无焊料电子组件及其制造方法

专利名称：无焊料电子组件及其制造方法
技术领域：
本发明总体上涉及电子组件领域，更具体地讲，本发明涉及但不限于不使用焊料的电子产品的制造与组装。
背景技术：
自电子工业的最早期以来，电子产品的组装，更具体地讲电子部件永久地组装到印刷电路板，就已经涉及利用某种形式的相对低温的焊料合金(例如，锡/铅或Sn63/Pb37)。原因是多样的，但是最重要的原因是能容易地连
铅是剧毒物质，暴露于铅可以产生大量已知的不利于健康的影响。在本文中要强调的是，焊接操作产生的烟雾对工人很危险。该工艺可以产生作为铅氧化物(来自铅基焊料)和松香(来自焊料助熔剂(solder flux))的组合物的烟雾。这些成分中的每一种都已显示出潜在的危险。另外，如果减少电子装置中的铅用量，也会减轻开采和冶炼铅的压力。开采铅会污染当地的地面水供应。冶炼会导致工厂、工人和环境的污染。
减少铅用量也会降低废弃电子装置中的铅数量，降低垃圾和其它不安全位置处的铅水平。由于回收用过的电子产品的难度和成本以及疏于对垃圾出口的强制立法，大量用过的电子产品被输送到环境标准较低且工作条件较差的国家，诸如中国、印度和肯尼亚。
因此，存在减少锡/铅焊料的市场和立法压力。具体地，欧盟于2003年2月批准了在电气和电子设备中使用某些有害物质的限制令(Directive on theRestriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical andElectronic Equipment)(通常称为有害物质限制令或者RoHS )。 RoHS限制令于2006年7月1日生效，被要求强制实行并成为每个成员国的法律。该限制令限制了在各种类型电气和电子设备的制造中使用包括铅的六种有害材
泮+ 。这与废旧电气和电子i殳备限制令(WEEE, Waste Electrical and ElectronicEquipment Directive) 2002/96/EC紧密相关，其设定了电气产品的收集、回收和再利用的目标，并且是开始解决大量有毒电子装置垃;及问题的立法的一部分。
RoHS没有排除在所有电子装置中使用铅。在要求高可靠性的某些装置中(如医疗装置)，允许继续使用铅合金。因此，电子装置中的铅继续受到关注。电子工业一直在寻求锡/铅焊料的可实现的替代物。当前使用的大部分常规替代物是SAC类物质，其是含锡(Sn)、银(Ag)和铜(Cu)的合金。
SAC焊料也具有严重的环境问题。例如，开采锡对于当地和全世界都是有害的。在亚马逊雨林发现了大量的锡矿藏。在巴西，这已经引起了道路修筑、森林欲伐、移民、土壤退化、大坝、尾矿池和土丘的产生、以及冶炼才喿作。在巴西开采锡的最严重的环境影响大概是河流和小溪的淤泥充塞。这样的退化永久地改变了动物和植物的形态、毁坏了基因库、改变了土壤结构、引入了有害物和疾病、并且造成不可恢复的生态损失。
由巴西环境的管理不善引起的世界范围内的生态问题是众所周知的。这些生态问题覆盖了从雨林破坏引起的全球变暖压力到动植物生命多样性破坏造成的对制药工业的长久损害。巴西采矿仅是锡工业的破坏性影响的一个示例。大量的矿藏和开采才喿作也出现在印度尼西亚、马来西亚和中国这样的发展经济的态势超过了对生态保护的关注的发展中国家中。
SAC焊料还具有其它问题。它们需要高温、浪费能量、脆弱、并且会引起可靠性问题。熔化温度使得部件和电路板可能被损坏。各合金组成的化合物的正确用量仍在研究之中，并且长期稳定性是未知的。而且，如果表面准备不适当，SAC焊料工艺倾向于形成短路(例如，"锡须(tin whiskers)"和开路。无论采用锡/铅焊料还是SAC类物质，致密金属都会增加电路组件的重量和高度。
因此，需要焊接工艺及其随后的环境和实际问题的替代物。尽管焊料合金已经很普遍，但是也已经提出和/或采用了其它的接合材料，诸如导电粘合剂形式的所谓的"聚合物焊料"。此外，人们还致力于通过为部件提供插口来制作可分离的连接。还有开发为连接功率和信号负载导体的电气和电子连接器，该连接器被描述为具有要求施加恒定的力或压力的各种弹性接触结构。
