CN112334846A - 集成电路的基础结构的直接喷墨印刷 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及印刷电路的基础结构的直接喷墨印刷方法。确切地说，本公开涉及用于印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连(HDI)印刷电路中的散热元件和插座的直接喷墨印刷方法。

Description

集成电路的基础结构的直接喷墨印刷
背景技术
本公开涉及印刷电路的基础结构的喷墨印刷方法。确切地说，本公开涉及用于印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连(HDI)印刷电路中的散热元件和插座的直接喷墨印刷方法。
诸如中央处理器(CPU)和图形处理单元(GPU)及电源单元(PSU)之类的大功率电子组件在运行过程中会产生大量的热，并且通常配备有自己的冷却单元。然而，为了提高计算性能，例如在严格的封装限制下通过超频(换句话说，将时钟频率提高到制造商使用的标准频率之上)，许多此类组件产生的额外热量无法通过设置的冷却系统(例如，冷却风扇)充分散发。
常规的冷却解决方案包含将散热片或热管与组件的表面接触，从而通过传导将热量从电子组件中吸走(或使热量扩散)。然后通过对流来散热，这可能与设置的强制空气通过散热片或热管的一个或多个风扇一起进行。同样，使用两相加热管的系统往往会受限于用作蒸汽泵的毛细管的大小，因此也受限于到冷凝器的距离。
需要散热以免组件过热。常规的冷却解决方案包含将散热片或热管与组件的表面接触，从而通过传导将热量从电子组件中吸走。然后通过对流来散热，这可能与强制空气通过散热片或热管的一个或多个风扇一起进行。高效的冷却解决方案使电子组件能够以更高的速度运行，从而使整个系统更加高效。
当前用于散热片和热管的设计受到限制，因为这些装置仅从电子组件的顶表面吸走热量。例如，热量通过在散热片和组件之间的接触表面处进行传导而传递到散热片。增加散热片的大小(即，体积)在某一点之后是无效的，因为添加到散热片的额外材料离接触表面越来越远。散热片材料的稳态导电特性限制了散热片从组件吸走任何额外热量的能力。因此，需要解决与现有技术相关联的这个和/或其它问题。
另外，将集成电路尽可能快地和经济地耦合到PCB是有益的。可以重复手动装载和卸载各个电子装置封装。然而，这个过程缓慢，劳动强度大，因此很昂贵。此外，必须小心处理半导体装置，以免损坏装置及其封装。由于集成电路装置和电子装置封装很脆弱，所以最低限度的(重复)处理也是有益的。举例来说，如果电子装置封装上的引线未正确对准PCB上的插座，那么在插入插座时，引线可能会损坏或弯曲。即使正确地对准了，引线也可能会因为反复插入和从插座中移出而磨损。
以下公开内容解决了这些缺点。
发明内容
在各种实施例中，公开了集成电路的基础结构元件的喷墨印刷方法，所述基础结构元件例如是用于印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连(HDI)印刷电路的散热元件和插座。
在实施例中，本文提供一种用于形成印刷电路板中的集成电路的基础结构元件的喷墨印刷方法，所述方法包括：提供基板；提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包括：第一印刷头，其具有至少一个孔口、介电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述介电油墨的第一分配器；第二印刷头，其具有至少一个孔口、导电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述导电油墨的第二分配器；传送器，其可操作地耦合到所述第一印刷头和所述第二印刷头，且配置成将所述基板传送到所述第一和第二印刷头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括处理器、非易失性存储器和存储在所述非易失性存储器上的一组可执行指令，所述一组可执行指令配置成在执行时使所述处理器：接收表示所述基础结构元件的3D可视化文件；使用所述3D可视化文件，产生包括多个文件的库，每个文件表示用于印刷所述基础结构元件的基本2D层；接收与所述基础结构元件有关的一系列参数；以及基于所述一系列参数中的至少一个，更改所述库中的所述基本2D层文件中的每一个，以印刷所述基础结构元件的导电部分和介电部分中的至少一个；提供介电油墨组合物和导电油墨组