(57)【要約】      （修正有）【課題】電子アセンブリを形成するためのベアダイおよびパッケージ化された集積チップなどの電子回路部品の製造プロセスを提供する。【解決手段】第１の側３０４Ｂが電子装置を有している電子回路部品３０４Ａが用意される。電子回路部品の第１の側は、粘着層３０２Ａに接触して配置される。次いで、結合材料３０６Ａが、粘着層のうちの電子回路部品の第１の側によって覆われていない部分へと、電子回路部品の少なくとも一部分を覆うために充分な深さまで堆積させられる。その後、結合材料は、定着または硬化させられ、定着または硬化した結合材料となり、粘着層が取り除かれる。【選択図】図３
2017108120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子アセンブリを形成する方法であって、
粘着層を用意するステップと、
第１の側および第２の側を有しており、前記第１の側が電子装置を有している電子回路部品を用意するステップと、
前記電子回路部品の前記第１の側を前記粘着層に接触させて配置するステップと、
結合材料を、前記粘着層のうちの前記電子回路部品の前記第１の側によって覆われていない部分へと、前記電子回路部品の前記第２の側を実質的に覆う深さまで堆積させるステップと、
前記結合材料を硬化させ、硬化した結合材料とするステップと、
前記粘着層を取り除くステップと
を含んでおり、
前記電子回路部品は、前記硬化した結合材料によって堅固に取り付けられた状態に保持される、方法。
【請求項２】
前記電子回路部品の前記第１の表面および前記硬化した結合材料の第１の表面は、互いに実質的に平坦である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記硬化した結合材料と前記電子回路部品の前記第１の表面との間に導電性の配線を配置するステップ
をさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記結合材料を堆積させるステップの前に、前記粘着層の一部分に沿って広がり、かつ前記電子回路部品の側面に沿って高さ方向に上方へと延びる予備結合材料を、堆積させるステップと、
前記結合材料を堆積させるステップの前に、前記予備結合材料を硬化させ、硬化した予備結合材料とするステップと
をさらに含み、
前記硬化した予備結合材料は、前記硬化した結合材料よりも堅い性質を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記粘着層を、傾斜した側面と、該傾斜した側面の間の平坦な部分とによって定められ、前記平坦な部分は前記電子回路部品を受け入れるようなサイズとされている空洞部を備えて形成するステップ
をさらに含んでおり、
前記電子回路部品の前記第１の側を前記粘着層に接触させて配置するステップは、前記平坦な部分の表面において行われ、前記第１の表面は、前記粘着層の前記平坦な部分の表面に接触し、
前記堆積させるステップは、前記硬化可能な材料を、前記粘着層のうちの前記電子回路部品の前記第１の側によって覆われていない部分へと、前記電子回路部品の前記後ろ側を実質的に覆う深さまで堆積させ、残りの空洞部を前記結合材料で実質的に埋めることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記粘着層の前記表面および前記結合材料の表面へと実質的に透明な基板を配置するステップ
をさらに含み、
前記結合材料を硬化させるステップは、前記透明基板を通して前記結合材料へと硬化をもたらし、前記結合材料を硬化させるステップを含み、
前記粘着層を取り除くステップは、前記導電性の電子部品の各側に斜面の構成をもたらす、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記結合材料を堆積させるステップは、インクジェット式の印刷、エアロゾル式の印刷、および押し出し式の印刷のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
電子要素を第１の表面上に有している電子回路部品と、
前記電子回路部品の第２の（または、後ろ側の）表面を実質的に覆う充分な深さを有しており、前記電子回路部品を堅固に固定された関係に保持する硬化した結合材料と、
前記電子回路部品の前記第１の表面と前記硬化した結合材料の少なくとも一部分とで構成された上面と、
前記硬化した結合材料と前記電子回路部品の前記第１の表面との間を延びる印刷による導電性の配線と
を備える電子チップアセンブリ。
【請求項９】
電子アセンブリを形成する方法であって、
基板上に導体を設けるステップと、
電気回路部品を前記基板上に前記導体から離して設けるステップであって、前記導体の高さは前記電気回路導体の高さよりも小さいステップと、
前記導体と前記電子回路部品との間の高さおよび距離の差を割り出し、前記導体と前記電気回路部品との間の前記割り出した差に応じて堆積の速度を変化させることにようにエアロゾル印刷装置を動作させることによって、エアロゾルプリンタによって特定の領域に配置される材料の量を変化させるステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記電子回路部品に近付くにつれて前記エアロゾルプリンタの速度を下げることで、前記材料の深さを前記電子回路部品の高さに等しくなり、あるいは上回るまで増加させ、その後に前記エアロゾルプリンタの移動の速度を上げるステップ
