FI115601B

FI115601B - Menetelmä elektroniikkamoduulin valmistamiseksi ja elektroniikkamoduuli

Info

Publication number: FI115601B
Application number: FI20030493A
Authority: FI
Inventors: Risto Tuominen; Petteri Palm
Original assignee: Imbera Electronics Oy
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2005-05-31
Also published as: FI20030493L; ATE531242T1; MXPA05010527A; EP1609339B1; BRPI0408964A; CN100556233C; EP1609339A1; FI20030493A0; CN101546759B; US20060278967A1; CN1771767A; JP4205749B2; KR20060005348A; US20100062568A1; US7663215B2; KR100687976B1; BRPI0408964B1; JP2006523375A; CN101546759A; WO2004089048A1

Description

115601

Menetelmä elektroniikkamoduulin valmistamiseksi ja elektroniikkamoduuli

Keksinnön kohteena on elektroniikkamoduuli sekä menetelmä elektroniikkamoduulin valmistamiseksi.

5 Erityisesti keksinnön kohteena on elektroniikkamoduuli, joka sisältää yhden tai useamman komponentin upotettuna asennusalustaan. Elektroniikkamoduuli voi olla piirilevyn kaltainen moduuli, joka sisältää useita komponentteja, jotka on liitetty sähköisesti toisiinsa elektroniikkamoduuliin valmistettujen johderakenteiden välityksellä. Komponentit voivat olla passiivikomponentteja, mikropiirejä, puolijohdekompo-10 nentteja tai muita vastaavia komponentteja. Yksi komponenttiryhmä ovat komponentit, joita tyypillisesti liitetään piirilevylle. Toinen merkittävä komponenttiryhmä ovat komponentit, jotka tyypillisesti koteloidaan piirilevylle liittämistä varten. Keksinnön kohteena olevat elektroniikkamoduulit voivat toki sisältää myös toisenlaisia komponentteja.

15 Asennusalusta voi olla tyypiltään sen kaltainen alusta, joita käytetään yleisesti elektroniikkateollisuudessa sähköisten komponenttien asennusalustana. Alustan tehtävänä on taijota komponentille mekaaninen kiinnitysalusta sekä tarvittavat sähköiset * > * • ’/ yhteydet sekä alustalla oleviin muihin komponentteihin että alustan ulkopuolelle.

V · Asennusalusta voi olla piirilevy, jolloin keksinnön kohteena oleva rakenne ja i .. 20 menetelmä liittyvät läheisesti piirilevyjen valmistustekniikkaan. Asennusalustana voi • · ' olla myös jokin muu alusta, esimerkiksi komponentin tai komponenttien paketoinnissa « · • » · : . * käytettävä alusta tai kokonaisen toiminnallisen moduulin alusta.

• 4 • ·

t 1 I

Piirilevyjen valmistustekniikat poikkeavat mikropiirien valmistuksesta mm. siten, että mikropiirien valmistustekniikoissa asennusalustana eli substraattina on puolijohde-: 25 materiaali, kun taas piirilevyjen asennusalustan perusmateriaalina on jokin eristemate riaali. Mikropiirien valmistustekniikat ovat myös tyypillisesti huomattavasti kalliimpia . · · . kuin piirilevyjen valmistustekniikat.

* » *:·*: Komponenttien ja erityisesti puolijohdekomponenttien koteloiden ja pakkausten • · * rakenteet ja valmistustekniikat poikkeavat piirilevyjen rakenteesta ja valmistuksesta 30 siten, että komponenttipakkausten ensisijaisena tarkoituksena on muodostaa 115601 2 komponentin ympärille kotelo, joka suojaa mekaanisesti komponenttia ja helpottaa komponentin käsittelyä. Komponentin kotelon pinnalla on liitäntäosia, tyypillisesti ulokkeita, joiden avulla koteloitu komponentti on helppo asettaa oikein piirilevylle ja muodostaa sille halutut kytkennät. Komponenttikotelon sisällä ovat lisäksi johteet, jotka 5 yhdistävät kotelon ulkopuolelle ulottuvat liitäntäosat itse komponentin pinnalla oleviin liitäntäalueisiin, joiden kautta komponentti voidaan kytkeä halutulla tavalla ympäristöönsä.

Tällaiset perinteisellä tekniikalla valmistettujen komponenttien kotelot vaativat kuitenkin huomattavasti tilaa. Elektroniikkalaitteiden koon pienentyessä on pyritty 10 pääsemään eroon tilaa vievistä, tarpeettomista ja turhia kustannuksia muodostavista komponenttien koteloista. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on pyritty kehittämään erilaisia rakenteita ja menetelmiä.

Yksi tunnettu ratkaisu on flip-chip -teknologia (FC), jossa pakkaamaton puolijohdekomponentti asennetaan ja liitetään suoraan piirilevyn pinnalle. Flip-chip-15 tekniikassa on kuitenkin monia heikkouksia ja vaikeuksia. Esimerkiksi liitosten luotettavuus voi osoittautua ongelmaksi erityisesti sellaisissa sovelluksissa, joissa piirilevyn ja puolijohdekomponentin välille syntyy mekaanisia jännityksiä. Mekaanisia jännityksiä pyritään välttämään lisäämällä puolijohdekomponentin ja piirilevyn väliin • 1 2 · j ' : sopivaa elastista kiinnitysainetta (underfill), joka tasoittaa mekaanisia jännityksiä. Tämä V ·’ 20 menetelmävaihe hidastaa valmistusprosessia ja lisää kustannuksia. Jo laitteen t normaalitoiminnan aikaansaama lämpölaajeneminen voi aiheuttaa niin suuria •... · mekaanisia jännityksiä, että FC-rakenteen pitkän ajan luotettavuus heikkenee.

.···. US-patenttijulkaisussa 4 246 595 kuvataan yksi ratkaisu, jossa asennusalustaan • · * · « muodostetaan syvennyksiä komponentteja varten. Syvennysten pohjat rajoittuvat 25 kaksikerroksiseen eristekerrokseen, johon tehdään reikiä komponentin kontaktointia • · varten. Eristekerroksen komponentteja vasten tuleva kerros valmistetaan adhesiivista.

· · j. ( Tämän jälkeen komponentit upotetaan syvennyksiin kontaktialueet syvennyksen pohjaa [3( kohti ja komponentteihin muodostetaan sähköiset kontaktit eristekerroksessa olevien

• I

t reikien kautta. Mikäli rakenteesta halutaan mekaanisesti kestävä, komponentti on lisäksi • · · I · 2 ... 30 kiinnitettävä asennusalustaan, joten menetelmä on varsin monimutkainen.

• t 3 ' 1 ‘ Monimutkaisella menetelmällä, joka vaatii useita eri materiaaleja ja prosessivaiheita, on 115601 3 hyvin vaikea valmistaa kannattavasti edullisia tuotteita. Patentin menetelmä ei muutoinkaan vastaa nykyään käytössä olevaa tekniikkaa (patentti on vuodelta 1981).