于此同时，人们已经持续地致力于使更多的电子装置具有更小的体积。因此，最近几年，在电子工业内对将集成电路(IC)芯片堆叠在封装体内以
及IC封装体本身堆叠的各种方法很感兴趣，所有这些都是旨在减少沿z或垂直轴的组装尺寸。人们也正在致力于通过在电路板内嵌入某些部件(主要
为无源器件)来减少印刷电路板(PCB)上的表面安装部件的数量。
在IC封装的创建过程中，人们也曾致力于通过直接在基板内设置未封装的IC器件并通过对芯片接触直接钻孔和镀覆使它们互连来埋设有源器件。尽管这样的解决方案在特定的应用中提供了益处，但是芯片的输入/输出(1/0)端子会非常小，并且成为精确地制作这种连接的挑战。而且，制造完成的器件可能不会成功地通过老化测试，从而使得前功尽弃。
另一个关注的领域是热管理，这是因为密集封装的IC会产生降低电子产品可靠性的高的能量密度。

发明内容
本发明提供电子组件及其制造方法。预测试和老化部件(包括具有外部1/0接触的电气、电子、电光、电-机械装置和用户界面装置)^皮设置在平面基底上。用带孔的焊接掩模、电介质或者电绝缘材料(在该申请(包括权利要求)中统称为"绝缘材料")封装分组件，该孔为形成或钻成的通孔以到达部件的引线、导体和端子(在该申请(包括权利要求)中统称为"引线")。然后，镀覆分组件，并且重复封装和钻孔工艺以构建出希望的层。
可以匹配分组件以使得能够密集地封装部件。另外，各层可以通过销4丁和/或夹层多通道互连装置来电互连和物理互连。
用新的反向互连工艺(RIP)构建的组件不使用焊料，因此避开使用铅、锡以及相关加热的问题。术语"反向"是指组件顺序的反向；首先设置部件然后再制造电路层，而不是首先设置PCB然后安装部件。不需要传统的PCB(尽管可以可选择的集成)，缩短了制造周期，降低了成本和复杂性，并且减少了 PCB的可靠性问题。
RIP产品是耐机械冲击和热循环疲劳失效的。由于焊料接头倾向于成为电子系统失效的关键点，所以消除焊料增强了组件的耐用性。与设置在PCB板上的传统产品相比，结合到RIP产品的部件不要求与表面隔开，并且因此具有较小的轮廓，可以更密集地设置。而且，因为不需要软焊接精加工，而
仅需较少的材料和较少的工艺步骤，所以RIP产品降低了成本。另外，RIP 产品能承受适当的热量增加(包括改善散热材料和方法)，也可以提供整体 的电磁干扰(EMI)屏蔽。而且，该结构可以组装有嵌入的电气和光学部件， 和/或设置有光学通道。
本发明通过下述内容克服了许多现有技术中的缺点
去除对电路板的需要；
去除对焊接的需要；
去除了 "锡须"的问题；
去除了细小间隔部件引线间难于清理的需要；
去除了对依乂人引线或依从焊料连接的需要；
去除了与很多不同制造阶段和寿命终止的电子垃圾相关的大量问
题；以及
去除了与在脆弱部件上使用高温无铅焊料有关的热问题。 本发明的优点包括
由于结构几乎完全是叠加的，所以减少了制造垃圾；
减少了构造中的材料使用；
由于不需要可能的有毒金属，所以是环境友好的；
减少了工艺步骤；
降低了测试要求；
低热加工，从而导致能量节约；
降低了成本；
减小了组件的轮廓；
增强了可靠性；
可能具有更好的性能或者更长的电池寿命；
提高了抗机械冲击、振动和物理损坏的IC保护；
由于可以涂覆最后的金属涂层，所以电子装置全面屏蔽；
改善了热性能；
可以集成边缘卡连接器；
改善了存储模块的设计；
改善了电话模块的设计；改善了计算机卡模块的设计； 改善了智能卡和RFID卡的设计； 改善了发光模块。
结合附图，参考下面的具体描述，可以更好地理解本发明的结构和操作 上的细节以及本发明的;f艮多附加优点，各附图中相同的参考标号通篇表示相 同的部分，除非另有规定，其中


图1是在PCB上采用鷗翼形部件的现有焊料组件的截面图。
图2是在PCB上采用球形栅阵列(BGA)或触点栅格阵列(LGA)部 件的现有焊料组件的截面图。