をさらに含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、電子製造に関し、さらに詳しくは、共通の基板上に位置する集積回路およびディスクリートな部品などの異なる種類の構成部品で構成されたハイブリッド電子プラットフォームの製造に関する。ハイブリッド電子プラットフォームは、シリコン基盤のシステムと同じ複雑な機能および処理能力を保ちつつ、費用効率が高い大面積の製造技術を採用する。温度および機械的な理由に起因して、はんだボンディングおよびワイヤボンディングなどの伝統的なシリコン集積方法は、可撓な印刷による電子装置を含み得るハイブリッドプラットフォームには適さないかもしれない。種々のパッケージング技術が、可撓基板上へのチップの集積のために開発されてきている。例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ）を、プラスチック基板上の回路へのチップの接合および接続のために適用することができる。しかしながら、この方法の不都合な面は、接着剤で接合することができるチップ上の接点パッドの最小サイズの限界である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
上述の限界および他の限界を克服する技術および構成を提供することが、有用であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
電子アセンブリを形成するための他の構成の中でもとりわけベアダイおよびパッケージされた集積チップなどの電子回路部品のための製造プロセスが提供される。電子回路部品の表面は、導電性の配線および／または接点パッドを含む他の構成などの電子要素を有している。電子アセンブリを形成するための方法は、粘着層を用意することを含む。次いで、第１の側および第２の側を有しており、第１の側が電子装置を有している電子回路部品が用意される。電子回路部品の第１の側は、粘着層に接触して配置される。次いで、結合材料が、粘着層のうちの電子回路部品の第１の側によって覆われていない部分へと、電子回路部品の少なくとも一部分を覆うために充分な深さまで堆積させられる。その後に、結合材料は、定着または硬化させられ、定着または硬化した結合材料となり、粘着層が取り除かれる。これらの作業により、電子回路部品は、定着または硬化した結合材料によって堅固に取り付けられた状態に保持され、回路の接続が形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、レーザ切断プロセスを用いた可撓基板と電子回路部品との間の高分解能の接続を容易にするための方法および構造を示している。
【図２】図２は、本出願の考え方を実行することができる電子回路部品を示している。
【図３】図３は、電気的接続のための平坦な露出面をもたらすように電子回路部品を埋め込む本出願によるプロセスの実施形態を示している。
【図４】図４は、電気的接続のための平坦な露出面を有している電子回路部品を埋め込むための２層構造を示している本出願によるプロセスの別の実施形態を示している。
【図５】図５は、基板が自身の長さに沿って剛性の勾配を有している電子回路部品を埋め込むための本出願によるプロセスの別の実施形態を示している。
【図６】図６は、外部のパッドまたは部品へと延びた電気配線を有している埋め込まれた電子回路部品の上面図を示しており、図４および５に関連して述べられるより堅固な基板範囲および柔軟な基板範囲を示している。
【図７】図７は、形状付けられた粘着材料が電気的接続を形成するための斜面を形成するために用いられる本出願によるプロセスの実施形態を示している。
【図８】図８は、集積回路への印刷による相互接続の側面図を示している。
【図９】図９は、図８の上面図を示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本教示に関連して用いることができる基板を示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本教示に関連して用いることができる電子回路部品を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の検討において、用語「電子回路部品」の使用は、これらに限られるわけではないがとりわけベアダイおよび電子パッケージ化された電子チップなど、いくつかある電子回路構成の任意のいずれかを含むと理解されるべきである。
【０００６】
可撓基板における電子回路部品の統合のための製造プロセスを提供するために、本検討は、印刷プロセスでの高分解能の接続を容易にするための方法および構造を開示する。実施形態のうちの特定のいくつかにおいては、接点パッドおよび他の電子回路などの電子要素を有している電子回路部品の表面が、基板（例えば、硬化した結合材料）と同じ高さにある。この構成は、電子回路部品と基板上の回路との間に導電性の配線または接続を構成し、あるいは配置するための高分解能のパターニングを容易に実行することを可能にする。
【０００７】
パッケージングの複雑さという課題に対処するために、特定の実施形態は、高密度かつ低抵抗の相互接続を可能にする能力を提供するインクジェット式印刷と一般的に称される印刷技術などの印刷技術を採用する。他に、これらに限られるわけではないが、エアロゾル印刷および押し出し印刷が挙げられる。印刷技術（例えば、インクジェット式、３Ｄ、など）の使用により、相互接続が平坦で平面的な水平領域上の印刷による導電性の（例えば、金属の）線で形成されるときに、標準的なワイヤボンディングプロセスを置き換えることができる。このように、印刷される材料は、印刷可能な導電性材料と理解される。
【０００８】
