した前記マイクロコネクタ１１０と実質的に同様である。
【００１３】
前記マイクロコネクタ３００は単結晶シリコン（ＳＣＳ）レイヤーに定義されてもよく、場合により約２５μｍから約２００μｍまでの範囲の厚さを有する。前記ＳＣＳレイヤーは基板３０５の上に形成された犠牲レイヤーの上に配置されてもよく、また、前記犠牲レイヤーは酸化物および／またはその他の物質を有してもよく、約１μｍから約３０μｍまでの範囲の厚さを有してもよい。１若しくはそれ以上の深層反応イオンエッチング（ＤＲＩＥ）工程および／またはその他の工程を使用して、前記ＳＣＳレイヤーから前記マイクロコネクタ３００を定義してもよい。このような製造工程フローには、前記基板３０５またはそのハンドル部を通した裏面ＤＲＩＥを含んでもよい。平面内の電気絶縁性は、前記ＳＣＳレイヤーに形成さている窒化物および／または他の電気的絶縁体で充填された溝によって達成されてもよい。
【００１４】
製造後およびアセンブリ前に、前記マイクロコネクタ３００は前記基板３０５から解除される。このような解除工程には、場合により４９％ＨＦ液剤若しくはエッチング液化学反応を利用した前記犠牲レイヤーの湿エッチングを使用してもよい。前記マイクロコネクタ３００に前記ＳＣＳレイヤーに定義されている係留３１０を含め、前記マイクロコネクタ３００が前記解除工程中に前記基板３０５から完全に分離しないようにする。
【００１５】
前記マイクロコネクタ３００は、図２に示す前記プローブ２１０のような操作プローブに摩擦抵抗で係合するように構成されているハンドル３２０を含んでもよい。１実施形態では、前記ハンドル３２０は、前記操作プローブの挿入に反応して、お互いから偏向するように構成されている２若しくはそれ以上のコンプライアント脚部３３０を有するものとして前記ＳＣＳレイヤーに定義されている。従って、前記ハンドル３２０がコンプライアント・ハンドルであってもよい。前記脚部３３０は、前記脚部３３０が把握するように構成された前記操作プローブ先端または他の部分の幅に等しいか若しくは少なくとも僅かに短い距離だけ、互に分離されて形成されてもよい。１実施形態では、前記脚部３３０の間の距離は約２５μｍから約３００μｍまでの範囲でもよい。本開示の範囲によって制限されてはいないが、前記脚部３３０が約５０μｍから約５００μｍまでの範囲の長さを有してもよい。
【００１６】
図示した実施形態でのように、前記脚部３３０（若しくは前記ハンドル３２０の恐らく１若しくはそれ以上の他の部分）はそれぞれ、第１の端部でマイクロコネクタ本体３４５に接続し、第２の端部で前記操作プローブを把握するように構成されたより幅広い部分３５０に接続しているより狭い部材３４０を含んでもよい。前記より狭い部材３４０は、それぞれ約５μｍから約３０μｍまでの範囲の幅を有し、前記より幅広い部材３５０は、約１０μｍから約１００μｍまでの範囲の幅を有す。
【００１７】
前記マイクロコネクタ３００は、図示した実施形態でのように、少なくともその１つの第１の端部３６５が場合により前記本体３４５を通して前記ハンドルに連結している偏向自在な連結部材３６０を含んでもよい。前記接続部３６０は、前記ハンドル３２０から操作プローブが離脱するのに応じて、偏向してレセプタクルに係合するように構成された少なくとも１つの第２の端部３６７も含んでいる。前記１若しくはそれ以上の第２の端部３６７は、前記レセプタクルの縁部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくは別の方法で接合するためのバーブ、フック、リップ、延長、タブおよび／またはその他の手段３６８（以降は集合的にバーブとして言及）を含んでもよい。前記１若しくはそれ以上の第２の端部３６７は、前記レセプタクルの縁部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくは別の方法で接合するために、前記バーブ３６８に加えてまたはその代替として、肩部若しくはその他の接合方法３６９（以降、集合的に肩部として言及する）を含んでもよい。
【００１８】
前記接続部３６０は、前記ハンドル３２０内部に保持されている位置から前記操作プローブが離れて平行移動するのに応じて、外側に偏向するためのテイパード表面３７０またはその他の手段を含んでもよい。前記接続部３６０は、前記マイクロコネクタ３００が前記レセプタクルに固定された後に、前記操作プローブの除去を許容するアパーチャ３６２も含んでもよい。前記アパーチャ３６２の幅は、操作プローブ若しくはその先端とほぼ同じか若しくは若干広くてもよい。前記マイクロコネクタ３００は、操作プローブが前記ハンドル３２０から前記アパーチャ３６２の方に平行移動するに連れて、レセプタクルに対して休止するように構成されているベアリング平面、肩部、若しくはその他のタイプの形状３８５まで伸びており、且つ前記本体３４５に連結若しくは統合されている、１若しくはそれ以上のアンカーアーム３８０を含んでもよい。
【００１９】
上述のように、前記マイクロコネクタ３００は、前記基板３０５から前記マイクロコネクタ３００が不慮に解除されてしまうのを防ぐように構成されている係留３１０を含んでもよい。別のＭＥＭＳ若しくはＭＥＭＳコンポーネントに前記マイクロコネクタ３００をマイクロアセンブリするのに先立って、前記基板３０５から前記マイクロコネクタ３００を解除するために前記係留３１０を切断してもよい。前記基板３０５からの前記マイクロコネクタ３００のこのような係留切断は機械的でもよく、例えば、前記係留３１０が壊れるまで、前記基板３０５から離れるように前記マイクロコネクタ３００を平行移動および／または回転させるか、或いはプローブ若しくはその他の物体で前記係留３１０を圧迫および／または切ってもよい。前記マイクロコネクタ３００を電気的に係留切断してもよく、例えばオーム加熱で前記係留３１０が切れるまで前記係留３１０を通る電流を増加してもよい。前記係留３１０は約５μｍから約３０μｍまでの範囲の幅を有してもよい。
【００２０】
前記図示した実施形態には示していないが、前記マイクロコネクタ３００がレセプタクルと完全に係合したときに、それを検知する手段を前記マイクロコネクタ３００が含んでもよい。例えば、前記接合手段３６９に、前記レセプタクルのアンカーパッドを通っている回路を閉じる伝導性接触および／またはその他の手段を含んでもよい。１実施形態では、前記接続部３６０が同じように若しくは代替として前記レセプタクルを通っている回路を閉じるように構成され、それによって前記マイクロコネクタ３００と前記レセプタクルの係合を指示してもよい。
【００２１】
図４は、本開示の観点に従って構築されたレセプタクル４００の１実施形態の斜視図を示している。１実施形態では、前記レセプタクル４００は図１、２ａ、および２ｂで示した前記レセプタクル１２０に実質的に類似している。前記レセプタクル４００は、図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成および製造に実質的に類似している。１実施形態では、前記レセプタクル４００と前記マイクロコネクタ３００は共通基板４０５上の共通ＳＣＳレイヤーに、場合により同時に定義されている。
【００２２】
前記レセプタクル４００は、１、２若しくはそれ以上の偏向リテーナ４１０を含む。前記レテーナ４１０は、１、２若しくはそれ以上の脚部４２０を含む。前記脚部４２０はそれぞれ、前記基板４０５に連結した第１の端部４２５と、前記基板４０５で平行移動するように構成された第２の端部４２７とを含む。前記脚部４２０の前記第２の端部４２７の前記基板４０５での前記平行移動は、（図３に示した前記マイクロコネクタ３００の前記第２の端部３６７のような）前記第２の端部４２７のテイパード表面４２８に対するマイクロコネクタの一部分の運行への反応であってもよい。各前記第２の端部４２７は、マイクロコネクタの端部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくはその他の方法で接合するためのバーブ、フック、リップ、延長、タブおよび／またはその他の手段４２９（以降は、集合的にベーブとして言及）を含んでもよい。
【００２３】
前記レセプタクル４００は、そこに連結または統合された１若しくはそれ以上のアンカーパッド４４０も含んでもよい。前記アンカーパッド４４０は、操作プローブがマイクロコネクタ内部で前記レセプタクル４００の方に平行移動する際に、マイクロコネクタの平行移動に抵抗するように（例えば運行「停止」を提供する）構成されてもよい。例えば、前記アンカーパッド４４０は、図３に示した前記アンカーアーム・形状３８５と接合するように構成されてもよい。
【００２４】
前記レセプタクル４００はまた、マイクロアセンブリ中にマイクロコネクタの一部分を受け入れるように構成されているアパーチャ４５０を含んでもよい。例えば、前記アパーチャ４５０は、図３に示されている前記マイクロコネクタ３００の前記端部３６７を受け入れるようなサイズにしてもよい。従って、前記レセプタクル４００へのマイクロコネクタの平行移動を前記アンカーパッド４４０が停止させるまで、前記マイクロコネクタを前記レセプタクル４００の前記アパーチャ４５０に挿入すると、前記マイクロコネクタ内部の操作プローブが前記レセプタクル４００の方にさらに平行移動して、前記リテーナ４１０を偏向させ、その後に前記マイクロコネクタと係合させる。
【００２５】
図５は、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ中に使用される操作プローブ５００の１実施形態を斜視図で示したものである。１実施形態では、前記操作プローブ５００は、図２ａおよび２ｂで示した前記操作プローブ２１０に実質的に類似している。前記操作プローブ５００は図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成および製造に実質的に類似している。１実施形態では、前記操作プローブ５００および前記マイクロコネクタ３００（場合により図４に示した前記レテーナ４００と）は、共通基板上の共通ＳＣＳレイヤーに、場合により同時に定義されている。
【００２６】
図示した実施形態では、前記操作プローブ５００は本体部５１５から伸びている先端５１０を含む。前記先端５１０は、前記先端５１０若しくは前記マイクロコネクタの電動作動を必要とせずに、マイクロコネクタによって保持されるように構成されている。例えば、前記先端５１０が図３に図示されている前記ハンドル３２０に挿入されると、それによって前記ハンドルの部分を偏向させ、前記ハンドル３２０と前記先端５１０とが摩擦抵抗で係合するように構成されてもよい。
【００２７】
前記操作プローブ５００はまた、偏向センサー部５２０を含んでもよい。図示した実施形態では、前記本体５１５周辺からの短距離（例えば、約１００マイクロン未満）を相殺する薄い部材で、前記先端５１０から前記本体５１５の末端に連結している。このようにして、前記先端５１９がマイクロコネクタに挿入されるとき、前記センサー部５２０は前記主体５１５の方に偏向する。例えば、マイクロコネクタの一部分は前記センサー部５２０を前記主体５１５の方に偏らせてもよい。従って、前記センサー部５２０と前記主体５１５１との接触は、電気回路を閉じるか若しくはその他の手段で、前記操作プローブ５００と前記マイクロコネクタが係合するのに充分な距離だけ前記先端５１５が前記マイクロコネクタに挿入されたことを、マイクロアセンブリコントローラおよび／またはオペレータに指示する。前記操作プローブ５００は、前記センサー部５２０が前記主体５１５と接触したのを感知するための、プローブパッド、ボンドパッドまたはその他の接触（以降は集合的に接触として言及する）５３０を含んでもよい。
