Спосіб виготовлення щонайменше одного електропровідного з’єднання між двома або більше електропровідними структурами

1 Спосіб виготовлення щонайменше одного елеісгропровідного з'єднання між двома або більше елеісгропровідними струїсгурами (2, 2', 4, 4'), із яких щонайменше одна разом з носієм (З, З') об'єднана в електропровідну систему, причому щонайменше один із носіїв (З, З') виконаний із термопластичного синтетичного матеріалу, і щонайменше в одній з об'єднаних електропровідних систем в зоні місць контактів виконують прорізи (6, 6'), який відрізняється тим, що для виготовлення електропровідного з'єднання до місця з'єднання крізь прорізи (6, 6') безпосередньо і націлено підводять теплову енергію 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що в прорізи (6, 6') вносять електропровідну масу (9) 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що як Винахід стосується способу виготовлення частково електропровідних контактних з'єднань між двома провідними структурами і, зокрема, між двома провідними структурами, із яких щонайменше одна розміщена на стабілізуючому носи Під провідною структурою слід розуміти всі види електропровідних структур, тобто в принципі всякі електропровідні деталі, наприклад, електричні контакти гібридних та інтегральних модулів і т п Термін охоплює, зокрема, виготовлені із металевих шарів або плівок електропровідні структури і, передовсім, виготовлені із електропровідних плівок схеми Електропровідні плівки можуть мати товщину від 12 до 200мкм або також більше Електропровідні структури з метою механічного зміц електропровідну масу використовують електропровідну пасту, електропровідний клей, паяльну пасту або паяльну фольгу 4 Спосіб за одним із пп 1-3, який відрізняється тим, що теплову енергію підводять шляхом випромінювання тепла, способом зварювання, зокрема шляхом точкового або щілинного зварювання, способом паяння, ультразвуковим способом, термокомпресійним способом, термоакустичним способом з використанням лазера (10, 10', 10") 5 Спосіб за одним із пп 1-4, який відрізняється тим, що електропровідні структури (2, 2') розміщують на носи (З, З') або інтегрують в нього 6 Спосіб за п 5, який відрізняється тим, що всі носи (З, З') виконують із термопластичного синтетичного матеріалу 7 Спосіб за п 6, який відрізняється тим, що з'єднання виготовляють в зоні прорізів, виконаних в більш товстій об'єднаній електропровідній системі (2, 3 або 2, 2') 8 Спосіб за одним із пп 1-7, який відрізняється тим, що з'єднання виготовляють між інтегрованою в пластинку металевою приєднувальною рамкою (4) і щонайменше однією, розміщеною на термопластичному носи (З, З'), електропровідною структурою (2, 2') О ю 00 нення та ізолювання можуть бути напилені, наклеєні або іншим відомим способом нанесені на носій або інтегровані в носій Такі системи в подальшому називаються об'єднаними електропровідними системами Як носи придатні крім інших синтетичні матеріали, зокрема, термопластичні синтетичні матеріали, такі як поліестер, полюлефіни, галогеновані полюлефіни, при необхідності зміцнені поліепоксиди та змішані або привиті полімеризати цих полімерів Для поліпшення корозійного захисту поверхня електропровідних структур може бути додатково оброблена або покрита благородними металами Саме в разі таких багатошарових структур з однією або більше електропровідними структура 44845 формується лише незначній мірі Вертикальні ми, із яких щонайменше одна розміщена на терз'єднання виконують за допомогою термопресу, в мопластичному носи, виникають проблеми при якому рівні електропровідних доріжок стискають виготовленні електропровідних з'єднань між елекміж двома нагрітими пластинками На відміну від тропровідними структурами В разі теплових споцього у заявленому винаході теплову енергію підсобів труднощі пов'язані з тим, що під дією тепла водять локально лише в зони виконаних у носіях термопластичний носій розплавляється принаймні отворів в зоні безпосередньої дії тепла Тому загальне нагрівання (наприклад, в печі) не може бути застоЗадачею винаходу було розроблення способу, совано Перевагу слід віддати місцевому короткозгідно з яким дві або більше електропровідні стручасному підведенню тепла (наприклад, способи з ктури, зокрема, за допомогою теплового методу використанням інфрачервоного та лазерного виабо методу із залученням тепла простим і дешепромінювання, нагрівання гарячим струменем повим чином