図１に目を向けると、一連の概略図１０２〜１０８によって表されたハイブリッドエレクトロニクスプラットフォームアセンブリ（Ｐｉｎｇ  Ｍｅｉ等による「Ｂａｒｅ  Ｄｉｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｏｎ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」という名称の米国特許出願［代理人事件番号第２０１５０２４２ＵＳ０２号］においてさらに詳しく論じられている）を構成するための組み立てプロセス１００が示されている。
【０００９】
略図１０２に示されるように、基板１０２Ａが用意される（いくつかの実施形態において、基板は、プラスチック基板などの可撓基板である）。基板１０２Ａは、第１の表面１０２Ｂと、第１の表面の反対側の第２の表面１０２Ｃとを有する。これらの表面は、基板１０２Ａの高さを定めている。第１の表面１０２Ｂは、これに限られるわけではないが導電性の回路配線など、電子回路１０２Ｄを含むことができる。また、側面図にて示されているが、基板１０２Ａが当然ながら幅および長さ寸法も有することを、理解すべきである。
【００１０】
材料除去装置（例えば、レーザ）１０２Ｅが、基板１０２Ａのあらかじめ特定された位置に開口１０２Ｆ（平行な下向きの矢印の線によって定められている開口１０２Ｆ）を形成する。より詳しくは、基板を貫いて開口を形成するために適した基板１０２Ａの第１の表面１０２Ｂ上の少なくとも１つの位置が、特定される。その後に、材料除去装置１０２Ｅが、基板１０２Ａに開口１０２Ｆを生み出すように材料除去作業を実行し、ここで開口１０２Ｆは、基板１０２Ａの長さおよび幅の限界の範囲内に位置し、開口は、第１の表面１０２Ｂおよび第２の表面１０２Ｃを貫いて延びる。
【００１１】
材料除去装置１０２Ｅは、一実施形態においてはレーザ設備であるが、別の実施形態においては、物理的な接触による切断装置である。さらなる実施形態においては、材料を正確に除去して開口１０２Ｆを形成することができる他の装置を、使用することができる。また、１つの基板に複数の開口を形成してもよく、図１の組み立てプロセスを、複数の開口を形成できるようにその同じ基板について複数回繰り返すことができることを、理解すべきである。
【００１２】
１０２Ｆによって特定される開口は、組み込まれる特定の電子回路部品（例えば、ベアダイ）の形状および寸法に一致するように形成される。しかしながら、特定の量のすき間（例えば、約５〜２５μｍ）が、電子回路部品を確実に受け入れることができるように設けられる。電子回路部品１０４Ｂは、ベアダイまたはあらかじめパッケージされた電子回路の少なくとも一方である。
【００１３】
略図１０４によって示される次の工程において、開口１０２Ｆが、より明瞭に示されている。ここで、略図１０４（および、図１の他の略図）が修正された側面または断面図であり、理解を容易にするために、電子回路部品１０４Ｂの手前の基板の材料は図示されていないことに、言及しておく。しかしながら、電子回路部品１０４Ｂの位置が基板１０２Ａの限界の内側であるため、基板について電子回路部品１０４Ｂの手前に位置する部分が存在し、すき間１０４Ｅならびに電子回路部品１０４Ｂの一部分を遮って見えなくすると考えられることを、理解すべきである。また、図１の他の略図も修正された側面または断面図であることを、理解すべきである。
【００１４】
略図１０４において、基板１０２Ａは、第１の表面１０２Ｂ（回路／配線１０２Ｄを有する）が今や下方を向くように裏返されている。さらに、粘着性の上面を有する粘着層１０４Ａ（例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）材料、エラストマポリマー、など）が、開口１０２Ｆおよび基板１０２Ａの第１の表面１０２Ｂの少なくとも一部分を覆って配置される。次いで、電子回路部品１０４Ｂが、前面１０４Ｃを下方に向けた状態で、開口１０２Ｆ内に配置される。前面１０４Ｃが、導電性の回路配線（接点パッド、などを含む）１０４Ｇを備えることに、言及しておく。また、粘着層１０４Ａは、構成要素を一体に保持するが、構成要素を恒久的に結合させるものではないと理解される。
【００１５】
粘着表面１０４Ａを有する平坦な物品１０４Ａの上面を、基板１０２Ａの第１の表面１０２Ｂと電子回路部品１０４Ｂの第１の表面１０４Ｃとが平坦な物品１０４Ａゆえに実質的に平面または平坦あるいは水平な関係に整列させられる整列領域１０４Ｄと考えることができる。
【００１６】
さらに略図１０４には、開口１０２Ｆの端部と電子回路部品１０４Ｂとの間に存在するすき間１０４Ｅが示されている。すき間１０４Ｅは、過度に大きくないが、電子回路部品１０４Ｂの配置を妨げることがないように充分であることが好ましい（例えば、約５〜２５μｍ）。
【００１７】
図１の略図１０６に目を向けると、結合材料１０６Ａが、電子回路部品１０４Ｂの第２の表面（後ろ側）１０６Ｂへと、この第２の表面１０６Ｂを覆って適用され、かつ基板１０２Ａの第２の表面１０２Ｃの少なくとも一部分へと、これらの部分を覆って適用される。この後ろ側を、基板１０２Ａの第２の表面１０２Ｃと電子回路部品１０４Ｂの第２の表面１０６Ｂとが整列していない（例えば、互いに実質的に平面または平坦あるいは水平でない）非整列領域１０６Ｃと理解することができる。換言すると、電子回路部品１０４Ｂの高さが、基板の高さよりも大きい。
【００１８】
一実施形態において、結合材料１０６Ａは、配置の後ろ側へと施されたＵＶ硬化ポリマーであり、結合材料は、すき間１０４Ｅを封じるように機能する。定着または硬化設備（硬化ランプ、ヒータ、および／または他の適切な構成要素を備えることができる）１０６Ｄが、結合材料（例えば、ＵＶ硬化ポリマー）の定着または硬化を実行するために用意される。ＵＶ硬化後に、ＵＶ硬化したポリマーは、アセンブリのための結合構造をもたらす。当然ながら、技術的に公知の他の結合材料を、ＵＶ結合材料の代わりに使用することもできる。
