專利名稱：具有局部增加布線密度的印刷電路組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及印刷電路組件和其制造方法。具體地說，本發(fā)明涉及印刷電路組件和其制造方法，以提供具有局部增加布線密度的印刷電路板。
背景技術：
隨著電子產品的復雜性和數(shù)據處理速度連續(xù)增加，連接復雜和高速集成電路器件的互連電路系統(tǒng)的特性變得更為顯著，并且一定要仔細地分析以確?？煽康碾娐沸阅堋Ｍǔ?，是集成電路器件的復雜性和數(shù)據處理速度的增加在要求器件所安裝的互連電路系統(tǒng)的性能改善。
例如，集成電路器件的復雜性，特別是表面安裝技術的出現(xiàn)要求信號跡點的較大密度應當被封裝到較小的封裝中以降低成本和改善穩(wěn)定性。信號跡點的寬度和間隔已經降低到容納較高的密度。而且，用具有多個導電層的雙面和多層印刷線路板可以獲得較大的密度，多個導電層一般是經過孔進行導電連接的。
印刷線路板一般包括若干個高密度的區(qū)域，電子電路系統(tǒng)位于其中。在每一個高密度區(qū)域中，一般有相關高密度的互連。電路板的其他區(qū)域一般要求僅僅相對低的電子布線密度，用來為連接器、分立部件、低管腳數(shù)半導體器件等提供相互連接。但是，制造印刷線路板的傳統(tǒng)技術一般包含變化密度電子電路系統(tǒng)的獨立層的生產，是單尺寸的。生產時，層被對準和分層結構在一起以生產相同尺寸的多層板。然后測試這些完成的多層板。如果多層板的任何部分不滿足測試要求或者僅僅出了故障，則整個板就不得不放棄。
在美國專利US5401909和US5582745中說明了制造印刷線路板的這種傳統(tǒng)技術的例子。每一個專利都說明了印刷電路組件和制造的相關方法，其中非常高密度的電路系統(tǒng)被提供在外部部件將被直接安裝所處的區(qū)域中。這些專利說明了在整個板上介質和金屬噴涂單層的構建和隨后刻蝕所選擇的區(qū)域以提供各種高密度區(qū)域。但是這種技術使用具有相對低產量的復雜構建技術來僅僅提供用于電子互相連接的單層。另外，正如前面討論的，如果所生產印刷電路組件的任何部分出了故障，整個板將不得不放棄。
而且，借助諸如微處理器或者邏輯芯片等半導體部件的集成密度的提高，在芯片上連接輸入/輸出端子的數(shù)量和密度有正比的增加。另外，在數(shù)據處理系統(tǒng)中關于臨界信號延遲時間的要求已經需要在極限芯片之間愈加短的最小化距離。為滿足這個需要，在印刷線路板上電子布線的尺寸已經降低以提供布線密度的對應增加。
然而，借助在印刷線路板上電子布線尺寸的這種降低，制造的困難增加了，測試的困難也增加了。因此，使用傳統(tǒng)技術制造和測試具有變化密度的多層板正變得愈加昂貴。
因此，在制造印刷線路組件的技術中有這種需要其中，在對準和將模塊或節(jié)點安裝到印刷線路板之前，局部高密度模塊或者密度節(jié)點可以被分開和單獨地制造和測試。
發(fā)明簡介印刷電路組件和制造它的方法便于將高密度模塊安裝到印刷電路板上。在一個實施例中，使用具有導電材料的粘結劑，該導電材料配置在至少一個通路中，高密度模塊被粘附到印刷電路板上。在另一個實施例中，包括配置在非導電粘結劑中的多個非導電“標準顆粒(gauge particles)”的粘結劑層用來將模塊粘附到印刷電路板上。當粘結劑層被配置在模塊和印刷電路之間時，單獨的標準顆粒被夾在層之間的不同點上，使得在其整個的重疊區(qū)域，顆粒的直徑控制層間隔，由此允許在層間隔上的的仔細控制。印刷電路組件和制造它的方法在另一個實施例中利用了含有導電柱的層間互連技術，導電柱被沉積在形成于模塊上的一對接觸墊的一個上，該模塊對著印刷電路板并且此后在層疊期間被粘結到該對接觸墊的另一個上。在導電柱中可以利用可熔材料以便于對接觸墊的機械粘結，并且柱通過配置在印刷電路板之間的介質層伸出，由此形成在板之間分立位置上的電連接。導電柱還可以包括導電油墨。
附圖的簡要說明

