KR101632679B1 - 개별 전자 컴포넌트를 어셈블링하고 패키징하는 방법 - Google Patents

개별 전자 컴포넌트를 어셈블링하고 패키징하는 방법 Download PDF

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Abstract

전자 컴포넌트 어셈블리는, 기판상에 증착되는, 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 인쇄 컴포넌트 구조(printed component structure)를 포함한다. 연결 리드를 갖는 적어도 하나의 콘택 영역을 정의하는 컴포넌트 구조는 콘택 영역에 부착되게 또는 인접하게 배치된다. 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층은 컴포넌트 구조를 에워싼다. 기판 및 전기적 절연 재료 중 적어도 하나는 패키징 재료를 포함한다. 컴포넌트 구조는 페이퍼와 같은 기판 또는 폴리에틸렌과 같은 절연 패키징 재료의 층에 고정된 다른 연질 재료상에 인쇄될 수 있다. 대신에, 기판은 그 자체가 절연 패키징 재료일 수 있다. 경질 및 연질 기판들을 갖는 변화들이 가능하며, 전자 컴포넌트 어셈블리의 다양한 예들이 개시된다.

Description

개별 전자 컴포넌트를 어셈블링하고 패키징하는 방법{ASSEMBLING AND PACKAGING A DISCRETE ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 전자 컴포넌트, 특히 개별 컴포넌트를 제조하는 방법, 및 이 방법에 의해 제조된 컴포넌트에 관한 것이다.
기능성 잉크들의 인쇄는 전자 분야(electronics field)에서 오랜 전통을 갖는다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판들(printed circuit boards) 상에 인쇄 상호접속부들 및 저항기들을 스크리닝하는데 안료계(pigment based) 잉크들이 이용된다. 이러한 애플리케이션들에서, 이용되는 후막 잉크들은, 실버(silver) 및 탄소(carbon)의 안료들 및 전색제(vehicle) 각각으로 구성되며, 이 안료들은 나노미터 범위의 치수를 가질 수 있다.
전통적으로 가장 기능적인 재료들은, 종래의 인쇄 기술들, 예를 들어, 스크린 인쇄에 의해 인쇄되어 왔다. 가장 최근의 개발들은 회로의 수동 컴포넌트들뿐만 아니라 능동 컴포넌트들을 인쇄하는 것을 목표로 한다. 일 예는, 태양 전지들 및 트랜지스터들과 같은 디바이스들에 반도체 층들을 제공하는, 국제 특허 출원 WO 2004/068536에 개시된 것과 같은 나노입자 실리콘의 인쇄이다.
인쇄 전자의 알려진 애플리케이션들에서, 목표는 완전한 모듈을 형성하는 일 어레이의 광전지(photovoltaic cell)들 또는 디스플레이를 구동시키는데 이용되는 더 큰 디바이스, 예를 들어, 일 어레이의 트랜지스터들을 형성하기 위해 개별 컴포넌트들을 완전한 회로로 또는 일 어레이의 개별 컴포넌트들로 집적시키는 것이다. 이러한 애플리케이션들에서, 프로세싱의 간략화, 대량 생산, 및 제조 비용 저감을 위해서 인쇄 및 관련 기술들의 이용으로 제공되는 이점들은 주지의 지식이다.
본 발명의 목적은 개별 전자 컴포넌트들의 제조를 위한 이러한 이점들을 확대하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 전자 컴포넌트를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은:
반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 컴포넌트 구조를 기판상에 인쇄하는 단계 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 콘택 영역을 정의함 ―;
상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게(against) 또는 인접하게(adjacent) 연결 리드(connecting lead)를 배치하는 단계; 및
상기 컴포넌트 구조를 에워싸기 위해 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층을 공급하는 단계를 포함하며,
상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층 중 적어도 하나는 패키징 재료를 포함한다.
