板上柔性电路各向异性导电胶互连的制作方法

本发明的各方面大体涉及电路板组装，更具体地，涉及用于将柔性电路连接到印刷电路板的互连结构。

背景技术：

印刷电路板(printedcircuitboard，简称pcb)上的物理连接器已经达到其小型化的极限。物理连接器的xy占用面积不仅大，而且具有z高度。各向异性导电胶(anisotropicconductiveadhesive，简称aca)或其它热压键合(thermalcompressionbonding，简称tcb)技术互连是超精细连接器技术的有效方案，因为aca互连通常可以实现比物理连接器更小的间距电互连。因此，这些aca互连可以提供最紧凑的互连方案。

但是，典型的aca互联通常需要高压键合工艺。键合夹具配备有支撑元件，所述支撑元件提供执行键合过程所必需的刚性。因此，在所述印刷电路板的背面上需要“元件隔离区”，其中所述支撑元件与所述pcb接触。所述元件隔离区使所述pcb背面上的区域没有任何元件。所述元件隔离区将是完整或部分的元件隔离区。

例如，在各向异性导电膜(anisotropicconductivefilm，简称acf)互连中，在所述键合过程中使用rf屏蔽框架作为支撑结构。所述印制电路板背面的区域与在所述键合过程中用作所述支撑结构的rf屏蔽框架部分内联。

物理连接器通常用于在大电流和功率应用中的模块之间进行互连。在一些情况下，会将更多引脚分配给电源网络，使其能够有效承载高电流/功率。在柔性电路互连设计中，物理连接器和更多引脚不利于实现小型化互连。

因此，希望能够提供一种用于柔性电路的互连结构，以解决上述问题中的至少一些问题。

技术实现要素：

所述公开的实施例的目的在于提供一种装置和互连结构用于将柔性电路连接到印刷电路板，从而最大限度地减少对隔离区的需要，并能够在体积较小的模块之间传输大电流和功率。独立权利要求主旨是解决该目的。附属权利要求中可以找到进一步有利的修改。

根据第一方面，上述和进一步的目的和优点是通过装置获得的。在一个实施例中，所述装置包括印刷电路板和柔性印刷电路。在所述印刷电路板的第一侧上设置刚性结构组件。在所述印刷电路板相对于所述刚性结构组件的第二侧上设置互连接口，所述互连接口用于将所述柔性印刷电路与所述印刷电路板互连。在所述柔性印刷电路和所述印刷电路板之间的所述互连接口处设置导电互连材料。所述公开的实施例的所述互连接口不需要所述互连接口的所述第二侧上具有隔离区。所述互连接口下方的所述第二侧仍可用于元件放置。

在根据所述第一方面设备的所述装置的一种可能的实现方式中，所述导电互连材料为各向异性导电胶。使用各向异性导电胶可提供高度极低的互连方案。

在根据所述第一方面或上述实现方式的所述设备的一种可能的实现方式中，所述导电互连材料需要最大4兆帕(megapascal，简称mpa)键合压力。实现良好互连所需的低键合压力是确保所述pcb的所述第二侧上的元件不会损坏的必要条件。

在根据所述第一方面或根据前述任一种可能实现方式的所述装置的一种可能的实现方式中，所述互连接口包括第一互连端子和第二互连端子，其中所述第一互连端子设置在所述柔性印刷电路或所述印刷电路板中的一个上，所述第二互连端子设置在所述柔性印刷电路或所述印刷电路板中的另一个上。所述导电互连材料设置在所述第一互连端子和所述第二互连端子之间。所述公开的实施例的各方面为板上柔性电路(flexonboard，简称fob)和柔性电路上柔性电路(flexonflex，简称fof)互连应用提供了柔性方案。

在根据所述第一方面或根据前述任一种可能实现方式的所述装置的进一步可能的实现方式中，所述刚性结构组件的形状为不规则形状，且支撑块的形状用于与所述刚性结构组件的所述不规则形状相对应。在键合过程中用作所述刚性元件的所述印刷电路板的所述第一侧上的元件无需具有平坦表面，从而为选择所述刚性元件以及放置所述互连接口提供了更大的选择。

在根据前述可能的实现方式或根据前述任一种可能实现方式的所述装置的另一种可能的实现方式中，所述互连接口位于所述印刷电路板的所述第二侧，所述第二侧位于的区域与所述印刷电路板的所述第一侧上的所述刚性结构组件的中心区域相对应。所述公开的实施例的各方面允许所述互连接口位于所述刚性结构组件的任何部分后面。