合物；使用所述CAM模块，获得产生的表示用于印刷的所述基础结构元件的所述多个基本2D层的文件，所述2D层包括表示导电喷墨油墨和介电喷墨油墨的图案，其中获得的文件对应于用于印刷的第一层；使用所述第一印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于介电表示的所述图案；固化介电图案；使用所述第二印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于导电表示的所述图案；烧结导电图案；以及重复以下步骤：从获得产生的文件到烧结导电层的步骤再到完成所述库，其中获得的文件对应于用于印刷的先前层的后续层。
当结合示例性而非限制性的附图和实例阅读时，根据以下详细描述，在多层印刷电路板中直接印刷具有四边形横截面的镀覆型和/或填充型通孔的方法的这些和其它特征将变得显而易见。
附图说明
为了更好地理解多层印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路板(FPC)和高密度互连印刷电路(HDI电路)中集成电路的基础结构的直接喷墨印刷方法，关于其实施例，参考所附的实例和图式，在图式中：
图1示出根据一个实施例印刷的PCB上的IC的俯视示意图；
图2示出图1所示的多层PCB中的顶部层的X-Z横截面；
图3示出沿着图1中的区段A-A的包括基础结构的散热元件的多层PCB的X-Z横截面；
图4示出沿区段B-B截取的图1所示的多层PCB中的顶部层的X-Z横截面；且
图5和6示出可以使用所描述的方法印刷的现有技术插座。
具体实施方式
本文提供了用于印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)和高密度互连(HDI)印刷电路中的散热元件和插座的喷墨印刷方法的实施例。
本文所描述的方法可用于使用喷墨印刷装置或使用若干焊道(pass)在连续和/或半连续过程中形成印刷电路板(PCB)。通过本文所描述的方法，使用介电材料来形成板，板通常是单独形成的，并在用于在顶部另外印刷导电和介电层的基板被去除时提供，使用本文所描述的方法可以实现更高的组件密度，并提高设计的灵活性。
因此，在实施例中，本文提供一种用于形成印刷电路板中的集成电路的基础结构元件的喷墨印刷方法，所述方法包括：提供基板；提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包括：第一印刷头，其具有至少一个孔口、介电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述介电油墨的第一分配器；第二印刷头，其具有至少一个孔口、导电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述导电油墨的第二分配器；传送器，其可操作地耦合到所述第一印刷头和所述第二印刷头，且配置成将所述基板传送到所述第一和第二印刷头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括处理器、非易失性存储器和存储在所述非易失性存储器上的一组可执行指令，所述一组可执行指令配置成在执行时使所述处理器：接收表示所述基础结构元件的3D可视化文件；使用所述3D可视化文件，产生包括多个文件的库，每个文件表示用于印刷所述基础结构元件的基本2D层；接收与所述基础结构元件有关的一系列参数；以及基于所述一系列参数中的至少一个，更改所述库中的所述基本2D层文件中的每一个，以印刷所述基础结构元件的导电部分和介电部分中的至少一个；提供介电油墨组合物和导电油墨组合物；使用所述CAM模块，获得产生的表示用于印刷的所述基础结构元件的所述多个基本2D层的文件，所述2D层包括表示导电喷墨油墨和介电喷墨油墨的图案，其中获得的文件对应于用于印刷的第一层；使用所述第一印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于介电表示的所述图案；固化介电图案；使用所述第二印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于导电表示的所述图案；烧结导电图案；以及重复以下步骤：从获得产生的文件到烧结导电层的步骤再到完成所述库，其中获得的文件对应于用于印刷的先前层的后续层。
如本文中所使用，术语“基础结构”和/或“基础结构元件”和/或“基础结构的元件”一般是指提供动力的物理组件和/或配置成启用、维持或增强集成电路和耦合到板的其它组件(例如，GPU)的运行的导管。基础结构元件可包括热管、(水分)冷凝器、冷却垫、蒸汽室、电源插座、USB插座等等。但是，基础结构不包含冷却风扇。