추가로, 본 발명에 따르면, 전자 컴포넌트 어셈블리가 제공되는데, 이 전자 컴포넌트 어셈블리는:
a. 기판상에 증착되는, 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 인쇄 컴포넌트 구조 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 콘택 영역을 정의함 ―;
b. 상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게 또는 인접하게 배치된 연결 리드; 및
c. 상기 컴포넌트 구조를 에워싸는 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층을 포함하며,
상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층 중 적어도 하나는 패키징 재료를 포함한다.
바람직하게, 패키징 재료는 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리머 필름들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
패키징 재료는 인클로져를 형성할 수 있고, 또는 기판에 공급되는 커버링일 수 있다.
전자 컴포넌트는 후막 또는 박막 디바이스일 수 있고, 예를 들어, 후막 또는 박막 트랜지스터, 포토다이오드, 광전지 또는 광모듈, 레지스터, 써미스터(thermistor), 다이오드, 또는 캐패시터, 또는 다른 개별 컴포넌트일 수 있다.
바람직한 예시의 실시예에서, 전자 컴포넌트는 2010년 9월 13일자로 출원된 발명의 명칭이 "Printed Temperature Sensor"인 본 출원인의 남아프리카의 가 특허 출원 제2010/06532호에서 일반적으로 설명된 것과 같은, 써미스터, 예를 들어, 부온도계수(NTC; negative temperature coefficient) 써미스터일 수 있다.
바람직하게, 기판 및 절연 재료의 층은, 시트 또는 필름 재료들의 경우에서와 같이 평면이다.
기판 및 절연 재료의 층 중 적어도 하나는 본원에 정의된 바와 같은 연질 재료(soft material)일 수 있다.
비교적 작은 압축력 하에서 가소적으로(plastically) 또는 탄성적으로 변형시킬 수 있는 연질 기판 재료들이 바람직하다. 탄성 재료들의 경우, 재료의 경도가 Shore A 스케일로 100 미만인 경우에 그 재료는 연질인 것으로서 정의될 수 있다. 가소성 재료들의 경우, 연질 재료는 통상적으로 30 미만의 Brinell 경도를 가질 것이다. 경질 재료(hard material)들은 Shore B 스케일로 100 초과의 경도, 또는 80을 초과하는 Brinell 경도를 갖는 것으로서 정의될 수 있다. 중간의 경도 값들을 갖는 재료들은, 인가되는 힘에 따라서, 비교적 연질인 것으로 간주될 수 있다. 본 발명의 목적들을 위해, 연질 재료는 Shore A 스케일로 100 미만의 경도를 갖는 재료로서 정의된다.
대기 온도에서 인쇄 기술들에 의해 생산된 전자 컴포넌트의 경우, 기판 재료는 예를 들어 페이퍼 시트, 카드, 카드보드, 금속 포일, 플라스틱 시트 재료, 폴리머 필름, 또는 인쇄가능한 표면을 갖는 임의의 다른 적절한 재료일 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시예들에서, 기판은 본원에 정의된 것과 같은 경질 재료(hard material)일 수 있다.
예를 들어, 기판은 금속 시트, 알루미나 및 클레이 기반 재료들을 포함하는 소결된 세라믹 시트, 석영 및 사파이어와 같은 결정성 세라믹 재료들, 실리콘 또는 실리콘 카바이드와 같은 시트 또는 웨이퍼 반도체 재료들, 또는 유리 시트를 포함할 수 있다.
전자 컴포넌트 어셈블리는, 기판 표면과 절연 재료의 층 사이에 적어도 하나의 다른 재료의 층을 포함하며, 상기 적어도 하나의 다른 재료의 층은 본원에 정의된 것과 같은 연질 재료를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 패키징 재료는 열가소성 폴리머 재료의 시트 또는 필름일 수 있다.
전자 컴포넌트 어셈블리는, 예를 들어, 침지 또는 분사와 같은 임의의 공통으로 공지된 기술을 이용함으로써 그 위에 공급된 폴리머 밀봉 매체에 의해 보호될 수 있다.