在根据所述第一方面或根据前述任一种可能实现方式的所述装置的进一步可能的实现方式中，所述第一互连端子包括多个相邻键合焊盘，所述第二互连端子包括多个相邻键合焊盘。在所述柔性印刷电路和所述印刷电路板的连接状态下，在所述第一端子的一对相邻键合焊盘和所述第二端子的对应键合焊盘之间形成通道。当所述互连接口被压缩时，所述通道促进从所述键合焊盘之间推出的过剩导电互连材料高效流出，从而确保实现良好的电气和机械互连。

在根据所述第一方面或上述可能的实现方式的所述装置的一种可能的实现方式中，所述第一互连端子的所述多个相邻键合焊盘的间距图形的间距小于所述第二互连端子的所述多个相邻键合焊盘的间距图形的间距。所述公开的实施例的互连接口的端子设计和端子组合能够使在所述互连中处理电流和功率的容量最大化。

在根据所述第一方面或所述两个上述实现方式的所述装置的一种可能的实现方式中，所述第一互连端子的至少两个相邻键合焊盘形成多个相邻接头，所述相邻接头在所述连接状态中用于重叠并连接到所述第二互连端子的一个键合焊盘。所述公开的实施例的互连接口的端子设计和端子组合能够使在所述互连中处理电流和功率的容量最大化。可通过一个端子的功率更高。

在根据所述第一方面或所述三个上述实现方式的所述装置的一种可能的实现方式中，所述第一互连端子包括所述多个相邻键合焊盘中的第一组和所述多个相邻键合焊盘中的第二组，其中所述第一组中的键合焊盘的宽度大于所述第二组中的键合焊盘的宽度。所述公开的实施例的各方面提供了可满足电气要求的设计灵活性，尤其是在最大限度地提高所述互连接口的功率/电流处理能力实现更高功率可以通过一个端子方面。

在根据所述第一方面或上述可能的实现方式的所述装置的一种可能的实现方式中所述多个相邻键合焊盘的所述第一组用于连接到处于所述连接状态的所述第二互连端子的一个键合焊盘。所述公开的实施例的各方面提供了可满足电气要求的设计灵活性，尤其是在最大限度地提高所述互连接口的功率/电流处理能力实现更高功率可以通过一个端子方面。

在根据所述第一方面或根据前述任一种可能实现方式的所述装置的进一步可能的实现方式中，键合支撑块紧靠在所述刚性支撑组件上。所述公开的实施例的各方面使组件能够设置在所述互连区域后面的印刷电路板上。

根据第二方面，通过将柔性印刷电路键合到印刷电路板的方法，获得上述和进一步的目的和优点。在一个实施例中，所述方法包括：在所述印刷电路板的第一侧上贴装刚性结构组件；在所述印刷电路板相对于所述刚性结构组件的第二侧上提供互连接口，所述互连接口用于将所述柔性印刷电路连接到所述印刷电路板；在所述柔性印刷电路和所述印刷电路板之间的所述互连接口处提供导电互连材料；对所述互连接口施加压力和热量，以压缩所述柔性印刷电路和所述印刷电路板之间的所述导电互连材料，并将所述柔性印刷电路电连接到所述印刷电路板。所述公开的实施例的所述互连接口不需要所述互连接口的所述第二侧上具有隔离区。所述互连接口下方的所述第二侧仍可用于元件放置。

根据第三方面，通过将柔性印刷电路键合到印刷电路板的互连接口，获得上述和进一步的目的和优点。在一个实施例中，所述互连接口包括：第一互连端子，具有多个相邻键合焊盘；第二互连端子，具有多个相邻键合焊盘，其中所述第一互连端子和所述第二互连端子用于在所述柔性印刷电路和所述印刷电路板的连接状态下被压在一起；通道，设置在所述第一互连端子的所述多个相邻键合焊盘中的一对和所述第二互连端子的所述多个相邻键合焊盘中的对应键合焊盘之间。所述公开的实施例的互连接口的端子设计和端子组合能够使在所述互连中处理电流和功率的容量最大化。可通过一个端子的功率更高。