在实施例中，术语“分配器”用于表示从中分配液滴的装置。例如，分配器可以是用于分配少量液体的设备，包含微型阀、压电分配器、连续喷射印刷头、沸腾(气泡喷射)分配器，以及其它影响流过分配器的流体的温度和物理化学特性的分配器。
通过参考附图可获得对本文公开的组件、方法和装置的更完整理解。这些图式(在本文中也被称作“图(FIG.)”)仅为旨在方便和易于展示本公开的示意性表示，因此并不旨在指示装置或其组件的相对大小和尺寸、其相对大小关系和/或限定或限制示例性实施例的范围。尽管为清楚起见在以下描述中使用了特定的术语，但是这些术语仅旨在表示在附图中选择用于说明的实施例和实例的特定结构，而不旨在限定或限制本公开的范围。在附图和以下描述中，应理解，不同图式中的相似附图标记指代具有相似功能的组件。
同样，在具有XYZ轴的标准正交坐标设备上参考横截面，使得Y轴指代前后方向，X轴指代左右方向，Z轴指代上下方向。
如所指示，例如，基础结构元件可以是无源散热器(PHS)，例如为以下中的至少一个：冷却垫、热管(例如，两相热管，如热虹吸管，指的是管状金属结构，由蒸发器和冷凝器区段组成)、(水分)冷凝器、芯(例如，用于提供抵抗重力驱动冷却液所需要的毛细作用)、冷却平台和蒸汽室。
例如，如图2和3中所示，散热片可包括辐射片模块(未示出)、多个热管205i和金属底块203。金属底块203用于与第一热源101(例如，GPU、LED)直接接触，使得所吸收的热能能够通过热管205i传递到辐射片模块(未示出)，从而快速散发到外部露天环境。如图3中所示，热管205i可在一个中空的中间层130处终止，此中间层可与风扇等通风源流体(或气体，或空气)连通，通风源会使气流通过中空的/空的层。另外或替代地，热管205i可在PCB(可与FPC和HDIPC互换)的基底(或顶端，也就是外部)层105处终止。热管205i可以直接延伸到金属底块203，而不是利用焊膏粘合(轻触)，从而形成更好的连接。
在实施例中，例如，冷凝器111、112至少可以直接印刷在基底层105(111)和中空的中间层130(112)上。两相热管可以直接印刷，借此可以通过液体变成蒸汽再变回液体的相变来传递热量，由此经由毛细作用无源地将液体从例如凸起平台201的蒸发器传递到冷凝器111、112。在某些实施例中，用导电油墨组合物镀覆热管，这可帮助润湿热传递液体，从而促进毛细作用。在实施例中，冷凝器111、112可以是使用本文中所公开的方法和系统直接印刷的片堆叠。
此外，热管(或镀覆/中空的微通孔)205i和/或206p可以是用导电油墨组合物镀覆的管，这些管配置成作为烧结(热)芯发挥作用，和/或直接印刷为带槽的内部横截面，用于作为带槽的芯发挥作用。使用本文所描述的方法，基于烧结的导电油墨组合物和/或固化的介电油墨组合物的热传递系数，可以设计适当的直径(内表面积)，使得在所需要的性能参数下将来自热源的热散发掉。这些和其它因子可以在供CAM模块用于转换IC散热片组合件(也就是平台、热管、冷凝器、终止点、管长度等等)的3D文件的参数中使用，并作为元数据附加在库中和/或在每个基本2D层文件被解析到导电和介电(绝缘)部分之前或之后附接到基本2D层文件上。
例如，热源可以是以下中的至少一个：方形扁平包装(QFP)封装、薄型小外形封装(TSOP)、小外形集成电路(SOIC)封装、小外形J形引线(SOJ)封装、塑料有引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片尺度封装(WLCSP)、模阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、方形扁平无引脚(QFN)封装，以及栅格阵列(LGA)封装、双列直插式封装(DIP)、发光二极管(LED)、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)和邻近PCB。
如图3所示，金属块盘202可以印刷为圆盘，并且可以从金属块盘202的基底以偏离法线的角度延伸，例如由此使热量的散发不会影响到可能敏感的邻近组件。在某些实施例中，所公开的系统可以计算从金属块盘202的基底(或其它基底)延伸的散热片部分的角度，这可以相对于其它组件最佳地散发热量。
