KR102466431B1 - 적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도 - Google Patents

적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR102466431B1
KR102466431B1 KR1020227003960A KR20227003960A KR102466431B1 KR 102466431 B1 KR102466431 B1 KR 102466431B1 KR 1020227003960 A KR1020227003960 A KR 1020227003960A KR 20227003960 A KR20227003960 A KR 20227003960A KR 102466431 B1 KR102466431 B1 KR 102466431B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pcb
file
hfcp
ame
rcm
Prior art date
Application number
KR1020227003960A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220019856A (ko
Inventor
아비람 이안코비씨
오메르 골드스테인
Original Assignee
나노-디멘션 테크놀로지스, 엘티디.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나노-디멘션 테크놀로지스, 엘티디. filed Critical 나노-디멘션 테크놀로지스, 엘티디.
Publication of KR20220019856A publication Critical patent/KR20220019856A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102466431B1 publication Critical patent/KR102466431B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0005—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits for designing circuits by computer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • B29C64/336—Feeding of two or more materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0271—Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0154—Polyimide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09009—Substrate related
    • H05K2201/09136—Means for correcting warpage
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1327—Moulding over PCB locally or completely
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1572—Processing both sides of a PCB by the same process; Providing a similar arrangement of components on both sides; Making interlayer connections from two sides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0091—Apparatus for coating printed circuits using liquid non-metallic coating compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components

Abstract

본 개시는 표면 실장 칩 패키지(SMT)를 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)에 납땜하기 위한 리플로우 프로세스 동안에 표면 실장 칩 패키지(SMT)로 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)에 뒤틀림을 완화하기 위한 시스템, 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시는 SMT를 실질적으로 캡슐화하고 적재 및 추가 조작 또는 프로세싱 동안에 뒤틀림을 완화하고/완화하거나 PCB, HFCP 또는 AME를 보호하기 위한 표면-상보형 유전체 마스크 또는 리플로우 압축 마스크의 제조에 관한 것이다.

Description

적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도
본 개시는 a) 리플로우 프로세스 중에 표면 실장 칩 패키지(SMT: surface mounted chip package)로 인쇄 회로 보드(PCB: printed circuit board), 고주파 접속 PCB(HFCP: high-frequency connect PCB)에 뒤틀림(warpage)을 완화하고 b) PCB가 채워진 외부 층의 네거티브(negative) 이미지를 반영하는 캡슐화 층으로 전체 PCB를 선택적으로 둘러싸기 위한 시스템, 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 SMT를 실질적으로 캡슐화하고 PCB 상에 실장된 디바이스의 뒤틀림 및 선택적인 캡슐화를 완화하기 위한 표면-상보형 유전체 마스크의 제조에 관한 것이다.
소형 폼 팩터를 갖는 전자 디바이스는 예를 들어, 제조, 비즈니스, 소비재, 군사, 항공, 사물 인터넷 등의 모든 영역에서 점점 더 수요가 증가하고 있다. 이러한 더 작은 폼 팩터를 갖는 제품은 표면 상에서 서로 근접하게 배치된 좁은 공간의 디지털 및 아날로그 회로 또는 칩 패키지를 갖는 컴팩트하고 복잡한 PCB에 의존한다. 마찬가지로, 소형 폼 팩터 PCB, OEM 수요 훨씬 더 큰 견고성, 더 높은 품질, 프로세싱 및 사용 동안의 더 나은 결함 허용 오차, 더 낮은 '기생' 또는 '블리딩(bleeding) 상호 접속, 및 이러한 (소형 폼 팩터) 설계와 연관된 더 나은 조립체 수율과 연관된 복잡도 및 문제에 추가하여, 진보된 패키징(예를 들어, 볼 그리드 어레이(BGA: ball-grid array), 마이크로-BGA, 쿼드-플랫 팩(QFP: quad-flat pack) 및 칩 스케일 패키징(CSP: chip scale packaging))에서 패키징되는 이러한 능동 디바이스의 축소(소형화)와 함께, 실질적으로 더 크고 더 복잡한 수의 전자 기능을 수행하기 위해 이러한 (소형) 디바이스에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, PCB 상에 실장되는, 예를 들어, BGA(볼 그리드 어레이) 또는 CSP(칩 사이즈 패키지)와 같은 각각의 SMT 컴포넌트의 단자 피치는 증가된 PCB 복잡도 및 SMT 밀도로 인해 감소되었으며, SMT 컴포넌트의 단자의 수는 증가하고 있다. 이러한 컴포넌트는 통상적으로 복수의 재료로 제조되므로, 내부 온도가 불균일해질 수 있게 할 수 있고, 또한 이러한 복수의 재료, 환경 및 PCB 자체 사이의 팽창 계수의 차이에 따라 리플로우 납땜 프로세스를 사용하여 PCB 상에 실장할 때 가열 시 뒤틀릴 가능성이 더 높다.
또한, 최근 PCB의 두께를 감소시키는 경향(예를 들어, 좁은-피치 컴포넌트로부터 배선 라우팅 및 배선 면적 감소 측면에서 효과적인 비아 홀(via hole)의 길이 감소)으로 인해, 가열-관련 뒤틀림은 SMT 컴포넌트뿐만 아니라 PCB 자체에도 발생할 수 있다. 즉, PCB의 두께가 감소할수록, 보드가 뒤틀릴 가능성이 높아져 SMT에 대한 커플링을 취약하게 한다.
열 뒤틀림은 SMT 컴포넌트 자체 내에서 (특히 표면에 대한 SMT의 팽창 및 이완을 제한하는 땜납 응고 후) 상이한 재료 사이 및/또는 SMT 컴포넌트와 PCB의 유전체 부분 사이의 열팽창 계수(CTE: coefficient of thermal expansion) 및 영률(Young's modulus) 불일치로 인해 유도되는 것으로 생각된다. 리플로우 프로세스 동안, SMT 컴포넌트는 함께 실장되고 고온 및 가혹한 온도 구배를 받는다. 이것은 전체 열 뒤틀림을 악화시킬 수 있다. 너무 큰 뒤틀림은 땜납 범프의 면외 정렬을 유도하며, 이는 납땜되지 않거나 기계적으로 약화된 접합으로 이어질 수 있다. 또한, PCB 뒤틀림은 접합부의 형성 및 형상에 영향을 미쳐 (예를 들어, BGA에서) 땜납 볼의 동일 평면 문제를 야기할 수 있으며, 동작 조건 하에서 땜납 접합부의 열 피로를 유발하며, 이는 결국 땜납 접합 신뢰성에 영향을 미치고 전자 디바이스의 고장으로 이어질 수 있다.
또한, 실장된 디바이스를 열악한 환경으로부터 보호하고/보호하거나 상보형 유전체 마스크를 영구적으로 통합함으로써 추가 기능을 제공할 필요가 있다. 이러한 유전체 마스크는 신호의 입력/출력(I/O) 및 열 싱킹(sinking) 목적을 위해 금속 트레이스와 블록을 추가로 포함할 수 있다.
뒤틀림에 영향을 미칠 요인은 리플로우 납땜 프로세스 동안의 시간/온도 프로파일, PCB 두께, PCB 토폴로지(topology), 트레이스 밀도의 공간적 불균형 및 다른 요인을 포함할 수 있다.
본 개시는 적층 제조 기술 및 시스템의 사용에 의해 위에 식별된 결점 중 하나 이상을 극복하는 것에 관한 것이다.
다양한 예시적인 구현에서, 리플로우 프로세싱 동안 표면 실장 칩 패키지(SMT)로 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 및 적층-제조 전자 부품(AME)에서 뒤틀림을 완화하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 보다 구체적으로, PCB, HFCP 또는 적층 제조 전자 부품(AME)의 외부 층에 커플링된 SMT를 실질적으로 캡슐화하고 SMT 컴포넌트(들) 및 PCB, HFCP 또는 AME 자체의 뒤틀림을 완화하는 데 사용되는 방법, 시스템 및 표면-상보형 유전체 마스크의 예시적인 구현이 개시된다.
본원에 제공된 예시적인 구현에서, 리플로우 프로세싱 동안 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 뒤틀림을 완화시키는 컴퓨터화된 방법이 제공되며, 본 방법은 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일을 획득하는 단계로서, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME는 정점(apical) 표면 및 기저(basal) 표면을 갖는, 복수의 파일을 획득하는 단계; 복수의 파일을 사용하여 표면-상보형 유전체 마스크(SCDM: surface-complementary dielectric mask)(리플로우 목적을 위해 특별히 제작된 경우 리플로우 압축 마스크와 교환 가능 - RCM))를 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 제조하는 단계; 및 리플로우 프로세싱을 시작하기 전에, RCM을 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 커플링하여 리플로우 프로세싱 동안 뒤틀림을 완화시키는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크 또는 RCM을 제조하는 단계는, 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은 (제1) 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 인쇄 헤드; 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 인쇄 헤드로 이송하도록 구성되는 컨베이어; 및 적어도 컨베이어 및 (제1) 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈을 포함하고, CPM은 실행 가능 명령어의 세트를 프로세서-판독 가능 매체에 저장한 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어의 세트가 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 CPM으로 하여금, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계; 라이브러리의 각각의 파일이 RCM(즉, 표면-상보형 유전체 마스크 또는 리플로우 압축 마스크)을 인쇄하기 위한 실질적으로 2D 층을 나타내는 파일 라이브러리를 생성하는 단계로서, CAM 모듈이 컨베이어 및 인쇄 헤드 각각을 제어하도록 구성되는, 파일 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행함으로써 잉크젯 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계; (제1) 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여 인쇄를 위해 제1의 실질적으로 2D 층을 나타내는 파일을 획득하는 단계; 인쇄 헤드를 사용하여 파일에 나타낸 제1의 실질적으로 2D 층에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제2 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; 및 표면-상보형 유전체 마스크를 형성하도록 구성된 모든 층이 인쇄 및 경화되면, 기판을 제거하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 구현에서, 잉크젯 프린터를 사용하여 표면-상보형 유전체 마스크(또는 RCM)를 제조하기 위한 방법이 본원에 제공되며, 이는 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은 제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드; 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 제1 인쇄 헤드로 이송하도록 구성되는 컨베이어; 및 적어도 컨베이어 및 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈을 포함하고, CPM은 실행 가능 명령어들의 세트를 갖는 프로세서-판독 가능 매체를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어들의 세트가 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 CPM으로 하여금, RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME(리플로우 프로세스에 후속하는 PCB, HFCP 또는 AME를 지칭)와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계; 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일이 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2D 층을 나타내고 연관된 메타파일이 해당 층에 대한 적어도 인쇄 순서를 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행함으로써 잉크젯 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계; 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여, RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 제1 파일은 RCM의 제1 층에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 기판 상의 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; CAM 모듈을 사용하여, RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 후속 파일은 후속 RCM 층에서 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계 내지 CAM 모듈을 사용하여 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 표면-상보형 유전체 마스크는 그 위의 임의의 표면 실장 컴포넌트들을 실질적으로 캡슐화하는 PCB, HFCP 또는 AME의 표면을 보완하도록 구성된 복수의 공동(cavity), 공극(void), 돌출부, 채널, 다이벳(divet)을 포함하는, 반복하는 단계를 포함한다.
또 다른 예시적인 구현에서, 본 방법은 리플로우를 시작하기 전에, 커플링되는 RCM 및 PCB, HFCP 또는 AME 둘 모두를 수용하도록 동작 가능한 하우징을 제공하는 단계를 더 포함한다.