【００２８】
図６は、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ６００の別の実施形態を斜視図で示している。前記マイクロアセンブリは、マイクロコネクタ６１０と１若しくはそれ以上のレセプタクル６２０と含む。前記マイクロコネクタ６１０は、図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成と製造に実質的に類似している。しかし、前記マイクロコネクタ６１０は、図３の前記偏向自在な連結部材１６０にそれぞれ実質的に類似している複数の偏向自在な連結部材６３０を含む。各前記偏向自在な連結部材６３０は、レセプタクル６２０に係合するか係合されるように構成されてもよい。前記マイクロコネクタ６１０はまた、操作プローブに係合または係合されるように構成されている、１若しくはそれ以上のハンドル６４０を含んでもよい。しかしながら、前記図示の実施形態のように、前記マイクロコネクタ６１０はただ１つのハンドル６４０（若しくは、余分が必要とされる場合などには２つだけのハンドル６４０）を含んでもよい。即ち、対応する操作プローブ先端を前記レセプタクル６２０の方に平行移動させることによって、各前記偏向自在な連結部材６３０が作動されてもよいが、前記操作プローブ先端の全てがハンドル６４０によって係合されなくともよい。
【００２９】
前記レセプタクル６２０はそれぞれ、図４に示す前記レセプタクル４００に実質的に類似している。しかし、１実施形態では、前記レセプタクル６２０は単一合成レセプタクルとして形成されてもよい。
【００３０】
前記マイクロコネクタ６１０と前記レセプタクル６２０のマイクロアセンブリ中に使用される前記操作プローブは、前記偏向自在な連結部材６３０の数に対応する複数の先端を有してもよい。それ以外では、このような操作プローブは図５で示した前記操作プローブ５００に実質的に類似している。しかし、前記偏向自在な連結部材６３０の数より少ない先端を有する操作プローブがマイクロアセンブリ中に使用されてもよい。例えば、１つだけの先端を含んだ操作プローブが、複数の接続部６３０を有するマイクロコネクタ６１０のマイクロアセンブリ中に使用されてもよい。図６に図示されているような１実施形態では、前記ハンドル６４０を使用して、前記ハンドル６４０によって係合される単一の操作プローブ先端を有する前記マイクロコネクタ６１０を操作および配置するが、前記マイクロコネクタ６１０は４つの接続部６３０を含んでいる。一旦配置されると、前記単一プローブ先端を使用して、前記マイクロコネクタ６１０の前記接続部６３０の１つを前記レセプタクル６２０とを係合させるが、これは例えば、前記プローブ先端を前記ハンドル６４０から離して前記レセプタクル６２０の方に平行移動させることによって行う。この後、前記プローブ先端を前記残余の接続部６３０の１つに再配置させ、それから前記レセプタクル６２０の方に平行移動させて第２の接続部６３０を前記レセプタクル６２０と係合させる。この工程は、前記接続部６３０がそれぞれ前記レセプタクル６２０と係合するまで繰り返されてもよい。
【００３１】
図７ａ-ｃは集合的に、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ７００の別の実施形態を斜視図で示したものである。前記マイクロアセンブリ７００は、基板７０５に実質的に平行に配向された２つのレセプタクル７１０と、前記基板７０５に実質的に直角に配向されている、前記レセプタクル７１０に組み立てられた２つのマイクロコネクタ７２０と、前記基板７０５に実質的に平行に配向された、前記マイクロコネクタ７２０に組み立てられたマイクロコネクタ７３０とを含む。
【００３２】
それぞれの前記レセプタクル７１０は、図４に示した前記レセプタクル４００に実質的に類似しており、それぞれの前記マイクロコネクタ７２０は図３に示した前記マイクロコネクタ３００に実質的に類似している。しかし、前記マイクロコネクタ７２０はまた、図３に示した前記偏向自在な部材３６０および／または図４に示した前記リテーナ４１０に、それぞれ実質的に類似している偏向自在な部材７２５を含んでいる。例えば、前記部材７２５は、前記マイクロコネクタ７３０の一部分の受け入れと係合を許容するように外側に偏向するように構成されてもよい。前記部材７２５は前記マイクロコネクタ７３０から伸びている突起部７３９を係合するように構成されてもよい。別の実施形態では、前記マイクロコネクタ７３０は前記マイクロコネクタ７２０から伸びている突起部を係合するように構成されている偏向自在な部材を含んでもよい。前記マイクロコネクタ７２０は、図１、２ａおよび２ｂに関して上述した前記方法に実質的に類似したマイクロアセンブリ方法によって、前記レセプタクル７１０に組み立てられてもよい。このようなマイクロアセンブリ中に使用される操作プローブ７４０は、より広い部材７４７とより狭い部材７４８を有するプローブ先端７４５を含んでもよい。
【００３３】
前記マイクロコネクタ７３０は、図３に示した前記マイクロコネクタ３００の組成と製造に実質的に類似している。前記図示した実施形態では、前記マイクロコネクタ７３０は、前記操作プローブ７４０の前記先端７４５を受容、係合および／または係合されるように構成されたハンドル７３５を含んでもよい。前記ハンドル７３５は、図３で示した前記ハンドル３２０に実質的に類似していてもよい。例えば、前記ハンドル７３５は、前記操作プローブ先端７４５の前記より広い部材７４７を受け入れ選択的に保持するように構成された偏向自在な部材７３７およびアパーチャ７３８を含んでもよい。従って、１実施形態では、前記先端７４５の前記より広い部材７４７は前記アパーチャ７３８の幅と等しいか若しくは少なくとも若干広く、また前記先端７４５の前記より狭い部材７４８の幅は前記アパーチャ７３８の幅と等しいか若しくは若干狭くてもよい。
【００３４】
マイクロアセンブリ中は、前記ハンドル７３５と操作プローブ先端７４５は係合しており、図７ａに示すように、前記操作プローブ７４０を平行移動、回転およびその他の方法で操作して、前以て予め組み立てられたマイクロコネクタ７２０に対して、前記マイクロコネクタ７３０を配向および整列してもよい。そして、前記操作プローブ７４０が前記基板７０５の方向にさらに平行移動されて、図７ｂに示すように、前記マイクロコネクタ７３０とマイクロコネクタ７２０が完全に係合し、前記操作プローブ先端７４５が前記マイクロコネクタ７３０の前記アパーチャ７３８の中にさらに移動してもよい。
【００３５】
図７ｂに示すように、前記操作プローブ先端７４５の前記より広い部材７４７が前記マイクロコネクタ７３０で移動した後は、図７ｃに示すように、前記操作プローブ７４０を前記基板７０５に平行して実質的に平行移動して、前記マイクロコネクタのアパーチャ７３８のより広い部材を通して除去してもよい。
【００３６】
このようにして、本開示はコンプライアント・ハンドルと偏向自在な連結部材とを含んだＭＥＭＳマイクロコネクタを紹介する。前記コンプライアント・ハンドルは、擦るようにして操作プローブに係合するように構成されている。前記偏向自在な連結部材は前記ハンドルに連結した第１の端部と、前記ハンドルからの前記操作プローブの離脱に応じて、偏向してレセプタクルに係合するように構成されている第２の端部とを含む。
【００３７】
本開示はまた、基板と、前以て係合する配向でマイクロコネクタを受け入れるように構成された前記基板のアパーチャと、前記基板に定義された偏向リテーナとを含むＭＥＭＳマイクロコネクタ・レセプタクルを提供している。前記偏向リテーナは、前記マイクロコネクタの最初の偏向に応じて休止配向から偏向するように構成されており、また前記マイクロコネクタのさらなる偏向に応じて前記休止配向の方に戻ることによって前記マイクロコネクタと係合するようにも構成されている。
【００３８】
ＭＥＭＳマイクロアセンブリも本開示で提供されている。１実施形態では、前記マイクロアセンブリはレセプタクルとマイクロコネクタとを含む。前記レセプタクルはアパーチャと偏向リテーナを含む。前記マイクロコネクタは、操作プローブと擦れるように係合するように構成されたコンプライアント・ハンドルと、前記操作プローブが前記コンプライアント・ハンドルから離れるように平行移動するのに応じて偏向し、それによって前記レセプタクル偏向リテーナを偏向させて、前記偏向リテーナと前記偏向自在な連結部材が係合するように構成されている偏向自在な連結部材とを有する。
【００３９】
本開示の観点に従ったＭＥＭＳマイクロアセンブリの別の実施形態は、実質的に同一平面上にある第１および第２のレセプタクルと、それぞれ前記第１および第２のレセプタクルに連結した実質的に平行な第１および第２のマイクロコネクタと、を含む。このような実施形態はまた、前記第１および第２のマイクロコネクタに組み立てられている、前記第１および第２のレセプタクルに実質的に平行な第３マイクロコネクタを含む。それぞれ前記第１および第２のレセプタクルへの前記第１および第２のマイクロコネクタのアセンブリ、および前記第３マイクロコネクタの前記第１および第２のマイクロコネクタへのアセンブリは、偏向自在な連結部材と偏向リテーナの係合によって達成されてもよい。
【００４０】
本開示はまた、ＭＥＭＳコンポーネントのアセンブリ方法を紹介する。１実施形態では、前記方法はマイクロコネクタを操作プローブに擦るように係合させる工程を含むが、そこでは、前記マイクロコネクタは偏向自在な連結部材を含む。前記マイクロコネクタは、前記接続部がレセプタクルに近接するように前記操作プローブを操作することによって配向され、そこでは前記レセプタクルはアパーチャを定義する偏向リテーナを含む。前記マイクロコネクタが前記レセプタクルに接触するまで前記操作プローブを平行移動させることによって、前記偏向自在な連結部材の一部分は前記アパーチャを通して平行移動される。前記偏向リテーナの偏向が減少することが許容され前記マイクロコネクタと前記レセプタクルが係合するようになるまで、前記操作プローブを前記マイクロコネクタ内部で前記レセプタクルの方に平行移動して、前記偏向自在な連結部材および前記偏向リテーナを偏向させる。
【００４１】
ＭＥＭＳマイクロアセンブリを製造する方法も、本開示で紹介する。１実施形態では、前記方法は、基板上に形成されているレイヤーからマイクロコネクタとレセプタクルを定義する工程と、前記マイクロコネクタと操作プローブを擦れるように係合させる工程と、前記操作プローブを操作して前記基板から前記レセプタクルの反対側に前記マイクロコネクタを配向する工程と、を含む。前記操作プローブを操作して、前記マイクロコネクタが前記レセプタクルに接触するまで、前記マイクロコネクタを前記レセプタクルの方に平行移動させる。前記操作プローブは前記マイクロコネクタ内部で前記レセプタクルの方に平行移動され、それによって前記マイクロコネクタと前記レセプタクルが係合する。
【００４２】