在又一实施例中，例如GPU的凸起组件104可以利用引脚205i和球栅阵列(BGA)107n耦合到顶部层100。在这些实施例中，可以直接印刷适当的导电油墨图案，此图案与凸起组件104的基底侧保持接触，另外还可以直接印刷BGA。因此，使用所描述的系统和方法可以维持所有散热片组合件的组件和凸起组件之间的紧密接触。例如引脚205i的导电元件包括与接触垫电连通且附接到接触垫上的焊球107n，或者可以仅仅是直接放置在选定电路迹线110的终止点上或与终止点电连通的焊球。或者，例如107n的导电球可以由具有预先特别选择的导电质量的填充型导电环氧树脂材料制成。导电元件或球可以直接以栅格阵列图案印刷，其中导电元件或焊球具有预先选定的大小，并且彼此间隔开一个或多个预先选定的距离或间距。因此，“精细球栅阵列”(FBGA)可用于指代具有被认为是相对较小的导电元件或焊球的印刷BGA图案，这些导电元件或焊球彼此隔开的距离极小，使得间隔或间距的尺寸也较小。如本文中一般使用的，术语“球栅阵列”(BGA)涵盖精细球栅阵列(FBGA)以及BGA。因此，在实施例中，表示使用本文所描述的方法印刷的导电油墨的2D图案配置成制造互连球(也就是焊球/接触球)。
在实施例中，所提供的方法可用于直接印刷与IC耦合的插座。这些可以是图5和6中所示的那些插座，也可以是其它插座。通过将插座的印刷整合到PCB、FPC或HDIPC的制造中，可以定制所需摩擦来维持各种(IC)组件和板之间的接触。因此，插座至少部分地布置在印刷电路板中。尽管如图4中所示，插座301、302成排设置，但是这些只是出于说明性目的而提供的。举例来说，如果需要或者根据需要，可以将插座布置成多行多列的阵列。此外，可以在印刷电路板上以任何合适的图案或位置布置单个或多个插座，只要对特定的电子装置封装或目的有利即可。在图1到4中所示的本发明的实施例中，提供具有边缘连接器(301)和侧开口(未示出)的印刷电路板10在本公开的范围内。在另一实施例中，可以将用于连接插座与PCB的上层100的衬垫和基准物(如果基准物必要的话)同时印刷在印刷电路板的上层100上。
PCB的形成方法可包括提供基板(例如，可剥离基板，如膜)的步骤。沉积介电油墨的印刷头(及其派生词应理解为指代任何以受控制的方式在表面上沉积、传递或形成材料的装置或技术)可配置成按需求提供墨滴，也就是依据各种过程参数来提供，如传送器速度、所要PCB子层厚度、通孔或热管是填充型还是镀覆型的，或其组合。
例如可为可去除或可剥离的基板还可以是一种相对刚性的材料，例如玻璃或晶体(如蓝宝石)。或者，基板可以是柔性(例如，可卷曲)基板(或膜)，使得基板能够轻易地从PCB剥离，例如聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚酰亚胺(如杜邦的
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)、硅聚合物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(四氟乙烯)(PTFE)膜等。
可以在第一或第二印刷头之前或之后采取其它功能步骤(并因此采取用于实现这些步骤的构件)(例如，用于烧结导电层)。这些步骤可包含(但不限于)：加热步骤(由夹盘等加热元件或热空气实现)；光漂白(使用例如UV光源和光掩模)；干燥(例如，使用真空区域或加热元件)；(反应)等离子体沉积(例如，使用加压等离子体枪和等离子束控制器)；在用金属前驱物或纳米粒子涂布或与其一起用作分散剂之前通过将[4-[(2-羟基十四烷基)-氧基]-苯基-苯基碘鎓六氟锑酸盐等光酸添加到聚合物溶液来选择性引发的交联(例如，非多官能丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯)；退火，或促进氧化还原反应。
调配导电和/或介电油墨组合物可考虑到沉积工具所施加的要求(若存在)以及(任选地可去除的)基板的表面特征(例如，亲水性和/或疏水性，及表面能量)。例如，使用通过压电头进行的喷墨印刷，导电油墨和/或介电油墨的粘度(在20℃下测量)可不低于约5cP，例如不低于约8cP或不低于约10cP，且不高于约30cP，例如不高于约20cP或不高于约15cP。导电油墨和/或介电油墨各自可被配置(例如，调配)成具有的动态表面张力(指的是喷墨墨滴在印刷头孔口处形成时的表面张力)在约25mN/m与约35mN/m之间，例如在约29mN/m与约31mN/m之间，这通过最大气泡压力张力测量法在50毫秒的表面寿命的和25℃下测得。动态表面张力可被调配成提供的与可剥离基板或介电层之间的接触角在约100°和约165°之间。
