電子組件製造方法

2023-07-31 05:25:46

專利名稱：電子組件製造方法
技術領域：
本發明一般地涉及集成電子組件，並且更具體地，涉及用於形成包含多個電子管 芯和與其互連的電子組件的方法。
背景技術：
包含互連的半導體(SC)管芯和其他電子部件的模塊化電子組件被大量地使用。 重要的是，這樣的組件在尺寸上很小，但是具有良好的電和熱屬性，並且能夠包含各種類型 的半導體管芯和其他電子部件。當不實際或者不可能將所有期望的電路併入單個半導體集 成電路(IC)中時使用這樣的組件。在這樣的組件中，可能需要以期望的配置來容納並且互 連若干不同類型的IC和其他半導體器件。為了節省空間並且改善組件的整體屬性，有益的 是，將未封裝的半導體管芯安裝在組件內，並且然後對它們進行互連以提供期望的整體電 子功能。這樣的組件的整體成本是在它們的加工中使用的製造方法和批量大小，即，可以同 時加工的這樣的組件的數目，的敏感函數。未封裝的半導體管芯和其他未封裝的部件的小 尺寸和易碎性增加了使用未封裝的管芯來製造組件的困難，特別是在必須最小化組件的尺 寸(例如，面積和厚度)時。例如，在諸如蜂窩電話和個人數字助理(PDA)的消費電子產品 中，提供期望的功能的電子組件必須儘可能薄和小，使得可以最小化器件的外部尺寸，特別 是厚度。而且，雖然在實驗室規模上經常可以容易地加工這樣的組件，但是為了大量低成本 而擴大製造工藝可能存在重大的挑戰。因此，存在對於批量製造方法的不斷需要，該方法能 夠有效地提供具有用於附接到成品的電路母板或者帶子的具有良好熱屬性和低連接阻抗 的緊湊型電子組件。因此，期望提供一種製造電子組件的改進的方法，該方法允許在需要時使用多個 互連層和多個電子部件，並且同時適用於批量製造。還期望所採用的製造方法和材料與當 今的製造能力和材料相配，並且不需要可用的製造過程的實質上的修改或者在所佔用的面 積上的大幅度提高或者在製造成本上的其他提高。還期望最小化組件的整體厚度和側面面 積。結合附圖和前述技術領域和背景技術，從後續的具體實施方式
和所附的權利要求，本發 明的其他期望特徵和特性將變得明顯。


以下將結合下面繪製的圖來描述本發明，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的 元素，並且圖1是根據本發明的實施例的陶瓷載體的簡化平面圖，並且圖2是根據本發明的 實施例的貫穿陶瓷載體的簡化示意性橫截面視圖，該陶瓷載體適合於在電子組件的陣列的 製造期間用作臨時基底；圖3-12是根據本發明的另一個實施例的在不同製造階段的簡化示意性橫截面視 圖，圖示了如何使用圖1和圖2的支撐載體來加工電子組件的陣列；圖13是簡化示意性橫截面視圖，圖示了如何根據在圖3-12中圖示的製造方法來加工電子組件，並且然後電子組件被單體化，可以後續被安裝到成品或者高級電子設備的 母板或者其他部分；以及圖14和圖15圖示了根據本發明的另一個實施例的如何將根據在圖3-11中圖示 的步驟在圖1和圖2的臨時載體上準備的電子組件的陣列與這樣的載體分離以提供在圖12 中圖示的結構，並且示出了另外的細節。
具體實施例方式下面的詳細說明在本質上僅僅是示例性的，並且並不意在限制本發明或者本發明 的應用和使用。而且，不希望由在前面的技術領域、背景技術、簡要總結或者下面的詳細描 述中存在的任何明確或者隱含的理論來約束。為了說明的簡單和清楚，附示了構造的一般方式和加工方法，並且可以省略 公知特徵和技術的描述和細節以避免不必要地混淆本發明。另外，在附圖中的元素不必按 比例繪製。例如，在一些附圖中的一些元素或者區域的尺寸可能相對於同一個或者其他附 圖的其他元素或者區域被誇大，以有助於促進對本發明的實施例的理解。如果有的話，在描述和附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等可以用於 在類似元素之間進行區分，並且不必用於描述特定的序列或者時間順序。應當理解，如此使 用的術語在適當的情況下是可變的，使得在此所述的本發明的實施例例如能夠以除了在此 圖示或者以其他方式描述的那些之外的順序來使用。而且，術語「包括」、「具有」及其任何 變化形式意在涵蓋非排它的包括，使得包括一系列元素的過程、方法、物品或者設備不必限 於那些元素，而是可以包括未明確地列出或者這樣的過程、方法、物品或者設備所固有的其 他元素。如果有的話，在描述和權利要求中的術語「左」、「右」、「內」、「外」、「前」、「後」、「上」、 「下」、「頂」、「底」、「之上」、「之下」、「以上」、「以下」等用於描述相對位置，並且不必用於描述 空間上的永久位置。