KR102668129B1 - System and method for improved electronic component interconnections - Google Patents

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앤드류 스테머만
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Abstract

ACA들을 사용하여 전자 컴포넌트들에 대한 개선된 상호접속들을 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 그 방법들은 접속될 각각의 컴포넌트에 대해 특정되고 사이즈 및 세기와, 기판 및 컴포넌트에 대한 포지션의 측면에서 최적화되는 자석들을 사용하는 것을 수반한다. 방법들과 시스템들과 함께 사용하기에 적응된 오븐들과 기존 오븐들과 함께 사용하기 위한 시스템의 부분들을 제공하는 키트들이 또한 제공된다.Systems and methods are provided for improved interconnections to electronic components using ACAs. The methods involve using magnets that are specific for each component to be connected and optimized in terms of size and strength and position relative to the substrate and component. Ovens adapted for use with the methods and systems and kits providing parts of the system for use with existing ovens are also provided.

Figure R1020207017125
Figure R1020207017125

Description

개선된 전자 컴포넌트 상호접속들을 위한 시스템 및 방법System and method for improved electronic component interconnections

관련 출원들에 대한 교차참조Cross-reference to related applications

본원은 2017년 11월 15일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/586,815호를 우선권 주장하며, 그 전체는 참조로 본원에 통합된다.This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/586,815, filed November 15, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

발명의 분야field of invention

본원은 대체로 전자 회로부에서 컴포넌트들의 전기 접속을 확립하는 것에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본원은 이방성 도전성 접착제들을 사용하여 기판에 컴포넌트들을 접속하는 개선된 방법들에 관한 것이다.This application generally relates to establishing electrical connections of components in electronic circuitry. More specifically, this disclosure relates to improved methods of connecting components to a substrate using anisotropic conductive adhesives.

기술에 대한 현대의 요구가 증가함에 따라, 전자 디바이스들의 수는 계속 증가하며, 이러한 디바이스들의 가용성 및 채택은 계속 증가하며, 이러한 디바이스들의 사이즈는 계속 감소하고, 이러한 디바이스들을 제조하는데 필요한 전자 컴포넌트들의 인터커넥트(interconnect)들의 수는 크게 증가하였다. 더욱이, 많은 분야들에서 이전의 아날로그 디바이스들은 이러한 디바이스들이 전자기기에 의해 대체됨에 따라 거의 사라졌고, 전자 디바이스들의 사이즈는 극적으로 줄어든 반면, 그들 디바이스들의 전력은 급속히 계속 확장되고 있다.As modern demands for technology increase, the number of electronic devices continues to increase, the availability and adoption of these devices continues to increase, the size of these devices continues to decrease, and the interconnection of electronic components required to manufacture these devices The number of interconnects has increased significantly. Moreover, in many fields previously analog devices have all but disappeared as these devices have been replaced by electronics, and while the size of electronic devices has shrunk dramatically, their power continues to expand rapidly.

현대의 컴포넌트들이 더 작고 더 강력해짐에 따라, 이러한 컴포넌트들 상에서 더 작은 공간들에 더 많은 회로부가 존재하여(즉, 회로부의 밀도가 증가하여), 예컨대, 주어진 칩 또는 컴포넌트의 상이한 양태들 간의 허용오차들은 훨씬 엄격해졌다(즉, 피치는 더 작아졌다 - "초소형 피치(ultra-small pitch)"가 되었다).As modern components become smaller and more powerful, more circuitry exists in smaller spaces on these components (i.e., circuitry density increases), allowing, for example, between different aspects of a given chip or component. Tolerances became much tighter (i.e. the pitch became smaller - becoming "ultra-small pitch").

따라서 현대의 컴포넌트들은 종종 온도 및 압력에 더 민감하며, 온도 및 압력 중 어느 하나는 문제를 초래할 수 있고, 컴포넌트와 그 컴포넌트가 일부가 되는 전체 디바이스의 고장을 일으킬 수 있다. 유감스럽게도, 예컨대, 컴포넌트들과 그것들의 기판들 사이에 인터커넥트들을 생성하는 현재의 수단들은 모두가 특정 응용분야들에 한계와 단점을 갖는다.Therefore, modern components are often more sensitive to temperature and pressure, either of which can cause problems and cause failure of the component and the entire device of which it is a part. Unfortunately, current means of creating interconnects between components and their substrates, for example, all have limitations and drawbacks for certain applications.

