DE10059808A1 - Verfahren zur Verbindung einer integrierten Schaltung und einer flexiblen Schaltung - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung umfaßt die Schritte, eine integrierte Schaltung bereitzustellen, bei welcher auf einer von deren Oberflächen mehrere Kontaktanschlußflächen vorgesehen sind; eine flexible Schaltung bereitzustellen, die mehrere Kontaktanschlüsse aufweist, die vereinigt mit einem Oberflächenbereich vorgesehen sind; und die integrierte Schaltung dadurch an einer flexiblen Schaltung anzubringen, daß zumindest einige der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit zumindest einigen der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung verschmolzen werden. Die Kontaktanschlüsse weisen eine Form auf, welche den Aufbau lokaler mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse verringert oder ausschaltet, nach dem Anbringen der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen, um so die Verläßlichkeit der elektrischen Verbindung zu erhöhen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Ausbildung elektrischer Verbindungen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung und dergleichen mit einer flexiblen Schaltung, wobei Kontaktanschlüsse, welche die elektrische Verbindung erleichtern, ein Profil oder eine Querschnittsform aufweisen, welche dort auftretende mechanische Spannungen abmildern, und die Durchdringung einer Oxidschicht erleichtern, die sich auf zusammenpassenden Kontaktanschlußflächen gebildet hat, und bei welchem Wärme eingesetzt wird, um gleichzeitig eine vorher aufgebrachte Epoxi-Unterfülllung auszuhärten, und die Kontaktanschlüsse mit den Kontaktanschlußflächen zu verschmelzen.

Verfahren zur Anbringung integrierter Schaltungen und dergleichen an Leiterplatten (PSBs) für gedruckte Schaltungen sind wohlbekannt. Derartige Verfahren ermöglichen die Herstellung verschiedener elektronischer Baugruppen, beispielsweise von Motherbords (Träger-Leiterplatten) und Daughterbords für Personalcomputer.

Heutige Verfahren zur Anbringung integrierter Schaltungen an Leiterplatten umfassen den Einsatz verschiedener Gehäusetechnologien für integrierte Schaltungen, beispielsweise folgende: DLP-Gehäuse, Kunststoffleitungschipträger (PLCC), Keramikstiftgitterarray (CPGA), Kunststoffquaderflachgehäuse (PQFP), Quaderflachgehäuse (QFP), Bandträgergehäuse (TCP), Kugelgitterarray (BGA), dünnes Knickflügelgehäuse mit kleinen Außenabmessungen (TSOP), J-Leitungsgehäuse mit kleinen Außenabmessungen (SOJ), Schrumpfknickflügelgehäuse mit kleinen Außenabmessungen (SSOP, und Kunststoffgehäuse mit kleinen Außenabmessungen (PSOP).

Bei der DIP-Gehäusetechnik gehen die beiden parallelen Reihen von Leitungen, die von dem Gehäuse der integrierten Schaltung ausgehen, durch Löcher hindurch, die in der Leiterplatte vorgesehen sind, und werden in die Löcher eingeleitet. Wahlweise kann ein Sockel verwendet werden.

Integrierte Schaltungen mit Gehäusen gemäß der PLCC- und CPGA-Technik benötigen typischerweise den Einsatz eines Sockels.

PQFP, QFP, TCP, BGA, TSOP, SOJ, SSOP und PSOP sind Beispiele für die Oberflächenmontagetechnik, bei welcher die in ein Gehäuse eingebaute integrierte Schaltung direkt an einer Leiterplatte mit einer gedruckten Schaltung angebracht wird, beispielsweise durch derartige Verfahren wie das Rückflußlöten und/oder Thermokompression.

Beispielsweise umfassen BGAs mehrere Kontaktanschlußflächen, die so ausgebildet sind, daß ein zweidimensionaler Array auf der Bodenoberfläche des Gehäuses einer integrierten Schaltung ausgebildet wird. Jeder elektrische Kontakt umfaßt eine kleine Kugel aus Lot, welche die Verbindung mit einem passenden Array flacher elektrischer Kontaktanschlußflächen erleichtert, die auf einer Leiterplatte vorgesehen sind. Die kleinen Lotkugeln schmelzen während des Rückflußlötens, um die Verbindung mit einem entsprechenden Array von Verbindern zu bewirken, die auf de Leiterplatte mit der gedruckten Schaltung vorgesehen sind.

Mit Zunahme der Anzahl an Transistoren, die bei einer einzelnen integrierten Schaltung vorgesehen sind, wird es immer schwieriger, eine derartige integrierte Schaltung an einer Leiterplatte oder dergleichen anzubringen. Man erwartet, daß die Anzahl an Transistoren, die auf einer einzelnen integrierten Schaltung vorgesehen sind, von dem momentanen Wert von annähernd 80 Millionen bis zum Jahr 2000 auf annähernd 100 Millionen ansteigt.

Bei BGAs lassen sich hohe Anzahlen an Anschlußstiften einsetzen, um die Verwendung integrierter Schaltungen zu erleichtern, bei welchen eine größere Anzahl an Geräten vorgesehen ist. Durch Nutzung des Vorteils der vergleichsweise großen Oberfläche am Boden des Gehäuses einer integrierten Schaltung stellen Kugelgitterarrays eine vergleichsweise große Anzahl elektrischer Verbindungen zwischen der integrierten Schaltung und einer Leiterplatte zur Verfügung.

Flexible Schaltungen für die Übertragung elektrischer Signale zwischen elektrischen Bauteilen sind wohlbekannt. Derartige flexible Schaltungen weisen im allgemeinen ein flexibles, dielektrisches Substrat auf, auf welchem mehrere flexible, leitfähige Leitungen vorgesehen sind. Beispielsweise können Teileverbinder ausbilden. Flexible Schaltungen werden häufig dazu verwendet, elektrische Verbindungen zwischen Leiterplatten oder elektronischen Baugruppen zu erleichtern.

Es ist häufig erwünscht, integrierte Schaltungen und dergleichen an flexiblen Schaltungen anzubringen. Eine derartige direkte Verbindung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung schaltet das Erfordernis einer dazwischen vorgesehenen Leiterplatte aus, und führt daher zu wesentlichen Kostenersparnissen. Daher können integrierte Schaltungen an flexiblen Schaltungen angebracht werden, um elektronische Baugruppen auszubilden, welche starre Leiterplatten enthalten können, oder auch nicht.

Im allgemeinen können viele jener Verfahren, die zur Anbringung integrierter Schaltungen an starren Leiterplatten verwendet werden, auch zum Anbringen integrierter Schaltungen an flexiblen Schaltungen eingesetzt werden. Daher können Sockel und/oder heutige Oberflächenmontagetechniken im allgemeinen dazu verwendet werden, integrierte Schaltungen an flexiblen Schaltungen anzubringen.