應當理解，在此描述的本發明的實施例可以，例如，在與在此圖示或者 以其他方式描述的那些不同的其他定位中使用。在此使用的術語「耦合」被定義為以電氣 或者非電氣方式直接地或者間接地連接。而且，在此使用的詞「管芯」意在包括各種晶片形 式的電子部件，表示單數和複數。緊湊型電子組件的有效的、低成本的製造通常要求以包含多個獨立組件的板的形 式來進行製造，該多個獨立的組件在完成後被分離(「單體化」)為單獨的組件。通常還是 下述情況包括在組件中的相對易碎的電子管芯和其他電子部件在製造的較早階段被固定 在它們期望的相對位置中，並且然後例如通過由電介質分離的導體的一個或多個層級來電 互連成為最後的電路配置。這些導體電介質絕緣體夾層被稱為「互連層」。根據電子組件的 複雜度，可能需要若干互連層。還必須在成品組件上提供外部電子觸點，使得它可以連接到 母板或者它作為其一部分的其他高級電子設備的端子。在製造包含多個電子組件的板的過 程期間，經常使用各種沉積和固化步驟，其要求部分地完成的板及其處理系統承受提高的 溫度，例如，高達大約250攝氏度。因為成品板和組件必須比較薄，因此在製造期間必須在 臨時載體上支撐它們。用於將雛形板附連到載體的粘結劑必須堅固得足以無故障地承受在 後續的製造步驟期間的載體板組合的機械處理，必須在各種加工步驟期間發生的高溫劇增 期間是穩定的，並且仍然能夠被移除使得成品板可以在接近製造周期的結束時與臨時載體 分離。另外，粘結劑的選擇和粘結劑附連和移除過程必須不會反作用於板及其互連層、電連接墊、焊料塗層、封裝等。因此，支撐載體的設計、粘結劑的選擇和製造步驟涉及一組複雜的 折衷，以便於達到板的有效和低成本的製造方法，通過所述製造步驟來在支撐載體上形成 雛形板、完成雛形板並且隨後通過將雛形板與粘結劑脫離而從支撐載體分離雛形板。下面 描述載體設計、粘結劑選擇、應用和移除以及中間製造步驟的組合。圖1是根據本發明的實施例的陶瓷載體的簡化平面圖，並且圖2是根據本發明的
實施例的貫穿陶瓷載體20的簡化示意性橫截面視圖，該陶瓷載體20適合於在電子組件的
陣列，例如「板」，的製造期間用作臨時襯底。載體20方便地是氧化鋁陶瓷，但是還可以使
用其他陶瓷和其他耐火材料。因為氧化鋁是較為便宜的材料，可以容易地以低成本加工延
伸貫穿其中的大量的孔22，對於各種熱處理、溶劑和其他化學品以及在以後的加工步驟中
使用的工藝實際上是惰性的，並且剛性得足以提供基本上平坦的表面，在該表面上可以建 立組件，而沒有由於在載體20上形成的組件陣列的不同膨脹和收縮導致的嚴重彎曲，所以
氧化鋁是優選的。結合圖14-15解釋了大量孔22的重要性。厚度21通常是大約1mm，但
是可以根據載體的橫向尺寸和材料來使用更厚或者更薄的載體。期望載體20的橫向尺寸
(例如，直徑)D至少等於在其上加工的板的橫向尺寸。因為可以同時加工的組件的數目，並
且因此製造效率，取決於板和載體20的橫向尺寸，因此期望板和載體如可以大得在製造中
方便地和安全地進行處理。載體20被示為圓形的，並且這是優選的，因為這對於在工藝中
的隨後的其他加工步驟是方便的，但是這不是必需的。在此使用的對於「直徑」D或者d的
引用意在包括非圓形形狀的主要尺寸，並且不僅僅限於圓形。還可以使用其他橫向形狀，並
且本發明不取決於載體20的橫向形狀。對於Imm厚的板，期望孔22的大小在橫向尺寸上
為大約Imm至10mm，並且更方便地大約1至5mm，並且優選地大約1至2mm，但是，還可以根
據載體20的直徑和厚度來使用更大或者更小的孔和間隔。換句話說，期望孔22的橫向大
小至少如載體20的厚度21那麼大。孔22的橫向中心到中心間距實用地是大約孔大小的
2-7倍，更方便地大約3-6倍，並且優選地孔大小的大約5倍。在所使用的測試載體中，孔大
小是1. 27mm,並且中心到中心間距是6. 35mm或者大約為孔尺寸的5倍。對於方孔，該量為
在直徑d內的板區域的大約4%，而對於圓孔，該量為在直徑d內的板區域的大約3%。換
句話說，期望孔22均勻地分布，並且是在直徑d內的載體區域的2%至10%，更方便地大約
2%至7%，並且優選地大約3%至5%。期望橫向尺寸d和周長ρ的圓周或者外緣23剛好
位於孔22的圖案的外部，並且與圖3的轉移粘結劑27的橫向限度(例如，尺寸d)相對應。
孔22在其主要表面20-1和20-2之間延伸通過載體20。期望載體20的一個或兩個主要表