다수의 상호접속 수단(이를테면 전통적인 솔더, 이방성 도전성 필름들(anisotropic conductive films)(ACF들)과, 이방성 도전성 접착제들(anisotropic conductive adhesives)(ACA들))이 있고 그것들의 각각은 이점 및 한계를 갖고, 그것들의 각각은 특정 응용분야들, 컴포넌트들, 또는 디바이스들에 대한 특정 상호접속들을 위한 요건들을 충족시킬 수 있는 옵션들을 제공한다는 것을 당업자는 이해할 것이다.There are a number of interconnection means (such as traditional solders, anisotropic conductive films (ACFs), and anisotropic conductive adhesives (ACAs)), each with their own advantages and limitations. Those skilled in the art will appreciate that each of them provides options that can meet the requirements for specific interconnections for specific applications, components, or devices.

전통적인 솔더링은 국부적으로 많은 양의 열과, 압력에 접속되는 컴포넌트들의 노출을 수반한다. 이러한 컴포넌트들의 이들 비호의적이거나 또는 지지할 수 없는 조건들에 대한 노출은 명백한 고장, 열악하거나 또는 신뢰할 수 없는 성능 또는 크게 감소된 수명을 초래할 수 있다.Traditional soldering involves exposing the connected components to large amounts of localized heat and pressure. Exposure of these components to these unfavorable or unsupportable conditions can result in apparent failure, poor or unreliable performance, or greatly reduced lifespan.

다양한 응용분야들에 대해 인터커넥트들을 개선하는 하나의 노력으로서, ACF들이 개발되었다. 이들 도전성 필름들은 솔더링에 의한 접속을 위해 요구된 국부 열을 줄일 수 있지만, 여전히 상당한 열을 요구할 수 있다. 덧붙여서, 열 및 압력 둘 다가 일반적으로 컴포넌트들에 인가되는데, 이는 민감한 컴포넌트들에 상당한 제한이 될 수 있다. ACF들은 적합하거나 또는 수용할 수 있는 상호접속들의 피치에 관해 제한을 또한 갖는다.As an effort to improve interconnects for a variety of applications, ACFs have been developed. These conductive films can reduce the local heat required for connection by soldering, but can still require significant heat. Additionally, both heat and pressure are commonly applied to the components, which can be a significant limitation for sensitive components. ACFs also have limitations regarding the pitch of interconnections that are suitable or acceptable.

ACA들은 특정 응용분야들에서 어려운 인터커넥트들을 생성하기 위한 대안적 해결책들을 제공하기 위해 또한 개발되었다. ACF들과 마찬가지로, 이들 접착제들 z축에서만 전기 전도율을 제공한다. 선레이 사이언티픽(SunRay Scientific)에 의해 생산된 것들과 같은 ACA들은 입자들이 자기장에의 노출에 의해 z축을 따라 정렬될 때 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 형성하는 자기적 정렬 가능한 입자들을 포함한다. 접착제 매트릭스는 그때 상호접속을 완료하고 고정(fix)시키도록, 예컨대, 열에 대한 노출에 의해 경화된다. 압력이 요구되지 않으므로, ACA들은 압력 민감 컴포넌트들을 위한 양호한 후보들이 된다. 게다가, 경화는 온도 민감 컴포넌트들에 대해 저열에서 완수될 수 있다. 더구나, ACA들은 ACF들을 사용하여 성취될 수 있는 것보다 더 미세한 피치 응용들을 허용한다.ACAs have also been developed to provide alternative solutions for creating difficult interconnects in certain applications. Like ACFs, these adhesives provide electrical conductivity only in the z-axis. ACAs, such as those produced by SunRay Scientific, contain magnetically alignable particles that form interconnects between components when the particles are aligned along the z-axis by exposure to a magnetic field. The adhesive matrix is then cured, for example by exposure to heat, to complete and fix the interconnection. Because no pressure is required, ACAs are good candidates for pressure sensitive components. Additionally, curing can be accomplished at low heat for temperature sensitive components. Moreover, ACAs allow finer pitch applications than can be achieved using ACFs.