在实施例中，当例如在高于基板或任何后续层预定距离处在两个(X-Y)(应理解，印刷头还可在Z轴上移动)维度中操纵印刷头(或基板)时，允许包括基础结构元件的PCB(和/或FPC和/或HDI电路)进行连续或半连续喷墨印刷的喷墨油墨组合物和方法可以通过将本文所提供的液体喷墨油墨的墨滴从孔中一次一个地排出来形成图案。本文所描述的方法中使用的喷墨印刷头可以提供等于或小于约3μm到10,000μm的最小层膜厚度。
在实施例中，每一滴导电油墨和/或介电油墨的体积可在0.5到300皮升(pL)范围内变化，例如在1到4pL范围内变化，并且取决于驱动脉冲的强度和油墨的特性。排出单个墨滴到波形可以是10V到约70V脉冲，或约16V到约20V，并且可以约5kHz到约20kHz的频率排出。
在实施例中，介电油墨组合物包括：能够使用本文所提供的光引发剂进行光引发的聚合物的活性组分。此类活性单体、活性低聚物、活性聚合物或其组合可以是例如多官能丙烯酸酯，可以是例如以下中的至少一个：1,2-乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯。
介电油墨可进一步包括：交联剂(除形成介电成分的聚合物以外)、单体、共聚单体、共聚低聚物、共聚物或包括上述各项中的一个或多个的组合物。同样，低聚物和/或聚合物主链可通过使聚合物与将在主链上形成自由基的试剂(也就是交联剂)接触来诱导形成交联，从而允许交联位点。在实施例中，交联剂、共聚单体、共聚低聚物、共聚物或包括上述各项中的一个或多个的组合物可以是连续相内的溶液、乳剂、凝胶或悬浮液的一部分，或者配置成形成连续相内的溶液、乳剂、凝胶或悬浮液。
在实施例中，用于包括基础结构元件的使用所公开的方法制造的PCB(FPC和HDI电路)中的连续相可包括：多官能丙烯酸酯单体、低聚物、聚合物或其组合；交联剂；以及自由基光引发剂，并且可部分或全部溶于连续相。
可以使用引发剂，例如过氧化苯甲酰(BP)和其它含过氧化物的化合物，来引发聚合介电树脂主链。如本文所使用的术语“引发剂”通常是指一种引发化学反应的物质，特别是引发聚合或者产生引发聚合的反应性物质的任何化合物，包含例如且不限于共同引发剂和/或光引发剂。
在另一实施例中，组合物包括能够使用光引发剂进行光引发的聚合物的活性组分。能够进行光引发的此类活性单体、活性低聚物、活性聚合物或其组合可以是例如多官能丙烯酸酯，例如多官能丙烯酸酯可以是选自由以下组成的组的多官能丙烯酸酯：1,2-乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯
可以与本文描述的多官能丙烯酸酯一起使用的光引发剂可以是例如自由基光引发剂。这些自由基光引发剂可以是例如汽巴特种化学品公司(CIBA SPECIALTY CHEMICAL)的
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500，及
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1173、
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819、
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184、TPOL(乙基(2,4,6,三甲基苯甲酰)苯基亚膦酸酯)苯甲酮和苯乙酮化合物等等。例如，自由基光引发剂可以是阳离子光引发剂，如混合三芳基锍六氟锑酸盐。本文所描述的活性连续相中使用的自由基光引发剂的另一实例可以是2-异丙噻吨酮。
在实施例中，术语“活性单体”、“活性低聚物”、“聚合物”或其对应物(例如，共聚单体)组合是指具有能够形成自由基反应(换句话说，反应可以持续，且不会被端基以其它方式终止)的至少一个官能团的单体、一小群单体或聚合物。
用于形成包括基础结构元件的PCB的在本文中所描述的组合物、系统和方法中使用的交联剂可以是例如伯多胺或仲多胺及其加合物，或在另一实例中，可以是酸酐、聚酰胺、其中各烯烃基独立地包括2到6个碳原子的C4-C30聚氧化烯，或包括上述各项中的一个或多个的组合物。
悬浮液可能需要存在表面活性剂，以及任选地助表面活性剂。表面活性剂和/或助表面活性剂可以是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和如嵌段共聚物的两亲性共聚物。
