紧密堆积阵列与柔性电路的互连制造技术

本发明专利技术涉及紧密堆积阵列与挠性电路的互连。示例性实施例提供用于通过用导电材料填充化学蚀刻或激光烧蚀的整体模版来互连电器件阵列与柔性电路的互连和方法。

【技术实现步骤摘要】

本教导大体上涉及用于封装电器件的互连，并且更具体地涉及用于互连紧密堆积 的电器件阵列与挠性电路的互连和方法。
技术介绍
互连技术被广泛地用于封装电器件。常规的互连技术包括使用Z轴带、引线接合 和球栅阵列(BGA)以及其它固体焊料(solid solder)互连。然而随着电器件的封装密度 提高，常规的互连技术可能面临可靠性和成本挑战。例如当Z轴带被用作互连时，它们可能 在如固体墨打印头中发生的高温操作中变得不可靠。当使用引线接合互连时，因为引线环 必须短，所以很难互连紧密堆积的二维电器件阵列。在BGA以及其它固体焊料互连的另一 示例中，尽管它们能够互连小器件，但是热应力可能破坏横跨大距离的器件阵列的连接。除了可靠性和成本挑战之外，常规的互连技术可能还有其它一些缺点。例如，典型 的电器件封装可能包括与挠性(flexible)(或柔性(flex))电路互连的电器件阵列。该柔 性电路往往包括接触垫和外部触头(例如接触导线)并且往往被放置在器件阵列之上。当 封装高密度的器件阵列(例如，每平方英寸大于1000个器件)时，覆盖的挠性电路必须给 阵列的每个电器件提高非常靠近接触垫的接触导线。这使得器件和柔性电路之间的电互连 更具挑战性。例如，Z轴导电粘合剂膜可能在器件和柔性电路的接触垫之间产生连接，并且 也可能不期望地连接其它接触导线到阵列的相同电器件。因而，为了克服现有技术的这些及其它问题，各种示例性实施例提供用于互连紧 密堆积的电器件阵列与柔性电路的互连和方法。
技术实现思路
根据各个实施例，本教导包括一种用于电互连电器件与柔性电路并因而提供其间 单独的电通路或电连接的方法。在这种互连方法中，柔性的电路的接触垫可以与电器件阵 列的阵列单元预先对准，在所述接触垫和所述阵列单元之间设置隔离层。所述隔离层可以 还包括开口并且所述接触垫可以覆盖该开口的一部分。然后，可以移除所述挠性电路的衬 底部分以沿该挠性电路形成通孔并且暴露所述接触垫。导电材料可以被填充到隔离层的开 口中并且到沿挠性电路形成的通孔中，以接触挠性电路的接触垫并且接触阵列单元的接合 垫或电极以便建立挠性电路和阵列单元之间的电连续性。各个实施例也可以包括根据这种 方法互连紧密堆积的电器件阵列与挠性电路的电器件封装。根据所述的方法，还包括将导电材料分配或模版印制到隔离层的开口中和到沿挠 性电路形成的通孔中。根据所述的方法，还包括凝固所填充的导电材料以形成阵列单元和挠性电路之间 的互连部件。根据所述的方法，其中在隔离层的开口中和在沿挠性电路的通孔中填充的导电材 料包围挠性电路的接触垫。根据所述的方法，还包括使用激光烧蚀或化学蚀刻工艺来移除所述挠性电路的衬 底部分以形成通孔。根据所述的方法，其中接触垫在接触垫的两端处被锚定在挠性电路上。根据所述的方法，还包括当移除挠性电路的衬底部分时移除挠性电路的接触垫的 第一部分并且暴露所述接触垫的第二部分。根据所述的方法，其中接触垫的一端附着到挠性电路，另一端悬挂在通孔中。根据所述的方法，其中接触垫比隔离层中的开口更窄。根据所述的方法，其中导电材料包括导电粘合剂或焊膏。根据所述的方法，其中隔离层包括介电粘合剂、丙烯酸脂聚合物、环氧树脂、硅树 脂或粘合剂混合物。根据所述的方法，其中阵列单元包括接触所填充的导电材料的接合垫或电极。根据各个实施例，本教导还包括另一种用于电互连电器件与柔性电路的方法。在 这种方法中，可以提供柔性电路，该柔性电路包括附着在挠性衬底的第一侧上的至少一个 接触垫和至少一个外部触头。然后挠性电路可以被放置在隔离层之上，该隔离层放置在电 器件阵列之上，其中挠性衬底的第一侧远离电器件阵列。然后可以沿挠性衬底并沿隔离层 形成通孔以致接触垫和外部触头可以被暴露于通孔并且与电器件阵列的一个阵列单元对 准。可以沉积导电材料以填充通孔从而连接所述接合垫、接触垫和外部触头以便建立挠性 电路和阵列单元之间的电连续性。