图3是采用电气部件的现有无焊料组件的截面图。
图4是采用LGA部件的RIP组件的一部分的截面图。
图5是采用具有可选择的热扩散器或热管和热沉的LGA部件的RIP组 件的一部分的截面图。
图6是两层RIP组件的截面图，示出了安装的分离、模拟和LGA部件。
图7是匹配的两层RIP分组件对的截面图。
图8是典型的RIP组件制造阶段的截面图。
图9是典型的RIP组件制造阶段的截面图。
图10是典型的RIP组件制造阶段的截面图。
图11是RIP分组件(subassembly)的透视图。
图12是典型的RIP组件制造阶段的截面图。
图13是典型的RIP分组件的透3见图。
图14是RIP分组件侧视图的截面图。
图15是典型的RIP分组件制造阶段的截面图。
图16是典型的RIP分组件制造阶段的截面图。
图17是典型的RIP分组件制造阶段的截面图。
图18是示出使两个RIP分组件匹配的工艺的截面图。
图19是完成的匹配RIP组件的截面图。
图20是RIP分组件的替代形式的截面图。
图21是在匹配的RIP分组件之间填充绝缘材料的注入工艺截面图。图22是具有可选择的销钉的匹配RIP分组件的截面图。
图23是具有可选择的销钉和夹层多通道互连装置的匹配RIP分组件的
图24是用可选择的热扩散器使RIP分组件匹配的工艺的截面图。 图25是具有可选择的热扩散器的匹配RIP分组件的截面图。 图26是用可选择的热扩散器或热管和热沉的组合使RIP分组件匹配的 工艺的截面图。
图27是具有可选择的热扩散器或热管和热沉的组合的匹配RIP分组件 的截面图。
图28是用可选择的边缘卡连接器使RIP分组件匹配的工艺的截面图。 图29是具有可选择的边缘卡连接器的匹配RIP分组件的截面图。 图30是具有可选择的热扩散器或热管和热沉的组合以及可选择的边缘 卡连接器的匹配RIP分组件的透视图。
图31a、 31b和31c是适合于本发明的夹层互连装置的类型示例。 图32是具有嵌入的夹层互连装置的匹配RIP分组件的一部分的透^f见图。 图33是具有嵌入的夹层互连装置的匹配RIP分组件的一部分的透^L图。 图34是具有嵌入的夹层互连装置的匹配RIP分组件的一部分的透一见图。
具体实施例方式
在下面的描述和附图中，将详尽地解释具体的术语和附图标记以提供对 本发明的透彻理解。在某些情况下，该术语和标记可以包含实施本发明不需 要的具体细节。例如，部件的导体元件间的互连(即部件的I/0引线)可以 示出或描述为具有互连到一条引线的多个导体或者连接到器件内或器件之 间的多个部件接触的一条导体信号线。因此，多个导体互连的每一个都可以 替换地为一个导体的信号、控制、电源或者接地线，反之亦然。示出或者描 述为单一端的电路路径也可以是不同的，反之亦然。互连组件可以由标准互 连组成；微带或者带状线互连以及组件的所有信号线可以屏蔽或者不屏蔽。
图1示出了现有的完成的组件100,其具有将鸥翼形部件封装体104焊 接安装在PCB 102上的焊料接头(solderjoint) 110。
部件封装体104包含电气部件106。部件106可以是IC或者其它的分离 部件。鷗翼形引线108从封装体104延伸到流动焊料110,流动焊料110继而将引线108连接到PCB 102上的焊垫112。绝缘材料114防止流动焊料110 流动到PCB 102上的其它部件(未示出)，并防止部件106与PCB 102上的 其它部件(未示出)短路。焊垫112连接到通孔118，通孔118继而连接到 适当的线路(trace),如116表示的线路。除了焊料接点的前述问题外，包 括PCB 102的内部结构的该种类型的组件复杂，并且需要本发明可减少的高 度空间。
图2示出了现有的完成的组件200，其具有将BGA IC或LGA IC封装 体204安装到PCB 214上的焊料接点202。与图1的主要区別是采用了球形 焊料(ball solder) 202，而不是流动焊料110。