此外，整个介电层部分可具有基本上均匀的厚度，由此形成基本上平面(例如，平坦)的表面，用来接收额外的导电电路图案。介电层可以是UV可固化粘合剂或其它聚合物材料。在实施例中，介电油墨包括UV可固化聚合物。其它介电聚合物，例如聚酯(PES)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVOH)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP，水溶性，可有助于不堵塞印刷头孔)。其它介电材料可以是光阻聚合物，例如SU-8基聚合物、聚合物衍生陶瓷或其组合，并且还可使用共聚物。
用于实施本文所提供的方法的系统可进一步包括计算机辅助制造(“CAM”)模块，所述模块包括数据处理器、非易失性存储器和存储在非易失性存储器上的一组可执行指令，所述一组可执行指令在执行时配置成使所述处理器：接收表示包括基础结构元件的印刷电路板的3D可视化文件；产生文件库，每个文件表示用于印刷包括基础结构元件的印刷电路板的至少一个基本2D层，从而形成包括基础结构元件的基本2D层的基本2D表示图像图案；接收与包括基础结构元件的印刷电路板有关的一系列参数；以及基于所述一系列参数中的至少一个，更改表示所述至少一个基本2D层的文件，其中CAM模块配置成控制第一和第二印刷头中的每一个。
因此，在使用第一印刷头的步骤前面的是以下步骤：使用CAM模块，获得产生的表示用于印刷的包括基础结构元件的印刷电路板的第一基本2D层的文件，所述2D层包括表示介电油墨和导电油墨的图案，其中用于与包括基础结构元件的印刷电路板有关的所述一系列参数中的参数包括：基础结构元件的类型、配置成耦合到基础结构元件且可充当寻求散热的热源的集成电路(IC)的加热特征、IC封装要求、介电油墨组合物在固化之后和/或导电油墨组合物在烧结之后的热传递系数，或包括上述各项中的一个或多个的参数的组合。
如本文所使用的，术语“包括”以及其衍生词旨在为开放式术语，指定所说明的特征、元件、组件、组、整数和/或步骤的存在，但不排除其它未说明的特征、元件、组件、组、整数和/或步骤的存在。前述内容也适用于具有类似含义的词，如术语“包含”、“具有”以及其衍生词。
本文所公开的所有范围都包含端点，并且端点可以彼此独立地组合在一起。“组合”包含共混物、混合物、合金、反应产物等。除非本文中另有说明或根据上下文明显矛盾，否则本文中的术语“一(a/an)”和“所述”不指示数量的局限性，且应理解为覆盖单数和复数两者。如本文所使用的后缀“(s)”意在包含单个和多个其修饰的术语，由此包含一个或多个所述术语(例如，带后缀(s)的源包含一个或多个热源)。当存在时，贯穿本说明书对“一个实施例”、“另一实施例”、“实施例”等等的提及意指结合所述实施例描述的特定元件(例如，特征、结构和/或特性)被包含在本文中所描述的至少一个实例中，并且在其它实例中可以存在也可以不存在。另外，应理解，在各个实施例中，所描述的要素可以按照任何合适的方式和/或次序组合。
本文所公开的所有范围都包含端点，并且端点可以彼此独立地组合在一起。此外，本文的术语“第一”、“第二”等等并不表示任何次序、数量或重要性，而是用来区别表示一个要素与另一个要素。
同样，术语“约”意指量、大小、配制物、参数以及其它数量和特征并不精确并且不需要精确，但可根据需要为近似的和/或更大或更小的，这反映出公差、转换因素、四舍五入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其它因素。一般来说，数量、大小、配制物、参数或其它数量或特征都是“约”或“近似”的，无论有没有明确地表示为这样。
因此，在实施例中，本文提供一种用于形成印刷电路板中的集成电路的基础结构元件的喷墨印刷方法，所述方法包括：提供基板；提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包括：第一印刷头，其具有至少一个孔口、介电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述介电油墨的第一分配器；第二印刷头，其具有至少一个孔口、导电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述导电油墨的第二分配器；传送器，其可操作地耦合到所述第一印刷头和所述第二印刷头，且配置成将所述基板传送到所述第一和第二印刷头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括处理器、非易失性存储器和存储在所述非易失性存储器上的一组可执行指令，所述一组可执行指令配置成在执行时使所述处理器：接收表示所述基础结构元件的3D可视