본 발명은 패키징 재료의 컨테이너 또는 포장재(wrapping), 그리고 본원에 정의된 바와 같은 전자 컴포넌트 어셈블리를 포함하는 패키징으로 확대한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따라서 전자 컴포넌트의 분해된 개략적인 표현이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따라서 제조된 인쇄 실리콘 NTC 써미스터의 일 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라서 제조된 인쇄 실리콘 NTC 써미스터의 일 예의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 NTC 써미스터의 저항-온도 특성들을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 방법에 따라서 제조된 인쇄 탄소 저항기들의 2개의 예들의 포토그래프이다.
도 6은 본 발명의 방법에 따라서 제조된 2개의 커패시터들의 포토그래프이다.
도 7은 본 발명의 방법에 따라서 제조된 평행판 커패시터의 포토그래프이다.
저항의 부온도계수(negative temperature coefficient)를 갖는 써미스터들은 대개 NTC 써미스터들로서 알려져 있으며, 이는 그들의 전기적 저항이 온도가 증가함에 따라서 대략 기하급수적으로 감소하는 것을 의미한다.
본 발명의 써미스터들과 일반적으로 유사한 유형의 기존의 개별 써미스터들은 화합물 반도체 재료 및 바인더 재료(예를 들어, 유리 프릿)의 파우더를 포함하는 페이스트들로 구성된다. 이 페이스트는 세라믹 기판상에 스크린 인쇄되거나, 또는 그린 보디(green body)를 형성하기 위해 캐스트되며, 그 이후에 이 페이스트는 고온에서 소결되어 반도체 재료의 거대한 층 또는 보디를 형성한다. 변함없이, 열 처리 동안 왜곡으로 인해, 후막 써미스터들의 경우에, 정확한 저항을 획득하기 위한 재료의 추가 트리밍이 금속화 이전에 요구된다. 적용된 제조 프로세스들은 이용되는 기판 및 패키징 재료들에 제약을 가하여, 페이퍼 및 폴리머 필름과 같은 수많은 가벼운 유연한 재료들의 이용을 방해한다.
본 발명은 근본적으로, 평면 기판에 실리콘 구조를 인쇄함으로써, 그리고 평평한 패키징 재료의 2개의 층들 사이를 적어도 하나의 연결 리드 ― 연결 리드 또는 리드들은 패키징 재료의 층들 사이의 디바이스를 통과함 ― 를 이용하여 그 구조를 패키징함으로써 개별 전자 컴포넌트를 제조(fabrication)하는 것을 고려한다.
통상적으로, 제조될 컴포넌트 또는 디바이스는 남아프리카 특허 출원 제2010/06532호에 개시된 아키텍쳐들 중 하나에 따라서 실리콘 잉크들을 이용하여 인쇄되는 부온도계수(NTC) 써미스터일 것이다. 그러나, 본원에 개시된 어셈블리 및 패키징의 방법들은 평평한 또는 평면의 기판상에 증착된 임의의 다른 박막, 후막 또는 인쇄 써미스터에도 또한 적용될 수 있다. 더 나아가, 개시된 동일한 방법들은, 한정하지 않는 예로서, 임의의 다른 박막, 후막 또는 인쇄 전자 컴포넌트, 예를 들어, 박막 또는 후막 트랜지스터, 포토다이오드, 광전지 또는 광모듈, 저항기, 다이오드, 또는 커패시터의 어셈블리 및 패키징에도 적용될 수 있다.
이제 도면들을 참조하여, 도 1은 본 발명의 방법에 따른 전자 컴포넌트의 어셈블리 및 패키징의 개략적인 표현이다. 전자 컴포넌트는, 전기적으로 전도성인 콘택 패드들(14 및 16)을 정의하기 위해, 앞서 참조된 인쇄 방법에 의해, 평평한 또는 평면의 기판(10)상에 증착된다. 한 쌍의 연결 리드들 또는 배선들(18 및 20)이 제공되고, 그 리드들의 드러난 단부들은 도면에서 나타난 것과 같이 콘택 패드들에 부착되게(against) 또는 인접하게(adjacent) 배치된다. 서로 다른 부분들을 함께 유지하기 위해 절연 재료의 층(22)이 기판(10)에 공급된다.