Obwohl derartige heutige Verfahren zum Anbringen integrierter Schaltungen und dergleichen an flexiblen Schaltungen im allgemeinen zufriedenstellend waren, weisen derartige heutige Verfahren inhärente Nachteile auf. Es ist beispielsweise wünschenswert, integrierte Schaltungen, mit oder ohne Gehäuse, an Substraten wie beispielsweise flexiblen Schaltungen unter Einsatz von Kontaktanschlüssen anzubringen, die für eine Abstandsentfernung zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung sorgen. Diese Abstandsentfernung erleichtert den Ausgleich einer gewissen Fehlanpassung in Bezug auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung. Wenn sich daher entweder die integrierte Schaltung oder die flexible Schaltung stärker als die andere zusammenzieht oder ausdehnt, dann nehmen die Kontaktanschlüsse einen gewissen Anteil dieser Kontraktion oder Expansion durch geringfügiges Verbiegen auf.

Eine derartige Verbiegung der Kontaktanschlußflächen kann jedoch zu lokalen mechanischen Spannungen führen, die Spannungsbrüche hervorrufen. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist klar, daß derartige Spannungsbrüche zu einem verringerten Leitvermögen durch den Kontaktanschluß führen, und sogar zu einer vollständigen Unterbrechung führen können. Obwohl es möglich ist, Kontaktanschlußflächen auszubilden, die eine geringere Bruchneigung infolge des lokalisierten Aufbaus mechanischer Spannungen zeigen, wirkt sich eine derartige Konstruktion negativ in Bezug auf ein anderes Ziel derartiger Kontaktanschlußflächen aus, nämlich die Durchdringung einer Oxidschicht, die sich auf den Kontaktanschlußflächen gebildet hat, an welche die Kontaktanschlüsse angepaßt sind.

Fachleute wissen, daß sich häufig eine Oxidschicht auf metallischen Kontaktanschlußflächen ausbildet. Beispielsweise bildet sich häufig auf Aluminiumanschlußflächen, die häufig zur Ausbildung von Kontaktanschlußflächen integrierter Schaltungen verwendet werden, von Leiterplatten und anderen elektrischen Bauteilen, eine Schicht aus Aluminiumoxid aus, die infolge des Einflusses von Sauerstoff in der Atmosphäre entsteht. Eine derartige Oxidschicht neigt zur Beeinträchtigung der Ausbildung eines ordnungsgemäßen elektrischen Kontakts mit dem elektrischen Kontakt darunter. Daher ist es erforderlich, zumindest einen Teil der Oxidschicht zu entfernen, um die gewünschte elektrische Leitung mit dem elektrischen Kontakt herzustellen.

Bei der heutigen Vorgehensweise passen Kontaktanschlüsse, die auf einer integrierten Schaltung vorgesehen sind, zu zugehörigen Kontaktanschlußflächen, die auf der flexiblen Schaltung vorgesehen sind. Um dazwischen eine Verbindung herzustellen, müssen die Kontaktanschlüsse eine Oxidschicht, die sich auf den Kontaktanschlußflächen gebildet hat, durch Kratzen, Abschaben oder auf andere Art und Weise durchdringen. Wenn Kontaktanschlüsse eine derartige Oxidschicht nicht durchdringen können, ergibt sich ein unerwünscht hoher Widerstand an der Grenzfläche zwischen dem Kontaktanschluß und der Kontaktanschlußfläche. Dieser unerwünschte hohe Widerstand kann zu einem Ausfall des Gerätes führen.

Es ist ebenfalls wünschenswert, die mechanische Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung durch Einsatz einer Unterfüllung aus Epoxiharz zu verbessern. Die Epoxi-Unterfüllung wird typischerweise durch Kapellarwirkung an ihren Ort zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung gebracht, nachdem die integrierte Schaltung einer flexiblen Schaltung angebracht wurde. Bei der heutigen Vorgehensweise erfordert jedoch der Einsatz einer derartigen Unterfüllung aus Epoxiharz eine getrennte Erwärmung, damit sie aushärtet.

Bei der heutigen Vorgehensweise ist eine Erwärmung des Gerätes dazu erforderlich, um die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse mit den Kontaktanschlußflächen zu bewirken, um so eine gewünschte elektrische Verbindung bereitzustellen. Eine weitere Erwärmung des Gerätes ist zu dem Zweck erforderlich, das Aushärten einer Epoxi-Unterfüllung zu bewirken.

Die Polymere, die bei der Herstellung der flexiblen Schaltung verwendet werden, und auch bei der Herstellung der integrierten Schaltung selbst, können jedoch durch die übermäßige Erwärmung beeinträchtigt werden, die infolge von zwei derartigen, getrennten Erwärmungsvorgängen auftritt. Weiterhin wissen Fachleute, daß die Verwendung zweier derartiger, getrennter Erwärmungsvorgänge in unerwünschter Weise die Kosten erhöht, die bei der Herstellung derartiger Geräte auftreten.

Angesichts der voranstehenden Überlegungen ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung oder dergleichen an einer flexiblen Schaltung zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren den Aufbau lokaler mechanischer Spannungen abmildert, innerhalb der Kontaktanschlüsse, die für derartige elektrische Verbindungen verwendet werden, während die gewünschte Fähigkeit der Kontaktanschlüsse, eine Oxidschicht zugehöriger Kontaktanschlußflächen zu durchdringen, beibehalten wird, um so einen zufriedenstellenden elektrischen Kontakt mit diesen sicherzustellen.

Es ist ebenfalls wünschenswert, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Verwendung einer Epoxi-Unterfüllung erleichtert, wobei jedoch das Erfordernis ausgeschaltet ist, einen unerwünschten zweiten Heizvorgang durchführen zu müssen.

Die vorliegende Erfindung ist speziell auf die Ausschaltung der voranstehend geschilderten Nachteile gerichtet, die beim Stand der Technik auftreten. Im einzelnen betrifft eine Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung durch Bereitstellung einer integrierten Schaltung, bei welcher auf einer Oberfläche mehrere Kontaktanschlußflächen vorgesehen sind, und durch Bereitstellung einer flexiblen Schaltung, bei welcher mehrere entsprechende Kontaktanschlüsse auf einer ihrer Oberflächen oder mit dieser vereinigt vorgesehen sind. Die integrierte Schaltung wird dadurch an der flexiblen Schaltung angebracht, daß zumindest einige der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit zumindest einigen der zugehörigen Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung verschmolzen werden.

Die Kontaktanschlüsse weisen eine Form auf, welche den Aufbau lokaler, mechanischer Spannungen nach der Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen abmildert. Die Form der Kontaktanschlüsse ist so gewählt, daß das Durchdringen einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen während einer derartigen Anbringung der integrierten Schaltung an der flexiblen Schaltung erleichtert wird.

