(57)【要約】  本発明は、部品の相互連結としてのＡＣＭ（Anisotropic Conducting Membrane：異方性導電膜）、及び配置されたキャビティ又は位置的フィクスチャを有するエンボス基板を用いて、電子アセンブリにおける基板上の部品の組立を容易とする、電子アセンブリを組み立てるためのシステム及び方法を提供する。フィクスチャは、ハウジング内に収容された電子アセンブリの経路密度を向上するために、複数の相互連結層を含み得る。アライメントチェーンは、複雑なアセンブリにおいて、ＡＣＭで相互に連結された部品群の配置及びコンタクトの整合性を監視（モニタ）するために用いられる。本システム及び方法は、再利用のために部品を分離することを可能とする。部品の相互連結要素又は導電路は、スタック型電子アセンブリにおいて、ＡＣＭ層上の多数の隣り合う基板を相互に連結するために使用することができる。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と相互接続するためのコンタクトアレイを有する部品と、
前記部品のコンタクトアレイに合わせて設定された１セットのランドパターンを有する基板と、
前記基板と前記部品とを電気的に連結するように設定されたＡＣＭ（Anisotropic Conducting Material：異方性導電材料）の層と、
から構成される、ことを特徴とする電子アセンブリ。
【請求項２】
前記部品は、前記コンタクトアレイに連結された１セットの導電性パッドをさらに有し、
前記導電性パッドは、前記部品の表面領域から別の表面領域へ信号を伝えるように設定された導電路に連結される、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３】
前記導電性パッドは、前記部品において、さらにセンシングデバイスに連結される、
請求項２に記載の電子アセンブリ。
【請求項４】
前記基板は、その基板上において前記ランドパターンのセットに連結された１セットの導電性パッドをさらに有する、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項５】
前記基板の導電性パッドは、前記基板において前記ランドパターン上の前記ＡＣＭ層の上に配置され、前記部品の前記コンタクトアレイの整合性を監視すべく前記部品上の導電性パッドに連結されており、
前記部品上の導電性パッドはアライメントマークに、前記基板上の前記導電性パッドはリファレンスマークに、それぞれ相当する、
請求項４に記載の電子アセンブリ。
【請求項６】
前記コンタクトアレイは、外部との相互接続のために前記部品上に設けられた１セットの導電性パッドである、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項７】
前記ＡＣＭ層は、前記部品上にラミネートされ、前記部品が前記基板から分離可能であるように設定されている、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項８】
前記ＡＣＭは、前記基板の表面領域にラミネートされている、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項９】
前記部品の熱消散をするように設定された少なくとも１つのサーマルメンブレンを、さらに備える、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１０】
直列に連続する導電路内の前記ＡＣＭ層の上に、前記基板のマッチング導電性パッドに、１つの部品群における前記導電性パッドを連結するアライメントチェーンを、さらに備える、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１１】
前記部品群は、当該電子アセンブリ内に複数のアライメントチェーンを形成するように、さらにより小さな部品群に分割可能である、
請求項１０に記載の電子アセンブリ。
【請求項１２】
前記アライメントチェーンは、前記ＡＣＭ層の上の前記基板上において、前記部品群の位置及び導電性のステータスを診断するように設定されている、
請求項１０に記載の電子アセンブリ。
【請求項１３】
前記アライメントチェーンの整合性を監視するための１セットのアクセス領域を、さらに備える、
請求項１０に記載の電子アセンブリ。
【請求項１４】
前記基板上に、前記部品の位置を維持するように設定された保護構造体を含む、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１５】
前記保護構造体は、前記基板上に配置された前記部品の高さプロファイルに合わせて設定された内面を有する一乃至複数のカバーから構成される、
請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１６】
前記保護構造体は、前記部品及び前記基板の配置を維持するためのハウジングを有し、
前記ハウジングは、１セットの上面ノッチを有する上面カバーと、１セットの底面ノッチを有する底面カバーと、を備え、
前記底面ノッチは、前記上面ノッチに連結し、協働して前記ハウジングを保持するように設定されている、
請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１７】
前記保護構造体は、前記部品及び前記基板を保持するためのクラムシェルハウジングを備え、
前記クラムシェルハウジングは、
上面ノッチに連結される上面プレートと、
前記上面ノッチと連結されるように設定された底面ノッチに連結される底面プレートと、
前記上面プレート及び前記底面プレートを一緒に保持するように適用されるよう設定されたクランプと、
を備える、
請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１８】
相互連結層として異方性導電膜を使用する前記部品の配置を容易にするように設定された少なくとも１つのフィクスチャを、さらに備える、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１９】
前記フィクスチャは、前記基板上に配置された前記部品の物理的外形に合った複数の開口を備える、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２０】
前記フィクスチャは、前記部品と前記基板との間の信号ルーティングを容易にするための相互連結回路を有し、一乃至複数の相互連結層を備える、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２１】
前記フィクスチャは、複数の組込み受動部品を備える、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２２】
前記フィクスチャは、前記基板の表面でエンボスされている、
請求項８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２３】
前記フィクスチャは、異方性導電膜により、前記基板の表面上に連結されている、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２４】
前記フィクスチャは、異方性導電膜により、前記基板の表面上に連結され、硬化されている、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２５】
前記フィクスチャは、半田ペーストにより、前記基板の表面上に半田付けされている、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２６】
前記基板上のフィクスチャの位置を維持すべく、１セットのマウンティングシリンダに合わせるように１セットのマウンティングホールを組み込むことにより、前記フィクスチャが、前記基板のアライメント面に機械的に連結される、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２７】
前記基板上のフィクスチャの位置を維持すべく、前記基板の表面に刻みを入れることにより、前記フィクスチャが、前記基板のアライメント面と機械的に連結される、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２８】
前記フィクスチャは、前記基板上における前記フィクスチャの配置の整合性を検出するために、前記基板において１セットの導電性パッドをアライメントするように設定された１セットの導電性パッドを備える、
請求項１８に記載の電子アセンブリ。
【請求項２９】
異方性導電材料の上の前記基板において導電路と連結される前記導電性パッドに、前記フィクスチャにおいて導電路と連結された前記導電性パッドを連結するアライメントチェーンをさらに備える、
請求項２８に記載の電子アセンブリ。
【請求項３０】
当該電子アセンブリは、
基板上において一乃至複数のメモリデバイスにアクセスするためのメモリバスを通じて信号を受信する一乃至複数のメモリデバイスと、
異方性導電材料を相互連結層として、前記基板上に一乃至複数のメモリデバイスを配置するように設定された少なくとも１つのフィクスチャ（１セットの開口を含む）と、
前記基板上に一乃至複数のメモリデバイスを保持するための保護構造体と、
から構成されるメモリモジュールである、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３１】
基板上において一乃至複数のロジックデバイスにアクセスするためのメモリバスを通じて制御信号を受信する一乃至複数のロジックデバイスを、さらに備える、
請求項３０に記載の電子アセンブリ。
【請求項３２】
前記メモリデバイスは、
ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）デバイス、
ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）デバイス、
フラッシュメモリデバイス、
電気的に書換可能なメモリ（Electric Erasable Programmable Memory）デバイス、
プログラマブルロジックデバイス、
強磁性メモリ（ferromagnetic memory）デバイス、及び
これらデバイスの任意の組み合わせ、
のいずれか１つである、
請求項３０に記載の電子アセンブリ。
【請求項３３】
前記メモリデバイスの配置の整合性を診断するためのアライメントチェーンを、さらに備える、
請求項３０に記載の電子アセンブリ。
【請求項３４】
前記部品は複数の部品を含み得る、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３５】
前記複数の部品からなる部品群は、前記基板の一乃至複数の表面に配置され得る、
請求項３４に記載の電子アセンブリ。
【請求項３６】
前記基板は複数の基板から構成される、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３７】
前記ＡＣＭ層は異方性導電膜を有する、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３８】
前記ＡＣＭ層は異方性導電ペーストを有する、
請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３９】
ＡＣＭ（Anisotropic Conducting Material：異方性導電材料）層を基板の表面上に連結する工程と、
電子アセンブリを製造すべく、部品のコンタクトアレイが前記基板上の対応ランドパターンにアライメントされるように、前記ＡＣＭ層の上に前記部品を配置する工程と、
を備える、
ことを特徴とする電子アセンブリの組立方法。
【請求項４０】
熱を消散し、保護構造体内に前記基板上の前記部品を機械的に支持するために、前記部品の上面にサーマルメンブレンを配置する工程をさらに備える、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
保護構造体内に、前記電子アセンブリを収納する工程をさらに備える、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記部品及び基板が適切に位置合わせされているか否かを測定するために前記電子アセンブリを検査する工程をさらに備える、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記部品及び基板が適切に位置合わせされていない場合には、前記部品を再配置する工程をさらに備える、
請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記基板に対して、フィクスチャをアライメントし、連結する工程をさらに備える、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記アライメント工程は、前記フィクスチャの少なくとも１つのアライメントマークを、前記基板の少なくとも１つのリファレンスマークに対してアライメントする工程を含む、
請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記アライメント工程は、前記フィクスチャの少なくとも１つのマウンティングホールを、前記基板の少なくとも１つのマウンティングシリンダに対してアライメントする工程を含む、
請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記連結工程は、前記基板に対して前記フィクスチャを硬化及び圧縮加熱する工程を含む、
請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
前記部品を配置する工程は、前記基板の少なくとも１つのリファレンスマークに、前記部品の少なくとも１つのアライメントマークをアライメントする工程を含む、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４９】
基板表面上に連結されたＡＣＭ（Anisotropic Conducting Material：異方性導電材料）層と、
部品のコンタクトアレイが当該電子アセンブリにおいて前記基板上の対応ランドパターンにアライメントされるように、前記ＡＣＭ層の上に部品を配置する手段と、
を備える、
ことを特徴とする電子アセンブリ。
【請求項５０】
複数の基板と、
開口位置を有する複数のフィクスチャと、
複数のＡＣＭ膜と、
前記開口位置においてＡＣＭで相互に連結された複数の部品と、
を備える、
ことを特徴とするスタック型電子アセンブリ。
【請求項５１】
前記ＡＣＭ膜、前記基板、前記フィクスチャ、及び前記ＡＣＭで相互に連結された部品は、前記フィクスチャの前記開口位置に配置され、ＭＦＳ（Membrane-Fixture-Substrate）構築ブロックを形成し、複数のＭＦＳ構築ブロックが相互連結要素により連結されて縦列にスタック化されるように、設定されている、
請求項５０に記載の電子アセンブリ。
【請求項５２】
前記相互連結要素は、前記部品をその上面から底面にかけて接続する導電路である、
請求項５１に記載の電子アセンブリ。
【請求項５３】
前記相互連結要素は、当該プランナーパッシブをその上面から底面にかけて接続する１セットの導電路を有するプランナーパッシブである、
請求項５１に記載の電子アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的な電子アセンブリ（電子組立部品）に関し、より詳しくは部品の相互連結としての異方導電性材料の用途、配置されたキャビティを有するエンボス基板の用途、又は電子アセンブリにおいて基板上の部品の配置を容易にするような位置的フィクスチャ（fixture）の用途に係る組立技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電子アセンブリは、ＳＭＴ（表面実装技術）により、また近年においてはＣＯＢ（チップオンボード）技術により、組み立てられる。ＳＭＴを用いた場合、パッケージ化された電子アセンブリの各部品は、例えばプリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）のように、基板上に半田ペーストの薄い層を印刷し、続けて、部品を基板に半田付けするための熱リフロープロセスを経ることにより、基板上に半田付けされている。一方、ＣＯＢ技術を用いた場合は、薄い金属ワイヤが、基板上のベアダイ（bare die）に付着又は結合することにより、ワイヤボンディングされたアセンブリが形成されている。この場合、アセンブリ内でのダメージから、結合されたワイヤを保護するため、ワイヤボンディングされた部品の表面に樹脂の層が設けられることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらＳＭＴ及びＣＯＢ技術に共通する問題の１つとして、いったん部品を基板に取り付けてしまうと、それら半田付けされた部品又はワイヤボンディングされた部品を修理や再利用（reuse）のために取り外すことが困難になるという問題がある。マザーボードでは、その交換やアップグレードを容易とすべく、ＣＰＵチップの取付けにソケットを用いることが多い。しかし、ソケットは高価である。こうした実情より、再生（rework）、再利用、さらには交換などのため、基板から容易に部品を分離することのできる組立技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記組立技術に関する課題に鑑みてなされたものである。詳しくは、上記組立技術は、部品を相互に連結させるインターフェースとして、ＡＣＭ（Anisotropic Conducting Membrane：異方性導電膜）を用いる技術であって、且つ、エンボスされた空洞（以下、エンボスキャビティという）、又は電子アセンブリにおける基板上の部品の組立を容易とするためのアラインフィクスチャ（aligning fixture）を有する基板を用いる技術である。アラインフィクスチャは、予め定められた特定の領域に開口（opening）を含む。基板上のエンボスキャビティ又はフィクスチャの開口は、１つの部品がそのキャビティ又は開口に置かれたときに、その部品の接触アレイが、基板上に示されたランドパターンにマッチングすることが可能なように選ばれる。基板上のエンボスキャビティ又はフィクスチャの開口により、部品設置後も、各部品がＡＣＭで相互に連結された状態を維持することができる。ＡＣＭ層は、部品と基板とを電気的に接続し、再利用や交換のために部品を容易に分離することを可能とする。ＡＣＭ層は、部品の表面に直接ラミネートされる場合もあり、あるいは組立プロセスの際に基板の表面に設けられることもある。
【０００５】
１つのアライメントチェーンは、電子アセンブリにおける基板上の１つの部品群について、配置及びコンタクトの整合性を監視（モニタ）することができる。アライメントチェーンは、例えば１つの部品における特定の領域に、アライメントマークとして導電性パッドを組み込んだ後、基板に配置される部品上のアライメントマークの位置を合わせるように、１つの基板における特定の領域に、リファレンスマークとして導電性パッドを組み込むことによって、形成される。このアライメントチェーンは、部品同士を相互に接続するＡＣＭ層の上で、監視すべき部品群の中に直列に連続する導電路（conductive path）を生成するように、その１つの部品群で、アライメントマークが基板上のマッチングリファレンスマークと連結されることによって形成されている。電子アセンブリの複雑性から、アライメントチェーンは、１つのチェーンでつながれた部品群の、より小さなグループについて伝導状態を監視してその位置ずれや接触不良を見つけるために、より小さな複数のアライメントチェーンに分けられる場合もある。こうした技術によれば、再利用のために部品を分離することができるようになる。
