DE69423357T2

DE69423357T2 - Arrangement for surface mounting devices with conductive adhesive connections

Info

Publication number: DE69423357T2
Application number: DE1994623357
Authority: DE
Inventors: Donald William Dahringer; Alan Michael Lyons
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2014-11-03
Also published as: DE69423357D1

Description

Field of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur oberflächenbefestigten Montage von Einrichtungen, welche AdCon-Verbindungen verwenden.The invention relates to a method for surface-mounted assembly of devices using AdCon connections.

Background of the invention

Elektrisch leitfähige Klebstoffe werden in der Elektronikindustrie weithin verwendet. Wichtige Anwendungen umfassen das als Dye-Attach bezeichnete Verfahren und die Montage von gedruckten Leiterplatten (PWBs). Ein Beispiel einer Einrichtung 2 mit einer vierfachen Anordnung von Leitungen 3, welche auf einer PWB oberflächenbefestigt sind, zu einer entsprechenden Vielzahl von Leiterflächen 5, welche wiederum mit Leitern 6 an der PWB verbunden sind, welche einen Teil einer größeren Baugruppe 1 bildet, ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Mit zunehmender Verringerung der Einrichtungsabmessungen wird sich die Anzahl von Leitungen in Einrichtungen, welche mit PWBs verbunden sind erhöhen, und der Abstand zwischen den Mitten benachbarter Leitungen oder Flächen (auch als Zwischenraum oder "Pitch" bekannt) erhöht sich weiter, und es wird schwerer, isotrop leitfähige Klebstoffe genau aufzubringen, ohne benachbarte Leitungen kurzzuschließen. Ein alternativer Lösungsvorschlag ist, anisotrop leitfähige Klebstoffe zu verwenden, die nur senkrecht zur Leiterplatte (z-Richtung) leitfähig sind.Electrically conductive adhesives are widely used in the electronics industry. Important applications include the process known as dye-attach and the assembly of printed circuit boards (PWBs). An example of a device 2 having a quadruple array of leads 3 surface-mounted on a PWB to a corresponding plurality of conductor pads 5, which in turn are connected to conductors 6 on the PWB forming part of a larger assembly 1, is shown schematically in Fig. 1. As device dimensions continue to decrease, the number of leads in devices connected to PWBs will increase and the distance between the centers of adjacent leads or pads (also known as the gap or "pitch") will continue to increase and it will become more difficult to accurately apply isotropically conductive adhesives without shorting adjacent leads. An alternative solution is to use anisotropically conductive adhesives that are only conductive perpendicular to the circuit board (z-direction).

Anisotrop leitfähige Klebstoffe, nachfolgend als AdCons (für Adhesive Connectors, klebende Verbinder) bezeichnet, bezeichnen eine Klasse elektrisch leitfähiger klebender Materialien, die im Überbrückungskonzept (Bridging) formuliert sind. Die Materialien werden durch Dispergieren elektrisch leitfähiger Teilchen in einer isolierenden Polymermatrix hergestellt, welche eine klebende Verbindung bildet. Typischerweise wird die klebende Verbindung durch Schablonendruck mit einer Druckschablone oder durch Laminieren einer Schicht leitfähigen Klebstoffs auf die Oberfläche einer PWB aufgebracht. Eine schematische Darstellung eines Abschnittes der PWB 4 mit den Leiterflächen 5, einem Bereich des AdCon 7 an der PWB und einer Einrichtung 2 mit Leitungen 3, welche mit den Leiterflächen verbunden sind, ist in Fig. 2 dargestellt. Nachdem die Einrichtung auf die PWB aufgebracht ist und eine Befestigungskraft den AdCon zwischen den Leiterflächen am PWB-Träger und den Leitungen an der Einrichtung ersetzt, verbleibt eine Schicht von AdCon mit einer Dicke eines einzelnen Teilchens zwischen jeder Leitung und der Leiterfläche, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt. Einzelne Teilchen überbrücken die Lücke zwischen der Einrichtung und der PWB und bilden eine elektrische Verbindung. In ähnlicher Weise können Halbleiterchips mit leitfähigen Flächen an der PWB oberflächenbefestigt sein.Anisotropically conductive adhesives, hereinafter referred to as AdCons (for Adhesive Connectors), refer to a class of electrically conductive adhesive materials that are used in the bridging concept. The materials are prepared by dispersing electrically conductive particles in an insulating polymer matrix which forms an adhesive bond. Typically, the adhesive bond is applied to the surface of a PWB by stencil printing with a stencil or by laminating a layer of conductive adhesive. A schematic representation of a section of the PWB 4 having the conductor pads 5, a region of the AdCon 7 on the PWB, and a device 2 having leads 3 connected to the conductor pads is shown in Fig. 2. After the device is applied to the PWB and a fastening force replaces the AdCon between the conductor pads on the PWB carrier and the leads on the device, a layer of AdCon having a thickness of a single particle remains between each lead and the conductor pad, as shown schematically in Fig. 3. Individual particles bridge the gap between the device and the PWB, forming an electrical connection. Similarly, semiconductor chips with conductive surfaces can be surface-mounted to the PWB.

