CN114342572B - 用于增材制造电子产品的表面互补介电掩模、制造方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于减轻在用于焊接表面贴装芯片封装(SMT)到印刷电路板(PCB)、HFCP或AME的回流处理期间具有SMT的PCB高频连接PCB(HFCP)或增材制造电子产品(AME)中的翘曲的系统、方法和装置。更具体地，本公开涉及制造表面互补介电掩模或回流压缩掩模以在运输和进一步操作或处理期间基本上封装SMT，并减轻翘曲和/或保护PCB、HFCP或AME。

Description

用于增材制造电子产品的表面互补介电掩模、制造方法及其 用途
背景技术
本公开涉及用于以下各项的系统、方法及装置：a)减轻回流处理期间具有表面贴装芯片封装(SMT)的印刷电路板(PCB)和高频连接PCB(HFCP)中的翘曲，以及b)可选地封闭具有反映出填充PCB的外层的负像的封装层的整个PCB。更具体地，本公开涉及制造用以基本上封装SMT并减轻贴装在PCB上的器件的翘曲并可选地封装的表面互补介电掩模。
具有小形状因子的电子装置在以下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。具有这些较小形状因子的产品依赖于紧凑而复杂的PCB，其具有紧密间隔的数字和模拟电路或在表面上彼此靠近放置的芯片封装。同样，随着封装在高级封装(例如，球栅阵列(BGA)、微型BGA、方形扁平封装(QFP)和芯片级封装(CSP))中的这些有源器件的缩小(小型化)，对这些(小型)器件执行基本上更大和更复杂的电子功能的需求也在增加，增加了与小形状因子PCB相关联的复杂性和问题，OEM需要甚至更高的稳健性、更高的质量、处理和使用期间更好的故障公差、增加的可靠性、更低的“寄生”或“泄漏”互连，以及与这些(小形状因子)设计相关联的更好的组装良率。
然而，由于尺寸的缩小，每个SMT组件的端子间距，例如贴装在PCB上的BGA(球栅阵列)或CSP(芯片大小封装)已经减小，因为增加的PCB复杂性和SMT密度-SMT组件的端子数量正在增加。这些组件通常由多种材料制成，因此在使用回流焊接工艺将它们贴装在PCB上时，它们的内部温度很可能变得不均匀，并且在加热时更容易翘曲，具体取决于这些多种材料、环境和PCB本身之间的热膨胀系数的差异。
此外，由于最近PCB厚度减小的趋势(例如，减小通孔的长度，这在从窄间距组件布线和减小布线面积方面是有效的)，与加热相关的翘曲不仅可能发生在SMT组件上，还可能发生在PCB本身上。换句话说，随着PCB厚度的减小，板更容易翘曲，从而使与SMT的耦接变得脆弱。
热翘曲被认为是由于不同材料之间的热膨胀系数(CTE)和杨氏模量不匹配(尤其是在焊料凝固后，限制了SMT相对于表面的膨胀和松弛)，无论是在SMT组件本身内部，和/或在SMT组件与PCB的介电部分之间。在回流工艺期间，SMT组件贴装在一起，并承受高温和严重的温度梯度。这可能会加剧总的热翘曲。过大翘曲可能会导致焊料凸点的平面外对齐，从而导致未焊接或机械弱化的接头。此外，PCB翘曲还会通过影响焊点的形成和形状而导致焊球(例如，BGA中)的共面性问题，导致焊点在工作条件下发生热疲劳，进而可能影响焊点的可靠性和导致电子装置的故障。
此外，需要保护贴装的装置免受恶劣环境的影响，和/或通过永久地并入互补介电掩模来提供额外的能力。这个介电掩模还可包括用于信号的输入/输出(I/O)和散热目的的金属迹线和块。
会影响翘曲的因素可包括回流焊接工艺期间的时间/温度曲线、PCB厚度、PCB拓扑、迹线密度的空间不平衡以及其他因素。
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个或多个。
发明内容
在各种示例性具体实现中，公开了用于减轻回流处理期间具有表面贴装芯片封装(SMT)的印刷电路板(PCB)、高频连接PCB(HFCP)和增材制造电子产品(AME)中的翘曲的系统和方法。更具体地，公开了用于基本上封装耦接到PCB、HFCP或增材制造电子产品(AME)的外层的SMT并减轻SMT组件和PCB、HFCP或AME本身的翘曲的方法、系统和表面互补介电掩模的示例性具体实现。
在示例性具体实现中，本文提供一种减轻回流处理期间组装的PCB、HFCP或AME的翘曲的计算机化方法，所述方法包括：获得与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件，所述组装的PCB、HFCP或AME具有顶面和基面；使用多个文件，制造表面互补介电掩模(SCDM)(可与回流压缩掩模互换，当专门为回流目的制造时-RCM)，到顶面和基面中的至少一个；以及在开始回流处理之前，将RCM耦接到顶面和基面中的至少一个，从而减轻回流处理期间的翘曲。
在另一示例性具体实现中，制造表面互补介电掩模或RCM的步骤包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：打印头，可操作以分配(第一)介电油墨组合物；传送器，可操作地连接到打印头，被配置为将衬底传送到打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括中央处理模块(CPM)，至少与传送器和(第一)打印头通信，CPM还包括至少一个处理器，与非暂时性处理器可读存储介质通信，上面存储了具有一组可执行指令的处理器可读介质，当由至少一个处理器执行这些指令时，通过执行包括以下步骤的步骤使CPM控制喷墨打印系统：接收与组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件；以及生成文件库，所述库中的每个文件代表用于打印RCM(换句话说，表面互补介电掩模或回流压缩掩模)的基本上2D层，其中CAM模块被配置为控制传送器和打印头中的每一个；提供(第一)介电油墨组合物；使用CAM模块，获得表示用于打印的第一基本上2D层的文件；使用打印头，形成对应于文件中表示的第一基本上2D层的图案；固化图案；获得表示RCM的基本上2D层的后续文件；使用(第一)打印头，形成对应于后续层的图案；固化对应于第二介电油墨的图案；以及一旦被配置为形成表面互补介电掩模的所有层都被打印和固化，去除衬底。
在另一个示例性具体实现中，本文提供一种使用喷墨打印机来制造表面互补介电掩模(或RCM)的方法，包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：第一打印头，可操作以分配第一介电油墨组合物；传送器，可操作地连接到第一打印头，被配置为将衬底传送到第一打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括中央处理模块(CPM)，至少与传送器和第一打印头通信，CPM还包括至少一个处理器，与非暂时性处理器可读存储介质通信，上面存储了具有一组可执行指令的处理器可读介质，当由至少一个处理器执行这些指令时，通过执行包括以下步骤的步骤使CPM控制喷墨打印系统：接收与要制造RCM的组装的PCB、HFCP或AME(指回流工艺后的PCB、HFCP或AME)相关联的至少一个文件；使用与组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印RCM的基本上2D层，和至少表示所述层的打印顺序的相关联元文件；提供第一介电油墨组合物；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印RCM的第一层的第一文件，其中第一文件包括对应于RCM的第一层的图案的打印指令；使用第一打印头，在衬底上形成对应于第一介电油墨的图案；固化第一层中对应于第一介电油墨表示的图案；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印RCM的后续层的后续文件，所述后续文件包括用于对应于后续RCM层中的第一介电油墨的图案的打印指令；重复以下步骤：使用第一打印头，形成对应于第一介电油墨的图案，到使用CAM模块的步骤，从2D文件库中获得后续的基本上2D的层，然后固化最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案，表面互补介电掩模包括多个空腔、空隙、突起、通道、凹坑或它们的组合，被配置为互补PCB、HFCP或AME的表面，基本上封装上面的任何表面贴装组件。
在又一示例性具体实现中，方法还包括在开始回流之前，提供可操作以容纳RCM和与其耦接到的PCB、HFCP或AME的外壳。
用于直接和连续制造表面互补介电掩模或CRM以基本上封装SMT并减轻翘曲的系统、方法和组合物的这些和其他特征在以下结合示例性而非限制性的附图和实例阅读时从详细描述中将变得明显。
附图说明
为了关于示例性具体实现更好地理解用以基本上封装SMT并减轻翘曲的表面互补介电掩模的制造、它们的制造方法和组成物，参考所附实例和附图，其中：
图1A到图1J描述了所使用的文件信息和制造RCM的工艺；
图2是图1J的简化示意图；
图3A图示了含有各种大小的SMT组件的PCB的示例性具体实现，而图3B展示了其RCM；以及
图4是典型回流工艺的示例性具体实现的流程图。
具体实施方式
本文提供了可操作以减轻回流焊接工艺期间上面耦接有SMT组件的PCB和/或HFCP的翘曲的系统、方法和掩模的示例性具体实现。
本文所公开的方法、系统和掩模利用适合和配置用于3D打印(例如，用于PCB、HFCP或AME的喷墨打印)的计算机化喷墨打印系统。RCM本身就是一种增材制造(AM)模型构建，它是基于原始PCB、HFCP或AME和SMT组件制造设计文件(如Gerber、Excelon、Eagle等)制造的，并自动生成用于打印RCM的文件库。