【０００６】
本発明の別の例として、電子アセンブリは、多種の基板を積層して、よりコンパクトな３次元構造にしてもよい。相互連結要素（interconnection elements）は、スタックアセンブリにおいて隣り合う基板間の相互の連結を容易にするために使用することができる。相互連結要素は、ＡＣＭ層を横切って隣り合う基板を相互に連結するため、平板構造における、前もって形成された導電路もしくは経路トレース（routing trace）、又は基板上のフィクスチャの開口やエンボスキャビティへ挿入するためのパッケージなどから構成される。相互連結要素は、電子アセンブリの設計を簡素にするための位置的制約を最小限に抑えて、高価なソケット、機械的なコネクタ、フレキシブルリボン回路に代替することができる。
【０００７】
電子アセンブリは、ＡＣＭで相互に連結された部品群の配置を維持するため、例えばフラッシュカードでのプラスチックハウジングのように、ハウジング内に封止（シール）される場合がある。ハウジングの内面は、部品の高さプロファイルを合わせるためにモールドされる場合がある。ハウジングは、例えばメモリモジュールの中で使用されるヒートスプレッダのように、部品にアクセスするために開放可能な形態になっている場合がある。上記ハウジングは、接触や開放により、ハウジングから、アライメントチェーンを監視することを可能とする。
【０００８】
電子アセンブリにおける異方性導電材料の典型的な使用方法について説明する。その１つの方法は、部品の配置を容易にするためのエンボスキャビティと、そのエンボスキャビティにおいて部品と基板との相互連結層になるＡＣＭと、から構成される基板を使用するものである。電子アセンブリの製造工程においてＡＣＭ挿入の工程を割愛するため、ＡＣＭは、部品連結面に直接ラミネートされる場合がある。もう１つの方法は、電子アセンブリにおいてアラインフィクスチャを使用するものである。アラインフィクスチャは、相互連結された回路構成を含む場合には、例えば装着装置（placement equipment）により基板に対してアライメント（位置決め）し、異方性導電ペースト又は半田ペーストにより基板にボンディングすることができる。ＡＣＭのシートは、フィクスチャの設置よりも前に、優先して基板表面に設けられる場合がある。上記基板上のエンボスキャビティ、及びフィクスチャの開口のいずれによっても、目標とする基板上のランドパターンに部品を正確に保持することができる。アライメントマーク又はアライメント機構は、その基板においてマッチングリファレンスマーク又はリファレンス機構を用いてアライメントするため、上記フィクスチャ内に組み込まれる場合がある。一方、光学的パターン認識技術が、基板に対してフィクスチャをアライメントするために用いられる場合もある。
【０００９】
本発明に係る実施形態の利点の１つとして、従来の電子アセンブリにおける半田ペーストやワイヤボンディングに代えて、ＡＣＭ層を使用したことがある。部品の相互連結層としてＡＣＭ層を採用し、基板においてエンボスキャビティ又はフィクスチャを用いたことにより、各部品を容易に取り外すことが可能になり、またそれを電子アセンブリに取り付けることが可能になる。高価な部品や足りない部品を容易に取り外して別の電子アセンブリで再利用することが可能になる。また、再生のために欠陥部品を分離することも容易になる。さらに、部品を取り外して、アップグレードされたシステムに置換することも可能になる。この柔軟性は、ＡＣＭ層が、電子アセンブリにおいて部品や他のパーツにダメージを与えるおそれのある半田吸取りや結線の切断を必要せず、部品の容易な取外し及び再取付けを可能にすることにより生じるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ここに、発明を実施するための最良の形態を示す。しかしながら、本発明は、さまざまな形式の実施形態を含み得ると解される。そのため、ここに示される実施形態は、本発明を限定するものと解されるべきものではなく、請求項に対応した原理であって、事実上、適切且つ詳細に説明されたシステム、構造、及び方法の全てにおいて本発明を実施可能にするために、特に高度な技術の１つを教示する代表的な原理に相当するものである。
【００１１】
一実施例において、電子アセンブリは、分離可能な複数の部品から構成されている。これらの部品は、相互連結層としての異方性導電材料によって、基板上に組み立てられている。電子アセンブリは、アライメントチェーンを有する場合もある。アライメントチェーンは、相互連結層としての異方性導電材料を横切って、基板上における配置及びコンタクトの整合性を監視（モニタ）するものである。
【００１２】
例えばフラッシュカード、アドオンボード、又はメモリモジュールなどの電子アセンブリは一般に、基板上に半田付け又はワイヤボンディングされた複数の部品を有する。このため、それら部品の取り外し、ひいては再利用が困難となっている。この点、異方性導電材料は、従来の電子アセンブリにおける半田付けやワイヤボンディングに代替し得るものである。異方性導電材料は、特定の方向に電流を伝導し、部品・基板間の相互連結層として適している。異方性導電材料の２形態は、電子アセンブリ内で使用することができる。１つは、ＡＣＭ（Anisotropic Conducting Membrane：異方性導電膜）、もう１つは、ＡＣＰ（Anisotropic Conducting Paste：異方性導電ペースト）である。ＡＣＭは、基板表面に取り付ける、又は基板表面から取り外すことが可能となっている。また、ＡＣＭは、部品のインターフェース表面に直接取り付けることもできるようになっている。ＡＣＰは、印刷すること、及び／又は、アライメントされた基板表面に分配することを可能とすべく、ペースト状になっている。ＡＣＰとして典型的な材料は、導電性フィラー及びバインダー（接合剤）を含むものである。例えば、導電性フィラーは、金めっきされた複数の球状樹脂（resin ball）であり、バインダーは、溶剤に溶かした合成ゴムである。バインダーは、２以上の物品を結合し、ペーストの硬化後にＡＣＰを相互連結層として使用可能とするものである。
【００１３】
分離可能な部品から構成される電子アセンブリは、有益である。例えば高価な部品や足りない部品を容易に取り外して別の電子アセンブリで再利用することが可能になる。また、再生のために欠陥部品を分離する場合も容易になる。さらに、部品を取り外して、アップグレードされたシステムにおけるより高性能の部品に置換することも可能になる。この柔軟性は、ＡＣＭ層が、電子アセンブリにおいて部品や他のパーツにダメージを与えるおそれのある半田吸取りや結線の切断を必要せず、部品の容易な取外し及び再取付けを可能にすることにより生じるものである。
【００１４】
電子アセンブリにおける分離可能な部品の配置及びコンタクトの整合性を監視（モニタ）及び診断する方法も、有益である。一乃至複数のアライメントチェーンは、そうした目的のため、１つの電子アセンブリ内に組み込まれる場合がある。典型的な実施例において、アライメントチェーンは、複数のアライメント導電性パッド及び複数のマッチングリファレンス導電性パッドを、それぞれ１セット（set）として構築されている。ここで、アライメント導電性パッド、すなわちアライメントマークは、１つの部品における特定の領域に設けられている。また、マッチングリファレンス導電性パッド、すなわちリファレンスマークは、基板上における部品の配置の整合性を検出するためにその基板上に指定された各位置に設けられている。この位置においては、部品の各アライメントマークと基板上の各マッチングリファレンスマークとが、直列に連続する導電路中で、各部品についてそれぞれリンクされている。なお、導電路は、基板上の１つの部品群にあって、ＡＣＭ層の上において部品と基板との間をジグザグ（Ｚ字形）に進む。電子アセンブリの複雑性から、アライメントチェーンは、各条件におけるステータスを検査して、１つのチェーンでリンクされた部品群の、より小さなグループについて配置及びコンタクトの整合性を検出するために、より小さな複数のアライメントチェーンに分けられる場合もある。
【００１５】
図１は、部品におけるアライメントマークの１セットと基板上のリファレンスマークの１セットとを、それらの間のＡＣＭ相互連結層と共に示している。アライメントマークは、導電性のコンタクト領域、又は部品上の導電性パッドであり、該部品をアライメントし、又は基板上の部品の配置及びコンタクトの整合性を監視（モニタ）するように、設定されている。アライメントマークは、部品の上面又は底面に設けることができる。部品の上面に設けられたアライメントマークは、直接アライメントマークと呼ばれ、部品の底面に設けられたアライメントマークは、間接アライメントマークと呼ばれる。直接アライメントマークは、直接的にプロービングアクセスされる。一方、間接アライメントマークは、部品が基板上に配置された後、間接的にプロービングアクセスされる。直接アライメントマークはさらに、ＡＣＭと接触する導電路を通じて、部品の底面に接続されることがある。
【００１６】