図８ａと８ｂは、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ８００の別の実施形態の少なくとも一部分を斜視図で示したものである。前記マイクロアセンブリ８００、または少なくともその図示された部分は、レセプタクル８０５とマイクロコネクタ８１０とを含む。前記マイクロコネクタ８１０の構築、材料、配列および/または作動は、この明細書で説明してきた、図１で示した前記マイクロコネクタ１１０のような他のマイクロコネクタに実質的に類似していてもよい。例えば、前記マイクロコネクタ８１０と前記マイクロコネクタ１１０との類似した特性の中には、前記マイクロコネクタ８１０が約１０００マイクロン以上でない厚みを有してもよいことがある。１実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０は約１０００マイクロンの厚さを有している。
【００４３】
前記レセプタクル８０５は、図１に示した前記レセプタクル１２０、図４に示した前記レセプタクル４００、図６に示した前記レセプタクル６２０、および／または図７ａ−７ｃに示した前記レセプタクル７１０および／またはハンドル７３５のような、この明細書で説明したその他のレセプタクルに対して、構築、材料、配置および／または作動において実質的に類似していてもよい。例えば、図８ａと８ｂに示した実施形態では、前記レセプタクル８０５は２つの脚部８４０を有するリテーナ８３０を含んでおり、前記リテーナ８３０および脚部８４０は、図１に示した前記リテーナ１３０および前記脚部１４０に実質的に類似している。また、前に説明したレセプタクルのように、前記レセプタクル８０５（若しくはその部分）は、厚さが約１０００マイクロンである１実施形態のように、約１０００マイクロン以上でないの厚さを有している。
【００４４】
しかし、前記リテーナ８３０（および／または前記レセプタクル８０５の別の部分）はまた、２つの指８４５を含む。前記脚部８４０のように、前記指は実質的に細長いか若しくは細長い部分を含み、場合により幅よりも厚さがかなり大きく、また場合により長さが幅若しくは厚さよりも大きく、このため、前記マイクロコネクタ８１０の一部分と接触した場合に、前記指８４５は偏向を許容するのに充分な柔軟性を有する。図８ａと８ｂに示すように、前記指８４５は集合的に前記脚部８４０に介在する。それだけではなく、それぞれの前記指８４５は、近接する１つの前記脚部８４０の内部形状に実質的に適合若しくは対応しているか、若しくは実質的に類似している、外部形状（若しくは基礎基板に対するフットプリント）を有してもよい。例えば、前記指８４５の１若しくはそれ以上の前記外部形状は、近接する１つの前記脚部８４０の内部形状からの実質的な一定距離だけ、放射状に内側に派生してもよい。さらには、前記脚部８４０のように、前記指８４５はお互いにミラーイメージであってもよい。
【００４５】
前記指８４５は、脚部８４０が前記基板に連結している場所に近接した端部で、前記基板に連結若しくはその他の方法で付着しており、前記脚部８４０のように、前記指８４５のもう１つの端部８４７は前記基板で自由に平行移動できる。前記端部８４７は、テイパード表面８４６を有してもよく、その間に前記マイクロコネクタ８１０の一部分を挿入すると、前記指８４５がお互いから離れるように偏向するが、前記マイクロコネクタ８１０の挿入部分とは接触したままになる。
【００４６】
図８ａと８ｂに示した実施形態に類似した他の実施形態では、異なった数の脚部８４０および／または指８４５を使用してもよい。例えば、１実施形態では前記２つの脚部８４０に加えて１つだけの指８４５を使用してもよく、また別の実施形態では３つ若しくはそれ以上の指８４５を使用してもよい。いずれの場合も、前記指８４５は、上述の工程によって、場合により前記脚部８４０の形成と同時に、前記レセプタクル８０５に統合的に形成される。別の実施形態では、前記指８４５は、前記レセプタクル８０５に付着若しくは別の方法で連結する別個コンポーネントである。
【００４７】
前記指８４５は、ある実施形態では、前記マイクロアセンブリ８００の前記堅牢性および／または配置構造を改善する。例えば、前記指８４５が使用されない実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触は、２箇所だけでの点および／または線接触に制限される。しかし、１つまたはそれ以上の前記指８４５を使用する別の実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触は、３箇所以上での点および／または線接触を含み、これは前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の前記連結の前記堅牢性および／または配置構造を改善する。
【００４８】
図８ａと８ｂに示した実施形態はまた、前記マイクロコネクタ８１０が、少なくともある実施形態ではマイクロアセンブリ８００の堅牢性および／または配置構造を改善する機能を含んでもよいことを実証している。例えば、図示された実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０は、前記マイクロコネクタ８１０の脚部８７０の一部分から伸びている、実質的に長方形の隆起、肩部若しくは別の突起部８７２を含む。その他の点では、前記脚部８７０は、上述した他の実施形態の中では図１に示した前記脚部１８０に実質的に類似している。
【００４９】
前記突起部８７２は、１若しくはそれ以上の前記指８４５が接触するようにより大きな区域を提供するように構成されてもよい。１実施形態では、前記突起部８７２は、前記マイクロコネクタ８１０と前記脚部８４０および／または指８４５との接触点間の距離を増大するように構成されてもよい。前記突起部８７２はまた、前記レセプタクル８０５の平な表面に対して水平的にも垂直的にも分離されている、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触点を確立するように構成されてもよい。
【００５０】
例えば、前記レセプタクル８０５は、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の３つ若しくはそれ以上の接触点を確立するために、前記脚部８４０に加えて１若しくはそれ以上の前記指８４５を含んでもよく、前記接触点の１つはその他の２若しくはそれ以上の接触点より前記レセプタクル８０５の平らな表面８０５ａから離れて配置されており、また少なくとも１つの接触点が前記脚部８７０の少なくとも２つの異なった表面若しくは縁部のそれぞれに配置されている（例えば、第１の接触場所８９９ａは前記脚部８７０の１つの表面８７０ａとであり、第２の接触場所８９９ｂは前記表面８７０ａとではない）。
【００５１】
図１、２ａ、２ｂ、３および４に関して上記に説明したように、前記レセプタクル８０５への前記マイクロコネクタ８１０のアセンブリは、前記マイクロコネクタ８１０の端部の前記偏向を含むことができる（若しくは図１、２ａおよび２ｂで示した前記脚部１７０のような、前記マイクロコネクタ８１０の脚部若しくは脚部の端部）。このような偏向は運動の第１の平面で生じおよび／または第１の平面を確立するが、これは、前記脚部８４０および／または前記指８４５が偏向する第２の平面に実質的に垂直であってもよい。例えば、前記レセプタクル８０５が基板上に若しくは基板から形成されている場合、前記マイクロコネクタ８１０の前記脚部は前記基板に実質的に垂直な第１の平面で偏向するが、前記レセプタクル８０５の前記脚部８４０および／または前記指８４５は前記基板に実質的に平行な第２の平面で偏向してもよい。アセンブリ後、前記脚部８４０および／または前記指８４５は前記マイクロコネクタ８１０の少なくとも３箇所で接触してもよく、また、前記第１の平面、第２の平面若しくは第１および第２の平面の両方に対して、これらの３つ若しくはそれ以上の接触箇所の１つが前記その他の接触箇所からの派生であるように、前記指８４５が構成されてもよい。
【００５２】
上記の全てを考慮に入れて、本開示は、少なくともコンプライアント・ハンドルと偏向自在な連結部材の１つを含んだ機器を紹介する。前記コンプライアント・ハンドルは操作プローブに擦れるように係合するように構成されてもよい。前記偏向自在な連結部材は前記ハンドルに連結した第１の端部および、偏向してレセプタクルの少なくとも３箇所と接触することによって前記レセプタクルに係合する第２の端部を有する。前記コンプライアント・ハンドル、前記偏向自在な連結部材および前記レセプタクルの少なくとも１つは、約１０００マイクロン未満の厚さを有してもよい。
【００５３】
本開示はまた、コンポーネントとのアセンブリ中に偏向し、コンポーネントとのアセンブリ後にも前記コンポーネントと接触したままになるようにそれぞれ構成された少なくとも３つの偏向自在な部材を含んだ機器を紹介する。前記偏向自在な連結部材および前記コンポーネントの少なくとも１つは、約１０００マイクロン以上ではない厚さを有してもよい。
【００５４】
本開示で紹介した方法の実施形態には、第２の部材に対する第１の部材の滑り入れ工程を含み、第１の部材と第２の部材の少なくとも１つが複数の偏向自在な部材の１つである。このような方法はまた、前記複数の偏向自在な部材の少なくとも３つと、前記複数の偏向自在な部材の一部ではない前記第１および第２の部材の中の１つとの接触によって、第１および第２の部材の相対配向を保持する工程を含む。
【００５５】
前述では、当業者が以下の詳細な説明をよりよく理解するためにいくつかの実施形態の機能を概略してきた。当業者は、ここで紹介した前記実施形態と同じ目的を実行および／または同じ利点を達成するために、その他の工程および構造を設計若しくは変更する基として本開示を容易に使用できることを充分に理解されたい。また、当業者はこのような等価な構築が本開示の精神と範囲から逸脱するものではなく、また本開示の精神と範囲を逸脱しない範囲で様々な変更、代用、および代替を行ってもよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
本開示は、以下の詳細な説明を付随の図面と共に読むことにより理解が最も深まる。本業界の標準的技法にしたがって、様々な機能は縮尺どおりに図示されていないことは強調しておく。実際、様々な機能の寸法は、説明を明確にするために任意に増やしたり減らしたりされている。
【図１】図１は、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の一部分を斜視図で示したものである。
【図２ａ】図２ａと２ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の中間段階を斜視図で示したものである。
【図２ｂ】図２ａと２ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の中間段階を斜視図で示したものである。