In der Vergangenheit war die Bildung von AdCon- Verbindungen typischerweise mit Serienvorgängen verbunden, bei denen jedes zu montierende Gehäuse angeordnet und unter Druck gesetzt und einzeln in einem Aushärtungsofen ausgehärtet wurde. Beispiele dieses Verfahrens sind im US Patent 4,667,401, veröffentlicht am 26. Mai 1987 und dem US Patent 4,868,627, veröffentlicht am 19. September 1989 aufgeführt, beide von James R. Clemens et al., oder in einem Aufsatz von Brian Sun "The Paste Connector' - Vertically Conductive Adhesive", Connection Technology, August 1988, Seiten 31 bis 32. Diese Verfahrensart führt jedoch zu einer ungeeigneten Steuerung des angewendeten Drucks, welcher unzureichend mit der Bildung nichtleitfähiger Verbindungen bis zu übermäßigem Druck, welcher zur Beschädigung der Leitungen und Verbindungen führt, variieren kann. Diese Vorgänge waren sowohl für oberflächenbefestigte zu montierende Elemente mit hohem Eingabe-Ausgabepegel (I/O) als auch für sehr kleine Chips schwer auszuführen, nicht nur wegen deren geringem Durchsatz, sondern auch weil die Montagevorgänge Koplanarität der PWB, des Gehäuses und einer Montageausführung erfordern. Nicht-Planarität des Systems kann zu Problemen bei der Leistung und der Zuverlässigkeit führen. Darüber hinaus müssen bei sehr kleinen Halbleiterchips hohe Kräfte je kleinem Bereich angewendet werden, unter Ausschließen der Gefahr, die Chips zu beschädigen. Ferner beschreibt WO-A-93 05634 einen Vorgang zur Oberflächenmontage einer Einrichtung unter Verwendung von AdCon-Verbindungen gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1. NL-A-8 801 448 offenbart ein Verfahren zur Oberflächenmontage von gedruckten Karten. Daher besteht ein Bedarf nach einer geeigneten Art, die vorstehend erwähnten Probleme zu bewältigen, einschließlich des Bedarfes nach einem Vorgang zum gleichmäßigen Anwenden eines Drucks entlang einer Einrichtung oder Einrichtungen verschiedener Größen und Höhen, sowie nach einer Vorrichtung zum Durchführen des Vorgangs.In the past, the formation of AdCon connections typically involved serial operations in which each housing to be assembled was placed and pressurized and individually cured in a curing oven. Examples of this process are given in US Patent 4,667,401, issued May 26, 1987 and US Patent 4,868,627, issued September 19, 1989, both by James R. Clemens et al., or in a paper by Brian Sun, "The Paste Connector' - Vertically Conductive Adhesive", Connection Technology, August 1988, pages 31-32. However, this type of process results in inappropriate control of the applied pressure, which is inadequately associated with the formation of non-conductive connections. to excessive pressure resulting in damage to leads and connections. These operations have been difficult to perform for both high input-output (I/O) surface mount elements and very small chips, not only because of their low throughput, but also because the assembly operations require coplanarity of the PWB, package and assembly design. Non-planarity of the system can lead to performance and reliability problems. Furthermore, for very small semiconductor chips, high forces must be applied per small area while excluding the risk of damaging the chips. Furthermore, WO-A-93 05634 describes a process for surface mounting a device using AdCon connections according to the characterising part of claim 1. NL-A-8 801 448 discloses a method for surface mounting printed boards. Therefore, there is a need for a suitable way to overcome the problems mentioned above, including the need for a process for uniformly applying pressure along a device or devices of different sizes and heights, and for an apparatus for performing the process.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert vorgesehen.According to the present invention there is provided a method as defined in claim 1.

Die Erfindung zeigt ein Verfahren der Stapelmontage von Einrichtungen mit verschiedenen Leitern oder Flächen, vergossen oder nicht vergossen, auf einen Verbindungsträger, wie einer gedruckten Schaltungsplatte (PWB), welches wesentliche Verbesserungen sowohl bei der Herstellung als auch der Zuverlässigkeit zeigt. Eine Druckform-Baugruppe ermöglicht eine Anwendung von gleichförmig verteilten Drücken auf eine Vielzahl von mit Leitungen versehenen Gehäusen und Halbleiterchips mit Flächen während des Aushärtens leitfähiger Klebstoffe (AdCons), und führt zur Verringerung der Veränderungen anfänglicher Verbindungswiderstands und dadurch zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von AdCon- Verbindungen. Die Drücke werden durch äußere Anwendung einer Flüssigkeit unter Druck auf eine elastische, elastisch dehnbare Schicht, welche den Umriß der Einrichtungen gleichförmig umhüllt auf die Einrichtungen und auf benachbarte Bereiche der PWB angewendet. Die Anwendung von Vakuumsaugen innerhalb der Kammer, welche durch die Druckform und die Schicht gebildet.wird, vor der äußeren Anwendung des Fluiddrucks auf die Schicht verbessert ferner die Zuverlässigkeit der Oberflächenmontage der zu montierenden Elemente an der Verbindungsplatte. Die äußere Anwendung von Druck erhöht die thermische Leitfähigkeit, welche zum Aushärten des AdCon benötigt wird, vergrößert den Bereich der Verarbeitungsparameter, welche für dieses Verfahren verwendet werden, und verringert die Montagezeiten. Ein Montageerfolg, welcher sich 100% nähert, wurde bei einer Vielzahl oberflächenbefestigter Elemente beobachtet und deutet darauf hin, dass das System hochzuverlässig ist.The invention provides a method of stack mounting devices having different conductors or surfaces, encapsulated or unencapsulated, onto an interconnect substrate such as a printed circuit board (PWB) which provides significant improvements in both fabrication and reliability. A pressure mold assembly enables application of uniformly distributed pressures to a plurality of leaded packages and Semiconductor chips with surfaces during curing of conductive adhesives (AdCons), and results in reducing changes in initial connection resistance and thereby increasing the reliability of AdCon connections. The pressures are applied to the devices and to adjacent areas of the PWB by externally applying a fluid under pressure to an elastic, elastically stretchable layer which uniformly envelops the outline of the devices. The application of vacuum suction within the chamber formed by the pressure mold and the layer prior to externally applying fluid pressure to the layer further improves the reliability of surface mounting of the elements to be mounted to the interconnect board. The external application of pressure increases the thermal conductivity required to cure the AdCon, increases the range of processing parameters used for this process, and reduces assembly times. Assembly success approaching 100% has been observed for a variety of surface-mounted elements, indicating that the system is highly reliable.

Short description of the drawings

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer PWB und einer quadratischen Einrichtung, welche an der PWB oberflächenbefestigt ist,Fig. 1 shows a schematic perspective view of a portion of a PWB and a square device surface-mounted to the PWB,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnittes einer PWB mit einer dünnen Schicht von AdCon und einem mit Leitern versehenen leitfähigen Bauteil vor der Montage,Fig. 2 shows a schematic representation of a section of a PWB with a thin layer of AdCon and a conductive component provided with conductors before assembly,

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Anordnung, jedoch mit leitfähigen Elementen (Flächen) an der PWB in elektrischer Verbindung mit Leitungen der Einrichtung über leitfähige Teilchen des AdCon nach der Anwendung von Druck,Fig. 3 shows a schematic representation of the arrangement shown in Fig. 2, but with conductive elements (surfaces) on the PWB in electrical connection with leads of the device via conductive particles of the AdCon after the application of pressure,

Fig. 4 zeigt eine vordere schematische Explosionsansicht eines Querschnitts der Druckformvorrichtung, welche für die Stapelmontage der AdCon-Verbindungen verwendet wird,Fig. 4 shows a front schematic exploded view of a cross-section of the compression molding device used for stack assembly of the AdCon connectors,

Fig. 5 zeigt eine schematische Vorderansicht des Querschnitts der Druckformvorrichtung nach Fig. 4, jedoch im geschlossenen Betriebszustand,Fig. 5 shows a schematic front view of the cross section of the printing form device according to Fig. 4, but in the closed operating state,

Fig. 6 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsansicht der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung,Fig. 6 shows a schematic perspective exploded view of the device shown in Fig. 4,

Fig. 7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung,Fig. 7 shows a schematic perspective view of the device shown in Fig. 5,