Weiterhin betrifft eine Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von Wärme auf solche Weise, daß gleichzeitig die Kontaktanschlüsse eines elektrischen Gerätes, beispielsweise einer flexiblen Schaltung, mit den Kontaktanschlußflächen eines anderen elektrischen Gerätes, beispielsweise einer integrierten Schaltung, verschmolzen werden, und eine Epoxi-Unterfüllung ausgehärtet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es wird darauf hingewiesen, daß sich Änderungen der speziellen Struktur der nachstehend geschilderten Ausführungsbeispiele vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer integrierten Schaltung, die gemäß der vorliegenden Erfindung an einer flexiblen Schaltung angebracht ist, wobei ein Abschnitt der integrierten Schaltung weggeschnitten dargestellt ist, um Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung darunter darzustellen;

Fig. 2 eine Querschnitts-Seitenansicht eines Abschnitts der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung von Fig. 1, wobei die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung dargestellt sind, welche in Kontakt mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung stehen;

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform eines einzelnen Kontaktanschlusses von Fig. 1, mit einer Schicht aus im wesentlichen reinem Gold, die auf einem Kupfervorsprung der flexiblen Schaltung vorgesehen ist;

Fig. 4 eine Querschnitts-Seitenansicht einer integrierten Schaltung, die gemäß der vorliegenden Erfindung an einer flexiblen Schaltung angebracht ist, und eine Vorfüllung aus Epoxi aufweist, die zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung angeordnet ist, und eine Einkapselung aufweist, die über der integrierten Schaltung vorgesehen ist;

Fig. 5 ein vergrößertes Profil eines einzelnen Kontaktanschlusses, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, wobei die in diesem Zusammenhang wesentlichen Abmessungen angegeben sind;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die Kontaktanschlüsse so ausgebildet sind, daß sie den Aufbau lokalisierter, mechanischer Spannungen abmildern, während die gewünschte Fähigkeit der Kontaktanschlüsse aufrechterhalten wird, eine Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung zu durchdringen, zu welchen die Kontaktanschlüsse passen; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung gemäß einer anderen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, bei welchem Wärme, die auf die integrierte Schaltung und die flexible Schaltung einwirkt, das gleichzeitige Verschmelzen der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung und die Aushärtung der Unterfüllung aus Epoxiharz erleichtert.

Die detaillierte Beschreibung, die nachstehend im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, soll als Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dienen, jedoch nicht dazu, die einzigen Arten und Weisen anzugeben, auf welche die vorliegende Erfindung aufgebaut oder genutzt sein kann. Die Beschreibung gibt die Funktionsweise und die Reihenfolge zur Konstruktion und zum Betrieb der Erfindung im Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen an. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß die gleichen oder äquivalente Funktionen und Abfolgen mit unterschiedlichen Ausführungsformen erzielt werden können, die ebenfalls vom Wesen und Umfang der Erfindung umfaßt sein sollen.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung, wobei eine integrierte Schaltung, bei welcher mehrere Kontaktanschlußflächen auf einer ihrer Oberflächen vorgesehen sind, an eine flexible Schaltung angepaßt ist, bei welcher entsprechend viele Kontaktanschlüsse auf einer ihrer Oberflächen vorgesehen sind. Die Kontaktanschlüsse können wahlweise einstückig mit der flexiblen Schaltung ausgebildet sein.

Die integrierte Schaltung wird dadurch an einer flexiblen Schaltung angebracht, daß zumindest einige der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit zumindest einigen der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung verschmolzen werden.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weisen die Kontaktanschlüsse eine Form auf, welche den Aufbau lokaler, mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse abmildert, nach Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung. Wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen, ist das Auftreten des Aufbaus derartiger mechanischer Spannungen wahrscheinlich, wenn die integrierte Schaltung und die flexible Schaltung unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, so daß Temperaturänderungen zu einer Relativbewegung der integrierten Schaltung in Bezug auf die flexible Schaltung führen.

Durch Abmilderung des Aufbaus mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse wird die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten unerwünschter Spannungsbrüchen in den Kontaktanschlüssen verringert, wodurch die Verläßlichkeit der Verbindung der integrierten Schaltung mit der flexiblen Schaltung wesentlich verbessert wird.

Fachleute auf diesem Gebiet wissen, daß verschiedene, unterschiedliche elektronische Geräte oder Bauteile auf ähnliche Weise an einem Substrat angebracht werden, wie dies bei der Anbringung integrierter Schaltungen an einem Substrat der Fall ist. Daher verwenden verschiedene elektronische Geräte oder Bauteile Kontaktanschlußflächen, die ähnlich jenen von integrierten Schaltungen sind. Beispielsweise können Mehrfachchipmodule und verschiedene, mit einem Gehäuse versehene, elektronische Bauteile an einer Leiterplatte mit einer gedruckten Schaltung oder an einer flexiblen Schaltung auf eben solche Weise angebracht werden, wie eine integrierte Schaltung dort angebracht wird.

Der hier verwendete Begriff "Aintegrated circuit@" (eine integrierte Schaltung) soll sämtliche elektronischen Geräte umfassen, die an einem Substrat, beispielsweise einer flexiblen Schaltung, auf ähnliche Weise angebracht werden können, wie integrierte Schaltungen an einem Substrat angebracht werden. Der hier verwendete Begriff "Aintegrated circuit@" soll daher Multichipmodule umfassen, Hybride, nackte integrierte Schaltungen (Dies), integrierte Schaltungen in Gehäusen, und alle anderen elektronischen Geräte, die elektrische Kontakte verwenden, wie sie bei integrierten Schaltungen eingesetzt werden.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung umfassen die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Aluminiumkontaktanschlußflächen. Alternativ können die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung entsprechend Kontaktanschlüsse oder Kugeln umfassen. Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung dazu eingesetzt werden kann, die Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung durchzuführen, wobei die integrierte Schaltung verschiedene Arten von Kontaktkonfigurationen der Oberflächenmontagetechnologie umfaßt. Tatsächlich können die Kontaktanschlüsse alternativ auf der integrierten Schaltung oder einem anderen Gerät vorgesehen sein, und können die Kontaktanschlußflächen alternativ auf der flexiblen Schaltung vorgesehen sein.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung sind die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung so ausgebildet, daß sie die Verteilung mechanischer Spannungen im wesentlichen über jeden gesamten Kontaktanschluß erleichtern, nach Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung oder dergleichen. Die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung weisen eine Form auf, welche eine derartige Verteilung der mechanischen Spannungen im wesentlichen gleichmäßig insgesamt erleichtert.