用于打印表面互补介电掩模(RCM)的设计文件可以是(假设但不限于双面PCB、HFCP或AME)：
·印刷电路的形状/轮廓，例如，Gerber文件(例如，ODB++、RS274D、RS274X、DXF等)。Gerber文件是一组文件，其中含有关将用于生产的PCB的每一层的信息。这些文件可含有有关例如以下各项中的一项的信息：顶部焊膏配置、顶部迹线图案、底部迹线图案、底部焊膏配置、NC钻孔(含有所有钻孔的位置和大小，以及孔或特征到边缘尺寸、X、Y、坐标)、电路板轮廓和具有所有必需的尺寸和公差(可能在另一文件中)的详细信息，以及制造图式(可选)。
·质心文件，含有有关每个SMT组件放置在PCB、HFCP或AME的表面(顶部和/或底部)上的位置的信息，诸如，xy位置、旋转、层、参考标志和值/封装。
在示例性具体实现中，表面互补介电掩模可以由例如以下各项制造：
·基础部分–使用轮廓文件制造，打印到所需的高度。因为热翘曲取决于经历回流焊接的层的厚度，所以基础部分的高度(参见例如图2中的h)被确定大小和配置为减轻可能发生的任何热翘曲。
·组件部分–由创建有空腔、空隙或凹槽(参见例如图2中的104i)的质心文件构造，并增加了所需的公差，因此对SMT组件的放置更加稳健(使空腔略大于组件，因此适合)。
·焊盘部分–由创建和形成有空腔(参见例如图2中的105j，被配置为形成可操作以容纳焊膏的空隙)的轮廓文件构建，基于组件文件和(顶/底)焊接掩模位置文件，打印到所需的高度(深度)，以确保表面互补介电掩模(RCM)在组装期间不会接触到所分配的焊膏，以及在回流处理前蹭花焊膏。
·对齐部分(例如，基准点位置)–由钻孔文件创建(例如，数字控制(NC)钻孔文件，Excellon等)来制造小的圆柱形突起(参见例如图2中的106P，被配置为形成突起，所述突起被确定大小和配置为与非电镀钻孔接合)，它将充当基准并将表面互补介电掩模(RCM)与PCB、HFCP或AME的互补表面(顶和/或底)对齐。如果PCB、HFCP或AME中没有钻孔，那么可以使用板的轮廓来创建框架(参见例如图2中的107)，所述框架将包封、框住和制造到PCB、HFCP或AME的所需的深度。然后可相对于PCB、HFCP或AME的设计文件在互补定向上自动打印所打印的表面互补介电掩模(RCM)。
目前，PCB、HFCP或AME，尤其是那些使用增材制造和可光聚合聚合物制造的那些，在暴露于高温时会受到变形的影响，诸如在回流焊接工艺期间经历的那些时间-温度曲线(参见例如图3)，将组装选项限制为需要时间和劳动力的手动程序。本文所公开的制造的表面互补介电掩模(SCDM)或回流压缩掩模(RCM)可以重复使用、节省时间并且可以使用与最初制造PCB、HFCP或AME相同的计算机化系统来创建。此外，SMT组件在PCB、HFCP或AME上的精确放置可以通过摄像头和图像处理来完成，这将允许在组装阶段放置和对齐组件，而无需额外的昂贵设备(例如，拾取和放置机器)。
此外，表面互补介电掩模可用作封装模具，以在运作和/或运输期间保护印刷电路，从而产生“封装”组件的效果。此外，在示例性具体实现中，表面互补介电掩模本身可以制造为印刷电路(例如，PCB、HFCP、AME或柔性印刷电路(FPC))，例如，通过制造具有导电迹线的基础部分(例如，铜、银等)，以及附接SMT组件，从而允许使用增材制造来制造复杂的多电路系统的潜力。在本申请的上下文中，术语“封装组件”可以具体表示具有一个或多个电子芯片(诸如，耦接到PCB、HFCP或AME的SMT组件)贴装在内的结构，但不是作为封装的封装结构(例如，表面互补介电掩模)的一部分。这种SMT组件的厚度可以小于封装结构(例如，表面互补介电掩模)中对应的互补空腔的厚度。
此外，在回流处理、运输或运作之前，无论是纯介电形式还是作为(非测试)拓扑电路，耦接到PCB、HFCP或AME表面的RCM都可以通过如下来紧固：提供可操作以容纳PCB、HFCP或AME的外壳，并且取决于具有耦接到其上的RCM的表面，那些耦接的RCM也是如此。在本公开的上下文中，术语“容纳”是指指示为容纳的组件(例如，外壳)包括相应的尺寸以便相应地配合所容纳的组件(例如，PCB、HFCP或AME，以及任何表面耦接的RCM)进入容纳组件(例如，外壳)的内部。例如，外壳可以由金属、增强的热固性树脂(例如，玻璃纤维)等制成。此外，在某些实施方案中，RCM由并入到第一介电油墨组合物的高Tg树脂制成，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(醚砜)(PESU)、聚(酰胺-酰亚胺)(PAI)、聚(酰亚胺)(PI)、它们的共聚物和三元共聚物，例如用石墨玻璃纤维增强)。
因此，在示例性具体实现中，本文提供一种减轻回流处理期间组装的(意谓，具有至少一个耦接的SMT)PCB、HFCP或AME的翘曲的计算机化方法，所述方法包括：获得与组装的PCB、HFCP或AME中的每个相关联的多个文件，每个都具有顶面和基面，以及可选地具有多个侧表面)；使用所述多个文件，制造表面互补介电掩模(RCM)到顶面和基面中的至少一个；以及在开始回流处理之前，将互补表面介电掩模耦接到顶面和基面中的至少一个，从而减轻回流处理期间的翘曲。
在本公开的上下文中，术语“翘曲”是指集成电路(IC)封装(例如，SMT)、PCB、HFCP或AME、它们的表面或其组合的由应变引起的非平面性或曲率，这可能在组装期间或之后发生，例如，在回流工艺期间(换句话说，从水平底座平面的垂直偏转)。IC封装、PCB、HFCP或AME或它们的组合弯曲成凹面或凸面(或部分凸面和凹面)轮廓，其中“凸”通常定义为向上弯曲或朝向附接的芯片和/或加强件弯曲，并且其中“凹”通常被定义为向下弯曲，或远离附接的模具和/或加强件。此外，在本公开的上下文中，“减轻”意在涵盖对表面互补介电掩模(RCM)和/或PCB、HFCP或AME的任何操纵，这可能导致以下各项中的至少一项：减少对PCB和/或与其耦接的任何SMT组件(IC)的性能的不利影响，以及减少在回流工艺之后对PCB和/或与其耦接的任何SMT组件的损坏。术语减轻还包括表面互补介电掩模(RCM)在以下至少一个期间的任何使用：(耦接的PCB、HFCP或AME的)运输、回流处理和用作嵌套PCB、HFCP或AME耦接附加件，如本文所公开(换句话说，将原始第一PCB、HFCP或AME与第二PCB、HFCP或AME的可操作地耦接，所述第二PCB、HFCP或AME制造有与原始第一PCB、HFCP或AME互补的至少一个表面)。例如，在所公开的系统和方法的示例性具体实现中，术语“减轻”是指确保PCB、HFCP或AME符合“IPC-9641高温印刷电路板平整度指南”。
例如，测量塑料球栅阵列(PBGA)组件的平面外变形翘曲可例如使用与加热平台相结合的热阴影莫尔装置(TherMoiréPS200)来进行。其他方法可以使用全场阴影莫尔、共焦显微镜、应变仪阵列、有限元分析(回流期间的温度分布和/或应变仪数据)。
此外，术语“文件”应包括可以在用户之间共享的任何形式的任何计算机/处理器可读数据。“文件”可以是操作系统保存的离散文件，或者“文件”可以是数据库中的记录、图像或图像的一部分、数据库的块或部分或任何其他可以在用户之间共享并由本文公开的系统使用的计算机可读数据。
在使用所公开的系统实现的计算机化方法中使用的用以减轻回流处理期间的翘曲的与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件还包括：被配置为限定组装的PCB、HFCP或AME的轮廓的文件；以及被配置为限定至少一个表面贴装集成电路(SMT)的尺寸和空间布置的文件，所述表面贴装集成电路(SMT)组装在顶面和基面中的至少一个上。此外，与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件还包括以下各项中的至少一项：被配置为定义焊膏分配的空间参数的文件；以及对齐文件，其中对齐文件包括以下各项中的至少一项的空间布置：非电镀钻孔(通)孔(NPTH)、电镀通孔(PTH)和盲孔(例如，用于耦接和焊接SMT组件的NPTH区别于PTH或盲孔，两者都用于连接PCB上的各个层)。
因此，在本文所提供的方法中，制造用于减轻回流工艺期间的翘曲的表面互补介电掩模(RCM)的步骤还包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：(第一)打印头，可操作以分配(第一)介电油墨组合物；传送器，可操作地连接到打印头，被配置为将衬底传送到打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括与打印头通信的中央处理模块(CPM)，CPM还包括：至少一个处理器，与非暂时性存储介质通信，所述非暂时性存储介质上面存储了被配置为在执行时使CPM执行以下步骤的一组可执行指令：接收本文公开的各种文件(例如，ODB、ODB++、an.asm、STL、IGES、STEP(ISO 10303-21)，中间数据文件(IDF)(Catia、SolidWorks、Autocad、ProE、3D Studio、Gerber、Rhino Altium、Orcad)；并且生成文件库，每个文件表示用于打印表面互补介电掩模(RCM)的基本上2D层(例如，光栅文件，诸如例如：JPEG、GIF、TIFF、BMP、PDF文件，或包括上述一种或多种的组合)，其中CAM模块被配置为控制传送器和打印头中的每一个；提供介电油墨组合物；使用CAM模块，获得第一基本上2D层；使用打印头，形成对应于第一基本上2D层的图案；固化图案；获得RCM的后续的基本上2D层；使用打印头，形成对应于后续层的图案；固化对应于第二介电油墨的图案；以及一旦被配置为形成表面互补介电掩模(RCM)的所有层都被打印和固化，去除衬底。