部件封装体204包含部件206。引线208从封装体204通过支撑体210
(典型地由有机或者陶乾材料组成)延伸到球形焊料202,球形焊料202继 而将引线208连接到PCB 214上的焊垫212。绝缘材料216防止球形焊料202 短路包含在封装体204中的其它引线(未示出)。绝缘材料218防止球形焊 料202流动到PCB 214上的其它部件(未示出)，并防止部件206与PCB 214 上的其它部件(未示出)短路。焊垫212连接到通孔220，通孔220继而连 接到适当的线路，如由222表示的线路。该构造与图1所示的组件存在同样 的问题除了焊料接点的前述问题外，该种类型的组件复杂(特别是由于 PCB 214)，并且需要本发明可降低的高度空间。
图3图解了现有的无焊料连接的装置300。见美国专利6,160,714
(Green )。在该构造中，基板302支撑封装体304。封装体304包含如IC或 其它分离部件的电气部件(未示出)。覆盖基板302的是绝缘材料306。在基 板302的另一侧是导电的聚合物厚膜油墨(polymer-thick-film ink) 308。为 了改善导电性，在聚合物厚膜308上镀覆铜薄膜310。通孔从封装体304延 伸通过基板302。通孔填充有导电粘合剂314。封装体304到粘合剂314的 结合点316可由可熔聚合物厚膜油墨、银聚合物厚膜导电油墨或商用焊料膏 制成。该现有技术组件与本发明相比的一个缺点是粘合剂314增加了附加厚 度，如图上的块318所示。 RIP装置
图4是说明本发明的组件400,示出了安装在基板416上的LGA部件 封装体(402、 406、 408、 410、 412、 414),基板416不必是PCB。本领域 的技术人员明显可见的是，BGA、鸣翼或J-引导部件或者其它IC封装体结构或任何类型的分离部件都可以替代LGA部件。与图1、 2和3所示的组件 相比，该连接筒单，不用焊料，并且具有较小的轮廓。
粘合到封装体402的是电绝缘材料404。材料404示出为结合到封装体 402的一侧。然而，材料404可以结合到封装体402的两侧或者封装体402 的更多侧，或者实际上可以包封(envelope)封装体402。当:f皮使用时，材 料404可以为装置提供强度、稳定性、结构整体性、韧性(即非脆性)和空 间稳定性。材料404可以通过包含适当材料而被增强，如玻璃布。
部件封装体402包含电气部件406 (如IC、分离的或者模拟器件；在本 申请(包括权利要求)中统称为"部件")、支撑体408和410 (优选由有机 或陶瓷材料组成)、引线412和绝缘材料414。尽管部件封装体402由于很多 情况下的制造和运输而加入了绝缘材料414，但是该传统的特征将来可能被 消除，从而减小组件400的轮廓。支撑体408和410或者绝缘材料414 (如 果存在)设置在基板416上，基板416优选由绝缘材料制成。如果希望缩短 从封装体402延伸的引线(例如，412)，则基板416的一部分或者全部可以 由导电材料制作。
将引线412结合到绝缘材料414和基板416可以通过粘合剂点(adhesive dot)以及其它公知的技术来实现。
以通孔420为例的第 一組通孔延伸通过基板416,延伸通过绝缘材料414 (如果存在)而到达并暴露诸如引线412的引线。通孔420镀覆或填充有导 电材料(在很多情况下为铜(Cu),尽管银(Ag)、金(Au)或铝(Al)以 及其它合适的材料也可以替代)。镀覆物或填充物与引线412熔合形成电连 接和机^成连才妄。
基板416可以包括镀覆的图案掩模(未示出)，或者引入到第一组通孔 (例如，通孔420)的镀覆物或填充物可以在基板416的下面延伸，并且提 供所需的第一组线路。可以产生其它的线路。层422 (也为绝缘材料)可以 设置在基板416和第一线路的下面。层422的目的是为第二组线路(如果需 要)提供平台，以及使第一組线路与第二组线路电绝缘。