도 1에서, 패키징 재료의 층(12)이 도시되는데, 기판(10)이 절연 재료의 층(22)에 의해 패키징 재료의 층에 고정된다. 그러나, 기판(10) 또는 층(22)(또는 둘 다)은, 전자 컴포넌트가 적용되는 패키징 재료의 일부를 형성할 수 있으며, 이 경우에 예시된 패키징 재료의 층(12)은 불필요한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 전자 컴포넌트 및 콘택 패드들은 기판(10)상에 증착되고, 컨테이너의 외부 패키징을 정의하는 기판(10)과 층(22)은 함께 부착된다. 이러한 방식으로, 인쇄 컴포넌트의 콘택 패드들(14 및 16)은 기판과 외부 패키징에 의해 이들에 가해진 압력에 의해 연결 리드들(18 및 20)의 단부들과 접촉이 유지된다.
추가적인 지지 또는 절연 재료들이 기판(10)과 절연 재료의 층(22) 사이에, 또는 리드들과 절연 재료의 사이에 포함될 수 있다. 이러한 재료들은 기판 또는 외부 패키징과 동일한 재료일 수 있지만, 기계적 지지를 제공하기 위해 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료들은 페이퍼 시트, 카드 또는 카드보드, 또는 폴리에틸렌과 같은 다른 연질 재료일 수 있다.
대안적으로, 전자 디바이스는 패키징 재료의 내측 표면상에 직접 인쇄되거나 또는 그렇지 않으면 증착될 수 있고, 그후 기판을 형성한다.
작은 압축력 하에서 유연하게 또는 탄성적으로 변형할 수 있는 연질의 기판 재료들이 바람직하다. 대기 온도에서 인쇄 기술들에 의해 생성된 전자 컴포넌트에 대해, 기판 재료는 예를 들어 페이퍼 시트, 카드, 카드보드, 금속 포일, 플라스틱 시트 재료, 폴리머 필름, 또는 바람직하게 인쇄가능한 표면을 갖는 임의의 다른 적절한 재료일 수 있다.
기판 재료가 경질이거나 또는 비압축성인 경우, 기판 표면과 접촉하는 적어도 하나의 다른 재료는 앞서 설명된 물리적 특성들을 갖는 연질일 수 있다. 제조 프로세스들에 이용될 수 있는 경질의 또는 단단한 재료들은, 금속 시트, 소결된 세라믹 시트(알루미나 및 클레이 기반 재료들을 포함), 결정체 세라믹 재료들(예를 들어, 석영 및 사파이어를 포함), 시트 또는 웨이퍼 반도체 재료들(예를 들어, 실리콘 또는 실리콘 카바이드), 및 유리 시트에 제한되지 않지만 이들을 포함하도록 언급되었다.
전자 컴포넌트가 하나 또는 그 초과의 집적화된 전극들을 포함하는 경우, 이 전극들은 이들이 각각의 전극에 대해 적어도 하나의 콘택 패드로 전자 컴포넌트의 외부 영역에 콘택 패드들을 형성하기 위해 외측으로 연장되도록, 바람직하게 증착되어야 한다. 이러한 배열의 예는, 개시된 방법들에 따라서 제조된 인쇄 NTC 써미스터의 일 실시예를 나타내는 도 2에 개략적으로 도시된다. 평행 전도성 트랙들(24 및 26)의 형태인 2개의 전극들은, 기판 재료(28)의 시트 상에 나선형 패턴으로 증착되고, 인쇄 실리콘 층(30)을 포함하는 반도체 트랙에 의해 연결되거나 또는 브릿지된다. 예시된 설계에서, 2개의 트랙들(24 및 26)은 컴포넌트의 대향 에지들 상에 상대적으로 넓은 콘택 패드들(32 및 34)을 형성하기 위해 외측으로 연장되며, 그 콘택 패드들 상에는 개별적인 연결 리드들(36 및 38)의 단부들이 위치된다. 완성된 어셈블리는 외부 패키징 재료(40)의 2개의 시트들(단지 최저부 층만이 도 2에 도시됨) 사이에 함께 유지된다.