間接アライメントマークは、ＡＣＭ層との直接的な接触を形成している。間接アライメントマークは、同一部品上の導電路を通じて、他の間接アライメントマークと接続される場合がある。部品上の間接アライメントマークは、部品外側の基板表面でプロービングポイントに接続された分離導電路により、ＡＣＭ層越しに、間接的にアクセス可能となっている場合もある。部品には、集積回路、パッケージングされたデバイス、スタック構造を有するデバイス、センサ、又は電子機械要素などを採用することができる。パッケージングされたデバイスにおいては、アライメントマークが、パッケージ内側の回路との実際的な接続をせずに、パッケージ内に形成される場合がある。例えばベアチップでは、アライメントマークが、ダイのスクライブライン又はダイエリア内に、形成される。
【００１７】
図１において、部品１００は、直接アライメントマーク１１０、並びに２つの間接アライメントマーク１２０及び１３０から構成されている。典型的な実施例においては、直接アライメントマーク１１０が、導電路１１５を通じて、コンタクト領域１１１でＡＣＭ層１４０と接触している。２つの間接アライメントマーク１２０及び１３０は、いずれもＡＣＭ層１４０と接触しており、導電路１２５を通じて、互いに接続されている。図１に示される導電路１１５，１２５、及びアライメントマーク１１０，１２０，１３０は、一例にすぎず、可能なアライメントマーク及び導電路の全てと解釈すべきではない。
【００１８】
図１は、ＡＣＭ層１４０を通じて部品１００と基板１５０とが連結（coupling）している状態も示している。基板表面１４５は、リファレンスマーク１６０，１７０，１８０を有する。各リファレンスマークは、基板表面１４５における導電性パッド又はコンタクト領域からなり、部品１００上のアライメントマークとの一致によりアライメントするように、設定されている。典型的な実施例においては、基板１５０上の１つのランドパターンに対応した１セットのリファレンスマーク（例えばマーク１６０，１７０，１８０）のための空間的な位置が、部品１００上のコンタクトアレイに対応した１セットのアライメントマーク（例えばマーク１１０，１２０，１３０）のための空間的な位置にマッチングされる。その結果、部品における１セットのアライメントマーク（例えばマーク１１０，１２０，１３０）を、基板上の１セットのリファレンスマーク（例えばマーク１６０，１７０，１８０）に対して位置決めし、部品１００の配置後、基板１５０のランドパターン上において、部品１００上のコンタクトアレイが正確且つ適切な位置にあるか否かを検出することができる。図１において、リファレンスマーク１６０は、アライメントマーク１１０にアライメントするように、リファレンスマーク１７０は、アライメントマーク１２０にアライメントするように、リファレンスマーク１８０は、アライメントマーク１３０にアライメントするように、それぞれ設定されている。図１に示されるリファレンスマークは、一例にすぎず、可能なリファレンスマークの全てと解釈すべきではない。
【００１９】
図２は、アライメントチェーンを含む電子アセンブリの典型的な図である。２つの部品２１０及び２２０、２つのＡＣＭ層２３０及び２４０、基板２５０、アライメントチェーン２４５は、典型的な実施例として示されている。部品２１０及び２２０は、ＡＣＭ層２３０及び２４０によって、それぞれ基板２５０に連結されている。部品２１０は、その上面に２つの直接アライメントマーク２０１及び２０２を有する。これら直接アライメントマーク２０１及び２０２はさらに、ＡＣＭ層２３０とのコンタクトを形成する２つの導電路２０３及び２０４により、部品２１０の底面コンタクトパッド２０５及び２０６と接続されている。部品２１０が基板２５０上に正確にアライメントされている場合には、基板表面２４２で、アライメントマーク２０１及び２０２が、ＡＣＭ層２３０を通じて、リファレンスマーク２３３及び２３４とのコンタクトを形成し得る。導電路２０３及び２０４が、基板２５０上の部品２１０の位置及びコンタクトのステータスを、部品上面２０８から検査可能なようにしている。導電路２０７は、底面コンタクトポイント２０５及び２０６にリンクしている。底面コンタクトポイント２０５及び２０６は、部品２１０でアライメントチェーン２４５の形成部に対するアライメントマーク２０１及び２０２に関連付けられている。
【００２０】
部品２２０は、その底面に２つの間接アライメントマーク２１５及び２１６を有する。典型的な実施例では、それら間接アライメントマーク２１５及び２１６が、部品２２０の上面からアクセス可能となっている。導電路２１７は、アライメントチェーン２４５の一部となるように、２つの間接アライメントマーク２１５及び２１６にリンクしている。ＡＣＭ層２４０越しに、部品２２０における間接アライメントマーク２１６にアクセスするため、導電路２３８は、基板表面２４２でリファレンスマーク２３７と接続される一端、及び、同じく基板表面２４２でプロービング領域２３９と接続される他端をもって、基板２５０で結合している。ＡＣＭ層２４０越しに、間接アライメントマーク２１５にアクセスするため、導電路２３５は、基板２５０で合体している。基板２５０では、導電路２３５の一端が、リファレンスマーク２３６に接続され、他端が、アライメントチェーン２４５の一部となるように、リファレンスマーク２３４に接続されている。間接アライメントマークは、アライメントチェーンの構造において有益である。
【００２１】
ＡＣＭ層２３０及び２４０は、電子アセンブリ２００にあって、半田ペースト又はワイヤ結合に代替するように設定されている。ＡＣＭ層２３０及び２４０は、特定の方向（この実施例では垂直方向）に電流を伝導する。ＡＣＭ層２３０及び２３０は、ＡＣＭ層内の隣接領域に電流を流すことなく、部品２１０，２２０と基板２５０とを電気的に相互に連結する。ＡＣＭ層は、基板表面へ容易に部品を取り付けること、及び、基板表面から容易に部品を取り外すことを可能にする。
【００２２】
リファレンスマーク２３１，２３３，２３４，２３６，２３７，２３９は、前もって基板表面２４２に作成される。基板表面２４２において、リファレンスマーク２３３，２３４は、部品２１０を配置するためのものであり、リファレンスマーク２３６，２３７は、部品２２０を配置するためのものであり、リファレンスマーク２３１，２３９は、アライメントチェーン２４５の良否（integrity）を検査（プロービング）するためのものである。
【００２３】
部品２１０及び２２０が、ＡＣＭ層２３０及び２４０を介して、基板２５０上に適切にアライメントされた場合、連続的なアライメントチェーン２４５は、直列に連続して上記ＡＣＭ層２３０及び２４０を横切って部品２１０，２２０と基板２５０との間をジグザグ（Ｚ字形）に進む導電路の一部として形成される。アライメントチェーン２４５は、基板２５０においてプロービングポイント（例えばリファレンスマーク２３１）から始まり、導電路２３２を介して、リファレンスマーク２３３とリンクし、ＡＣＭ層２３０を横切って、部品２１０のマッチング底面コンタクトポイント２０５、さらに部品２１０の導電路２０７を介して、異なる表面のコンタクトポイント２０６、さらにＡＣＭ層２３０を横切って基板２５０に戻り、リファレンスマーク２３４と接続し、導電路２３５を介して、第２の部品２２０のために設けられたリファレンスマーク２３６へ続き、さらにＡＣＭ層２４０を越えて、部品２２０の間接アライメントマーク２１５に連結し、部品２２０の導電路２１７を介して、同一部品２２０上の間接アライメントマーク２１６、さらにＡＣＭ層２４０を越えて、基板２５０のリファレンスマーク２３７に戻り、該基板２５０において、導電路２３８を介して、アライメントチェーン２４５に関連付けられたエンドプロービングポイント２３９と連結される。導電路２３２，２３５，及び２３８は、基板２５０内に埋め込まれることもあるが、基板表面２４２に形成されることもある。部品２１０もしくは２２０が基板２５０で目標位置からずれている場合には、又は部品２１０もしくは２２０と基板２５０との間で接触不良が生じている場合には、もはや部品２１０又は２２０のアライメントマークは、基板２５０のリファレンスマークに一致するような配置又はコンタクトを形成しないと考えられる。伝導ステータスは、アライメントチェーンのエンドポイント（例えばマーク２３１，２３９）により検出されないと考えられる。
【００２４】
導電路２３２及び２３８は、アライメントチェーン２４５の終わりに付加され、アセンブリ２００においてアライメントチェーン２４５の整合性を検査するために、アクセスポイント２３１及び２３９を提供する。いろいろな実施例では、グランド又は電源との連結が、アライメントチェーンを２つに分離してより短いアライメントチェーンにするために、アライメントチェーン２４５に挿入される。グランド又は電源との連結は、分割アライメントチェーンのために、新しいエンドポイントを生成する。アセンブリ内の部品は、いくつかのアライメントチェーンを形成するために、いくつかのサブグループに分けることも可能である。複数のアライメントチェーンは、アセンブリ内で位置ずれした部品を分散させる場合に有効である。より小さなアライメントチェーンは、電子アセンブリにおいて分散された各領域内に、より少ない数の部品を含むからである。複数のテストポイントは、全てのテストポイント区間で各条件のステータスを監視するため、導電路に沿った大きなアライメントチェーンに、又は部品に、挿入されることがある。
【００２５】
例えばレジスタ（抵抗器）、キャパシタ、インダクタ、及びその他小型デバイスなどの受動部品は一般に、低コスト又は小型である。受動部品は、電子アセンブリの製造過程において、基板形成の際に、基板２５０内に埋め込まれたり（例えば埋め込みキャパシタや埋め込みレジスタなど）、基板表面２４２に半田付けされたりする場合がある。
【００２６】