以通孔426为例的第二组通孔延伸通过层422，到达并暴露基寺反416下 的线路和/或引线(例如，引线428)。如上所讨论的，参考第一组通孔(例 如，通孔420),可以镀覆或填充第二组通孔使它们与基板416下所希望的引 线(例如，引线428)熔合。如上所述， 一个或多个线路430可以在层422下延伸。
这种层叠根据需要而继续。通过重复上述结构，可以构造多个层(未示 出)以及附加的线路和通孔。在电路的最后一层的下面可以涂覆表面绝缘材
料432,以防止它们短路或物理损坏。引线或者电连接体(例如，引线434) 可以延伸到表面绝缘材料432之外。这提供了允许与其它电气部件或电路板 连接的接触表面(例如，表面436)。
图5为装置500,示出了可选择的散热特征。前面在图4中描述的分组 件(subassembly) 400可以在封装体402和材料404的顶上具有散热器或替 代的热管506，和/或热沉508，以散发部件406产生的热量。导热界面材料 (未示出)可以用于将热沉连接到散热器。作为选择，材料404在其成分中 可以包括导热材料(尽管是电绝缘材料)，如，二氧化硅(Si02)或二氧化 铝(A102)，以增强热量从封装体402流出。如果散热器506和热沉508由 公知技术的一种或多种物质制成，则它们可以给分组件400提供电磁干扰 (EMI)保护，并且有助于防止静电的产生及放电。
根据截面示于图5的两层RIP装置，图6示出了具有安装的样品部件组 的装置600,包括分离的鸥翼形部件602、沖莫拟部件604和LGAIC606。
本领域的技术人员明显可知的是，RIP装置没有包含焊接部件的PCB复 杂。就是说，正是PCB本身为需要多个步骤来制造的复杂装置。RIP组件由 于不需要PCB板而比较简单，可以提供更多的电路布置空间来减少层数， 并且制造完整的电子组件需要较少的步骤。
作为选捧，图7为装置700，示出了两个RIP分組件702和704，该两 个分组件702和704在被镀覆和/或填充的通孔(例如，706a、 706b )和/或 引线(例如，708a、 708b)处连才妄在一起。
RIP的制造方法
图8至17示出了 RIP组件的制造方法。本领域的技术人员应当理解的 是，步骤顺序可以变化而不脱离本发明的范围和精神。
图8为阶段800,示出了首先将封装的部件802、 804和806安装在基板 808上。各部件可以通过本领域已知的很多不同技术和/或物质设置在适当位 置，这样的已知技术包括涂覆点(applying spot)或者导电粘合剂或者通过 将部件引线的胶粘膜结合到基板808。用于涂覆或结合的材料可以适合于保 持部件并在后面将其释放。图9为阶段900，示出了 RIP制造方法中的另一步骤。在该阶段，翻转 图8的部分装置。首先安装的封装部件802、 804和806被封入电绝缘材料 908中。材料908为封装的部件802、 804和806提供支撑以及彼此间的电绝 缘。如果材料908包含导热而电绝缘的物质，如A102或Si02,则也将有助 于散热。
图10为阶段1000,示出了 RIP制造方法中的另一步骤。产生通过基板 808的通孔(例如，1002)，通孔到达并暴露封装的部件802、 804和806的 引线。通过包括激光钻孔的若干已知技术，可以形成或者钻成(在本申请(包 括权利要求)中统称为"形成")通孔(例如，1002)。
图11为如完成阶段1000时所示的部分组件1100，是呈现出了通孔(例 如，1102 )的基板808上侧的透视图。
图12为阶段1200,图解了如何能实现电路的直接印刷。通孔(例如， 1202 )可以镀覆或填充导电材料，并且基板808上的线路和引线(例如，1208 ) 可以通过装置1206设置。采用本领域中的若干已知技术，装置1206可以填 充通孔1202,印刷引线和线路1208，和/或镀覆引线和线路到基板808上。
根据阶段1200在基板808上产生的线路(例如，1302 )和引线(例如， 1304)如图13的部分装置1300的透视图所示。