【図３】図３は、本開示の観点に従った、マイクロコネクタの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図４】図４は、本開示の観点に従った、マイクロコネクタ・レセプタクルの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図５】図５は、本開示の観点に従った、操作プローブの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図６】図６は、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ａ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ｂ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ｃ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図８ａ】図８ａと８ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの一部分の別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図８ｂ】図８ａと８ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの一部分の別の実施形態を斜視図で示したものである。
【背景技術】
【０００１】
統合されたマイクロ機械装置やマイクロ電子装置を含むマイクロ機械装置およびマイクロ電子装置（ＭＥＭｓ：ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓを含む）では驚くべき進歩がなされてきている。「マイクロコンポーネント」、「マイクロコネクタ」、「マイクロ装置」、および「マイクロアセンブリ」という用語は本明細書では総称的に使用され、マイクロ電子コンポーネント、マイクロ機械コンポーネント、ＭＥＭｓコンポーネント、およびそれらのアセンブリを包含するものである。
【０００２】
ＭＥＭｓと他のマイクロコンポーネントとを結合してマイクロアセンブリを形成する多くの方法と構造が存在する。このような方法の１つは、「ピック・アンド・プレイス」としてしばしば言及される連続マイクロアセンブリで、マイクロコンポーネントが１つずつ連続的な方法で組み立てられる。例えば、２つのマイクロコンポーネントを結合することによって装置が形成される場合、グリッパー若しくは他の位置付け機構を使用して、前記２つのマイクロコンポーネントの１つをピックアップして、前記別のマイクロコンポーネントの望ましい位置に配置する。これらのピック・アンド・プレイス工程は、非常に容易に見えるが、アセンブリ時間、処理能力、および信頼性に影響するような障害が存在する。
【０００３】
例えば、ピック・アンド・プレイス工程はしばしば、電動「グリッパー」を使用し、この電動グリッパーは統合若しくは外部電源から受け取るエネルギーに応えて、拡大および／または縮小するように構成されたエンドエフェクタを有する。しかしながら、構造的な脆弱さ、増加した実装の複雑さ、およびアクチュエータの移動による変動性から生じる不確実性のために、マイクロアセンブリ中のそのような電動グリッパーの使用の実践的な実用性が限定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
以下の開示は様々な実施形態の異なった機能を実施するために、多くの異なった実施形態若しく実施例を提供していることは理解されるべきである。本開示を単純化して、コンポーネントおよび配列の特定の実施例を以下に図示する。これらは、もちろん、単なる実施例であって限定することを目的としたものではない。また、本開示では参照番号および／または文字が前記様々な実施例で繰り返されることがある。この繰返しは、単純化と明快さのためであり、それ自体で、説明する前記様々な実施形態および／または構成間の関係を示すものではない。さらに、以下の説明において、第２の機能の一面若しくは上の第１の機能の形成は、第１および第２の機能が直接的な接触で形成される実施形態を含んでもよく、第１および第２の機能が直接的に接触しないように第１および第２の機能との間に介入する追加機能が形成される実施形態を含んでもよい。
【０００５】
図１は、本開示の観点に従って構築されたマイクロアセンブリ１００の１実施形態の部分を斜視図で示している。前記マイクロアセンブリ１００は、レセプタクル１２０に組み立てられたマイクロコネクタ１１０を含む。未占有レセプタクル１２５の部分も示している。前記図示された実施形態では、電動グリッパー若しくその他のアクチュエータを使用せずに、前記マイクロコネクタ１１０が前記レセプタクル１２０に組み立てられている。
【０００６】
前記マイクロコネクタ１１０および前記レセプタクル１２０は、約１０００マイクロン未満の機能寸法を有するマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）コンポーネントでもよい。前記マイクロコネクタ１１０および前記レセプタクル１２０はまた、約１０マイクロン未満の機能寸法を有するナノマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）コンポーネントでもよい。この仕様は、ここで説明する前記マイクロアセンブリの任意のマイクロコンポーネントに一般的に適用されてもよい。例えば、以下に説明する前記マイクロアセンブリ１００およびその他は、約１０００マイクロン未満の機能寸法を有するＭＥＭＳコンポーネントおよび／または約１０マイクロン未満の機能寸法を有するＭＥＭＳコンポーネントを含んでもよい。
【０００７】
前記レセプタクル１２０、１２５は、基板１０５に定義若しくは結合されており、それぞれがリテーナ１３０を含み、これは、少なくとも図示する前記実施形態では、２つの脚部１４０を含む。前記脚部１４０は１つの端部１４２で基板１０５に結合若しくは別の方法で付着されており、もう１つの端部１４４は前記基板１０５で自由に平行移動できる。前記端部１４４はテイパード表面１４６を有し、その間に前記マイクロコネクタ１１０の一部分を挿入すると、前記脚部１４０は互いから離れるように偏向する。前記レセプタクル１２０、１２５はまた、１若しくはそれ以上のアンカーパッド１５５と、前記マイクロコネクタ１１０の一部分を受け入れるように構成されているアパーチャ１５０とを有する。
【０００８】
前記マイクロコネクタ１１０は偏向自在な連結部材１６０を含み、これには、少なくとも図示する前記実施形態では、２つの脚部１７０が含まれる。前記脚部１７０は、前記アパーチャ１５０内に適合するように構成されている事前係合位置を有する。前記アパーチャ１５０にいったん配向されると、前記脚部１７０は、互いから離れるように偏向し、対応する一対のレセプタクル脚部１４０（図１に示した配向のように）にそれぞれ係合および／または係合されるように構成されてもよい。１実施形態では、前記脚部１７０はテイパード表面１７５を含み、前記脚部１７０のこのような偏向を可能にする。前記マイクロコネクタ１１０はまた、１若しくはそれ以上のアンカーパッド１５５で止まる若しくは停止するように構成されている１若しくはそれ以上のアンカーアーム１８０を含む。
【０００９】
図１を参照しながら、図２ａおよび２ｂを参照すると、アセンブリの中間段階にある図１に示した前記マイクロアセンブリ１００の斜視図が図示されている。図２ａでは、前記マイクロコネクタ１１０は操作プローブ２１０によって保持されてきた。前記マイクロコネクタ１１０は、前記操作プローブ２１０が挿入された際に偏向するように構成されたコンプライアント・ハンドル２２０を含み、前記操作プローブ２１０は、１若しくはそれ以上の方向に平行移動することによって前記コンプライアント・ハンドル２２０に挿入されるのを許容する形状を有してもよい。前記コンプライアント・ハンドル２２０は、前記操作プローブ２１０の形に依って、互いから離れるように若しくは互いの方向に偏向するように構成された２若しくはそれ以上の部分を含んでもよい。
【００１０】
前記マイクロコネクタ１１０を前記操作プローブ２１０に係合させた後は、必要に応じて、前記マイクロコネクタ１１０を前記レセプタクル１２０に整列するようにアセンブリ前に予め配向してもよい。このような配向には、前記基板１０５に対する平行移動および／または回転を含んでもよい。例えば、前記図示した実施形態では、まず前記操作プローブ２１０を使用して、前記レセプタクル１２０の構成に実質的に平行な構成から前記マイクロコネクタ１１０を取り除き、その後に、前記マイクロコネクタ１１０を基板１０５に対して約９０度回転させて、前記レセプタクル１２０の上から前記マイクロコネクタ１１０を整列させてもよい。別の実施形態では、前記マイクロコネクタ１１０と前記レセプタクル１２０との実質的平行性は、前記操作プローブ２１０が前記マイクロコネクタ１１０を前記レセプタクル１２０に対して配向させる間も保持されてよい。
【００１１】
図２ｂに示すように、前記マイクロコネクタ１１０と前記レセプタクル１２０が互いに接触するように、前記操作プローブ２１０を操作してもよい。上述のように、前記マイクロコネクタ１１０は、前記マイクロコネクタ・アンカーアーム１８０がレセプタクル・アンカーパッド１５５と接触する際に、前記レセプタクル１２０のアパーチャ１５０内に受け入れられるように構成されている脚部１７０を含んでもよい。その後に、前記操作プローブ２１０を前記レセプタクル１２０の方にさらに平行移動してもよく、このさらなる平行移動は、前記マイクロコネクタ脚部１７０と前記レセプタクル脚部１４０が互に係合することが許容されるまで、それぞれを外側に偏向させる。それから前記操作プローブ２１０を前記ハンドル２２０から外れるように平行移動し、それから前記基板１０５と実質的に平行にして、前記プローブ２１０を前記マイクロコネクタ１１０から取り除いてもよく、この場合、前記マイクロコネクタ１１０は前記レセプタクル１２０に組み立てられたままでもよい。
【００１２】
図３では、本開示の観点に従って構築されたマイクロコネクタ３００の１実施形態の斜視図を示している。１実施形態では、前記マイクロコネクタ３００は図１、２ａおよび２ｂで示した前記マイクロコネクタ１１０と実質的に同様である。
【００１３】
前記マイクロコネクタ３００は単結晶シリコン（ＳＣＳ）レイヤーに定義されてもよく、場合により約２５μｍから約２００μｍまでの範囲の厚さを有する。前記ＳＣＳレイヤーは基板３０５の上に形成された犠牲レイヤーの上に配置されてもよく、また、前記犠牲レイヤーは酸化物および／またはその他の物質を有してもよく、約１μｍから約３０μｍまでの範囲の厚さを有してもよい。１若しくはそれ以上の深層反応イオンエッチング（ＤＲＩＥ）工程および／またはその他の工程を使用して、前記ＳＣＳレイヤーから前記マイクロコネクタ３００を定義してもよい。このような製造工程フローには、前記基板３０５またはそのハンドル部を通した裏面ＤＲＩＥを含んでもよい。平面内の電気絶縁性は、前記ＳＣＳレイヤーに形成さている窒化物および／または他の電気的絶縁体で充填された溝によって達成されてもよい。
【００１４】
製造後およびアセンブリ前に、前記マイクロコネクタ３００は前記基板３０５から解除される。このような解除工程には、場合により４９％ＨＦ液剤若しくはエッチング液化学反応を利用した前記犠牲レイヤーの湿エッチングを使用してもよい。前記マイクロコネクタ３００に前記ＳＣＳレイヤーに定義されている係留３１０を含め、前記マイクロコネクタ３００が前記解除工程中に前記基板３０５から完全に分離しないようにする。