在根据所述第三方面的所述互连接口的一种可能的实现方式中，在所述第一互连端子和所述第二互连端子之间设置导电互连材料。所述公开的实施例的互连接口提供低高度互连方案。

根据第四个方面，上述和进一步的目的和优点通过设备获得。在一个实施例中，所述设备是根据前述任一种可能的实现方式的装置。

结合附图的此处描述的实施例中，这些和其它方面、实现方式和示例性实施例中的优点显而易见。然而，应当理解的是，此类描述和附图仅仅用于说明的目的，而不能作为对本发明的限制；对本发明的任何限制，应参考所附权利要求书。本发明的附加方面和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分方面和优点在说明书中显而易见，或者可以通过实施本发明而了解。此外，本发明的方面和优点可通过所附权利要求书中特别指出的手段或结合方式实现和获得。

附图说明

在本公开内容的以下详述部分中，将参看附图中所展示的示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：

图1a和图1b是示出了包括结合所公开实施例各方面的示例性互连组件的装置的框图；

图2a和图2b是示出了包括结合所公开实施例各方面的示例性互连组件的装置的框图；

图3a和图3b是示出了包括结合所公开实施例各方面的示例性互连组件的装置的框图；

图4a至4c是示出了用于结合所公开实施例各方面的互连组件的示例性互连端子的框图；

图5a至5c是示出了结合所公开实施例各方面的示例性互连端子组件的框图。

具体实施方式

参照图1a，可以看到结合了所公开实施例各方面的装置10的示例性示意性框图。装置10包括印刷电路板12和柔性印刷电路16。互连接口组件14用于将所述印刷电路板12电连接到所述柔性印刷电路12。所公开实施例各方面用于提供用于将所述印刷电路板12连接至柔性印刷电路16的互连接口组件，从而无需在互连接口组件的背面上设置隔离区，并且能够在所述模块之间的互连中使用高电流和功率。

虽然本文将针对印刷电路板(printedcircuitboard，简称pcb)12和柔性印刷电路(flexibleprintedcircuit，简称fpc)16之间的互连组件对所公开的实施例的各方面进行了大体的描述，但是所公开的实施例的各方面不限于此。在可替代实施例中，所公开的实施例的方面可以包括用于柔性印刷电路、板上柔性电路(flexonboard，简称fob)和柔性电路上柔性电路(flexonflex，简称fof)应用之间的互连。

在图1a所示的示例中，所述装置10包括刚性结构组件18，所述刚性结构组件18设置在所述印刷电路板12的第一侧22上。在一个实施例中，所述印刷电路板12的所述第一侧22还可以包括表面贴装技术(surfacemounttechnology，简称smt)元件和器件8。所述刚性结构组件18通常包括贴装在所述印刷电路板12上的合适的电子元件或器件。刚性结构组件18的示例可以包括但不限于单线存储器(singlein-linememory，简称sim)和安全数字卡(securedigitalcard，简称sd)设备、视听(audio-visual，简称av)插孔、接收器、扬声器和射频(radiofrequency，简称rf)屏蔽罩。如果所述刚性结构组件18是rf屏蔽罩，所公开的实施例的各方面使得所公开的实施例的互连组件能够置于所述rf屏蔽罩的任何区域下，但不包括靠近所述rf屏蔽罩壁的区域。

所述装置10包括互连接口或组件14，所述互连接口或组件14用于连接或互连所述印刷电路板12和所述柔性印刷电路16。在图1a的示例中，所述互连接口14设置在所述印刷电路板12的第二侧24上。此示例中的互连接口14大致相对于所述刚性结构组件18设置在所述印刷电路板12的所述第一侧22上。

在一个实施例中，导电互连材料26设置在所述柔性印刷电路16和所述印刷电路板12之间的所述互连接口14处。所述导电互连材料26用于在所述印刷电路板12和所述柔性印刷电路16之间创建金属间层，并最大限度地提高所述电连接的导电性。如本文将进一步描述的，所述导电互连材料26用于在所述互连接口14的电极之间创建所述金属间层。

此处描述的所述导电互连材料26通常是各向异性导电胶(anisotropicconductiveadhesive，简称aca)。虽然此处通常提及各向异性导电胶，但所公开的实施例的各方面并不限于此。在可替代实施例中，所述导电互连材料26可包括任何合适的热压缩键合(thermalcompressionbonding，简称tcb)技术，例如各向异性导电膜(anisotropicconductivefilm，简称acf)、低压各向异性导电膏(lowpressureanisotropicconductivepaste，简称acp)、可焊接acf和热棒焊接。