【００１９】
図１の略図１０８において、アセンブリは裏返されており、粘着層（例えば、ＰＤＭＳパッド）１０４Ａが、分離されて取り除かれ、第１の表面１０２Ｂから、充てんされたすき間１０４Ｅ’（すなわち、平坦または平面的な表面を形成するように結合材料１０６Ａで満たされている）を横切り、さらに第１の表面１０４Ｄを横切って広がる実質的に平坦または平面あるいは水平な表面を露出させている。選択された粘着材料が、上述の構成部品を保持する特性を備えるが、分離されたときに、さらなる組み立てプロセスを妨げかねない望ましくない量の残留物を残すことがないことに、言及しておく。また、随意による工程として、構成部品および基板の表面の清掃を、分離および除去に続いて行うことができる。
【００２０】
最後に、基板１０２Ａの第１の表面１０２Ｂと電子回路部品１０４Ｂの第１の表面１０４Ｄとの間を延びる導電性の配線１０８Ａが、形成される。一実施形態において、配線１０８Ａは、（導電性の流体を用いる）インクジェット式の印刷装置１０８Ｂを使用することによって生成される。別の実施形態においては、配線を、導電性の配線の形成に平坦または平面あるいは水平な表面を必要とするフォトリソグラフィを使用することによって形成することができる。
【００２１】
図２に目を向けると、約１２０μｍの最小ピッチにて３６個の接点パッド２０２（すべてのパッドに番号が付されているわけではない）を有しているベアダイ設備２００などの典型的な電子回路部品が示されており、パッドからベアダイの縁２０４までの間隔は、約６０μｍである。実務において、チップの接点パッドを覆うことなくダイの側壁を封じるために必要な斜面を構成することは、困難である。
【００２２】
可撓基板における電子回路部品の統合（ベアダイ、パッケージされたチップ、などを含む）のための製造プロセスを提供するために、本発明の発明者は、レーザ切断の使用を必要としない適切な印刷プロセスによる高分解能の接続を容易にするための方法および構造を開発した。特定の実施形態においては、電子回路部品の表面が結合材料から形成された基板と同じレベルに位置する方法および構造が開示される。したがって、高分解能のパターニングを、電子回路部品と基板上の回路との間の導電性の接続を構成するために容易に実行することができる。
【００２３】
図３に目を向けると、電子回路部品３０４Ａを電子回路部品から離れた構成部品へと電気的に接続するための実質的に平坦または平面の露出された表面を有するように埋め込むために使用されるプロセス３００の特定の実施形態が示されている。プロセス３００において、略図３０２が、粘着層３０２Ａ（ＰＤＭＳ材料または他の適切な材料であってよい）が用意される旨を示している。粘着層３０２は、粘着材料を有する上面３０２Ｂと、下面３０２Ｃとを備える。
【００２４】
次いで、略図３０４において、電子回路部品３０４Ａがもたらされ（図１の１０４Ｂと同様の特徴を有している）、第１の表面または前面あるいは第１の側または前側３０４Ｂと、後ろ側または第２の側あるいは後面または第２の表面３０４Ｃとを有している。前面または第１の表面あるいは前側または第１の側３０４Ｂは、これらに限られるわけではないが回路配線および接点パッドなど、電子導電要素３０４Ｄを有している。このプロセス３００において見て取ることができるとおり、第１の側または前側３０４Ｂは、粘着層３０２Ａの（粘着性の）表面３０２Ｂに接触させて配置される。これは、液状の化学品が３０４Ａの下方の領域へと浸入して表面３０４Ｂを覆うことを許さず、かつプロセスの残りの部分における移動を許さないように、電子回路部品３０４Ａの恒久的ではない固定をもたらす。
【００２５】
略図３０６に目を向けると、電子回路部品３０４Ａが粘着層３０２Ａに対して固定された状態で、結合材料３０６Ａが、電子回路部品３０４Ａを実質的に保持するための充分な厚さまたは高さを有するように、粘着表面３０２Ｂを覆って堆積させられる。略図３０６に示されるとおり、結合材料３０６Ａの堆積は、一実施形態においては、種々の実施形態においてとりわけインクジェットプリンタ、エアロゾルプリンタなどの印刷装置であってよい堆積装置３０６Ｂによって達成される。結合材料３０６Ａの堆積について、他の形態も採用できることを、理解すべきである。さらに、結合材料３０６Ａが、ひとたび堆積させられると、定着または硬化装置３０６Ｃによって定着または硬化させられることも、略図３０６に示されている。特定の実施形態において、結合材料３０６Ａは、ＵＶ硬化ポリマーであり、硬化装置３０６Ｃは、技術的に公知のような光および／または熱の発生装置であってよい。しかしながら、恒久的に固まるように定着または硬化させることができる他の結合材料も採用可能であることを、理解すべきである。
【００２６】
さらに略図３０６に注目すると、定着または硬化した結合材料３０６Ａが、電子回路部品３０４Ａの第１の表面または前面あるいは第１の側または前側３０４Ｃと実質的に同一平面または整列した表面３０６Ｂを備えることを、見て取ることができる。これを、略図３０８においてさらに容易に見て取ることができる。
【００２７】
結合材料３０６Ａの定着または硬化後に、粘着層３０２Ａが、粘着部分３０２Ｂを硬化して定着した結合材料３０６Ａおよび電子回路部品３０４Ａから分離させ、あるいは引き離すことによって、取り除かれる。ＰＤＭＳおよび他の材料が接続相手の部品を損傷させることなく取り除くことが可能であることが知られている。所望であれば、清掃作業を行うこともできる。
【００２８】