Fig. 8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer PWB mit einer quadratischen Einrichtung, welche an der PWB oberflächenbefestigt ist und eine Verbindung mit der Einrichtung mit einem beweglichen Anschlußkabel,Fig. 8 shows a schematic perspective view of a portion of a PWB with a square device surface-mounted to the PWB and connecting to the device with a movable connecting cable,

Fig. 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung, einschließlich einem beweglichen Anschlußkabel,Fig. 9 shows a schematic perspective view of the device shown in Fig. 6, including a movable connecting cable,

Fig. 10 zeigt eine vordere schematische Explosionsansicht eines Querschnitts einer Vakuumdruck- Formvorrichtung, undFig. 10 shows a front schematic exploded view of a cross section of a vacuum pressure molding device, and

Fig. 11 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Querschnitts der Vakuumdruck-Formvorrichtung nach Fig. 10 im geschlossenen Betriebszustand.Fig. 11 shows a schematic front view of a cross section of the vacuum pressure forming device according to Fig. 10 in the closed operating state.

Detailed description

Die Montage elektronischer Schaltungen mit elektrisch anisotrop leitfähigen Klebstoffen (AdCons) bietet gegenüber der Löttechnologie zahlreiche Vorteile bei der Herstellung von PWBs sowie bezüglich der Auswirkungen auf die Umwelt. Die geringen Temperaturen zum Aushärten der Klebstoffe verringern sowohl thermische als auch physikalische Schäden auf die zu montierenden Elemente und die PWBs. Klebende Systeme ermöglichen die Montage feiner Komponenten ohne Bildung von Lötkurzschlüssen oder Unzulänglichkeiten, und führen zu verringerten Kosten bei der Montage. Vom Standpunkt der Umwelt betrachtet, vermeiden anisotrop leitfähige Klebstoffe die Notwendigkeit, Fließreste mit für die Umwelt schädlichen Chemikalien zu reinigen, wie etwa Chlorfluorcarbone (CFC), und Verringern das Aussetzen von Arbeitern gegenüber Blei vom Schmelz-Schwall-Löten oder von Flußöfen.Assembling electronic circuits with electrically anisotropically conductive adhesives (AdCons) offers numerous advantages over soldering technology in the manufacture of PWBs and in terms of environmental impact. The low temperatures required to cure the adhesives reduce both thermal and physical damage to the elements being assembled and the PWBs. Adhesive systems enable the assembly of fine components without the formation of solder shorts or imperfections, and result in reduced assembly costs. From an environmental standpoint, anisotropically conductive adhesives avoid the need to clean up flow residues with environmentally harmful chemicals such as chlorofluorocarbons (CFCs), and reduce worker exposure to lead from wave soldering or flux furnaces.

Eine aus WO-A-93 05 634 bekannte Vorrichtung ist schematisch in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Entsprechende perspektivische Ansichten der Vorrichtung sind ferner in den Fig. 6 bzw. 7 dargestellt. Aus Gründen der Verdeutlichung sind die Elemente der Vorrichtung und der Einrichtungen nicht maßstabsgerecht dargestellt. Die in der Explosionsansicht in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung, die im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist, umfasst eine Basis 12, einen Abstandhalter 13, eine Schicht 14 und eine Abdeckung 15, welcher mit einem Einlaßrohr 16 zum Einführen eines geeigneten Fluids, wie etwa Luft, unter Druck an der oberen Seite der Abdeckung 14 versehen ist. Die Schicht 14 ist aus elastisch dehnbarem Material, wie etwa Polysiloxan-Gummi, welches am Rand zwischen dem Abstandhalter und der Abdeckung gesichert ist. Wenn die Schicht durch Einführen eines Fluids in den eingeschränkten Raum Druck ausgesetzt wird, welcher durch die Schicht und die Abdeckung begrenzt ist, schließt diese mit dem Umriß der Einrichtungsflächen, der Leitungen und benachbarter Flächen der PWB an der Basis 12 ab. Beachtet werden muß, dass die Schicht vor Anwenden des Drucks den Raum oberhalb der Einrichtungen gleichförmig überbrückt, bevorzugt in gespannter Weise ohne Knicke und Falten, welche die Gleichförmigkeit der Abdeckung mit der PWB und den Einrichtungen beeinflussen können. Der Abstandhalter 13 ist mit wenigstens einem Auslaß 18 versehen, welcher das Auslassen von Luft unterhalb der Abdeckung 14 ermöglicht. Der Abstandhalter 13 ist als entfernbare Einheit vorgesehen, im Wesentlichen zu dem Zweck, das Reinigen des Bodens 19 der Basis 12 zu erleichtern. Der Abstandhalter 13 jedoch kann an der Basis 12 entweder dauerhaft oder entfernbar gesichert sein. Das Gitter (nicht dargestellt) kann optional an oder im Boden 19 der Basis 12 bereitgestellt sein. Das Gitter kann unter anderem in Form eines Siebs, als Stabfeld am Boden oder als Raster in oder am Boden der Basis ausgebildet sein. Der Hauptzweck des Gitters ist, die Möglichkeit des Auftretens von Gußblasen zwischen dem Boden der PWB und dem Boden der Basis zu verringern und das Entfernen der PWBs von der Basis nach dem Anwenden von Druck und Wärme zu erleichtern.A device known from WO-A-93 05 634 is shown schematically in Figs. 4 and 5. Corresponding perspective views of the device are further shown in Figs. 6 and 7 respectively. For the sake of clarity, the elements of the device and the means are not shown to scale. The device shown in the exploded view in Fig. 4, generally designated by the reference numeral 11, comprises a base 12, a spacer 13, a layer 14 and a cover 15 which is provided with an inlet tube 16 for introducing a suitable fluid, such as air, under pressure at the upper side of the cover 14. The layer 14 is made of elastically stretchable material, such as polysiloxane rubber, which is secured at the edge between the spacer and the cover. When the layer is subjected to pressure by introducing a fluid into the confined space which by the layer and the cover, it is flush with the outline of the device surfaces, leads and adjacent surfaces of the PWB at the base 12. It is important that the layer, prior to application of pressure, bridges the space above the devices uniformly, preferably in a tensioned manner without kinks and folds which may affect the uniformity of the cover with the PWB and devices. The spacer 13 is provided with at least one outlet 18 which allows the exhaust of air from beneath the cover 14. The spacer 13 is provided as a removable unit, essentially for the purpose of facilitating cleaning of the bottom 19 of the base 12. The spacer 13, however, may be secured to the base 12 either permanently or removably. The grid (not shown) may optionally be provided on or in the bottom 19 of the base 12. The grid may be in the form of a sieve, a bar field on the bottom, or a grid in or on the bottom of the base, among others. The main purpose of the grid is to reduce the possibility of mold bubbles occurring between the bottom of the PWB and the bottom of the base and to facilitate the removal of the PWBs from the base after applying pressure and heat.