콘택 패드들은 임의의 적절한 공지된 후막 또는 박막 방법을 이용하여 증착될 수 있고, 바람직하게는 집적된 전극과 동일한 재료를 포함해야 한다. 바람직한 실시예에서, 인쇄가능한 실버 스크린 인쇄 페이스트가 이용된다. 대안적으로, 흑연, 풀러렌, 금, 구리, 알루미늄 또는 입자 또는 입자들의 응집체 형태의 임의의 다른 전도성 재료를 함유하는 잉크들이 공급될 수 있다. PEDOT:PSS와 같은 유기 재료들에 기반한 잉크들은 전도성 패턴들을 인쇄하는데 이용되는 것으로 알려져 있지만 이러한 목적을 위해서는 권고되지 않는다.
바람직하게, 패키징 재료의 외부 표면은 로고, 디자인, 그래픽 또는 제품 정보로 사전-인쇄된다. 대안적으로, 이러한 인쇄는 컴포넌트 및 패키징의 제조 이후에 수행될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 어셈블링된 컴포넌트가 열 적층(thermal lamination)에 의해 기계적으로 안정되고 밀봉될 수 있도록, 외부 패키징 재료는 열가소성 폴리머 필름 또는 시트이다.
대안적으로, 외부 패키징은 접착제 접착될 수 있고, 또는 금속성 재료인 경우에는, 솔더링되거나 용접될 수 있다.
외부 패키징이 강성이거나 또는 반-강성인 경우, 스크류들, 스테이플들, 볼트들, 리벳들 또는 임의의 유사한 기계적 패스닝을 이용하여 밀폐될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 콘택 리드들은 단일 가닥(single strand) 금속 배선들이다. 대안적으로, 다수-가닥 연선(twisted wire) 또는 편조선(braided wire), 또는 평평한 리본이 이용될 수 있다. 이 리드들에 대한 재료는 구리 또는 실버 코팅된 구리 배선인 것이 바람직하다. 그러나, 은(silver), 금(gold), 니켈, 주석, 알루미늄, 크롬, 또는 이들의 조합 그리고 이들의 합금(예를 들어, 인바, 청동 또는 니크롬)과 같은 금속들이 이용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 리드들은 패키징의 밀폐(closure)에 의해 생성된 기계적 압력에 의해 콘택트 패드들에 부착된 위치에 유지된다. 대안적으로, 이 리드들은 추가적인 기계적 안정성을 위해 콘택들에 솔더링되거나 또는 용접될 수 있다.
기계적 안정성을 달성하는 다른 방법은 접착제를 이용하여 콘택들에 리드들을 결합시키는 것이다. 이 접착제는 영구적인 접착을 형성하기 위해 또는 패키징의 밀폐 이전에 제 위치에 리드들을 유지하기 위해 이용될 수 있고, 그 이후에 리드들은 기계력에 의해 콘택 패드들과 전기 접촉하여 유지된다. 전기적 접속을 향상시키기 위해, 접착제는 금속 충진되거나 또는 그렇지 않으면 전도성일 수 있다.
바람직한 방법에서, 어셈블링된 컴포넌트들은 적층 및 라벨링 이후에 크기에 맞춰 절단된다. 그러나, 컴포넌트 부분들의 일부 또는 모두는 어셈블리 및 밀폐 이전에 크기에 맞춰 동일하게 절단되고 트리밍될 수 있다.
밀폐 및 크기에 맞춘 트리밍 이후에, 어셈블링된 컴포넌트는 침지 또는 분사와 같은 임의의 공지된 기술을 이용하여 폴리머 밀봉 매체의 적용에 의해 보호될 수 있다.
실시예 1
도 3은 80g/㎡ 보통 페이퍼 시트 기판(42) 상에 인쇄된 일련의 NTC 써미스터들의 예를 나타낸다. 써미스터 디바이스는 Du Pont 5000 실버 도체로 인쇄된 2개의 동심원 전극들(44 및 46)로 이루어지며, 이 전극들은 인쇄된 실리콘 링(48)에 의해 연결되거나 또는 브리지된다. 콘택들 및 실리콘 링 모두는 스크린 인쇄에 의해 증착되었다. 이용되는 실리콘 잉크는 아크릴 바인더를 이용하여 WO 2009/125370에 설명된 방법에 따라서 2503 그레이드 야금 실리콘(metallurgical silicon)으로부터 가공된(milled) 88중량%의 실리콘 나노입자를 포함한다. 인쇄 디바이스의 전체 크기는 15㎜×10㎜이다.