所公开实施例的所述导电互连材料26通常是低压互连技术。在一个实施例中，所述导电互连材料需要最大4兆帕(megapascal，简称mpa)键合压力，以实现良好的互连。在可替代实施例中，所述键合压力可以小于2mpa或甚至大于2mpa。所公开的实施例的各方面支持低压互连技术，其中对所述支撑元件(例如，所述刚性结构组件18)的应力不像典型的acf应用那样高。

在图1a的示例中，所述互连接口14设置在所述印刷电路板16的所述第二侧24。所述互连接口14可以设置在所述印刷电路板16上的任何合适位置。在此示例中，所述互连接口14朝向所述印刷电路板16的一侧，与所述刚性结构部件18的边缘对齐或靠近所述刚性结构部件18的边缘对齐。在图1b的示例中，所述互连接口14示出在所述印刷电路板16的所述第二侧24的不同位置上。图1a和图1b的示例旨在说明能够灵活地将所述互连接口14相对于所述刚性结构部件18放置和定位在所述印刷电路板16的所述第二侧24的任何适当位置处。

在图1a和图1b的示例中示出了合适的键合夹具的键合支撑块20。所述支撑块20承受所述键合器件的压接头施加的压力。这样，所述刚性结构部件18也承受所述压接头施加的压力。尽管图1a和1b所示的支撑块20的尺寸示出为超出所述刚性结构部件18的全部或大部分，但所公开的实施例的各方面不限于此。在可替代实施例中，所述支撑块20可以是任何合适的尺寸，以提供在所述pcb16的另一侧24上的互连接口14处进行低压aca互连键合过程所需的压力。

所公开的实施例的各方面利用所述刚性结构组件18作为形成所述互连接口14的支撑元件，从而无需在所述印刷电路板16相对于所述互连接口14的所述第一侧22上保留隔离区。在图2a和图2b的示例中，所述刚性结构组件18的顶面不具有规则形状，这意味着它不是平坦的。所公开的实施例的各方面使得使用不规则形状的刚性结构组件18为在所述pcb16的另一侧24上的所述互连接口14处进行的低压aca互连键合过程提供坚固的支撑。

在图2a和图2b的示例中，键合夹具的支撑块20可设计为遵循所述刚性结构组件18的形状。所述支撑块20承受所述键合器件的压接头施加的压力。这样，所述刚性结构部件18也承受所述压接头施加的压力。

图2a和图2b的示例还说明了能够参考所述刚性结构组件18将所述互连接口14定位在所述印刷电路板16上的任何位置。在图2a的示例中，所述互连接口14设置在一侧，而在图2b的示例中，所述互连接口14的位置相对于所述刚性结构组件18的位置更集中。

图3a和图3b示出了其它组件(例如，smt组件8)位于所述刚性结构组件18下方的示例，例如所述刚性结构组件18是rf屏蔽的情况。同样，所述互连接口14设置在所述印刷电路板16相对于所述rf屏蔽罩38的侧面24上的任何适当位置处。

图1a、1b、2a、2b、3a和3b的示例说明了所述印刷电路板16相对于所述互连接口14的侧面22也称为所述互连区域的“背面”，是完全可利用的，无需如现有技术情况一样，使该区域保持没有元件。

所公开的实施例的互连接口14支持高电流和高功率应用。图5a-5c示出了所公开实施例的互连接口组件14的互连端子和互连端子布局的一个示例。

传统的互连端子设计规则是整个互连区域的焊盘宽度和空间的比例为1:1。通常，对于更大的电流承载能力，需要更大的焊盘表面积。但是，在小型化设计需要更小的体积的情况下，这种较大的焊盘表面积并不是最佳选择。

参考图4a，其中示出了所公开实施例的所述互连接口组件14的第一互连端子100。在此示例中，端子102的组合，也在此称为键合焊盘，布置在所述柔性印刷电路16上。端子102的组合用于使在所述互连接口14中处理电流和功率的容量最大化。虽然本文针对所述柔性印刷电路16对所述第一互连端子100进行了大体的描述，但所公开的实施例的各方面不限于此。在可替代实施例中，所述互连端子100可以是所述印刷电路板12组件的一部分。

在图4a的示例中，所述端子102在所述互连接口14的柔性印刷电路侧被部分分开，以使树脂流出实现高度可靠的互连。一对104相邻端子102连接在一起，形成接头106。例如，键合焊盘402包括两个接头106，键合焊盘404包括三个接头106，键合焊盘406包括四个接头106。接头106的数量不受限制，可以根据应用形成任何合适的接头106。