SMT를 실질적으로 캡슐화하고 뒤틀림을 완화하기 위해 표면-상보형 유전체 마스크 또는 RCM의 직접 및 연속 제조를 위한 시스템, 방법 및 마스크의 이들 및 다른 특징은 제한적이지 않고 예시적인 도면 및 예와 함께 읽을 때 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
SMT를 실질적으로 캡슐화하고 뒤틀림을 완화하기 위한 표면-상보형 유전체 마스크의 제조에 대한 더 나은 이해를 위해, 그 제조 방법 및 조성물은 예시적인 구현과 관련하여 첨부된 예 및 도면을 참조한다.
도 1의 (A 내지 J)는 사용된 파일 정보와 RCM을 제조하기 위한 프로세스의 도면이다.
도 2는 도 1의 J의 단순화된 개략도이다.
도 3a는 다양한 크기의 SMT 컴포넌트를 포함하는 PCB의 예시적인 구현을 도시하며, 도 3b는 그 RCM을 도시한다.
도 4는 통상적인 리플로우 프로세스의 예시적인 구현의 흐름도이다.
본원에서 리플로우 납땜 프로세스 동안 SMT 컴포넌트가 커플링된 PCB 및/또는 HFCP의 뒤틀림을 완화하도록 동작할 수 있는 시스템, 방법 및 마스크의 예시적인 구현이 제공된다.
본원에 개시된 방법, 시스템 및 마스크는 3D 인쇄(예를 들어, PCB, HFCP 또는 AME의 잉크젯 인쇄)에 대해 개조되고 구성된 컴퓨터화된 잉크젯 인쇄 시스템을 사용한다. RCM은 자체적으로 적층 제조(AM: additive manufacturing) 모델 구성으로, 이는 원본 PCB, HFCP 또는 AME 및 SMT 컴포넌트 제조 설계 파일(예를 들어, Gerber, Excelon, Eagle 등)에 기초하여 제조되고, RCM을 인쇄하기 위한 파일의 라이브러리를 자동으로 생성한다.
표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 인쇄하기 위한 설계 파일은 다음과 같을 수 있다(양면 PCB, HFCP 또는 AME를 가정하지만 이에 제한되지 않음):
· 인쇄 회로의 형상/아웃라인, 예를 들어, Gerber 파일(예를 들어, ODB++, RS274D, RS274X, DXF 등). Gerber 파일은 생산에 사용되는 PCB의 각각의 층에 대한 정보를 포함하는 파일 세트이다. 이러한 파일은 예를 들어, 상단 땜납 페이스트 구성, 상단 트레이스 패턴, 하단 트레이스 패턴, 하단 땜납 페이스트 구성, NC 드릴(모든 드릴 구멍의 위치와 크기뿐만 아니라 에지 치수, X, Y, 좌표에 대한 구멍 또는 특징을 포함), 필요한 모든 치수 및 허용 오차를 갖는 보드 아웃라인 및 상세 사항(잠재적으로 다른 파일에 있을 수 있음) 및 제조 도면(선택적) 중 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
· x-y 위치, 회전, 층, 참조 지시자 및 값/패키지와 같이 각각의 SMT 컴포넌트가 PCB, HFCP 또는 AME의 표면(정점 및/또는 기저) 상에 배치되는 장소에 대한 정보를 포함하는 중심 파일.
예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크는 예를 들어, 이하로부터 제조될 수 있다.
· 베이스 섹션 - 아웃라인 파일을 사용하여 제조되고 원하는 높이로 인쇄된다. 열 뒤틀림은 리플로우 납땜을 받는 층의 두께에 의존하기 때문에, 베이스 섹션의 높이(예를 들어, h, 도 2 참조)는 발생할 수 있는 임의의 열 뒤틀림을 완화하도록 크기가 정해지고 구성된다.
· 컴포넌트 섹션 - 원하는 허용 오차를 추가하여 공동, 공극 또는 리세스(예를 들어, 104i, 도 2 참조)가 생성된 중심 파일로 구성되므로, SMT 컴포넌트 배치에 대해 더욱 견고하다(컴포넌트보다 약간 더 큰 공동을 만들므로, 적합할 것이다).
· 패드 섹션 - 컴포넌트 파일 및(정점/기저) 납땜 마스크 위치 파일에 기초하여 공동 생성 및 형성과 함께 아웃라인 파일로부터 구성되고(예를 들어, 땜납 페이스트를 수용하도록 동작 가능한 공극을 형성하도록 구성된 105j, 도 2 참조), 원하는 높이(깊이)로 인쇄되어, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)가 조립 중에 분배된 땜납 페이스트에 접촉하지 않고 리플로우 프로세싱 전에 페이스트를 번지게 하지 않도록 보장한다.
· 정렬 섹션(예를 들어, 기점 위치) - PCB, HFCP 또는 AME의 상보적 표면(정점 및/또는 기저부)과 기점으로 작용하고 표면 상보형 유전체 마스크(RCM)를 정렬하는 작은 원통형 돌출부(예를 들어, 비도금 드릴 구멍과 맞물리(engage)도록 크기가 정해지고 구성된 돌출부를 형성하도록 구성된 106p, 도 2 참조)를 제조하기 위해 드릴 파일(예를 들어, 수치 제어(NC: numeric control) 드릴 파일, Excellon 등)로부터 생성된다. PCB, HFCP 또는 AME에 드릴이 없는 경우, 보드의 아웃라인이 PCB, HFCP 또는 AME의 원하는 깊이로 엔벨로핑, 프레임 및 제조될 프레임(예를 들어, 107, 도 2 참조)을 생성하는 데 사용될 수 있다. 인쇄된 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)는 그 후 PCB, HFCP 또는 AME의 설계 파일과 관련하여 상보적인 배향으로 자동으로 인쇄될 수 있다.
현재 PCB, HFCP, 또는 AME, 특히 광중합성 중합체를 사용한 적층 제조를 사용하여 제조된 것은 리플로우 납땜 프로세스 동안 경험되는 해당 시간-온도 프로파일과 같은 고온에 노출될 때 변형에 의해 영향을 받을 수 있어(예를 들어, 도 3 참조), 시간과 노동력을 필요로 하는 수동 절차로 조립 옵션을 제한한다. 본원에 개시된 제조된 표면-상보형 유전체 마스크(SCDM) 또는 리플로우 압축 마스크(RCM)는 재사용 가능하고 시간을 절약할 수 있으며, 초기에 PCB, HFCP 또는 AME를 제조하는 데 사용된 것과 동일한 컴퓨터화된 시스템을 사용하여 생성될 수 있다. 또한 PCB, HFCP 또는 AME 상에 SMT 컴포넌트를 정밀하게 배치하는 것은 카메라와 이미지 프로세싱으로 수행될 수 있으며, 이를 통해 고가의 추가 장비(예를 들어, 선택(pick) 및 배치 기계)에 대한 필요 없이 조립 단계에서 컴포넌트의 배치 및 정렬을 할 수 있다.
또한, 표면-상보형 유전체 마스크는 기능 및/또는 적재 동안 인쇄 회로를 보호하기 위한 캡슐화 몰드로서 사용될 수 있어, "캡슐화된" 컴포넌트의 효과를 생성할 수 있다. 또한, 예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크 자체는 예를 들어, 전도성 트레이스(예를 들어, 구리, 은 등)를 갖는 베이스 섹션을 제조하는 것뿐만 아니라 SMT 컴포넌트를 부착함으로써 인쇄 회로(예를 들어, PCB, HFCP, AME 또는 가요성 인쇄 회로(FPC: flexible printed circuit))로서 제조될 수 있으며, 따라서 적층 제조를 사용하여 제조된 복잡한 다중-회로 시스템의 잠재력을 허용한다. 본 출원의 맥락에서, "캡슐화된 컴포넌트(들)"이라는 용어는 특히 내부에 실장된 (PCB, HFCP 또는 AME에 커플링된 SMT 컴포넌트와 같은) 하나 이상의 전자 칩을 갖는 구조를 나타낼 수 있지만, 패키지로서 (표면 상보형 유전체 마스크와 같은) 캡슐화 구조의 일부는 아니다. 이러한 SMT 컴포넌트는 캡슐화 구조(예를 들어, 표면 상보형 유전체 마스크)에서 대응하는 상보형 공동의 두께보다 작은 두께를 가질 수 있다.
또한, 리플로우 프로세싱, 적재 또는 기능 이전에, 순수한 유전체 형태이든 또는 (논(non)-테스트) 토폴로지 회로로서든 PCB, HFCP 또는 AME의 표면에 커플링된 RCM은 추가로 PCB, HFCP 또는 AME를 수용하도록 동작 가능한 하우징을 제공하여, 그리고 이에 커플링된 RCM을 갖는 표면과, 커플링된 RCM에 따라서도 고정될 수 있다. 본 개시의 맥락에서, "수용하는"이라는 용어는 수용된 컴포넌트(들)(예를 들어, PCB, HFCP 또는 AME 및 임의의 표면-커플링된 RCM)를 수용 컴포넌트(예를 들어, 하우징) 내부에 대응되게 끼우기 위해 대응 치수를 포함하는 수용(예를 들어, 하우징)으로서 나타내어지는 컴포넌트를 지칭한다. 하우징은 예를 들어, 금속, 강화된 열경화성 수지(예를 들어, 유리 섬유) 등으로 제조될 수 있다. 또한, RCM은 특정 실시예에서, 제1 유전체 잉크 조성물에 혼입된 고-Tg 수지, 예를 들어, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리(에테르설폰)(PESU), 폴리(아미드-이미드)(PAI), 폴리(이미드)(PI), 이들의 공중합체 및 예를 들어, 그래파이트(graphite)의 유리 섬유로 강화된 3량체로부터 제조된다.
따라서, 그리고 예시적인 구현에서, 리플로우 프로세싱 동안 조립된(적어도 하나의 커플링된 SMT를 갖는 것을 의미) PCB, HFCP 또는 AME의 뒤틀림을 완화하는 컴퓨터화된 방법이 본원에 제공되며, 본 방법은 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 각각과 연관된 복수의 파일을 획득하는 단계로서, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME 각각은 정점(apical) 표면 및 기저(basal)를 갖고 선택적으로 복수의 측면 표면을 갖는, 복수의 파일을 획득하는 단계; 복수의 파일을 사용하여 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 제조하는 단계; 및 리플로우 프로세싱을 시작하기 전에, 상보형 표면 유전체 마스크를 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 커플링하여 리플로우 프로세싱 중 뒤틀림을 완화시키는 단계를 포함한다.
본 개시의 맥락에서, "뒤틀림"이라는 용어는 조립 중에 또는 조립 후에, 예를 들어, 리플로우 프로세스 동안 발생할 수 있는 집적 회로(IC) 패키지(예를 들어, SMT), PCB, HFCP 또는 AME, 이들의 표면 또는 조합의 스트레인(strain)으로 인한 비평탄성 또는 곡률(즉, 수평 안착 평면으로부터 수직 편향)을 의미한다. IC 패키지, PCB, HFCP 또는 AME 또는 이들의 조합은 오목 또는 볼록(또는 부분적으로 볼록 및 오목) 프로파일로 구부러지며, 여기서 "볼록"은 일반적으로 위쪽으로 또는 부착된 다이(die) 및/또는 보강재 쪽으로 구부러지는 것으로 정의되며, "오목"은 일반적으로 아래쪽으로 구부러거나 부착된 다이 및/또는 보강재에서 멀어지는 것으로 정의된다. 또한, 본 개시의 맥락에서 "완화"는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM), 및/또는 PCB, HFCP 또는 AME의 임의의 조작을 포함하는 것을 의미하며, 이는 PCB 및/또는 이에 커플링된 임의의 SMT 컴포넌트(IC)의 성능에 대한 해로운 영향의 감소 및 리플로우 프로세스 이후 PCB 및/또는 이에 커플링된 임의의 SMT 컴포넌트에 대한 손상의 감소 중 적어도 하나로 이어질 수 있다. 완화라는 용어는 또한 (커플링된 PCB, HFCP 또는 AME의) 적재, 리플로우 프로세싱 및 본원에 개시된 네스팅된 PCB, HFCP 또는 AME 커플링 애드-온(add-on)(즉, 원래의 제1 PCB, HFCP 또는 AME에 제1의 원래 PCB, HFCP 또는 AME의 표면에 상보적인 적어도 하나의 표면을 갖도록 제조된 제2 PCB, HFCP 또는 AME의 동작 가능한 커플링) 중 적어도 하나 동안 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)의 임의의 사용을 포함한다. 예를 들어, 개시된 시스템 및 방법의 예시적인 구현에서, "완화"라는 용어는 PCB, HFCP 또는 AME가 "IPC-9641 고온 인쇄 보드 평탄도 가이드라인"을 준수하도록 보장하는 것을 의미한다.