面或面20-1或者20-2是平面或者重疊地基本上是平坦的，但是這不是必需的。載體20具
有位於周長P外的寬度(D-d)/2的邊緣(沒有孔)。期望邊緣寬度(D-d)/2是板厚度的大
約3至10倍，更方便地板厚度的大約4至8倍，優選地板厚度的大約5倍。換句話說，重要
的是，選取百分比孔面積和邊緣寬度，使得百分比孔面積儘可能地大，同時仍然提供足夠剛
度的板以在加工期間保持基本上平坦，並且足夠強以承受在製造期間的必要的處理而不破 m農。圖3-12是根據本發明的另一個實施例的在不同製造階段40-1到40_10的簡化示 意性橫截面視圖，圖示了如何使用圖1-2的支撐載體20來加工圖12的獨立電子組件52的 陣列板50。一般的製造過程是利用粘結劑將雛形的組件板(例如，圖9的板35)附連到載 體20。因為板35還沒有完成製造，所以板35被稱為「雛形板」。換句話說，板35是早期階段的板或者部分完成的板。雛形或者部分完成的板35包含通過模製化合物結合在一起的 期望的組件的電子功能所需要的管芯。進一步加工雛形板35和載體20的組合，以在管芯 和期望的外部電子觸點之間提供期望的電互連，直到完成該板。然後，將該成品板從載體分 離，並且單體化為獨立的電組件。雖然存在大量的可能粘結劑，但是已經發現了僅有限的數 目具有粘結劑屬性、溫度穩定性、對於其他製造步驟和材料的無幹擾性和釋放要求的適當 組合。而且，雖然這樣的粘結劑可以通過許多技術施加到載體或者從載體移除，但是下面描 述的優選技術良好地適用於低成本批量製造。參考圖3的製造階段40-1，提供了具有橫向尺寸d和周長P的夾層結構41-1的轉 移粘結劑(TA) 24。TA 24通常是三層夾層，包括上塑料膜25(通常稱為「上襯墊」)、中間粘 結劑層27和下塑料膜26 (通常稱為「下襯墊」)。塑料膜或者襯墊25具有上(面向外部) 表面25-1和下(面向內部)表面25-2。塑料膜或者襯墊26具有下(面向外部)表面26_1 和上(面向內部)表面26-2。期望襯墊25、26具有不同表面能的釋放塗層的PET或者其他 標準襯墊材料，因此一側比另一側更容易剝落，但是還可以使用其他材料，只要它們與粘結 劑27相適應，並且將可移除地從其釋放。粘結劑層27優選地是矽酮材料。也可以使用其 他粘結劑材料和應用技術，只要它們堅固得足以在後續的製造步驟期間使雛形板保持粘結 到載體，可以承受電子組件的稍後的加工所需要的溫度，並且可以在不損害在雛形和成品 板上的部件和材料的情況下在製造加工的後面的階段被溶解或者剝離。結合圖14-15來更 詳細地說明這一點。粘結劑層27具有與上襯墊25的下(面向內部)表面25-2接觸的上表面27_1和 與下襯墊26的上(面向內部)表面26-2接觸的下表面27-2。上襯墊25的面向內部的表 面25-2和下襯墊26的面向內部的表面26-2已經由它們的製造商來處理，使得它們可移除 地粘結到中間粘結劑層27。期望上襯墊和下襯墊25、26具有不同的釋放力，即，使得一個 襯墊比另一個更容易從粘結層27拉離。具有較低的釋放力的襯墊被稱為「容易側」，並且具 有較高釋放力的襯墊被稱為「困難側」。期望襯墊25、26是大約0. 025到0. 075mm厚，並且 粘結劑層27通常是大約0. 025到0. 075mm厚，但是還可以使用更厚和更薄的層。如在下面 的製造階段中所述，只要襯墊可以容易地被移除，襯墊厚度就不是重要的。為了在此所述的 製造工藝的目的，期望上襯墊25是容易側。諸如由美國加利福尼亞的海沃德的Gel-Pak制 造的Gel-Pak轉移粘結劑類型GP-TA市售材料適合於TA 24。為了使用方便，期望標記TA 24，使得可以容易地識別容易側和困難側。現在參考圖4的製造階段40-2，移除上襯墊25，產生結構41-2。以該方式，暴露粘 結劑27的上表面27-1。為了描述的方便，移除了上襯墊25的TA 24被稱為TA 24，。在圖 5的製造階段40-3中，TA 24』被方便地置於夾具30中，以便於位於由彈簧33支持的可收 縮對準銷32之間。對準銷32相隔尺寸d加小空隙量。下襯墊26的下表面26-1朝著夾具 30的上表面30-1。相隔大約尺寸D(加小空隙量)的向上延伸的邊緣壁或者突出31橫向 地位於銷32外部。夾具30被設計使得TA 24』適當地落入對準銷32，並且載體20適當地 落入邊緣壁或者突出31。應當提供足夠的空隙，以允許TA 24』和載體20容易插入夾具30 中，而沒有大的溢出。將沒有上襯墊25的TA 24』朝著上表面30-1置於夾具30中。