圖1是根據本發(fā)明原理的印刷電路組件一個實施例的透視圖；圖2A是圖1印刷電路組件的分解剖面圖；圖2B是沿圖1的3-3線所做的優(yōu)選印刷電路組件的剖面圖；圖3A是圖1印刷電路組件另一個實施例的剖面圖，這里標準顆粒配置在絕緣基片和導電層之間；圖3B是圖1印刷電路組件另一個實施例的剖面圖，這里標準顆粒配置在一對導電層之間；圖4A是圖1印刷電路組件又一個實施例的分解剖面圖，這里導電插塞形成在粘結劑層中以電連接相對的接觸墊；圖4B是圖4A替換印刷電路組件的剖面圖；圖5A是圖1印刷電路組件又一個實施例的分解剖面圖，這里導電柱突出于粘結劑層以電連接相對的接觸墊；圖5B是圖5A替換印刷電路組件的剖面圖；圖6是圖5A和5B印刷電路組件又一個實施例的剖面圖，這里替換的介質層配置在相對的印刷電路板之間；圖7是圖1印刷電路組件100又一個實施例的剖面圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述本發(fā)明解決與現(xiàn)有技術相關的問題，提供了一種印刷電路組件和制造它的方法，在其一個方案中，其包括將一個或多個密度節(jié)點或者模塊粘結到印刷電路板上。在一個實施例中，密度的每個節(jié)點具有比印刷電路板更高的信號線和/或者互相連接密度。另外，密度的每個節(jié)點可以具有與另外的密度節(jié)點不同的信號線和/或互相連接密度。在一個實施例中，使用具有用諸如可熔導電油墨的導電材料填充形成之通路的填壓粘結劑，密度節(jié)點可以被粘結到印刷電路板上。
本發(fā)明的第二個方案利用了粘結劑層，其包括配置在非導電粘結劑中的多個非導電“標準顆?！被蛘咂渌橘|隔離體。當粘結劑層置于密度節(jié)點和印刷電路層之間時，單獨的標準顆粒被夾在密度節(jié)點和印刷電路層之間的各個點上，使得顆粒的直徑控制貫穿整個組件的在密度節(jié)點和印刷電路層之間的間隔。
“印刷電路層”，其意思是在印刷電路組件中的任何層，可以是密度節(jié)點中的層或者是印刷電路板中的層，可以是導電的或者是非導電的，而與其在組件上沉積或者放置的方式無關。因此，“印刷電路層”可以包括由金屬或者導電聚合物形成的導電層，柔性或者硬性的基片，覆蓋層，薄膜等。“印刷電路層”優(yōu)選是基本上非易變形的，使得臨近層的任何標準顆粒將基本上不損壞該層，但是代之以控制在組件內的其相對位置。
本發(fā)明解決與現(xiàn)有技術相關的問題，提供了一種印刷電路組件和制造它的方法，在其另一個方案中，其通過形成在一個層上之接觸墊的導電柱而互相連接在重疊對導電層上的接觸墊，并且被粘結到另一層上的接觸墊?？扇鄄牧峡梢员唤Y合到柱中以形成與相對接觸墊的可熔連接。這些柱可以通過孔隙在分開導電層的介質層中突出，或者另一方面，這些柱可以在層疊期間“刺”過介質層，由此取消分離的孔隙形成步驟。
本發(fā)明的一個方案包含制造印刷電路組件的方法，其中，在對準和模塊或者密度節(jié)點被粘結到印刷電路板之前，局部化的布線密度模塊或者密度節(jié)點可以被分開和單獨地制造和測試。圖l是根據本發(fā)明一個方案提供的印刷電路組件一個實施例的剖面圖。印刷電路組件100包括具有高密度互相連接之第一區(qū)域120和高密度互相連接之第二區(qū)域130的印刷電路板110。第一和第二區(qū)域120和130可以分別位于印刷電路板110的一側112a或者112b或者兩側312a-b，其具有較低密度的互相連接。
每個區(qū)域120和/或130包括一個或多個密度節(jié)點，例如分別是節(jié)點140和150，其具有預定數(shù)目的互相連接或者布線密度。節(jié)點140和150可以具有一個或者多個導電層，每個節(jié)點140和150可以具有互相連接的不同密度。在一個實施例中，第一區(qū)域120中的節(jié)點140具有比第二區(qū)域130中的節(jié)點150較大數(shù)目的互相連接或者更高的布線密度。另外，特殊區(qū)域中的每個節(jié)點可以具有不同數(shù)目的互相連接或者不同的布線密度。形成在每個節(jié)點140和/或150上的互相連接和/或信號線的數(shù)目是以應用和設計為基礎確定的。另外，每個密度節(jié)點可以具有不同的電特性。例如，一個節(jié)點可以構成為耦合到存儲器模塊，而另一個節(jié)點可以構成為耦合到圖形單元或者處理器。因此，每一個這些節(jié)點將具有不同的布線密度和電特性，其依賴于應用和設計。根據本發(fā)明的原理，在對準和粘結到印刷電路板110之前，每個節(jié)點140和/或150可以被單獨地和/或分開地制造和測試。對于當前討論的目的，例如節(jié)點140和/或150的每個節(jié)點密度一般將稱為密度節(jié)點或者節(jié)點140。