예를 들어, 플라스틱 볼 그리드 어레이(PBGA: plastic ball grid array) 컴포넌트의 면외 변형의 뒤틀림을 측정하는 것은 예를 들어, 가열 플랫폼과 결합된 열 그림자 모아레(
Figure 112022012903586-pct00001
) 장치(
Figure 112022012903586-pct00002
)를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 방법은 풀-필드(full-field) 그림자 모아레, 공초점 마이크로스코피, 스트레인 게이지의 어레이, (리플로우 중 온도 분포 및/또는 스트레인 게이지 데이터의) 유한 요소 분석을 사용할 수 있다.
또한, "파일(file)"이라는 용어는 사용자 간에 공유될 수 있는 임의의 형태에 임의의 컴퓨터/프로세서 판독-가능 데이터를 포함할 것이다. '파일'은 운영 체제에 의해 저장되는 개별 파일일 수 있거나, '파일'은 데이터베이스의 레코드, 이미지 또는 이미지의 일부, 데이터베이스의 블록 또는 부분, 또는 사용자 간에 공유될 수 있고 본원에 개시된 시스템에 의해 사용될 수 있는 임의의 다른 컴퓨터 판독 가능 데이터일 수 있다.
리플로우 프로세싱 동안 뒤틀림을 완화하기 위해 개시된 시스템을 사용하여 구현된 컴퓨터화된 방법에 사용되는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일은 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 아웃라인을 정의하도록 구성된 파일; 및 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 조립된 적어도 하나의 표면-실장 집적 회로(SMT)의 치수 및 공간 배열을 정의하도록 구성된 파일을 추가로 포함한다. 또한, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일은 땜납 페이스트 분배의 공간 파라미터를 정의하도록 구성된 파일; 및 정렬 파일 중 적어도 하나를 추가로 포함하며, 여기서 정렬 파일은 비도금 드릴(스루(through)) 홀(NPTH: non-plated drill (through) hole), 도금된 스루 홀(PTH: plated thru hole) 및 블라인드 비아(예를 들어, PCB 상의 다양한 층에 접속하기 위해 모두 사용되는 PTH 또는 블라인드 비아와 차별화되는 SMT 컴포넌트를 커플링 및 납땜하기 위해 사용되는 NPTH) 중 적어도 하나의 공간 배열을 포함한다.
따라서, 본원에 제공된 방법에서, 리플로우 프로세스 동안 뒤틀림을 완화하기 위해 사용되는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 제조하는 단계는 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은, (제1) 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 (제1) 인쇄 헤드; 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 인쇄 헤드로 이송하도록 구성되는 컨베이어; 및 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈를 포함하고, CPM은 실행 가능 명령어의 세트를 저장하는 비일시적 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 실행 가능 명령어의 세트가 실행될 때 CPM으로 하여금, 본원에 개시된 다양한 파일(예를 들어, ODB, ODB++, an.asm, STL, IGES, STEP(ISO 10303-21), 중간 데이터 파일(IDF: intermediate data file), Catia, SolidWorks, Autocad, ProE, 3D Studio, Gerber, Rhino, Altium, Orcad)을 수신하는 단계; 각각의 파일이 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 인쇄하기 위한 실질적으로 2D 층을 나타내는 파일의 라이브러리를 생성하는 단계(예를 들어, JPEG, GIF, TIFF, BMP, PDF 파일 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합과 같은 래스터(raster) 파일)로서, CAM 모듈은 컨베이어 및 인쇄 헤드의 각각을 제어하도록 구성되는, 파일의 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하게 하는, 상기 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여, 제1의 실질적인 2D 층을 획득하는 단계; 인쇄 헤드를 사용하여 제1의 실질적인 2D 층에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 패턴을 경화시키는 단계; RCM의 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계; 인쇄 헤드를 사용하여 후속 층에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제2 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; 및 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 형성하도록 구성된 모든 층이 인쇄 및 경화되면 기판을 제거하는 단계를 추가로 포함한다.
본 개시의 맥락에서, "동작 가능한"이라는 용어는 시스템 및/또는 디바이스 및/또는 프로그램, 또는 특정 요소, 컴포넌트 또는 단계가 완전히 기능적으로 크기가 정해지고, 개조(adapt)되고 교정되며, 수용하기에 적절한 내부 치수를 갖는 요소를 포함하고, 활성화되거나, 커플링되거나 구현될 때, 전원을 공급받는지와 관계없이, 구현되거나, 실시되거나, 작동되거나, 구현될 때, 또는 실행 가능 프로그램이 시스템, 방법 및/또는 디바이스와 연관된 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 인용된 기능을 수행하기 위한 적용 가능한 동작 가능 요건을 충족한다는 것을 의미한다. 개시된 시스템 및 방법과 관련하여, "동작 가능한"이라는 용어는 또한 시스템 및/또는 회로가 완전히 기능하고 교정되고, 로직을 포함하고, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 인용된 기능을 수행하기 위한 적용 가능한 동작 가능 요건을 충족함을 의미한다.
개시된 방법을 구현하는 시스템은 여러 서브 시스템 및 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 이들은 예를 들어, 인쇄 헤드(들), 기판(또는 기판이 커플링되는 척(chuck)), 그 가열 및 컨베이어 모션을 제어하기 위한 기계적 서브 시스템; 잉크 조성물 주입 시스템; 경화 및/또는 소결(전도성 잉크가 독립형 PCB, HFCP 또는 AME로서 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 형성하기 위해 분배되는 경우) 서브-시스템; 프로세스를 제어하도록 구성되고 적절한 인쇄 명령어와 필요한 파일을 생성하거나, 원격 위치(예를 들어, 2D 파일 라이브러리)에서 이러한 파일을 검색하는 프로세서(예를 들어, GPU 및/또는 CPU)를 갖는 컴퓨터화된 서브-시스템, 자동화된 로봇 아암(arm)(예를 들어, 선택-및-배치)과 같은 컴포넌트 배치 시스템, 기계 비전 시스템(예를 들어, 공초점 광학을 사용하여 뒤틀림을 측정) 및 3D 인쇄를 제어하기 위한 명령 및 제어 시스템(예를 들어, CPM)일 수 있다.
"모듈"이라는 용어의 사용은 컴포넌트가 모듈의 일부로 설명되거나 청구된 기능이거나, (단일) 공통 패키지에서 모두 구성된다는 것을 의미하지 않는다. 실제로, 제어 로직, GPU, SATA 메모리 드라이브 또는 다른 컴포넌트에 관계없이 모듈의 다양한 컴포넌트 중 임의의 것 또는 전부는 단일 패키지로 결합되거나 별도로 유지될 수 있으며, 복수의 그룹화 또는 패키지로 또는 복수의 (원격) 위치 및 디바이스에 걸쳐 추가로 분산될 수 있다. 또한, 특정의 예시적인 구현에서, "모듈"이라는 용어는 모놀리식 또는 분산된 하드웨어 유닛을 지칭한다. 또한, 본원에 제공된 개시의 맥락에서, 인쇄-헤드와 관련하여 사용되는 "분배기"라는 용어는 잉크젯 잉크 방울이 분배되는 인쇄 헤드를 지정하는 데 사용된다. 분배기는 예를 들어, 마이크로-밸브, 압전 분배기, 연속-제트 인쇄-헤드, 보일링(boiling)(버블-제트) 분배기 및 분배기를 통과하는 유체의 온도 및 특성에 영향을 미치는 다른 것을 포함하는 소량의 액체를 분배하기 위한 장치일 수 있다.
나타낸 바와 같이, 실행 가능한 명령어의 세트는 프로세서로 하여금 복수의 후속 층의 파일의 라이브러리를 생성하도록 실행될 때 추가로 구성되며, 이에 의해 각각의 후속 층 파일은 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 인쇄하기 위한 실질적인 2차원(2D) 후속 층을 나타내며, 각각의 후속 층은 인쇄 순서에 의해 인덱싱된다. 예시적인 구현에서, 각각의 층 파일은 층의 층에서 유전체 잉크 표현의 패턴에 대한 인쇄 명령어를 제공하도록 구성된다.
예시적인 구현에서, 층에 인쇄된 패턴은 인쇄 순서의 마지막 층을 인쇄할 때 SMT 컴포넌트를 수용하도록 크기가 정해진 공극(주어진 3D 좌표 위치의 체적을 지칭)을 형성하도록 구성되고, 땜납 페이스트 분배 좌표 및 양을 상세히 설명하는 파일에 기초하여 2D 파일 라이브러리에서 층별로 특정된 생성 패턴을 개조시켜 라이브러리에 적어도 하나의 파일을 생성하고, 땜납 페이스트를 수용(즉, 이를 위한 공간을 제공)하도록 구성된 패턴을 정의하고; 예를 들어, 정렬 파일(예를 들어, EAGLE)을 사용하여 비도금 드릴 구멍(NPTH), 블라인드 비아, 도금된 스루 홀(PTH) 중 적어도 하나와 맞물리도록 크기가 정해지고 구성되는 돌출부(예를 들어, 원통형 또는 다른 형상)를 형성하도록 구성된 패턴을 생성하기 위해 생성된 패턴 라이브러리를 개조시키도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 잉크젯 프린터를 사용하여 정점 표면 층 및 기저 표면 층 중 적어도 하나에 동작 가능하게 커플링된 적어도 하나의 표면 실장 컴포넌트(SMT)를 각각 갖는 조립된 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)에 대한 상보형 유전체 표면 마스크를 제조하기 위한 컴퓨터화된 방법이 본원에 제공되며, 본 방법은, 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은, 제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드; 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 제1 인쇄 헤드들로 이송하도록 구성된 컨베이어; 및 적어도 컨베이어 및 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM") 모듈을 포함하고, CPM은 실행 가능 명령어의 세트를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어의 세트가 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 CPM으로 하여금, RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계; 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 상기 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일이 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2차원(2D) 층을 나타내고 메타파일이 적어도 인쇄 순서를 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행함으로써 잉크젯 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계; 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여, RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 제1 파일은 RCM에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 제1 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 기판 상의 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; CAM 모듈을 사용하여, RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 후속 파일은 후속 층에서 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계 내지 CAM 모듈을 사용하여 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, RCM은 그 위의 표면 실장 컴포넌트 실질적으로 캡슐화하는 PCB, HFCP 또는 AME의 표면을 보완하도록 구성된 복수의 공동을 포함하는, 반복하는 단계; 및 기판을 제거하는 단계를 포함한다.