在下 襯墊26的下表面26-1和夾具30的上表面30-1之間不需要粘結劑。結構41_3產生。現 在參考圖6的製造階段40-4，將載體20置於對準邊緣或者突出物31內的夾具30中，給出了結構41-4。在圖7的製造階段40-5中，載體20被按下使得銷32朝著彈簧33收縮，直 至載體20的表面20-1接觸粘結劑27的表面27-1，使得它們粘結在一起。只要在載體20 上保持壓力，結構41-5就產生。當被釋放時，彈簧33推起銷32，將載體20和TA 24』的組 合抬離夾具30的表面30-1。雖然夾具30的使用是方便的，但是這不是必要的，並且可以 通過其他方式來確定TA 24』和載體20的相對位置。標準的取放型機器可以提供期望的對 準，其中，當與載體20配對時，TA 24』的周長位於周長ρ的圓圈或者外圍23之上或者之內 (參見圖1)。現在參考圖8的製造階段40-6，載體20和TA 24，的組合被反轉，並且期望TA 24， 滾動，以便保證粘結層27的表面27-1牢固地接合到載體20的表面20-1。載體20和TA 24，的組合然後被方便地置於夾具34中，並且載體20的表面20-2與夾具34的表面34_1接 觸。結構41-6產生。夾具34不是必要的，而僅僅是對準載體20和部分完成的(「雛形」) 組件陣列或者板35 (參見圖9)的方便方式。在批量製造中，這可以容易地通過本領域中公 知的取放型機器來完成。但是，為了說明方便，在此假定使用夾具34。在圖9的製造階段 40-7中，下襯墊26 (現在面向外部)被移除，使得粘結層27的表面27-2被暴露。然後，雛 形陣列或者板35被置於夾具34中(或者否則相對於載體20對準)，使得雛形陣列或者板 35的表面35-1接觸粘結劑層27的表面27-2，並且可移除地將兩個表面粘結在一起，以形 成臨時結構37。在圖9和其後假定雛形陣列或者板35包括半導體或者其他電子管芯36，其通過它 們的邊緣和後表面被固定在塑料封裝43中。在雛形陣列或者板35的表面35-2上暴露管 芯36的電子觸點36-1。可以以多種公知的方式來實現這一點，所述方式例如並且不意欲限 於通過將其上布置了電子觸點36-1的管芯36放置在張緊的粘性帶上，然後使用傳統的模 制化合物將管芯36的後表面和邊緣覆成型，以形成塑料封裝43，並且然後移除張緊的粘性 帶。該過程的結果是自支持的雛形陣列或者板35，其包含具有面向外部的電子觸點36-1的 各種管芯36，它們以與它們在構成多個組件板或者陣列的獨立電子組件中的期望位置相對 應的組來進行布置。這允許多個獨立的電子組件被同時加工，由此降低製造成本。垂直切 割線53是下述位置的示例，其中，陣列或者板35在完成後最終被分離為獨立的電子組件。 結果41-7產生。在圖10的製造階段40-8中，從夾具34移除包括通過粘結劑27附連到雛形陣列 或者板35的載體20的複合結構37。因為在夾具34和結構37之間沒有粘結劑，所以這易 於被實現。結構41-8產生。結構37是獨立的結構，其中由載體20來支撐的陣列或者板 35，使得可以使用本領域中公知的方式來進一步加工該組合，以提供圖12的成品組件陣列 或者板50。在圖11的製造階段40-9中，在表面35-2上和在管芯36上提供一個或多個互 連層38-1、38-2等，以便於建立對管芯36上的電子觸點36_1的適當連接。在最外互連層， 例如在這個示例中的層38-2，的外表面39上，電子連接墊或者觸點39-1被方便地提供，用 於建立對在陣列或者板50中的獨立電子組件52的電連接。結構41-9產生，也被稱為組 件或者結構37』。垂直線53指示近似的切割線，用於例如通過鋸切或者本領域中公知的其 他傳統方式將獨立的電子組件52從組件陣列或者板50分離。現在參考圖12的製造階段 40-10，通過溶解粘結劑27來將載體20從完成的組件板50分離，如結合圖14和圖15更詳 細解釋的。結構41-10產生，其中，完成的電子組件陣列或者板50包括仍然在切割線53處結合的獨立電子組件52。獨立的電子組件52使用本領域中公知的方式來被單體化，即被分 離為獨立的組件52。鋸切是優選的。圖13是簡化的示意性橫截面視圖，圖示了如上所述加 工的獨立電子組件52可以隨後被翻轉，並且例如通過母板60上的焊錫球或者焊接凸點62 被安裝在成品或者高級電子設備的母板60或者其他部分上。替代地，可以在仍然具有陣列 或者板50的形式的同時，在電子組件52上提供焊錫球或者焊接凸點。任何一種布置都是 實用的。如上所述，陣列或者板50通過諸如矽酮的粘結劑27粘結到載體20。