本發(fā)明的一個主要優(yōu)點是在印刷電路板上選擇地提供了信號線和/或互相連接密度的節(jié)點。正如所討論的，這種密度節(jié)點在粘結到對應基片的導電層數(shù)目是不同的，或者在信號線和/或互相連接的密度中是不同的。另外，在對準和將節(jié)點粘結到印刷電路板110之前，每個節(jié)點可以被分開地制造和單獨地測試。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是通過使用具有在其中分布標準顆粒的粘結劑層來可靠地控制電路層間隔的能力。受控制層間隔可以有利于控制阻抗和確保整個組件的平面度。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是將密度節(jié)點粘結到印刷電路板，在導電粘結劑中使用填壓的導電油墨。這種粘結劑提供了將節(jié)點良好的粘附到印刷電路板。
本發(fā)明的一個實施例是將受控直徑標準顆粒夾在印刷電路層的相對或者重疊部分之間并且擠壓該電路層使得顆?？拷鼉上鄬?，由此限定在其之間的間隔。而且，考慮許多印刷電路材料的穩(wěn)定性和非易變形性，控制印刷電路層之間的間隔也就控制了在連接其上的其它層之間的間隔。在多層印刷電路組件中，這也具有最小化附加平面度變形的效果。
標準顆?？梢詩A在任何兩個相對層之間，正如上述，其可以包括許多材料，包括由金屬或者導電聚合物形成的導電層，柔性或者硬性基片，覆蓋層，薄薄等等。這些層優(yōu)選為基本上是非變形的，使得它們將靠近顆粒，但是在靠近顆粒的點上將基本上不變形或擠壓，由此固定在組件中的相對間隔。
例如，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，圖1-2B所示的印刷電路組件100，利用了標準顆粒，其被做成臨近相對絕緣基片的大小。借助安裝在基片的導電層，在導電層之間的間隔也被控制，其對阻抗控制以及在整個組件形成保持的平面度是重要的。
圖2A-2B表示圖11印刷電路組件的一個實施例的詳細剖面圖。正如所示，節(jié)點140包括具有兩個側面144a和144b的基片142，以及兩個相對的導電層146和148。在替換實施例中，節(jié)點140可以包括僅僅一個導電層146或者148，其位于基片142的每一個側面144a或者144b上。在另一個替換實施例中，節(jié)點140可以包括兩個或者更多個位于基片142之每一個側面144a或者144b上的導電層。
基片142可以是適合用于基片的任何類型的軟性或者硬性的介質材料，包括聚酰亞胺，聚酯，PEN，聚醚酰亞胺，環(huán)氧，陶瓷，浸漬絲織或者非絲織玻璃，以及其它。在一個實施例中，每個導電層146和/或148可以以本領域一般公知的任何方式被粘結到基片142以及另一個導電層上，用于提供高密度的導電層，這包括各種薄膜，添加，半添加或者除去技術。導電層146和/或148的沉積還可以通過諸如真空金屬噴涂，濺射，離子鍍，化學氣相沉積，電鍍，非電鍍等非粘結劑處理和通過使用粘結劑來進行。導電層可以由單金屬層或者由不同工藝形成的復合層形成，并且可以包括諸如銅，金，鉻，鋁，鈀，錫等金屬以及導電聚合物等。
在優(yōu)選實施例中，基片142，114由聚酰亞胺形成，導電層114，116，146，148通過NOVACLAD工藝形成，其是授給Swisher轉讓給Sheldahl公司的美國專利US5112462，US5137791和US5364707的發(fā)明主題，該工藝一般包括(1)用金屬電極上產生的電離氧構成的等離子處理基片以形成金屬/氧化物處理的薄膜和(2)在處理的膜上形成金屬化的互相連接層，優(yōu)選為采用通過金屬的真空金屬噴涂或者通過金屬的真空金屬噴涂與在真空沉積金屬的頂部電鍍金屬之附加步驟的結合。工藝的第一步在薄膜上產生粘結表面，不同于基于粘結劑的基片，其能夠保證金屬互相連接層具有優(yōu)良的抗層分離性，尤其是當暴露于熱，進行化學處理，機械應力或者環(huán)境受力狀態(tài)時更應如此。因此被金屬化的板可以以傳統(tǒng)方式刻蝕以在導電層中形成希望的電路圖形。
通過在印刷電路板110中鉆出通路或者金屬噴涂之前在基片142中鉆出通路，通孔160可以被形成在印刷電路板110和基片142上。在一些應用中，沉積在通路壁上的導電材料可以完全地填充通路，使得在通孔中沒有留下縫隙。在一些應用中，覆蓋層也可以被沉積在圖形導電層上?？梢赃M行其它變化，例如在電鍍后鉆，這對本領域技術人員是顯而易見的。
一旦形成后，使用本發(fā)明的技術，模塊或者節(jié)點140可以被粘結到印刷電路板110。如圖2A到2B所示，印刷電路板110包括基片114和相對的導電層116和118。在替換實施例中，導電層116或118可以位于基片114的僅僅一個側面上。使用上述的將導電層146和148粘結到基片142上之技術的任何一個，導電層116和118可以被粘結到基片114。