在本公开的上下文中，术语“可操作的”是指系统和/或设备和/或程序，或某个元件、组件或步骤是全功能大小的、适用的和校准的，包括用于如下的元件：具有适当的内部尺寸，以适应并满足适用的可操作性要求，以在激活、耦接或实施时执行所述功能，无论是否供电、耦接、实施、影响、致动、实现或当可执行程序至少由与系统、方法和/或设备相关联的一个处理器执行时。关于所公开的系统和电路，术语“可操作的”意味着系统和/或电路是全功能的和校准的，包括用于当由至少一个处理器执行时执行所述功能的逻辑，并且满足可应用的可操作性要求。
实施所公开的方法的系统还可以包括若干子系统和模块。例如，这些可以是：机械子系统，用于控制打印头、衬底(或与衬底耦接的卡盘)的运动、其加热和传送器运动；油墨组合物注射系统；固化和/或烧结(如果分配导电油墨以形成表面互补介电掩模(RCM)，作为独立的PCB、HFCP或AME)子系统；具有处理器(例如，GPU和/或CPU)的计算机化子系统，其被配置为控制工艺并生成适当的打印指令和必要的文件，或者以其他方式从远程位置(例如，2D文件库)检索这些文件)、组件放置系统，诸如自动机器人臂(例如，拾放)、机器视觉系统(例如，使用共焦光学测量翘曲)，以及用于控制3D打印的命令和控制系统(例如，CPM)。
术语“模块”的使用并不暗示组件在功能上描述或要求保护作为模块的一部分，或全都配置在(单个)公共封装内。实际上，模块的各种组件中的任何或所有组件(无论是控制逻辑、GPU、SATA存储器装置还是其他组件)都可以组合在单个封装中或单独维护，并且可以进一步分布在多个分组或封装中或跨多个(远程)位置和装置分布。此外，在某些示例性具体实现中，术语“模块”是指单片或分布式硬件单元。此外，在本文所提供的公开内容的上下文中，与打印头结合使用的术语“分配器”用于表示从其分配喷墨墨滴的打印头。分配器可为例如用于分配少量液体的设备，包括微型阀、压电分配器、连续喷射打印头、沸腾(气泡喷射)分配器以及影响流过分配器的流体的温度和特性的其他设备。
如所指示的，所述组可执行指令还被配置为，当被执行以使处理器生成多个后续层文件的库时，每个后续层文件表示用于打印表面互补介电掩模(RCM)的基本上二维(2D)后续层，并且其中每个后续层文件都按打印顺序进行索引。在示例性具体实现中，每个层文件被配置为提供用于层中的介电油墨表示的图案的打印指令。
在示例性具体实现中，打印在层中的图案被配置为在打印打印顺序中的最后一层时形成被确定大小以容纳SMT组件的空隙(指给定3D坐标位置中的体积)，并且基于详细说明焊膏分配坐标和数量的文件，调整在2D文件库中为每层指定的生成图案，以在库中生成至少一个文件，所述至少一个文件限定被配置为容纳(换句话说，提供空间)焊膏的图案；以及使用例如对齐文件(例如，EAGLE)，调整生成的图案库以生成图案，所述图案被配置为形成突起(例如，圆柱形或其他形状)，其被确定大小和配置为接合以下各项中的至少一项：非电镀钻孔(NPTH)、盲孔和镀通孔(PTH)。
在另一实施方式中，本文提供了一种用于使用喷墨打印机来制造用于组装的印刷电路板(PCB)、高频连接PCB(HFCP)或增材制造电子产品(AME)的互补介电表面掩模的计算机化方法，PCB、HFCP或AME各自具有可操作地耦接到顶面层和基面层中的至少一个的至少一个表面贴装组件(SMT)，所述方法包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：第一打印头，可操作以分配第一介电油墨组合物；传送器，可操作地联接到第一打印头，被配置为将衬底传送到第一打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括中央处理模块(CPM)，至少与传送带和第一打印头通信，CPM还包括与非暂时性处理器可读存储介质通信的至少一个处理器，所述与非暂时性处理器可读存储介质上面存储了一组可执行指令，当由至少一个处理器执行时，使CPM通过执行包括以下步骤的步骤来控制喷墨打印系统：接收与要制造RCM的组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件；使用与组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印RCM的基本上二维(2D)层和表示至少打印顺序的元文件；提供第一介电油墨组合物；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印RCM的第一层的第一文件，其中第一文件包括对应于RCM的图案的打印指令；使用第一打印头，在衬底上形成对应于第一介电油墨的图案；固化第一层中对应于第一介电油墨表示的图案；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印RCM的后续层的后续文件，所述后续文件包括用于对应于后续层中的第一介电油墨的图案的打印指令；重复以下步骤：使用第一打印头，形成对应于第一介电油墨的图案，到使用CAM模块的步骤，从2D文件库中获得后续的基本上2D的层，然后固化打印顺序中的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案，RCM包括多个空腔，被配置为互补PCB、HFCP或AME的表面，基本上封装上面的表面贴装组件；以及去除衬底。
术语“芯片”是指未封装的单体化(singulated)的IC装置。术语“芯片封装”可以特别地表示芯片插入(插座贴装)到诸如印刷电路板(PCB)等电路板中或焊接到(表面贴装)到所述电路板上从而形成芯片贴装的壳体。在电子产品中，术语芯片封装或芯片载体可以表示在组件或集成电路周围添加以使其在不损坏的情况下被处置且并入到电路中的材料。
因此，CAM模块可以包括：2D文件库，存储从PCB制造文件转换而来的文件，诸如Gerber(ODB++)和质心文件，可能包括SMT组件BOM(材料清单)文件。此外，2D库可以存储从其他文件格式转换的文件，作为上述文件的替代或补充。例如，这些可以是STEP文件和/或IDF文件。例如，要掩蔽的PCB的IDF文件生成两个文件，CAM可以使用这两个文件来生成基本上2D的层文件。它们是与板结构相关的*.enm文件和与耦接组件相关的*.emp文件。
如本文所所用，术语“库”是指表面互补介电掩模(RCM)、2D层文件的集合，这些文件源自与要回流、运输或进一步处理的PCB、HFCP或AME相关联的各种文件，含有打印每一层的介电图案所需的信息，所述信息可以由数据收集应用程序访问和使用，并由计算机可读介质执行。CAM还包括：与所述库通信的至少一个处理器；存储器装置或非暂时性存储装置，用于存储由至少一个处理器执行的操作指令集；一个或多个微机械喷墨打印头，充当分配器并且与至少一个处理器和库通信；以及打印头(或多个打印头)接口电路，与文件库、存储器和一个或多个微机械喷墨打印头通信，所述(2D)文件库被配置为提供专用于功能层(换句话说，形成最后制造的部分的层)的打印机操作参数。
此外，结合本文所描述的系统、方法和组合物使用的芯片或芯片封装可以是方形扁平封装(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型引线(SOJ)封装、塑料引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片规模封装(WLCSP)、模具阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、球栅阵列(BGA)、方形扁平无引线(QFN)封装、平面栅格阵列(LGA)封装、无源组件，或包括前述中的两个或更多个的组合。
在某些示例性具体实现中，本文所提供的系统还包括与CAM模块通信且受CAM模块控制的机器人臂，所述机器人臂被配置成将多个有源组件中的每一个放置在其可由系统制造的指定位置中。
例如，焊膏或焊球可布置成栅格阵列图案，其中导电元件或焊球具有一个或多个预选大小并且彼此间隔开以一个或多个预选距离或间距。因此，术语“精细球栅阵列”(FBGA)仅指特定的球栅阵列图案，所述特定的球栅阵列图案被认为是相对较小的导电元件或焊球彼此间隔开非常小的距离，从而导致间隔或间距的大小较小。如本文通常所使用的，术语“球栅阵列”(BGA)涵盖精细球栅阵列(FBGA)以及球栅阵列。因此并且在示例性具体实现中，表示使用本文所描述的方法打印的导电油墨的图案被配置成制造互连球(换句话说，焊料球)。例如图2中所图示，焊球可以定位在专用凹槽105j中。
如本文所使用，术语“互补”是指两个表面轮廓，例如图1A和图1J中所图示的表面轮廓，被确定大小和配置以使得由图1A表示的表面拓扑轮廓可基本上与面对单元(例如，图1J中所图示的一个单元)的互补表面拓扑轮廓嵌套。“互补”表面不必相同。“基本上”或“一般”不需要完美的特征配置或位置，但可能会因例如制造公差或因处理方法(例如焊球、焊膏或焊粉的使用)而异。
例如，在SMT组件(例如，方形扁平封装(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型引线(SOJ)封装)、塑料引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片规模封装(WLCSP)、模具阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、球栅阵列(BGA)、方形扁平无引线(QFN)封装、平面栅格阵列(LGA)封装或它们的组合)耦接到PCB、HFCP或AME的顶面的情况下，本文所提供的方法可以还包括制造与顶面互补的第一介电表面掩模；以及与基面互补的第二介电表面掩模。在示例性具体实现中，在回流处理期间，PCB夹在第一与第二表面互补介电掩模之间，从而在回流处理期间为PCB提供改进的基底。