і максимально стабільно можуть бути вітря через тонке сопло, термокомпресійний споелектричне з'єднані між собою Цей спосіб має сіб, спосіб резисторного нагрівання, спосіб паяння значною мірою запобігати пошкодженню носія, на з припоєм в зазорі і т д ) Особливо значні трудноякому розміщені одна або обидві електропровідні щі виникають тоді, коли розміщена на термопласструктури До того ж спосіб має потребувати мінітичному носи електропровідна структура повинна мальних витрат енергії бути електропровідне з'єднана з більшою та/або Вирішення поставленої задачі досягається більш товстою об'єднаною електропровідною сисшляхом реалізації способу згідно з п 1 формули темою Це може бути, наприклад, об'єднана сисвинаходу Подальші форми втілення винаходу тема електропровідних структур з пластинкоювідображені в додаткових пунктах формули винаносієм для гібридних вузлів або для металевої ходу приєднувальної рамки з виводами зі щонайменше Таким чином, винахід стосується способу виодним інтегральним модулем Пластинки-носм за готовлення електропровідного з'єднання між двозвичай порівняно товсті і площинні Якщо теплову ма чи більше електропровідними структурами, із енергію для виготовлення електропровідного з'єдяких щонайменше одна об'єднана з носієм у елекнання підводити зі сторони термопластичного нотропровідну систему Спосіб відрізняється тим, що сія, вона повинна подаватись крізь носій, що веде щонайменше в одній із електропровідних систем в до його розплавлення Якщо теплову енергію підзоні контактів передбачені прорізи Ці прорізи робводити з іншого боку, то значна частина підведеної лять можливим безпосередній доступ до власне енергії буде відводитись через приєднувальну місця з'єднання і дозволяють цілеспрямовано вирамку, яка, як правило, виготовляється із теплоконувати з'єднання провідного металу 3 одного боку зростає спожиЗ'єднання шляхом підведення теплової енергії вання енергії, необхідної для виготовлення електможуть бути виконані, наприклад, способом тепропровідного з'єднання, а з іншого боку відведення лового випромінювання, зварювання, паяння, тертепла призводить до нагрівання носія в зоні намокомпресм, за допомогою ультразвуку, лазерним вколо місця з'єднання При використання термоабо термозвуковим способом Переважними звапластичного носія він розплавляється в більшості рювальними способами є точкове або щілинне випадків настільки, що внаслідок деформування зварювання В переважній формі втілення винахоабо руйнування багатошарова структура більше ду з'єднання може бути здійснене шляхом нанене може бути використана сення електропровідної маси в прорізи Електропровідна маса може бути, наприклад, Тому теплові способи для утворення електроелектропровідною пастою, електропровідним провідних з'єднань використовують лише дуже клеєм, паяльною пастою чи паяльною фольгою обмежено або зовсім не використовують Загалом До місця з'єднання додатково підводиться теплова досі для об'єднання електропровідних структур у енергія, причому в принципі може бути застосовабагатошарові структури теплові способи, такі як ний один із наведених вище способів Спосіб слід зварювання, паяння, ультразвукове, термокомпревибирати ВІДПОВІДНО до вибору носія фольги, присійне, термоакустичне або лазерне, нагрівання садки і приєднуваного елемента, в залежності від використовували з різними обмеженнями Або використовуваних матеріалів, тривалість операції здійснювали витратне переструктурування і зміз'єднання слід зменшувати до мінімуму Може бути нювали розміщення місць контактів, або терморекомендоване охолодження термопластичного пластичні носи замінювали іншими, більш дорогиносія під час або після процесу з'єднання ми матеріалами Одначе, це веде до зниження МІЦНОСТІ одержаного з'єднання Завдяки можливості безпосереднього доступу до місць з'єднання крізь прорізи в електропровідЗа прототип прийнят європейський патент ЕР ній системі, виготовлення з'єднання між двома 0450470 А2 від 09 10 91 В ньому описаний спосіб електропровідними системами може бути здійснез'єднання вертикально інтегрованих структуроване особливо простим чином Проблеми рівня техних рівнів електропровідних доріжок, згідно з яким ніки при застосуванні теплових способів або сповикористовують різні електропровідні матеріали собів із залученням тепла значною мірою для доріжок різних рівнів і для вертикальних елекусуваються даним винаходом Так, наприклад, тропровідних