如圖2A所示，粘結劑層200夾在板110和模塊或者節(jié)點140之間。在一個實施例中，層200是干燥的和固化的B級層，其由多個散布在非導電粘結劑202中的非導電標準顆粒204形成。另一方面，層200可以通過絲網印刷、輥式涂覆或者另外合適工藝被沉積在印刷電路板110或者模塊或節(jié)點140之一個上。在一個實施例中，用在層200的粘結劑202是非導電的熱固粘結劑，例如聚酰亞胺，環(huán)氧，丁基苯酚(butyrl phenolic)等以及它們的組合。在替換中也可以使用諸如壓敏和熱塑粘結劑的其它粘結劑。所用的粘結劑應當具有合適的粘結和流動特性，并且可以基于諸如介質常數(shù)和溫度電阻的因素來選擇。在優(yōu)選實施例中所用的粘結劑是聚酰亞胺熱固粘結劑，其具有大約4.4(Mil-P-13949Std的4.8.3.1.4標準下1MHz時測量)的介質常數(shù)和高的溫度電阻。
標準顆粒優(yōu)選為非壓塑球形顆粒，由固體或者中空的非導電材料形成，例如玻璃，聚合物，硅土，陶瓷等。用于顆粒的材料還可以基于使粘結劑層適合受控介質常數(shù)之特定介質強度來選擇。另外，通過使用低介質常數(shù)顆粒，粘結劑層的總的介質常數(shù)可以被降低到低于其粘結劑本身的介質常數(shù)。顆粒還可以具有不同于球形的幾何形狀。在優(yōu)選實施例中，顆粒是中空的玻璃球。使用顆粒的優(yōu)選尺寸和分布范圍，這導致粘結劑層之總介質常數(shù)為大約1.5到3(Mil-P-13949Std的4.8.3.1.4標準下1MHz時測量)。
顆粒的尺寸最好被控制為在整個粘結劑層中基本上相同，最好是顆粒的至少30％是在平均直徑的大約+/-10％之間。而且，粘結劑中顆粒的含量或者分布最好按體積為大約30％到75％，當然盡管在不同的應用中可以要求其它顆粒密度，特別是在顆粒被用來限定其它類型印刷電路層之間的間隔時也是如此。另外，最終間隔距離，板的布置以及其它要考慮的內容也可以影響粘結劑中顆粒的尺寸和分布。
使用中，顆粒優(yōu)選為在整個粘結劑中均勻分布，然后粘結劑被成層、干燥和固化以形成B級粘結劑層。然后該層被夾在印刷電路板之間，并且整個組件在將該板壓縮在一起的熱和壓力之下被形成疊層，如圖2B所示。在形成疊層之下，標準顆粒被陷于電路板之間，靠近相對的在該區(qū)域沒有非導電層的絕緣層。在一個或多個導電層出現(xiàn)的區(qū)域中，顆粒一般偏向具有非導電層(即絕緣基片的“曝光區(qū)”)的區(qū)域。另外，粘結劑流進在板之間的凹槽中，并且任何多余的粘結劑被從組件的側面擠壓出。板在形成疊層期間被擠壓在一起的程度是由標準顆粒的直徑決定的，因為這些顆?？拷鄬Φ挠∷㈦娐穼?，其定義了組件的最終層間隔。
如圖2A和2B所示，標準顆粒204被壓成靠近相對的基片142和114。借助安裝在各個基片142和114上的導電層146，148和116，118，控制在導電層之間的間隔。
正如上述，優(yōu)選顆粒群的平均直徑以提供在印刷電路層之間的受控間隔。在圖2A和2B所示的實施例中，優(yōu)選標準顆粒的直徑d以控制在絕緣基片142和114之間的連接距離x(見圖12B)。由于基片142和114基本上不可變形的性質，控制在這些層之間的距離也就間接地控制了導電層148，118之間的距離y。
但是，正如上述，標準顆粒不局限于靠近相對的絕緣基片。例如，圖3A表示具有用于將密度節(jié)點260與印刷電路板270粘結在一起的粘結層280(具有配置在粘結劑282中的標準顆粒284)的組件250，其具有對應的絕緣基片262，272和對應的導電層264，266，274。在該實施例中，多個標準顆粒284在節(jié)點260上靠近絕緣基片262；而在印刷電路板270上靠近導電層274。另外，控制顆粒的直徑d以間接地設定導電層266，274之間的距離y，以及絕緣基片262和272之間的距離x。在形成疊層期間，顆粒偏離具有兩層重疊導電材料的任何區(qū)域。圖3A所示的結構在具有地、電源或者屏蔽面的應用中可以是有用的，在這里導電材料完全覆蓋了至少一個印刷電路板的表面。