替代地或补充地，在用于制造表面互补介电掩模的方法和组合物中使用的增材制造系统还可包括任何附加数量的附加功能打印头或源材料，其适于分配第二导电喷墨油墨，所述方法还包括：提供第二导电油墨组合物；使用第二导电油墨打印头形成对应于第二导电喷墨油墨的预定图案，所述图案是连接端子、与引线的接合、互连球或其组合的2D呈现。在这些示例性具体实现中，表面互补介电掩模(RCM)可以被制造为第二PCB、HFCP或AME，并且电耦接到其在原始PCB、HFCP或AME上的互补表面。
术语“形成”(及其变体“已形成”等)在示例性具体实现中是指使用本领域已知的任何合适的方式将流体或材料(例如，导电油墨)泵送、喷射、倾倒、释放、置换、点样、循环或以其他方式放置成与另一种材料(例如，衬底、树脂或另一层)接触。同样，术语“嵌入”是指芯片和/或芯片封装牢固地耦接在周围结构内，或者紧密地或牢固地封闭在材料或结构内。
固化由如本文所描述的合适分配器所沉积的介电层或图案可通过例如加热、光聚合、干燥、沉积等离子体、退火、促进氧化还原反应、紫外束照射或包括前述中的一种或多种的组合来实现。固化不需要用单一工艺进行，并且可同时或顺序地涉及若干工艺(例如，用附加的打印头来干燥和加热以及沉积交联剂)。
在示例性具体实现中，在本文所公开的用于减轻PCB回流处理期间翘曲的方法中，用于形成表面互补介电掩模(RCM)或模具的介电油墨组合物包括聚酯(PES)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVOH)、聚(乙酸乙烯酯)(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、多官能丙烯酸酯，或包括可进一步发生交联的前述各项的一种或多种的混合物、单体、低聚物和共聚物的组合。在本文的上下文中，交联是指使用交联剂通过共价键合(即，形成连接基团)，或通过单体如但不限于甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酸酯或丙烯酰胺的自由基聚合将部分结合在一起。在一些示例性具体实现中，连接基团生长到聚合物臂的末端。
因此，多官能丙烯酸酯为以下各项的单体、低聚物、聚合物和共聚物中的至少一种：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、羟基新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-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、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或包括前述中的一种或多种的多官能丙烯酸酯组合物。
在示例性具体实现中，术语“共聚物”是指衍生自两种或更多种单体的聚合物(包括三元共聚物、四元共聚物等)，并且术语“聚合物”是指具有来自一种或多种不同单体的重复单元的任何含碳化合物。
其他功能头可位于用于实施本文所描述的方法的系统中使用的喷墨油墨打印头之前、之间或之后。这些可以包括配置为发射预定波长(λ)的电磁辐射的电磁辐射源(EMR)并用于光聚合从而固化多官能丙烯酸酯，无论是单独使用还是在光引发剂存在下。例如，EMR源被配置为发射波长在190nm和约400nm之间的辐射，例如395nm，在示例性具体实现中，其可用于加速和/或调节和/或促进可光聚合介电油墨组合物。其他功能头可以是加热元件、具有各种油墨(例如，支撑物、预焊连接油墨、各种组件(例如，电容器、晶体管等)的标签打印)的额外打印头以及前述的组合。
可以在每个表面互补介电掩模(RCM)、制造步骤(例如，分配和固化)之前或之后采取其他类似的功能步骤(以及因此影响这些步骤的支持系统)。这些步骤可以包括(但不限于)：加热步骤(受加热元件或热空气影响)；(光致抗蚀剂掩膜支撑图案的)光漂白、光固化，或暴露于任何其他适当的光化辐射源(使用例如UV光源)；干燥(例如，使用真空区，或加热元件)；(反应性)等离子体沉积(例如，使用加压等离子枪和等离子束控制器)；通过使用例如[4-[(2-羟基十四烷基)-氧基]-苯基]-苯基碘鎓六氟锑酸盐等阳离子引发剂交联(不是通过多官能丙烯酸酯)；在涂布之前；退火，或者促进氧化还原反应和其组合，而不管这些工艺的利用顺序如何。在特定的示例性具体实现中，可在打印介电图案上使用激光(例如，选择性激光烧结/熔化、直接激光烧结/熔化)或电子束熔化。应当注意，如果导电部分被添加到表面互补介电掩模(RCM)中，那么即使在导电部分被打印在本文中所描述的表面互补介电掩模(RCM)100的基面(参见例如图2中的102)上的情况下也可以进行烧结。
配制导电油墨组合可以考虑由沉积工具(例如，在组合物的粘度和表面张力方面)施加的要求(如果有)和沉积表面特性(例如，亲水性或疏水性，和衬底或支撑材料(例如，玻璃)(如果有)的界面能)，或在其上沉积连续层的衬底层。例如，导电喷墨油墨和/或DI(在打印温度℃下测量的)的粘度可为例如不低于约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。导电油墨各自可被配置(例如，配制)成具有的动态表面张力(指的是喷墨墨滴在打印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，通过最大气泡压力张力测量法在50ms的表面寿命的和25℃下测得。动态表面张力可以被设想成向可剥离衬底、支撑材料、树脂层、或其组合提供在约100°与约165°之间的接触角度。
在示例性具体实现中，术语“卡盘”旨在表示用于支撑、保持或保留衬底或工件的机构。卡盘可包括一个或多个部件。在一个示例性具体实现中，卡盘可以包括台和插入物的组合、平台，其被夹套或以其他方式被配置成用于加热和/或冷却，并且具有另一类似的组件，或其任何组合。
在示例性具体实现中，随着打印头(或衬底)例如在两个(X-Y)(应当理解，打印头也可在Z轴上移动)维度上在可去除衬底或任何后续层之上以预定距离被操纵，允许表面互补介电掩模(RCM)的直接、连续或半连续喷墨打印的喷墨油墨组合物、系统和方法可通过本文所提供的来自孔口的液体喷墨油墨的排出液滴一次一个地形成图案。打印头的高度可随层数而改变，从而维持例如固定距离。每个液滴可被配置成根据命令通过例如压力脉冲、经由示例性具体实现中的可变形压电晶体从可操作地耦接到孔口的槽内以预定轨迹到达衬底。第一喷墨金属油墨的打印可以是累积的并且可以容纳更多的层。本文所描述的方法中所使用的所提供的喷墨打印头可提供等于或小于约0.3μm-10,000μm的最小层膜厚度。
在所描述的方法中所使用并且可在描述的系统中实施的各种打印头之间的传送器操纵可被配置成以在约5mm/sec与约1000mm/sec之间的速度移动。例如，卡盘的速度可取决于例如：所需的吞吐量、工艺中使用的打印头的数目、本文所描述的打印的一个或多个表面互补介电掩模(RCM)的层的数目和厚度、(介电)油墨的固化时间、油墨溶剂的蒸发速率等或包括上述中的一个或多个的因素的组合。
在示例性具体实现中，金属(或金属)油墨和/或第二树脂油墨的每个液滴的体积可在0.5皮升(pL)至300皮升(pL)的范围内，例如1pL至4pL，并且取决于驱动脉冲的强度和油墨的特性。将单个液滴排出的波形可为10V至约70V的脉冲，或约16V至约20V，并且可在约2kHz与约500kHz之间的频率下排出。
在某些示例性具体实现中，CAM模块还包括用于制造一个或多个表面互补介电掩模的计算机程序产品。在某些情况下，打印的表面互补介电掩模可包括分立的金属(导电)组件和树脂(绝缘和/或介电)组件，因此实际上自动形成拓扑电路板。
控制本文所描述的打印工艺的计算机可包括：体现计算机可读程序代码的计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码在由数字计算装置中的处理器执行时使三维喷墨打印单元执行以下步骤：预处理与意在经历回流工艺的PCB相关联的计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)生成的信息(例如，Gerber和质心文件)，由此形成多个2D文件(换句话说，每个文件表示用于打印表面互补介电掩模(RCM)的至少一个基本上2D层)的库；将DI树脂材料的液滴流从第一喷墨打印头引导到衬底的表面处；在衬底的X-Y平面中相对于喷墨头移动衬底，其中在衬底的X-Y平面中相对于喷墨油墨头移动衬底的步骤针对多个层(和/或每一层内的DI喷墨油墨的图案)中的每一层在表面互补介电掩模(RCM)的逐层制造中执行。
另外，计算机程序可包括用于执行本文描述的方法的步骤的程序代码构件，以及包括存储在可由计算机读取的介质上的程序代码装置的计算机程序产品。在本文所描述的方法中使用的一个或多个存储器装置可以是各种类型的非易失性存储器装置或存储装置(换句话说，在断电的情况下不会丢失其上的信息的存储装置)中的任何一种。术语“存储器装置”旨在涵盖安装介质，例如，CD-ROM、软盘或磁带装置或如磁性介质的非易失性存储器，例如，硬盘驱动器、光学存储装置或ROM、EPROM、FLASH等。存储器装置还可包括其他类型的存储器或其组合。此外，存储器介质可以位于在其中执行程序的第一计算机中，和/或可位于通过网络(例如，因特网)连接到第一计算机的第二不同的计算机中。在后一种情况下，第二计算机可进一步向第一计算机提供程序指令用于执行。术语“存储器装置”还可包括两个或更多个存储器装置，其可位于不同的位置，例如在通过网络连接的不同计算机中。因此，例如，位图库可以位于远离耦接到所提供的3D喷墨打印机的CAM模块的存储器装置上，并且可以被所提供的3D喷墨打印机访问(例如，通过广域网)。