為了獲得獨 立組件陣列或者板50，必需將板50和載體20分離。為了在產生成品板50的製造工藝期間 使部分完成的板35保持平坦，粘結劑27必需是強壯的粘結劑。否則，在加工期間發生的各 種溫度劇增(例如達到 250攝氏度或者更高)期間的不同的膨脹和收縮將往往將它們彈 開。各種溫度劇增的另一個結果是其經常往往使得粘結劑27更牢固地粘結到板50和載體 20。因此，僅僅將它們剝離可能導致板50的過大破損。在該情況下，必須使粘結劑27從在 載體20和板50的表面25-1之間溶解，以便於使它們分離。雖然可以通過將板50、粘結劑 27和載體20的組合放置在適當溶劑的箱體中來完成這一點，但是溶解通常極慢，特別是如 果載體20不包括孔22的情況下，並且這樣的方法不適合於批量生產。另一個複雜性是用 於溶解粘結劑的可用溶劑也會傷害成品組件陣列或者板50的各個部分，例如，腐蝕各種金 屬觸點、焊接凸點等。這是不期望的。已經發現，需要專用的溶劑箱體系統和載體設計，以 便於能夠使粘結劑27迅速溶解，以分離板50和載體20，並且同時避免對於板50的顯著腐 蝕或者其他反作用。圖14和圖15圖示了根據本發明的另一個實施例的可以如何從載體20有效地分 離圖11的結構37』的電子組件陣列或者板50以提供如圖12中圖示的獨立的陣列或者板 50並且避免不期望的腐蝕效果，並且示出了進一步的細節。現在參考圖14和圖15，提供了 溶劑箱體系統65，包括外部箱體66和通過環形區域或者空間74與外部箱體分離的內部箱 體67。在內部箱體67內，布置了架子68來支撐圖11的複合結構37』。結構37』包括通過 粘結劑27粘結到載體20的板50，如圖14中所示。為了避免混淆本發明，已經在圖14-15 中省略了板50的各種內部細節。在圖14-15的示例中，架子68保持四個複合結構37』，它 們通過導引物69基本上被垂直保持。內部箱體67和外部箱體66包含溶劑70。溶劑再循 環泵71經由耦合到在內部箱體67和外部箱體66之間的環形區域或者空間74的管道75 來進行抽取，並且經由管道72來排入內部箱體67中，使得溶劑如箭頭76所示進行再循環。 傳統的溫度控制壁架(mantel)(未示出)圍繞外部箱體66，以將溶劑箱體系統65保持在 期望的溫度。提供充氣器入口 80穿過外部箱體66，並且延伸到在內部箱體67的底部中的 各個出口，使得例如乾燥空氣或者乾燥氮氣的氣體82在內部箱體67中的溶劑70中冒泡， 由此提供小氣泡流以攪動溶劑70。優選乾燥氮氣或者其他實質上非反應性的氣體以防止 板50的焊料、引線或者其他部分的氧化和後續的腐蝕。除了將氧氣和/或潮氣從溶劑70 趕出，充氣器系統提供了溶劑70的機械攪動，以輔助溶解粘結劑27。在溶劑泵71產生的 壓力的作用下，溶劑70填充內部箱體67，並且向上流動和超過由內部箱體67的上邊緣形 成的圍堰73而進入環形區域或者空間74，從此處返回泵71。期望將溶劑70保持得儘可能 沒有潮氣。因此，期望在溶劑70的表面77以上提供乾燥氣體簾84。通過提供承載如箭頭 86所示地吹過溶劑表面77的乾燥氣體的輸入管道85來方便實現這一點，乾燥氣體諸如幹
9燥空氣或者乾燥氮氣或者其他實質上非反應性的乾燥氣體。對於溶劑70的重要要求是，溶劑70溶解粘結劑27，而不腐蝕在板50上的電子觸 點39-1，也不傷害層之間的電介質和互連層38的導體，也不傷害板50的塑料封裝43。因 此，必須記住這些整體要求來進行粘結劑27的初始選擇，即，粘結劑27在溫度劇增和機械 處理的情況下具有所需要的粘結強度和穩定性，並且還存在用於粘結劑27的非腐蝕性的 溶劑70，其與板50的材料相適應並且允許在不反作用於板50的情況下稍後移除粘結劑 27。如上所述，矽酮粘結劑具有該屬性的組合，而其他粘結劑沒有。當粘結劑27是矽酮時， 期望溶劑70包含磺酸或者磷酸。二者都水解矽酮，並且如果被適當地處理，則不會明顯地 傷害板50的材料，特別是電子觸點39-1的材料。優選的是磺酸。適當形式的磺酸是可從 美國印第安納州的印第安納波利斯的Dynalogy公司獲得的非極性有機基本溶劑中的大約 10-30%的十二烷基苯磺酸。期望將箱體67內的溫度保持在大約25至60攝氏度的範圍中， 更方便地，在大約30至50攝氏度的範圍中，並且優選地在大約45攝氏度。然而，還可以使 用其他非極性消化溶劑和其他溫度範圍。重要的是，溶劑70是非極性的，以便於最小化電 子觸點39-1的腐蝕或者對於在板50上的其他暴露材料的傷害。就其本身而言，磺酸容易 吸收潮氣，使其不期望地呈現極性和腐蝕性。