略図３０８に目を向けると、この構造が、電子回路部品３０４Ａの第１の表面または前面あるいは第１の側または前側３０４Ｂがページの上端の方を向くように、今や約１８０°回転させられている。略図３０８において見て取ることができるとおり、電子回路部品３０４Ａは、今や硬化または定着した結合材料３０６Ａに恒久的な様相で埋め込まれている。この時点において、導電性の配線３０８Ｂを印刷して、電子回路部品３０４Ａと電子回路部品３０４Ａから離れた地点３０８Ｃとの間の接続を形成するために、プリンタ（例えば、インクジェットプリンタ、音響プリンタ、など）などの堆積装置３０８Ａが使用される。地点３０８Ｃは、一実施形態においては、他の電子要素（例えば、図１に示したものと同様の）のための接点パッドであってよい。硬化または定着した結合材料３０６Ａを、基板の一形態と考えることができ、とくには基板３０６Ａと電子回路部品３０４Ａとの間にすき間が存在しない可撓基板と考えることができる。また、略図３０８において見て取ることができるとおり、定着または硬化した結合材料３０６Ａの上面３０６Ｂと表面３０４Ｂとは、互いに実質的に整列し、同じ高さであり、あるいは同一平面にある。これにより、斜面を使用することなく、図１のプロセスにおいて行われるような基板の切断を使用することなく、プリンタが導電性の配線の印刷のためにこの領域を横切って単純に印刷を行うことができる。
【００２９】
図４に目を向けると、本教示による組み立てプロセス４００の別の実施形態が示されている。略図４０２が、プロセスが粘着性の上面４０２Ｂと下面４０２Ｃとを有する粘着層４０２Ａ（例えば、ＰＤＭＳ材料または他の適切な層）を用意することを含んでいることを示している。この実施形態において、（図３の）略図３０４のものと同様に、本実施形態の略図４０４は、（図３の電子回路部品３０４Ａと同様の）電子回路部品４０４Ａが、電子回路部品４０４Ａの第１の表面または前面あるいは第１の側または前側４０４Ｂが粘着層４０２Ａによって保持される一方で、電子回路部品４０４Ａの第２の側または後ろ側あるいは第２の表面または後面４０４Ｃは粘着層４０２Ａに接触しないようなやり方で、粘着層４０２Ａの上面４０２Ｂに接触させて配置されることを示している。前面または第１の表面あるいは前側または第１の側４０４Ｂが、これらに限られるわけではないが導電性の配線（接点パッドを含む）などの電子要素４０４Ｄを含むことに、注意すべきである。
【００３０】
しかしながら、上述の実施形態と異なり、予備結合材料４０４Ｆが、粘着層４０２Ａの表面４０２Ｂに堆積させられ、電子回路部品４０４Ａの側壁４０４Ｇへとある高さ寸法にて延びている。一実施形態において、この予備結合材料４０４Ｆは、技術的に公知であり、これらに限られるわけではないがインクジェット式プリンタ、エアロゾルプリンタ、押し出し印刷装置、などを含むと考えられる堆積装置４０４Ｈによって堆積させられる。ひとたび予備結合材料４０４Ｆが電子回路部品４０４Ａの側壁４０４Ｇを（少なくとも途中まで）上方へと延びるように堆積させられると、定着または硬化装置４０４Ｉが結合材料４０４Ｆへと作用し、予備結合材料を恒久的な状態へと定着または硬化させる。一実施形態において、予備結合材料４０４Ｆが、ＵＶ硬化ポリマーであってよく、硬化または定着装置４０４Ｉが、技術的に公知のように予備結合材料を定着または硬化させるために充分な光／熱を発生させる装置であってよいことに、注意すべきである。
【００３１】
略図４０６に目を向けると、ひとたび予備結合材料４０４Ｆが定着または硬化させられると、第２の平坦化または他の結合材料４０６Ａが、堆積装置４０６Ｂによって堆積させられる。これは、特定の実施形態においては、略図４０４において用いられたものと同じ堆積装置であってよいが、他の実施形態においては、異なってもよい。特定の実施形態における結合材料４０６Ａは、電子回路部品４０４Ａならびに予備結合材料４０４Ｆを覆うための充分な厚さまで堆積させられる。結合材料４０６Ａの堆積に続いて、定着または硬化装置４０６Ｃが、平坦化または他の結合材料が表面４０６Ｄを有する恒久的な状態へと定着または硬化させられることを保証する（略図４０６の定着または硬化装置４０６Ｃが、略図４０４の硬化または定着装置４０４Ｈとは別の装置であってよい一方で、他の実施形態においては、それらが同じ装置であってよいことに、注意すべきである）。
【００３２】
平坦化または他の結合材料４０６Ａの定着または硬化に続いて、粘着層４０２Ａが、技術的に公知のようなやり方で、すでに述べたように除去される。
【００３３】
その後に、略図４０８により明瞭に示されているとおり、アセンブリが、導電性の配線、接点パッド、など４０４Ｄを有している電子回路部品４０４Ａの表面が図面ページの上方を向いて示されるように、図面において基本的に１８０°回転させられる。略図４０８において見て取ることができるとおり、電子回路部品４０４Ａの表面４０４Ｂと、予備結合材料４０４Ｆの表面４０４Ｊと、平坦化または他の結合材料４０６Ａの表面４０６Ｄとが、すき間を存在させずに互いに実質的に整列し、同じ高さであり、あるいは同一平面にある。これは、堆積装置４０８Ａが電子回路部品４０４Ａから予備結合材料４０４Ｆおよび平坦化の結合材料４０６Ａを横切って実質的に平坦な様相で延びる導電性の配線４０８Ｂを印刷することを可能にする。
【００３４】
少なくとも一実施形態において、予備結合材料４０４Ｆは、平坦化の結合層４０６Ａの化学組成よりも堅固な（より柔軟でない）組成である。この態様は、基板の残りの部分（例えば、４０６Ａ）に対して電子回路部品４０４Ａの付近により堅固な構造（例えば、４０４Ｆ）を形成することを可能にする。定着した予備結合材料４０４Ｆ（より堅固である）ならびに平坦化または他の結合材料４０６Ａ（あまり堅固でない）を、電子部品を設けることができ、さらには／あるいは他の電子デバイス（例えば、図６に示されるような電子チップ）へと接続することができる基板と考えることができる。