з'єднань Для виконання вертикальтеплову енергію більше не треба підводити крізь них електропровідних з'єднань доріжок різних рівносій, вона може бути безпосередньо і націлено нів між собою використовують матеріал, здатний підведена до місця з'єднання Це, з одного боку, деформуватися при підведенні тепла Для виготоекономить енергію, а з іншого - значною мірою влення електропровідних доріжок використовують запобігає неконтрольованому розплавленню носія матеріал, який при підведенні тепла твердне і де 44845 Згідно З винаходом, без проблем можуть бути використані носи з низькими температурами плавлення Наприклад, можуть бути використані дешеві термопластичні синтетичні носи (із полівінілхлориду, поліетилену, поліетилентерефталату, поліпропілену, АБС-полімерів і т п), які мають перевагу з точки зору знищення або утилізації ВІДХОДІВ Особливу перевагу має винахід у випадках, коли треба виконати електропровідне з'єднання з порівняно товстими електропровідними системами, наприклад, з фольгою приєднувальної рамки Оскільки ЗГІДНО З винаходом теплова енергії може підводитися до місця з'єднання націлено, можна значною мірою запобігти нагріванню металевої приєднувальної рамки, завдяки чому відведення тепла в носій і його оплавлення практично не спостерігається Нижче винахід детальніше пояснюється із посиланнями на креслення На них наведені фіг 1 схематичне зображення структури багатошарової системи, до якої може бути застосований винайдений спосіб, перетин, фіг 2 схематичне зображення багатошарової системи згідно з фіг 1 із виконаними з'єднаннями, фіг 3 схематичне зображення багатошарової системи згідно з фіг 1 з іншим можливим видом виконання з'єднання, фіг 4 схематичне зображення різних багатошарових систем в перетині, ліворуч у формі окремих компонент, праворуч у поєднанням зі схематичним зображенням можливої з'єднувальної техніки, фіг 5 схематичне зображення прикладу форми винайдених прорізів у електропровідній системі, вид зверху Зокрема, на фіг 1 схематично зображена можлива багатошарова система, що якої може бути застосований спосіб згідно з винаходом Багатошарова система 1 у зображеному випадку складається із двох електропровідних об'єднаних систем, а саме із електропровідної структури 2, розміщеної на носи 3, пластинки 4, в яку інтегрована металева приєднувальна рамка (так звана Leadframe-fohe, не зображена) На пластинці 4 розміщений інтегральний або гібридний вузол 5 Ця структура наведена лише для прикладу В принципі винахід придатний для виконання з'єднань у всіх електропровідних структурах, із яких щонайменше одна скомбінована з носієм у об'єднану електропровідну систему Згідно З винаходом, щонайменше в одній із об'єднаних електропровідних систем, що входять до багатошарової системи, передбачені прорізи Прорізи розміщені в зоні місць контактів електропровідної структури в об'єднаній електропровідній системі На фіг 1 зображено проріз, позначений індексом 6 Проріз робить можливим безпосередній доступ до місця з'єднання При підведенні теплової енергії для виготовлення з'єднання утворення з'єднання відбувається спочатку в місцях, позначених індексом 7 Розмір прорізів становить від 0,3 до 1,5мм в діаметрі при товщині підкладинки від 50мкм до ЮООмкм і більше Прорізи залежать від способу, використовуваних матеріалів, їх параметрів, а та кож від вибраної техніки з'єднання (паяння, зварювання, склеювання, і т д ) На фіг 2 зображена багатошарова структура згідно з фіг 1 із з'єднаннями, одержаними тепловим способом Індексом 8 позначені розплавлені місця, утворені внаслідок підведення теплової енергії На фіг 3 зображена багатошарова система згідно з фіг 1, в якій з'єднання виготовлені за допомогою електропровідної маси, наприклад, припою чи електропровідної пасти Введена в проріз електропровідна маса позначена індексом 9 Прорізи 6 можуть бути виконані найрізноманітнішим чином Вони можуть бути пробиті, видавлені, вирізані чи випиляні, вифрезеровані, виплавлені, витравлені, або одержані іншим способом Форма і розміри прорізів визначається структурою об'єднаної електропровідної системи і її запланованим застосуванням Завдяки простоті виконання, перевагу мають прорізи круглої форми Одначе, в принципі прорізи можуть мати будь-яку форму, наприклад, квадратну, прямокутну, багатокутну, овальну і т д Продовгуваті форми можуть мати перевагу в разі плоских з'єднувальних конструкцій Кути прорізів можуть бути закруглені