因此，在溶劑70的表面77上提供乾燥氣體簾 84。充氣器氣體82也保持乾燥，以禁止溶劑70吸收潮氣。圖15示出了包括在圖14的溶劑箱體系統中的板50和載體20的沉浸結構37』的 結果。在載體20中的多個孔22允許溶劑70通過粘結劑27所位於的基本上所有的板50 和載體20到達粘結劑27。充氣器氣體82的起泡動作保證了溶劑進入載體20中的孔22的 新的供應。從構成載體20和板50的不類似的材料產生的自然力使得板50在粘結劑27軟 化時略微彎曲，由此加速了板50從載體20的釋放。為了清楚，已經在圖15中誇大了板50 的彎曲度。粘結劑27溶解掉，由此使板50從載體20釋放。在板50的釋放後，它們從溶劑 箱體系統65被移除，被衝洗以移除任何殘餘的溶劑、被乾燥，並且然後優選地通過鋸切被 單體化為獨立的組件52 (例如，參見圖12-13)。然後，組件52準備好進行使用。作為上述製造過程的結果，集成電子組件52可以被設計得很緊湊。因為互連層 38-1、38-2、...等通常相對較薄，因此主要通過與封裝43的厚度相關的管芯厚度來確定成 品組件52的厚度，該封裝43的厚度需要使得部分完成(雛形)的組件陣列或者板35強壯 得足以承受被安裝在載體20上並且在製造期間被處理。在製造階段40-7和40-8中的板 安裝之後，並且在圖14-15中圖示的載體分離階段之前的所有後續製造步驟期間，載體20 支撐雛形板35。因此，雛形陣列或者板35可以比在需要承受互連層電介質的獨立沉積、經 由孔的蝕刻、使用導體經由孔的電鍍並且提供與互連層38和觸點39-1相關聯的其他金屬 引線時薄得多。而且，提供任何期望數目的疊加的互連層的能力使得能夠向上互連層添加 其他管芯和部件，由此減少了成品組件的橫向足跡。因此，在圖3-12和圖14-15中圖示的 方法適於提供通過適應於大批量低成本製造的製造工藝製造的特別緊湊的電子組件。根據第一實施例，提供了一種用於製造電子組件的方法，包括提供載體，所述載 體具有貫穿其中的多個孔；提供雛形板，所述雛形板包括多個部分完成的電子組件；用可 移除的粘結劑來塗敷所述載體或者所述雛形板；通過所述粘結劑來將所述雛形板安裝在所 述載體上，以形成組合結構；加工所述組合結構，以提供成品電子組件的板；將所述成品電 子組件的板與所述載體分離；以及將所述板單體化為獨立的電子組件。根據另一個實施例，所述安裝步驟包括將所述雛形板安裝在所述載體上，使得所述粘結劑基本上覆蓋在所述 載體中的所述多個孔。根據另一個實施例，所述多個孔基本上均勻地分布在與所述粘結劑 接觸的所述載體上的區域內。根據另一個實施例，所述多個孔具有組合的區域，包括在與所 述粘結劑接觸的所述載體上的區域的約2%至約10%。根據另一個實施例，所述載體包括 陶瓷。根據另一個實施例，所述載體包括氧化鋁。根據另一個實施例，所述粘結劑包括矽酮。 根據另一個實施例，所述分離步驟包括在溶劑中溶解所述粘結劑。根據另一個實施例，所 述溶解步驟包括使用非極性溶劑。根據另一個實施例，所述粘結劑包括矽酮，並且所述溶 解步驟採用包括磺酸、磷酸或者其組合的溶劑。根據另一個實施例，所述溶解步驟採用包括 磺酸的溶劑。根據另一個實施例，所述溶解步驟進一步包括在所述溶解步驟期間在所述溶 劑上吹過乾燥氣體和吹動乾燥氣體通過所述溶劑。根據另一個實施例，所述塗敷和安裝步 驟包括提供具有通過粘結劑隔開的第一塑料襯墊和第二塑料襯墊的轉移粘結劑夾層；移 除第一塑料襯墊以暴露所述粘結劑的第一表面；將所述粘結劑的所述第一表面朝著所述載 體放置；移除所述第二塑料襯墊以暴露所述粘結劑的第二表面；以及將所述板朝著所述粘 結劑的第二表面放置。根據另一個實施例，所述第一放置步驟包括將所述粘結劑的所述第 一表面朝著所述載體放置，使得所述粘結劑的所述第一表面基本上覆蓋所述載體中的所述 多個孔。根據第二實施例，提供了一種用於製造獨立的電子組件的方法，包括提供雛形 板，所述雛形板具有第一橫向限度，並且包括多個未完成的電子組件；提供陶瓷載體，所述 陶瓷載體具有至少等於所述第一橫向限度的第二橫向限度以及貫穿其中的多個孔，所述多 個孔基本上均勻地分布在載體的第三橫向限度上；用粘結劑來塗敷所述載體的所述第三橫 向限度；使用所述粘結劑來將所述雛形板安裝到所述載體；完成所述雛形板成為多個電子 組件的基本上完成的板的製造；溶解所述粘結劑以將所述基本上完成的板與所述載體分 離；以及將所述板的所述多個電子組件分離為所述獨立的電子組件。根據另一個實施例，所 述第一橫向限度和所述第二橫向限度基本上相等，並且所述第三橫向限度小於所述第一橫 向限度或者所述第二橫向限度。