化文件；使用所述3D可视化文件，产生包括多个文件的库，每个文件表示用于印刷所述基础结构元件的基本2D层；接收与所述基础结构元件有关的一系列参数；以及基于所述一系列参数中的至少一个，更改所述库中的所述基本2D层文件中的每一个，以印刷所述基础结构元件的导电部分和介电部分中的至少一个；提供介电油墨组合物和导电油墨组合物；使用所述CAM模块，获得产生的表示用于印刷的所述基础结构元件的所述多个基本2D层的文件，所述2D层包括表示导电喷墨油墨和介电喷墨油墨的图案，其中获得的文件对应于用于印刷的第一层；使用所述第一印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于介电表示的所述图案；固化介电图案；使用所述第二印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于导电表示的所述图案；烧结导电图案；以及重复以下步骤：从获得产生的文件到烧结导电层的步骤再到完成所述库，其中获得的文件对应于用于印刷的先前层的后续层，其中(i)所述基础结构元件是冷却垫、热管、冷凝器、芯、冷却平台和蒸汽室中的至少一个，(ii)所述热管是2相热管，其中(iii)所述基础结构元件是插座，(iv)所述插座至少部分地布置在所述印刷电路板中，其中(v)所述冷却垫相对于顶端表面的平面以小于80°的角度从基底延伸，其中(vi)所述冷却平台与外部热源直接接触，(vii)所述外部热源是以下中的至少一个：切换电源集成电路、双列直插式封装(DIP)、方形扁平包装(QFP)封装、薄型小外形封装(TSOP)、小外形集成电路(SOIC)封装、小外形J形引线(SOJ)封装、塑料有引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片尺度封装(WLCSP)、模阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、方形扁平无引脚(QFN)封装，以及栅格阵列(LGA)封装、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)和发光二极管(LED)组合件，其中(viii)所述印刷电路板是界定中空的中间层的多层印刷电路板，(ix)所述冷却垫、所述热管和所述芯中的至少一个在所述中空的中间层处终止，其中(x)固化步骤包括加热、光漂白、干燥、沉积等离子体、交联、退火和促进氧化还原反应中的至少一个，其中(xi)烧结包括加热和干燥中的至少一个，其中(xii)用于与包括所述基础结构元件的所述印刷电路板有关的所述一系列参数中的所述参数包括：基础结构元件的类型、配置成耦合到所述基础结构元件的集成电路(IC)的物理化学特征、IC封装要求、介电油墨组合物在固化之后和/或导电油墨组合物在烧结之后的热传递系数，或包括上述各项中的一个或多个的参数的组合，并且另外(xiii)印刷电路板、柔性印刷电路、高密度互连电路及其组合包括使用根据本文中所公开的实例和实施例中的任一个所述的方法制造的所述基础结构元件。
当然，以上实例和描述只是出于说明的目的提供的，并且无意以任何方式限制所公开的技术。技术人员应了解，所公开技术可以通过多种方式采用上述技术中的超过一种技术来实行，所有这些都在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种用于形成印刷电路板中的集成电路的基础结构元件的喷墨印刷方法，所述方法包括：
a.提供基板；
b.提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包括：
i.第一印刷头，其具有：至少一个孔口、介电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述介电油墨的第一分配器；
ii.第二印刷头，其具有：至少一个孔口、导电油墨储集器和配置成通过所述孔口供应所述导电油墨的第二分配器；
iii.传送器，其可操作地耦合到所述第一印刷头和所述第二印刷头，且配置成将所述基板传送到所述第一和第二印刷头；以及
iv.计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括：处理器、非易失性存储器和存储在所述非易失性存储器上的一组可执行指令，所述一组可执行指令配置成在执行时使所述处理器：接收表示所述基础结构元件的3D可视化文件；使用所述3D可视化文件，产生包括多个文件的库，每个文件表示用于印刷所述基础结构元件的基本2D层；接收与所述基础结构元件有关的一系列参数；以及基于所述一系列参数中的至少一个，更改所述库中的所述基本2D层文件中的每一个，以印刷所述基础结构元件的导电部分和介电部分中的至少一个；