JP-hakemusjulkaisussa 2001-53 447 kuvataan toinen ratkaisu, jossa asennusalustaan valmistetaan komponenttia varten syvennys. Komponentti sijoitetaan syvennykseen 5 siten, että komponentin kontaktialueet tulevat asennusalustan pintaa kohti. Tämän jälkeen asennusalustan pinnalle ja komponentin yli valmistetaan eristekerros. Eristekerrokseen valmistetaan kontaktiaukot komponenttia varten ja komponenttiin muodostetaan sähköiset kontaktit kontaktiaukkojen kautta. Tässä menetelmässä syvennyksen valmistaminen ja komponentin asettamien syvennykseen vaativat 10 melkoista tarkkuutta, jotta komponentti saadaan asemoitua asennuslevyn sivu- ja paksuussuunnassa läpivientien onnistumisen kannalta sopivasti.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada suhteellisen yksikertainen ja edullinen elektroniikkamoduulien valmistusmenetelmä, jonka avulla voidaan päästä mekaanisesti kestävään rakenteeseen.

15 Keksintö perustuu siihen, että komponentti liimataan johdekerroksen pinnalle, josta johdekerroksesta myöhemmin muodostetaan johdekuvioita. Komponentin liimaamisen jälkeen johdekerroksen pinnalle muodostetaan tai kiinnitetään eristemateriaalikerros, ; .. joka ympäröi johdekerrokseen liitetyn komponentin. Komponentin liimaamisen jälkeen valmistetaan myös läpiviennit, joiden kautta voidaan muodostaa sähköiset kontaktit . 20 johdekerroksen ja komponentin kontaktialueiden välille. Tämän jälkeen johdekerrok sesta, jonka pinnalle komponentti liimattiin, muodostetaan johdekuvioita.

.* Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, ’ · · ·' mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

• ’ · *; Yhdelle keksinnön mukaiselle elektroniikkamoduulisovellukselle on puolestaan 25 tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 19.

• » ·

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Keksinnön avulla on nimittäin *...· mahdollista valmistaa mekaanisesti kestäviä elektroniikkamoduuleja, jotka sisältävät •: · · i asennusalustaan upotettuja pakkaamattomia komponentteja.

• » • »

Keksintö mahdollistaa varsin yksinkertaisen valmistusmenetelmän, jossa tarvitaan 30 suhteellisen vähän erilaisia materiaaleja. Tästä syystä keksinnöllä on sovellusmuotoja, 115601 4 joiden avulla elektroniikkamoduuleja voidaan valmistaa pienin kustannuksin. Esimerkiksi US-patenttijulkaisun 4 246 595 kuvaamassa tekniikassa tarvitaan (viittaukset patentin kuvioon 8) tukikerros 24, eristekerros 16 sekä adheesiokerros 17. Lisäksi komponentin mekaanisesti lujan kiinnityksen aikaansaamiseksi tarvitaan vielä 5 neljäs eristemateriaali (ei esitetty kuvion 8 sovellusmuodossa), nimittäin täyteaine, jonka avulla komponentti kiinnitetään tukikerrokseen 24. Myös JP-hakemusjulkaisun 2001-53 447 ratkaisussa vastaava, komponentin kauttaaltaan ympäröivä kiinnitys edellyttää noin 3-4 erillistä eristemateriaalia tai eristekerrosta (julkaisun kuviot 2 ja 4).

Viitejulkaisuista poiketen keksinnöllämme on sovellusmuotoja, joissa komponentti 10 voidaan ympäröidä kauttaaltaan 2-3 eristemateriaalilla tai eristekerroksella. Nimittäin komponentin kontaktointipinta liimataan johdekerrokseen, jolloin liima kiinnittää komponentin edullisissa sovellusmuodoissa oleellisesti koko kontaktointipinnan alueelta. Muualta komponentti kiinnitetään tällaisessa sovellusmuodossa eristemate-riaalikerroksen avulla, joka toimii muodostettavan elektroniikkamoduulin 15 perusmateriaalina. Eristemateriaalikerros muodostetaan komponentin liimauksen jälkeen, joten se voidaan edullisissa sovellusmuodoissa valmistaa komponentin ympärille komponenttia myötäileväksi. Tällaisissa sovellusmuodoissa on mahdollista päästä komponentin kattavaan kiinnitykseen liimakerroksen ja 1-2 eristemateriaali-... levystä muodostettavan perusmateriaalikerroksen avulla.

•.: : 20 Keksinnön sovellusmuodoissa voidaan siis valmistaa piirilevy, jonka sisään on upotettu ..!:' komponentteja. Keksinnöllä on myös sovellusmuotoja, joiden avulla voidaan valmistaa komponentin ympärille pienikokoinen ja luotettava komponenttipakkaus osana .' ‘ piirilevyä. Tällaisessa sovellusmuodossa valmistusprosessi on yksinkertaisempi ja '··' halvempi kuin sellaiset valmistusmenetelmät, joissa erilliset koteloidut komponentit 25 asennetaan ja liitetään piirilevyn pinnalle. Valmistusmenetelmää voidaan myös soveltaa ; ‘ siten, että menetelmällä valmistetaan kelalta kelalle (Reel to Reel)-tuotteita. Edullisten ;* sovellusmuotojen mukaisilla menetelmillä voidaan valmistaa ohuita ja halpoja ..!; ’ piirilevytuotteita, jotka sisältävät komponentteja.

* , Keksintö mahdollistaa myös runsaasti muita edullisia sovellusmuotoja, joilla 30 saavutetaan merkittäviä lisäetuja. Tällaisten sovellusmuotojen avulla on esimerkiksi mahdollista yhdistää komponentin pakkausvaihe, piirilevyn valmistusvaihe sekä komponenttien ladonta ja kontaktointivaihe yhdeksi kokonaisuudeksi. Erillisten 115601 5 prosessivaiheiden yhdistäminen antaa merkittäviä logistisia etuja ja mahdollistaa pienten ja luotettavien elektroniikkamoduulien valmistuksen. Edelleen lisäetuna on se, että tällainen elektroniikkamoduulin valmistusmenetelmä voi pääosin käyttää hyväksi tunnettuja piirilevynvalmistus- ja ladontatekniikoita.

5 Edellä mainitun sovellusmuodon mukainen yhdistelmäprosessi on kokonaisuutena yksinkertaisempi kuin piirilevyn valmistaminen ja komponentin liittäminen piirilevyyn esimerkiksi flip-chip-tekniikalla. Tällaisilla edullisilla sovellusmuodoilla saavutetaan muihin valmistusmenetelmiin verrattuna seuraavia etuja: - Komponenttien liitännöissä ei tarvita juottamista, vaan sähköinen liitäntä 10 komponentin pinnalla olevien liitosalueiden ja asennusalustan metallikalvon välillä saadaan aikaan läpivientimenetelmällä. Tämä tarkoittaa sitä, että komponentin liittämiseen ei tarvitse käyttää pitkän aikaa sulaa metallia ja tästä johtuvia korkeita lämpötiloja. Täten rakenteen luotettavuus paranee juottamalla tehtyihin liitoksiin verrattuna. Erityisesti pienissä liitoksissa metalliyhdisteiden hauraus aiheuttaa 15 suuren ongelman. Edullisen sovellusmuodon mukaisessa juotteettomassa ratkaisussa voidaankin päästä juotteellisia ratkaisuja selvästi pienempiin rakenteisiin.