根據另一個實施例，所述粘結劑包括矽酮，並且所述溶解步 驟利用基本上非極性的溶劑。根據另一個實施例，所述塗敷和安裝步驟使用轉移粘結劑。根據第三實施例，提供了一種用於製造獨立的電子組件的方法，包括提供雛形 板，所述雛形板具有第一橫向限度，並且包括多個未完成的電子組件，每一個都包括在塑料 基質中保持的一個或多個電子管芯，其中，所述管芯具有在所述雛形板的第一表面上暴露 的電連接點；提供陶瓷載體，所述陶瓷載體具有至少等於所述第一橫向限度的第二橫向限 度的直徑D和貫穿其中的多個孔，所述多個孔基本上均勻地分布在小於所述第二橫向限度 的第三橫向限度的直徑d上，使得在所述載體的周邊存在沒有孔的寬度為(D-d)/2的邊緣； 使用從轉移粘結劑夾層得到的粘結劑來基本上塗敷所述第三橫向限度的直徑d ；將所述雛 形板的第二暴露表面相對其第一暴露表面放置在所述粘結劑上，使得所述第三橫向伸展基 本上位於所述第一橫向限度的中心，由此形成組合，其中，所述第一表面和其上的電連接點 被暴露；向耦合到在所述管芯上的所述電連接點的所述雛形板的第一暴露表面添加一個或 多個互連層和外部電子觸點，由此基本上完成所述雛形板成為多個電子組件的基本上完成 的板的製造；溶解所述粘結劑以將所述基本上完成的板與所述載體分離；以及將所述板的 所述多個電子組件分離為所述獨立的電子組件。根據另一個實施例，所述轉移粘結劑夾層
11包括矽酮粘結劑。 雖然已經在上面的具體實施方式
中呈現了至少一個示例性實施例，但是應當明 白，存在大量的變化形式，特別是關於載體20、孔22、粘結劑27、雛形板35、隨後的互連層 38、另外的管芯或者其他部件(未示出)的添加、外部觸點39-1和包括電子組件52和溶劑 箱體系統65的板50的其他設計特徵的選取。還應當明白，示例性實施例僅僅是示例，並且 不意在以任何方式來限制本發明的範圍、適用性或者配置。相反，上述詳細描述將向本領域 內的技術人員提供用於實現所述一個或多個示例性實施例的方便的路線圖。應當明白，在 不偏離在所附權利要求及其合法等同物中給出的本發明的範圍的情況下，可以在元件的功 能和布置上進行各種改變。
權利要求
一種用於製造電子組件的方法，包括提供載體，所述載體具有貫穿其中的多個孔；提供雛形板，所述雛形板包括多個部分完成的電子組件；用可移除的粘結劑來塗敷所述載體或者所述雛形板；通過所述粘結劑來將所述雛形板安裝在所述載體上，以形成組合結構；加工所述組合結構，以提供成品電子組件的板；將所述成品電子組件的板與所述載體分離；以及將所述板單體化為獨立的電子組件。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述安裝步驟包括將所述雛形板安裝在所述載 體上，使得所述粘結劑基本上覆蓋所述載體中的所述多個孔。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述多個孔基本上均勻地分布在與所述粘結劑 接觸的所述載體上的區域內。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述多個孔具有組合的區域，包括在與所述粘結 劑接觸的所述載體上的區域的約2%到約10%。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述載體包括陶瓷。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述載體包括氧化鋁。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述粘結劑包括矽酮。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述分離步驟包括在溶劑中溶解所述粘結劑。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述溶解步驟包括使用非極性溶劑。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述粘結劑包括矽酮，並且所述溶解步驟採用 包括從一組中選擇的酸的溶劑，所述組包括磺酸和磷酸。
11.根據權利要求8所述的方法，其中，所述溶解步驟採用包括磺酸和磷酸的溶劑。
12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述溶解步驟進一步包括在所述溶解步驟期 間，將乾燥氣體在所述溶劑上吹過和吹動乾燥氣體通過所述溶劑。