除非另外特定陈述，否则如从以下论述中显而易见，应当理解在整个说明书的论述中，使用例如“处理”、“获得”、“重复”、“加载”、“通信”、“检测”、“计算”、“确定”、“分析”等术语指代计算机或计算系统，或类似电子计算装置的动作和/或过程，其将表示为物理的数据(诸如，晶体管架构)操纵和/或转换成类似地表示为物理结构(换句话说，树脂或金属/金属的)层的其他数据。
此外，如本文所使用，术语“2D文件库”是指给定的一组文件，所述在文件一起限定单个表面互补介电掩模，或多个表面互补介电掩模。此外，术语“2D文件库”还可用于指代一组2D文件或任何其他栅格图形文件格式(将图像表示为像素集合，通常以矩形网格的形式，例如BMP、PNG、TIFF、GIF)，所述格式能够编索引、搜索和重组以提供给定表面互补介电掩模的结构层，无论搜索是针对作为整体的表面互补介电掩模电路(RCM)还是表面互补介电掩模电路(RCM)内的给定特定层均是如此。
与待制造的本文所描述的表面互补介电掩模电路(RCM)相关联的计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)生成的信息(在方法、程序和库中使用)可基于CAD/CAM数据包，可为例如IGES、DXF、DWG、DMIS、NC文件、文件、/>STL、EPRT文件、ODB、ODB++、.asm、STL、IGES、STEP、Catia、SolidWorks、Autocad、ProE、3D Studio、Gerber、Rhino、Altium、Orcad、Eagle文件，或包括用于生成表面互补介电掩模电路(RCM)的前述中的一个或多个的包。另外，附加到图形对象(参见例如图1A到图1J)的属性传递制造所需的元信息，并且可以精确地限定表面互补介电掩模(RCM)。因此并且在示例性具体实现中，使用预处理算法将如本文描述的/>DWG、DXF、STL、EPRTASM等转换成用于制造表面互补介电掩模(RCM)的2D文件库。
通过参考附图可以获得对本文所公开的组件、工艺、组合件和装置的更完全理解。这些图式(在本文中也被称作“图”)仅为基于便利性和易于证明本公开的示意性表示(例如，图示)，并且因此，并不意欲指示装置或其组件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性具体实现的范围。尽管为了清楚起见，在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语旨在仅指代在附图中为了说明而选择的示例性具体实现的特定结构，而不旨在限定或限制本公开的范围。在下文中的附图和以下说明中，应当了解，相似的附图标号指代具有相似功能的组件。
转到图1A到图3B，图1A中图示示出了包括SMT组件的PCB的文件图像，所述SMT组件在回流工艺中要耦接到PCB。图1B是PCB 200的轮廓/形状文件的图像(参见例如图3A的201)。例如，板轮廓文件(可以是单独的或Gerber/ODB/ODB++文件的一部分)可用于验证板的尺寸，并且也可以包括任何切口或外部布线，这可能被添加到表面互补介电掩模(RCM)100。图1C示出了具有SMT组件的PCB板的图形图像(参见例如图3A中的204i)，或质心文件图像。这个文件描述了所有表面贴装(SMT)组件的位置和定向，包括参考标志、X和Y位置、旋转和板的侧面(参见例如图3A中的顶部203或底部202)。质心中仅列出了表面贴装部件。图1D表示焊膏的位置(参见例如图3A中的)。这可以来自焊膏模板文件(例如，Eagle文件，*.brd)，为焊膏提供位置，可以将其合并到表面互补介电掩模(RCM)的设计(和/或空腔104i)中)，(参见例如图2和图3B中的/>)。图1E图示了钻孔文件。例如，这可以是NC文件(例如Excellon)，可以与/>文件结合使用以限定通孔(PTH、Blind、Buried等)以及用于紧固件、NPTH和其他目的的钻孔的位置(参见例如图3A中的206p)，并且用于限定在表面互补介电掩模(RCM)(参见例如图2和图3B中的106p)的突起的位置，所述突起被配置成接合在PCB的互补表面上限定的钻孔。
相反，在制造表面互补介电掩模(RCM)，如图1F所图示的轮廓时，可以使用轮廓文件制造(参见例如图2和图3B中的101)，并打印到基面之间的所需的高度(参见例如图2和图3B中的102)。另外，如图1G所图示，从创建有空腔、空隙或凹槽(参见例如图2和图3B中的104i)的质心文件构件的SMT组件部分，形成在顶面(参见例如图2和图3B中的103)中，加上所需的公差。图1H图示了具有焊盘和焊接掩模文件的组件(模版)，并且可以从轮廓文件结合例如Eagle文件，例如，创建有空腔(参见例如图2和图3B中的)来构造，基于组件文件和(顶/底)焊接掩模位置文件，打印到所需的高度(深度)(参见例如图2和图3B中的105i)，以确保表面互补介电掩模(RCM)在组装期间不会接触所分配的焊膏，以及在回流处理前蹭花焊膏。最后，图1I图示了从钻孔文件创建(例如，数字控制(NC)钻孔文件(*.brd)，Excellon)的突起的制造(参见例如图2和图3B中的106)。图1J图示了转换所公开的各种文件中的数据以生成用于打印表面互补介电掩模(RCM)的实质2D文件的最终结果(参见例如图2和图3B中的100)。
现在转到图4，图示了典型回流工艺。如图所示并且在示例性具体实现中，基本的回流焊工艺包括：在印刷电路板(PCB)、HFCP或AME上的所需的焊盘上涂敷301焊膏；将SMT组件放置302在浆料中；向组件施加热量303，使焊膏中的焊料熔化(回流)、润湿PCB(或HFCP、AME)和部件端接(冷却304)，从而产生所需的焊角连接。在示例性具体实现中，表面互补介电掩模(RCM)在放置SMT部件之后和施加热量之前耦接305到对应的互补表面，并在冷却阶段之后去除306。值得注意的是，将表面互补介电掩模(RCM)耦接到对应的互补表面，可有效地封装SMT组件并减轻翘曲，以及防止某些SMT组件的立碑等缺陷。在示例性具体实现中，在将RCM 305耦接到PCB、HFCP或AME的至少一个表面的步骤之后，提供315外壳，所述外壳可操作以容纳至少一个RCM及其耦接到的PCB、HFCP或AME，对封装的组件施加热量303，这会导致焊膏中的焊料熔化(回流)，润湿PCB、HFCP或AME和部件端接的表面(冷却304)，从而产生所需的焊角连接和固化，之后去除316外壳，并且同样分离和去除306RCM。
立碑效应(也称为曼哈顿效应、吊桥效应或巨石阵效应)，其中芯片组件的一端与PCB分离，而另一端仍与电路板保持粘合，从而一端上升，并且芯片组件假定或多或少的垂直定向被认为是小型无引线组件(例如，电阻器和电容器)的表面贴装电子组装中的常见焊接缺陷。因此，本文所公开的系统和方法用作减轻PCB、HFCP或AME中的组件的立碑效应的方法。
本文所使用的术语“包括”以及其衍生词旨在作为开放式术语，其指定所陈述的特征、要素、组件、组、整数和/或步骤的存在，但不排除其他未陈述的特征、要素、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“包括”、“具有”以及其衍生词。
本文所公开的所有范围都包括端点，并且端点可以彼此独立组合。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。除非本文另有指示或明显与上下文相矛盾，否则本文的术语“一个(a)”、“一种(an)”和“所述”并不表示数量的限制，并且应被解释为既涵盖单数也涵盖复数。如本文所使用的后缀“(s)”旨在既包括其所修饰术语的单数也包括复数，因此包括所述术语中的一个或多个(例如，打印头包括一个或多个打印头)。在整个说明书中对“一个示例性实施方式”、“另一示例性实施方式”、“示例性实施方式”等的引用意味着结合所述示例性实施方式描述的特定元件(例如，特征、结构和/或特性)被包括在本文所描述的至少一个示例性实施方式中，并且可以存在或可以不存在于其他示例性具体实现中。此外，应当理解，所描述的元件可以以任何合适的方式组合在各种示例性具体实现中。此外，术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何顺序、量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分。
同样，术语“约”意味着量、大小、配方、参数和其他量和特性不是并且不必是精确的，而是根据需要可以是近似的和/或更大或更小，从而反映公差、转换因子、舍入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。通常，数量、大小、配方、参数或其他量或特性是“约”或“近似的”，无论是否明确如此陈述。