根据阶l殳1200产生的部分组件1400如图14的侧^见图所示。填充的通 孔(例如，通孔1402)示出为延伸通过基板808到部件引线(例如，引线 l楊)。
在图15中，示出了阶段1500,绝缘材料层1502和第二組通孔(例如通 孔1504 )形成在基板808的上面。通孔延伸到基板808上的引线(例如，1506 )
并使其暴露。
如图16所示，可以在任何方便的时间翻转分组件。在图16中，示出产 生分组件1600的阶段，在层1502下完成了镀覆和/或填充第二组通孔(例如， 1602)及制作线路(例如，1604)。
以这样的方式，可以设置附加层。最后如图17所示的两层分组件1700， 绝缘材料1702设置在分组件1600的底层下。
如图18的阶^殳1800所示，在产生RIP分组件1700和第二 RIP分组件 1700a后，两个分组件可以匹配。RIP分组件可以作为功能电子块，该功能 电子块可以被结合以产生新的或者不同的作为系统或分系统的功能。图19示出了完成匹配的分组件1700和分组件1700a以形成装置1900。分组件1700 的绝缘材料卯8和分组件1700a的等同绝缘材料908a可以以若干本领域已 知技术结合起来，这些已知技术包括粘合剂层1902以及热熔合、摩擦熔合 或化学熔合。
如上所述，步骤顺序可以变化而不脱离本发明的范围和精神。例如在图 20中，RIP分组件2000可以通过推迟或去除绝缘材料(见图9,绝缘材料 908)的涂覆来设置。
推迟绝缘材料的涂覆可以考虑注入成型的替代工艺，如图21的阶段 2100所示。在该阶段中，使分组件2000和第二分组件2000a匹配。然后， 以本领域中已知的装置2102.将电绝缘材料908a注入到分组件2000和第二 分组件2000a之间的间隙中。
不论是以先前工艺中设置的绝缘材料(例如，图9的绝缘材料908)还 是以在后工艺中设置的绝缘材料(例如，图21的绝缘材料卯8b)来形成RIP 分组件，RIP的构造都允许一层或多层一个分组件与一层或多层第二分组件 之间的各种类型的电连接。
例如，在图22中，组件2200是RIP分组件2000和2000a的匹配对。 适当的绝缘材料908b在分组件2000和2000a之间。销4丁 2202a、 2202b和 2202c在从分组件2000到分组件2000a的线路(例如，2204和2206 )之间 进行电连接和/或物理连接。
销钉本身可以在夹层互连装置中紧固地构造在一起。在图23中，装置 2300是具有连接销4丁 2302a和2302b的两个RIP匹配分组件。另外，夹层互 连装置2304位于两个分组件之间。夹层互连装置将在下面进一步详细讨论 (见图31a、 31b、 31c、 32和33 )。
由于使RIP分组件匹配的方式(即背靠背)，所以可以插设其它物体。 在图24中，阶段2400示出了在与散热器2402匹配的工艺中的分组件1700 和1700a。图25示出了在分组件1700和1700a之间具有散热器2402的完成 组件2500。
以类似的方式，可以插设散热器和热沉的组合。图26为阶段2600,示 出了在与散热器和热沉的组合2602匹配的工艺中的分组件1700和1700a。 图27示出了在分组件1700和1700a之间具有散热器和热沉的组合2602的 完成组件2700。物体的各种组合都可以与RIP分组件组合。在图28中，阶|炎2800示出 了在与散热器2402和边缘连接器2802匹配的工艺中的分组件1700和 1700a。图29示出了在分组件1700和1700a之间具有散热器2402的完成组 件2900,组件2900组合了与线路2902和2904接触的边纟彖连4妄器2802。
图30是组件3000的透视图。RIP分组件1700c和1700d与散热器和热 沉的组合2602a匹配。在同 一装置中，边缘卡连接器(edge card connector) 2802a与组件3000的线路(未示出)接触。