Weiterhin weisen die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form auf, welche die Durchdringung einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen einer integrierten Schaltung oder dergleichen durch die Kontaktanschlüsse erhöht.

Daher sind die Kontaktanschlüsse gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, daß sie das Auftreten unerwünschter Spannungsbrüche verringern, infolge der dort auftretenden Ausbildung lokaler mechanischer Spannungen, und sind darüber hinaus die Kontaktanschlüsse so ausgebildet, daß sie eine Form aufweisen, welche das Durchdringen der Oxidschicht erleichtert, die sich häufig auf den Aluminiumkontaktanschlußflächen integrierter Schaltungen und dergleichen bildet, um so ein ausreichendes elektrisches Leitvermögen zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung sicherzustellen.

Fachleuten auf diesem Gebiet wird deutlich werden, daß die Ausbildung von Kontaktanschlüssen zu den beiden Zwecken, sowohl das Auftreten unerwünschter Spannungsbrüche zu verringern, und eine Oxidschicht zu durchdringen, einander widersprechende Ziele sind. Die Ausbildung lokalisierter mechanischer Spannungen kann dadurch verringert werden, daß die Anschlüsse so ausgebildet werden, daß sie ein niedrigeres Längenverhältnis aufweisen, also kürzer und breiter sind. Die Ausbildung der Kontaktanschlüsse zu dem Zweck, daß sie einfacher eine Oxidschicht durchdringen können, macht es erforderlich, daß die Kontaktanschlüsse dünner und spitzer ausgebildet werden. Die Ausbildung von Kontaktanschlüssen, die sowohl den Aufbau lokaler, mechanischer Spannungen abmildern, als auch eine Oxidschicht durchdringen, erfordert einen Kompromiß in Bezug auf die Parameter bezüglich der Höhe und der Breite der Kontaktanschlüsse.

Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, weisen die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Höhe zwischen annähernd 0,001 Zoll (1 Zoll: 25,4 mm) und annähernd 0,008 Zoll auf, typischerweise 0,006 Zoll; weist die Basis jedes Kontaktanschlusses vorzugsweise eine Breite zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll auf, typischerweise annähernd 0,008 Zoll; weisen die Kontaktanschlüsse einen Neigungswinkel zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad auf, typischerweise annähernd 75 Grad; und weisen die Kontaktanschlüsse einen Radius an der Spitze zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll auf, typischerweise annähernd 0,020 Zoll.

Die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung werden typischerweise so ausgebildet, daß die Anzahl an Kontaktanschlüssen im wesentlichen der Anzahl an Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung entspricht, und die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen komplementär zu den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung ausgebildet sind.

Die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung können aus einem nicht-bleihaltigen Material bestehen, um so den unerwünschten Einsatz von Blei zu verhindern. Die Kontaktanschlüsse können aus Gold bestehen, beispielsweise aus im wesentlichen reinem Gold, um so die Ausbildung einer äußerst leitfähigen Verbindung zu erleichtern, und das Erfordernis von Blei auszuschalten. Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weisen die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold auf, die auf einer Kupferschicht vorgesehen ist.

Thermokompression oder Thermo-Schallenergie kann dazu eingesetzt werden, die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung zu bewirken. In jedem dieser Fälle wird typischerweise Wärme eingesetzt.

Wahlweise wird eine Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung vor dem Anbringen der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung aufgebracht. Die Epoxi-Unterfüllung kann entweder auf die integrierte Schaltung, auf die flexible Schaltung, oder sowohl auf die integrierte Schaltung als auch die flexible Schaltung aufgebracht werden, je nach Wunsch.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegende Erfindung wird Wärme eingesetzt, um das im wesentlichen gleichzeitige Aushärten der Epoxi-Unterfüllung und das Verschmelzen der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung zu erleichtern.

Wahlweise kann ein Einkapselungsmittel oder Vergußmittel so bei der integrierten Schaltung vorgesehen werden, daß das Einkapselungsmittel im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt. Ein Beispiel für ein derartiges Einkapselungsmittel ist Hysol FP4544, wie es beispielsweise von der Dexter Hysol Aerospace, Inc. in Pittsburgh, Kalifornien, verkauft wird. Wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen, stellen derartige Einkapselungsmittel eine physikalische und chemische Schutzwirkung für die Verbindung zwischen der integrierten Schaltung und der flexiblen Schaltung zur Verfügung.

Wie in Fig. 1 angegeben, umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung 11 an einer flexiblen Schaltung 13. Die integrierte Schaltung 11 weist ein Array (Feld) von Kontaktanschlußflächen 15 (Fig. 2) auf, die auf ihrer Bodenoberfläche vorgesehen sind, und die flexible Schaltung 13 ist mit einem entsprechenden Array von Kontaktanschlüssen 17 versehen, die auf ihrer oberen Oberfläche vorgesehen sind. Fachleute auf diesem Gebiet wissen, daß flexible Schaltungen 13 häufig bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise bei der Verbindung von Leiterplatten mit gedruckten Schaltungen, oder bei elektronischen Baugruppen, Kabelbäumen, Mehrfachleitungsverbindern, usw. Durch Erleichterung der Anbringung integrierter Schaltungen an flexiblen Schaltungen kann die flexible Schaltung so ausgebildet sein, daß sie aktive Schaltungen umfaßt, beispielsweise Verstärker, Logikschaltungen und Multiplexer, und ebenso Anzeigen wie LEDs und LCD-Auslesevorrichtungen, usw.

Durch Ausbildung der Kontaktanschlüsse 17 auf der flexiblen Schaltung 13 statt auf der integrierten Schaltung 11 wird das Erfordernis ausgeschaltet, Anschlüsse ausbilden zu müssen, Lotkugeln aufbringen zu müssen, oder auf andere Weise die elektrischen Kontakte in Form ebener Anschlußflächen der integrierten Schaltung 11 abändern zu müssen. Fachleuten auf diesem Gebiet wird deutlich werden, daß die Ausbildung von Kontaktanschlüssen 17 auf der flexiblen Schaltung 13 einen einfacheren und kostengünstigeren Vorgang darstellt, da die flexible Schaltung 13 keine aktiven Schaltungen enthält, beispielsweise Transistoren, und daher unempfindlicher und einfacher handzuhaben ist. Allein die Ausbildung der Kontaktanschlüsse 17 auf der flexiblen Schaltung 13 anstatt auf der integrierten Schaltung 11 sorgt für wesentliche Kosteneinsparungen.

Beispielsweise kann eine integrierte Schaltung an einer flexiblen Schaltung angebracht werden, um das Multiplexen elektrischer Signale zwischen Kraftfahrzeugmotorsensoren und Armaturenbrettanzeigen zu erleichtern, um so die Komplexizität und die Kosten der erforderlichen flexiblen Schaltung wesentlich zu verringern. Tatsächlich können die Armaturenbrettanzeigen selbst LCD-Anzeigen umfassen, die an der flexiblen Schaltung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren angebracht sind.