이 예에서, 페이퍼 기판(42)은 완성된 써미스터의 어셈블리 이전에 크기에 맞춰 트리밍되었다. 절연된 0.5㎜ 다수-가닥의 구리 배선으로 이루어진 한 쌍의 연결 리드들(50 및 52)의 말단들은 패키징 재료(미도시)의 외부 절연층에 의해 가해진 압력에 의해 단독으로 각각의 콘택 패드들(54 및 56) 상의 제 위치에 유지된다. 외부 절연층은, 100 미크론 폴리에스테르 적층 필름으로 구성되고, 인쇄 써미스터 주위의 3개 측면들에서 적어도 10㎜ 외측으로 그리고 연결 리드들의 방향으로 적어도 100㎜ 외측으로 연장되었다.
테스팅을 위해, 디바이스는 물 배쓰에 담궈지고, 연결 리드들의 노출된 섹션들이 물 외부에 유지되었다. 온도는 전기 핫 플레이트 상의 물 배쓰를 가열함으로써 변화되면서, 물의 온도는 디지털 온도계로 기록되었다. 디바이스의 저항은 Keithley Model 2000 디지털 멀티미터계를 이용하여 직접 결정되었다.
도 4는 아레니우스 스케일(Arrhenius scale)로 플로팅된 앞서 설명된 유형의 통상적인 디바이스의 저항 대 온도 특성들의 예를 나타낸다. 써미스터는, 저항이 절대 온도의 역으로 기하급수적으로 변화하는, 적어도 2개의 온도 영역들을 나타낸다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 방법에 따라서 제조된 인쇄 탄소 저항기들의 2개의 예의 포토그래프이다. 각각의 저항기는, 기판으로서 160gsm 보통 페이퍼 보드 상에 Du Pont 5000 Silver 도체로 스크린 인쇄된 2개의 실버 콘택 패드들을 포함한다. 자체 조성물을 갖는 카본 기반 잉크로 이루어진 저항성 트랙이 2개의 콘택 패드들 사이를 스크린 인쇄함으로써 공급된다. 저항 값은 콘택들 사이의 거리, 및 트랙의 폭 및 두께의 변화에 의해 결정된다. 나타난 예들에서, 저항성 트랙들의 크기들은 각각 20㎜×2㎜ 및 15㎜×2㎜이다. Fluke 111 멀티미터로 측정된 것과 같은 저항들은 60kΩ 및 43kΩ이다. 동축으로 배치된 연결 리드들은 0.5㎜ 구리 배선으로 형성되고, 에틸 비닐 아세테이트 열 접착제로 접착된 125 미크론 PET의 시트를 각각 포함하는 한 쌍의 외부 적층 층들 사이에서 제 위치에 유지된다. 디바이스의 구성을 나타내기 위해 투명 패키징이 이용되었다. 표면 탑재를 위한 유사한 컴포넌트들이 연결 리드들 없이 생산되었다. 이 경우, 인쇄 콘택들을 갖는 기판의 일부는 적합한 리드들의 후속 연결을 허용하기 위해 외부 패키징으로부터 돌출하게 된다.