【００３５】
図５に目を向けると、埋め込み型の電子回路部品（例えば、チップ）の形成であって、基板の剛性が電子回路部品からの距離が大きくなるにつれてより堅固からより堅固でなくなる（より柔軟になる）勾配である埋め込み型の電子回路部品の形成を説明する略図５０２、５０４、５０６、および５０８を含むプロセス５００が示されている。上述の実施形態と同様に、略図５０２が、粘着材料を有する前側または第１の側５０２Ｂと、第２の表面５０２Ｃとを有する粘着層５０２Ａを示している。略図５０４が、上述の実施形態と同様に、前側または第１の側の表面５０４Ｂと、後ろ側または第２の側あるいは後面または第２の表面５０４Ｃとを有している電子回路部品５０４Ａを示している。上面または前面５０４Ｂに、電子要素５０４Ｄ（例えば、これらに限られるわけではないが、導電性の配線および接点パッドを含む）が位置している。電子回路部品５０４Ａは、粘着層５０２Ａの粘着性の前面または第１の表面５０２Ｂに物理的に接触する。これにより、電子回路部品５０４Ａが、固定の（しかしながら、恒久的な定着ではない）位置に保たれる。この構成は、液状の化学品の５０４Ａの下方の領域への浸入を許さず、プロセスの残りの部分における移動を許さない。
【００３６】
略図５０６に目を向けると、平坦化の結合材料層５０６Ｄを堆積させるために、少なくとも２つの別々の堆積要素（例えば、印刷ヘッド）５０６Ｂおよび５０６Ｃを備える堆積装置５０６Ａが示されている。堆積装置５０６Ａは、すでに述べたように、いくつかの公知の印刷装置または押出装置のいずれかであってよい。一実施形態においては、堆積要素５０６Ｂに、第１の結合材料組成物５０６Ｂ’が供給され、堆積要素５０６Ｃに、第２の結合材料組成物５０６Ｃ’が供給される。第１の結合材料組成物５０６Ｂ’は、第２の結合組成物よりも堅固であるように設計される。
【００３７】
堆積装置５０６Ａは、より堅固な結合組成物５０６Ｂ’を電子回路部品５０４Ａのより近くに堆積させ、第２の結合材料組成物５０６Ｃ’をより遠くに堆積させるように制御される。特定の実施形態において、堆積要素５０６Ｂおよび５０６Ｃは、第１および第２の結合組成物５０６Ｂ’、５０６Ｃ’が、堆積が図５に示されるように電子回路部品５０４Ａから遠ざかるにつれて、堅固からより堅固でなくなる滑らかな勾配が生み出されるように、各位置において所定の割合で混合されるように制御されると理解される。
【００３８】
このようにして、領域５０６Ｅが、より堅固な非可撓の結合材料の組成を呈し、領域５０６Ｆが、より可撓な結合材料の組成である。ひとたび堆積させられると、組成物を電子回路部品５０４Ａを恒久的に保持するように定着または硬化させるために、定着または硬化装置５０６Ｇが動作させられる。ひとたび結合材料層５０６Ｄが定着させられると、粘着層５０２Ａが、公知の技術を使用して取り除かれる。
【００３９】
略図５０８に示されるように、アセンブリは、上面または第１の表面５０４Ｂが今やページの上端を向くように１８０°回転させられており、結果として結合材料５０６Ｄの上側または第１の側５０８Ａが、電子回路部品５０４Ａの第１の側または上側５０４Ｂに実質的に整列し、あるいは同一平面となる。これは、上述の実施形態と同様に、堆積装置（例えば、プリンタ）５０８Ａが、電子導電部品５０４Ａならびに今や電子回路部品５０４Ａのための基板として働く定着または硬化した結合材料層５０６Ｄを横切って、導電性の配線５０８Ｂを印刷することを可能にする。
【００４０】
このように、図４のプロセスと同様に、図５においては、略図５０８の結果としての基板構造（例えば、定着または硬化した結合材料層５０６Ｄ）は、電子回路部品５０４Ａのより近くにおいてより堅固であり、電子回路部品５０４Ａから遠ざかるにつれてより柔軟（すなわち、定着または硬化した結合材料）である。図４および５の２つの実施形態の間の相違は、図４のプロセスが２つの別々の定着または硬化作業を必要とする一方で、図５の実施形態は、単一の定着または硬化作業を提供する点にある。
【００４１】
略図５０６に示される堆積装置５０６Ａにおいて、２つの堆積要素５０６Ｂおよび５０６Ｃが示されていると理解される。これを、他の実施形態において、作業の速度を高めるためにさらに多くの堆積要素を備えるように設計できることを、理解すべきである。また、またさらなる実施形態において、ただ１つの堆積要素を使用し、この要素への供給物を堆積作業の位置に応じて変化させることも、可能であると考えられる。例えば、堆積装置５０６Ａを、最初に電子回路部品５０４Ａの近くに結合材料（より堅固な材料）を堆積させるようにコンピュータで制御することができる。次いで、前方へと移動するにつれて、より柔軟な結合組成物を供給することができる。
【００４２】
図６に目を向けると、上述した図４および５の考え方を採用する構成の上面図６００が示されている。より詳しくは、すでに述べた電子回路部品（４０４Ａおよび５０４Ａ）と同様の電子回路部品６０４が、上述の基板（例えば、定着または硬化した結合材料；例えば、図４の４０６Ａおよび図５の５０６Ａ）上に位置し、あるいは上述の基板を過ぎて位置する接点パッドおよび／または電子デバイス６０８まで延びる導電性の配線６０６（すべての配線に番号が付されているわけではない）を備えて示されている。図６に示されるとおり、破線６１２の内側の領域６１０（電子回路部品６０４により近い）が、点線６１２を過ぎて電子部品６０８へと広がる材料または領域６１２よりも堅固な基板領域を呈している。
【００４３】
図３、４、５の実施形態は、導電性の配線が斜面のない設計にて電子回路部品と遠方の接続部（例えば、接点パッド）との間に配置される方法および構成を説明している。