因此，在示例性具体实现中，本文提供了一种减轻回流处理期间组装的印刷电路板(PCB)、高频连接PCB(HFCP)或增材制造电子产品(AME)的翘曲的计算机化方法，所述方法包括：获得与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件，组装的PCB、HFCP或AME各自具有顶面和基面中的至少一个；使用所述多个文件，将表面互补介电掩模(SCDM)或回流压缩掩模(RCM)制造到顶面和基面中的至少一个上；以及在开始回流处理之前，将SCDM或RCM耦接到其在PCB、HFCP或AME上的互补表面，从而减轻回流处理期间的翘曲，其中，(i)与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件包括：被配置为限定组装的PCB、HFCP或AME的轮廓的文件；以及被配置为限定至少一个表面贴装集成电路(SMT)的尺寸和空间布置的文件，所述表面贴装集成电路(SMT)组装在要经历回流工艺的PCB、HFCP或AME的顶面和基面中的至少一个上；(ii)其中与组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件还包括以下中的至少一个：被配置为定义焊膏分配的空间参数的文件；以及对齐文件，(iii)对齐文件包括非电镀钻孔的空间布置，其中(iv)SCDM或RCM，当耦接到组装的PCB、HFCP或AME的顶面和基面中的至少一个时，可操作以基本上封装至少一个SMT，其中(v)制造SCDM或RCM的步骤包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：第一打印头，可操作以分配第一介电油墨组合物；传送器，可操作地连接到第一打印头，可操作地将衬底传送到第一打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括中央处理模块(CPM)，至少与传送器和第一打印头通信，CPM还包括与非暂时性处理器可读存储介质通信的至少一个处理器，所述非暂时性处理器可读存储介质上面存储了一组可执行指令，当由至少一个处理器执行时，使CPM通过执行包括以下步骤的步骤来控制喷墨打印系统：接收与要制造SCDM或RCM的组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件；使用与组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印SCDM或RCM的基本上2D层；以及至少代表打印顺序的元文件；提供第一介电油墨组合物；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印SCDM或RCM的第一层的第一文件，其中第一文件包括对应于SCDM或RCM的图案的打印指令；使用第一打印头，形成对应于第一介电油墨的图案；固化第一层中对应于第一介电油墨表示的图案；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印SCDM或RCM的后续层的后续文件，所述后续文件包括用于对应于后续层中的第一介电油墨的图案的打印指令；重复以下步骤：使用第一打印头，在后续层中形成对应于第一介电油墨的图案，到使用CAM模块的步骤，从2D文件库中获得后续的基本上2D层，然后固化打印顺序的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案，SCDM或RCM包括多个空腔，所述空腔被配置为互补PCB、HFCP或AME的顶面和基面中的至少一个，基本上封装上面的任何表面贴装组件；以及去除衬底，其中(vi)所述组可执行指令进一步被配置为，当被执行时使CAM模块：使用焊膏分配的空间参数，调整在库中生成文件以生成图案，所述图案被配置为，在打印顺序中的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案固化后，形成可操作以容纳焊膏的空隙；以及使用对齐文件，调整生成的图案库以生成图案，所述图案被配置为在打印顺序的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案固化后，形成被大小确定和配置为接合非电镀钻孔的突起，其中(vii)在打印顺序的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案固化后，形成大小适于容纳要进行回流处理PCB、HFCP或AME的顶面和基面中的至少一个的轮廓的框架，其中(viii)第一介电油墨组合物包括聚酯(PES)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVOH)、聚(乙酸乙烯酯)(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、多官能丙烯酸酯，或包括上述一种或多种的混合物、单体、低聚物和共聚物的组合，(ix)多官能丙烯酸酯为以下各项的单体、低聚物、聚合物和共聚物中的至少一种：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的单体、低聚物、聚合物和共聚物中的一种，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-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、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或包括前述中的一项或多项的多官能丙烯酸酯组合物，其中(x)至少一个SMT是使用回流焊接工艺来贴装，(xi)至少一个SMT是以下各项中的至少一项的芯片封装：方形扁平封装(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型引线(SOJ)封装、塑料引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片规模封装(WLCSP)、模具阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、方形扁平无引线(QFN)封装、平面栅格阵列(LGA)封装，其中(xii)PCB、HFCP或AME各自包括耦接到PCB、HFCP或AME的顶面和基面的多个SMT，所述方法还包括制造两个介电表面掩模：第一表面介电掩模，与顶面互补；第二表面介电掩模，与基面互补，(xiii)还包括将组装的PCB、HFCP或AME夹在第一和第二互补介电表面掩模之间，其中(xiv)互补表面掩模还包括导电迹线和SMT并且可操作为另一PCB、HFCP或AME，还包括(xv)将互补表面掩模电耦接到其互补表面，并且其中所述方法还包括(xvi)：在将SCDM或RCM耦接到它在PCB、HFCP或AME上的互补表面的步骤之后，提供可操作以容纳耦接到PCB、HFCP或AME的SCDM或RCM的外壳；以及开始回流处理。
在另一示例性具体实现中，本文提供了一种用于使用喷墨打印机来制造用于组装的印刷电路板(PCB)、高频连接PCB(HFCP)或增材制造电子产品(AME)的互补介电表面掩模的计算机化方法，PCB、HFCP或AME各自具有可操作地耦接到顶面层和基面层中的至少一个的至少一个表面贴装组件(SMT)，所述方法包括：提供喷墨打印系统，所述系统包括：第一打印头，可操作以分配第一介电油墨组合物；传送器，可操作地联接到第一打印头，被配置为将衬底传送到第一打印头；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，包括中央处理模块(CPM)，至少与传送带和第一打印头通信，CPM还包括与非暂时性处理器可读存储介质通信的至少一个处理器，所述与非暂时性处理器可读存储介质上面存储了一组可执行指令，当由至少一个处理器执行时，使CPM通过执行包括以下步骤的步骤来控制喷墨打印系统：接收与要制造SCDM或RCM的组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件；使用与组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印SCDM或RCM的基本上二维(2D)层和表示至少打印顺序的元文件；提供第一介电油墨组合物；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印SCDM或RCM的第一层的第一文件，其中第一文件包括对应于SCDM或RCM的图案的打印指令；使用第一打印头，在衬底上形成对应于第一介电油墨的图案；固化第一层中对应于第一介电油墨表示的图案；使用CAM模块，从库中获得表示用于打印SCDM或RCM的后续层的后续文件，所述后续文件包括用于对应于后续层中的第一介电油墨的图案的打印指令；重复以下步骤：使用第一打印头，形成对应于第一介电油墨的图案，到使用CAM模块的步骤，从2D文件库中获得后续的基本上2D的层，然后固化打印顺序中的最后一层中对应于第一介电油墨组合物的图案，SCDM或RCM包括多个空腔，被配置为互补PCB、HFCP或AME的表面，基本上封装上面的表面贴装组件；以及去除衬底，其中(xvi)表面互补介电掩模(RCM)还包括导电迹线和至少一个SMT并且可操作为第二PCB、HFCP或AME，并且其中方法还包括(xvi)将第二PCB、HFCP或AME可操作地耦接到其互补表面的步骤。
尽管已经根据一些示例性具体实现描述了基于各种文件的使用喷墨打印的表面互补介电掩模的3D打印的前述公开，但是根据本文的公开，其他示例性实施方式对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，仅通过举例呈现了所描述的示例性具体实现，并且所述具体实现并不旨在限制本发明的范围。事实上，本文所描述的新颖的方法、程序、库和系统可以在不脱离其精神的情况下以各种其他形式实施。因此，考虑到本文的公开内容，其他组合、省略、替换以及修改对技术人员来说将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种减轻回流处理期间组装的印刷电路板PCB、高频连接印刷电路板HFCP或增材制造电子产品AME的翘曲的计算机化方法，所述方法包括：
a.获得与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的多个文件，所述组装的PCB、HFCP或AME各自具有顶面和基面中的至少一个；
b.使用所述多个文件，将表面互补介电掩模SCDM或回流压缩掩模RCM制造到所述顶面和所述基面中的至少一个；
c.将焊膏施加到所述顶面和所述基面中的所述至少一个上的所需的位置；
d.将至少一个表面贴装集成电路SMT放置在所述焊膏中；
e.在开始所述回流处理之前，将所述SCDM或RCM耦接到其在所述PCB、HFCP或AME上的互补表面，其中所述SCDM或RCM被配置为在组装期间不接触所施加的焊膏且在回流处理之前不蹭花所述焊膏；
f.将热量施加到耦接到所述PCB、HFCP或AME的所述SCDM或RCM，所述热量被配置为回流所述焊膏；
g.冷却耦接到所述PCB、HFCP或AME的所述SCDM或RCM，从而凝固所述焊膏且贴装所述SMT；以及
h.去除所述SCDM或RCM，从而减轻所述回流处理期间的翘曲。
2.根据权利要求1所述的方法，其中与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的所述多个文件包括：
a.被配置为限定所述组装的PCB、HFCP或AME的轮廓的文件；以及
b.被配置为限定所述至少一个表面贴装集成电路SMT的尺寸和空间布置的文件，所述至少一个SMT组装在要进行回流工艺的所述PCB、HFCP或AME的所述顶面和所述基面中的所述至少一个上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的所述多个文件还包括以下各项中的至少一项：
a.被配置为定义焊膏分配的空间参数的文件；以及
b.对齐文件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述对齐文件包括非电镀钻孔的空间布置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述SCDM或RCM在耦接到所述组装的PCB、HFCP或AME的所述顶面和所述基面中的至少一个时，可操作以基本上封装所述至少一个SMT。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述SCDM或RCM的制造步骤包括：
a.提供喷墨打印系统，所述喷墨打印系统包括：
i.第一打印头，所述第一打印头可操作以分配第一介电油墨组合物；
ii.传送器，所述传送器可操作地联接到所述第一打印头，可操作以将衬底传送到所述第一打印头；以及
iii.计算机辅助制造“CAM”模块，所述计算机辅助制造“CAM”模块包括至少与所述传送器和所述第一打印头通信的中央处理模块CPM，所述CPM还包括与上面存储一组可执行指令的非暂时性处理器可读存储介质通信的至少一个处理器，当由所述至少一个处理器执行时，所述一组可执行指令通过执行包括以下步骤的步骤使所述CPM控制所述喷墨打印系统：
接收与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，所述SCDM或RCM将为所述组装的PCB、HFCP或AME制造；
使用与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的所述至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印所述SCDM或RCM的第一基本上二维2D层；以及
至少表示打印顺序的元文件；
b.提供所述第一介电油墨组合物；
c.使用所述CAM模块，从所述库中获得代表用于打印所述SCDM或RCM的所述第一基本上2D层的第一文件，其中所述第一文件包括对应于所述SCDM或RCM的图案的打印指令；
d.使用所述第一打印头形成对应于所述第一介电油墨的所述图案；
e.固化所述第一基本上2D层中对应于所述第一介电油墨表示的所述图案；
f.使用所述CAM模块，从所述库中获得表示用于打印所述SCDM或RCM的后续层的后续文件，该后续文件包括用于对应于所述后续层中的所述第一介电油墨的图案的打印指令；
g.重复以下步骤：使用所述第一打印头，在所述后续层中形成对应于所述第一介电油墨的所述图案，到使用所述CAM模块的所述步骤，从所述文件库中获得所述后续层，然后固化所述打印顺序的最后一层中对应于所述第一介电油墨组合物的所述图案，所述SCDM或RCM包括多个空腔，所述多个空腔被配置为互补所述PCB、HFCP或AME的所述顶面和所述基面中的至少一个，基本上封装上面的任何表面贴装组件；以及
h.去除所述衬底。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述组可执行指令还被配置为在被执行时使所述CAM模块：
a.使用焊膏分配的所述空间参数，调整所述库中的所述多个文件以生成图案，所述图案被配置为在所述打印顺序的所述最后一层中对应于所述第一介电油墨组合物的所述图案固化后，形成可操作以容纳所述焊膏的空隙；以及
b.使用所述对齐文件，调整所述生成的图案库以生成图案，所述图案被配置为在所述打印顺序的所述最后一层中对应于所述第一介电油墨组合物的所述图案固化后，形成被大小确定和配置为接合所述非电镀钻孔的突起。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述打印顺序的所述最后一层中对应于所述第一介电油墨组合物的所述图案固化后，形成被确定大小以容纳要经历回流处理的所述PCB、HFCP或AME的所述顶面和所述基面中的至少一个的轮廓。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一介电油墨组合物包括聚酯(PES)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVOH)、聚(乙酸乙烯酯)(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、多官能丙烯酸酯，或包括上述一种或多种的混合物、单体、低聚物和共聚物的组合。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多官能丙烯酸酯为以下各项的单体、低聚物、聚合物和共聚物中的至少一种：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、羟基新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-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、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或包括前述中的一种或多种的多官能丙烯酸酯组合物。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个SMT是使用回流焊接工艺来贴装的。
12.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个SMT是芯片封装，所述芯片封装是以下各项中的至少一项：方形扁平封装(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型引线(SOJ)封装、塑料引线芯片载体(PLCC)封装、晶片级芯片大小封装(WLCSP)、模具阵列工艺球栅阵列(MAPBGA)封装、方形扁平无引线(QFN)封装以及焊盘栅格阵列(LGA)封装。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述PCB、HFCP或AME各自包括多个SMT，所述多个SMT耦接到所述PCB、HFCP或AME的所述顶面和所述基面，所述方法还包括制造两个介电表面掩模：
a.第一表面介电掩模，所述第一表面介电掩模与所述顶面互补；以及
b.第二表面介电掩模，所述第二表面介电掩模与所述基面互补。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将所述组装的PCB、HFCP或AME夹在所述第一表面介电掩模与所述第二表面介电掩模之间。
15.根据权利要求7或13所述的方法，其中所述互补表面掩模还包括导电迹线和SMT并且可操作为另一PCB、HFCP或AME。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述互补表面掩模电耦接到其互补表面。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
a.在将所述SCDM或RCM耦接到其在所述PCB、HFCP或AME上的互补表面的步骤之后，提供可操作以容纳耦接到所述PCB、HFCP或AME的所述SCDM或RCM的外壳；以及
b.开始回流处理。
18.一种用于使用喷墨打印机来制造用于组装印刷电路板PCB、高频连接印刷电路板HFCP或增材制造电子产品AME的表面互补介电掩模SCDM或回流压缩掩模RCM的计算机化方法，PCB、HFCP或AME各自具有可操作地耦接到顶面层和基面层中的至少一个的至少一个表面贴装元件SMT，所述方法包括以下步骤：
a.提供喷墨打印系统，所述喷墨打印系统包括：