Leitfähige Leitungen oder Spuren 12 gehen von Kontaktanschlüssen 17 aus, um die gewünschte elektrische Verbindung der integrierten Schaltung mit anderen elektrischen Bauteilen zur Verfügung zu stellen. Wahlweise sorgen Durchgangskontakte 14 für die elektrische Verbindung der Spuren 12 mit entsprechenden Spuren, die auf der gegenüberliegenden Oberfläche der flexiblen Schaltung 13 vorgesehen sind, oder auf Zwischenschichten der flexiblen Schaltung 13 vorhanden sind. Bei einigen der Kontaktanschlüsse können wahlweise Durchgangskontakte direkt darunter vorgesehen sein, um den elektrischen Kontakt mit gewünschten elektrischen Bauteilen zu erleichtern.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird die integrierte Schaltung 11 an der flexiblen Schaltung 13 dadurch angebracht, daß Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 mit elektrischen Kontakten, beispielsweise Kontaktanschlußflächen 15, der integrierten Schaltung 11 verschmolzen werden. Die Kontaktanschlußflächen 15 bestehen typischerweise aus Aluminium. Die Kontaktanschlüsse 17 weisen vorzugsweise im wesentlichen reines Gold auf, welches mit den Aluminiumkontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung verschmelzen kann, wenn es erwärmt oder komprimiert wird, oder einer anderen Energieform ausgesetzt wird, beispielsweise Schallenergie. Daher kann Thermokompressions- und/oder Thermoschallenergie dazu eingesetzt werden, die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 mit den Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 zu bewirken.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ist jeder Kontaktanschluß 17 im wesentlichen symmetrisch zu seiner Vertikalachse ausgebildet, und so aufgebaut, daß er eine Querschnittskonfiguration oder ein Querschnittsprofil aufweist, welche bzw. welches den Aufbau lokaler mechanischer Spannungen verringert, wobei gleichzeitig das Durchdringen der Aluminiumoxidschicht erleichtert wird, die sich zwangsläufig auf der Oberfläche von Kontaktanschlußflächen 15 ausbildet, wie das nachstehend noch genauer erläutert wird.

Die Abstandsentfernung, nämlich die Dimension E, die durch die Kontaktanschlüsse zur Verfügung gestellt wird, unterstützt die Verteilung mechanischer Spannungen, die infolge einer Fehlanpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung auftreten.

Wahlweise wird eine Epoxi-Unterfüllung 19 zwischen der integrierten Schaltung 11 und der flexiblen Schaltung 13 vorgesehen. Fachleuten auf diesem Gebiet wird auffallen, daß eine derartige Epoxi-Unterfüllung eine körperliche Sperre zur Verfügung stellt, um so eine unerwünschte Kontaminierung der Kontaktanschlüsse 17 und der Kontaktanschlußflächen 15 zu verhindern. Die Epoxi-Unterfüllung 19 verhindert daher eine unerwünschte Oxidation der Kontaktanschlüsse 17 und der Kontaktanschlußflächen 15. Ein Einkapselungsmittel (22 in Fig. 4) kann wahlweise dazu verwendet werden, eine unerwünschte Kontaminierung der Kontaktanschlüsse 17 und der Kontaktanschlußflächen 15 noch weiter zu unterdrücken. Die Epoxi-Unterfüllung 19 befestigt darüber hinaus die integrierte Schaltung 11 fest an der flexiblen Schaltung 13, und sorgt für die Verteilung und Verringerung mechanischer Spannungen, die infolge einer Fehlanpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten (TCE) der integrierten Schaltung 11 und der flexiblen Schaltung 13 auftreten.

Die Epoxi-Unterfüllung 19 und das Anschlußprofil wirken daher so zusammen, daß sie wesentlich das Auftreten unerwünschter Spannungsbrüche in den Kontaktanschlüssen 17 ausschalten, und hierdurch wesentlich die Verläßlichkeit der elektrischen Verbindung der integrierten Schaltung 11 einer flexiblen Schaltung 13 verbessern.

Wie nunmehr in Fig. 3 dargestellt ist, ist gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung im wesentlichen reines Gold 20 als eine Schicht vorgesehen, die einen Anschluß oder Vorsprung 21 im wesentlichen abdeckt. Der Vorsprung 21 besteht vorzugsweise aus Kupfer.

Die Kontaktanschlüsse 17 können dadurch hergestellt werden, daß eine Metallplattierung erfolgt, oder Metall abgelagert wird, um so einen Anschluß auszubilden. Alternativ kann ein Vorgang unter Einsatz eines Dorns verwendet werden, wie dies beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,207,887 beschrieben ist, das am 4. Mai 1993 an Crumley et al erteilt wurde, oder in dem US-Patent Nr. 5,364,277, das am 4. November 1994 an Crumley et al erteilt wurde, wobei diese beiden Druckschriften ausdrücklich durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen werden, um so die Kontaktanschlüsse 17 herzustellen. Fachleuten auf diesem Gebiet wird deutlich werden, daß verschiedene andere Verfahren zur Ausbildung der Kontaktanschlüsse 17 ebenfalls geeignet sein können.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann ein Einkapselungsmittel 22 so vorgesehen sein, daß es im wesentlichen die integrierte Schaltung 11 und einen Abschnitt der flexiblen Schaltung 13 abdeckt, der in der Nähe der integrierten Schaltung 11 liegt. Ein Beispiel für ein derartiges Einkapselungs- oder Vergußmittel ist Hysol FP4544, das von Dexter Hysol Aerospace, Inc. in Pittsburgh, Kalifornien hergestellt wird. Das Einkapselungsmittel sorgt für einen zusätzlichen Schutz gegen externe Verunreinigungen, welche zur Korrosion oder sonstigen Beeinträchtigung der elektrischen Verbindung führen können, die durch die Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 und die Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 zur Verfügung gestellt werden. Das Einkapselungsmittel 22 sorgt auch in gewissem Ausmaß für einen mechanischen Schutz, und hält die integrierte Schaltung an ihrem Ort auf der flexiblen Schaltung 13. Gemäß unterschiedlichen Zielrichtungen der vorliegenden Erfindung kann je nach Wunsch jede Kombination der Epoxi-Unterfüllung 19 und des Einkapselungsmittels 22 eingesetzt werden.