作為另一個例子，圖3B表示具有用于將一對印刷電路板310，320粘結在一起的粘結層330(具有配置在粘結劑332中的標準顆粒334)的組件300，其具有絕緣基片312，322和導電層314，316，124。在該結構中，控制顆粒的直徑d以間接地設定導電層314，324之間的距離y，以及間接地設定絕緣基片312和322之間的距離x。在沒有任何重疊導電材料的區(qū)域中配置的任何顆粒在粘結劑中趨于“浮動”和不控制層間隔。另外，由于顆粒的非導電性質，它們在整個粘結劑層是不導電的和在組件中不引起任何潛在的不希望的短路。結果，其巨大優(yōu)點的獲得在于在整個粘結劑層不引入不希望的導電通路的情況下，在導電層之間提供了受控制的機械間隔。而且，常常不要求覆蓋層，由此降低了制造成本和復雜性以及整個組件的厚度。
其它的印刷電路層可以靠近標準顆粒，包括形成在電路板之導電層上的任何覆蓋層。使用附加粘結劑層也可以將附加印刷電路板粘結在一起，例如用來生產具有五個或更多導電層的多層組件。另外，介質材料可以被“填充”在電路跡線之間以為印刷電路板提供更平面的表面，由此而來標準顆粒將在相同的印刷電路板上靠近兩種類型的層。
而且，希望的是，利用絕緣基片的另外開放區(qū)域(“非信號傳輸區(qū)”——即不另外使用導電材料的那些區(qū)域)以使導電材料形成圖形，該導電材料在這些區(qū)域中有助于控制間隔。在這些非信號傳輸區(qū)中的導電材料可以不用作其它目的而用作控制間隔，或者例如其可以用作為屏蔽或其它目的。
而且，在組件的不同區(qū)域可以使用不同顆粒大小，例如，如果地或者屏蔽面僅僅安裝在組件的一個區(qū)域中，顆粒和/或粘結劑可以用在電路板的僅僅某些重疊部分中。另外，也可以使用沉積粘結劑層和壓縮組件的其它方式。對本領域技術人員來說，其它的改進是顯而易見的。
粘結劑層200也可以包括墊片互相連接結構，用于在整個粘結劑層200的離散位置處電連接印刷電路板110或者模塊或者節(jié)點140上的任何接觸墊片。可以使用任何數(shù)目的技術來形成通過粘結劑層的導電區(qū)域。在一個實施例中，這種導電區(qū)域可以在形成疊層之前通過在粘結劑層形成可變形的和/或可熔的導電“插塞”來提供。例如，圖4A和4B的印刷電路組件440表示形成墊片連接的一種技術，其中縫隙475被形成在粘結劑層470中(具有在粘結劑472中的標準顆粒474)并且被填充有導電材料476。所制得層被夾在模塊或者節(jié)點450與印刷電路板460之間(具有對應的基片452，462和對應的導電層454，456和464，466)，具有與相對墊片457(例如在通孔458處形成)和467對準的層470中的導電材料476。當組件被形成疊層時(圖4B)，導電材料476最好與墊片457，467熔化以在其之間形成可靠的互相連接，與基片452，462之間顆粒的位置一致。
層470中的縫隙475可以通過鉆孔、打洞、沖壓、激光剝離等形成。導電材料476可以通過若干工藝被沉積在縫隙中，包括電鍍、絲網印刷、噴墨打印等。導電材料可以是例如銅的金屬，或者可以是導電油墨(固化或非固化的)或者是諸如焊料顆粒的可熔化材料。兩個優(yōu)選的方法包括絲網印刷可熔化的導電油墨以及噴墨打印微細的焊料顆粒。
在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下也可以使用形成層間互相連接的其它技術，例如在形成疊層之后鉆和電鍍通孔。
圖5A和5B是圖1印刷電路組件第二實施例的詳細剖面圖，其中導電柱突出通過粘結劑層以電連接相對的接觸墊片。正如在前面部分所說明的，層間互相連接可以被形成在印刷電路組件的相對導電層之間，特別是通過在印刷電路板上形成導電“柱”或者類似的結構，或者其與另一個印刷電路板上的墊片粘結來實現(xiàn)。這個原理可以被應用到在諸如節(jié)點140的密度節(jié)點或者在諸如板110的印刷電路板上形成導電“柱”或者類似結構，其分別與在諸如板110的印刷電路板或者在諸如節(jié)點140的密度節(jié)點上的墊片粘結。本發(fā)明的這個方案特別適用于使用這里公開方式之粘結劑層來提供受控制的間隔的綜合使用。當然，應當理解，該層間互相連接工藝還可以被用在整個其它的介質層，這下面將會提到。
例如，圖5A和5B的印刷電路組件480表示形成層間墊片連接的技術，由此，具有形成在基片502上之一對導電層504，506的印刷電路板500具有形成在接觸墊片507上的導電柱。該導電柱是由諸如銅的導電層508構成，涂有諸如錫的可熔材料509。在一個實施例中，諸如分別為銅和錫的導電層508和可熔材料509是通過使用半附加工藝的電鍍來沉積的，當然其它的工藝，包括除去和附加金屬沉積工藝，絲網印刷工藝，模版印刷工藝(例如模版印刷導電油墨并與隨后油墨的固化/燒結結合)等也可以使用。諸如任何數(shù)目的二元和三元金屬，可熔材料和其組合的其它導電材料也可以用于層508。
