本发明专利技术提供了一种电子组件（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），并具有形成或钻成（１０００）的通孔（４２０、１００２），通孔（４２０、１００２）穿过基板（８０８）而到达部件引线（４１２）。然后，镀覆（１２００）该组件，并且重复封装和钻孔工艺（１５００）以构建希望的层（４２２、１５０２、１７０２）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及电子组装领域，更具体地涉及但不限于不采用焊料的 电子产品的制造与组装。
技术介绍
自电子工业的最早期以来，电子产品的组装，更具体地，将电子部件持 久地组装到印刷电路板上已经涉及到了利用某种形式的温度相对较低的焊料合金(例如，锡/铅或Sn63/Pb37)。原因是多样的，但是最重要的一个原 因是便于大量地接合印刷电路和大量电子部件的引线之间的上千个电子互连。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，悍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(solderflux))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 子装置中的铅数量，也会减轻开采和冶炼铅的压力。开采铅会污染当地的地 下水供应。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 the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic 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。该限料。这与废旧电气和电子设备限制令(WEEE, Waste Electrical and Electronic Equipment 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圾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、以及冶炼操 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。大量的矿藏和开采操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 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 U/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。
技术实现思路
本专利技术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)被设置在平面 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)封装该组件，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， 镀覆该组件，并且重复封装和钻孔工艺而构建希望的层。用新的反向互连工艺(RIP: reverse-interconnection process )构建的纟且4牛 不使用焊料，因此避免了铅、锡的使用和相关的热问题。术语反向是指 组件顺序的反向；首先设置部件然后制造电路层，而不是首先设置PCB然 后安装部件。不需要传统的PCB (尽管可以选择性集成一个传统的PCB )， 从而缩短了制造周期，降低了成本和复杂性，并且减少了 PCB的可靠性问 题。RIP产品耐机械冲击和热循环疲劳失效。与设置在PCB板上的传统产品 相比，结合入RIP产品的部件不需要与表面隔开，因此具有较低的轮廓并可 以更密集地设置。此外，因为不需要软焊精加工而仅需较少的材料和较少的 工艺步骤，所以RIP产品成本低。另夕卜，RIP产品能承受适当的热量增加(包 括改善散热材料和方法)，并且也可以提供整体的电；兹干扰(EMI)屏蔽。 而且，该结构可以组装有嵌入的电子和光学部件。本专利技术通过以下方式克服了现有技术的许多缺点 去除了对电路板的需要去除了对焊接的需要 去除了 锡须的问题去除了对精细节距部件引线间困难的清理的需要 去除了对适应性引线或适应性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专利技术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，所以有利于环境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，所以电子装置全本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电路组件４００，包括： 基板４１６， 部件封装体４０２，具有一条或多条引线４１２， 绝缘材料４０４，使所述部件封装体４０２与所述基板４１６结合；以及 至少一个通孔４２０，延伸穿过所述基板４１６而到达所述一条或多条引线４１２。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-8 60/928,467;US 2007-5-29 60/932,200;US 1、一种电路组件400，包括基板416，部件封装体402，具有一条或多条引线412，绝缘材料404，使所述部件封装体402与所述基板416结合；以及至少一个通孔420，延伸穿过所述基板416而到达所述一条或多条引线412。2、 一种电3各组件400，包括 基板416，具有第一平面侧和第二平面侧，至少一个部件406,具有一条或多条第一组引线412,所述部件406具 有至少两个侧，第一电绝缘材料404，使所述部件406的所述两个侧的至少一个与所述 基板416的所述第一平面侧结合，以及至少一个通孔420，从所述基板416的所述第二平面侧延伸而暴露所述 一条或多条第一组引线412。3、 一种电路组件400，包括 基板416，具有第一平面側和第二平面侧，至少一个部件封装体402,具有一条或多条第一组引线412，所述部件 封装体402具有至少两个侧，第一电绝缘材料404,使所述部件封装体406的所述两个侧的至少一个 与所述基板416的所述第一平面侧结合，以及至少一个通孔420,从所述基板416的所述第二平面侧延伸而暴露所述 一条或多条第一组引线412。4、 如权利要求3所述的组件，其中所述基板416是电绝缘的。5、 如权利要求3所述的组件，其中所述第一电绝缘材料404包围所述 部件封装体402。6、 如权利要求3所述的组件，其中所述第一电绝缘材料404是导热的。7、 如权利要求3所述的组件，其中所述组件还包括散热器506。8、 如权利要求3所述的组件，其中所述组件还包括热沉508。9、 如权利要求3所述的组件，还包括填充有与所述一条或多条第一组引线412电连接的导电材料的所述至少一个通孔420。10、 如权利要求9所述的组件，其中所述导电材料选自包括铜、银、铝、 金、锡、金属合金、导电膜、导电粘合剂和导电油墨的组。11、 如权利要求9所述的组件，其中所述导电材料被镀覆到所述基板416。12、 如权利要求9所述的组件，其中所述导电材料被印刷到所述基板416上。13、 如权利要求9所述的组件，其中所述导电材料在所述基板416上形 成一条或多条第二组引线428。14、 如权利要求9所述的组件，...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫C菲耶尔斯塔德，
申请(专利权)人：奥卡姆业务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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