. - Koska menetelmällä pystytään valmistamaan pienempiä rakenteita, komponentit 1 voidaan sijoittaa lähemmäksi toisiaan. Tällöin myös komponenttien väliset johtimet 20 tulevat lyhyemmiksi ja elektroniikkapiirien ominaisuudet paranevat. Esimerkiksi häviöt, häiriöt j a kulkuaikaviiveet voivat pienentyä merkittävästi.

, · - Menetelmä mahdollistaa lyijyttömän valmistusprosessin, joka on ympäristö ystävällinen.

. *. - Käytettäessä juotteetonta valmistusprosessia syntyy myös vähemmän ei toivottuja ': 25 metallien välisiä rajapintoja (intermetallics), jolloin rakenteen pitkäikäluotettavuus j;> paranee.

’... · - Menetelmä mahdollistaa myös kolmidimensionaalisten rakenteiden valmistamisen, sillä asennusalustoja ja niihin upotettuja komponentteja voidaan : : latoa päällekkäin.

115601 6

Keksintö mahdollistaa myös muita edullisia sovellusmuotoja. Keksinnön yhteydessä voidaan käyttää mm. taipuisaa piirilevyä. Edelleen sovellusmuodoissa, joissa asennus-alustan lämpötila voidaan pitää alhaisena läpi koko prosessin, on mahdollista käyttää monipuolisesti orgaanisia valmistusmateriaaleja.

5 Sovellusmuotojen avulla on myös mahdollista valmistaa erittäin ohuita rakenteita, joissa komponentit ovat rakenteen ohuudesta huolimatta kauttaaltaan suojattuina asennus-alustansa, kuten piirilevyn, sisällä.

Sovellusmuodoissa, joissa komponentit sijoitetaan kokonaan asennusalustan sisälle, piirilevyn ja komponenttien välisistä liitoksista tulee mekaanisesti kestäviä ja 10 luotettavia.

Sovellusmuodot mahdollistavat myös sellaisten elektroniikkamoduulien valmistusprosessien suunnittelemisen, joissa tarvitaan suhteellisen vähän prosessivaiheita. Sovellusmuodoissa, joissa prosessivaiheita on vähemmän, tarvitaan vastaavasti myös vähemmän prosessilaitteita ja erilaisia valmistusmenetelmiä. Tällaisten sovellus-15 muotojen avulla voidaan monessa tapauksessa myös alentaa valmistuskustannuksia monimutkaisempiin prosesseihin verrattuna.

Elektroniikkamoduulin johdekuviokerrosten lukumäärä on myös mahdollista valita sovellusmuodon mukaan. Johdekuviokerroksia voi olla esimerkiksi yksi tai kaksi. j': Näiden päälle on lisäksi mahdollista valmistaa lisää johdekuviokerroksia piirilevy- • · · 20 teollisuudessa tunnettuun tapaan. Kokonaisuudessaan moduulissa voi siis olla esimerkiksi kolme, neljä tai viisi johdekuviokerrosta. Aivan yksinkertaisimmissa i sovellusmuodoissa johdekuviokerroksia ja ylipäätään johdekerroksia on ainoastaan : yksi. Joissakin sovellusmuodoissa jokaista näistä elektroniikkamoduulin sisältämistä johdekerroksista voidaan käyttää hyväksi johdekuvioiden muodostamisessa.

• · t · · • · *..! 25 Sovellusmuodoissa, joissa komponenttiin liittyvä johdekerros kuvioidaan vasta

• I

• komponentin liittämisen jälkeen, johdekerros voi sisältää johdekuvioita myös • I · ;;; komponentin kohdalla. Vastaava etu voidaan saavuttaa myös sovellusmuodoissa, joissa "* elektroniikkamoduuli varustetaan toisella johdekuviokerroksella, joka sijoitetaan * * moduulin runkomateriaalin toiselle pinnalle (komponenttiin liittyvään johdekuvio-

• * I

'<··* 30 kerrokseen nähden eristemateriaalikerroksen vastakkaiselle pinnalle). Tällöin toinen johdekerros voi sisältää johdekuvioita myös komponentin kohdalla. Johdekuvioiden 115601 7 sijoittaminen johdekerroksiin komponentin kohdalle tehostaa moduulin tilankäyttöä ja mahdollistaa tiiviimmän rakenteen.

Keksintöä tarkastellaan seuraavassa esimerkkien avulla ja oheisiin piirustuksiin viitaten.

Kuviot 1-10 esittävät poikkileikkauskuvasaqana joitakin esimerkkejä keksinnön 5 mukaisista valmistusmenetelmistä sekä periaatteellisia poikkileikkauskuvia joistakin keksinnön mukaisista elektroniikkamoduuleista.

Kuvio 11 esittää poikkileikkauskuvana yhden keksinnön mukaisen elektroniikka-moduulin, joka sisältää useita päällekkäisiä asennusalustoja.

Esimerkkien menetelmissä valmistus aloitetaan johdekerroksesta 4, joka voi olla 10 esimerkiksi metallikerros. Yksi soveltuva johdekerroksen 4 valmistusmateriaali on kuparikaivo (Cu). Mikäli prosessiin valittava johdekalvo 4 on hyvin ohut tai johdekalvo ei muusta syystä ole mekaanisesti kestävä, johdekalvoa 4 on suositeltavaa tukea tukikerroksen 12 avulla. Tällöin voidaan menetellä esimerkiksi siten, että prosessi aloitetaan tukikerroksen 12 valmistuksesta. Tukikerros 12 voi olla esimerkiksi 15 sähköäjohtavaa materiaalia, kuten alumiinia (AI), terästä tai kuparia, tai eristävää materiaalia, kuten polymeeriä. Tukikerroksen 12 toiselle pinnalle voidaan valmistaa kuvioton johdekerros 4 esimerkiksi käyttämällä jotakin piirilevyteollisuudessa hyvin ·**; tunnettua valmistusmenetelmää. Johdekerros voidaan valmistaa esimerkiksi laminoimalla tukikerroksen 12 pinnalle kuparikaivo (Cu). Vaihtoehtoisesti voidaan •; · 20 menetellä siten, että tukikerros 12 valmistetaan johdekerroksen 4 pinnalle. Johdekalvo 4 voi olla myös pinnoitettu metallikalvo tai muu useampia kerroksia tai useampia : * : materiaaleja sisältävä kalvo.

• ·

Myöhemmin prosessissa johdekerroksesta 4 valmistetaan johdekuvioita. Johdekuviot . . täytyy tällöin kohdistaa komponenttien 6 suhteen. Kohdistus on helpointa suorittaa ,*··. 25 sopivien kohdistusmerkkien avulla, joista ainakin osa voidaan valmistaa jo prosessin * t •t tässä vaiheessa. Itse kohdistusmerkkien aikaansaamiseen on käytettävissä useita ';;; erilaisia menetelmiä. Yksi mahdollinen menetelmä on pienten läpireikien 3 » t T valmistaminen johdekerrokseen 4 komponenttien 6 asennusalueiden läheisyyteen.