"칩"이라는 용어는 패키징되지 않은, 단일화된 IC 디바이스를 지칭한다. "칩 패키지"라는 용어는 특히 인쇄 회로 보드(PCB)와 같은 회로 기판에 플러깅(소켓 실장)하거나 납땜(표면 실장)하기 위해 칩이 들어와서 칩에 대한 실장을 생성하는 하우징을 나타낼 수 있다. 전자 부품에서, 칩 패키지 또는 칩 캐리어라는 용어는 손상 없이 처리되고 회로에 통합될 수 있도록 컴포넌트 또는 집적 회로 주위에 추가된 재료를 나타낼 수 있다.
따라서, CAM 모듈은 SMT 컴포넌트 물자표(BOM: bill of materials) 파일을 잠재적으로 포함하는 Gerber(ODB++) 및 중심 파일과 같은 PCB 제작 파일로부터 변환된 파일을 저장하는 2D 파일 라이브러리를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 2D 라이브러리는 위에 개시된 파일 대신 또는 추가로 다른 파일 포맷으로부터 변환된 파일을 저장할 수 있다. 이는 예를 들어, STEP 파일 및/또는 IDF 파일이 될 수 있다. 예를 들어, 마스킹하려는 PCB의 IDF 파일은 실질적으로 2D 층 파일을 생성하기 위해 CAM에 의해 사용될 수 있는 2개의 파일을 생성한다. 이는 보드 구조와 관련된 *.enm 파일과 커플링된 컴포넌트와 관련된 *.emp 파일이다.
본원에 사용된 "라이브러리"라는 용어는 리플로우를 수행하고, 적재되고 추가로 프로세싱되려는 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 다양한 파일로부터 도출된 표면-상보형 유전체 마스크(RCM), 2D 층 파일의 집합을 지칭하며, 데이터 수집 어플리케이션에 의해 액세스 가능하고 사용되며 컴퓨터-판독 가능 매체에 의해 실행되는 각 층의 유전체 패턴을 인쇄하는 데 필요한 정보를 포함한다. CAM은 파일 라이브러리와 통신하는 프로세서; 프로세서에 의한 실행을 위한 동작 명령어 세트를 저장하는 메모리 디바이스 또는 비일시적 저장 디바이스; 프로세서 및 라이브러리와 통신하는 분배기로서의 역할을 하는 마이크로기계식 잉크젯 인쇄 헤드 또는 헤드들; 및 파일 라이브러리, 메모리 및 마이크로기계식 잉크젯 인쇄 헤드 또는 헤드들과 통신하는 인쇄 헤드(또는 헤드들) 인터페이스 회로를 추가로 포함하며, (2D) 파일 라이브러리는 기능 층(즉, 최종 제조의 일부를 형성하는 층)에 특정한 프린터 동작 파라미터를 제공하도록 구성된다.
또한, 본원에 설명된 시스템, 방법 및 조성물과 함께 사용되는 칩 또는 칩 패키지는 쿼드 플랫 팩(QFP: Quad Flat Pack) 패키지, 씬 스몰 아웃라인 패키지(TSOP: Thin Small Outline Package), 스몰 아웃라인 집적 회로(SOIC: Small Outline Integrated Circuit) 패키지, 스몰 아웃라인 J-리드(SOJ: Small Outline J-Lead) 패키지, 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지, 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WLCSP: Wafer Level Chip Scale Package), 몰드 어레이 프로세스-볼 그리드 어레이(MAPBGA: Mold Array Process-Ball Grid Array) 패키지, 볼-그리드 어레이(BGA: Ball-Grid Array), 쿼드 플랫 노-리드(QFN: Quad Flat No-Lead) 패키지 및 랜드 그리드 어레이(LGA: Land Grid Array) 패키지, 수동 컴포넌트 또는 상술한 것 중 둘 이상을 포함하는 조합일 수 있다.
특정 예시적인 구현에서, 본원에 제공된 시스템은 CAM 모듈과 통신하고 CAM 모듈의 제어 하에 있는 로봇 아암을 추가로 포함하고, 이는 복수의 능동 컴포넌트 각각을 지정된 위치에 배치하도록 구성되며, 시스템에 의해 제조될 수 있다.
납땜 페이스트 또는 납땜 볼은 예를 들어, 전도성 요소 또는 땜납 볼이 사전 선택된 크기 또는 크기들이고 하나 이상의 사전 선택된 거리 또는 피치에서 서로 이격되어 있는 그리드 어레이 패턴으로 배열될 수 있다. 따라서 "미세 볼 그리드 어레이"(FBGA)라는 용어는 상대적으로 작은 전도성 요소 또는 서로 매우 작은 거리로 이격되어 치수적으로 작은 간격 또는 피치로 귀결되는 땜납 볼로 간주되는 것을 갖는 특정 볼 그리드 어레이 패턴을 단지 지칭한다. 본원에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, "볼 그리드 어레이"(BGA)라는 용어는 미세 볼 그리드 어레이(FBGA)뿐만 아니라 볼 그리드 어레이를 포함한다. 따라서 그리고 예시적인 구현에서, 본원에 설명된 방법을 사용하여 인쇄된 전도성 잉크를 나타내는 패턴은 상호 접속(즉, 땜납) 볼을 제조하도록 구성된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 땜납 볼은 전용 리세스(105j)에 위치될 수 있다.
본원에서 사용되는 "상보적(complementary)"이라는 용어는 2개의 표면 프로파일, 예를 들어, 도 1의 A 및 도 1의 J에 도시된 표면 프로파일이 도 1의 A에 의해 나타낸 표면 토폴로지 프로파일이 예를 들어, 도 1의 J에 도시된 것과 같은 대향 유닛의 상보적인 표면 토폴로지 프로파일과 실질적으로 네스팅(nest)될 수 있도록 크기가 정해지고 구성됨을 의미한다. "상보적인" 표면이 동일할 필요는 없다. "실질적으로" 또는 "일반적으로"는 특징의 완벽한 구성이나 위치를 필요로 하지 않으며, 예를 들어, 제조 허용 오차 또는 프로세싱 방법, 예를 들어, 땜납 볼, 납땜 페이스트 또는 납땜 파우더의 사용에 기초하여 변할 수 있다.
예를 들어, SMT 컴포넌트(예를 들어, 쿼드 플랫 팩(QFP) 패키지, 씬 스몰 아웃라인 패키지(TSOP), 스몰 아웃라인 집적 회로(SOIC) 패키지, 스몰 아웃라인 J-리드(SOJ) 패키지, 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC) 패키지, 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WLCSP), 몰드 어레이 프로세스-볼 그리드 어레이(MAPBGA) 패키지, 볼-그리드 어레이(BGA), 쿼드 플랫 노-리드(QFN) 패키지, 랜드 그리드 어레이(LGA) 패키지 또는 이들의 조합)는 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 모두에 커플링되며, 본원에 제공된 방법은 정점 표면에 상보적인 제1 유전체 표면 마스크; 및 기저 표면에 상보적인 제2 유전체 표면 마스크의 제조를 추가로 포함할 수 있다. 예시적인 구현에서, 리플로우 프로세싱 동안, PCB는 제1 및 제2 표면 상보형 유전체 마스크 사이에 샌드위칭되어, 리플로우 프로세싱 동안 PCB에 대한 개선된 베이스를 제공한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 표면-상보형 유전체 마스크를 제조하기 위한 방법 및 조성물에 사용되는 적층 제조 시스템은 전도성 잉크젯 잉크를 분배하도록 개조된 임의의 추가 개수의 추가 기능 인쇄 헤드 또는 소스 재료를 추가로 포함할 수 있으며, 본 방법은, 제2 전도성 잉크 조성물을 제공하는 단계; 제2 전도성 잉크 인쇄 헤드를 사용하여, 제2 전도성 잉크젯 잉크에 대응하는 사전 결정된 패턴을 형성하는 단계로서, 패턴은 접속 단자, 리드에 대한 본드, 상호 접속 볼, 또는 이들의 조합의 2D 표현인, 사전 결정된 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)는 제2 PCB, HFCP 또는 AME로서 제조될 수 있고, 원래 PCB, HFCP 또는 AME 상의 상보적인 표면에 전기적으로 커플링될 수 있다.
"형성하는"(및 "형성된" 등의 파생어)이라는 용어는 예시적인 구현에서 본 기술 분야에 알려진 임의의 적절한 방식을 사용하여 다른 재료(예를 들어, 기판, 수지 또는 다른 층)와 접촉하는 유체 또는 재료(예를 들어, 전도성 잉크)를 펌핑, 주입, 붓기(pouring), 방출, 대체, 스폿팅(spotting), 순환 또는 다르게 배치하는 것을 지칭한다. 마찬가지로, "매립된"이라는 용어는 칩 및/또는 칩 패키지가 주변 구조 내에 단단히 커플링되거나 재료 또는 구조 내에 꼭 맞게 또는 단단히 둘러싸이는 것을 지칭한다.
본원에 설명된 적절한 분배기에 의해 피착된 유전체 층 또는 패턴의 경화는 예를 들어 가열, 광중합, 건조, 플라즈마 증착, 어닐링, 산화 환원 반응 촉진, 자외선 빔에 의한 조사 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합에 의해 달성될 수 있다. 경화는 단일 프로세스로 수행될 필요가 없으며, 동시에 또는 순차적으로 여러 프로세스를 포함할 수 있다(예를 들어, 추가 인쇄 헤드에 있어서 건조 및 가열 및 가교제 피착).
예시적인 구현에서, PCB의 리플로우 프로세싱 동안 뒤틀림을 완화하기 위해 본원에 개시된 방법에서 표면-상보형 유전체 마스크(RCM), 또는 몰드를 형성하는 데 사용되는 유전체 잉크 조성물은 폴리에스테르(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리(비닐아세테이트)(PVA), 폴리-메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리(비닐피롤리돈), 다관능성 아크릴레이트, 또는 상술한 것 중 하나 이상의 혼합물, 단량체, 올리고머 및 공중합체를 포함하는 조합을 포함하며, 이는 가교를 추가로 거칠 수 있다. 이러한 맥락에서, 가교는 가교제를 사용하여 공유 결합에 의해, 즉 가교기(linking group)를 형성함으로써, 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 아크릴레이트 또는 아크릴아미드에 한정되지 않지만 이와 같은 단량체의 라디칼 중합에 의해 모이어티(moiety)를 함께 접합하는 것을 지칭한다. 일부 예시적인 구현에서, 가교기는 중합체 아암의 말단까지 성장한다.
예를 들어, 다관능성(multi-functional) 아크릴레이트는 1,2-에탄디올 디아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜탄디올 디아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴레이트 조성물의 단량체, 올리고머, 중합체 및 공중합체 중 적어도 하나이다.
예시적인 구현에서, "공중합체"라는 용어는 2개 이상의 단량체(3량체, 4량체 등을 포함)로부터 유도된 중합체를 의미하고, "중합체"라는 하나 이상의 상이한 단량체로부터의 반복 단위를 갖는 임의의 탄소-함유 화합물을 지칭한다.
다른 기능성 헤드는 본원에 설명된 방법을 구현하기 위한 시스템에서 사용되는 잉크젯 잉크 인쇄 헤드의 전, 그 사이 또는 뒤에 위치될 수 있다. 이는 사전 결정된 파장(
Figure 112022012903586-pct00003
)에서 전자기 방사선을 방출하도록 구성되고 단독으로 또는 광개시제(들)의 존재 하에서 다관능성성 아크릴레이트를 광중합하여 경화시키는 데 사용되는 전자기 방사선(EMR: electromagnetic radiation)의 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, EMR 소스는 190 nm 내지 약 400 nm, 예를 들어, 예시적인 구현에서 광중합성 유전체 잉크 조성물을 가속화 및/또는 조절 및/또는 촉진하기 위해 사용될 수 있는 395 nm의 파장에서 방사선을 방출하도록 구성된다. 다른 기능성 헤드는 가열 요소, 다양한 잉크(예를 들어, 지지, 사전-납땜 접속 잉크, 다양한 컴포넌트, 예를 들어, 커패시터, 트랜지스터 등의 라벨 인쇄)를 갖는 추가 인쇄 헤드 및 상술한 것의 조합일 수 있다.