在一個實施例中，一層干膜光致抗蝕劑被涂覆在銅箔印刷電路板上，然后，該光致抗蝕劑通過模型電路圖形上的圖形和顯影被用希望的電路成像，并且銅電鍍所制得的掩模以形成希望的電路圖形。接著，第二層光致抗蝕劑被涂覆在第一層上，并且曝光和顯影出要被形成在印刷板上的導電柱。該導電柱用銅來電鍍到一個厚度，然后用錫的電沉積層來覆蓋。剝離光致抗蝕劑和刻蝕掉多余的銅。
每個柱上銅層508要被鍍成的厚度主要依賴于在相對接觸墊片之間的希望連接長度，并且當與填充了標準顆粒的粘結劑一起使用時，其依賴于顆粒的直徑。例如，理想的是，提供墊片之間的連接距離在大約1到4mils(50到100微米)的范圍，銅層508的厚度優(yōu)選為類似的范圍。錫層509最好是浸漬的，非電鍍或者電鍍到提供用于形成在銅層508和相對接觸墊片之間熔化連接之足夠材料所選擇的厚度，優(yōu)選為在大約8到50微英寸的范圍。
柱也能夠具有不同的剖面，例如圓形，矩形等。而且，柱的最大寬度或直徑可以依賴于電阻要求，電流控制能力和接觸墊片大小來選擇，一般是在大約50到100微米的范圍內。但是，柱一般不要求超出它們要安裝到的接觸墊片之外在板上任何附加的表面面積，它們最好是大約1/2接觸墊片之直徑，以允許一些非對準。因此，在優(yōu)選實施例中，柱通常不會顯著地影響板的整個節(jié)距(即最小綜合信號跡點空間和寬度)。
印刷電路板500經過疊層在整個粘結層510上(在粘結劑512中具有標準顆粒514)被互相連接到模塊或者節(jié)點490(具有形成在基片492上的導電層494，496)。模塊或者節(jié)點490類似于模塊140。在疊層之前，可以希望例如通過浸漬，非電鍍或電鍍來在例如墊片497的接觸墊片上沉積粘結劑促進層499。層499例如可以是大約8到50微英寸厚，由金或者類似材料形成，其促進與諸如錫層409的可熔金屬的粘結。在一些應用中，粘結劑促進層也可以是不必要的。
疊層期間(圖5B)，由層508，509形成的柱可以“穿”過形成在模塊490上的層510和接觸墊片497(在通孔498中所示)。可熔層509優(yōu)選為回流和熔到在墊片497之上的金層499，以形成與墊片507的可靠電互相連接。由于柱的高的單位負載，它們通常將代替粘結劑以允許可熔層完全地接觸相對的墊片和在它們之間形成熔化的連接。也是由于高的單位負載，在疊層處理期間，柱也代替標準顆粒，如圖5A所示。借助進一步的壓縮，粘結劑層中的標準顆粒開始共享一部分所施加的負載，導致在完成的組件中受控制的間隔和可靠的互相連接。另外，正如上面具有層間互相連接，可以在粘結劑層510中鉆出或者形成縫隙，縫隙與柱對準，與形成它們自己縫隙的柱相反。
正如前面所述，這里公開的柱層間互相連接技術也可以用來形成在整個其它介質層上的互相連接。例如，如圖6組件520中所示，密度節(jié)點530和印刷電路板540可以在整個介質層550與具有銅層544和可熔材料546的柱互相連接，其形成在板540上并且熔化到板530。介質層550優(yōu)選包括對準的縫隙556，柱可以從其中突出。
許多介質層結構可以用來將節(jié)點530和板540粘結在一起。例如，如圖6所示，介質層550可以包括基體介質膜552，其兩側面涂覆有粘結劑554。另外，介質膜可以是浸漬有粘結劑的預浸漬處理成分的玻璃絲。也可以使用諸如非玻璃絲和薄膜帶等的其它介質層，或者適合于將相對板相互連接的任何其它形式的介質層。
使用具有基體膜或者片的介質層也是可能的，其在公知位置處具有預定的柵網或者縫隙圖形。通過適當?shù)碾娐吩O計，柱可以定位與縫隙對準，由此消除專門鉆孔介質層。
可以相信，使用這里公開方式的互相連接柱將以簡單、可靠和有效成本方式提供可靠的層間互相連接。而且，柱可以用微細尺寸和空間來構造，由此增加印刷電路組件的可獲得封裝密度。另外，柱能夠形成金屬間的連接，由于這種連接的金相相互作用，其通常要比粘結劑連接更可靠。柱還具有在一般整個電路跡線的相同分辨率時使用標準光刻技術進行沉積的優(yōu)點，并且它們還能減小材料的費用，這是因為僅僅在板的希望位置可以做分立的導電互相連接。而且，柱可以做成比它們要連接到的接觸墊片要小，由此允許在疊層期間墊片的一些非對準。其它的優(yōu)點本領域技術人員將可以理解。