* ' Samoja läpireikiä 3 on mahdollista käyttää myös komponenttien 6 ja eristemateriaali- ' · * ’ 30 kerroksen 1 kohdistamiseen. Läpireikiä 3 tulisi olla mielellään ainakin kaksi kappaletta, jotta kohdistus voidaan suorittaa tarkasti.

8 1154501

Komponentit 6 kiinnitetään johdekerroksen 4 pinnalle liiman avulla. Liimaamista varten johdekerroksen 4 liitospinnalle tai komponentin 6 liitospinnalle tai molemmille liitospinnoille levitetään liimakerros 5. Tämän jälkeen komponentit 6 voidaan kohdistaa komponenteille 6 suunniteltuihin asemiin kohdistusreikien 3 tai muiden kohdistus-5 merkkien avulla. Vaihtoehtoisesti voidaan menetellä siten, että komponentit 6 liimataan ensin johdekerrokseen 4 toistensa suhteen asemoituina ja kohdistusmerkit valmistetaan tämän jälkeen komponenttien 6 suhteen kohdistettuina. Komponentin 6 liitospinnalla tarkoitetaan komponentin 6 sitä pintaa, joka tulee johdekerrosta 4 kohti. Komponentin 6 liitospinta käsittää kontaktialueita, joiden välityksellä komponenttiin voidaan 10 muodostaa sähköinen kontakti. Kontaktialueet voivat olla esimerkiksi komponentin 6 pinnalla olevia tasomaisia alueita tai tavallisemmin komponentin 6 pinnasta ulkonevia kontaktiulokkeita. Kontaktialueita tai -ulokkeita on komponentissa 6 yleensä vähintään kaksi. Monimutkaisissa mikropiireissä kontaktialueita voi olla hyvinkin monta.

Monissa sovellusmuodoissa on edullista levittää liitospinnalle tai liitospinnoille liimaa 15 niin runsaasti, että liima täyttää kauttaaltaan komponenttien 6 ja johdekerroksen 4 väliin jäävän tilan. Tällöin ei tarvita erillistä täyteainetta. Komponenttien 6 ja johdekerroksen 4 väliin jäävän tilan täyttyminen vahvistaa komponentin 6 ja johdekerroksen 4 välistä mekaanista kytkentää, jolloin saavutetaan mekaanisesti kestävämpi rakenne. Kattava ja aukoton liimakerros myös tukee johdekerroksesta 4 myöhemmin muodostettavia ; ’ 20 j ohdekuvioita 14 j a suoj aa rakennetta myöhemmissä prosessivaiheissa.

• · Liimalla tarkoitetaan materiaalia, jolla komponentit voidaan kiinnittää johdekerrokseen.

: Liiman yksi ominaisuus on se, että liima voidaan levittää johdekerroksen ja/tai komponentin pinnalle suhteellisen juoksevassa tai muutoin pinnanmuotoihin mukautu-: vassa muodossa. Liiman toinen ominaisuus on se, että levittämisen jälkeen liima 25 kovettuu tai voidaan kovettaa ainakin osittain siten, että liima kykenee pitämään komponentin paikoillaan (johdekerroksen suhteen) ainakin niin kauan kunnes .· komponentti kiinnitetään rakenteeseen jollakin muulla tavalla. Liiman kolmas : · ominaisuus on adheesiokyky eli kyky tarttua liimattavaa pintaan.

•

Liimaamisella tarkoitetaan komponentin ja johdekerroksen kiinnittämistä toisiinsa ' ‘ 30 liiman avulla. Liimattaessa siis liimaa tuodaan komponentin ja johdekerroksen väliin ja ··' asetetaan komponentti johdekerroksen suhteen sopivaan asemaan, jossa liima on kosketuksessa komponentin ja johdekerroksen kanssa ja ainakin osittain täyttää 9 115601 komponentin ja johdekerroksen välisen tilan. Tämän jälkeen liiman annetaan (ainakin osittain) kovettua tai liima aktiivisesti kovetetaan (ainakin osittain) siten, että komponentti kiinnittyy liiman avulla johdekerrokseen. Joissakin sovellusmuodoissa komponentin kontaktiulokkeet saattavat liimauksen aikana työntyä liimakerroksen läpi 5 kosketukseen johdekerroksen kanssa.

Sovellusmuodoissa käytettävä liima on tyypillisesti lämpökovetteinen epoksi, esimerkiksi NCA (non conductive adhesive). Liima valitaan siten, että käytettävällä liimalla on riittävä adheesio johdinkalvoon, piirilevyyn ja komponenttiin. Yksi edullinen liiman ominaisuus on sopiva lämpölaajenemiskerroin, jolloin liiman 10 lämpölaajeneminen ei poikkea liian paljon ympäröivän materiaalin lämpölaajenemisesta prosessin aikana. Valittavalla liimalla tulisi myös mielellään olla lyhyt kovetusaika, mielellään korkeintaan muutamia sekunteja. Tässä ajassa liiman tulisi kovettua ainakin osittain siten, että hima kykenee pitämään komponentin paikoillaan. Lopullinen kovettuminen voi viedä selvästi enemmän aikaa ja loppukovetus voidaankin suunnitella 15 tapahtuvaksi myöhempien prosessivaiheiden yhteydessä. Liiman tulee myös kestää käytettävät prosessilämpötilat, esimerkiksi kuumentaminen 100 - 265 °C lämpötilaan muutamia kertoja, sekä valmistusprosessin muu rasitus, esimerkiksi kemiallinen tai mekaaninen rasitus. Liiman sähkönjohtavuus on mielellään eristemateriaalien sähkönjohtavuuden luokkaa.

» · 20 Elektroniikkamoduulin, esimerkiksi piirilevyn, perusmateriaaliksi valitaan soveltuva » *·· eristemateriaalikerros 1. Eristemateriaalikerrokseen 1 valmistetaan sopivalla menetel- S · : mällä johdekerrokseen 4 liimattujen komponenttien 6 koon ja keskinäisen aseman * : mukaan valitut syvennykset tai läpireiät. Syvennykset tai läpireiät voidaan valmistaa myös hieman komponentteja 6 suuremmiksi, jolloin eristemateriaalikerrokseen 1 25 kohdistaminen johdekerroksen 4 suhteen ei ole niin kriittistä. Mikäli prosessissa .·* käytetään eristemateriaalikerrosta 1, johon tehdään läpireiät komponentteja 6 varten, tiettyjä etuja voidaan saavuttaa käyttämällä lisäksi erillistä eristemateriaalikerrosta 11, :* johon ei ole valmistettu reikiä. Tällainen eristemateriaalikerros 11 voidaan sijoittaa : : eristemateriaalikerroksen 1 päälle peittämään komponentteja varten valmistetut 30 läpireiät.