In Fig. 5 ist im einzelnen die Konfiguration bzw. das Profil der Kontaktanschlüsse 17 dargestellt. Jeder Anschluß 17 ist im wesentlichen radialsymmetrisch in Bezug auf seine Vertikalachse 30. Das Profil der Kontaktanschlüsse 17 ist so ausgelegt, daß der Aufbau lokalisierter, mechanischer Spannungen in den Kontaktanschlüssen 17 verringert wird, während die Fähigkeit aufrechterhalten bleibt, eine Oxidschicht des elektrischen Kontakts oder der Kontaktanschlußfläche 15 der integrierten Schaltung 11 zu durchdringen.

Fachleuten auf diesem Gebiet wird deutlich werden, daß der Aufbau lokaler mechanischer Spannungen dadurch verringert wird, daß ein Kontaktanschluß zur Verfügung gestellt wird, welches kürzer, breiter, und weniger spitz ist. Allerdings wird das Durchdringen von Oxidationsschichten eher durch Kontaktanschlüsse erleichtert, die schmäler und spitzer sind. Daher stellen der Abbau mechanischer Spannungen und das Durchdringen von Oxidationsschichten einander widersprechende Ziele dar, da im allgemeinen die Betonung eines dieser Ziele zur Beeinträchtigung der Erreichung des anderen Zieles führt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sorgt ein Ausgleich zwischen den Parametern der Höhe (Abmessung A), der Basisbreite (Abmessung B), der Neigung (Winkel C), und des Radius an der Spitze (Abmessung D) für ein erwünschtes Ausmaß der Ausschaltung des Aufbaus lokalisierter, mechanischer Spannungen, während gleichzeitig die Fähigkeit beibehalten wird, daß die Kontaktanschlüsse 17 die Oxidschicht einer Kontaktanschlußfläche 15 durchdringen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Höhe (Abmessung A) zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,008 Zoll, bevorzugt etwa 0,006 Zoll; liegt die Basisbreite (Abmessung B) zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll, bevorzugt annähernd 0,008 Zoll; liegt der Neigungswinkel (Abmessung C) zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad, bevorzugt annähernd 75 Grad; und beträgt der Radius der Spitze (Abmessung D) zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll, bevorzugt annähernd 0,020 Zoll.

In Fig. 6 ist das Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie im Block 101 dargestellt ist, wird eine flexible Schaltung, die Kontaktanschlüsse mit einer Form aufweist, durch welche Spannungen abgebaut und eine Oxidschicht durchdrungen wird, so ausgebildet, daß die verläßliche Befestigung der integrierten Schaltung 11 (Fig. 1 bis 4) an der flexiblen Schaltung 13 erleichtert wird.

Wie im Block 102 dargestellt ist, wird wahlweise eine Epoxi-Unterfüllung bei der integrierten Schaltung 11 und/oder der flexiblen Schaltung 13 vorgesehen, um die Standfestigkeit und Verläßlichkeit der Verbindung der integrierten Schaltung 11 mit der flexiblen Schaltung 13 noch weiter zu erhöhen, wie dies voranstehend im einzelnen erläutert wurde. Ein derartiges, vorheriges Aufbringen der Epoxi-Unterfüllung schaltet das Erfordernis aus, später die Epoxi-Unterfüllung zwischen der integrierten Schaltung 11 und der flexiblen Schaltung 13 ansaugen zu müssen.

Wie im Block 103 gezeigt ist, werden die integrierte Schaltung 11 und die flexible Schaltung 13 in eine Ausrichtungseinrichtung eingebracht, die das Anbringen der Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 an den Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 erleichtert, entsprechend der gewünschten Ausrichtung. Im allgemeinen wird die integrierte Schaltung 11 in Bezug auf die flexible Schaltung 13 so ausgerichtet, daß jeder Kontaktanschluß 17 der flexiblen Schaltung 13 jede betreffende Kontaktanschlußfläche 15 der integrierten Schaltung 11 in der Nähe des Zentrums jeder Kontaktanschlußfläche 15 berührt.

Wie im Block 104 gezeigt ist, werden die elektronischen Kontakte oder Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 in Berührung mit den Kontaktanschlüssen 17 der flexiblen Schaltung 13 gebracht.

Gemäß Block 105 werden die Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 mit den Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 verschmolzen, was - falls gewünscht - unter Einsatz von Thermokompression und/oder Thermo-Schallenergie durchgeführt werden kann, wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird.

Wie im Block 106 gezeigt ist, wird nach Verschmelzung der Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 mit den Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 dann die flexible Schaltungsanordnung, die sich aufgrund einer derartigen Verschmelzung ergibt, von der Ausrichtungseinrichtung abgenommen, um die gewünschte elektronische Baugruppe zur Verfügung zu stellen.

Wie im Block 107 gezeigt ist, wird wahlweise ein Einkapselungsmittel über einen wesentlichen Abschnitt der integrierten Schaltung 11 aufgebracht, wie dies voranstehend erläutert wurde.

In Fig. 7 ist eine andere Zielrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welcher eine Epoxi-Unterfüllung gleichzeitig mit dem Verschmelzen der Kontaktanschlüsse 17 mit den Kontaktanschlußflächen 15 ausgehärtet wird.

Wie im Block 201 gezeigt ist, kann eine flexible Schaltung 13, auf welcher Kontaktanschlüsse vorgesehen sind, alternativ so ausgebildet sein, daß sie Kontaktanschlüsse aufweist, welche nicht die voranstehend erläuterte Form zum Abbau von Spannungen und zum Durchdringen der Oxidschicht aufweisen. Allerdings können die Kontaktanschlüsse mit der Form zum Abbau von Spannungen und zum Durchdringen der Oxidschicht versehen sein, wie dies im einzelnen voranstehend erläutert wurde, falls dies gewünscht wird.

Wie im Block 202 gezeigt ist, wird eine Epoxi-Unterfüllung auf die integrierte Schaltung 11 und/oder das flexible Substrat aufgebracht. Wie bereits erläutert, wird durch einen derartigen, vorherigen Auftrag verhindert, daß später die Epoxi-Unterfüllung angesaugt werden muß.

Wie im Block 203 gezeigt ist, werden die integrierte Schaltung und die flexible Schaltung in der Ausrichtungseinrichtung angeordnet, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung der integrierten Schaltung 11 in Bezug auf die flexible Schaltung 13 sicherzustellen.

Wie im Block 204 gezeigt ist, werden die elektrischen Kontakte oder Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 in Berührung mit den Kontaktanschlüssen 17 der flexiblen Schaltung 13 gebracht, um die gewünschte Anbringung der integrierten Schaltung 11 an dem flexiblen Substrat 13 zu erleichtern.