다른 유사한 기능적 단계(따라서 이러한 단계에 영향을 미치기 위한 지지 시스템)는 각각의 표면-상보형 유전체 마스크(RCM), 제조 단계(예를 들어, 분배 및 경화) 이전 또는 이후에 취해질 수 있다. 이러한 단계는 가열 단계(가열 요소 또는 뜨거운 공기의 영향을 받음); (포토레지스트 마스크 지지 패턴의) 광표백, 광경화, 또는 임의의 다른 적절한 화학선 조사원에 대한 노출(예를 들어, UV 광원 사용); 건조(예를 들어, 진공 영역 및/또는 가열 요소 사용); (반응성) 플라즈마 증착(예를 들어, 가압 플라즈마 건 및 플라즈마 빔 제어기 사용); 예를 들어, [4-[(2-히드록시테트라데실)-옥실]-페닐]-페닐요오도늄 헥사플루오로 안티모네이트와 같은 양이온 개시제를 사용하는 것과 같은 가교 링크(다관능성 아크릴레이트에 의한 것이 아님); 코팅 전; 어닐링 또는 산화 환원 반응 촉진 및 이러한 프로세스가 이용되는 순서에 관계없는 이들의 조합을 포함할 수 있다(이에 한정되지 않음). 특정 예시적인 구현에서, 레이저(예를 들어, 선택적 레이저 소결/용융, 직접 레이저 소결/용융), 또는 전자-빔 용융이 인쇄된 유전체 패턴 상에 사용될 수 있다. 전도성 부분이 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)에 추가되는 경우 전도성 부분의 소결은 전도성 부분이 본원에 설명된 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)(100)의 기저 표면(102, 예를 들어, 도 2 참조) 상에 인쇄되는 상황에서도 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
전도성 잉크 조성물을 제형화하는 것은 존재하는 경우, 피착 도구에 의해 부과된 요건(조성물의 점도 및 표면 장력 측면에서) 및 피착 표면 특성(예를 들어, 친수성 또는 소수성, 및 기판 또는 사용되는 경우 지지 재료(예를 들어, 유리)의 계면 에너지) 또는 연속 층이 피착되는 기판 층을 고려할 수 있다. 예를 들어, 전도성 잉크젯 잉크 및/또는 DI(인쇄 온도
Figure 112022012903586-pct00004
에서 측정)의 점도는 예를 들어 약 5 cP 이상, 예를 들어, 약 8 cP 이상, 또는 약 10 cP 이상, 그리고, 약 30 cP 이하, 예를 들어, 약 20 cP 이하, 또는 약 15 cP 이하일 수 있다. 전도성 잉크는 각각 약 25 mN/m 내지 약 35 mN/m의, 예를 들어, 50 ms의 표면 수명 및 25
Figure 112022012903586-pct00005
에서 최대 버블 압력 장력 측정에 의해 측정된 약 29 mN/m 내지 약 31 mN/m의 동적 표면 장력(잉크젯 잉크 방울이 인쇄 헤드 개구에서 형성될 때 표면 장력을 지칭)을 갖도록 구성(예를 들어, 제형화)될 수 있다. 동적 표면 장력은 약 100°내지 약 165°의 박리 가능한 기판, 지지 재료, 수지 층(들), 또는 이들의 조합과의 접촉 각을 제공하도록 제형화될 수 있다.
예시적인 구현에서, "척(chuck)"이라는 용어는 기판 또는 워크피스를 지지, 유지 또는 보유하기 위한 메커니즘을 의미하도록 의도된다. 척은 하나 이상의 단편을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, 척은 스테이지와 인서트(insert)의 조합, 플랫폼을 포함할 수 있고, 재킷화(jacketed)되거나 그렇지 않으면 가열 및/또는 냉각을 위해 구성될 수 있고 또 다른 유사한 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 가질 수 있다.
예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)의 직접, 연속 또는 반연속 잉크젯 인쇄를 가능하게 하는 잉크젯 잉크 조성물, 시스템 및 방법은 제거 가능한 기판 또는 임의의 후속 층 위의 사전 결정된 거리에서, 인쇄 헤드(또는 기판)가 예를 들어 2개(X-Y 차원)로 조작될 때(인쇄 헤드는 또한 Z 축으로 이동할 수 있음을 이해해야 함) 한 번에 하나씩 오리피스로부터 본원에 제공되는 액체 잉크젯 잉크의 방울을 배출함으로써 패턴화될 수 있다. 인쇄 헤드의 높이는 예를 들어, 고정 거리를 유지하면서 층의 수에 따라 변할 수 있다. 각각의 방울은 오리피스에 동작 가능하게 커플링된 웰 내로부터 예시적인 구현에서 변형 가능한 압전-결정을 통해, 예를 들어, 압력 임펄스에 의해 명령에 따라 기판에 대한 사전 결정된 궤적을 취하도록 구성될 수 있다. 제1 잉크젯 금속성 잉크의 인쇄는 부가적일 수 있으며, 더 많은 수의 층을 수용할 수 있다. 본원에 설명된 방법에 사용되는 제공된 잉크젯 인쇄 헤드는 약 0.3 ㎛ 내지 10,000 ㎛ 이하의 최소 층 필름 두께를 제공할 수 있다.
설명된 방법에 사용되고 설명된 시스템에서 구현 가능한 다양한 인쇄 헤드 사이에서 조종되는 컨베이어는 약 5 mm/초 내지 약 1000 mm/초의 속도로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 척의 속도는 예를 들어, 원하는 스루풋, 프로세스에 사용된 인쇄 헤드의 수, 본원에 인쇄된 설명된 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)의 층의 수 및 두께, (유전체) 잉크의 경화 시간, 잉크 용매의 증발 속도 등 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 요인의 조합에 따를 수 있다.
예시적인 구현에서, 금속성(또는 금속성) 잉크, 및/또는 제2 수지 잉크의 각각의 방울의 부피는 0.5 내지 300 피코리터(pL), 예를 들어, 구동 펄스의 강도와 잉크의 특성에 따라 1 내지 4 pL의 범위일 수 있다. 단일 방울을 방출하는 파형은 10 V 내지 약 70 V 펄스, 또는 약 16 V 내지 약 20 V일 수 있고, 약 2 kHz 내지 약 500 kHz의 주파수에서 방출될 수 있다.
특정의 예시적인 구현에서, CAM 모듈은 하나 이상의 표면-상보형 유전체 마스크를 제조하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 추가로 포함한다. 인쇄된 표면-상보형 유전체 마스크는 특정 상황에서 개별 금속(전도성) 컴포넌트와 수지(절연 및/또는 유전체) 컴포넌트를 모두 포함할 수 있으므로, 사실상 토폴로지 회로 보드를 자동으로 형성한다.
본원에 설명된 인쇄 프로세스를 제어하는 컴퓨터는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드는 디지털 컴퓨팅 디바이스의 프로세서에 의해 실행될 때 3차원 잉크젯 인쇄 유닛으로 하여금 리플로우 프로세스를 거치도록 의도된 PCB와 연관된 컴퓨터-지원 설계/컴퓨터-지원 제조(CAD/CAM) 생성 정보(예를 들어, Gerber 및 중심 파일)를 사전 프로세싱하여, 복수의 2D 파일(즉, 각 파일은 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 인쇄하기 위한 적어도 하나의 실질적으로 2D 층을 나타냄)의 라이브러리를 생성하고; 기판의 표면에서 제1 잉크젯 인쇄 헤드로부터의 DI 수지 재료의 방울의 스트림을 유도하고; 기판의 X-Y 평면에서 잉크젯 헤드에 대해 기판을 이동시키는 단계를 수행하게 하며, 여기서 복수의 층(및/또는 각 층 내의 DI 잉크젯 잉크의 패턴) 각각에 대해, 기판의 X-Y 평면에서 잉크젯 헤드에 대해 기판을 이동시키는 단계는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)의 층별 제조에서 수행된다.
또한, 컴퓨터 프로그램은 본원에 설명된 방법의 단계를 수행하기 위한 프로그램 코드 수단뿐만 아니라 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 매체에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 본원에 설명된 방법에서 사용되는 메모리 디바이스(들)는 임의의 다양한 유형의 비휘발성 메모리 디바이스 또는 저장 디바이스(즉, 전원이 없을 때 정보를 잃지 않는 메모리 디바이스)일 수 있다. "메모리 디바이스"라는 용어는 예를 들어, CD-ROM, 플로피 디스크 또는 테이프 디바이스와 같은 설치 매체, 또는 예를 들어, 하드 드라이브, 광 저장 소 또는 ROM, EPROM, FLASH 등의 자기 매체와 같은 비휘발성 메모리를 포함하도록 의도된다. 메모리 디바이스는 다른 유형의 메모리 또는 이들의 조합도 포함할 수 있다. 또한, 메모리 매체는 프로그램이 실행되는 제1 컴퓨터에 위치될 수 있고/있거나 인터넷과 같은 네트워크를 통해 제1 컴퓨터에 연결되는 다른 제2 컴퓨터에 위치될 수 있다. 후자의 경우에, 제2 컴퓨터는 실행을 위해 제1 컴퓨터에 프로그램 명령어를 추가로 제공할 수 있다. "메모리 디바이스"라는 용어는 또한 다른 위치, 예를 들어, 네트워크를 통해 연결된 다른 컴퓨터에 상주할 수 있는 둘 이상의 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 비트맵 라이브러리는 제공된 3D 잉크젯 프린터에 커플링된 CAM 모듈에서 멀리 떨어진 메모리 디바이스에 상주할 수 있고, (예를 들어, 광역 네트워크에 의해) 제공된 3D 잉크젯 프린터에 의해 액세스될 수 있다.
달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 다음 논의로부터 명백한 바와 같이, 명세서 논의 전반에 걸쳐 "프로세싱", "획득", "반복", "로딩", "통신하는", "검출", "계산", "결정", "분석" 등과 같은 용어를 이용하는 것은 트랜지스터 아키텍처와 같은 물리적으로 표현된 데이터를 물리적 구조(즉, 수지 또는 금속/금속화) 층으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및/또는 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션 및/또는 프로세스를 지칭한다.
또한, 본원에서 사용되는 "2D 파일 라이브러리"라는 용어는 단일 표면-상보형 유전체 마스크 또는 복수의 표면-상보형 유전체 마스크를 함께 정의하는 주어진 파일 세트를 지칭한다. 또한, "2D 파일 라이브러리"라는 용어는 검색이 전체로서 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)에 대한 것인지 또는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM) 내의 주어진 특정 층에 대한 것인지에 관계없이 주어진 표면-상보형 유전체 마스크의 구조적 층을 제공하기 위해 인덱싱, 검색 및 재조립될 수 있는 2D 파일 세트 또는 임의의 다른 래스터 그래픽 파일 포맷(일반적으로 직사각형 그리드 형태의 픽셀의 집합으로서의 이미지 표현, 예를 들어, BMP, PNG, TIFF, GIF)을 지칭하는 데 또한 사용될 수 있다.