例えばプラスチックハウジング又はヒートスプレッダなどの囲い構造又は保護構造は、電子アセンブリ内で、ＡＣＭにより相互に連結された部品群の配置を維持するために用いられる。電子アセンブリ内のアライメントチェーンの含有物と共に、各部品の位置やコンタクトのステータスは、外側からアクセスすることができない保護構造の中に収納されているが、アライメントチェーンを通じて監視や検出は可能となっている。電源及びグランドを、それぞれアライメントチェーンのエンドポイントに割り当てることにより、アライメントチェーンの伝導ステータスを直接測定するほか、いろいろな方法が、アライメントチェーンでの配置の整合性を監視するために用いられる。例えばアライメントチェーン内の接続ポイントにセンシングデバイスを設ける場合には、そのセンシングデバイスでそのステータスを監視することにより、アライメントチェーンに沿ってその部品群の配置及びコンタクトの整合性を容易に検出することができる。なお、アライメントチェーンは、基板表面に配置されることもあり、部品と結合していることもある。センシングデバイスは、例えば部品内のラッチであり、その部品によりアクセス可能なアライメントマークと接続されている。アライメントチェーンの１つのエンドポイントから信号を送ることにより、また部品においてセンシングデバイスのステータスを監視することにより、その１つのエンドポイントからそのセンシングデバイスを含む部品までのアライメントチェーンの整合性を、容易に測定することができる。また、アライメントチェーンのエンドポイントへ送る信号を切り替えることにより、部品におけるセンシングデバイス又はラッチが、その信号の切替が適切か否かを測定して、アライメントチェーンを監視することができる。信号の切替が不適切である場合には、当該電子アセンブリにおいては、アライメントチェーンに沿って、部品の接触不良又は位置ずれが生じている旨確認される。
【００２７】
図３は、発明の一実施例を示す図であり、アライメントチェーンを内蔵した状態で、囲いの中に収納された半田フリーの電子アセンブリを示している。この実施例では、部品３０２，３０４，及び３０６の１セットについて説明する。これら部品３０２，３０４，及び３０６は、ＡＣＭ層３０８，３１０，及び３１２を介して、基板３１４に接続され、電子アセンブリ３００において保護カバー３１６及び３１８に収納されている。上面カバー３１６における開口３２０及び３２２は、アライメントチェーン３２８のプロービングポイント（例えばアライメントマーク３２４及びコンタクトポイント３２６）にアクセスするために設けられている。アライメントチェーン３２８は、基板３１４上の部品３０２，３０４及び３０６のセットについて配置及びコンタクトの整合性を観測するためのものである。電子アセンブリ３００におけるアライメントチェーン３２８は、部品３０２のアライメントマーク３２４で始まり、ＡＣＭ層３０８、基板３１４、そして再びＡＣＭ層３０８、部品３０２を通ってジグザグ（Ｚ字形）に進み、さらにＡＣＭ層３０８を通って、基板３１４に戻る。さらに、アライメントチェーン３２８は、ＡＣＭ層３１０を通って、部品３０４へ続き、部品３０４を通って、ＡＣＭ層３１０を通って、再び基板３１４に戻り、さらにＡＣＭ層３１２を通って、部品３０６へ進み、ＡＣＭ層３１２を通って、基板３１４に戻り、コンタクトポイント３２６で終わる。アライメントチェーン３２８の１つのエンドポイント（例えばコンタクトポイント３２６）は、ダイアグノーシスコネクション（diagnosis connection）を容易にするように、破線で示されるグランドに結合される場合がある。この場合、上面カバー３１６の開口３２２は必要とされない。上面カバーの１つの開口が他のエンドポイントの位置にマッチングしていれば足りる。アライメントチェーン３２８のエンドポイントにアクセスするための、上面カバー３１６の開口は、適切なコンタクトが保証され得る場合、例えば間にＡＣＭ層を適用した場合などには、カバー３１６内の内蔵導電路によって置換することができる。他にも、例えば電子アセンブリの機能的なピンによりアライメントチェーンのエンドポイントをマルチプレクシング（multiplexing）するなどして、アライメントチェーンのエンドポイントが外部インターフェースパッドからアクセス可能となっている場合には、カバーの開口は必要とされない。
【００２８】
図３は、上面及び底面のカバー３１６及び３１８が留められた時にアセンブリの配置を維持するようにそれら上面及び底面のカバー３１６及び３１８の端において結合するマッチングノッチ（matching notches）の１セットも示している。上面カバー３１６の内面３３０は、部品３０２，３０４，及び３０６の配置を維持するため、アセンブリ３００において部品３０２，３０４，及び３０６の高さの変化に合った厚さの変化を持つ形態にエンボスされる場合がある。また、ＡＣＭ層３０８，３１０，及び３１２の弾性は、カバー３１６及び３１８を留めた後に、コンタクトプレッシャーを付与し得る。図３は、基板３１４の１つの側に、部品３０２，３０４，及び３０６が組み立てられた例だけを示しているが、基板３１４の両側に部品群が設けられた電子アセンブリに適用することも可能である。
【００２９】
変形例では、基板上の部品の配置を容易にするため、そして相互連結層としてのＡＣＭを持つ電子アセンブリ内で部品の配置を維持するために、前もって形成された開口を有する１つの位置的フィクスチャがアセンブリ内に含まれる場合がある。開口は、部品の外形を基板上に配置されるように調整するためのものである。基板上の１セットのリファレンスマークと共にアライメントするため、１セットのアライメントマークが、フィクスチャ内に含まれる場合がある。これにより、フィクスチャにおける１セットのアライメントマークが基板上のリファレンスマークのセットに対して適切にアライメントされる場合に、１つの部品におけるコンタクトアレイが、その基板において目標のランドパターンに正確に配置されるようになる。フィクスチャは、基板表面に取り付けることも、留めることも、あるいは接着することも可能である。典型的な例でいえば、基板に適切にアライメントした後に、これらを行う。
【００３０】
また他の実施例において、フィクスチャの１セットの開口は、基板の製造に際して、基板表面で直接的にエンボスされることがある。このエンボス加工により、フィクスチャにおける１セットの開口が、基板上で１セットのエンボスされた空洞（以下、エンボスキャビティという）となる。それにもかかわらず、挿入されたフィクスチャは、こうしたエンボスキャビティよりも適応性に優れる。例えば、ギガビットＤＲＡＭ又はフラッシュなど、多くの類似メモリチップの外形は、ＩＣの製造プロセスの相違により、半導体企業ごとに異なる。進んだプロセスほど、より小さな外形でパッケージングされたチップを生産することができる。しかしながら、類似メモリチップのコンタクトアレイと関係のあるピンの位置及びピンのピッチは、ほとんど同様に、製造において互換性を保証するものである。挿入されたフィクスチャは、製造のニーズを満足させるように、エンボスキャビティよりも適応性が高くなっている。
【００３１】
図４Ａは、カバー４５０及び４５５に囲まれる電子アセンブリ４００の基板４２０の上で１セットの部品４０２，４０４，及び４０６を組み立てるためにフィクスチャ４１０を使った場合について、本発明の典型的な実施の概要を示す図である。フィクスチャ４１０は、開口４２２，４２４，及び４２６から構成されている。これら開口４２２，４２４，及び４２６は、それぞれ部品４０２，４０４，及び４０６の外形に合っている。開口４２２，４２４，及び４２６は、部品４０２，４０４，及び４０６を、相互連結層としてのＡＣＭ４０３，４０５，及び４０７と共に、基板表面でランドパターンと一致するように正確に配置することができるように、前もって特定の位置に形成されている。アライメントマーク４１２及び４１４は、基板４２０に対してフィクスチャ４１０をアライメントするため、基板表面のマッチングリファレンスマーク４１３及び４１５と共に、フィクスチャ４１０において結合している。フィクスチャ４１０は、マッチングリファレンスマーク４１３及び４１５に対してアライメントマーク４１２及び４１４をアライメントすることにより、基板４２０に対してアライメントされる。部品４０２，４０４，及び４０６は、開口４２２，４２４，及び４２６に配置される場合がある。アライメントされたフィクスチャ４１０は、基板表面において正確に目標のランドパターンに一致した状態に、部品４０２，４０４，及び４０６を維持することができる。
【００３２】
フィクスチャ４１０の厚さは、最も低い部品の高さと同等に設定されている。カバー４５０及び４５５の内面は、組立てられるように、部品４０２，４０４，及び４０６の高さの変化に合った形態にエンボスされる場合がある。あるいは、サーマルメンブレン４４０及び４４５の厚さとして、ＡＣＭにより相互に連結された部品群をプレスするためのバッファとして機能するために十分な厚さが得られる場合には、サーマルメンブレン４４０及び４４５の層が、部品４０２，４０４，４０６とカバー４５０，４５５との間に挿入される場合がある。こうしたサーマルメンブレン４４０及び４４５は、部品４０２，４０４，４０６により発生した熱を、カバー表面へ逃がし得る。
【００３３】
フィクスチャ４１０を基板４２０に対してアライメントするためには、様々な方法を使うことができる。例えば１セットのマウンティングホールを、フィクスチャ４１０の機械的なアライメントマークとして、また１セットのマウンティングシリンダを、基板４２０の機械的なリファレンスマークとして、それぞれ結合することにより、あるいは逆にして、フィクスチャ４１０でマウンティングシリンダを、基板４２０でマウンティングホールを、それぞれ結合することにより、フィクスチャ４１０を基板４２０に対して機械的にアライメントすることができる。いくつかの具体例では、フィクスチャ４１０を基板４２０に対してアライメントした後、そのアライメントされたフィクスチャ４１０を、ペースト、接着剤、クランプ、又はねじにより、基板表面に付ける。最終的なアセンブリは、１セットのカバー４５０及び４５５から構成されるハウジング内に収容される。カバー４５０及び４５５は、外に相互連結する用途のため、又はアライメントチェーン４２８のコンタクトステータスを監視するため、１乃至複数のコンタクト用開口４２０又はコンタクトパッドを有する場合がある。