圖7表示圖1印刷電路組件100的進一步實施例。在該實施例中，使用粘結劑620，密度610的節(jié)點被粘結到印刷電路板630。在一個實施例中，粘結劑620是填壓粘結劑。在一個實施例中，粘結劑620包括具有通路624的粘結劑層622，其填充有導電材料626。在一個實施例中，導電材料626是導電油墨。通路624是與模塊610和印刷電路板630的導電層614，632分別對準，其依賴于設計和應用并使用本領域技術人員公知的技術。
通過實現(xiàn)本發(fā)明，可以提供具有局部布線密度模塊或者密度節(jié)點的印刷電路板。在印刷電路板對準和粘結之前，密度節(jié)點可以是分開和單獨地制造與測試。結果，制造成本可以降低，同時增加產品的產量。
在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，對優(yōu)選實施例可以進行其它變化和改進。因此，本發(fā)明依賴于這里所附的權利要求。
權利要求
1.一種印刷電路組件，包括至少一個模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，導電層具有第一接觸墊片和多個第一信號線；印刷電路，其具有在其上配置有導電層的基片，印刷電路板上的導電層具有相對著第一接觸墊片的第二接觸墊片，印刷電路板具有多個第二信號線；配置在模塊和印刷電路板之間的介質層；和形成在第一接觸墊片上的導電柱，該導電柱伸展橫過介質層和緊靠第二接觸墊片，由此電連接第一和第二接觸墊片和在印刷電路板的導電層和模塊的導電層之間提供預定的間隔。
2.權利要求1的印刷電路組件，還包括第二模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，導電層具有第三接觸墊片和多個第三信號線，其中印刷電路板上的導電層具有相對著第二接觸墊片的第四接觸墊片和其中介質層還被配置在第二模塊和印刷電路板之間；和形成在第三接觸墊片上的第二導電柱，該導電柱伸展橫過介質層和緊靠第四接觸墊片，由此電連接第三和第四接觸墊片和在印刷電路板的導電層和第二模塊的導電層之間提供預定的間隔。
3.權利要求1的印刷電路組件，其中多個第一信號線具有高于多個第二信號線的密度。
4.一種印刷電路組件，包括至少一個模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，至少一個模塊具有多個第一信號線；印刷電路，具有在其上配置有導電層的基片，該印刷電路板具有多個第二信號線；配置在模塊和印刷電路板之間的介質層，所述介質層具有至少一個通路，所述通路具有在其中配置的導電材料，所述導電材料電連接印刷電路板的導電層和至少一個模塊的導電層。
5.權利要求4的印刷電路組件，其中所述導電材料是導電油墨。
6.權利要求4的印刷電路組件，還包括第二模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，第二模塊具有多個第三信號線，所述壓填介質層具有在其中配置有導電材料的第二通路，在所述第二通路的導電材料電連接印刷電路板的導電層和第二模塊的導電層。
7.一種印刷電路組件，包括第一模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，導電層具有第一接觸墊片；印刷電路，具有在其上配置有導電層的基片，印刷電路板上的導電層具有相對著第一接觸墊片的第二接觸墊片；配置在模塊和印刷電路板之間的介質層；和形成在第一接觸墊片上的導電柱，該導電柱伸展橫過介質層和緊靠第二接觸墊片，由此電連接第一和第二接觸墊片和在印刷電路板的導電層和模塊的導電層之間提供預定的間隔。
8.權利要求7的印刷電路組件，其中模塊包括多個高密度信號線。
9.權利要求8的印刷電路組件，其中印刷電路板上的導電層包括多個比模塊中信號線更低密度的信號線。
10.權利要求7的印刷電路組件，其中介質層包括用于將模塊和印刷電路板相互粘結的粘結劑。
11.權利要求8的印刷電路組件，其中介質層還包括介質膜，在其兩側面涂覆有粘結劑，并且包括導電柱從此伸出的縫隙。
12.權利要求8的印刷電路組件，其中介質層還包括填充有粘結劑的預浸漬處理的片，并且包括導電柱從此伸出的縫隙。
13.權利要求8的印刷電路組件，其中介質層包括縫隙柵網，并且其中導電柱與縫隙柵網中的一個縫隙對準。
14.權利要求7的印刷電路組件，其中導電柱具有小于第一和第二接觸墊片之寬度的寬度。
15.權利要求7的印刷電路組件，其中導電柱包括形成在第一接觸墊片上的第一金屬層和形成在第一金屬層上的第二金屬層，第二金屬層包括與第二接觸墊片熔化一起的可熔材料。