방법, 프로그램 및 라이브러리에서 사용되는, 본원에서 제조되는 것으로 설명되는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)와 연관된 컴퓨터-지원 설계/컴퓨터-지원 제조(CAD/CAM) 생성 정보는 예를 들어, IGES, DXF, DWG, DMIS, NC 파일, GERBER® 파일, EXCELLON®, STL, EPRT 파일, ODB, ODB++, .asm, STL, IGES, STEP, Catia, SolidWorks, Autocad, ProE, 3D Studio, Gerber, Rhino, Altium, Orcad, Eagle 파일 또는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 생성하는 데 사용되는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 패키지일 수 있는 CAD/CAM 데이터 패키지에 기초할 수 있다. 또한, 그래픽 객체에 부착된 속성(예를 들어, 도 1의 A 내지 도 1의 J 참조)은 제조에 필요한 메타-정보를 전송하고 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 정확하게 정의할 수 있다. 따라서 그리고 예시적인 구현에서, 사전-프로세싱 알고리즘을 사용하여, 본원에 설명된 GERBER®, EXCELLON®, ODB++, Centroid, DWG, DXF, STL, EPRT ASM 등은 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 제조하기 위한 2D 파일의 라이브러리로 변환된다.
본원에 개시된 컴포넌트, 프로세스, 조립체 및 디바이스에 대한 보다 완전한 이해는 첨부 도면을 참조하여 얻을 수 있다. 이들 도면(본원에서 "도면(FIG)"이라고도 칭함)은 본 개시를 설명하는 편의 및 용이성에 기초하여 단지 개략도(예를 들어, 예시)일 뿐이며, 따라서 디바이스 또는 그 컴포넌트의 상대적인 크기 및 치수를 나타내기 위한 것이 아니고/아니거나 예시적인 구현의 범위를 한정 또는 제한하려는 것이 아니다. 이하의 설명에서는 명확성을 위해 특정한 용어가 사용되었지만, 이러한 용어는 도면에서 예시하기 위해 선택된 예시적인 구현의 특정한 구조를 지칭할 뿐, 본 개시의 범위를 한정하거나 제한하려는 의도가 아니다. 이하의 도면 및 이하의 설명에서, 유사한 숫자 표기는 유사한 기능의 컴포넌트를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1의 A 내지 도 3b에서, 도 1의 A에 도시된 바와 같이, 리플로우 프로세스 동안 PCB에 커플링되고자 하는 SMT 컴포넌트를 포함하는 PCB를 나타내는 파일 이미지를 도시한다. 도 1b는 PCB(200)의 아웃라인/형상 파일의 이미지이다(예를 들어, 도 3a의 201 참조). 예를 들어, 보드 아웃라인 파일(별도의 또는 Gerber/ODB/ODB++ 파일의 일부일 수 있음)은 보드의 치수를 검증하는 데 사용될 수 있으며, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)(100)에 추가될 수 있는 임의의 컷-아웃 또는 외부 라우팅도 포함할 수 있다. 도 1의 C는 SMT 컴포넌트(예를 들어, 204i 도 3a 참조)를 갖는 PCB 보드의 그래픽 이미지 또는 중심 파일 이미지를 도시한다. 이러한 파일은 기준 지시자, X 및 Y 위치, 보드의 회전 및 측면(상단(203) 또는 하단(202), 예를 들어, 도 3a 참조)을 포함하는 모든 표면 실장(SMT) 컴포넌트의 위치 및 배향을 설명한다. 표면 실장 부분만이 Centroid에 나열된다. 도 1의 D는 땜납 페이스트 위치를 나타낸다(예를 들어, 205j 도 3a 참조). 이는 땜납 페이스트 스텐실(stencil) 파일(예를 들어, Eagle 파일, *.brd)로부터 도출될 수 있으며, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)(예를 들어, 105j 도 2, 3b 참조)의 설계(및/또는 공동(104i)으로 통합될 수 있는 땜납 페이스트에 대한 위치를 제공한다. 도 1의 E는 드릴 파일을 도시한다. 이는 예를 들어, NC 파일(Excellon 등)일 수 있으며, GERBER® 파일과 함께 비아(PTH, Blind, Buried 등)의 위치뿐만 아니라 파스너(fastener), NPTH 및 다른 목적(예를 들어, 206p 도 3a 참조)을 위한 드릴의 위치도 정의하는 데 사용될 수 있으며 PCB의 상보형 표면에 정의된 드릴 구멍과 맞물리도록 구성된 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)(예를 들어, 106p 도 2, 3b 참조)의 돌출부의 위치를 정의하는 데 사용될 수 있다.
반대로, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 제조할 때, 도 1의 F에 도시된 아웃라인은 아웃라인 파일을 사용하여 제조될 수 있고(예를 들어, 101, 도 2, 3b 참조), 기저 표면 사이에 원하는 높이로 인쇄될 수 있다(예를 들어, 102, 도 2, 3b 참조). 또한, 도 1의 G에 도시된 바와 같이, SMT 컴포넌트 섹션(들)은 원하는 허용 오차의 추가와 함께, 정점 표면(예를 들어, 103, 도 2, 3b 참조)에 형성된 공동, 공극 또는 리세스(예를 들어, 104i, 도 2, 3b 참조)의 생성으로 중심 파일로부터 구성되었다. 도 1의 H는 패드 및 땜납 마스크 파일(스텐실)을 갖는 컴포넌트를 도시하고, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)가 조립 중에 분배된 땜납 페이스트에 접촉하지 않고 리플로우 프로세싱 전에 페이스트를 번지게 하지 않을 것을 보장하기 위해 원하는 높이(깊이)로(예를 들어, 105i, 도 2, 3b 참조) 인쇄된 컴포넌트 파일 및 (정점/기저) 땜납 마스크 위치 파일에 기초하여 예를 들어, 공동의 생성으로(예를 들어, 105j 도 2, 3b 참조) 예를 들어, Eagle 파일과 함께 아웃라인 파일로부터 구성될 수 있다. 마지막으로, 도 1의 I는 드릴 파일(예를 들어, 수치 제어(NC) 드릴 파일(들)(*.brd), Excellon)로부터 생성된 돌출부(예를 들어, 106p, 도 2, 3b 참조)의 제조를 도시한다. 도 1의 J는 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)(예를 들어, 100, 도 2, 3b 참조)를 인쇄하기 위한 실질적인 2D 파일을 생성하기 위해 개시된 다양한 파일의 데이터 변환의 최종 결과를 도시한다.
이제 도 4를 참조하면, 통상적인 리플로우 프로세스를 도시한다. 도시된 바와 같이 그리고 예시적인 구현에서, 기본 리플로우 납땜 프로세스는 인쇄 회로 보드(PCB), HFCP 또는 AME 상의 원하는 패드에 땜납 페이스트의 도포(301); 페이스트의 SMT 컴포넌트의 배치(302); 조립체에 열을 가하여(303) 페이스트의 땜납이 용융(리플로우), PCB(또는 HFCP, AME) 및 부품 종단(냉각(304))을 젖게 하여 원하는 땜납 필렛 접속으로 귀결되는 것으로 구성된다. 예시적인 구현에서, 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)는 SMT 컴포넌트의 배치 이후 그리고 열의 인가 이전에 대응하는 상보형 표면에 커플링되고(305), 냉각 단계 후에 제거된다(306). 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)를 대응하는 상보형 표면에 커플링하면 SMT 컴포넌트를 효과적으로 캡슐화하고 뒤틀림을 완화할 수 있을 뿐만 아니라 특정 SMT 컴포넌트의 툼스토닝(tombstoning)과 같은 결함을 방지할 수 있다. 예시적인 구현에서, RCM(305)을 PCB, HFCP 또는 AME의 적어도 하나의 표면에 커플링하는 단계 이후에, 적어도 하나의 RCM 및 RCM이 커플링되는 PCB, HFCP 또는 AME를 수용하도록 동작 가능한 하우징을 제공(315)하고, 페이스트의 땜납이 용융(리플로우), PCB, HFCP 또는 AME의 표면 및 부품 종단(냉각 304)을 적시게 하는 하우징된 조립체에 열을 가하여(303), 원하는 필렛 접속 및 응고로 귀결되고, 그 후, 하우징이 제거되고(316), RCM도 마찬가지로 분리 및 제거된다(306).
칩 컴포넌트가 일 단부에서 PCB로부터 분리되며 나머지는 대향 단부에서 회로 보드에 접착되어 유지되어 일 단부는 상승하고 칩 컴포넌트는 다소 수직적인 배향을 취하는 툼스토닝 효과(맨해튼(Manhattan) 효과, 드로브릿지(Drawbridge) 효과 또는 스톤헨지(Stonehenge) 효과로도 알려짐)는 저항 및 커패시터와 같은 소형 무연(leadless) 컴포넌트의 표면 실장 전자 조립체에서 일반적인 납땜 결함으로 간주된다. 따라서, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 PCB, HFCP 또는 AME의 컴포넌트의 툼스토닝 효과를 완화하기 위한 방법으로서 사용된다.
본원에 사용된 "포함하는(comprising)"이라는 용어 및 그 파생어는 언급된 특징, 요소, 컴포넌트, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 지정하는 개방형 용어로 의도되지만, 다른 언급되지 않은 특징, 요소, 컴포넌트, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 상술한 내용은 또한 "포함하는(including)", "갖는(having)" 및 그 파생어와 같이 유사한 의미를 갖는 단어에도 적용된다.
본원에 개시된 모든 범위는 종점을 포함하고, 종점은 서로 독립적으로 조합될 수 있다. "조합"은 블렌드(blend), 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 본원에서 "어느(a)", "어떤(an)" 및 "그(the)"와 같은 용어는 수량의 제한을 나타내지 않으며, 본원에서 달리 나타내거나 문맥상 명백하게 모순되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본원 사용된 접미사 "(들)"은 그것이 수식하는 용어의 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 의도되어, 해당 용어의 하나 이상을 포함한다(예를 들어, 인쇄 헤드(들)는 하나 이상의 인쇄 헤드를 포함함). 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 예시적인 구현", "다른 예시적인 구현", "예시적인 구현" 등에 대한 참조는 존재하는 경우 예시적인 구현과 관련하여 설명된 특정 요소(예를 들어, 특징, 구조 및/또는 특성)가 본원에 설명된 적어도 하나의 예시적인 구현에 포함되고, 다른 예시적인 구현에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수도 있음을 의미한다. 또한, 설명된 요소는 다양한 예시적인 구현에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서, 수량 또는 중요성을 나타내는 것이 아니라 오히려 하나의 요소를 다른 요소로부터 표기하기 위해나타내기 위해 사용된다.
유사하게, "약(about)"이라는 용어는 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 수량 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요가 없으며, 원하는 대로, 허용 오차, 변환 인자, 반올림, 측정 에러 등, 그리고 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 다른 인자를 반영하여 근사화 및/또는 더 크거나 더 작을 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 양, 크기, 제형, 파라미터 또는 다른 수량이나 특성은 명시적으로 이와 같이 언급되었는지 여부에 관계없이 "약" 또는 "대략적인" 것이다.