c.提供介电油墨组合物和导电油墨组合物；
d.使用所述CAM模块，获得产生的表示用于印刷的所述基础结构元件的所述多个基本2D层的文件，所述2D层包括表示导电喷墨油墨和介电喷墨油墨的图案，其中获得的文件对应于用于印刷的第一层；
e.使用所述第一印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于介电表示的所述图案；
f.固化介电图案；
g.使用所述第二印刷头，在用于印刷的所述基础结构元件的所述第一层中形成对应于导电表示的所述图案；
h.烧结导电图案；以及
i.重复以下步骤：从获得产生的文件到烧结导电层的步骤再到完成所述库，其中获得的文件对应于用于印刷的先前层的后续层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础结构元件是冷却垫、热管、冷凝器、芯、冷却平台和蒸汽室中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述热管是2相热管。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础结构元件是插座。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述插座至少部分地布置在所述印刷电路板中。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述冷却垫相对于顶端表面以小于80°的角度从基底延伸。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述冷却平台与外部热源直接接触。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述外部热源是以下中的至少一个：切换电源集成电路、双列直插式封装(DIP)、方形扁平包装(QFP)封装、薄型小外形封装(TSOP)、小外形集成电路(SOIC)封装、小外形J形引线(SOJ)封装、塑料有引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片尺度封装(WLCSP)、模阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、方形扁平无引脚(QFN)封装，以及栅格阵列(LGA)封装、图形处理单元(GPU)和中央处理单元(CPU)。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述印刷电路板是界定中空的中间层的多层印刷电路板，并且其中所述冷却垫、所述热管和所述芯中的至少一个在所述中空的中间层处终止。
10.根据权利要求1所述的方法，其中固化步骤包括加热、光漂白、干燥、沉积等离子体、交联、退火和促进氧化还原反应中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的方法，其中烧结包括加热和干燥中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的方法，其中用于与包括所述基础结构元件的所述印刷电路板有关的所述一系列参数中的所述参数包括：基础结构元件的类型、配置成耦合到所述基础结构元件的集成电路(IC)的物理化学特征、IC封装要求、所述介电油墨组合物在固化之后和/或所述导电油墨组合物在烧结之后的热传递系数，或包括上述各项中的一个或多个的参数的组合。
13.一种处理器可读介质，其上存储有一组可执行指令，所述一组可执行指令配置成在执行时使至少一个处理器：
a.接收表示所述基础结构元件的3D可视化文件；
b.使用所述3D可视化文件，产生包括多个文件的库，每个文件表示用于印刷所述基础结构元件的基本2D层；
c.接收与所述基础结构元件有关的一系列参数；以及
d.基于所述一系列参数中的至少一个，更改所述库中的所述基本2D层文件中的每一个，以印刷所述基础结构元件的导电部分和介电部分中的至少一个。
14.印刷电路板、柔性印刷电路、高密度互连电路及其组合中的至少一种，其包括使用根据权利要求1至12中任一项所述的方法制造的基础结构元件。
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