16.權利要求9的印刷電路組件，其中第一金屬層包括銅，第二金屬層包括錫。
17.權利要求15的印刷電路組件，其中第二接觸墊片包括在其上沉積的和與導電柱上的第二金屬層熔化一起的粘結促進層。
18.權利要求17的印刷電路組件，其中粘結促進層包括金，其被沉積成厚度為大約8到50微英寸的范圍。
19.權利要求7的印刷電路組件，其中導電柱包括形成在第一接觸墊片上的第一層和形成在第一層上的第二層，第二層包括與第二接觸墊片熔化一起的可熔材料。
20.權利要求19的印刷電路組件，其中可熔材料包括導電油墨。
21.權利要求7的印刷電路組件，其中導電柱包括導電油墨。
22.一種制造印刷電路組件的方法，包括(a)在印刷電路板上形成導電柱，該印刷電路板包括其上配置了導電層的基片，其中導電柱配置在第一接觸墊片上，該第一接觸墊片配置在該印刷電路板的導電層中；(b)將至少一個模塊放置在印刷電路板上，該模塊具有與導電柱和與其間配置的介質層對準的第二接觸墊片，該模塊包括其上配置了導電層的基片，其中第二接觸墊片被配置在模塊的導電層中，該模塊具有多個第一信號線，以及印刷電路板具有多個第二信號線；和(c)將模塊和印刷電路板壓緊在一起直到導電柱伸展橫過介質層和緊靠第二接觸墊片，由此電連接第一和第二接觸墊片，并且在印刷電路板的導電層和模塊的導電層之間提供預定的間隔。
23.權利要求22的方法，其中給多個第一信號線提供第一密度值。
24.權利要求23的方法，其中給多個第二信號線提供低于該第一密度值的第二密度值。
25.權利要求22的方法，其中介質層包括粘結劑，并且其中壓緊模塊和印刷電路板的步驟包括用粘結劑將模塊和印刷電路板機械地相互粘結。
26.權利要求25的方法，其中介質層還包括介質膜，在其兩側面涂覆有粘結劑，并且包括導電柱從此伸出的縫隙。
27.權利要求25的方法，其中介質層還包括填充有粘結劑的預浸漬處理的片，并且包括導電柱從此伸出的縫隙。
28.權利要求25的方法，其中介質層還包括縫隙柵網，并且其中導電柱與縫隙柵網中的一個縫隙對準。
29.權利要求22的方法，其中導電柱具有小于第一和第二接觸墊片之寬度的寬度。
30.權利要求22的方法，其中形成導電柱的步驟包括在第一接觸墊片上沉積第一金屬層，和在第一金屬層上沉積第二可熔金屬層，并且其中壓緊模塊和印刷電路板的步驟包括施加熱以將第二金屬層熔化到第二接觸墊片的步驟。
31.權利要求30的方法，其中形成導電柱的步驟包括光成像抗蝕掩膜，并且其中第一和第二金屬層經過電鍍被沉積在整個抗蝕掩膜上。
32.權利要求30的方法，還包括在第二接觸墊片上沉積粘結促進層的步驟，并且其中壓緊模塊和印刷電路板的步驟是將粘結促進層與導電柱上的第二金屬層熔化在一起。
33.權利要求22的方法，其中形成導電柱的步驟包括在第一接觸墊片上沉積第一層，和在第一層上沉積第二可熔層，并且其中壓緊模塊和印刷電路板的步驟包括施加熱以將第二層熔化到第二接觸墊片的步驟。
34.權利要求33的方法，其中第二可熔層包括導電油墨。
35.權利要求33的方法，其中第二可熔層包括可熔材料。
36.權利要求22的方法，其中導電柱包括導電油墨。
37.一種印刷電路組件，包括至少一個模塊，其具有至少一個在其上配置有導電層的基片，該至少一個模塊具有第一電密度；印刷電路，具有在其上配置有導電層的基片，該印刷電路板具有第二電密度，第二電密度低于第一電密度；配置在模塊和印刷電路板之間的介質層，所述介質層具有至少一個通路，所述通路具有在其中配置的導電材料，所述導電材料電連接印刷電路板的導電層和該至少一個模塊的導電層。
全文摘要
一種印刷電路組件(100)及制造它的方法,使高密度模塊(120)方便粘結到印刷電路板(110)上。在一個實施例中,使用在其中至少一個通路中配置有導電材料的粘結劑,高密度模塊被粘結到印刷電路板。在另一個實施例中,印刷電路組件及制造它的方法利用層間互相連接技術,其包含有被沉積在一對接觸墊片之一個上的導電柱,該接觸墊片形成于相對著印刷電路板的模塊上,并且此后,在疊層期間被粘結到該對接觸墊片的另一個上。在導電柱中可以使用可熔材料以便利對接觸墊片的機械粘結,并且導電柱突出于配置在印刷電路板之間的介質層,由此形成板之間在分立位置處的電連接。導電柱還可以包括導電油墨。
文檔編號H05K3/36GK1333997SQ99815687
公開日2002年1月30日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權日1998年11月19日
發(fā)明者R·J·珀梅 申請人:聯(lián)合訊號公司