실시예 3
삭제
도 6은 본 발명의 방법에 따라서 제조된 2개의 유사한 낮은 값의 캐패시터들의 포토그래프이다. 이전 예에서와 같이, 디바이스들의 구성을 도시하기 위해 투명 적층이 이용되었다. 4개의 실버 전극들의 2개의 서로 맞물린 세트들이 160gsm 페이퍼 보드에 Du Pont 5000 실버 도체를 이용하여 스크린 인쇄함으로써 공급된다. 전극들의 크기들은 7.0㎜×0.75㎜이며, 그들의 긴 에지들을 따라서 0.25㎜의 갭 만큼 분리된다. 전극들의 각각의 세트는 콘택 패드들로서 기능하는 넓은 실버 트랙들과 평행하게 접촉된다. 어셈블리 이전에, Peak Atlas LCR40 미터기로 측정된 디바이스들의 커패시턴스는 2.0±0.2pF이었다. 2개의 평행한 0.5㎜ 구리 연결 리드들이 콘택 패드들에 공급되고, 에틸 비닐 아세테이트 접착제를 이용하여 열적으로 접착된 2개의 125 미크론 PET 시트들을 포함하는 외부 적층 층들에 의해 제 위치에서 유지된다. 어셈블리 이후에, 외부 패키징은 기판 재료뿐만 아니라 디바이스의 유전체 재료의 일부를 형성한다. 어셈블링된 디바이스들의 커패시턴스의 최종 값은 4.0±0.2pF이다.
실시예 4
도 7은 본 발명에 따라서 제조된 평행판 커패시터의 포토그래프이다. 실시예 2 및 실시예 3에서와 같이, 기판 재료는 160gsm 페이퍼 보드이고, 외부 패키징은 에틸 비닐 아세테이트 접착제를 이용하여 열적으로 접착된 125미크론 PET의 2개의 시트들을 포함한다. 평면 전극 10㎟, 및 2㎜ 와이드 접속 내지 4㎜ 직경 콘택 패드를 포함하는 실버의 제 1 층이 Du Pont 5000 실버 도체를 이용하여 스크린 인쇄된다. 15㎟의 유전체 재료(Du Pont 8165)는 평면 전극에 걸쳐서 스크린 인쇄되어, 확장 및 콘택 패드를 노출된 채로 남긴다. 그후, 반대 방향으로 연장하는 콘택 패드를 갖는 제 2 실버 층이 유전체 재료에 걸쳐서 스크린 인쇄되어 제 2 평면 전극이 제 1 평면 전극 바로 위에 위치된다. 도시된 예에서, 0.5㎜ 직경 구리 연결 리드들이 콘택 패드들에 공급되고 외부 패키징에 의해 제 위치에 고정된다. 대안적으로, 표면 탑재된 디바이스가 요구되는 경우, 콘택 패드들은 패키징으로부터 돌출하도록 허용될 수 있다. 이러한 설계의 컴포넌트들의 커패시턴스는, Peak Atlas LCR40 미터기로 측정된 바와 같이 어셈블리 이전에는 300±30pF이고, 적층 이후에는 400±40pF이다.

Claims (15)

  1. 전자 컴포넌트를 제조하는 방법으로서,
    a. 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 컴포넌트 구조를 기판 상에 인쇄하는 단계 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 전기적 전도성 콘택 영역을 정의함 ―;
    b. 상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게(against) 또는 인접하게(adjacent) 연결 리드(connecting lead)의 단부를 배치하는 단계; 및
    c. 상기 컴포넌트 구조를 에워싸고 다른 부분들을 함께 유지하기(hold) 위해 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층을 상기 컴포넌트 구조 위에 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층 중 적어도 하나는, 비교적 작은 압축력 하에서 가소적으로(plastically) 또는 탄성적으로(elastically) 변형시킬 수 있고 Shore A 스케일 상에서 100 미만인 경도 또는 30 미만의 Brinell 경도를 갖는 연질 재료(soft material)이고,
    상기 연결 리드의 단부는, 상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역 및 상기 연결 리드의 단부 상에 가해진 압력에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역과 전기적 접촉이 유지되는,
    전자 컴포넌트를 제조하는 방법.