Wie in Block 205 gezeigt ist, wird nachdem die Kontaktanschlußflächen 15 der integrierten Schaltung 11 in Berührung mit den Kontaktanschlüssen 17 der flexiblen Schaltung 13 gebracht wurden, dann Wärme auf die integrierte Schaltung 11 und/oder die flexible Schaltung 13 aufgebracht. Genauer gesagt werden die Kontaktanschlüsse 17 der flexiblen Schaltung 13 und die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung 11 erwärmt, um das Verschmelzen der Kontaktanschlüsse 17 mit den zugehörigen Kontaktanschlußflächen 15 zu erleichtern. Druck- und/oder Schallenergie kann zur Erleichterung einer derartigen Verschmelzung eingesetzt werden, wie dies im Block 206A gezeigt ist. Dieser Einsatz von Wärme erleichtert das gleichzeitige Aushärten der Epoxi-Unterfüllung 19, wie dies im Block 206A gezeigt ist.

Auf diese Weise erfolgen die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse 17 mit den Kontaktanschlußflächen 15 und das Aushärten der Epoxi-Unterfüllung gleichzeitig auf eine Art und Weise, welche die für diese Vorgänge erforderliche Zeit verringert, während eine elektronische Baugruppe zur Verfügung gestellt wird, bei welcher eine verläßliche Verbindung zwischen der integrierten Schaltung 11 und der flexiblen Schaltung 13 vorhanden ist.

Wie im Block 207 gezeigt ist, wird nach dem Vorgang des Einsatzes von Wärme 205 die Anordnung der flexiblen Schaltung aus der Ausrichtungseinrichtung abgenommen.

Wie im Block 208 gezeigt ist, wird wahlweise ein Einkapselungsmittel 22 auf einen wesentlichen Abschnitt der integrierten Schaltung 11 und des flexiblen Substrats 13 in der Nähe der integrierten Schaltung 11 aufgebracht, falls dies gewünscht ist.

Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein verläßliches Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung oder dergleichen an einer flexiblen Schaltung zur Verfügung gestellt. Probleme infolge der unerwünschten Ausbildung von Spannungsrissen innerhalb der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung werden ausgeschaltet oder zumindest stark abgemindert, und es wird wahlweise eine Epoxi-Unterfüllung eingesetzt, ohne daß ein unerwünschter, getrennter Einsatz von Wärme zur Durchführung der Aushärtung der Epoxi-Unterfüllung erforderlich ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß das beispielhafte Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung, welches hier beschrieben wurde, und in den Zeichnungen dargestellt ist, nur eine momentan bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Tatsächlich lassen sich in Bezug auf eine derartige Ausführungsform verschiedene Abänderungen und Hinzufügungen durchführen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können verschiedene unterschiedliche elektronische Geräte, über integrierte Schaltungen hinaus, an flexiblen Schaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht werden. Diese und andere Abänderungen und Hinzufügungen werden sofort Fachleuten auf diesem Gebiet auffallen, und können dazu eingesetzt werden, die vorliegende Erfindung zum Einsatz bei unterschiedlichen Anwendungen anzupassen.

Claims (59)

1. Verfahren zur Ausbildung eines Kontaktanschlusses mit folgenden Schritten:
Ausbildung eines leitfähigen Materials mit einer Höhe zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,008 Zoll;
Ausbildung des leitfähigen Materials so, daß eine Basisbreite zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll aufweist;
Ausbildung des leitfähigen Materials auf solche Weise, daß es einen Neigungswinkel zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad aufweist; und
Ausbildung des leitfähigen Materials so, daß es einen Radius an der Spitze zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das leitfähige Material so ausgebildet wird, daß es eine Höhe von annähernd 0,006 Zoll aufweist;
das leitfähige Material so ausgebildet wird, daß es eine Basisbreite von annähernd 0,008 Zoll aufweist;
das leitfähige Material so ausgebildet wird, daß es einen Neigungswinkel von annähernd 75 Grad aufweist; und
das leitfähige Material so ausgebildet wird, daß es einen Radius an der Spitze von annähernd 0,020 Zoll aufweist.

3. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung mit folgenden Schritten:
Bereitstellung einer integrierten Schaltung, die mehrere Kontaktanschlußflächen auf einer ihrer Oberflächen aufweist;
Bereitstellung einer flexiblen Schaltung, die mehrere Kontaktanschlüsse aufweist, die vereinigt mit einer ihrer Oberflächen vorgesehen sind;
Anbringen der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung durch Verschmelzen zumindest einiger der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit zumindest einige der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung; und
wobei die Kontaktanschlüsse eine Form aufweisen, welche den Aufbau lokaler Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse nach Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen verringert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung Kontaktanschlußflächen umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche die Verteilung mechanischer Spannungen über die gesamten Kontaktanschlüsse erleichtert, nach Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche die Verteilung mechanischer Spannungen im wesentlichen gleichmäßig über die Kontaktanschlüsse erleichtert, nach der Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche das Durchdringen einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung durch die Kontaktanschlüsse verbessert.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Höhe zwischen etwa 0,001 Zoll und annähernd 0,008 Zoll aufweisen, eine Basisbreite zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll, einen Neigungswinkel zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad, und einen Radius an der Spitze zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Höhe von annähernd 0,006 Zoll aufweisen, eine Basisbreite von annähernd 0,008 Zoll, einen Neigungswinkel von annähernd 75 Grad, und einen Radius an der Spitze von annähernd 0,020 Zoll.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung bleifreie Kontaktanschlußflächen sind.

11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung so ausgebildet sind, daß die Anzahl an Kontaktanschlüssen im wesentlichen der Anzahl an Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung entspricht, und die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen komplementär zu den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung ausgebildet sind.

12. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Anschlußflächen umfassen.

13. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Aluminiumanschlußflächen umfassen.

14. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen reines Gold umfassen.

15. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold aufweisen.

16. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold aufweisen, die auf einer Kupferschicht vorgesehen ist.

17. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung den Einsatz der Thermokompression bei den Kontaktanschlüssen der flexiblen Schaltung und den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung umfaßt.

18. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung den Einsatz von Thermo-Schallenergie bei den Kontaktanschlüssen der flexiblen Schaltung und den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung umfaßt.

19. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung vor der Anbringung der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung aufgebracht wird.

20. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Epoxi-Unterfüllung an der flexiblen Schaltung vor der Anbringung der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung aufgebracht wird.

21. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Epoxi-Unterfüllung an der integrierten Schaltung vor der Anbringung der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung aufgebracht wird.

22. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung vor der Anbringung der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung aufgebracht wird, und Wärm eingesetzt wird, um das im wesentlichen gleichzeitige Aushärten der Epoxi-Unterfüllung und das Verschmelzen der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung zu erleichtern.

23. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einkapselungsmittel vorgesehen wird, so daß das Einkapselungsmittel im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt.

24. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hysol FP4544 aufgebracht wird, so daß das Hysol FP4544 im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt.

25. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung mit folgenden Schritten:
Bereitstellung einer integrierten Schaltung, die mehrere Kontaktanschlußflächen aufweist, die auf einer ihrer Oberflächen vorgesehen sind;
Bereitstellung einer flexiblen Schaltung, die mehrere Kontaktanschlüsse aufweist, die auf einer ihrer Oberflächen vorgesehen sind;
Aufbringung einer Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung; und
Anbringen der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung durch Verschmelzen zumindest einiger der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit entsprechenden Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung, nachdem die Epoxi-Unterfüllung aufgebracht wurde.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung Kontaktanschlußflächen umfassen.

27. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen einer Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung das Aufbringen einer Epoxi-Unterfüllung an der flexiblen Schaltung vor der Befestigung der integrierten Schaltung an dieser umfaßt.

28. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen einer Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung das Aufbringen einer Epoxi-Unterfüllung bei der integrierten Schaltung vor der Anbringung der integrierten Schaltung einer flexiblen Schaltung umfaßt.

29. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß Wärme eingesetzt wird, um das im wesentlichen gleichzeitige Aushärten der Epoxi-Unterfüllung und das Verschmelzen der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung zu erleichtern.

30. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung so ausgebildet sind, daß die Anzahl an Kontaktanschlüssen im wesentlichen der Anzahl an Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung entspricht, und die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen komplementär zu den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung ausgebildet sind.

31. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Anschlußflächen umfassen.

32. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Aluminiumanschlußflächen umfassen.

33. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen reines Gold umfassen.

34. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold aufweisen.

35. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold auf einer Kupferschicht umfassen.

36. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung den Einsatz von Thermokompression bei den Kontaktanschlüssen der flexiblen Schaltung und den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung umfaßt.

37. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzung der Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung den Einsatz von Thermo-Schallenergie bei den Kontaktanschlüssen der flexiblen Schaltung und den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung umfaßt.

38. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einkapselungsmittel aufgebracht wird, so daß das Einkapselungsmittel im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt.

39. Verfahren zur Anbringung einer integrierten Schaltung an einer flexiblen Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß Hysol FP4544 aufgebracht wird, so daß das Hysol FP4544 im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt.

40. Kontaktanschluß, welcher aufweist: ein leitfähiges Material mit einer Höhe zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,008 Zoll, einer Basisbreite zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll, einem Neigungswinkel zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad, und einem Radius an der Spitze zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll.

41. Kontaktanschluß nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Material eine Höhe von annähernd 0,006 Zoll aufweist, eine Basisbreite von annähernd 0,008 Zoll, einen Neigungswinkel von annähernd 75 Grad, und einen Radius von annähernd 0,020 Zoll.

42. Flexible Schaltungsanordnung, welche aufweist:
eine flexible Schaltung, auf welcher mehrere Kontaktanschlüsse vorgesehen sind;
zumindest eine integrierte Schaltung, die an der flexiblen Schaltung angebracht ist, wobei die integrierte Schaltung bzw. die integrierten Schaltungen mit mehreren Kontakten versehen sind;
wobei die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung bzw. der integrierten Schaltungen verschmolzen sind; und
wobei die Kontaktanschlüsse eine Form aufweisen, welche den Aufbau lokaler, mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse verringert oder ausschaltet, nach dem Anbringen der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen.

43. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen Kontaktanschlußflächen umfassen.

44. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche die Verteilung mechanischer Spannungen über die gesamten Kontaktanschlüsse erleichtert, nach dem Anbringen der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen.

45. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche die Verteilung mechanischer Spannungen im wesentlichen über die gesamten Kontaktanschlüsse nach der Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen erleichtert.

46. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Form aufweisen, welche das Durchdringen einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung durch die Kontaktanschlüsse erleichtert.

47. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Höhe zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,008 Zoll aufweisen, eine Basisbreite zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,010 Zoll, einen Neigungswinkel zwischen annähernd 40 Grad und annähernd 80 Grad, und einen Radius an der Spitze zwischen annähernd 0,001 Zoll und annähernd 0,030 Zoll.

48. Flexible Schaltung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Höhe von annähernd 0,006 Zoll aufweisen, eine Basisbreite von annähernd 0,008 Zoll, einen Neigungswinkel von annähernd 75 Grad, und einen Radius von annähernd 0,020 Zoll.

49. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse und die Kontaktanschlußflächen bleifreie Kontaktanschlüsse und Kontaktanschlußflächen aufweisen, und daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung mit den Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung bzw. der integrierten Schaltungen ohne Einsatz eines bleihaltigen Lots verschmolzen werden.

50. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Anschlußflächen umfassen.

51. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlußflächen der integrierten Schaltung im wesentlichen ebene Aluminiumanschlußflächen umfassen.

52. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung im wesentlichen reines Gold aufweisen.

53. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einkapselungsmittel vorgesehen ist, welches im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung abdeckt.

54. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß Hysol FP4544 vorgesehen ist, welches im wesentlichen die integrierte Schaltung bedeckt, und auch einen Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe der integrierten Schaltung bedeckt.

55. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold aufweisen.

56. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanschlüsse der flexiblen Schaltung eine Schicht aus im wesentlichen reinem Gold auf einer Kupferschicht aufweisen.

57. Flexible Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß eine Epoxi-Unterfüllung zwischen der flexiblen Schaltung und der integrierten Schaltung bzw. den integrierten Schaltungen vorgesehen ist.

58. Verfahren zur Anbringung eines elektrischen Bauteils an einem zweiten elektrischen Bauteil mit folgenden Schritten:
Ausbildung von Kontaktanschlußflächen auf dem ersten elektrischen Bauteil; und
Ausbildung entsprechender Kontaktanschlüsse auf dem zweiten elektrischen Bauteil, wobei die Kontaktanschlüsse eine Form aufweisen, welche den Aufbau lokaler mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse nach der Anbringung der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen verringert oder ausschaltet, und die Kontaktanschlüsse auch eine Form aufweisen, welche das Durchdringen einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen der ersten elektrischen Schaltung erleichtert.

59. Elektrische Verbindung, welche aufweist:
ein Substrat; und
zumindest einen Kontaktanschluß, der auf dem Substrat vorgesehen ist, wobei der Kontaktanschluß bzw. die Kontaktanschlüsse eine Form aufweist bzw. aufweisen, welche den Aufbau lokaler mechanischer Spannungen innerhalb der Kontaktanschlüsse verringert oder ausschaltet, nach dem Anbringen der Kontaktanschlüsse an den Kontaktanschlußflächen, und die Kontaktanschlüsse auch eine Form aufweisen, welche das Durchdringen einer Oxidschicht der Kontaktanschlußflächen der ersten elektrischen Schaltung verbessert.