图31a、 31b和31c是适合于本发明的夹层互连装置的类型示例。参考 图23,夹层互连装置可以电连4妄两个独立的RIP匹配分组件之间的线;洛。 在图31a中，夹层互连装置3100a是剖开的夹层互连装置的透视图。导电销 钉(例如，3102)嵌在电绝缘材料中。图31b也示出了嵌有销钉(例如，3104) 的夹层互连装置3100b。在此情况下，使导电销钉弯曲成角度(angled)。例 如，这有利于边缘连接。同样，尽管没有示出，但是至少一排销钉可以用金 属板替代，以改善各行销4丁之间的屏蔽，或者才是供改善的或增强的信号完整 性。板可以打孔以改善组件的物理完整性。图31c示出了也包括弯曲成角度 的嵌入销钉(例如，3106)的夹层互连装置3100c。在此情况下，夹层互连 装置呈现导电销钉的边缘呈台阶状。这允许了连接到特定类型的边缘卡片。
图32示出了匹配的部分完成RIP分组件的剖开透^见图。第二层的通孔 已经完成，而它们尚未填充，线路也尚未镀覆。该图是在形成组件的工艺中 可以变化步骤顺序的另一个示例。部分装置3200包含夹层互连装置3100a 和3100b。夹层互连装置3100a电连接装置3200中的各层(例如，通过诸如 3102的销钉)，同时夹层互连装置3100b从各层(例如，通过诸如3104的销 钉)向部分装置3200的边缘发送电信号。
在图33中，如图32中的装置3200的部分完成的RIP装置3300包含电 连接各层(例如，通过销钉3102)的夹层互连装置3100a。具有台阶状边缘 的夹层互连装置3100c从各层(例如，通过销钉3102 )向部分装置3300的 边缘发送电信号。这使得边缘连接器(未示出)可以结合到完成的匹配RIP 组件。
尽管这里详细示出和描述的无焊料电子组件的具体系统、装置和方法完 全能够实现本发明的上述目标，但是应当理解的是，这只是本发明当前的优 选实施例，并从而是本发明预期广泛的主题的代表，本发明的范围完全涵盖本领域技术人员显而易见的其它实施例，因此本发明的范围仅由所附权利要 求限制，其中涉及的单数元件是指"至少一个"。本领域普通技术人员已知 或者以后将得知的上述优选实施例的所有结构性和功能性等同特征将通过 引用结合于此，并且旨在涵盖于本发明的权利要求中。此外，对于装置和方 法不必强调本发明寻求解决的每一个和各种问题，因为其涵盖在本发明的权 利要求中。此外，本公开中没有元件、部件或方法步骤旨在贡献于公众，无 论该元件、部件或方法步骤在权利要求中是否被明确叙述。
权利要求
1.一种电路组件1900，包括第一RIP分组件1700和第二RIP分组件1700a，其中用在所述第一RIP分组件1700的电绝缘材料908与所述第二RIP分组件1700a的电绝缘材料908a之间的连接将所述第一RIP分组件1700结合到所述第二RIP分组件1700a。
2. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中所述连接是粘合剂材料 1902。
3. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中所述连4妄是热熔合。
4. 如权利要求1所述的电路组件1900,其中所述连接是化学熔合。
5. 如权利要求1所述的电路组件1900,其中一个或多个销確丁 2202a电 连接所述分组件1700与所述分组件1700a。
6. 如外又利要求1所述的电3各组件1900,其中一个或多个销4丁 2202a物 理连接所述分组件1700与所迷分组件1700a。
7. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中一个或多个夹层互连装置 2204电连接所述分组件1700与所述分组件1700a。
8. 如权利要求7所述的电路组件1900,其中所述一个或多个夹层互连 装置中的至少 一个包括弯曲成角度的销钉。
9. 如权利要求7所述的电路组件1900,其中所述一个或多个夹层互连 装置中的至少一个包括弯曲成角度的销钉和一个或多个台阶状的边缘。
10. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中在所述分组件1700和所 述分组件1700a之间插设有散热器。
11. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中在所述分组件1700和所 述分组件1700a之间插设有散热器和热沉的组合。
12. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中在所述分组件1700和所 述分组件1700a之间插设有散热器，并且边缘连接器结合到所述电路组件 1900。
13. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中在所述分组件1700和所 述分组件1700a之间插设有散热器和热沉的组合，并且所述电路组件1900 结合有边缘连接器。
14. 一种电路组件1900,包括第一 RIP分组件1700和第二 RIP分组件1700a，其中 用电绝缘材料卯8b将所述笫一RIP分组件1700结合到所述第二 RIP分 组件1700a。
15. —种结合第一 RIP分组件1700与第二 RIP分组件1700a的方法， 包括对准所述第一 RIP分组件1700与所述第二 RIP分组件1700a，并且 粘合所述第一 RIP分组件1700的电绝缘材料908与所述第二 RIP分组件 1700a的电绝缘材料908a。
16. —种结合第一 RIP分组件2000与第二 RIP分组件2000a的方法， 包括对准所述第一 RIP分组件2000与所述第二 RIP分组件2000a,并且 在所述第一 RIP分组件2000与所述第二 RIP分组件2000a之间注入电绝缘 材料908b。
17. —种结合第一 RIP分组件1700与第二 RIP分组件1700a的方法， 包括对准所述第一 RIP分组件1700与所述第二 RIP分组件1700a,在所 述第一 RIP分组件1700与所述第二 RIP分组件1700a之间散置具有第一侧 面和第二侧面的物体，并且将所述第一 RIP分组件1700的电绝缘材料908 粘合到所述物体的所述第一侧面，将所述第二RIP分组件1700a的电绝缘材 料908a粘合到所述物体的所述第二侧面。
18. 如权利要求17所述的方法，其中所述物体包括散热器2402。
19. 如权利要求17所述的方法，其中所述物体包括散热器和热沉的组合 2602。
20. 如权利要求17所述的方法，还包括结合边缘连接器2802。
21. 如权利要求1所述的电路组件1900，其中所述连接是摩擦熔合。
22. 如权利要求7所述的夹层互连装置，其中至少一排销钉可以用金属 板替代。
23. 如权利要求22所述的夹层互连装置，其中所述金属板被打孔。
全文摘要
本发明提供电子组件400及其制造方法800、900、1000、1200、1400、1500、1700。组件400不使用焊料。具有I/O引线412的部件406或部件封装体402、802、804、806设置800在平面基板808上。该组件用电绝缘材料908封装900，电绝缘材料908具有形成或钻成1000的通过基板808到达部件引线412的通孔420、1002。然后，该组件被镀覆1200，重复1500封装和钻孔工艺以构建出希望的层422、1502、1702。各组件可以匹配1800。在匹配的组件内，可以插设包括销钉2202a、2202b和2202c、夹层互连装置2204、散热器2402以及散热器和热沉的组合2602的各项。边缘卡连接器2802可以结合到匹配的组件。
文档编号H01L23/48GK101681899SQ200880018115
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者约瑟夫·C·菲耶尔斯塔德 申请人:奥卡姆业务有限责任公司