【００４４】
図７に目を向けると、略図７０２、７０４、７０６、および７０８を含むプロセス７００の別の実施形態が示されている。略図７０２において、粘着材料７０２Ａ（例えば、ＰＤＭＳ）が、傾斜した側壁７０２Ｂ、７０２Ｃと、側壁の間の平坦な平面領域７０２Ｄとを備え、空洞部７０３を生み出すように設計されている。（すでに述べた電子回路部品と同様の）電子回路部品７０４Ａが、第１の側または前側あるいは第１の表面または前面７０４Ｂと、第２の側または後ろ側あるいは第２の表面または後面７０４Ｃとを備えており、前面または第１の表面７０４Ｂは、すでに述べたものと同様の導電性の配線（接点パッドを含む）７０４Ｄを備えている。略図７０２において、電子回路部品７０４Ａは、非恒久的に定着した関係であるように平坦な表面７０２Ｄに接触させられている。
【００４５】
略図７０４に、結合材料７０４Ｆが、粘着材料７０２Ａの傾斜した壁７０２Ｂ、７０２Ｃによって形成された切り欠き領域または空洞７０３へと、堆積装置７０４Ｇによって堆積させられる旨が示されている。結合材料７０４Ｆが、粘着材料７０２Ａと実質的に同じ高さとなるまで充てんされる。その後に、略図７０６において、可撓な透明基板７０６Ａが切り欠き領域を覆って配置され、硬化または定着用の構成要素７０６Ｂが、結合材料７０４Ｆを硬化させ、あるいは定着させる。
【００４６】
その後に、上述の実施形態と同様に、粘着材料７０２Ａが取り除かれ、略図７０８に示されるように、電子部品デバイス７０４Ａの第１の表面または前面７０４Ｂは、斜面７０８Ａ、７０８Ｂが設けられた固定位置にある。この実施形態において、プリンタ７０８Ｃが、基板７０６Ａへと電子回路部品７０４Ａの間を延びる導電性の配線７０８Ｄを印刷する。
【００４７】
次に図８および９に目を向けると、ハイブリッド電子回路を電子回路部品（例えば、パッケージされたＩＣまたはベアダイＩＣ）を含むように印刷による電子装置と組み合わせることが、印刷による導電路によって達成することができるものと、集積回路（ＩＣ）などにおける接続パッドの小さなサイズおよび密度との間の相対的なサイズの違いゆえに、難題であることが知られている。また、印刷による導体への最も信頼できる接続を形成するために、どのようにＩＣを向けるかという問題も解決しなければならない。１つのやり方は、ＩＣを、接続パッドを上に向けた状態とすることである。しかしながら、印刷方法は、ＩＣが配置された基板表面の高さから接続パッドが位置するＩＣの上面への移行が可能でなければならないと考えられる。
【００４８】
図８および９のこの実施形態は、（例えば、Ｏｐｔｏｍｅｃ社の）集中型エアロゾル式堆積装置を使用することによって基板表面上の印刷による導体へとＩＣパッドを接続する方法および構成を説明する。本方法は、ＩＣの位置および形状ならびに接続が形成されるべき印刷による導体配線に関する接続すべきパッドの位置の正確な知識を使用する。
【００４９】
図８の側面図に示されるように、方法および構成８００は、基板８０６上で互いに特定の既知の距離にある押し出しによる導体８０２の一部分および電子回路部品（例えば、ベアダイ、ＩＣ、など）８０４の一部分を示している。プロセスは、印刷による配線（例えば、２０〜４０μｍの線幅）を生成するためにエアロゾル式堆積装置などの堆積システム８０８を使用することを含む。システム８０８は、特定の描画速度で動作させられる。とくには、導電性の配線が電子回路部品８０２の縁から描かれるとき、印刷速度は、堆積させられる導電性材料（すなわち、配線８１０の形態である）が電子回路部品８０４の縁に到達するときに、電子回路部品８０４の高さに見合うようにますます高い配線８１０を堆積させるように遅くされる。そこから、導電性の配線の高さ８１２を小さくするために速度が高められる。とくには、位置８１２における配線８１０の高さは、部品８０４に到達する前の配線の高さよりもはるかに小さい。配線は、接点パッド８１４に到達するまで続けられる。
【００５０】
一実施形態においては、基板上に配置された正確な電子回路部品の位置が、較正済みの機械視覚要素８１６によって割り出され、電子回路部品の段差の高さが、（例えばＰｒｅｃｉｔｅｃ  ＧｒｏｕｐからのＰｒｅｃｉｔｅｃ共焦点器具による）光学式のプロファイラ要素８１８との組み合わせにおいて求められる。
【００５１】
次に、図１０Ａおよび１０Ｂに目を向ける。以上の実施形態において、それぞれの電子回路は、それぞれの基板の表面と実質的に同じ高さまたは同一平面である。しかしながら、今回の考え方は、電子回路と基板とが同じ高さでない場合にも適用可能である。例えば、図１０Ａおよび１０Ｂに、基板１０００および電子回路部品１００２が示されている。見て取ることができるとおり、基板１０００上の電子回路または配線１０００Ａ、ならびに電子部品１００２上の電子回路または配線１００２Ａは、輪郭においてそれぞれの表面１０００Ｂ、１００２Ｂの上方に立ち上がっている。特定の実施形態において、輪郭は、実質的に１〜２０ミクロンであり、さらに特定の実施形態においては、それぞれの表面（例えば、１０００Ｂ、１００２Ｂ）の上方の１０〜２０ミクロンの範囲内である。例えば、電子回路部品１００２が充分に柔らかい材料（例えば、ＰＤＭＳ）に接触して配置される場合、これは、要素１００２ＡをＰＤＭＳ材料へと押し込み、プロセスの残りの部分を行うための適切な配置の構成をもたらすことを可能にする。
【００５２】
また、導電性の配線が基板１０００と部品１００２との間に形成される場合、先行の図において示したような実質的に平坦な導電線を生成するための充分な堆積高さが存在する。
【００５３】
以上の図および検討は、ハイブリッド電子プラットフォームの製造のための実施形態を示すために言及されている。