» · 115601 ίο

Mikäli valmistettavaan elektromikkamoduuliin halutaan toinen johdekerros, tämä voidaan valmistaa esimerkiksi eristemateriaalikerroksen 1 pinnalle. Sovellusmuodoissa, joissa käytetään toista eristemateriaalikerrosta 11, johdekerros voidaan valmistaa tämän toisen eristemateriaalikerroksen 11 pinnalle. Toisesta johdekerroksesta 9 voidaan 5 haluttaessa valmistaa johdekuvioita 19. Johdekerros 9 voidaan valmistaa esimerkiksi vastaavalla tavalla kuin johdekalvo 4. Toisen johdekalvon 9 valmistaminen ei kuitenkaan ole tarpeellista yksinkertaisissa sovellusmuodoissa ja yksinkertaisia elektroniikkamoduuleja valmistettaessa. Toista johdekalvoa 9 voidaan kuitenkin hyödyntää monella tavoin, kuten johdinkuvioiden lisätilana ja komponenttien 6 ja koko 10 moduulin suojaamisessa sähkömagneettista säteilyä vastaan (EMC-suojaus). Toisen johdekalvon 9 avulla voidaan myös vahvistaa rakennetta ja vähentää esimerkiksi asennusalustan käyristymistä.

Elektromikkamoduuliin valmistetaan läpiviennit, joiden kautta voidaan muodostaa sähköiset kontaktit komponenttien 6 kontaktialueiden ja johdekerroksen 4 välille.

15 Läpivientejä varten johdekerrokseen 4 tehdään reiät 17 komponenttien 6 kontaktialueiden (kuvioissa kontaktiulokkeet 7) kohdalle. Kohdistamisessa voidaan käyttää hyväksi reikiä 3 tai muita käytössä olevia kohdistusmerkkejä. Reiät 17 valmistetaan siten, että ne puhkaisevat myös kontaktialueiden tai kontaktiulokkeiden 7 päälle jääneen liimakerroksen. Reiät 17 ulottuvat siis komponentin 6 kontakti- 20 ulokkeiden 7 tai muiden kontaktialueiden materiaaliin saakka. Reiät 17 voidaan valmistaa esimerkiksi laserlaitteella poraamalla tai jollakin muulla soveltuvalla ; menetelmällä. Tämän jälkeen reikiin 17 tuodaan johdemateriaalia siten, että muodostuu , ’! sähköinen kontakti komponenttien 6 ja johdekerroksen 4 välille.

• » · < » • _ 11 ·' Esimerkkien mukaiset valmistusprosessit on mahdollista toteuttaa valmistus- 25 menetelmillä, jotka ovat yleisesti tunnettuja piirilevyjen valmistuksen ammattimiehille.

• t , · · ’, Seuraavassa tarkastellaan lähemmin kuvioiden 1 -8 esittämiä menetelmävaiheita.

j · Vaihe A (kuvio 1): * · > t T Vaiheessa A valitaan prosessin lähtömateriaaliksi soveltuva johdekerros 4. Lähtö- * * materiaaliksi voidaan valita myös kerroslevy, jossa johdekerros 4 sijaitsee tukialustan ’···* 30 12 pinnalla. Kerroslevy voidaan valmistaa esimerkiksi siten, että otetaan käsiteltäväksi 115601 11 soveltuva tukialusta 12 ja tämän tukialustan 12 pinnalle kiinnitetään soveltuva johdekalvo johdekerroksen 4 muodostamista varten.

Tukialusta 12 voi olla esimerkiksi sähköäjohtavaa materiaalia, kuten alumiinia (AI), tai eristävää materiaalia, kuten polymeeriä. Johdekerros 4 voidaan muodostaan esimerkiksi 5 kiinnittämällä tukialustan 12 toiselle pinnalle ohut metallikalvo, esimerkiksi laminoimalla se kuparista (Cu). Metallikalvo voidaan kiinnittää tukialustaan esimerkiksi adheesiokerroksella, joka on levitetty tukialustan 12 tai metallikalvon pinnalle ennen metallikerroksen laminointia. Metallikalvossa ei tarvitse tässä vaiheessa ole mitään kuvioita.

10 Kuvion 1 esimerkissä alustaan valmistetaan tukialustan 12 ja johdekerroksen 4 läpäisevät reiät 3 komponenttien 6 asennuksen ja liittämisen aikaista kohdistamista varten. Läpireikiä 3 voidaan valmistaa esimerkiksi kaksi kappaletta kutakin asennettavaa komponenttia 6 kohti. Reiät 3 voidaan valmistaa jollakin soveltuvalla menetelmällä, esimerkiksi mekaanisesti jyrsimällä, lyömällä, poraamalla tai laserin 15 avulla. Läpireikien 3 valmistaminen ei kuitenkaan ole välttämätöntä, vaan komponenttien kohdistamiseen voidaan käyttää myös joitakin muita soveltuvia kohdistusmerkintöjä. Kuvion 1 esittämissä sovellusmuodoissa komponenttien kohdistamiseen käytettävät läpireiät 3 ulottuvat sekä tukialustan 12 että johdekalvon 4 läpi. Tästä on se etu, että samoja kohdistusmerkkejä (läpireikiä 3) voidaan käyttää 20 kohdistuksessa asennusalustan molemmilla puolilla.

< · ‘ Vaihe A voidaan suorittaa samaan tapaan myös sellaisissa sovellusmuodoissa, joissa •' käytetään itsekantavaa johdekerrosta 4 ja joista siis puuttuu kokonaan tukikerros 12.

' ”: Vaihe B (kuvio 2):

Vaiheessa B johdekerroksen 4 päälle levitetään liimakerros 5 niille alueille, joille .,! 25 komponentteja 6 kiinnitetään. Näitä alueita voidaan kutsua liitäntäalueiksi.

• * Liimakerrokset 5 voidaan kohdistaan esimerkiksi läpireikien 3 avulla. Liimakerroksen > > · ;;; paksuus valitaan siten, että liima täyttää hyvin komponentin 6 ja johdekerroksen 4 1 · välisen tilan, kun komponentti 6 painetaan kiinni liimakerrokseen 5. Mikäli • ’ · komponentti 6 käsittää kontaktiulokkeita 7, liimakerroksen 5 paksuuden olisi hyvä olla 30 kontaktiulokkeiden 7 korkeutta suurempi, esimerkiksi noin 1,5-10 -kertainen, jotta komponentin 6 ja johdekerroksen 4 välinen tila täyttyy hyvin. Komponenttia 6 varten 115601 12 muodostettavan liimakerroksen 5 pinta-ala voi myös olla hieman komponentin 6 vastaavaan pinta-alaa suurempi, mikä omalta osaltaan vähentää huonon täyttymisen riskiä.

Vaihetta B voidaan modifioida siten, että liimakerros 5 levitetään johdekerroksen 4 5 liitäntäalueiden sijasta komponenttien 6 liitäntäpinnoille. Tämä voidaan suorittaa esimerkiksi siten, että komponentti kastetaan liimassa ennen sen latomista paikalleen elektroniikkamoduuliin. On myös mahdollista menetellä siten, että liimaa levitetään sekä johdekerroksen 4 liitäntäalueille että komponenttien 6 liitäntäpinnoille.