【００１５】
前記マイクロコネクタ３００は、図２に示す前記プローブ２１０のような操作プローブに摩擦抵抗で係合するように構成されているハンドル３２０を含んでもよい。１実施形態では、前記ハンドル３２０は、前記操作プローブの挿入に反応して、お互いから偏向するように構成されている２若しくはそれ以上のコンプライアント脚部３３０を有するものとして前記ＳＣＳレイヤーに定義されている。従って、前記ハンドル３２０がコンプライアント・ハンドルであってもよい。前記脚部３３０は、前記脚部３３０が把握するように構成された前記操作プローブ先端または他の部分の幅に等しいか若しくは少なくとも僅かに短い距離だけ、互に分離されて形成されてもよい。１実施形態では、前記脚部３３０の間の距離は約２５μｍから約３００μｍまでの範囲でもよい。本開示の範囲によって制限されてはいないが、前記脚部３３０が約５０μｍから約５００μｍまでの範囲の長さを有してもよい。
【００１６】
図示した実施形態でのように、前記脚部３３０（若しくは前記ハンドル３２０の恐らく１若しくはそれ以上の他の部分）はそれぞれ、第１の端部でマイクロコネクタ本体３４５に接続し、第２の端部で前記操作プローブを把握するように構成されたより幅広い部分３５０に接続しているより狭い部材３４０を含んでもよい。前記より狭い部材３４０は、それぞれ約５μｍから約３０μｍまでの範囲の幅を有し、前記より幅広い部材３５０は、約１０μｍから約１００μｍまでの範囲の幅を有す。
【００１７】
前記マイクロコネクタ３００は、図示した実施形態でのように、少なくともその１つの第１の端部３６５が場合により前記本体３４５を通して前記ハンドルに連結している偏向自在な連結部材３６０を含んでもよい。前記接続部３６０は、前記ハンドル３２０から操作プローブが離脱するのに応じて、偏向してレセプタクルに係合するように構成された少なくとも１つの第２の端部３６７も含んでいる。前記１若しくはそれ以上の第２の端部３６７は、前記レセプタクルの縁部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくは別の方法で接合するためのバーブ、フック、リップ、延長、タブおよび／またはその他の手段３６８（以降は集合的にバーブとして言及）を含んでもよい。前記１若しくはそれ以上の第２の端部３６７は、前記レセプタクルの縁部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくは別の方法で接合するために、前記バーブ３６８に加えてまたはその代替として、肩部若しくはその他の接合方法３６９（以降、集合的に肩部として言及する）を含んでもよい。
【００１８】
前記接続部３６０は、前記ハンドル３２０内部に保持されている位置から前記操作プローブが離れて平行移動するのに応じて、外側に偏向するためのテイパード表面３７０またはその他の手段を含んでもよい。前記接続部３６０は、前記マイクロコネクタ３００が前記レセプタクルに固定された後に、前記操作プローブの除去を許容するアパーチャ３６２も含んでもよい。前記アパーチャ３６２の幅は、操作プローブ若しくはその先端とほぼ同じか若しくは若干広くてもよい。前記マイクロコネクタ３００は、操作プローブが前記ハンドル３２０から前記アパーチャ３６２の方に平行移動するに連れて、レセプタクルに対して休止するように構成されているベアリング平面、肩部、若しくはその他のタイプの形状３８５まで伸びており、且つ前記本体３４５に連結若しくは統合されている、１若しくはそれ以上のアンカーアーム３８０を含んでもよい。
【００１９】
上述のように、前記マイクロコネクタ３００は、前記基板３０５から前記マイクロコネクタ３００が不慮に解除されてしまうのを防ぐように構成されている係留３１０を含んでもよい。別のＭＥＭＳ若しくはＭＥＭＳコンポーネントに前記マイクロコネクタ３００をマイクロアセンブリするのに先立って、前記基板３０５から前記マイクロコネクタ３００を解除するために前記係留３１０を切断してもよい。前記基板３０５からの前記マイクロコネクタ３００のこのような係留切断は機械的でもよく、例えば、前記係留３１０が壊れるまで、前記基板３０５から離れるように前記マイクロコネクタ３００を平行移動および／または回転させるか、或いはプローブ若しくはその他の物体で前記係留３１０を圧迫および／または切ってもよい。前記マイクロコネクタ３００を電気的に係留切断してもよく、例えばオーム加熱で前記係留３１０が切れるまで前記係留３１０を通る電流を増加してもよい。前記係留３１０は約５μｍから約３０μｍまでの範囲の幅を有してもよい。
【００２０】
前記図示した実施形態には示していないが、前記マイクロコネクタ３００がレセプタクルと完全に係合したときに、それを検知する手段を前記マイクロコネクタ３００が含んでもよい。例えば、前記接合手段３６９に、前記レセプタクルのアンカーパッドを通っている回路を閉じる伝導性接触および／またはその他の手段を含んでもよい。１実施形態では、前記接続部３６０が同じように若しくは代替として前記レセプタクルを通っている回路を閉じるように構成され、それによって前記マイクロコネクタ３００と前記レセプタクルの係合を指示してもよい。
【００２１】
図４は、本開示の観点に従って構築されたレセプタクル４００の１実施形態の斜視図を示している。１実施形態では、前記レセプタクル４００は図１、２ａ、および２ｂで示した前記レセプタクル１２０に実質的に類似している。前記レセプタクル４００は、図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成および製造に実質的に類似している。１実施形態では、前記レセプタクル４００と前記マイクロコネクタ３００は共通基板４０５上の共通ＳＣＳレイヤーに、場合により同時に定義されている。
【００２２】
前記レセプタクル４００は、１、２若しくはそれ以上の偏向リテーナ４１０を含む。前記レテーナ４１０は、１、２若しくはそれ以上の脚部４２０を含む。前記脚部４２０はそれぞれ、前記基板４０５に連結した第１の端部４２５と、前記基板４０５で平行移動するように構成された第２の端部４２７とを含む。前記脚部４２０の前記第２の端部４２７の前記基板４０５での前記平行移動は、（図３に示した前記マイクロコネクタ３００の前記第２の端部３６７のような）前記第２の端部４２７のテイパード表面４２８に対するマイクロコネクタの一部分の運行への反応であってもよい。各前記第２の端部４２７は、マイクロコネクタの端部、表面若しくはバーブと係合、結合若しくはその他の方法で接合するためのバーブ、フック、リップ、延長、タブおよび／またはその他の手段４２９（以降は、集合的にベーブとして言及）を含んでもよい。
【００２３】
前記レセプタクル４００は、そこに連結または統合された１若しくはそれ以上のアンカーパッド４４０も含んでもよい。前記アンカーパッド４４０は、操作プローブがマイクロコネクタ内部で前記レセプタクル４００の方に平行移動する際に、マイクロコネクタの平行移動に抵抗するように（例えば運行「停止」を提供する）構成されてもよい。例えば、前記アンカーパッド４４０は、図３に示した前記アンカーアーム・形状３８５と接合するように構成されてもよい。
【００２４】
前記レセプタクル４００はまた、マイクロアセンブリ中にマイクロコネクタの一部分を受け入れるように構成されているアパーチャ４５０を含んでもよい。例えば、前記アパーチャ４５０は、図３に示されている前記マイクロコネクタ３００の前記端部３６７を受け入れるようなサイズにしてもよい。従って、前記レセプタクル４００へのマイクロコネクタの平行移動を前記アンカーパッド４４０が停止させるまで、前記マイクロコネクタを前記レセプタクル４００の前記アパーチャ４５０に挿入すると、前記マイクロコネクタ内部の操作プローブが前記レセプタクル４００の方にさらに平行移動して、前記リテーナ４１０を偏向させ、その後に前記マイクロコネクタと係合させる。
【００２５】
図５は、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ中に使用される操作プローブ５００の１実施形態を斜視図で示したものである。１実施形態では、前記操作プローブ５００は、図２ａおよび２ｂで示した前記操作プローブ２１０に実質的に類似している。前記操作プローブ５００は図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成および製造に実質的に類似している。１実施形態では、前記操作プローブ５００および前記マイクロコネクタ３００（場合により図４に示した前記レテーナ４００と）は、共通基板上の共通ＳＣＳレイヤーに、場合により同時に定義されている。
【００２６】
図示した実施形態では、前記操作プローブ５００は本体部５１５から伸びている先端５１０を含む。前記先端５１０は、前記先端５１０若しくは前記マイクロコネクタの電動作動を必要とせずに、マイクロコネクタによって保持されるように構成されている。例えば、前記先端５１０が図３に図示されている前記ハンドル３２０に挿入されると、それによって前記ハンドルの部分を偏向させ、前記ハンドル３２０と前記先端５１０とが摩擦抵抗で係合するように構成されてもよい。
【００２７】
前記操作プローブ５００はまた、偏向センサー部５２０を含んでもよい。図示した実施形態では、前記本体５１５周辺からの短距離（例えば、約１００マイクロン未満）を相殺する薄い部材で、前記先端５１０から前記本体５１５の末端に連結している。このようにして、前記先端５１９がマイクロコネクタに挿入されるとき、前記センサー部５２０は前記主体５１５の方に偏向する。例えば、マイクロコネクタの一部分は前記センサー部５２０を前記主体５１５の方に偏らせてもよい。従って、前記センサー部５２０と前記主体５１５１との接触は、電気回路を閉じるか若しくはその他の手段で、前記操作プローブ５００と前記マイクロコネクタが係合するのに充分な距離だけ前記先端５１５が前記マイクロコネクタに挿入されたことを、マイクロアセンブリコントローラおよび／またはオペレータに指示する。前記操作プローブ５００は、前記センサー部５２０が前記主体５１５と接触したのを感知するための、プローブパッド、ボンドパッドまたはその他の接触（以降は集合的に接触として言及する）５３０を含んでもよい。
【００２８】
図６は、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ６００の別の実施形態を斜視図で示している。前記マイクロアセンブリは、マイクロコネクタ６１０と１若しくはそれ以上のレセプタクル６２０と含む。前記マイクロコネクタ６１０は、図３で示した前記マイクロコネクタ３００の組成と製造に実質的に類似している。しかし、前記マイクロコネクタ６１０は、図３の前記偏向自在な連結部材１６０にそれぞれ実質的に類似している複数の偏向自在な連結部材６３０を含む。各前記偏向自在な連結部材６３０は、レセプタクル６２０に係合するか係合されるように構成されてもよい。前記マイクロコネクタ６１０はまた、操作プローブに係合または係合されるように構成されている、１若しくはそれ以上のハンドル６４０を含んでもよい。しかしながら、前記図示の実施形態のように、前記マイクロコネクタ６１０はただ１つのハンドル６４０（若しくは、余分が必要とされる場合などには２つだけのハンドル６４０）を含んでもよい。即ち、対応する操作プローブ先端を前記レセプタクル６２０の方に平行移動させることによって、各前記偏向自在な連結部材６３０が作動されてもよいが、前記操作プローブ先端の全てがハンドル６４０によって係合されなくともよい。