【００５４】
要約
これまでの検討において、電子アセンブリを形成する方法であって、粘着層を用意するステップと、第１の側および第２の側を有しており、第１の側が電子装置を有している電子回路部品を用意するステップと、電子回路部品の第１の側を粘着層に接触させて配置するステップと、結合材料を、粘着層のうちの電子回路部品の第１の側によって覆われていない部分へと、電子回路部品の第２の側を実質的に覆う深さまで堆積させるステップと、結合材料を硬化させ、硬化した結合材料とするステップと、最後に粘着層を取り除くステップと、を含んでおり、電子回路部品は、硬化した結合材料によって堅固に取り付けられた状態に保持される、方法を説明した。
【００５５】
上述の方法のいくつかの態様が、以下で説明される。
【００５６】
電子回路部品の第１の表面および硬化した結合材料の第１の表面は、互いに実質的に平坦である。
【００５７】
導電性の配線が、硬化した結合材料と電子回路部品の第１の表面との間に配置される。
【００５８】
予備結合材料が、結合材料を堆積させるステップに先立って堆積させられる。予備結合材料は、粘着層の一部分に沿って広がり、かつ電子回路部品の側面に沿って高さ方向に上方へと延びる。その後に、予備結合材料は、結合材料を堆積させるステップに先立って、硬化した予備結合材料へと硬化させられる。硬化した予備結合材料は、硬化した結合材料よりも堅い性質を有する。
【００５９】
堆積させられた硬化可能材料は、電子回路部品により近いより堅固な材料組成物と、電子回路部品からより遠いより堅固でない材料組成物とで構成される。
【００６０】
堆積させられた硬化可能材料を構成する（ｉ）より堅固な材料組成物および（ｉｉ）より堅固でない材料組成物は、同じ硬化作業の際に実質的に同時に硬化させられる。
【００６１】
堆積は、異なる硬化可能材料組成物を含んでいる少なくとも２つの異なる印刷ヘッドを使用して達成される。
【００６２】
堆積は、変化するＵＶ硬化ポリマー材料にて単一の印刷ヘッドを使用して達成される。
【００６３】
粘着層は、傾斜した側面と、傾斜した側面の間の平坦な部分とによって定められる空洞部を備えて形成され、平坦な部分は、電子回路部品を受け入れるようなサイズとされている。電子回路部品の第１の側を粘着層に接触させて配置するステップは、平坦な部分の表面において行われ、第１の表面は、粘着層の平坦な部分の表面に接触する。堆積させるステップは、硬化可能な材料を、粘着層のうちの電子回路部品の第１の側によって覆われていない部分へと、電子回路部品の後ろ側を実質的に覆う深さまで堆積させ、残りの空洞部を結合材料で実質的に埋めることをさらに含む。
【００６４】
実質的に透明な基板が、粘着層の表面および結合材料の表面に位置する。結合材料を硬化させるステップは、透明な基板を通して結合材料へと硬化をもたらし、結合材料を硬化させるステップを含む。粘着層を取り除くステップは、導電性の電子部品の各側に斜面の構成をもたらす。
【００６５】
結合材料を堆積させるステップは、インクジェット式の印刷、エアロゾル式の印刷、および押し出し式の印刷のうちの少なくとも１つである。
【００６６】
上述のステップは、電子要素を第１の表面上に有している電子回路部品と、電子回路部品の第２の表面を実質的に覆う充分な深さを有しており、電子回路部品を堅固に固定された関係に保持する硬化した結合材料と、電子回路部品の第１の表面と硬化した結合材料の少なくとも一部分とで構成された上面と、硬化した結合材料と電子回路部品の第１の表面との間を延びる印刷による導電性の配線とを備える電子チップを形成する。
【００６７】
アセンブリは、硬化した結合材料が２つ以上の結合材料組成物で構成されるように設計され、電子回路部品により近い結合材料組成物は、電子回路部品からより遠い別の結合材料組成物と比べてより堅固な組成物を有する。
【００６８】
電子回路部品の第１の表面および硬化した結合材料の第１の表面は、お互いに対して実質的に平坦である。
【００６９】
硬化した結合材料は、導電性の電子部品の各側の斜面の構成にて形成される。
【００７０】
結合材料を堆積させるステップは、インクジェット式の印刷、エアロゾル式の印刷、および押し出し式の印刷のうちの少なくとも１つである。
【００７１】
別の実施形態においては、電子アセンブリを形成する方法であって、基板上に導体を設けるステップと、導体の高さ以上の高さの電気回路部品を基板上に導体から離して設けるステップと、導体と電子回路部品との間の高さおよび距離の差を割り出し、割り出した導体と電気回路部品との間の差に応じて堆積の速度を変化させるようにエアロゾル印刷装置を動作させることによって、エアロゾルプリンタが特定の領域に配置する材料の量を変化させるステップとを含む方法が開示される。
【００７２】
上述の方法は、電子回路部品に近付くにつれてエアロゾルプリンタの速度を下げることで、材料の深さを電子回路部品の高さに等しくなり、あるいは上回るまで増加させ、その後にエアロゾルプリンタの移動の速度を上げるステップをさらに含む。
【図１】
2017108120.tif 000003
【図２】
2017108120.tif 000004
【図３】
2017108120.tif 000005
【図４】
2017108120.tif 000006
【図５】
2017108120.tif 000007
【図６】
2017108120.tif 000008
【図７】
2017108120.tif 000009
【図８】
2017108120.tif 000010
【図９】
2017108120.tif 000011
【図１０Ａ】
2017108120.tif 000012
【図１０Ｂ】
2017108120.tif 000013