【００３４】
図４Ａでは、カバー４５０及び４５５が共にプレスされた後、電子アセンブリ４００を確実に保持するため、上面カバー４５０における上面ノッチ４５２及び４５４が、底面カバー４５５における底面ノッチ４５６及び４５８と連結するように、設定されている。上面ノッチ４５２，４５４及び底面ノッチ４５６，４５８は、カバー４５０及び４５５の縁に沿った２つの平行なスリットである場合がある。図４Ａに示されるそれらノッチの形状は、説明のための例示を意図するものであり、可能なノッチの形状又は可能なシール方式は、これだけであると解釈すべきではない。例えば、カバー４５０及び４５５を共に保持するためのノッチやマッチングスリットがない場合には、上面カバー４５０及び底面カバー４５５は、超音波接合技術を使うことにより、又はクリップを使うことにより、シールすることもできる。図４Ａに示されるアセンブリ技術は、変形例において、フラッシュカードアセンブリ、メモリカードアセンブリ、カスタマ電子製品アセンブリに適用することができる。
【００３５】
図４Ｂは、基板４２０上に配置されたフィクスチャ４１０の上面図である。他の実施例は、フィクスチャ４１０において相互に連結された電子回路要素（以下、相互連結回路要素という）の結合となっており、フィクスチャ４１０は、ＡＣＭにより相互に連結された部品群の配置ホルダとして機能するだけではなく、電子アセンブリ内の部品に係る相互連結回路要素を有する。受動部品は、前もって製造され、結合され、フィクスチャ４１０内に埋め込まれることもある。図４Ｂは、相互連結トレース４６４及び４６５と、ビア４６６と、外部アクセスのためにフィクスチャ４１０内に埋め込まれた導電性パッド４６７と、の典型例を示している。フィクスチャ４１０における相互連結トレース４６４及び４６５、そして基板４２０における相互連結トレースは、フィクスチャ４１０下のＡＣＭ層を介して、電子アセンブリについての相互連結回路要素の完璧な１セットを有する。フィクスチャ４２０は、単層のフィクスチャである場合もあり、高い経路密度及びより良い信号の品質を得るため、より多くの相互連結層を含む複数層のフィクスチャである場合もある。
【００３６】
電子アセンブリにおけるアライメントチェーンは、導電性アライメントマーク及び導電路を上記フィクスチャに追加して、それらマーク及び導電路を、部品におけるアライメントマーク及び導電路、並びに基板におけるマッチングリファレンスマーク及び導電路と共に、基板上の部品及びフィクスチャについての配置及びコンタクトのステータスを検出するための、直列に連続する導電路へリンクさせることにより、アライメントチェーンの一部としてのフィクスチャに結合することができる。アライメントチェーンの一乃至複数のエンドポイントは、アライメントチェーンの整合性を検出するために、カバーへの外部アクセスを可能とする。
【００３７】
組立プロセスにおいては、複数ある技術のいずれかを用いることにより、ＡＣＭ層を部品と連結することができる。例えば、ＡＣＭ層は、アセンブリ内に配置するよりも前に、パッケージングされたデバイス、ベアダイＩＣ、又はスタック構造を有するデバイスの表面に取り付けることができる。あるいは、前もって切り分けられたＡＣＭ層は、部品の配置の前に、エンボスされた又はすでに基板表面に取り付けられたフィクスチャの開口へ挿入することができる。また別の実施例では、基板上にフィクスチャが配置されるよりも前に、ひいてはその後、部品がそのフィクスチャをガイドとして使って基板上に配置されるよりも前に、ＡＣＭ層が基板表面に配置される。
【００３８】
ＡＣＰが製造プロセスにおいて使用される時、ＡＣＰの薄い層は、基板表面で、分配（dispense）され、又は印刷される。各部品は、直接アライメントされ、フィクスチャを使用せずに、基板表面においてランドパターン上に配置される。プレート又はカバーは、アライメントされた部品の配置を維持するために使用される場合があり、部品を基板上に確実に取り付けられるための硬化及び熱プレスプロセスを伴う。
【００３９】
別の実施例においては、ＡＣＰ及びＡＣＭの結合技術が、電子アセンブリで使用される。電子アセンブリでは、ＡＣＰがフィクスチャを基板上に結合させるために使用される。そして、ＡＣＭは、部品の相互連結層として使用される。相互連結層としてＡＣＭを使用する１つの部品は、良好なコンタクトを得ることが可能であり、再利用のため、基板表面から容易に取り外すことができる。
【００４０】
本発明の変形例においては、２つ又はそれよりも多いフィクスチャが、電子アセンブリにおいて、組立や再利用のプロセスを容易にするために使われる。例えば、第１のフィクスチャは、部品の第１のサブグループをアライメント及び保持するように設定され、第２のフィクスチャは、部品の第２のサブグループ（例えば残っている部品）をアライメント及び保持するように設定される。いくつかの典型的な実施例は、部品が基板の両面に配置された電子アセンブリを含む。そのような実施例では、一乃至複数のフィクスチャを、第１の基板面に連結された部品のアライメント及び保持のために使うことが可能であり、そして一乃至複数の追加のフィクスチャを、第２の基板面に連結された部品のアライメント及び保持のために使うことが可能である。複数のフィクスチャは、もしあるなら、フィクスチャと基板との間の熱拡散の偏差を抑えるために、そして再利用を容易とするために、大きな電子アセンブリにおいて有益である。
【００４１】
図５は、例えばアドオンボード、又はメモリモジュールなど、本発明の典型的なアセンブリを示している。図５中、フィクスチャ５１０は、例えばクラムシェル５６０及び５７０のような保護ハウジングにより囲まれた電子アセンブリ５００において、ＡＣＭにより相互に連結された部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，及び５０６を保持するため、基板５２０に取り付けられている。この実施例において、フィクスチャ５１０は、基板表面でエンボスされることがある。このエンボス加工により、フィクスチャ５１０が、基板上において、複数のエンボスされた開口（以下、エンボス開口という）となる。また、フィクスチャ５１０は、組立の過程において、基板５２０と連結されることがある。保護ハウジングとしては、例えば２つの同一のクラムシェル５６０，５７０及び２つの同一のクランプ５６１，５６２から構成されるヒートスプレッダを採用することができる。クラムシェル５６０及び５７０の長いエッジに沿って、雄ノッチ５６３，５７３及び雌ノッチ５６４，５７４がある。これら雄・雌ノッチは、それぞれ直角に、クラムシェル５６０及び５７０の内面の方へ曲がっている。別の実施例では、クランプ５６１，５６２、雄ノッチ５６３，５７３、及び雌ノッチ５６４，５７４が、同一である必要がない場合がある。
【００４２】
組立てに際しては、フィクスチャ５１０が、アライメントされ、基板５２０に取り付けられた後、部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，及び５０６が、フィクスチャ５１０の開口５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，及び５１６に配置される。その時、組み立てられたフィクスチャ５１０及び部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６から構成される基板は、１つのクラムシェル（例えばクラムシェル５６０）の内面に配置される。そして、第２のクラムシェル（例えばクラムシェル５７０）を手に取り、それを１８０°回転する。こうして、そのクラムシェル５７０の雄ノッチ５７３及び雌ノッチ５７４を、第１のクラムシェル５６０の雄ノッチ５６３，５７３及び雌ノッチ５６４，５７４に挿入することを可能にする。また、クラムシェル５６０及び５７０をフリップして閉じることにより、組み立てられた基板を、クラムシェル５６０及び５７０の２つの内面の間に挟むことができる。また、閉じたクラムシェル５６０及び５７０の上端にクランプ５６１及び５６２を取り付けることで、部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，及び５０６に基づくＡＣＭを、フィクスチャ５１０の開口５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，及び５１６の内側に、しっかりと保持することができる。サーマルメンブレン５６５及び５７５は、クラムシェル５６０及び５７０の内面に取り付けられることがある。サーマルメンブレン５６５及び５７５の弾性は、各部品をプレスして、基板５２０との良好なコンタクトを形成する。サーマルメンブレン５６５及び５７５は、もしあるなら、基板５２０上の部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，及び５０６の中で、より少ない高さの変化に適応する。閉じたアセンブリにおいて、基板５２０上で、ＡＣＭにより相互に連結された部品５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，及び５０６のコンタクトの整合性は、一乃至複数のアライメントチェーンにより監視することができる。アライメントチェーンは、いくつかのアクセスポイントと接続されている。アクセスポイントは、クラムシェル５６０及び５７０の表面により結合されているか、あるいは外部インターフェース接続部５３０又は露出した基板表面に接続されている。
【００４３】