따라서, 예시적인 구현에서, 리플로우 프로세싱 동안 조립된 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)의 뒤틀림을 완화시키는 컴퓨터화된 방법이 본원에 제공되며, 본 방법은, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일을 획득하는 단계로서, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME는 각각 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나를 갖는, 복수의 파일을 획득하는 단계; 복수의 파일을 사용하여 표면-상보형 유전체 마스크(SCDM) 또는 리플로우 압축 마스크(RCM)를 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 제조하는 단계; 및 리플로우 프로세싱을 시작하기 전에, SCDM 또는 RCM을 PCB, HFCP 또는 AME의 해당 상보형 표면에 커플링하여 리플로우 프로세싱 중 뒤틀림을 완화시키는 단계를 포함하고, 여기서 (i) 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일은, 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 아웃라인을 정의하도록 구성된 파일; 및 리플로우 프로세스를 수행하려는 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나 상에 조립된 적어도 하나의 표면 실장 집적 회로(SMT)의 치수 및 공간 배열을 정의하도록 구성된 파일을 포함하고, (ii) 여기서 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일은, 땜납 페이스트 분배의 공간 파라미터를 정의하도록 구성된 파일; 및 정렬 파일 중 적어도 하나를 더 포함하고, (iii) 정렬 파일은 도금되지 않은 드릴 구멍들 공간 배열을 포함하고 (iv) 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나에 커플링될 때, SCDM 또는 RCM은 적어도 하나의 SMT를 실질적으로 캡슐화하도록 동작 가능하고, 여기서 (v) SCDM 또는 RCM을 제조하는 단계는, 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은,제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드; 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 제1 인쇄 헤드로 이송하도록 동작 가능한 컨베이어; 및 적어도 베이어 및 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈로서, CPM은 실행 가능 명령어의 세트를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어들의 세트가 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 CPM으로 하여금, SCDM 또는 RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계; 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일이 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2D 층을 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계; 및 적어도 인쇄 순서를 나타내는 메타파일을 포함하는 단계들을 수행함으로써 잉크젯 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계; 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여, SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 제1 파일은 SCDM 또는 RCM에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; CAM 모듈을 사용하여, SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 후속 파일은 후속 층에서 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여 후속 층에서 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계 내지 CAM 모듈을 사용하여 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, SCDM 또는 RCM은 그 위의 임의의 표면 실장 컴포넌트를 실질적으로 캡슐화하는 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나를 보완하도록 구성된 복수의 공동(cavity)을 포함하는, 반복하는 단계; 및 기판을 제거하는 단계를 포함하며, 여기서 (vi) 실행 가능 명령어의 세트는 실행될 때 CAM 모듈로 하여금, 땜납 페이스트 분배의 공간 파라미터를 사용하여, 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 땜납 페이스트를 수용하도록 동작 가능한 공극(void)을 형성하도록 구성된 패턴들을 생성하도록 라이브러리에서 생성된 파일들을 개조시키고;정렬 파일을 사용하여, 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 도금되지 않은 드릴 구멍과 맞물리도록 크기가 정해지고 구성된 돌출부를 형성하도록 구성된 패턴들을 생성하도록 생성된 패턴 라이브러리를 개조시키도록 추가로 구성되고, 여기서 (vii) 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 리플로우 프로세싱을 수행하려는 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 중 적어도 하나의 아웃라인을 수용하도록 크기가 정해진 프레임을 형성하고, 여기서 (viii) 제1 유전체 잉크 조성물은 폴리에스테르(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리(비닐아세테이트)(PVA), 폴리-메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리(비닐피롤리돈), 다관능성 아크릴레이트, 또는 상술한 것 중 하나 이상의 혼합물, 단량체, 올리고머 및 공중합체를 포함하는 조합을 포함하고, (ix) 다관능성 아크릴레이트는 1,2-에탄디올 디아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜탄디올 디아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴레이트 조성물의 단량체, 올리고머, 중합체 및 공중합체 중 적어도 하나이고, 여기서 (x) 적어도 하나의 SMT는 리플로우 납땜 프로세스를 사용하여 실장되고, (xi) 적어도 하나의 SMT는 쿼드 플랫 팩(QFP: Quad Flat Pack) 패키지, 씬 스몰 아웃라인 패키지(TSOP: Thin Small Outline Package), 스몰 아웃라인 집적 회로(SOIC: Small Outline Integrated Circuit) 패키지, 스몰 아웃라인 J-리드(SOJ: Small Outline J-Lead) 패키지, 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지, 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WLCSP: Wafer Level Chip Scale Package), 몰드 어레이 프로세스-볼 그리드 어레이(MAPBGA: Mold Array Process-Ball Grid Array) 패키지, 쿼드 플랫 노-리드(QFN: Quad Flat No-Lead) 패키지 및 랜드 그리드 어레이(LGA: Land Grid Array) 패키지 중 적어도 하나인 칩 패키지이고, (xii) PCB, HFCP 또는 AME는 각각 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 모두에 커플링된 복수의 SMT를 포함하고, 방법은 정점 표면에 상보적인 제1 표면 유전체 마스크; 및 기저 표면에 상보적인 제2 표면 유전체 마스크의 2개의 유전체 표면 마스크를 제조하는 단계를 더 포함하고, (xiii) 조립된 PCB, HFCP 또는 AME를 제1 상보적인 유전체 표면 마스크와 제2 상보적인 유전체 표면 마스크 사이에 샌드위칭하는 단계를 더 포함하고, 여기서 (xiv) 상보적인 표면 마스크는 전도성 트레이스(trace) 및 SMT를 더 포함하고, 다른 PCB, HFCP 또는 AME로서 동작할 수 있으며, (xv) 상보적인 표면 마스크를 상보적인 표면에 전기적으로 커플링하는 단계를 더 포함하고, 여기서 본 방법은 (xvi) SCDM 또는 RCM을 PCB, HFCP 또는 AME 상의 상보적인 표면에 커플링하는 단계에 후속하여, PCB, HFCP 또는 AME에 커플링된 SCDM 또는 RCM을 수용하도록 동작 가능한 하우징을 제공하는 단계; 및 리플로우 프로세싱을 시작하는 단계를 더 포함한다.
다른 예시적인 구현에서, 잉크젯 프린터를 사용하여 정점 표면 층 및 기저 표면 층 중 적어도 하나에 동작 가능하게 커플링된 적어도 하나의 표면 실장 컴포넌트(SMT: surface mounted component)를 각각 갖는 조립된 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)에 대한 상보형 유전체 표면 마스크를 제조하기 위한 컴퓨터화된 방법이 본원에 제공되며, 본 방법은 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 잉크젯 인쇄 시스템은, 제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드; 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 제1 인쇄 헤드로 이송하도록 구성된 컨베이어; 및 적어도 컨베이어 및 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈을 포함하고, CPM은 실행 가능 명령어의 세트를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어의 세트가 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 CPM으로 하여금, SCDM 또는 RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계; 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일이 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2차원(2D) 층을 나타내고 메타파일이 적어도 인쇄 순서를 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행함으로써 잉크젯 인쇄 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계; 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계; CAM 모듈을 사용하여, SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 제1 파일은 SCDM 또는 RCM에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 제1 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 기판 상의 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계; CAM 모듈을 사용하여, SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 후속 파일은 후속 층에서 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어를 포함하는, 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계; 제1 인쇄 헤드를 사용하여 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계 내지 CAM 모듈을 사용하여 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 인쇄 순서의 최종 층에서 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, SCDM 또는 RCM은 그 위의 표면 실장 컴포넌트를 실질적으로 캡슐화하는 PCB, HFCP 또는 AME의 표면을 보완하도록 구성된 복수의 공동을 포함하는, 반복하는 단계; 및 기판을 제거하는 단계를 포함하고, 여기서 (xvi) 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)는 전도성 트레이스와 적어도 하나의 SMT를 더 포함하고, 제2 PCB, HFCP 또는 AME로서 동작할 수 있으며, 여기서 본 방법은 (xvi) 제2 PCB, HFCP 또는 AME를 상보적인 표면에 동작 가능하게 커플링하는 단계를 더 포함한다.
다양한 파일에 기초하여 잉크젯 인쇄를 사용하는 표면-상보형 유전체 마스크의 3D 인쇄에 대한 상술한 개시가 일부 예시적인 구현의 관점에서 설명되었지만, 다른 예시적인 구현이 본원의 개시로부터 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또한, 설명된 예시적인 구현은 단지 기술적 특징을 명확히 하기 위해 의도된 예시의 방식으로 제시되었으며, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 실제로, 본원에 설명된 새로운 방법, 프로그램, 라이브러리 및 시스템은 그 사상을 벗어나지 않고 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 다른 조합, 생략, 대체 및 수정이 본원의 개시의 관점에서 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 리플로우(reflow) 프로세싱 동안 조립된 인쇄 회로 보드(PCB: printed circuit board), 고주파 접속 PCB(HFCP: high-frequency connect PCB) 또는 적층 제조 전자 부품(AME: additively manufactured electronics)의 뒤틀림을 완화시키는 컴퓨터화된 방법으로서,
    a. 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 복수의 파일을 획득하는 단계로서, 상기 조립된 PCB, HFCP 또는 AME는 각각 정점(apical) 표면 및 기저(basal) 표면 중 적어도 하나를 갖는, 상기 복수의 파일을 획득하는 단계;
    b. 상기 복수의 파일을 사용하여 표면-상보형 유전체 마스크(SCDM: surface-complementary dielectric mask) 또는 리플로우 압축 마스크(RCM: reflow compression mask)를 상기 정점 표면 및 상기 기저 표면 중 적어도 하나에 제조하는 단계; 및
    c. 상기 리플로우 프로세싱을 시작하기 전에, 상기 SCDM 또는 RCM을 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 해당 상보형 표면에 커플링하여 상기 리플로우 프로세싱 중 뒤틀림(warpage)을 완화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 상기 복수의 파일은,
    a. 상기 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 아웃라인을 정의하도록 구성된 파일; 및
    b. 리플로우 프로세스를 수행하려는 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 상기 정점 표면 및 상기 기저 표면 중 적어도 하나 상에 조립된 적어도 하나의 표면 실장 집적 회로들(SMT: surface-mounted integrated circuits)의 치수들 및 공간 배열을 정의하도록 구성된 파일을 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 상기 복수의 파일은,
    a. 땜납 페이스트(solder paste) 분배의 공간 파라미터를 정의하도록 구성된 파일; 및
    b. 정렬 파일
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 파일은 도금되지 않은 드릴 구멍들의 공간 배열을 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 SCDM 또는 RCM은 상기 조립된 PCB, HFCP 또는 AME의 상기 정점 표면 및 상기 기저 표면 중 적어도 하나에 커플링될 때, 상기 적어도 하나의 SMT를 실질적으로 캡슐화(encapsulate)하도록 동작 가능한, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 SCDM 또는 RCM을 제조하는 단계는,
    a. 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 잉크젯 인쇄 시스템은, 제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드;
    상기 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 상기 제1 인쇄 헤드로 이송하도록 동작 가능한 컨베이어; 및
    적어도 상기 컨베이어 및 상기 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈을 포함하고, 상기 CPM은 실행 가능 명령어들의 세트를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어들의 세트가 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 CPM으로 하여금,
    1. 상기 SCDM 또는 RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계;
    2. 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 상기 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일이 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2D 층을 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계; 및
    3. 적어도 인쇄 순서를 나타내는 메타파일을 포함하는 단계들을 수행함으로써 상기 잉크젯 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계;
    b. 상기 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계;
    c. 상기 CAM 모듈을 사용하여, 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 상기 제1 파일은 상기 SCDM 또는 RCM에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어들을 포함하는, 상기 제1 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계;