【００２９】
前記レセプタクル６２０はそれぞれ、図４に示す前記レセプタクル４００に実質的に類似している。しかし、１実施形態では、前記レセプタクル６２０は単一合成レセプタクルとして形成されてもよい。
【００３０】
前記マイクロコネクタ６１０と前記レセプタクル６２０のマイクロアセンブリ中に使用される前記操作プローブは、前記偏向自在な連結部材６３０の数に対応する複数の先端を有してもよい。それ以外では、このような操作プローブは図５で示した前記操作プローブ５００に実質的に類似している。しかし、前記偏向自在な連結部材６３０の数より少ない先端を有する操作プローブがマイクロアセンブリ中に使用されてもよい。例えば、１つだけの先端を含んだ操作プローブが、複数の接続部６３０を有するマイクロコネクタ６１０のマイクロアセンブリ中に使用されてもよい。図６に図示されているような１実施形態では、前記ハンドル６４０を使用して、前記ハンドル６４０によって係合される単一の操作プローブ先端を有する前記マイクロコネクタ６１０を操作および配置するが、前記マイクロコネクタ６１０は４つの接続部６３０を含んでいる。一旦配置されると、前記単一プローブ先端を使用して、前記マイクロコネクタ６１０の前記接続部６３０の１つを前記レセプタクル６２０とを係合させるが、これは例えば、前記プローブ先端を前記ハンドル６４０から離して前記レセプタクル６２０の方に平行移動させることによって行う。この後、前記プローブ先端を前記残余の接続部６３０の１つに再配置させ、それから前記レセプタクル６２０の方に平行移動させて第２の接続部６３０を前記レセプタクル６２０と係合させる。この工程は、前記接続部６３０がそれぞれ前記レセプタクル６２０と係合するまで繰り返されてもよい。
【００３１】
図７ａ-ｃは集合的に、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ７００の別の実施形態を斜視図で示したものである。前記マイクロアセンブリ７００は、基板７０５に実質的に平行に配向された２つのレセプタクル７１０と、前記基板７０５に実質的に直角に配向されている、前記レセプタクル７１０に組み立てられた２つのマイクロコネクタ７２０と、前記基板７０５に実質的に平行に配向された、前記マイクロコネクタ７２０に組み立てられたマイクロコネクタ７３０とを含む。
【００３２】
それぞれの前記レセプタクル７１０は、図４に示した前記レセプタクル４００に実質的に類似しており、それぞれの前記マイクロコネクタ７２０は図３に示した前記マイクロコネクタ３００に実質的に類似している。しかし、前記マイクロコネクタ７２０はまた、図３に示した前記偏向自在な部材３６０および／または図４に示した前記リテーナ４１０に、それぞれ実質的に類似している偏向自在な部材７２５を含んでいる。例えば、前記部材７２５は、前記マイクロコネクタ７３０の一部分の受け入れと係合を許容するように外側に偏向するように構成されてもよい。前記部材７２５は前記マイクロコネクタ７３０から伸びている突起部７３９を係合するように構成されてもよい。別の実施形態では、前記マイクロコネクタ７３０は前記マイクロコネクタ７２０から伸びている突起部を係合するように構成されている偏向自在な部材を含んでもよい。前記マイクロコネクタ７２０は、図１、２ａおよび２ｂに関して上述した前記方法に実質的に類似したマイクロアセンブリ方法によって、前記レセプタクル７１０に組み立てられてもよい。このようなマイクロアセンブリ中に使用される操作プローブ７４０は、より広い部材７４７とより狭い部材７４８を有するプローブ先端７４５を含んでもよい。
【００３３】
前記マイクロコネクタ７３０は、図３に示した前記マイクロコネクタ３００の組成と製造に実質的に類似している。前記図示した実施形態では、前記マイクロコネクタ７３０は、前記操作プローブ７４０の前記先端７４５を受容、係合および／または係合されるように構成されたハンドル７３５を含んでもよい。前記ハンドル７３５は、図３で示した前記ハンドル３２０に実質的に類似していてもよい。例えば、前記ハンドル７３５は、前記操作プローブ先端７４５の前記より広い部材７４７を受け入れ選択的に保持するように構成された偏向自在な部材７３７およびアパーチャ７３８を含んでもよい。従って、１実施形態では、前記先端７４５の前記より広い部材７４７は前記アパーチャ７３８の幅と等しいか若しくは少なくとも若干広く、また前記先端７４５の前記より狭い部材７４８の幅は前記アパーチャ７３８の幅と等しいか若しくは若干狭くてもよい。
【００３４】
マイクロアセンブリ中は、前記ハンドル７３５と操作プローブ先端７４５は係合しており、図７ａに示すように、前記操作プローブ７４０を平行移動、回転およびその他の方法で操作して、前以て予め組み立てられたマイクロコネクタ７２０に対して、前記マイクロコネクタ７３０を配向および整列してもよい。そして、前記操作プローブ７４０が前記基板７０５の方向にさらに平行移動されて、図７ｂに示すように、前記マイクロコネクタ７３０とマイクロコネクタ７２０が完全に係合し、前記操作プローブ先端７４５が前記マイクロコネクタ７３０の前記アパーチャ７３８の中にさらに移動してもよい。
【００３５】
図７ｂに示すように、前記操作プローブ先端７４５の前記より広い部材７４７が前記マイクロコネクタ７３０で移動した後は、図７ｃに示すように、前記操作プローブ７４０を前記基板７０５に平行して実質的に平行移動して、前記マイクロコネクタのアパーチャ７３８のより広い部材を通して除去してもよい。
【００３６】
このようにして、本開示はコンプライアント・ハンドルと偏向自在な連結部材とを含んだＭＥＭＳマイクロコネクタを紹介する。前記コンプライアント・ハンドルは、擦るようにして操作プローブに係合するように構成されている。前記偏向自在な連結部材は前記ハンドルに連結した第１の端部と、前記ハンドルからの前記操作プローブの離脱に応じて、偏向してレセプタクルに係合するように構成されている第２の端部とを含む。
【００３７】
本開示はまた、基板と、前以て係合する配向でマイクロコネクタを受け入れるように構成された前記基板のアパーチャと、前記基板に定義された偏向リテーナとを含むＭＥＭＳマイクロコネクタ・レセプタクルを提供している。前記偏向リテーナは、前記マイクロコネクタの最初の偏向に応じて休止配向から偏向するように構成されており、また前記マイクロコネクタのさらなる偏向に応じて前記休止配向の方に戻ることによって前記マイクロコネクタと係合するようにも構成されている。
【００３８】
ＭＥＭＳマイクロアセンブリも本開示で提供されている。１実施形態では、前記マイクロアセンブリはレセプタクルとマイクロコネクタとを含む。前記レセプタクルはアパーチャと偏向リテーナを含む。前記マイクロコネクタは、操作プローブと擦れるように係合するように構成されたコンプライアント・ハンドルと、前記操作プローブが前記コンプライアント・ハンドルから離れるように平行移動するのに応じて偏向し、それによって前記レセプタクル偏向リテーナを偏向させて、前記偏向リテーナと前記偏向自在な連結部材が係合するように構成されている偏向自在な連結部材とを有する。
【００３９】
本開示の観点に従ったＭＥＭＳマイクロアセンブリの別の実施形態は、実質的に同一平面上にある第１および第２のレセプタクルと、それぞれ前記第１および第２のレセプタクルに連結した実質的に平行な第１および第２のマイクロコネクタと、を含む。このような実施形態はまた、前記第１および第２のマイクロコネクタに組み立てられている、前記第１および第２のレセプタクルに実質的に平行な第３マイクロコネクタを含む。それぞれ前記第１および第２のレセプタクルへの前記第１および第２のマイクロコネクタのアセンブリ、および前記第３マイクロコネクタの前記第１および第２のマイクロコネクタへのアセンブリは、偏向自在な連結部材と偏向リテーナの係合によって達成されてもよい。
【００４０】
本開示はまた、ＭＥＭＳコンポーネントのアセンブリ方法を紹介する。１実施形態では、前記方法はマイクロコネクタを操作プローブに擦るように係合させる工程を含むが、そこでは、前記マイクロコネクタは偏向自在な連結部材を含む。前記マイクロコネクタは、前記接続部がレセプタクルに近接するように前記操作プローブを操作することによって配向され、そこでは前記レセプタクルはアパーチャを定義する偏向リテーナを含む。前記マイクロコネクタが前記レセプタクルに接触するまで前記操作プローブを平行移動させることによって、前記偏向自在な連結部材の一部分は前記アパーチャを通して平行移動される。前記偏向リテーナの偏向が減少することが許容され前記マイクロコネクタと前記レセプタクルが係合するようになるまで、前記操作プローブを前記マイクロコネクタ内部で前記レセプタクルの方に平行移動して、前記偏向自在な連結部材および前記偏向リテーナを偏向させる。
【００４１】
ＭＥＭＳマイクロアセンブリを製造する方法も、本開示で紹介する。１実施形態では、前記方法は、基板上に形成されているレイヤーからマイクロコネクタとレセプタクルを定義する工程と、前記マイクロコネクタと操作プローブを擦れるように係合させる工程と、前記操作プローブを操作して前記基板から前記レセプタクルの反対側に前記マイクロコネクタを配向する工程と、を含む。前記操作プローブを操作して、前記マイクロコネクタが前記レセプタクルに接触するまで、前記マイクロコネクタを前記レセプタクルの方に平行移動させる。前記操作プローブは前記マイクロコネクタ内部で前記レセプタクルの方に平行移動され、それによって前記マイクロコネクタと前記レセプタクルが係合する。
【００４２】
図８ａと８ｂは、本開示の観点に従ったマイクロアセンブリ８００の別の実施形態の少なくとも一部分を斜視図で示したものである。前記マイクロアセンブリ８００、または少なくともその図示された部分は、レセプタクル８０５とマイクロコネクタ８１０とを含む。前記マイクロコネクタ８１０の構築、材料、配列および/または作動は、この明細書で説明してきた、図１で示した前記マイクロコネクタ１１０のような他のマイクロコネクタに実質的に類似していてもよい。例えば、前記マイクロコネクタ８１０と前記マイクロコネクタ１１０との類似した特性の中には、前記マイクロコネクタ８１０が約１０００マイクロン以上でない厚みを有してもよいことがある。１実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０は約１０００マイクロンの厚さを有している。
【００４３】
前記レセプタクル８０５は、図１に示した前記レセプタクル１２０、図４に示した前記レセプタクル４００、図６に示した前記レセプタクル６２０、および／または図７ａ−７ｃに示した前記レセプタクル７１０および／またはハンドル７３５のような、この明細書で説明したその他のレセプタクルに対して、構築、材料、配置および／または作動において実質的に類似していてもよい。例えば、図８ａと８ｂに示した実施形態では、前記レセプタクル８０５は２つの脚部８４０を有するリテーナ８３０を含んでおり、前記リテーナ８３０および脚部８４０は、図１に示した前記リテーナ１３０および前記脚部１４０に実質的に類似している。また、前に説明したレセプタクルのように、前記レセプタクル８０５（若しくはその部分）は、厚さが約１０００マイクロンである１実施形態のように、約１０００マイクロン以上でないの厚さを有している。