Das Einführen von Fluid unter Druck führt dazu, dass Komponententeile der Vorrichtung 11, z. B. die Basis 12, und die Abdeckung 15 dazu neigen, sich voneinander zu trennen. Daher sollte die Vorrichtung mit einer Einrichtung vorgesehen sein, welche die Abschnitte zusammenhält. Die Vorrichtung kann durch die Einrichtung von Klammern, Bolzen oder weiteren Sicherungseinrichtungen zusammengehalten werden. Dieses kann jedoch schwerfällig in der Verwendung und Montage sein und eine Ausfallgefahr darstellen. Eine realisierbare Alternative kann die Verwendung einer einfachen Presse, wie etwa einer Buchbinderpresse sein, die in geeigneter Weise mittels einer senkrechten Schraube oder eines Hebels betrieben wird. Eine eher realisierbare Alternative kann die Verwendung einer industriellen Presse sein, wie etwa einer Laminierpresse.The introduction of fluid under pressure will cause component parts of the device 11, e.g. the base 12 and the cover 15, to tend to separate from each other. Therefore, the device should be provided with a means for holding the sections together. The device may be held together by the provision of clamps, bolts or other securing means. However, this may be cumbersome to use and assemble and may present a risk of failure. A viable alternative may be the use of a simple press, such as a bookbinding press, suitably supported by a vertical screw or lever. A more viable alternative may be the use of an industrial press, such as a laminating press.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 11 zwischen der oberen und unteren Platte 20 bzw. 21, einer typischen Laminierpresse (nicht dargestellt) angeordnet. Der von der Presse durch senkrechten Druck der Vorrichtung ausgeübte Druck sollte ausreichend sein, um Abschnitte der Vorrichtung zusammenzuhalten und ein Entweichen des Fluids zwischen der Schicht und der Abdeckung zu verhindern, nicht jedoch so groß, dass Abschnitte der Schicht 14 zwischen benachbarten Abschnitten des Abstandhalters und der Abdeckung beschädigt werden. Die Basis 12, der Abstandhalter 13 und die elastische Schicht 14 sind zu dem Zweck aus der Presse entfernbar, an der Basis Teilchen aufzubringen, welche verarbeitet werden, und die verarbeiteten Teilchen zu entfernen. Die Abdeckung 15 kann ferner gemeinsam mit dem Rest der Vorrichtung aus der Presse entfernt werden. Alternativ kann die Abdeckung 15 an der oberen Platte 20 der Presse gesichert und senkrecht entfernbar sein. Ferner kann die Basis 12 an der unteren Platte 21 gesichert sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann der Abstandhalter 13 von der Basis 12 entfernbar, jedoch an der Basis gesichert sein. Alternativ kann der Abstandhalter 13 an der oberen Platte 20 befestigt sein und senkrecht mit der Abdeckung bewegt werden. Im letzten Fall sollten Vorkehrungen zum Sichern der Schicht 14 zwischen dem Abstandhalter und der Abdeckung getroffen werden, um die Schicht wie benötigt entfernen zu können. Dies kann die entfernbare Befestigung des Abstandhalters 13 an der Abdeckung erfordern.In the preferred embodiment, the device 11 is disposed between the upper and lower platens 20 and 21, respectively, of a typical laminating press (not shown). The pressure exerted by the press by vertical pressure of the device should be sufficient to hold sections of the device together and prevent fluid from escaping between the layer and cover, but not so great as to damage sections of the layer 14 between adjacent sections of the spacer and cover. The base 12, spacer 13 and resilient layer 14 are removable from the press for the purpose of applying particles to the base that are being processed and removing the processed particles. The cover 15 can also be removed from the press along with the rest of the device. Alternatively, the cover 15 can be secured to the upper platen 20 of the press and vertically removable. Furthermore, the base 12 may be secured to the lower plate 21. In the preferred embodiment, the spacer 13 may be removable from the base 12 but secured to the base. Alternatively, the spacer 13 may be attached to the upper plate 20 and moved vertically with the cover. In the latter case, provisions should be made to secure the layer 14 between the spacer and the cover to allow the layer to be removed as required. This may require the spacer 13 to be removably attached to the cover.

Die Größe der Vorrichtung 11 kann ausreichend sein, um nur an einer PWB angepaßt sein. Alternativ kann diese eine Größe aufweisen, welche zum Anpassen verschiedener PWBs oder PWB-Schichten geeignet ist, welche jeweils ein Mehrfaches der Größen verschiedener Standard-PWBs sind, und die Vorrichtung ist ausschließlich durch die Größe der Laminierungspresse begrenzt.The size of the device 11 may be sufficient to fit only one PWB. Alternatively, it may be of a size sufficient to fit several PWBs or PWB layers, each of which is a multiple of the size of various standard PWBs, and the device is limited only by the size of the lamination press.

Im Betrieb ist eine Montage einer PWB, AdCon an den Kontaktflächen der PWB und wenigstens einer Einrichtung (oder Halbleiterchip) mit Leitungen (oder Flächen) in Verbindung mit dem AdCon auf dem Boden 19 der Basis 12 angeordnet, der Abstandhalter 13 ist auf dem Randabschnitt der Basis 12 angeordnet, die Schicht 14 ist auf dem Abstandhalter angeordnet und enthält eine Kammer, welche von der Basis und dem Abstandhalter gebildet ist, und die Abdeckung 15 ist oberhalb der Schicht 14 angeordnet und sichert den Randbereich der Schicht zwischen dem Abstandhalter und der Abdeckung. Danach wird die Vorrichtung 11 auf der unteren Platte 21 angeordnet und die Presse wird angeschaltet, um die Platte 20 in Verbindung mit der Abdeckung zu bringen. Ein geeignetes Fluid, wie etwa Luft, wird unter Druck über den Einlaß 16 auf die Oberseite der Schicht 14 eingeführt und drängt die Abdeckung 14 in gleichförmige Verbindung mit der Einrichtung oder den Einrichtungen und mit der freiliegenden oberen Fläche der PWB und der Basis 12. Der Druck ist vorgewählt, um die Einrichtungen gegen die PWB zu drängen, so dass dieses einen Überschuß an Klebstoff zwischen den Kontaktflächen der Leitungen oder den Flächen 3 an den Einrichtungen und den Flächen 5 an der PWB entfernt, und eine dünne Klebeschicht mit der Dicke eines einzelnen Teilchens herstellt, wobei die Teilchen in der Klebeschicht eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen bilden. Der Druck sollte jedoch nicht so übermäßig sein, dass dieser der Einrichtung Schaden zufügt, z. B. durch Plätten, Biegen oder sogar Brechen der Leitungen.In operation, an assembly of a PWB, AdCon on the contact pads of the PWB and at least one device (or semiconductor chip) with leads (or pads) in communication with the AdCon is arranged on the bottom 19 of the base 12, the spacer 13 is arranged on the edge portion of the base 12, the layer 14 is arranged on the spacer and contains a chamber formed by the base and the spacer, and the cover 15 is arranged above the layer 14 and secures the edge region of the layer between the spacer and the cover. Thereafter, the device 11 is arranged on the lower plate 21 and the press is turned on to bring the plate 20 into communication with the cover. A suitable fluid, such as air, is introduced under pressure via the inlet 16 onto the top of the layer 14 and forces the cover 14 into uniform connection with the device or devices and with the exposed top surface of the PWB and the base 12. The pressure is preselected to force the devices against the PWB so that it removes excess adhesive between the contact surfaces of the leads or surfaces 3 on the devices and surfaces 5 on the PWB and creates a thin adhesive layer of single particle thickness, the particles in the adhesive layer forming an electrical connection between the contact surfaces. The pressure should not, however, be so excessive as to cause damage to the device, e.g. by flattening, bending or even breaking the leads.