    d. 상기 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계;
    e. 상기 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계;
    f. 상기 CAM 모듈을 사용하여, 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 상기 후속 파일은 상기 후속 층에서 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어들을 포함하는, 상기 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계;
    g. 상기 제1 인쇄 헤드를 사용하여 상기 후속 층에서 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 상기 패턴을 형성하는 단계 내지 상기 CAM 모듈을 사용하여 상기 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 상기 인쇄 순서의 최종 층에서 상기 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 상기 패턴의 경화 시, 상기 SCDM 또는 RCM은 임의의 표면 실장 컴포넌트들을 실질적으로 캡슐화하는 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 상기 정점 표면 및 상기 기저 표면 중 적어도 하나를 보완하도록 구성된 복수의 공동(cavity)을 포함하는, 상기 반복하는 단계; 및
    h. 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실행 가능 명령어들의 세트가 실행될 때 상기 CAM 모듈로 하여금,
    a. 상기 땜납 페이스트 분배의 공간 파라미터를 사용하여, 상기 인쇄 순서의 상기 최종 층에서 상기 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 상기 땜납 페이스트를 수용하도록 동작 가능한 공극(void)들을 형성하도록 구성된 패턴들을 생성하도록 상기 라이브러리에서 생성된 파일들을 개조시키고;
    b. 상기 정렬 파일을 사용하여, 상기 인쇄 순서의 상기 최종 층에서 상기 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 상기 도금되지 않은 드릴 구멍들과 맞물리도록 크기가 정해지고 구성된 돌출부들을 형성하도록 구성된 패턴들을 생성하도록 상기 생성된 패턴 라이브러리를 개조시키도록 추가로 구성되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인쇄 순서의 상기 최종 층에서 상기 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 패턴의 경화 시, 리플로우 프로세싱을 수행하려는 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 상기 정점 표면 및 상기 기저 표면 중 적어도 하나의 아웃라인을 수용하도록 크기가 정해진 프레임을 형성하는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 유전체 잉크 조성물은 폴리에스테르(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리(비닐아세테이트)(PVA), 폴리-메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리(비닐피롤리돈), 다관능성 아크릴레이트, 또는 상기의 것 중 적어도 하나의 혼합물, 단량체, 올리고머 및 공중합체를 포함하는 조합을 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    다관능성(multi-functional) 아크릴레이트는 1,2-에탄디올 디아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜탄디올 디아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀-A-디글리시딜 에테르 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴레이트 조성물의 단량체, 올리고머, 중합체 및 공중합체 중 적어도 하나인, 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMT는 리플로우 납땜 프로세스를 사용하여 실장되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 SMT는 쿼드 플랫 팩(QFP: Quad Flat Pack) 패키지, 씬 스몰 아웃라인 패키지(TSOP: Thin Small Outline Package), 스몰 아웃라인 집적 회로(SOIC: Small Outline Integrated Circuit) 패키지, 스몰 아웃라인 J-리드(SOJ: Small Outline J-Lead) 패키지, 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지, 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WLCSP: Wafer Level Chip Scale Package), 몰드 어레이 프로세스-볼 그리드 어레이(MAPBGA: Mold Array Process-Ball Grid Array) 패키지, 쿼드 플랫 노-리드(QFN: Quad Flat No-Lead) 패키지 및 랜드 그리드 어레이(LGA: Land Grid Array) 패키지 중 적어도 하나인 칩 패키지인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    PCB, HFCP 또는 AME는 각각 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 정점 표면 및 기저 표면 둘 모두에 커플링된 복수의 SMT를 포함하고, 상기 방법은 2개의 유전체 표면 마스크:
    a. 상기 정점 표면에 상보적인 제1 표면 유전체 마스크; 및
    b. 상기 기저 표면에 상보적인 제2 표면 유전체 마스크를 제조하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    조립된 상기 PCB, HFCP 또는 AME를 상기 제1 상보적인 유전체 표면 마스크와 상기 제2 상보적인 유전체 표면 마스크 사이에 샌드위칭하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제7항 또는 제13항에 있어서,
    상기 상보적인 표면 마스크는 전도성 트레이스(trace)들 및 SMT를 더 포함하고, 다른 PCB, HFCP 또는 AME로서 동작할 수 있는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상보적인 표면 마스크를 상보적인 표면에 전기적으로 커플링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    a. 상기 SCDM 또는 RCM을 상기 PCB, HFCP 또는 AME 상의 상보적인 표면에 커플링하는 단계에 후속하여, 상기 PCB, HFCP 또는 AME에 커플링된 상기 SCDM 또는 RCM을 수용하도록 동작 가능한 하우징을 제공하는 단계; 및
    b. 리플로우 프로세싱을 시작하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 잉크젯 프린터를 사용하여 정점 표면 층 및 기저 표면 층 중 적어도 하나에 동작 가능하게 커플링된 적어도 하나의 표면 실장 컴포넌트(SMT: surface mounted component)를 각각 갖는 조립된 인쇄 회로 보드(PCB), 고주파 접속 PCB(HFCP) 또는 적층 제조 전자 부품(AME)에 대한 표면-상보형 유전체 마스크 또는 리플로우 압축 마스크(RCM)를 제조하기 위한 컴퓨터화된 방법으로서,
    a. 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 잉크젯 인쇄 시스템은,
    제1 유전체 잉크 조성물을 분배하도록 동작 가능한 제1 인쇄 헤드;
    상기 제1 인쇄 헤드에 동작 가능하게 커플링되고, 기판을 상기 제1 인쇄 헤드들로 이송하도록 구성된 컨베이어; 및
    적어도 상기 컨베이어 및 상기 제1 인쇄 헤드와 통신하는 중앙 프로세싱 모듈(CPM: central processing module)을 포함하는 컴퓨터 지원 제조("CAM(computer aided manufacturing)") 모듈를 포함하고, 상기 CPM은 실행 가능 명령어들의 세트를 저장하는 비일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체와 통신하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능 명령어들의 세트가 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 CPM으로 하여금,
    1. SCDM 또는 RCM이 제조되기를 원하는 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 적어도 하나의 파일을 수신하는 단계;
    2. 조립된 PCB, HFCP 또는 AME와 연관된 상기 적어도 하나의 파일을 사용하여, 각각의 파일은 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 실질적으로 2차원(2D) 층을 나타내고, 메타파일은 적어도 인쇄 순서를 나타내는 복수의 파일을 포함하는 파일 라이브러리를 생성하는 단계를 포함하는 단계들을 수행함으로써 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제어하게 하는, 상기 잉크젯 인쇄 시스템을 제공하는 단계;
    b. 상기 제1 유전체 잉크 조성물을 제공하는 단계;
    c. 상기 CAM 모듈을 사용하여, 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 제1 층을 나타내는 제1 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 상기 제1 파일은 상기 SCDM 또는 RCM에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어들을 포함하는, 상기 제1 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계;
    d. 상기 제1 인쇄 헤드를 사용하여, 상기 기판 상의 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴을 형성하는 단계;
    e. 상기 제1 층에서 제1 유전체 잉크 표현에 대응하는 패턴을 경화시키는 단계;
    f. 상기 CAM 모듈을 사용하여, 상기 SCDM 또는 RCM을 인쇄하기 위한 후속 층을 나타내는 후속 파일을 상기 라이브러리로부터 획득하는 단계로서, 상기 후속 파일은 상기 후속 층에서 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 패턴에 대한 인쇄 명령어들을 포함하는, 상기 후속 파일을 라이브러리로부터 획득하는 단계;
    g. 상기 제1 인쇄 헤드를 사용하여 상기 제1 유전체 잉크에 대응하는 상기 패턴을 형성하는 단계 내지 상기 CAM 모듈을 사용하여, 상기 2D 파일 라이브러리로부터 후속하는 실질적인 2D 층을 획득하는 단계를 반복하는 단계로서, 상기 인쇄 순서의 최종 층에서 상기 제1 유전체 잉크 조성물에 대응하는 상기 패턴의 경화 시, 상기 표면-상보형 유전체 마스크(RCM)는 상기 표면 실장 컴포넌트들을 실질적으로 캡슐화하는 상기 PCB, HFCP 또는 AME의 상기 표면을 보완하도록 구성된 복수의 공동을 포함하는, 상기 반복하는 단계; 및
    h. 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 SCDM 또는 RCM은 외부 표면에 대해 그 위에 커플링된 적어도 하나의 SMT 및 전도성 트레이스들을 더 포함하고, 제2 PCB, HFCP 또는 AME로서 동작가능한, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 PCB, HFCP 또는 AME를 상보적인 표면에 동작 가능하게 커플링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020227003960A 2019-07-05 2020-07-06 적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도 KR102466431B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962870922P 2019-07-05 2019-07-05
US62/870,922 2019-07-05
PCT/US2020/040924 WO2021007174A1 (en) 2019-07-05 2020-07-06 Surface-complementary dielectric mask for additive manufactured electronics, methods of fabrication and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220019856A KR20220019856A (ko) 2022-02-17
KR102466431B1 true KR102466431B1 (ko) 2022-11-11

Family

ID=74114077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227003960A KR102466431B1 (ko) 2019-07-05 2020-07-06 적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220232705A1 (ko)
EP (1) EP3994964A4 (ko)
JP (1) JP2022538685A (ko)
KR (1) KR102466431B1 (ko)
CN (1) CN114342572B (ko)
CA (1) CA3146131C (ko)
WO (1) WO2021007174A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140055969A1 (en) 2012-08-21 2014-02-27 Apple Inc. Board assemblies with minimized warpage and systems and methods for making the same

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
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
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
TWI425899B (zh) * 2007-02-23 2014-02-01 Infermata Systems Ltd 功能性印刷電路板快速製造方法及裝置
TWI354407B (en) * 2007-10-26 2011-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical card connector
US8742603B2 (en) * 2010-05-20 2014-06-03 Qualcomm Incorporated Process for improving package warpage and connection reliability through use of a backside mold configuration (BSMC)
US9247636B2 (en) * 2013-03-12 2016-01-26 International Business Machines Corporation Area array device connection structures with complimentary warp characteristics
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
US10583647B2 (en) * 2017-05-17 2020-03-10 Ford Motor Company Method of controlling warping in 3D printing
US20190099820A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-04 Juniper Networks, Inc. Apparatus, system, and method for mitigating warpage of circuit boards during reflow processes
US20190206753A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Intel Corporation Bicontinuous porous ceramic composite for semiconductor package applications

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140055969A1 (en) 2012-08-21 2014-02-27 Apple Inc. Board assemblies with minimized warpage and systems and methods for making the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220019856A (ko) 2022-02-17
EP3994964A1 (en) 2022-05-11
CA3146131A1 (en) 2021-01-14
EP3994964A4 (en) 2022-09-07
CN114342572A (zh) 2022-04-12
CA3146131C (en) 2023-01-24
US20220232705A1 (en) 2022-07-21
WO2021007174A1 (en) 2021-01-14
JP2022538685A (ja) 2022-09-05
CN114342572B (zh) 2024-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7130650B2 (ja) チップを混載したプリント回路基板および製造の方法
US6780744B2 (en) Stereolithographic methods for securing conductive elements to contacts of semiconductor device components
EP3932151A1 (en) Additively manufactured electronic (ame) circuits having side-mounted components
WO2020222090A1 (en) Method to electrically connect chip with top connectors using 3d printing
KR102466431B1 (ko) 적층 제조 전자 부품에 대한 표면-상보형 유전체 마스크, 제조 방법 및 그 용도
US11395412B2 (en) Systems and methods of fabricating SMT mounting sockets
TWI836113B (zh) 用於印刷電路之表面互補介電性遮罩、其製造方法及用途
KR20210016395A (ko) 집적 회로용 인프라스트럭처의 직접 잉크젯 인쇄
TW202203072A (zh) 用於印刷電路之表面互補介電性遮罩、其製造方法及用途
TWI827834B (zh) 用於smt安裝插座之積層製造之系統及方法
CN114208397B (zh) 用于增材制造smt安装插座的系统和方法
JP2004039873A (ja) プリント回路板の製造装置および製造方法
JP2952049B2 (ja) プリント基板回路の組立方法及び装置
TW202137840A (zh) 具有側面安裝之組件之積層製造之電子（ame）電路及其積層製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant