用于增材制造SMT安装插座的系统和方法技术方案

本公开涉及用于使用增材制造技术来制造球栅阵列(EGA)表面安装焊盘(SMP)和表面安装技术装置(SMT)封装插座的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于增材制造电子(AME)电路的增材制造方法，例如印刷电路板(PCB)，和/或柔性印刷电路(FPC)，和/或高密度互连印刷电路板(HDIPCB)，每种都具有集成的凸起和/或凹陷EGA SMP，和/或用于限定在其中的SMT装置的表面安装插座，以及将诸如EGA和/或SMT等表面安装装置耦接到其上的方法。置耦接到其上的方法。置耦接到其上的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造SMT安装插座的系统和方法

技术介绍

[0001]本公开涉及用于制造电子电路中的表面安装(SMT)IC封装装置的表面安装焊盘和插座的系统和方法。这些包括球栅阵列(BGA)和任何其它表面安装装置。更具体地，本公开涉及用于制造增材制造电子(AME)电路的增材制造(AM)方法，例如印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路板(FPC)和高密度互连印刷电路板(HDIPCB)中的至少一种，所述电路具有限定在其中的集成SMT装置插座和/或表面安装焊盘。
[0002]具有小形状因数的电子装置在所有领域中的需求日益增加，例如：制造、商业、消费品、军事、航空、物联网等。因此，集成电路芯片的小型化已经显著发展，并且小型的矩形板状部件，一些没有引线的类型，例如针栅阵列(PGA)连接器封装已经得到广泛使用。这些类型的针栅阵列封装结构中的一些在其底表面上形成有焊球(或焊料凸起)，而不是形成有外部端子针，并且被称为“球栅阵列”(BGA)封装。
[0003]此外，电子封装工业应用，例如上面讨论的那些应用，广泛地利用表面安装技术(SMT)连接器来改善印刷电路的布线密度、阻抗匹配和路径长度问题。与先前的和更机械坚固和容错的针或针通孔接口技术相比，在先前应用中使用的形状因数或制造技术不太重要，由于这些具有相对紧密公差的不断小型化的SMT接口的组装限制，SMT连接器技术出现了新的机械要求。
[0004]这种类型的SMT封装(包括BGA)可以具有小的外部尺寸。例如，在其底表面上具有165个焊料钟形件的BGA封装可具有约23.0mm(长度)
×r/>23.0mm(宽度)
×
2.13mm(厚度)的尺寸。利用这些尺寸，难以确保在表面安装焊盘上的适当耦接。
[0005]用于将焊料凸起放置在衬底上的表面安装焊盘上的典型方法使用放置在衬底上的表面安装焊盘上的模板，以引导焊膏或焊球流过模板中的开口到表面安装焊盘上。焊膏或焊球可以散布或分布在模板上(例如，使用刮板(例如，弹性刮片)，以均匀地分布焊膏以及去除多余的焊膏)。在从衬底移除模板之后，在其上形成焊料凸起；并且保持连接到表面安装焊盘。该方法在表面安装焊盘上形成焊料凸起，并且不在表面安装焊盘上放置预先形成的焊料。用于将焊球放置在衬底上的表面安装焊盘上的另一种方法使用管将焊球保持在表面安装焊盘上。每个管施加真空力以将单个焊球保持在管的端部。在将保持焊球的管放置在对应的表面安装焊盘上之后，通过去除真空并垂直振动管以将焊球释放到表面安装焊盘上，将焊球放置在表面安装焊盘上。这两种方法(以及其它方法)没有解决以有效且高效的方式将集成芯片封装的引线、引脚或球栅耦接到布线电路上的表面安装焊盘上所需的精度。
[0006]本公开旨在通过使用增材制造技术和系统来克服上述缺点中的一或多个。

技术实现思路

[0007]在各种实施例中，公开了用于制造增材制造电子(AME)电路的增材制造(AM)方法，例如以下各种中的至少一种：印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连印刷电路板(HDIPCB)，每种都具有限定在其中的集成BGA插座。
[0008]在一个实施例中，本文提供了一种增材制造的电子(AME)电路，该电路是以下各种中的至少一种：印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连印刷电路板(HDIPCB)，AME电路具有至少一个外表面，外表面包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，其具有从AME电路的外表面向内延伸到凹坑底板的侧壁，其中底板限定具有多个孔的阱阵列，每个孔被配置成接收和容纳焊接介质，以及凸起框架(换言之，框住凹坑)，其具有从AME电路的外(顶、底、侧)表面向外(例如，顶、底或侧)延伸的侧壁，凸起框架限定具有侧壁和底板的有框架凹坑，底板限定被配置成接收和容纳焊接介质的阱阵列，其中，具有限定在其中的阱阵列的凹陷凹坑和凸起有框架凹坑中的每一个被定尺寸和配置成可操作地耦接以下各项中的至少一项：球栅阵列(BGA)封装(指部件的物理形状、覆盖区或轮廓)和表面安装装置(SMT)封装。
[0009]在另一个实施例中，凸起的有框架凹坑具有部分框架，并且凹坑底板还限定互连多个阱的凹槽或通道，凹槽(或通道)可操作以保持多个阱之间的流体连通，配置成收集(并提供用于排出)过量的焊料回流材料，例如焊剂。
[0010]在又一个实施例中，本文提供了一种用于制造增材制造的电子(AME)电路的方法，该电路是以下各种中的至少一种：印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连印刷电路板(HDIPCB)，每种都包含以下各项中的至少一项：具有侧壁的凹陷凹坑，侧壁从AME电路的外(顶、底、侧)表面向内延伸至凹坑底板，其中底板限定阱阵列，阱阵列被配置成接收和容纳焊接介质，以及具有侧壁的凸起框架，侧壁从AME电路的外(顶、底、侧)表面向外延伸，凸起框架限定凸起有框架凹坑，凸起有框架凹坑具有侧壁和底板，底板限定阱阵列，阱阵列被配置成接收和容纳焊接介质，其中，凹陷凹坑和凸起有框架凹坑中的每一个可操作以耦接球栅阵列(BGA)封装和表面安装技术(SMT)封装中的至少一种，该方法包含：提供喷墨打印系统，其具有：第一打印头，该第一打印头被适配成用于分配介电油墨；第二打印头，该第二打印头被适配成用于分配导电油墨；传送器，该传送器可操作地耦接到第一打印头和第二打印头，并配置成将衬底传送到每个打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其与第一打印头和第二打印头中的每一个通信，CAM进一步包含中央处理模块(CPM)，中央处理模块包括至少一个处理器，该至少一个处理器与非暂时性计算机可读存储装置通信，该非暂时性计算机可读存储装置被配置成存储指令，指令在由至少一个处理器执行时致使CAM通过执行以下步骤来控制喷墨打印系统，步骤包含：接收表示AME电路的3D可视化文件，AME电路包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，以及凸起有框架凹坑；以及生成具有多个文件以及至少表示打印顺序的图元文件的文件库，每个文件表示用于打印AME电路的基本上2D层，AME电路包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，以及凸起有框架凹坑；提供介电喷墨油墨组合物和导电喷墨油墨组合物；使用CAM模块，从库中获得第一层文件；使用第一打印头，形成对应于介电喷墨油墨的图案；固化对应于介电喷墨油墨的图案；使用第二打印头，形成对应于导电油墨的图案，图案进一步对应于用于打印AME电路的基本上2D层，AME电路包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，以及凸起有框架凹坑；烧结对应于导电喷墨油墨的图案；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印AME电路的后续层的后续文件，AME电路包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，以及凸起有框架凹坑；后续文件包含用于表示以下各项中的至少一项的图案的打印指令：介电油墨和导电油墨；重复以下步骤：使用第一打印头，形成对应于介电油墨的图案，至使用CAM模块，从2D文件库获得后续的基本上2D层的步
骤，其中在打印最终层时，形成AME电路，AME电路包含以下各项中的至少一项：凹陷凹坑，以及凸起有框架凹坑。
[0011]注意，库包含计算机辅助设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种增材制造电子(AME)电路，包含印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连PCB(HDIPCB)中的至少一种，所述AME电路包含以下各项中的至少一项：a.具有侧壁的凹陷凹坑，所述侧壁从所述AME电路的外表面向内延伸到凹坑底板，其中所述底板和所述侧壁中的至少一个限定具有多个阱的阱阵列，每个阱被配置成接收和容纳焊接介质，以及b.具有侧壁的凸起框架，所述侧壁从所述AME电路的所述外表面向外延伸，所述凸起框架限定具有侧壁和底板的有框架凹坑，其中所述底板和所述侧壁中的至少一个限定具有多个阱的阱阵列，每个阱被配置成接收和容纳焊接介质，其中，具有限定在其中的所述阱阵列的所述凹陷凹坑和凸起有框架凹坑中的每一个的尺寸被确定为且被配置成可操作地耦接以下各项中的至少一项：球栅阵列(BGA)封装和任何其它表面安装装置(SMT)封装。2.根据权利要求1所述的AME电路，其中所述凸起框架是部分框架。3.根据权利要求2所述的AME电路，其中所述凹陷凹坑和/或所述凸起有框架凹坑的所述阱阵列中的至少一个阱能够作为焊料掩模限定的安装焊盘来操作。4.根据权利要求2所述的AME电路，其中所述凹陷凹坑和/或所述凸起有框架凹坑的所述阱阵列中的至少一个阱能够作为非焊料掩模限定的安装焊盘来操作。5.根据权利要求4所述的AME电路，其中所述焊接介质是以下各项中的至少一项：焊膏和焊球。6.根据权利要求5所述的AME电路，其中所述凹陷凹坑的所述阱阵列和/或所述凸起有框架凹坑的所述阱阵列中的至少一个阱具有在约50μm和约150μm之间的深度。7.根据权利要求6所述的AME电路，其中凹陷凹坑底板和凸起有框架凹坑底板中的至少一个各自都进一步限定凹槽，所述凹槽的尺寸被确定为且被配置成接收焊料回流材料。8.根据权利要求7所述的AME电路，其中所述凹槽适配成维持多个阱之间的流体连通。9.一种用于制造增材制造电子(AME)电路的方法，所述电路是以下各种中的至少一种：印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连印刷电路板(HDIPCB)，每种都包含以下各项中的至少一项：具有侧壁的凹陷凹坑，所述侧壁从所述AME电路的外表面向内延伸到凹坑底板，其中所述底板限定阱阵列，所述阱阵列被配置成接收和容纳焊接介质；以及具有侧壁的凸起框架，所述侧壁从所述AME电路的所述外表面向外延伸，所述凸起框架限定凸起有框架凹坑，所述凸起有框架凹坑具有侧壁和底板，所述底板限定所述阱阵列，所述阱阵列被配置成接收和容纳所述焊接介质，其中所述凹陷凹坑和所述凸起有框架凹坑中的每一个可操作以耦接球栅阵列(BGA)封装和表面安装技术(SMT)封装中的至少一个，所述方法包含：a.提供喷墨打印系统，其具有：i.第一打印头，所述第一打印头被适配成用于分配介电油墨；ii.第二打印头，所述第二打印头被适配成用于分配导电油墨；iii.传送器，所述传送器可操作地耦接到所述第一打印头和所述第二打印头，并配置成将衬底传送到每个打印头；以及iv.计算机辅助制造(“CAM”)模块，其与所述第一打印头和所述第二打印头中的每一个通信，所述CAM进一步包含中央处理模块(CPM)，所述中央处理模块包括至少一个处理器，所
述至少一个处理器与非暂时性计算机可读存储装置通信，所述非暂时性计算机可读存储装置被配置成存储指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：维纳米技术公司，
类型：发明
国别省市：