Das Fluid wird über den Einlaß 16 auf der Schicht 14 mit einer geeigneten Quelle (nicht dargestellt) unter Druck stehenden Fluids verbunden, z. B. Luft, und drängt die Schicht zur PWB und den darauf liegenden Einrichtungen. Der quer von der Schicht auf die Einrichtung aufgewendete Druck sollte gerade ausreichend sein, um die Leitungen (oder Flächen) in Verbindung mit den Metallteilchen im AdCon zu bringen, um gleichförmige leitfähige Pfade zwischen den Leitungen (oder Flächen) der Einrichtung und den Metallisierungen der PWB zu bilden, ohne Schäden an der Baugruppe zu verursachen. Im Handel erhältlich sind als Luftdruckquelle nützliche Luftkompressoren, welche dazu geeignet sind, den für Bondingzwecke benötigten Druck bereitzustellen. Ein Fluiddruck im Bereich von 5 bis 500 psi (3,45 · 10&sup4; N/m² bis 3,45 · 10&sup6; N/m²) kann auf die Schicht angewendet werden. Der tatsächlich auf die Einrichtung über die Schicht wirkende Druck ist um einiges größer als der angewendete Druck als Kombination des angewendeten Drucks und der aufgebrachten Kräfte durch das Dehnen der Schicht. Typische Fluiddrücke liegen im Bereich von 5 bis 25 psi (3,45 · 10&sup4; N/m² bis 1,12 · 10&sup5; N/m²), bevorzugt 15 PSI (1,03 · 10&sup5; N/m²), welche für die meisten IC-Elemente-Anwendungen ausreichend sind. Eine Ausnahme bilden äußerst kleine zu montierende Elemente, wie etwa nicht vergossene Halbleiterchips, z. B. im Bereich von 0,8065 cm² (1/8 Quadratinch) oder kleiner, welche die Anwendung höherer Drücke, z. B. in der Größenordnung von 200 bis 300 psi (1,38 · 10&sup6; N/m² bis 2,07 · 10&sup6; N/m²) erfordern.The fluid is connected via inlet 16 on layer 14 to a suitable source (not shown) of pressurized fluid, such as air, and forces the layer toward the PWB and the devices thereon. The pressure applied across the layer to the device should be just sufficient to force the leads (or surfaces) into contact with the metal particles in the AdCon to form uniform conductive paths between the device leads (or surfaces) and the PWB metallizations without causing damage to the assembly. Commercially available air compressors are useful as an air pressure source and are suitable for providing the pressure required for bonding purposes. Fluid pressure in the range of 5 to 500 psi (3.45 x 10⁴ N/m² to 3.45 x 10⁴ N/m²) can be applied to the layer. The actual pressure acting on the device via the layer is considerably greater than the applied pressure as a combination of the applied pressure and the forces applied by stretching the layer. Typical fluid pressures are in the range of 5 to 25 psi (3.45 x 10⁴ N/m² to 1.12 x 10⁵ N/m²), preferably 15 PSI (1.03 x 10⁵ N/m²), which are sufficient for most IC device applications. An exception is for extremely small devices to be mounted, such as unmolded semiconductor chips, e.g. in the range of 0.8065 cm² (1/8 square inch) or smaller, which require the application of higher pressures, e.g. B. in the order of 200 to 300 psi (1.38 x 10⁶ N/m² to 2.07 x 10⁶ N/m²).

Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die für diese Experimente verwendete Polymermatrix für die AdCons aus Diglycidiläther aus Bisphenol F (Dainippon Ink and Chemical Co., Epiclon 830 ®) hergestellt. Ein bedampftes Silizium- Thixotrop (Cabot, TS-720) wird mit einem Waring® Mischer im Epoxidharz bei einer Konzentration von 5 Teilen je 100 Harzteilen (phr) dispergiert. Thixotrope Konzentralonen, welche von 1 bis 10 Teilen je 100 Harzteilen reichen, können nützlich sein. Zum Aufteilen dieser Mischung werden 10 phr aus 2-Ethyl, 4-Methylimidazol als Aushärtungsmittel (Pacific Anchor Chemical, EMI-24) gemeinsam mit den leitfähigen Teilchen hinzugefügt. Zur erfolgreichen Ausführung des AdCon muß die Konzentration von Metallteilchen derart gesteuert werden, dass in der Klebemischung eine ausreichende Anzahl von Teilchen vorhanden ist, um eine zuverlässige elektrische Leitfähigkeit zwischen der PWB und den Leitungen oder Flächen der Einrichtung (z-Richtung) sicherzustellen, während die elektrische Isolierung zwischen benachbarten Leiterflächen und Leitungen (x-y-Richtung) erhalten bleibt. Tatsächlich sollte man derartige erforderliche Volumenkonzentrationen von Metallteilchen in der Klebemischung anstreben, welche eine maximale Anzahl leitfähiger Teilchen bereitstellen, ohne Kurzschlüsse zwischen benachbarten Leitungen 3 oder benachbarten Leiterflächen 5 zu verursachen. Zusätzlich ist eine geeignete Klebeleistung notwendig, um eine mechanisch stabile Verbindung zu erhalten. Die Formeln werden per Hand gemischt und vor der Verwendung im Vakuum (15 Mikrometer Hg, 2 N/m²) für 30 Minuten entgast. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind die Teilchen silberplattierte Glaskugeln von 8 bis 20 um Größe bei einem mittleren Durchmesser von 14 um (erhältlich von Potters Industries). Diese wurden in einer Menge von 10 bis 15 Volumenprozent (26 bis 32 Gewichtsprozent) und bevorzugt 12,5 Volumenprozent (29 Gewichtsprozent) hinzugefügt.In an exemplary embodiment, the polymer matrix for the AdCons used for these experiments is made from diglycidyl ether of bisphenol F (Dainippon Ink and Chemical Co., Epiclon 830 ®). A vapor-coated silicon thixotrope (Cabot, TS-720) is mixed into the epoxy resin using a Waring® mixer at a concentration of 5 parts per 100 resin parts (phr). Thixotropic concentrates ranging from 1 to 10 parts per 100 resin parts may be useful. To disperse this mixture, 10 phr of 2-ethyl, 4-methylimidazole curing agent (Pacific Anchor Chemical, EMI-24) is added along with the conductive particles. To successfully perform the AdCon, the concentration of metal particles must be controlled such that a sufficient number of particles are present in the adhesive mixture to ensure reliable electrical conductivity between the PWB and the leads or surfaces of the device (z-direction) while maintaining electrical insulation between adjacent conductor surfaces and leads (xy-direction). In fact, one should aim for such required volume concentrations of metal particles in the adhesive mixture which provide a maximum number of conductive particles without causing short circuits between adjacent leads 3 or adjacent conductor surfaces 5. In addition, adequate adhesive performance is necessary to obtain a mechanically stable bond. The formulas are mixed by hand and degassed in vacuum (15 microns Hg, 2 N/m²) for 30 minutes prior to use. In the exemplary embodiment, the particles are silver-plated glass spheres of 8 to 20 µm in size with a mean diameter of 14 µm (available from Potters Industries). These were added in an amount of 10 to 15 volume percent (26 to 32 weight percent) and preferably 12.5 volume percent (29 weight percent).