Käytettävä liima on siis sähköneriste, joten liimakerros 5 itsessään ei synnytä sähköistä 10 kontaktia komponentin 6 kontaktialueiden (esimerkissä kontaktiulokkeiden 7) välille.

Vaihe C (kuvio 3):

Vaiheessa C komponentit 6 asetetaan paikoilleen elektroniikkamoduuliin. Tämä voidaan suorittaa esimerkiksi siten, että ladontakoneen avulla komponentit 6 painetaan liimakerrokseen 5. Ladontavaiheessa komponentin 6 kohdistukseen käytetään 15 kohdistusta varten valmistettuja läpireikiä 3 tai muita käytössä olevia kohdistus-merkkejä.

Komponentit 6 voidaan liimata yksitellen tai sopivissa ryhmissä. Tyypillisesti .* menetellään siten, että johdekerros, jota voidaan kutsua asennusalustan pohjaksi, ' tuodaan sopivaan asemaan ladontakoneen suhteen ja tämän jälkeen komponentti 6 ( · : 20 kohdistetaan ja painetaan kiinni asennusalustan pohjaan, joka pidetään kohdistamisen ja ; ’ kiinnittämisen ajan liikkumattomana.

< i · ’: Vaihe D (kuvio 4):

Vaiheessa D johdekerroksen 4 päälle asetetaan eristemateriaalikerros 1, johon on ! ennalta valmistettu reiät 2 tai syvennykset johdekerrokseen 4 liimattuja komponentteja i' 25 6 varten. Eristemateriaalikerros 1 voidaan valmistaa sopivasta polymeerialustasta, johon : valmistetaan komponenttien 6 koon ja sijainnin mukaan valitut reiät tai syvennykset,

> I

jollakin sopivalla menetelmällä. Polymeerialusta voi olla esimerkiksi piirilevy- ": teollisuudessa tunnettu ja yleisesti käytetty pre-preg alusta, joka on valmistettu •lasikuitumatosta ja n.k. b-tilan epoksista. Vaihe D on hyvä suorittaa vasta sen jälkeen 115601 13 kun liimakerros 5 on kovetettu tai muutoin kovettunut riittävästi, jotta komponentit 6 pysyvät paikoillaan eristemateriaalikerroksen 1 asettamisen aikana.

Valmistettaessa hyvin yksinkertaista elektroniikkamoduulia eristemateriaalikerros 1 voidaan kiinnittää johdekerrokseen 4 vaiheen D yhteydessä ja jatkaa prosessia 5 johdekerroksen 4 kuvioinnilla.

Vaihe E (kuvio 5):

Vaiheessa E eristemateriaalikerroksen 1 päälle asetetaan kuvioimaton eristemateriaalikerros 11 ja tämän päälle johdekerros 9. Eristemateriaalikerros 11 voidaan eristemateriaalikerroksen 1 tapaan valmistaa soveltuvasta polymeerikalvosta, 10 esimerkiksi edellä mainitusta pre-preg alustasta. Johdekerros 9 voi puolestaan olla esimerkiksi kuparikaivo tai jokin muu tarkoitukseen soveltuva kalvo.

Vaihe F (kuvio 6):

Vaiheessa F kerrokset 1, 11 ja 9 prässätään lämmön ja paineen avulla siten, että polymeeri (kerroksissa 1 ja 11) muodostaa yhtenäisen ja tiiviin kerroksen 15 johdekerrosten 4 ja 9 väliin komponenttien 6 ympärille. Tällä menettelyllä toisesta johdekerroksesta 9 tulee varsin tasainen ja tasomainen.

·, Valmistettaessa yksinkertaisia ja yhden johdekuviokerroksen 14 käsittäviä ·. elektroniikkamoduuleja vaihe E voidaan jopa jättää kokonaan pois tai laminoida :. rakenteeseen kerrokset 1 ja 11 ilman johdekerrosta 9.

20 Vaihe G (kuvio 7): I · : Vaiheessa G rakenteesta irrotetaan tai muutoin poistetaan tukialusta 12. Poistaminen voidaan tehdä esimerkiksi mekaanisesti tai syövyttämällä. Vaihe G voidaan ; luonnollisesti jättää pois sovellusmuodoissa, joissa ei käytetä tukialustaa 12.

Vaihe H (kuvio 8): 25 Vaiheessa H valmistetaan läpivientejä varten reiät 17. Reiät 17 valmistetaan ’ . johdekerroksen 4 ja liimakerroksen 5 läpi siten, että komponentin 6 kontaktiulokkeiden >«, 7 tai vastaavien kontaktialueiden materiaali paljastuu. Reiät 17 voidaan valmistaa 115601 14 esimerkiksi laserin avulla poraamalla. Reiät 17 voidaan kohdistaa esimerkiksi reikien 3 avulla.

Vaihe I (kuvio 9):

Vaiheessa I kasvatetaan johdemateriaalia 18 vaiheessa H valmistettuihin reikiin 17.

5 Esimerkkiprosessissa johdemateriaalia kasvatetaan samalla myös muualle alustan päälle, joten myös johdekerrosten 4 ja 9 paksuus kasvaa.

Kasvatettava johdemateriaali 18 voi olla esimerkiksi kuparia tai jotain muuta riittävästi sähköä johtavaa materiaalia. Johdemateriaalin 18 valinnassa otetaan huomioon materiaalin kyky muodostaan sähköinen kontakti komponentin 6 kontaktiulokkeiden 7 10 materiaalin kanssa. Yhdessä esimerkkiprosessissa johdemateriaali 18 on pääasiassa kuparia. Kuparimetallointi voidaan tehdä pinnoittamalla reiät 17 ohuella kerroksella kemiallista kuparia ja tämän jälkeen pinnoitusta voidaan jatkaa sähkökemiallisella kuparinkasvatusmenetelmällä. Kemiallista kuparia käytetään esimerkissä siksi, koska se pinnoittuu myös liiman päälle ja toimii sähkönjohtajana sähkökemiallisessa 15 pinnoituksessa. Metallin kasvatus voidaan siis suorittaa märkäkemiallisella menetelmällä, joten kasvattaminen on halpaa.

Esimerkkiprosessissa läpivientien reiät 17 puhdistetaan ensin kolmivaiheisella desmear ·, käsittelyllä. Tämän jälkeen läpiviennit metalloidaan siten, että ensin muodostetaan ·. polymeerin katalysoiva SnPd-pinnoite ja tämän jälkeen pinnalle saostetaan kemiallista 20 kuparia ohut kerros (noin 2pm). Kuparin paksuutta kasvatetaan sähkökemiallisella . saostuksella.

Vaiheen I tarkoituksena on muodostaa sähköinen kontakti komponentin 6 ja johdekerroksen 4 välille. Vaiheessa I ei siis ole välttämätöntä kasvattaa johdekerrosten 4 ja 9 paksuutta, vaan prosessi voidaan aivan hyvin suunnitella siten, että vaiheessa I 25 ainoastaan täytetään reiät 17 sopivalla materiaalilla. Johdekerros 18 voidaan valmistaa » * esim. täyttämällä reiät 17 sähköä johtavalla pastalla tai käyttää jotakin muuta soveltuvaa * mikroläpivientien metallointimenetelmää.

t ‘ j Myöhemmissä kuvioissa johdekerros 18 esitetään johdekerroksiin 4 ja 9 sulautuneena.