13.根據權利要求1所述的方法，其中，所述塗敷和安裝步驟包括提供具有通過粘結劑隔開的第一塑料襯墊和第二塑料襯墊的轉移粘結劑夾層； 移除所述第一塑料襯墊以暴露所述粘結劑的第一表面； 朝著所述載體放置所述粘結劑的所述第一表面； 移除所述第二塑料襯墊以暴露所述粘結劑的第二表面；以及 朝著所述粘結劑的所述第二表面放置所述板。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述第一放置步驟包括朝著所述載體放置所 述粘結劑的所述第一表面，使得所述粘結劑的所述第一表面基本上覆蓋所述載體中的所述 多個孔。
15.一種用於製造獨立的電子組件的方法，包括提供雛形板，所述雛形板具有第一橫向限度，並且包括多個未完成的電子組件； 提供陶瓷載體，所述陶瓷載體具有至少等於所述第一橫向限度的第二橫向限度和貫穿 其中的多個孔，所述多個孔基本上均勻地分布在所述載體的第三橫向限度上； 用粘結劑來塗敷所述載體的所述第三橫向限度； 使用所述粘結劑來將所述雛形板安裝到所述載體；完成所述雛形板成為多個電子組件的基本上完成的板的製造； 溶解所述粘結劑以將所述基本上完成的板與所述載體分離；以及 將所述板的所述多個電子組件分離為獨立的電子組件。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述第一橫向限度和所述第二橫向限度基本 上相等，並且所述第三橫向限度小於所述第一橫向限度或者所述第二橫向限度。
17.根據權利要求15所述的方法，其中，所述粘結劑包括矽酮，並且所述溶解步驟利用 基本上非極性的溶劑。
18.根據權利要求15所述的方法，其中，所述塗敷和安裝步驟利用轉移粘結劑。
19.一種用於製造獨立的電子組件的方法，包括提供雛形板，所述雛形板具有第一橫向限度，並且包括多個未完成的電子組件，每一個 都包括在塑料基質中保持的一個或多個電子管芯，其中，所述管芯具有在所述雛形板的第 一表面上暴露的電子連接點；提供陶瓷載體，所述陶瓷載體具有至少等於所述第一橫向限度的第二橫向限度的直徑 D和貫穿其中的多個孔，所述多個孔基本上均勻地分布在小於所述第二橫向限度的第三橫 向限度的直徑d上，使得在所述載體的周圍存在沒有孔的寬度為(D-d)/2的邊緣； 用從轉移粘結劑夾層得到的粘結劑來基本上塗敷所述第三橫向限度的直徑d ； 將所述雛形板的第二暴露的表面與其第一暴露的表面相對地放置在所述粘結劑上，使 得所述第三橫向限度基本上位於所述第一橫向限度的中心，由此形成組合，其中，所述第一 表面和其上的電子連接點被暴露；向耦合到在所述管芯上的所述電子連接點的所述雛形板的第一暴露的表面添加一個 或多個互連層和外部電子觸點，由此基本上完成所述雛形板成為多個電子組件的基本上完 成的板的製造；溶解所述粘結劑以將所述基本上完成的板與所述載體分離；以及 將所述板的所述多個電子組件分離為獨立的電子組件。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述轉移粘結劑夾層包括矽酮粘結劑。全文摘要
描述了一種用於製造電子組件(52)的方法。在塑料基質(43)中保持的電子管芯(36)形成電子組件(52)的部分完成的板(35)。板(35)被粘結地安裝到陶瓷載體(20)，該陶瓷載體(20)具有貫穿其中的多個孔(22)。導電互連(38-1、38-2等)和其他層被應用到該板，耦合到管芯(36)上的電子觸點和板(50)的外部電子觸點(39-1)。板(50)和載體(20)被分離，並且板被單體化以釋放成品電子組件(52)。矽酮是優選的粘結劑(27)，並且使用非極性溶劑(70)來進行溶解，該非極性溶劑(70)穿過在載體(20)中的孔(22)而到達粘結劑(27)。優選地，使用轉移粘結劑夾層(24)來施加粘結劑(27)，該轉移粘結劑夾層(24)即在每側具有可移除的塑料片(25、26)的粘結層(27)，塑料片(25、26)可以從粘結劑(27)剝離。這便利了在載體(20)上處理和適當地布置粘結劑(27)來有效地低成本地製造組件(52)。
文檔編號G05F1/00GK101904003SQ200880122037
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月21日 優先權日2007年12月27日
發明者克雷格·S·阿姆林, 威廉·H·萊特爾 申請人:飛思卡爾半導體公司