Die Montage der zu montierenden Elemente an den Prüf- PWBs wurde durch die Abfolge eines mehrstufigen Vorgangs erreicht. Der AdCon wurde unter Verwendung eines Skalpells und einer Blechunterlage oder mittels eines manuell betriebenen Schablonendruckers (Henry Mann AP-810) in einer Dicke von 5 mm gemischt, entgast und auf eine PWB mit einer Dicke von etwa 2 mm gedruckt. Einige zu montierende Elemente werden manuell auf den gedruckten PWBs angeordnet und einige verwenden ein geeignetes Werkzeug (z. B. Manix oder eine einseitige Lötmaschine oder [SSSM]). Montierte Leitungsplatten werden in der Vorrichtung 11 angeordnet, welche dann zwischen den Platten 20 und 21 angeordnet wird, wo die Klebeverbindung unter Wärme und Druck, wie in Fig. 5 gezeigt, ausgehärtet wird.The assembly of the elements to be assembled to the test PWBs was achieved by a sequence of a multi-step process. The AdCon was assembled using a scalpel and a sheet metal backing or by means of a manually operated stencil printer (Henry Mann AP-810) in a thickness of 5 mm, degassed and printed on a PWB with a thickness of about 2 mm. Some elements to be assembled are placed manually on the printed PWBs and some using a suitable tool (e.g. Manix or a single-sided soldering machine or [SSSM]). Assembled circuit boards are placed in the fixture 11 which is then placed between the boards 20 and 21 where the adhesive bond is cured under heat and pressure as shown in Fig. 5.

Die PWB wird im Wesentlichen vom Boden der Basis 12 im Temperaturbereich von 100 bis 350ºC, bevorzugt 125ºC erwärmt. Höhere Temperaturen können abhängig von den Komponenten, den Klebe-Matrixformeln und den Anforderungen an die Aushärtungsgeschwindigkeit nützlich sein. Die Wärme kann in einer Vielzahl von Arten angewendet werden, wie etwa a) zwischen der Basis 12 und den unteren Platten 21 angeordnete heiße Platten, b) in der Basis vergossene Heizwendel oder c) eine in der unteren Platte vorgesehene geeignete Wärmeeinrichtung, z. B. Wärmewendel, elektrische, Heißwasser oder Dampfwärmung, um Wärme innerhalb des gewünschten Bereiches bereitzustellen. Eine zusätzliche Erwärmung kann von der Oberseite der Vorrichtung in ähnlicher Weise zur Erwärmung des Bodenabschnitts der Vorrichtung bereitgestellt werden. Die Erwärmung von oben jedoch darf nur ein Bruchteil der für die Bodenerwärmung benötigten sein und vermeidet im Wesentlichen das Abkühlen der Basis 12 und der unteren Platte 21 durch Abschnitte der Vorrichtung, z. B. der Abdeckung 15 und der oberen Platte 20, um die Erhöhung der Aushärtungszeit zu vermeiden. Die Erwärmungstemperatur von oben kann im Bereich von 30 bis 350ºC und bevorzugt bei 55ºC liegen. Alternativ kann die Erwärmungsanordnung umgedreht werden, wobei die höheren bevorzugten Temperaturen von oben und die unteren von unterhalb der Vorrichtung 11 angewendet werden.The PWB is heated substantially from the bottom of the base 12 in the temperature range of 100 to 350°C, preferably 125°C. Higher temperatures may be useful depending on the components, adhesive matrix formulas and cure rate requirements. The heat may be applied in a variety of ways such as a) hot plates disposed between the base 12 and the lower plates 21, b) heating coils potted in the base, or c) a suitable heating device provided in the lower plate, e.g., heating coil, electric, hot water or steam heating, to provide heat within the desired range. Additional heating may be provided from the top of the device in a similar manner to heat the bottom portion of the device. The heating from above, however, must be only a fraction of that required for the bottom heating and substantially avoids cooling the base 12 and lower plate 21 by portions of the device, e.g. the cover 15 and upper plate 20, to avoid increasing the curing time. The heating temperature from above may be in the range of 30 to 350°C and preferably 55°C. Alternatively, the heating arrangement may be reversed, with the higher preferred temperatures applied from above and the lower from below the device 11.