I I

... * Vaihe J (kuvio 10): 115601 15

Vaiheessa J alustan pinnoilla olevista johdekerroksista 4 ja 9 valmistetaan halutut johdekuviot 14 ja 19. Mikäli sovellusmuodossa käytetään ainoastaan johdekerrosta 4, kuviot muodostetaan ainoastaan alustan yhdelle puolelle. Voidaan myös menetellä siten, että johdekuvioita muodostetaan ainoastaan johdekerroksesta 4 vaikka sovellus-5 muodossa käytettäisiinkin myös toista johdekerrosta 9. Tällaisessa sovellusmuodossa kuvioimaton johdekerros 9 voi toimia esimerkiksi elektroniikkamoduulia mekaanisesti tukevana tai suojaavana kerroksena tai suojana sähkömagneettista säteilyä vastaan.

Johdekuviot 14 voidaan valmistaa esimerkiksi poistamalla johdekerroksen 4 johdemateriaali johdekuvioiden ulkopuolelta. Johdemateriaalin poistaminen voidaan 10 suorittaa esimerkiksi jollakin kuviointi- ja syövytysmenetelmällä, jotka ovat piirilevyteollisuudessa laajalti käytettyjä ja hyvin tunnettuja.

Vaiheen J jälkeen elektroniikkamoduuli sisältää komponentin 6 tai useita komponentteja 6 sekä johdekuviot 14 ja 19 (joissakin sovellusmuodoissa ainoastaan johdekuviot 14), joiden avulla komponentti 6 tai komponentit voidaan yhdistää 15 ulkoiseen piiriin tai toisiinsa. Tällöin on olemassa edellytykset toiminnallisen kokonaisuuden valmistamiselle. Prosessi voidaan siis suunnitella siten, että elektroniikkamoduuli on valmis vaiheen J jälkeen ja kuvio 10 esittääkin esimerkin yhdestä mahdollisesta elektroniikkamoduulista. Haluttaessa prosessia voidaan myös jatkaa • '; vaiheen J jälkeen esimerkiksi päällystämällä elektroniikkamoduuli suoja-aineella tai ; 20 valmistamalla lisää johdekuviokerroksia elektroniikkamoduulin ensimmäiselle ja/tai toiselle pinnalle.

*

Kuvio 11 : Kuviossa 11 esitetään monikerroksinen elektroniikkamoduuli, joka sisältää kolme päällekkäin laminoitua alustaa 1 komponentteineen 6 sekä yhteensä kuusi 25 johdekuviokerrosta 14 ja 19. Alustat 1 on kiinnitetty toisiinsa välikerrosten 32 avulla.

,: Välikerros 32 voi olla esimerkiksi pre-preg-epoksikerros, joka laminoidaan alustojen 1 * väliin. Tämän jälkeen elektroniikkamoduuliin on porattu moduulin läpäisevät reiät ‘ : kontaktien muodostamista varten. Kontaktit muodostetaan reikiin kasvatettavan johdekerroksen 31 avulla. Elektroniikkamoduulin läpi kulkevien johteiden 31 avulla eri ···. 30 alustojen 1 johdekuviokerroksia 14 ja 19 voidaan kytkeä sopivasti toisiinsa ja näin muodostaa monikerroksinen toimiva kokonaisuus.

16 115601

Kuvion 11 esimerkin perusteella on selvää, että menetelmää voidaan käyttää myös monenlaisten kolmedimensionaalisten piirirakenteiden valmistamiseen. Menetelmää voidaan käyttää esim. siten, että useita muistipiirejä sijoitetaan päällekkäin ja näin muodostetaan useita muistipiirejä sisältävä paketti, jossa muistipiirit on kytketty 5 toisiinsa yhdeksi toiminnalliseksi kokonaisuudeksi. Tällaista pakettia voidaan kutsua kolmedimensionaaliseksi multichip-moduuliksi. Tällaisessa moduulissa chipit voidaan valita vapaasti ja eri chippien väliset kontaktit voidaan helposti valmistaa valittujen piirien mukaisesti.

Monikerroksisen elektroniikkamoduulin osamoduulit (alustat 1 komponentteineen 6 ja 10 johtimineen 14 ja 19) voidaan valmistaa esimerkiksi jollakin edellä kuvatulla elektroniikkamoduulien valmistusmenetelmällä. Osa kerrosrakenteeseen liitettävistä osamoduuleista voidaan toki aivan hyvin valmistaa myös jollakin muulla tarkoituksen soveltuvalla menetelmällä.

Kuvioiden 1-11 esimerkit kuvaavat joitakin mahdollisia prosesseja, joiden avulla 15 keksintöämme voidaan käyttää hyväksi. Keksintömme ei kuitenkaan rajoitu vain edellä esitettyihin prosesseihin, vaan keksintö kattaa muitakin erilaisia prosesseja ja niiden lopputuotteita, patenttivaatimusten täydessä laajuudessa ja ekvivalenssitulkinta huomioon ottaen. Keksintö ei myöskään rajoitu vain esimerkkien kuvaamiin rakenteisiin ja menetelmiin, vaan alan ammattimiehelle on selvää, että keksintömme 20 erilaisilla sovelluksilla voidaan valmistaa hyvin monenlaisia elektroniikkamoduuleja ja piirilevyjä, jotka poikkeavat suurestikin edellä esitetystä esimerkistä. Kuvioiden komponentit ja johdotukset on siis esitetty ainoastaan valmistusprosessin havainnollis-tamistarkoituksessa. Edellä esitettyjen esimerkkien prosesseihin voidaan tehdä siis ,: runsaasti muutoksia, poikkeamatta silti keksinnön mukaisesta perusajatuksesta.

25 Muutokset voivat liittyä esimerkiksi eri vaiheissa kuvattuihin valmistustekniikoihin tai prosessivaiheiden keskinäiseen järj estykseen.

»

Menetelmän avulla voidaan valmistaa myös komponenttipaketteja piirilevylle liittämistä ! varten. Tällaiset paketit voivat sisältää myös useampia komponentteja, jotka on kytketty « ’!' sähköisesti toisiinsa.

I 4 * 17 115601

Menetelmällä voidaan valmistaa myös kokonaisia sähköisiä moduuleja. Moduuli voi olla myös piirilevy, jonka ulkopinnalle voidaan kiinnittää komponentteja kuten tavalliseen piirilevyyn.