  2. 전자 컴포넌트를 제조하는 방법으로서,
    a. 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 컴포넌트 구조를 기판 상에 인쇄하는 단계 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 콘택 영역을 정의함 ―;
    b. 상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게 또는 인접하게 연결 리드를 배치하는 단계;
    c. 상기 컴포넌트 구조를 에워싸기 위해 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층을 공급하는 단계; 및
    d. 상기 기판의 표면과 상기 전기적 절연 재료의 층 사이에 적어도 하나의 다른 재료의 층을 포함시키는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 다른 재료의 층은, 비교적 작은 압축력 하에서 가소적으로 또는 탄성적으로 변형시킬 수 있고 Shore A 스케일 상에서 100 미만인 경도 또는 30 미만의 Brinell 경도를 갖는 연질 재료를 포함하고,
    상기 연결 리드의 단부는, 상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역 및 상기 연결 리드의 단부 상에 가해진 압력에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역과 전기적 접촉이 유지되는,
    전자 컴포넌트를 제조하는 방법.
  3. 전자 컴포넌트 어셈블리로서,
    a. 기판 상에 증착되는 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 인쇄 컴포넌트 구조 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 전기적 전도성 콘택 영역을 정의함 ―;
    b. 상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게 또는 인접하게 배치된 단부를 갖는 연결 리드; 및
    c. 상기 컴포넌트 구조를 에워싸고 다른 부분들을 함께 유지하는 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층을 포함하며,
    상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층 중 적어도 하나는, 비교적 작은 압축력 하에서 가소적으로 또는 탄성적으로 변형시킬 수 있고 Shore A 스케일 상에서 100 미만인 경도 또는 30 미만의 Brinell 경도를 갖는 연질 재료이고,
    상기 연결 리드의 단부는, 상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역 및 상기 연결 리드의 단부 상에 가해진 압력에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역과 전기적 접촉이 유지되는,
    전자 컴포넌트 어셈블리.
  4. 전자 컴포넌트 어셈블리로서,
    a. 기판 상에 증착되는 반전도성 잉크, 절연성 잉크 및 전도성 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 인쇄 컴포넌트 구조 ― 상기 컴포넌트 구조는 적어도 하나의 콘택 영역을 정의함 ―;
    b. 상기 적어도 하나의 콘택 영역에 부착되게 또는 인접하게 배치된 연결 리드;
    c. 상기 컴포넌트 구조를 에워싸는 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층; 및
    d. 상기 기판의 표면과 상기 전기적 절연 재료의 층 사이의 적어도 하나의 다른 재료의 층을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 다른 재료의 층은, 비교적 작은 압축력 하에서 가소적으로 또는 탄성적으로 변형시킬 수 있고 Shore A 스케일 상에서 100 미만인 경도 또는 30 미만의 Brinell 경도를 갖는 연질 재료를 포함하고,
    상기 연결 리드의 단부는, 상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 적어도 하나의 층에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역 및 상기 연결 리드의 단부 상에 가해진 압력에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 영역과 전기적 접촉이 유지되는,
    전자 컴포넌트 어셈블리.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 전기적 절연 재료의 층은 폴리머 필름을 포함하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름은 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌을 포함하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 전기적 절연 재료의 층은 인클로져(enclosure)를 형성하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 전기적 절연 재료의 층은 상기 기판에 공급되는 커버링인, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층은 평면인, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  10. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은, 페이퍼 시트, 카드, 카드보드, 금속 포일, 플라스틱 시트 재료, 또는 폴리머 필름을 포함하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  11. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은 Shore B 스케일 상에서 100 보다 큰 경도 또는 80 초과의 Brinell 경도를 갖는 경질 재료(hard material)인, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은, 금속 시트, 알루미나 및 클레이 기반 재료들을 포함하는 소결된(sintered) 세라믹 시트, 석영 및 사파이어와 같은 결정성 세라믹 재료들, 실리콘 또는 실리콘 카바이드와 같은 시트 또는 웨이퍼 반도체 재료들, 또는 유리 시트를 포함하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  13. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 전기적 절연 재료의 층 중 적어도 하나는 열가소성 폴리머 재료의 시트 또는 필름인, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  14. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 어셈블리에 공급된 폴리머 밀봉 매체를 포함하고, 상기 폴리머 밀봉 매체는 상기 어셈블리를 보호하는, 전자 컴포넌트 어셈블리.
  15. 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 전자 컴포넌트 어셈블리를 포함하는 컨테이너 또는 포장재(wrapping)를 포함하는, 패키징.
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