参考图4b，第二组互连端子202设置在所述互连接口14的所述印刷电路板16侧。所述第二组互连端子202包括一组大小不同的键合焊盘。在一个实施例中，所述第二组互连端子202中的所述键合焊盘的大小将对应于所述第一组互连端子102中的对应接头106所占用的面积的大小。所述公开的实施例的互连接口14的端子设计和端子102、202组合能够使在所述互连接口14中处理电流和功率的容量最大化。所公开的实施例的各方面使更高的功率能够通过一个端子。

在典型的互连端子设计中，焊盘:空间间距之比为1:1。所述互连接口14的大功率设计改变了此焊盘:空间间距比。如图4a和图4b所示，所述第一互连端子100的焊盘:空间间距比与所述第二互连端子200的焊盘:空间间距比不同。相反，在图4a和图4b的示例中，所述第一互连端子100的所述多个相邻键合焊盘102的间距图形110的间距恒定，且所述第二互连端子200的所述多个相邻键合焊盘202的间距图形210的间距相对于所述间距图形110变化。不同的间距模式用于使较薄的接头106与较大的焊盘204对齐。

如图4c所示，在所述第一互连端子100和所述第二互连端子200的连接状态下，所述第一互连端子100的至少两个相邻键合焊盘104形成多个相邻接头106，在所述连接状态300中用于重叠并连接到所述第二互连端子200的一个键合焊盘204。例如，端子402的接头106与所述第二互连端子200的键合焊盘412互连，端子404的接头106与键合焊盘414互连，端子406的接头106与键合焊盘416互连。这允许通过所述互连组件14的一个端子承载更多的电流和高功率。

在图4c所示的示例中，在所述第二互连端子200的对应键合焊盘202上，在所述第一互连端子100的相邻接头106之间形成通道30。在按压所述互连接口14的过程中，通道30使树脂从所述导电互连材料26流出。能够将过多的导电互连材料26从所述端子102和端子202之间引导出来，可以实现可靠的低高度互连方案。

图5a-5c示出了用于结合所公开实施例各方面的互连接口14的端子布局和互连的另一示例。在此示例中，所述第一互连端子100包括多个相邻键合焊盘102中的第一组120和所述多个相邻键合焊盘102中的第二组130。所述第一组120中的键合焊盘122的宽度(w1)大于所述第二组130中的键合焊盘132的宽度(w2)。

能够使用不同的接头宽度有利于进一步增加电流/功率容量或最大限度减少互连所需的面积。使用3个接头，宽度为100μm，以100μm间隙隔开，则端子宽度为500μm(总导体宽度为300μm)。但是，当使用2个接头，宽度200μm，以100μm间隙隔开时，所述端子宽度仍为500μm，但总导体宽度为400μm。这里提供的端子宽度比之前的示例设计宽100μm。导体面积越大，功率容量就越大。

所公开的实施例的各方面可应用于需要模块之间进行小型化的高度可靠电互连的各种设备。示例包括但不限于移动通信设备、智能手机、可穿戴设备、增强现实设备、虚拟现实设备、平板电脑和其它计算设备或消费电子产品，这些设备需要减少设备内部的模块化互连空间。

所公开的实施例的各方面利用所述刚性结构组件18作为形成互连接口的支撑元件。使用所述刚性结构组件无需在所述印刷电路板相对于所述互连接口的所述第一侧保留隔离区。所述互连接口的端子设计提供高电流和功率承载能力。与当前方案相比，所公开的实施例的互连接口所需的互连面积显著减小。这显着地扩大了在高度集成的消费设备中实现互连接口的能力，并且利用了所提供的空间、高度和节省成本的优点。

因此，尽管文中已示出、描述和指出应用于本发明的示例性实施例的本发明的基本新颖特征，但应理解，所述领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对装置和方法的形式和细节以及装置操作进行各种省略、取代和改变。进一步地，明确希望，以大体相同的方式执行大体相同的功能以实现相同结果的那件元件的所有组合均在本发明的范围内。此外，应认识到，结合所揭示的本发明的任何形式或实施例进行展示和/或描述的结构和/或元件可作为设计选择的通用项而并入所揭示或描述或建议的任何其它形式或实施例中。因此，本发明仅受限于随附权利要求书所述的范围。