’ * .· t * * *

Claims

115601

1. Menetelmäelektroniikkamoduulinvalmistamiseksi,tunnettu siitä,että: - otetaan johdekerros (4), 5. otetaan komponentti (6), jolla on kontaktointipinta, jolla on kontaktialueita (7), - liimataan komponentti (6) kontaktointipinnan puolelta johdekerroksen (4) ensimmäiselle pinnalle, - valmistetaan johdekerroksen (4) ensimmäiselle pinnalle eristemateriaalikerros 10 (1), joka ympäröi johdekerrokseen (4) liimatun komponentin (6), - muodostetaan läpiviennit (17) komponentin (6) kontaktialueiden (7) yhdistämiseksi sähköisesti johdekerrokseen (4), ja - valmistetaan johdekerroksesta (4) johdekuvioita (14). • ·' 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että komponenttia * ‘ (6) liimattaessa: ' * · ’ ’; - johdekerroksen (4) pinnalle levitetään liimakerros (5), ja - komponentin (6) kontaktointipinta painetaan liimakerrokseen (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että komponenttia (6) liimattaessa: - komponentin (6) kontaktointipinnalle ja johdekerroksen (4) ensimmäiselle • '. pinnalle levitetään liimakerrokset (5), ja - liimakerrokset (5) painetaan toisiaan vasten. 115601

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdekerrokseen (4) liimataan ainakin yksi komponentti (6) ja liimakerros (5) levitetään johdekerroksen (4) pinnalle alueellisesti siten, että johdekerroksen (4) pinta on oleellisesti liimaton komponenttien (6) liitäntäalueiden ulkopuolella. 5

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponenttia (6) liimattaessa: - komponentin kontaktointipinnalle levitetään liimakerros, ja - komponentin pinnalla oleva liimakerros painetaan johdekerrosta (4) vasten. 10

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - johdekerrokseen (4) valmistetaan komponentin (6) kohdistusta varten ainakin yksi kohdistusmerkki (3), ja - komponentti (6) liimataan johdekerrokseen (4) ainakin yhden kohdistus- 15 merkin (3) suhteen kohdistettuna.

• > · • · • ♦ • · :· 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että ainakin yksi kohdistusmerkki on läpireikä (3), joka läpäisee johdekerroksen (4). » < * ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdekerroksesta (4) valmistetaan johdekuvioita (14) poistamalla osa johdekerroksen ; * * materiaalista, jolloin jäljelle jäävä materiaali muodostaa johdekuviot.

» * * * 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : ’ ·.: 25 läpivientien muodostamiseksi johdekerrokseen (4) ja liimakerrokseen (5) avataan aukot * · (17) komponentin (6) kontaktialueiden (7) kohdalle. 115601

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdekerrokseen liittyy tukikerros (12), joka poistetaan eristemateriaalikerroksen (1) valmistamisen jälkeen mutta ennen johdekuvioiden (14) valmistamista. 5

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentin (6) ympäröivä eristemateriaalikerros (1) valmistetaan kiinnittämällä johdekerrokseen (4) eristemateriaalikerros (1), johon on valmistettu reiät tai syvennykset komponenttia tai komponentteja varten. 10

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdekerrokseen (4) kiinnitettävän ensimmäisen eristemateriaalikerroksen (1) pinnalle kiinnitetään toinen eristemateriaalikerros (11), joka on yhtenäinen ja joka peittää komponentin (6).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristemateriaalikerroksen (1) vastakkaiselle pinnalle valmistetaan toinen johdekuvio-kerros (19). * · * * I • ·

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 johdekerrokseen (4) liimataan irrallinen, piirilevyrakenteeseen liittämätön komponentti (6).

» ', 15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektroniikkamoduuliin upotetaan vastaavalla tavalla useampi kuin yksi komponentti 25 (6). » I I · * · » » 115601

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektroniikka-moduuliin upotetut komponentit (6) yhdistetään sähköisesti toisiinsa toiminnallisen kokonaisuuden muodostamista varten.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan ensimmäinen moduuli ja ainakin yksi toinen moduuli, ja kiinnitetään valmistetut moduulit toisiinsa päällekkäisesti siten, että moduulit tulevat kohdistetuiksi toistensa suhteen.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällekkäin kiinnitettyjen moduulien läpi valmistetaan reikiä läpivientejä varten ja valmistetaan näin aikaansaatuihin reikiin johteet (31) kullakin moduulilla olevien elektroniikkapiirien kytkemiseksi toisiinsa toiminnalliseksi kokonaisuudeksi.

19. Elektroniikkamoduuli, joka käsittää - eristemateriaalikerroksen(l), jolla on ensimmäinen pinta ja toinen pinta, : : - eristemateriaalikerroksessa (1) olevan ainakin yhden reiän tai syvennyksen, ,,,:' j oka avautuu ensimmäiselle pinnalle, • · • » - ainakin yhden komponentin (6), joka käsittää kontaktialueita (7), joka 20 komponentti (6) on asemoitu siten, että kontaktialueet (7) sijaitsevat välimatkan päässä eristemateriaalikerroksen (1) ensimmäisen pinnan tasalta, t I · ; - johdekuviokerroksen (14), joka ulottuu eristemateriaalikerroksessa (1) olevan ainakin yhden reiän tai syvennyksen päälle ja komponentin (6) • : kontaktialueiden (7) kohdalle, * * I ’ * I 25. kovettuneen liimakerroksen (5) komponentin (6) ja johdekuviokerroksen (14) > ’ ’. välissä, ja 115601 - liimakerroksen (5) läpäisevät johdemateriaalimuodostumat (17) sähköisen kontaktin muodostamiseksi johdekuviokerroksen (14) ja komponentin kontaktialueiden (7) välille, tunnettu siitä,että 5. ainakin yksi komponentti (6) on ainakin yhden reiän tai syvennyksen sisällä ja käsittää kontaktialueita (7) komponentin sillä pinnalla, joka on eristemateriaalikerroksen (1) ensimmäisen pinnan puolella, - johdekuviokerros (14) kulkee eristemateriaalikerroksen (1) ensimmäisellä pinnalla, ja 10. kovettunut liimakerros (5) sijaitsee eristemateriaalikerroksessa (1) olevassa reiässä tai syvennyksessä.

20.Patenttivaatimuksen 19 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu siitä, että komponentin (6) paksuus on pienempi kuin eristemateriaalikerroksen (1) paksuus 15 eristemateriaalikerroksen ensimmäisen pinnan ja toisen pinnan välisessä summassa. • · V

·' 21. Patenttivaatimuksen 19 tai 20 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu siitä, ; että mainittu johdekuviokerros (14) on oleellisesti tasomainen siten, että johdekuvio- kerroksen se pinta, joka kohdistuu eristemateriaalikerrosta (1) ja eristemateriaali- » I t ·' 20 kerroksessa komponenttia (6) varten olevaa reikää tai syvennystä vastaan, sijaitsee I | ‘ ‘ kauttaaltaan oleellisesti eristemateriaalikerroksen ensimmäisen pinnan tasalla.

- »♦ !' 22. Jonkin patenttivaatimuksen 19 - 21 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu ·' : siitä, että se käsittää toisen johdekuviokerroksen (19), joka kulkee eristemateriaali- • · · 1 25 kerroksen (1) toisella pinnalla. « »· 115601

23. Jonkin patenttivaatimuksen 19-22 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu siitä, että se käsittää useita komponentteja (6), jotka on johdekuvioiden (14) välityksellä yhdistetty sähköisesti toisiinsa siten, että komponentit (6) muodostavat toiminnallisen kokonaisuuden. 5 1 S » t I · I I 1 • · 24 115601