Приклади форм прорізів наведені на фіг 5 На фіг 4 схематично зображені деякі подальші багатошарові структури, які можуть бути з'єднані винайденим способом Ліворуч можна бачити не з'єднані окремі компоненти, а праворуч показані ВІДПОВІДНІ багатошарові структури і схематично наглядно представлені процеси виготовлення з'єднань Зображена на фіг 4а система відповідає фігурам 1-3 Нафіг 4а2) позиційне позначення 10 позначає засіб для підведення теплової енергії Наприклад, це може бути ультразвуковий та/або термокомпресійний електрод або будь-який інший засіб, за допомогою якого теплова енергія може бути підведена описаним вище чином Перевага способу порівняно з рівнем техніки полягає в тому, що енергія може бути підведена націлено і локально обмежено до бажаного місця з'єднання Згідно З винаходом, теплова енергія не мусить проникати крізь носій, завдяки чому усувається небезпека відведення значної КІЛЬКОСТІ енергії через приєднувальну рамку в пластинку 4 і її розплавлення Тому, згідно з винаходом, можуть бути використані також теплочутливі матеріали для носія, такі як термопласти, без їх пошкодження при виготовленні електропровідного з'єднання Фіг 4Ь ілюструє альтернативну можливість з'єднання пластинки 4 з приєднувальною рамкою з об'єднаною електропровідною системою, що складається із пластинки-носія 3 і електропровідної структури 2 Замість прорізу в пластинці 4 проріз виконано в об'єднаній електропровідній системі, тобто в пластинці-носм 3 і електропровідній структурі 2 В багатошаровій системі з двома або більше електропровідними системами прорізають переважно найтовщу електропровідну систему Індексом 10' позначено засіб для підведення теплової енергії, наприклад, засіб для підведення лазерного чи інфрачервоного випромінювання Фіг 4С представляє багатошарову систему, в 8 44845 якій з'єднані між собою дві пластинки 4 і 4' з прилення з'єднання теплова енергія (10") до структури підводиться з обох сторін єднувальними рамками Проріз 6 виконано у верхній електропровідній системі Розміщення прорізів 6, 6 визначається полоНа фіг 4d зображено багатошарову систему, женням місць з'єднання в багатошаровій системі Замість теплової енергії для виготовлення з'єдщо складається із двох об'єднаних електропровіднання між електропровідними структурами може них систем, кожна з яких у свою чергу складається бути виконане за допомогою електропровідних із електропровідної структури 2 і, ВІДПОВІДНО, 2' і мас носія 3 і, ВІДПОВІДНО, 3' На нижній з них розміщеЕлектропровідні об'єднані системи згідно з виний інтегральний чи гідридний модуль У верхній находом та виготовлювані згідно з винаходом басистемі 2', 3' поряд із отвором 6 виконаний отвір гатошарові системи можуть бути одержані просто і 11 для проходження інтегрального чи гібридного дешево Виконані згідно з винаходом з'єднання модуля між окремими шарами є стабільними До того ж їх В структурі згідно з фіг 4е між двома об'єднавиготовлення потребує незначних витрат енергії ними електропровідними системами, які в основЗавдяки тому, що енергія може підводитися до ному відповідають системам згідно з фіг 4d, розмісця з'єднання націлено крізь прорізи, значною міщена пластинка 4 з вивідною рамкою із мірою усувається розплавлення носія поза зоною вмонтованим інтегральним чи гібридним модулем з'єднання Можуть бути використані термопласти5 В даному разі проріз 6, 6' проникає крізь верхню чні носи Оформлення електропровідних систем електропровідну систему 2', 3' і пластинку 4 згідно з винаходом уможливлює оптичний контІншу можливість представляє фіг 4f Згідно з роль виконаних з'єднань Крім того, прохідні отвоним, інтегральний чи гібридний модуль 5 розміщери як при виготовленні, так і в готових багатошаний на нижній об'єднаній електропровідній системі, рових системах можуть служити для оптичного а в пластинці 4 передбачено ВІДПОВІДНИЙ отвір 11' позиціювання та центрування Прорізи 6, 6' виконано у верхній та нижній електропровідних об'єднаних системах Для виготов.1 Э—З 7 З ФІГ. 1 Фіг. 2 - З ФІГ. З Фіг. 4 Фіг. 5 ПОЗИЦІЙНІ позначення Нові 1 2 3 4 Старі 1 2 3 4 Назва Багатошарова система електропровідна структура НОСІЙ пластинка з вивідною рамкою 9 5 6 7 8 9 10 11 5 6 7 8 9 10 11 44845 10 Інтегральний або гібридний вузол проріз місце з'єднання розплавлене місце електропровідна маса засіб для підведення теплової енергії отвір ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90