Der Druck wird auf die Basis der Baugruppe mittels der elastischen dehnbaren Schicht 14, die oberhalb der von der Basis 12 und dem Abstandhalter 13 gebildeten Kammer angeordnet ist, angewendet. Der vom Fluid auf die Schicht 14 aufgewendete Druck dehnt die Schicht und drängt diese in eine gleichförmige Verbindung mit den zu montierenden Elementen. Die Schicht sollte ausreichend dehnfähig sein, um unter Druck um die einzelnen Elementausdehnungen gleichförmig anzuliegen, wodurch die gleichförmige Druckanwendung senkrecht zur PWB sichergestellt ist. Das Glied sollte aus elastischem Material sein, damit dieses nach dem Entfernen der durch das Fluid angelegten Kräfte in den ursprünglich ungedehnten Zustand zurückkehren kann. Ein als Gitter verwendetes Drahtsieb trennt die PWB von der erwärmten Basis und verhindert, dass sich die Schicht vom Zugang des Auslasses 18 im Abstandhalter 13 trennt. Für jeden Aushärtungsvorgang der Baugruppe wurden Aushärtungszeiten von 30 Sekunden bis 60 Minuten, durchschnittlich 2 bis 4 Minuten, verwendet.Pressure is applied to the base of the assembly by means of the elastically expandable layer 14 located above the chamber formed by the base 12 and the spacer 13. The pressure applied by the fluid to the layer 14 expands the layer and forces it into uniform connection with the elements to be assembled. The layer should be sufficiently expandable to conform uniformly under pressure around the individual element expansions, thus ensuring uniform pressure application perpendicular to the PWB. The member should be made of elastic material so that it can return to its original unstretched state after the forces applied by the fluid are removed. A wire screen used as a grid separates the PWB from the heated base and prevents the layer from separating from the access of the outlet 18 in the spacer 13. For each assembly cure, cure times ranging from 30 seconds to 60 minutes, average 2 to 4 minutes, were used.

Die Vielseitigkeit der vorstehenden Vorrichtung wurde unter Verwendung von Einrichtungen mit einer Vielzahl von Leitungen oder Verbindungen geprüft. Diese umfassen 100 einzelne Widerstände mit 2 Eingängen, 12 kleine integrierte Schaltungen mit je 14 Eingängen (SOIC) mit durch Lötmittel metallisierten Knickflügelleitungen (gull-wing) mit 50 mm Zwischenraum und 45 verkettete quadratische Flachgehäuse aus Kunststoff mit 132 Eingängen (PQFP) mit Lot plattierten Knickflügelleitungen (gull-wing) mit 25 mm Zwischenraum (eine Gesamtzahl von 3148 Verbindungen). Die verwendeten PWBs waren feuerfest mit dem Grad 4 (FR-4) aus mit Glasfaser verstärktem Epoxyd, plattiert mit Kupferfolie und mit Lötmittel beschichtet.The versatility of the above device was tested using devices with a variety of leads or connections. These included 100 2-input individual resistors, 12 14-input small integrated circuits (SOIC) with solder-plated gull-wing leads with 50 mm spacing, and 45 daisy-chained 132-input plastic square flat packs (PQFP) with solder-plated gull-wing leads with 25 mm spacing (a total of 3148 connections). The PWBs used were fire-retardant grade 4 (FR-4) made of glass fiber reinforced epoxy, plated with copper foil and coated with solder.

Die vorstehend beschriebenen montierten und ausgehärteten SOICs und PQFPs wurden auf Kurzschlüsse und verbindungen geprüft. Für alle montierten Elemente wurden für die Baugruppe 100% erfolgreiche Verbindungen beobachtet. Eine erfolgreiche Verbindung wurde mit einem Widerstandswert von < 100 mΩ für Widerstände mit 2 Eingängen und SOICs mit 14 Eingängen und < 1Ω (einschließlich der Widerstandsverteilungen der PWB und der innenliegenden verketteten montierten Elemente) für jede der 16 Leitungen für die PQFPs mit 132 Eingängen definiert. Zwischen keinen benachbarten Leitungen und Flächen wurden Kurzschlüsse beobachtet.The assembled and cured SOICs and PQFPs described above were tested for short circuits and connections were checked. For all mounted elements, 100% successful connections were observed for the assembly. A successful connection was defined as a resistance value of < 100 mΩ for 2-input resistors and 14-input SOICs and < 1Ω (including the resistance distributions of the PWB and the internal daisy-chain mounted elements) for each of the 16 leads for the 132-input PQFPs. No shorts were observed between adjacent leads and pads.

Die Erfindung kann zur Verbindung eines elastischen Flachkabels (oder eines beweglichen Kabels) zu Leitern an einer PWB verwendet werden. Beispielsweise kann, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, ein Endabschnitt eines Flachkabels 17 mit Kontakten (nicht dargestellt) vorgesehen sein und mit den Leitern 6 an einer PWB mittels einem auf der PWB aufgebrachten AdCon verbunden sein. In Fig. 8 ist eine derartige Verbindung mit einer einzelnen Einrichtung gezeigt, während das Kabel in Fig. 9 mit wenigstens zwei Einrichtungen verbunden ist. Wenn das Kabel ausreichend lang ist, um sich über die Begrenzung der Vorrichtung 11 zu erstrecken, kann der Abstandhalter 13 mit einer länglichen Öffnung 22 anstelle oder zusätzlich zu den Ausgängen 18 vorgesehen sein, und dem Kabel ermöglichen, sich durch die Öffnung 22 über die Vorrichtung 11 hinaus zu erstrecken.The invention can be used to connect a flexible flat cable (or a flexible cable) to conductors on a PWB. For example, as shown in Figures 8 and 9, an end portion of a flat cable 17 can be provided with contacts (not shown) and connected to the conductors 6 on a PWB by means of an AdCon applied to the PWB. In Figure 8, such a connection is shown to a single device, while in Figure 9 the cable is connected to at least two devices. If the cable is sufficiently long to extend beyond the perimeter of the device 11, the spacer 13 can be provided with an elongated opening 22 instead of or in addition to the outlets 18, and allow the cable to extend beyond the device 11 through the opening 22.

Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die Einrichtung oder die Einrichtungen mittels elastisch verformbaren Schichten festgehalten, welche von einem auf die Oberseite der Schicht aufgewendeten Fluiddruck gegen die Einrichtung gehalten wird. Bei der Miniaturisierung jedoch wird die Größe der Einrichtungen verringert, so dass die Einrichtungen nach Anwendung des Drucks auf die Schicht dieser Einrichtung losgerissen werden können, welche gegen die Einrichtung und die Fläche der Verbindungsplatte gedrängt wird. Die Gefahr des (unerwünschten) Entfernens entsteht auch, wenn die Einrichtungen ungeeignete Größenunterschiede aufweisen und eng an der Verbindungsplatte angeordnet sind.In the above embodiment, the device or devices are held in place by means of elastically deformable layers which are held against the device by a fluid pressure applied to the top of the layer. However, in miniaturization, the size of the devices is reduced so that the devices can be torn off after the pressure is applied to the layer of that device which is held against the device and the surface of the connecting plate. The risk of (unwanted) removal also arises if the devices have unsuitable size differences and are arranged close to the connecting plate.