i.第一打印头，所述第一打印头可操作以分配第一介电油墨组合物；
ii.传送器，所述传送器可操作地联接到所述第一打印头，被配置为将衬底传送到所述第一打印头；以及
iii.计算机辅助制造“CAM”模块，所述计算机辅助制造“CAM”模块包括至少与所述传送器和所述第一打印头通信的中央处理模块CPM，所述CPM还包括与上面存储一组可执行指令的非暂时性处理器可读存储介质通信的至少一个处理器，当由所述至少一个处理器执行时，所述一组可执行指令通过执行包括以下步骤的步骤使所述CPM控制所述喷墨打印系统：
接收与所述组装的PCB、HFCP或AME相关联的至少一个文件，所述SCDM或RCM将为所述组装的PCB、HFCP或AME制造；
使用与组装的PCB、HFCP或AME相关联的所述至少一个文件，生成包括多个文件的文件库，每个文件表示用于打印所述SCDM或RCM的第一基本上二维2D层，并且元文件至少表示打印顺序；
b.提供所述第一介电油墨组合物；
c.使用所述CAM模块，从所述库中获得代表用于打印所述SCDM或RCM的所述第一基本上2D层的第一文件，其中所述第一文件包括对应于所述SCDM或RCM的图案的打印指令；
d.使用所述第一打印头，在所述衬底上形成对应于所述第一介电油墨的所述图案；
e.固化所述第一基本上2D层中对应于所述第一介电油墨表示的所述图案；
f.使用所述CAM模块，从所述库中获得表示用于打印所述SCDM或RCM的后续层的后续文件，该后续文件包括用于对应于所述后续层中的所述第一介电油墨的图案的打印指令；
g.重复以下步骤：使用所述第一打印头，形成对应于所述第一介电油墨对应的所述图案，到使用所述CAM模块的步骤，从所述文件库中获得所述后续层，然后固化在所述打印顺序的最后一层中对应于所述第一介电油墨组合物的所述图案，所述SCDM或RCM包括多个空腔，所述多个空腔被配置为互补所述PCB、HFCP或AME的所述表面，基本上封装上面的所述表面贴装元件；以及
h.去除所述衬底，其中所述SCDM或RCM被配置为在组装期间不接触施加的焊膏且不蹭花施加到所述顶面和所述基面中的所述至少一个上的所需的位置的焊膏。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述SCDM或RCM还包括导电迹线和在其上耦接到外表面的至少一个SMT，并且可操作为第二PCB、HFCP或AME。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述第二PCB、HFCP或AME可操作地耦接到其互补表面的步骤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224936B1 (en) * 1998-10-07 2001-05-01 Micron Technology, Inc. Method for reducing warpage during application and curing of encapsulant materials on a printed circuit board
CN102906866A (zh) * 2010-05-20 2013-01-30 高通股份有限公司 用于通过使用背侧模制配置(bsmc)来改进封装翘曲和连接可靠性的工艺
CN108943699A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 福特汽车公司 控制3d打印中的翘曲的方法
CN109600931A (zh) * 2017-10-02 2019-04-09 瞻博网络公司 用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置、系统和方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456402A (en) * 1994-04-04 1995-10-10 Transition Automation, Inc. Flexible fixture for SMT board
JP4113914B2 (ja) 2001-12-10 2008-07-09 株式会社プロセス・ラボ・ミクロン プリント配線板受け台
JP2005026518A (ja) 2003-07-03 2005-01-27 Toshiba Corp 半導体装置、電子回路装置および半導体装置の実装方法
WO2006076606A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Optimized multi-layer printing of electronics and displays
JP2006278803A (ja) 2005-03-30 2006-10-12 Nec Corp 基板反り解析方法およびそのシステム、基板の反り解析プログラム。
WO2008102266A2 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Infermata Systems Ltd. Method and apparatus for rapid fabrication of functional printed circuit board
TWI354407B (en) * 2007-10-26 2011-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical card connector
US20140055969A1 (en) 2012-08-21 2014-02-27 Apple Inc. Board assemblies with minimized warpage and systems and methods for making the same
US9247636B2 (en) * 2013-03-12 2016-01-26 International Business Machines Corporation Area array device connection structures with complimentary warp characteristics
TWI484879B (zh) 2013-11-07 2015-05-11 Nan Ya Printed Circuit Board 調整基板曲度的方法與製具
US10548231B2 (en) * 2013-11-29 2020-01-28 Botfactory Inc. Apparatus for depositing conductive and nonconductive material to form a printed circuit
US20150197062A1 (en) * 2014-01-12 2015-07-16 Zohar SHINAR Method, device, and system of three-dimensional printing
WO2015118552A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Stratasys Ltd. Composition and method for additive manufacturing of an object
WO2017165525A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 BOT Home Automation, Inc. Jumpers for pcb design and assembly
US9971338B1 (en) * 2017-03-21 2018-05-15 Tempo Automation, Inc. Printed circuit board design and manufacturing
US20190206753A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Intel Corporation Bicontinuous porous ceramic composite for semiconductor package applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224936B1 (en) * 1998-10-07 2001-05-01 Micron Technology, Inc. Method for reducing warpage during application and curing of encapsulant materials on a printed circuit board
CN102906866A (zh) * 2010-05-20 2013-01-30 高通股份有限公司 用于通过使用背侧模制配置(bsmc)来改进封装翘曲和连接可靠性的工艺
CN108943699A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 福特汽车公司 控制3d打印中的翘曲的方法
CN109600931A (zh) * 2017-10-02 2019-04-09 瞻博网络公司 用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置、系统和方法

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