各个实施例也可以包括根据这种方法互连紧密堆积的电 器件阵列与挠性电路的电器件封装。根据所述的方法，还包括使用激光烧蚀或化学蚀刻工艺来移除挠性电路的衬底部 分以形成通孔。根据所述的方法，其中导电材料包括金属、金属合金、金属填充的环氧树脂、焊膏 或其组合。一种根据所述方法互连的电器件封装。 附图说明图1A-1F描绘了依据本教导的示例性互连方法。图2A-2B描绘了依据本教导的另一示例性互连方法。图3描绘了依据本教导的示例性高度堆积的电器件阵列的一部分。具体实施例方式在一个实施例中，器件阵列可以是高度堆积的致密阵列。柔性电路可以包括相应 地附着有致密的接触垫阵列的柔性衬底。在各个实施例中，整体模版(integral stencil) 可以被形成并且然后被用来形成电器件封装的互连或互连部件。如本文所用的，术语“互连，，或“互连部件，，指代用来提供电器件和柔性电路之间 (例如，多个电器件阵列单元中的阵列单元的接合垫或电极和附着到柔性电路的接触垫之 间)单独的电通路(或电连接)的导电部件。在各个实施例中，“互连”或“互连部件”也可 以指代用来提供柔性电路的接触垫和柔性电路的外部触头之间的电通路的导电部件。在各个实施例中，“互连”或“互连部件”可以由各种导电材料制成，所述各种导电4材料例如通过电镀工艺、化学镀工艺、波焊、模版印刷或其组合而制成的金属或金属合金。 所用的金属可以包括例如Pb、Sn、In、Ag、Au、Cu、Ni或其组合。在各个实施例中，也可以使 用对本领域普通技术人员已知的其它合适的导电材料，包括例如焊膏或导电聚合物材料， 诸如通过模版印刷技术处理的金属填充的环氧树脂。在各个实施例中，电器件阵列的接合垫或电极、以及与柔性电路相关联的接触垫/ 外部触头可以由与互连部件的那些相同或不同的导电材料制成。由相同或不同的导电材料 制成的这些单元可以被物理地连接以提供电通路或电连接。可以提供不同的互连实施例，包括(1)把导电材料沉积或填充在沿柔性衬底的 通孔中以接触接触垫，该导电材料包围接触垫并且还电连接到阵列单元；以及(2)把导电 材料沉积或填充在沿柔性衬底的通孔中，该通孔暴露阵列单元的接合垫并且暴露附着在柔 性衬底的相同侧上的接触垫和外部触头两者。所公开的组件或封装工艺因此可以操作简 单、成本低且被扩展到可期望的高密度。在各个实施例中，电器件阵列可以包括例如以高密度堆积的多个阵列单元。阵列 单元可以包括但不限于PZT(即锆钛酸铅)单元(诸如PZT致动器)、液晶显示器、等离子体 电视或者其组合。柔性电路可以包括柔性衬底，例如包括电绝缘挠性材料的聚合物衬底。用于聚合 物衬底的合适材料可以包括但不限于聚酰亚胺、聚酯、环氧树脂、氨基甲酸乙酯、聚苯乙烯、 硅树脂和/或聚碳酸酯。聚合物衬底的代表性厚度可以从大约25 μ m到大约300 μ m。柔性电路也可以包括在聚合物衬底上形成的用于例如电连接到电器件阵列的接 合垫的接触垫的阵列或图案。在各个实施例中，柔性电路也可以包括与用于与外部电路电 连接的外部触头。外部触头和接触垫可以形成在柔性电路的聚合物衬底的相同或不同侧 上。在一些实施例中，接触垫可以在形成外部触头之前形成在柔性电路的聚合物衬 底上。在示例性实施例中，可以通过首先诸如用电镀在聚合物衬底上席状沉积(blanket d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互连方法，包括：将挠性电路的接触垫与电器件阵列的阵列单元预先对准，在所述接触垫和所述阵列单元之间设置隔离层，其中所述隔离层包括开口并且所述接触垫覆盖该开口的一部分；移除所述挠性电路的衬底部分以沿挠性电路形成通孔并且暴露所述接触垫；以及将导电材料填充到隔离层的开口中并且到沿挠性电路形成的通孔中；其中导电材料接触阵列单元的接合垫并且接触挠性电路的接触垫以便建立电连续性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DL马索普斯特，JR安德鲁斯，CJ斯莱恩斯，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]