Diese Problem wird durch Bereitstellen der Basis 12 mit wenigstens einem Vakuumeinlaß 23, und das Entfernen des Auslasses 18 bewältigt, wie in Fig. 5 gezeigt. Das Verwenden des Vakuums erfordert das Verwenden des vorstehend beschriebenen Gitters 24. Diese Anordnung ist in den Fig. 10 und 11 gezeigt. Im Betrieb ist die Verbindungsplatte 4 mit Klebemitteln und Einrichtungen 2 auf einem Gitter 24 innerhalb einer von der Basis 12 gebildeten Kammer, einem Abstandhalter 13, einer Schicht 14 und einer Abdeckung 15 angeordnet. Nachdem die Kammer durch die elastische Schicht 14 und 15 eingeschlossen ist, wird über den Vakuumeinlaß 23 ein Vakuumsog angewendet, um die Schicht 14 in gleichförmigen Kontakt mit der Einrichtung oder den Einrichtungen zu bringen, ohne die Ablösung dieser zu verursachen. Der Vakuumsog wird derart angewendet, dass der Luftdruck innerhalb der Kammer von -1 bis -14,5 psi reicht (-6,89 · 10³ N/m² bis -1,01 · 10&sup5; N/m²). Danach wird der Fluiddruck auf die Oberseite der Schicht aufgebracht, welcher ausreicht um die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Kontakten an der elektronischen Einrichtung und Kontakten an der Verbindungsplatte zu bewirken.This problem is overcome by providing the base 12 with at least one vacuum inlet 23 and removing the outlet 18 as shown in Fig. 5. Using the vacuum requires using the grid 24 described above. This arrangement is shown in Figs. 10 and 11. In operation, the connecting plate 4 with adhesives and devices 2 is arranged on a grid 24 within a chamber formed by the base 12, a spacer 13, a layer 14 and a cover 15. After the chamber is enclosed by the elastic layer 14 and 15, a vacuum suction is applied via the vacuum inlet 23 to bring the layer 14 into uniform contact with the device or devices without causing detachment thereof. The vacuum suction is applied such that the air pressure inside the chamber ranges from -1 to -14.5 psi (-6.89 x 10³ N/m² to -1.01 x 10⁵ N/m²). Fluid pressure is then applied to the top of the layer, sufficient to effect the electrically conductive connection between contacts on the electronic device and contacts on the connector plate.

Alternativ kann die Schicht aus zwei Geweben aus elastischem Material zusammengestellt sein. Eine innere, den Einrichtungen gegenüberliegende Schicht, kann eine dünnere, leichter verformbare Schicht zum Zweck des gleichmäßigen Formens um die Einrichtungen mit einem minimal angelegten Sog sein, und die andere obere, über der innenliegenden Schicht liegende Schicht, ist nach Anwendung von Fluiddruck verformbar.Alternatively, the layer may be composed of two webs of elastic material. An inner layer, facing the devices, may be a thinner, more easily deformable layer for the purpose of uniformly molding around the devices with minimal applied suction, and the other upper layer, overlying the inner layer, is deformable upon application of fluid pressure.

Claims

1. Method for attaching at least one electronic device (2) with electrical contacts (3) to a connecting substrate (4) with electrical lines (5) in order to establish an electrical connection between the contacts (3) and the lines (5), which comprises the following successive method steps:

Forming an assembly of at least the one device (2) and the connecting substrate (4) by applying an electrically conductive adhesive (7) over a region of the connecting substrate, the region comprising lines (5) to be electrically connected to the contacts (3) of at least the one device (2),

Arranging at least one device (2) on the connection substrate (4) so that the contacts (3) of the device (2) are aligned with the lines (5) in the area of the carrier (4),

Placing the assembly in a chamber,

which is provided with a membrane (14) which is arranged on the assembly, the membrane (14) being elastically pullable such that after application of a fluid pressure to the membrane (14) portions of the membrane (14) touch at least the one device (2), and the contacts (3) of the device (2) to the cables (5) of the carrier (4),

Applying heat and pressure to the at least one device (2) so that the adhesive forms an electrical and mechanical connection between the contacts (3) of the device (2) and the lines (5) of the carrier (4), the method being characterized in that

that before applying a liquid pressure to the membrane, a vacuum suction is applied to a space within the chamber so that the membrane (14) is brought into contact with the at least one device (2).

2. A method according to claim 1, wherein the chamber is formed by a base (12), a spacer (13) is arranged at an edge portion of the base (12), the elastic drawable membrane (14) is arranged on the spacer (13) and encloses the chamber, in which the membrane (14) is held above the at least one electronic device (12) and is free from folds and bends, the base (12) being provided with an outlet pipe (23) to provide vacuum extraction from within the space defined by a chamber enclosed by the membrane (14), a solid cover (15) lying on the membrane (14) and securing the membrane (14) between the spacer (13) and the edge portion of the cover (15) at the edge, the cover (15) being provided with an inlet pipe (16) to introduce a liquid under pressure between the cover (15) and the membrane (14) to seal the membrane (14) in uniform contact with the at least one device (12) and the vacuum outlet pipe (23) is used to reduce the pressure within the chamber to cause the membrane (14) to lie against the at least one device (2) prior to applying the fluid pressure to the membrane (14).

3. A method according to claim 1 or 2, wherein the membrane (14) comprises polysiloxane.

4. A method according to claim 1, 2 or 3, in which the vacuum suction is applied before pressure is applied between the membrane (14) and the cover (15).

5. A method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the vacuum suction within the chamber ranges from -6.89 · 10³ N/m² to -1.01 · 10⁵ N/m².

6. Method according to one of the preceding claims 1 to 5, in which the pressure on the electronic device (2) is applied by applying a liquid pressure to the membrane (14) and by pressing the sections of the membrane (14) towards the device (2).

7. A method according to claim 6, wherein the liquid pressure ranges from 3.45 · 10³ N/m² to 3.45 · 10⁶ N/m² and preferably ranges from 3.45 · 10⁴ N/m² to 1.72 · 10⁵ N/m².

8. Method according to one of the preceding claims 1 to 7, in which the curing of the adhesive is accelerated by heating the assembly.

9. A method according to claim 8, wherein the heating is carried out by heating the assembly from the bottom up at a temperature ranging from 100ºC to 350ºC, and preferably about 125ºC.

10. The method of claim 8, wherein the heating is carried out by additionally heating the assembly from above at a temperature ranging from 30°C to 350°C and preferably at about 55°C.

11. Method according to one of the preceding claims 1 to 10, in which the adhesive is selected from anisotropically conductive adhesive material, from isotropically conductive adhesive material, from non-conductive adhesive material and/or further from a thermally curable and pressure-sensitive adhesive.

12. Method according to one of the preceding claims 1 to 11, in which the connection substrate (4) is a printed wiring or circuit board.