図６は、図５のアセンブリの要素と類似の要素を含む典型的なメモリモジュール６００の上面図である。メモリモジュール６００は、クラムシェル６３０内に収納されている。クラムシェル６３０は、メモリモジュール６００内で組み立てられた部品群のため、保護デバイス、部品保持デバイス、及び熱消散デバイスとして機能する。典型的な例では、メモリモジュール６００が、ＰＣＢ基板６２０上にフィクスチャ６１０を有する。一乃至複数のフィクスチャ６１０は、１つの側又は両側からＰＣＢアセンブリを支持するために、ＰＣＢ基板６２０の表面に取り付けられる場合がある。メモリ部品又はメモリデバイス６０１，６０２，６０３，６０４，６０５及びサポーティングロジックデバイス６０６（例えばクロックチップ、レジスタチップ、バッファチップ、又はこれらのロジック機能をＩＣ化したものなど）は、ＰＣＢ基板６２０の上で相互連結層としてＡＣＭを使用しており、フィクスチャ６１０の開口６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，及び６１６に配置され、クラムシェル６３０の上端に留められたクランプ６３２及び６３４共々、１セットのクラムシェル６３０により収納され、保持されている。クランプ６３２及び６３４は、クラムシェル６３０内にしっかりとメモリアセンブリを保持するため、クラムシェル６３０と連結するように設定されている。１つのサポーティングロジックデバイス６０６だけが示されているが、メモリモジュールは、他にもサポーティングロジックデバイスを含むことがある。典型的な実施例では、メモリデバイスが、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）デバイス、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）デバイス、フラッシュメモリデバイス、電気的に書換可能なメモリ（Electric Erasable Programmable Memory）デバイス、プログラマブルロジックデバイス、強磁性メモリ（ferromagnetic memory）デバイス、又はこれらの任意の組み合わせから構成されることがある。
【００４４】
典型的な例では、アライメントチェーン６２５が、メモリモジュール６００において、アライメントチェーン６２５に沿ってメモリ部品及びサポーティングロジックデバイスのコンタクトの良否を確認するため、メモリ部品及びサポーティングロジックデバイスと連結している。メモリモジュール６００の一実施例では、アライメントチェーン６２５の１つのエンドポイント６２６がグランドに結ばれ、もう１つのエンドポイント６２７が基板表面からアクセス可能となっている。エンドポイント６２７は、さらに外部インターフェース領域６３０（例えばゴールドフィンガー）にあるピン６２８と連結されることがある。詳しくは、両者は、メモリモジュール６００がマザーボードのソケットに挿入された後、そのマザーボード又はメインボードにより直接アクセス可能なように連結される。他の実施例では、アライメントチェーン６２５のエンドポイント６２６及び６２７が、マザーボードにより、又はマザーボード内の他のアライメントチェーンにさらに連結していることによりアクセス可能なメモリモジュール６００に係る外部インターフェース領域６３０のピンに接続されることがある。例えばラッチなどのセンシングデバイスを、アライメントチェーンの整合性を監視すべく、そのアライメントチェーンに沿って部品に取り付けることができる。アライメントチェーン６２５は、相互連結層としてＡＣＭを使うメモリモジュール６００の実施例における光学的な特徴である。
【００４５】
図７は、ハウジング内に収容された典型的な電子アセンブリを組み立てるための典型的な方法を示すフローチャートである。この電子アセンブリは、図４Ａに示したアセンブリ４００に準ずるものであり、同様の番号が付されている。例えば、典型的なフローチャートでは、部品の配置のガイドのために、フィクスチャを使う代わりに、キャビティにより基板表面がエンボスされる。加えて、部品と基板との間に配置される分離ＡＣＭ層を使う代わりに、部品表面にＡＣＭ層がラミネートされる。基板表面にエンボスされたキャビティは、数ミル（a few mils）の範囲において、正確にＰＣＢ製造プロセスに一致することができる。なお、１ミルは、１インチの１０００分の１である。加えて、基板の片面だけが、図７の実施例の部品によって組み立てられる。ただし、基板の両面に部品を組み立てることも可能である。また、製造の質及びスループットを高めるために、アセンブリフィクスチャが、表面実装品において使用されることがある。また、アセンブリフィクスチャを使用することにより、複数の電子アセンブリの同時組立が容易になる。
【００４６】
図７は、ステップ７１０で始まる。ステップ７１０では、ハウジングカバー（例えば底面カバー）を、アセンブリフィクスチャ内に配置する。なお、複数の電子アセンブリが並行して組み立てられる場合には、同一の手順が数回繰り返され得るため、図７では１つの電子アセンブリだけについて論じていることに注意すべきである。
【００４７】
ステップ７２０では、例えば底面カバーを、アセンブリフィクスチャ内に配置した後、サーマルメンブレンを、底面カバー上方に配置する。サーマルメンブレンは、光学的な材料の膜であり、最終的な電子アセンブリにおいて熱の発生及び機械的な支持のために必要されるものに応じて選定される。ステップ７３０では、エンボスキャビティを有する基板を、底面カバー上に配置する。底面カバーは、光学的なサーマルメンブレンを含む。その後、ステップ７４０の組立方法を経て、ステップ７５０において手動により、又はステップ７５５において配置品により、ＡＣＭのラミネートされた部品を、エンボス開口に挿入することができる。部品の配置後、ステップ７６０では、サーマルメンブレン又は弾性膜を、組み立てられた基板上に配置する。これにより、熱消散を改善し、そしてＡＣＭのラミネートされた部品をプレスし、ステップ７７０でアセンブリに仮収納するために上面カバーを配置した後、基板との良好なコンタクトを形成する。あるいは、こうした組立方法において、ステップ７２０及び７６０を割愛するため、サーマルメンブレン又は弾性膜を、前もってカバーの内面にラミネートすることもある。
【００４８】
電子アセンブリに仮収容するために上面カバーを配置した後、ステップ７８０で、アセンブリが適切に組み立てられたか否かを測定するために、検査が行われる。ステップ７８５でアセンブリされていない旨判断された場合には、その後、ステップ７９０で、再生を実行する。詳しくは、上面カバーを取り除き、誤って配置された部品又はコンタクト不良の部品を診断し、その問題を修理するようにする。それから、ステップ７８０で、上面カバーをもとに戻し、そのアセンブリを再検査する。アセンブリがその検査に合格した場合には、その後、例えば上面及び底面カバーに超音波接合技術を適用することにより、ハウジングを確実にシールすることで、電子アセンブリを形成する。
【００４９】
図８は、ＡＣＰ・ＡＣＭ結合技術を使う典型的な電子アセンブリを組み立てるための典型的な方法を示すフローチャートである。ここでは、ＡＣＰが、基板表面においてフィクスチャ（すなわち部品フィクスチャ）の結合のために使用される。そして、ＡＣＭは、従来のアセンブリのような半田ペーストを用いることなく、容易に部品を挿入し、又は、部品を基板表面から分離することができるように、各部品と基板との間の相互連結層として使用される。基板は、ＡＣＭ層により各部品と、そしてＡＣＰ層により部品フィクスチャと、電気的に連結され、又は相互に連結されている。なお、各部品の配置及びコンタクトの整合性を監視するために、直列のアライメントチェーンを、アセンブリ内に埋め込むことが可能である。また、図７の実施例と同様、表面実装品を選んで配置することによって、いくつかの電子アセンブリを並行して組み立てることができる。説明を簡単にするため、図８の方法では、１つの電子アセンブリのみについて説明されている。
【００５０】
組立に際しては、まず、ステップ８１０において、ＡＣＰ層を、配置すべき部品フィクスチャについての特定のペーストパターンで、基板表面に分配又は印刷する。電子アセンブリにおいて、導電トレースを、相互連結回路要素の一部として、部品フィクスチャに製造することができる。
【００５１】
部品フィクスチャは、ステップ８２０において、アライメントされ、そしてＡＣＰ層が分配された基板表面に配置される。ＡＣＰは、ペーストの硬化の後で部品フィクスチャが基板表面に確実に結合されるように、十分な厚さを持っていることが好ましい。部品フィクスチャは、基板上の１セットの目標リファレンスマークに対してフィクスチャ上の１セットのアライメントマークをアライメントすることにより、基板表面に対して光学的又は電気的にアライメントすることができる。あるいは、フィクスチャは、一対の機械構造、例えばフィクスチャ上のマウンティングホール及び基板上のマウンティングシリンダ、又はこれらのホール・シリンダを入れ替えたものなどを使って、基板表面に対して機械的にアライメントすることができる。
【００５２】
ステップ８３０では、基板にフィクスチャを取り付けるため、ＡＣＰのホットプレス及び硬化を行う。ＡＣＰのホットプレス及び硬化は、異方電気伝導性をプレス方向（例えばフィクスチャから基板へ）について生じさせる。
【００５３】
ステップ８４０では、フィクスチャが基板上に適切に組み立てられているか否かを測定するために、検査を実行する。フィクスチャが適切に組み立てられていない場合には、ステップ８４５において、基板又はフィクスチャが相当の価値を持っているか又は再生がどれだけ複雑であるかによって、フィクスチャを、廃棄するか、又は再生するか、を決める。こうして修復されたフィクスチャが検査に合格した場合（例えば基板に対して良好にアライメントされている場合）には、その後、ステップ８５０において、ＡＣＭ層及び部品は、全ての部品が配置されるまで、部品フィクスチャ内の目標の開口に配置される。
【００５４】