【００４４】
しかし、前記リテーナ８３０（および／または前記レセプタクル８０５の別の部分）はまた、２つの指８４５を含む。前記脚部８４０のように、前記指は実質的に細長いか若しくは細長い部分を含み、場合により幅よりも厚さがかなり大きく、また場合により長さが幅若しくは厚さよりも大きく、このため、前記マイクロコネクタ８１０の一部分と接触した場合に、前記指８４５は偏向を許容するのに充分な柔軟性を有する。図８ａと８ｂに示すように、前記指８４５は集合的に前記脚部８４０に介在する。それだけではなく、それぞれの前記指８４５は、近接する１つの前記脚部８４０の内部形状に実質的に適合若しくは対応しているか、若しくは実質的に類似している、外部形状（若しくは基礎基板に対するフットプリント）を有してもよい。例えば、前記指８４５の１若しくはそれ以上の前記外部形状は、近接する１つの前記脚部８４０の内部形状からの実質的な一定距離だけ、放射状に内側に派生してもよい。さらには、前記脚部８４０のように、前記指８４５はお互いにミラーイメージであってもよい。
【００４５】
前記指８４５は、脚部８４０が前記基板に連結している場所に近接した端部で、前記基板に連結若しくはその他の方法で付着しており、前記脚部８４０のように、前記指８４５のもう１つの端部８４７は前記基板で自由に平行移動できる。前記端部８４７は、テイパード表面８４６を有してもよく、その間に前記マイクロコネクタ８１０の一部分を挿入すると、前記指８４５がお互いから離れるように偏向するが、前記マイクロコネクタ８１０の挿入部分とは接触したままになる。
【００４６】
図８ａと８ｂに示した実施形態に類似した他の実施形態では、異なった数の脚部８４０および／または指８４５を使用してもよい。例えば、１実施形態では前記２つの脚部８４０に加えて１つだけの指８４５を使用してもよく、また別の実施形態では３つ若しくはそれ以上の指８４５を使用してもよい。いずれの場合も、前記指８４５は、上述の工程によって、場合により前記脚部８４０の形成と同時に、前記レセプタクル８０５に統合的に形成される。別の実施形態では、前記指８４５は、前記レセプタクル８０５に付着若しくは別の方法で連結する別個コンポーネントである。
【００４７】
前記指８４５は、ある実施形態では、前記マイクロアセンブリ８００の前記堅牢性および／または配置構造を改善する。例えば、前記指８４５が使用されない実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触は、２箇所だけでの点および／または線接触に制限される。しかし、１つまたはそれ以上の前記指８４５を使用する別の実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触は、３箇所以上での点および／または線接触を含み、これは前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の前記連結の前記堅牢性および／または配置構造を改善する。
【００４８】
図８ａと８ｂに示した実施形態はまた、前記マイクロコネクタ８１０が、少なくともある実施形態ではマイクロアセンブリ８００の堅牢性および／または配置構造を改善する機能を含んでもよいことを実証している。例えば、図示された実施形態では、前記マイクロコネクタ８１０は、前記マイクロコネクタ８１０の脚部８７０の一部分から伸びている、実質的に長方形の隆起、肩部若しくは別の突起部８７２を含む。その他の点では、前記脚部８７０は、上述した他の実施形態の中では図１に示した前記脚部１８０に実質的に類似している。
【００４９】
前記突起部８７２は、１若しくはそれ以上の前記指８４５が接触するようにより大きな区域を提供するように構成されてもよい。１実施形態では、前記突起部８７２は、前記マイクロコネクタ８１０と前記脚部８４０および／または指８４５との接触点間の距離を増大するように構成されてもよい。前記突起部８７２はまた、前記レセプタクル８０５の平な表面に対して水平的にも垂直的にも分離されている、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の接触点を確立するように構成されてもよい。
【００５０】
例えば、前記レセプタクル８０５は、前記マイクロコネクタ８１０と前記レセプタクル８０５との間の３つ若しくはそれ以上の接触点を確立するために、前記脚部８４０に加えて１若しくはそれ以上の前記指８４５を含んでもよく、前記接触点の１つはその他の２若しくはそれ以上の接触点より前記レセプタクル８０５の平らな表面８０５ａから離れて配置されており、また少なくとも１つの接触点が前記脚部８７０の少なくとも２つの異なった表面若しくは縁部のそれぞれに配置されている（例えば、第１の接触場所８９９ａは前記脚部８７０の１つの表面８７０ａとであり、第２の接触場所８９９ｂは前記表面８７０ａとではない）。
【００５１】
図１、２ａ、２ｂ、３および４に関して上記に説明したように、前記レセプタクル８０５への前記マイクロコネクタ８１０のアセンブリは、前記マイクロコネクタ８１０の端部の前記偏向を含むことができる（若しくは図１、２ａおよび２ｂで示した前記脚部１７０のような、前記マイクロコネクタ８１０の脚部若しくは脚部の端部）。このような偏向は運動の第１の平面で生じおよび／または第１の平面を確立するが、これは、前記脚部８４０および／または前記指８４５が偏向する第２の平面に実質的に垂直であってもよい。例えば、前記レセプタクル８０５が基板上に若しくは基板から形成されている場合、前記マイクロコネクタ８１０の前記脚部は前記基板に実質的に垂直な第１の平面で偏向するが、前記レセプタクル８０５の前記脚部８４０および／または前記指８４５は前記基板に実質的に平行な第２の平面で偏向してもよい。アセンブリ後、前記脚部８４０および／または前記指８４５は前記マイクロコネクタ８１０の少なくとも３箇所で接触してもよく、また、前記第１の平面、第２の平面若しくは第１および第２の平面の両方に対して、これらの３つ若しくはそれ以上の接触箇所の１つが前記その他の接触箇所からの派生であるように、前記指８４５が構成されてもよい。
【００５２】
上記の全てを考慮に入れて、本開示は、少なくともコンプライアント・ハンドルと偏向自在な連結部材の１つを含んだ機器を紹介する。前記コンプライアント・ハンドルは操作プローブに擦れるように係合するように構成されてもよい。前記偏向自在な連結部材は前記ハンドルに連結した第１の端部および、偏向してレセプタクルの少なくとも３箇所と接触することによって前記レセプタクルに係合する第２の端部を有する。前記コンプライアント・ハンドル、前記偏向自在な連結部材および前記レセプタクルの少なくとも１つは、約１０００マイクロン未満の厚さを有してもよい。
【００５３】
本開示はまた、コンポーネントとのアセンブリ中に偏向し、コンポーネントとのアセンブリ後にも前記コンポーネントと接触したままになるようにそれぞれ構成された少なくとも３つの偏向自在な部材を含んだ機器を紹介する。前記偏向自在な連結部材および前記コンポーネントの少なくとも１つは、約１０００マイクロン以上ではない厚さを有してもよい。
【００５４】
本開示で紹介した方法の実施形態には、第２の部材に対する第１の部材の滑り入れ工程を含み、第１の部材と第２の部材の少なくとも１つが複数の偏向自在な部材の１つである。このような方法はまた、前記複数の偏向自在な部材の少なくとも３つと、前記複数の偏向自在な部材の一部ではない前記第１および第２の部材の中の１つとの接触によって、第１および第２の部材の相対配向を保持する工程を含む。
【００５５】
前述では、当業者が以下の詳細な説明をよりよく理解するためにいくつかの実施形態の機能を概略してきた。当業者は、ここで紹介した前記実施形態と同じ目的を実行および／または同じ利点を達成するために、その他の工程および構造を設計若しくは変更する基として本開示を容易に使用できることを充分に理解されたい。また、当業者はこのような等価な構築が本開示の精神と範囲から逸脱するものではなく、また本開示の精神と範囲を逸脱しない範囲で様々な変更、代用、および代替を行ってもよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
本開示は、以下の詳細な説明を付随の図面と共に読むことにより理解が最も深まる。本業界の標準的技法にしたがって、様々な機能は縮尺どおりに図示されていないことは強調しておく。実際、様々な機能の寸法は、説明を明確にするために任意に増やしたり減らしたりされている。
【図１】図１は、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の一部分を斜視図で示したものである。
【図２ａ】図２ａと２ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の中間段階を斜視図で示したものである。
【図２ｂ】図２ａと２ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの１実施形態の中間段階を斜視図で示したものである。
【図３】図３は、本開示の観点に従った、マイクロコネクタの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図４】図４は、本開示の観点に従った、マイクロコネクタ・レセプタクルの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図５】図５は、本開示の観点に従った、操作プローブの１実施形態を斜視図で示したものである。
【図６】図６は、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ａ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ｂ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図７ｃ】図７ａ〜ｃは、本開示の観点に従った、アセンブリの中間段階にあるマイクロアセンブリの別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図８ａ】図８ａと８ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの一部分の別の実施形態を斜視図で示したものである。
【図８ｂ】図８ａと８ｂは、本開示の観点に従った、マイクロアセンブリの一部分の別の実施形態を斜視図で示したものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
操作プローブと摩擦抵抗で係合するように構成されたコンプライアント・ハンドルと、
前記ハンドルに結合した第１の端部と、偏向するように構成された第２の端部とを有する偏向自在な連結部材であって、これによりレセプタクルの少なくとも３箇所に接触することにより前記レセプタクルと係合するものである、偏向自在な連結部材とを有し、
前記コンプライアント・ハンドル、前記偏向自在な連結部材、および前記レセプタクルのうち少なくとも１つは約１０００マイクロン未満の厚さを有するものである、機器。
【請求項２】
請求項１の機器において、前記少なくとも３箇所は少なくとも４箇所である。
【請求項３】
請求項１の機器において、前記偏向自在な連結部材および前記レセプタクルの少なくとも１つは、前記少なくとも３箇所の１つにそれぞれ対応する３つの細長い偏向自在な部材を含むものである。
【請求項４】
請求項３の機器において、前記少なくとも３つの細長い偏向自在な部材の少なくとも２つはそれぞれバーブを含むものである。
【請求項５】
請求項３の機器において、
前記偏向自在な連結部材の前記第２の端部は第１の平面で偏向し、
前記レセプタクルは前記少なくとも３つの細長い偏向自在な連結部材を含み、
前記少なくとも３つの細長い偏向自在な連結部材はそれぞれ第２の平面で偏向し、
前記少なくとも３箇所は、第１、第２、および第３の箇所を含み、
前記第１の箇所は、前記第１および第２の平面のそれぞれに対して、前記第２および第３箇所から離れるものである。
【請求項６】
請求項５の機器において、前記第２の平面は実質的に前記第１の平面に垂直である。
【請求項７】
機器であって、
少なくとも３つの偏向自在な部材であって、それぞれは、
コンポーネントとのアセンブリ中に偏向し、
前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記コンポーネントと接触を保持するものである、少なくとも３つの偏向自在な部材を有し、
前記偏向自在な部材と前記コンポーネントの少なくとも１つは、約１０００マイクロン以上の厚さを有さないものである、機器。
【請求項８】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材のそれぞれは、幅より長さと厚さが実質的に大きい細長い部材である。
【請求項９】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材は、少なくとも４つの偏向自在な部材を含むものである。
【請求項１０】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材は、２つの第１の偏向自在な部材と２つの第２の偏向自在な部材とを含み、前記第２の偏向自在な部材は前記２つの第１の偏向自在な部材に集合的に介在するものである。
【請求項１１】
請求項１０の機器において、前記２つの第１の偏向自在な部材は第１のミラーイメージを形成し、前記２つの第２の偏向自在な部材が第２のミラーイメージを形成するものでる。
【請求項１２】
請求項１０の機器において、前記２つの第２の偏向自在な部材のそれぞれは、前記２つの第１の偏向自在な部材に対応する１つの内部形状に実質的に適合する外部形状を有するものである。
【請求項１３】
請求項１０の機器において、前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記２つの第１の偏向自在な部材は、
前記コンポーネントの第１の表面と、
前記第１の表面の縁部と
のうち少なくとも１つと接触するものである。
【請求項１４】
請求項１３の機器において、前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記２つの第２の偏向自在な部材は、
前記コンポーネントの第２の表面と、
前記第２の表面の縁部と
のうち少なくとも１つと接触するものである。
【請求項１５】
請求項１４の機器において、前記第１および第２の表面は共有の縁部を有しないものである。
【請求項１６】
請求項１４の機器において、前記第１および第２の表面は前記コンポーネントの実質的に反対側に位置しているものである。
【請求項１７】
請求項７の機器であって、この機器は、さらに、
前記コンポーネントを有するものである。
【請求項１８】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材はレセプタクルを形成し、前記レセプタクルは複数のレセプタクルの１つであり、前記機器はそれぞれが前記複数のレセプタクルの対応する１つを含む複数の機器の１つである。
【請求項１９】
方法であって、
第１の部材を第２の部材に対して嵌挿する工程であって、前記第１および第２の部材の少なくとも１つは複数の偏向自在な部材の１つである、嵌挿する工程と、
前記複数の偏向自在な部材の少なくとも３つと、前記複数の偏向自在な部材の部分ではない前記第１および第２の部材の１つとを接触させて、前記第１および第２の部材の相対配向を保持する工程とを有し、
約１０００マイクロン以上でない機能寸法は、
前記第１の部材と、
前記第２の部材と、
前記複数の偏向自在な部材の１つと
から成る群から選択された少なくとも１つの部材の特性である、
方法。
【請求項２０】
請求項１９の方法において、前記特性機能寸法は約１０マイクロン未満である。
【請求項１】
機器であって、
操作プローブと摩擦抵抗で係合するように構成されたコンプライアント・ハンドルと、
前記ハンドルに結合した第１の端部と、偏向するように構成された第２の端部とを有する偏向自在な連結部材であって、これによりレセプタクルの少なくとも３箇所に接触することにより前記レセプタクルと係合するものである、偏向自在な連結部材とを有し、
前記コンプライアント・ハンドル、前記偏向自在な連結部材、および前記レセプタクルのうち少なくとも１つは約１０００マイクロン未満の厚さを有するものである、機器。
【請求項２】
請求項１の機器において、前記少なくとも３箇所は少なくとも４箇所である。
【請求項３】
請求項１の機器において、前記偏向自在な連結部材および前記レセプタクルの少なくとも１つは、前記少なくとも３箇所の１つにそれぞれ対応する３つの細長い偏向自在な部材を含むものである。
【請求項４】
請求項３の機器において、前記少なくとも３つの細長い偏向自在な部材の少なくとも２つはそれぞれバーブを含むものである。
【請求項５】
請求項３の機器において、
前記偏向自在な連結部材の前記第２の端部は第１の平面で偏向し、
前記レセプタクルは前記少なくとも３つの細長い偏向自在な連結部材を含み、
前記少なくとも３つの細長い偏向自在な連結部材はそれぞれ第２の平面で偏向し、
前記少なくとも３箇所は、第１、第２、および第３の箇所を含み、
前記第１の箇所は、前記第１および第２の平面のそれぞれに対して、前記第２および第３箇所から離れるものである。
【請求項６】
請求項５の機器において、前記第２の平面は実質的に前記第１の平面に垂直である。
【請求項７】
機器であって、
少なくとも３つの偏向自在な部材であって、それぞれは、
コンポーネントとのアセンブリ中に偏向し、
前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記コンポーネントと接触を保持するものである、少なくとも３つの偏向自在な部材を有し、
前記偏向自在な部材と前記コンポーネントの少なくとも１つは、約１０００マイクロン以上の厚さを有さないものである、機器。
【請求項８】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材のそれぞれは、幅より長さと厚さが実質的に大きい細長い部材である。
【請求項９】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材は、少なくとも４つの偏向自在な部材を含むものである。
【請求項１０】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材は、２つの第１の偏向自在な部材と２つの第２の偏向自在な部材とを含み、前記第２の偏向自在な部材は前記２つの第１の偏向自在な部材に集合的に介在するものである。
【請求項１１】
請求項１０の機器において、前記２つの第１の偏向自在な部材は第１のミラーイメージを形成し、前記２つの第２の偏向自在な部材が第２のミラーイメージを形成するものでる。
【請求項１２】
請求項１０の機器において、前記２つの第２の偏向自在な部材のそれぞれは、前記２つの第１の偏向自在な部材に対応する１つの内部形状に実質的に適合する外部形状を有するものである。
【請求項１３】
請求項１０の機器において、前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記２つの第１の偏向自在な部材は、
前記コンポーネントの第１の表面と、
前記第１の表面の縁部と
のうち少なくとも１つと接触するものである。
【請求項１４】
請求項１３の機器において、前記コンポーネントとのアセンブリ後、前記２つの第２の偏向自在な部材は、
前記コンポーネントの第２の表面と、
前記第２の表面の縁部と
のうち少なくとも１つと接触するものである。
【請求項１５】
請求項１４の機器において、前記第１および第２の表面は共有の縁部を有しないものである。
【請求項１６】
請求項１４の機器において、前記第１および第２の表面は前記コンポーネントの実質的に反対側に位置しているものである。
【請求項１７】
請求項７の機器であって、この機器は、さらに、
前記コンポーネントを有するものである。
【請求項１８】
請求項７の機器において、前記少なくとも３つの偏向自在な部材はレセプタクルを形成し、前記レセプタクルは複数のレセプタクルの１つであり、前記機器はそれぞれが前記複数のレセプタクルの対応する１つを含む複数の機器の１つである。
【請求項１９】
方法であって、
第１の部材を第２の部材に対して嵌挿する工程であって、前記第１および第２の部材の少なくとも１つは複数の偏向自在な部材の１つである、嵌挿する工程と、
前記複数の偏向自在な部材の少なくとも３つと、前記複数の偏向自在な部材の部分ではない前記第１および第２の部材の１つとを接触させて、前記第１および第２の部材の相対配向を保持する工程とを有し、
約１０００マイクロン以上でない機能寸法は、
前記第１の部材と、
前記第２の部材と、
前記複数の偏向自在な部材の１つと
から成る群から選択された少なくとも１つの部材の特性である、
方法。
【請求項２０】
請求項１９の方法において、前記特性機能寸法は約１０マイクロン未満である。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【公開番号】特開２００６−２７２５４４（Ｐ２００６−２７２５４４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−６２０９７（Ｐ２００６−６２０９７）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（５０４４６４２１０）ザイベックス コーポレーション (4)
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６２０９７（Ｐ２００６−６２０９７）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（５０４４６４２１０）ザイベックス コーポレーション (4)
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