フィクスチャの開口は、基板上に正確に部品を保持するだけではなく、部品が上から適切にプレスされる場合に、部品パッケージでのコンタクトアレイが、基板表面に形成された部品の目標ランドパターンと接続されることを保証する。フィクスチャの開口の大きさは、部品の外形寸法に合わせることが好ましい。ただしこの場合であっても、容易に部品を挿入し、取り外すことが可能な状態を維持することが好ましい。ＡＣＭ層は、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）パッケージ内の部品に適している。このパッケージでは、ベアコンタクトの１つのアレイ内を除いて、半田ボールが当該パッケージに取り付けられることはない。
【００５５】
フィクスチャの開口に、相互連結層としてのＡＣＭと共に部品を配置した後、ステップ８６０において、例えばサーマルメンブレンなど、内面に設けられた弾性材料の層から構成されるカバーを、そのフィクスチャの開口において部品の配置を維持するように、アセンブリの上面に配置する。ステップ８７０では、各部品が適切に組み立てられているか否かを確認するために、検査を実行する。検査が不合格である場合は、ステップ８８５において、位置ずれした部品を再配置するため、又はＡＣＭメンブレンの不良品、もしくは部品にラミネートされたＡＣＭの欠陥品を取り替えるため、そのカバーを取り外す。これらのプロセス（例えばステップ８６０〜８８５）は、ステップ８８０で検査を合格するまで繰り返される。その後、ステップ８９０では、電子アセンブリ内に全ての部品を確実に保持するように、上面及び底面カバーから構成される電子アセンブリを、クランプ、クリップ、ラッチ、又はシールする。
【００５６】
基板の両面に部品が設けられている場合には、組み立てられた基板の底面カバーを含む一方の面を、ステップ８８０における検査の合格後、裏返すことができるようになっている。そしてその後、第２のフィクスチャ及びＡＣＭ層、そして部品を、第２の基板表面に配置するため、その第２の面の組立てが完了し、検査に合格するまで、上記ステップ８１０〜８８０を繰り返し実行する場合がある。
【００５７】
本発明の別の実施例では、両面に組み立てられた部品を持つ電子アセンブリの組立てを容易にするために、第２の基板を使用することがある。組み立てられた基板が検査を合格した後、両面電子アセンブリを形成すべく、間に異方性導電膜（ＡＣＭ）を持つ第１の組み立てられた基板及び第２の組み立てられた基板を、背中合わせに、アライメントし、配置する場合がある。第１及び第２の基板の間に電気的な接続を必要としない場合には、ＡＣＭの代わりに、サーマルメンブレン、ペースト、接着剤が使用されることもある。
【００５８】
本発明の変形例では、分離可能な部品群から構成される電子アセンブリの集積密度の増加に伴い、複数のフィクスチャ、複数のＡＣＭ、そして複数の基板が、３次元（３Ｄ）構造となるように積層される場合がある。分離可能な部品群では、分離可能な部品が、その境界で分離ＡＣＭ層により薄片に分けられ、又は分離ＡＣＭ層が、その下において、部品と基板との間の境界に挿入されることもある。ＡＣＭ層、フィクスチャ、フィクスチャの開口においてＡＣＭで薄片に分けられ、又は相互に連結された部品群、そして基板の構成要素のうちの基本構築ブロック、すなわち基本的なＭＦＳ（Membrane-Fixture-Substrate）の構成要素は、スタック型電子アセンブリを構築するため、例えば図９に示されるように結合される。ＭＦＳ基本構築ブロックが、スタック型電子アセンブリにおいて他のＭＦＳの構成要素と電気的に相互に連結されない場合には、ＡＣＭ層９１５，９２５，及び９３５は、サーマルメンブレンに置き換えられることがある。いくつかの実施形態では、スタック型電子アセンブリは、ハウジング内に収容され、シールされる。
【００５９】
図９は、縦につながる（cascade）３層のＭＦＳ構成要素９１０，９２０，９３０から構成されるアセンブリの典型的な実施例である。この実施例では、ＭＦＳ積層体が、連続していて、その間にギャップ（隙間）を必要としない。このため、部品とＡＣＭ層、又は部品とサーマルメンブレンも、ギャップを必要としない。図９に示されるギャップは、構築ブロックを識別するためのものにすぎず、もっと明確に構成要素がくっついている。１セットのマウンティングホール及びマウンティングシリンダは、ＭＦＳ積層体をアライメントするために、又は結合させるために、使用されることがある。
【００６０】
各ＭＦＳについて、各上面のＡＣＭ層は、その上面において隣り合うＭＦＳの相互連結層として機能することができる。変形例では、隣り合うＭＦＳの相互連結を容易とするため、導電路又は結合トレースを含む１セットの相互連結要素を、前もってチップ状又は平板状に形成することができる。こうして、その相互連結要素をフィクスチャの開口に挿入し、隣り合うＭＦＳを結合させる。相互連結要素は、隣り合う２つのＭＦＳにおいてＡＣＭ層を介して基板を接続するコネクタとして機能する。相互連結要素は、例えばMICTORコネクタ、そして電子アセンブリ内に見られるフレキシブル回路のような、高価な機械的コネクタに代替することができる。加えて、ＡＣＭ層と結合する相互連結要素にとっても利点がある。相互連結要素の数及び位置は、機械的コネクタ又はフレキシブル回路により、物理上、又は位置上、強制的に連結されないフィクスチャの範囲で、自由に選択することができる。基板の両面が、経路密度増加のため、相互連結回路要素と一緒製造されることで、相互連結要素が、複数のＡＣＭ層を介して、隣り合う基板に必要な相互連結を供給する場合もある。電子アセンブリ内の受動部品は、フィクスチャ内に埋め込まれ、又は相互連結要素内に埋め込まれ、又はＭＦＳ内の基板表面に半田実装されることがある。あるいは、ＭＦＳへの配置のために部品内を上面から底面に延びるアライメントマークに関連付けられた導電路９４２が、複数のＡＣＭ層を介して隣り合うＭＦＳを連結させる相互連結要素として用いられることもある。同様に、基板内を上面から底面に延びるアライメントマークに関連付けられた導電路９４４が、隣り合うＭＦＳの結合として使用されることもある。
【００６１】
アライメントチェーンは、例えばＭＦＳ積層構造のような、より複雑な構造を含む電子アセンブリにおいて、部品の配置及びコンタクトのステータスを診断する場合に有益である。このアライメントチェーンは、簡素な電子アセンブリについての光学的な特徴であり、部品群に基づくＡＣＭが適切に組み立てられているか否かを測定するための機能的な検査を、十分なものとする。複雑な電子アセンブリ以外では、欠陥部分を確認するための効率の良い方法が、実質的に、検査、デバッグ、再生のコストを下げることがある。アライメントチェーンは、より大きくの分離可能な部品又は複数のＭＦＳから構成される複雑な電子アセンブリのための解決手段である。部品群のための導電性アライメントマーク、及び、直列導電路への基板上のマッチング導電性リファレンスマークに連結するアライメントチェーンは、アセンブリ内の部品群についての組立の整合性を検出する場合に有効である。複数のアライメントチェーンは、複雑な電子アセンブリ内の部品を、より小さいアライメントチェーンの各々のアクセスポイントで複数のサブグループに分割し、その電子アセンブリ内のより小さな領域に分離した、ＡＣＭで相互に連結される部品群について、配置及びコンタクトのステータスを検出する。
【００６２】
典型的な実施例を参照して、本発明について説明した。様々な改良がなされる場合があることや、他の実施例も本発明の範囲から外れることなく使用可能であることは、当業者にとって明らかである。例えばいくつかの電子アセンブリが、一乃至複数のフィクスチャばかりでなく、一乃至複数のアライメントチェーンも含むことがある。この場合、フィクスチャは、任意のハウジング又は囲いの下に、さらに複数の相互連結層を含むことがある。このように、上述した典型的な実施例に係る上記実施例又は他の変形例は、本発明に含まれるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】一実施形態において、部品におけるアライメントマークの１セットと、基板上のリファレンスマークの１セットとが、補助的な導電路により、連結されている状態を示す図である。
【図２】同実施形態において、相互連結層としてＡＣＭを用いた層上の２つの部品を連結しているアライメントチェーンを示す図である。
【図３】本発明の実施形態において、アライメントチェーンを含む電子アセンブリが囲い内に収納されている状態を示す図である。
【図４Ａ】ハウジング内に収納された基板上の部品の組立てにフィクスチャを用いた場合における電子アセンブリの一例を示す図である。
【図４Ｂ】基板裏面と結合した相互連結トレースを含むフィクスチャの一例を示す上面図である。
【図５】メモリモジュールの電子アセンブリの一例について、ハウジング内に収納されたＡＣＭで相互に連結された各部品の配置を維持するためにフィクスチャが基板に接続された部分を示す図である。
【図６】クラムシェルに収納されたフィクスチャ、部品、アライメントチェーン、及び外部インターフェースを含む、メモリモジュールの本発明の一例を示す上面図である。
【図７】ハウジングに収納されたアセンブリにおいて、所定のキャビティ配置によりエンボス加工された基板上に、ＡＣＭのラミネートされた部品を組み立てる方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】ＡＣＰ及びＡＣＭの結合技術を使って、電子アセンブリを組み立てる方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】縦につながる態様で複数のＭＦＳが積層されたアセンブリの一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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