ACA들의 종래 기술 응용들은 전자석을 사용하여 전체 기판에 걸쳐 인가되는 자기장을 일반적으로 채용하였다. 이러한 장은 기판 상에 거주하는 모든 컴포넌트들을 커버하지만, 기판 상의 하나 이상의 컴포넌트들이 자기장에 민감한 응용분야들에서 불리할 수 있다. 덧붙여서, 큰 영역에 인가된 자기장은 x-y 평면에 일반적으로 완전 직각이 아닌 자속선들을 포함하는 전체 자기장을 포함한다.Prior art applications of ACAs typically employed a magnetic field applied across the entire substrate using electromagnets. This field covers all components residing on the substrate, but may be disadvantaged in applications where one or more components on the substrate are sensitive to magnetic fields. In addition, the applied magnetic field over a large area includes the entire magnetic field including magnetic flux lines that are generally not perfectly perpendicular to the x-y plane.

ACA들과의 인터커넥트들을 생성하는 것이 간단하고 쉽지만, 그럼에도 불구하고 특정 응용분야들에서 ACA들을 사용하여 인터커넥트들을 생성하고 최적화하는 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다.Although creating interconnects with ACAs is simple and easy, there is nonetheless a need for improved systems and methods for creating and optimizing interconnects using ACAs in specific applications.

본 발명자는 특정 응용분야들을 위해 ACA 기반 전자 인터커넥트들에서 예상치 못한 개선들을 제공하는 방법들을 발견하였고 그 방법들을 구현하는 시스템을 개발하였다. 그 방법들은 적절한 ACA 성질들을 선택하며, 상호접속될 각각의 컴포넌트를 위해 위치된 별개의 자석들을 사용하고, 기판 상에 거주하는 각각의 특정 컴포넌트에 대한 ACA의 정렬을 위해 사용되는 자석들의 성질들을 선택하여, (z축 컬럼(column)들의 높이, 수 및 방향의 측면에서) z축 접속들의 생성을 최적화하는 것에 기초한 여러 장점들을 제공한다. 그 방법들은 발명자가 ACA 기반 인터커넥트들의 일관된 최적의 정렬 및 경화를 제공하는 '자성 팔레트'라고 지칭하는 것의 구성을 허용한다. 그 방법들은, 인터커넥트들을 형성하는 기존의 방법들과 비교하여, 기능성 접속들의 개선된 인터커넥트 일관성, 감소된 고장들, 개선된 수명 및 증가된 수율들을 제공할 수 있다.The inventors have discovered methods that provide unexpected improvements in ACA-based electronic interconnects for specific applications and developed a system that implements the methods. The methods select appropriate ACA properties, use separate magnets positioned for each component to be interconnected, and select the properties of the magnets used for alignment of the ACA for each specific component residing on the substrate. Thus, it provides several advantages based on optimizing the creation of z-axis connections (in terms of height, number and direction of z-axis columns). The methods allow the construction of what the inventors refer to as a 'magnetic palette' that provides consistent optimal alignment and curing of ACA-based interconnects. The methods can provide improved interconnect consistency, reduced failures, improved lifetime and increased yields of functional connections compared to existing methods of forming interconnects.

제1 양태에서, 본 개시는 디지털 디바이스들, 전자기기 등에서 ACA 기반 상호접속들을 정렬하고 경화시키는 신규한 방법들을 제공한다. 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판 상에 거주하는 전자 컴포넌트 사이에 인터커넥트를 확립하는 방법들은, 일반적으로,In a first aspect, the present disclosure provides novel methods for aligning and curing ACA-based interconnects in digital devices, electronics, etc. Methods for establishing an interconnect between a substrate and an electronic component residing thereon using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive (ACA) generally include:

a) 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 제1 전자 컴포넌트의 기판 상의 치수들 및 로케이션을 확립하는 단계;a) establishing dimensions and location on the substrate of a first electronic component to be disposed on and connected to the substrate;

b) 단계 a)에서 컴포넌트에 대해 확립된 치수 및 로케이션에 대응하는 제1 자석의 배치 로케이션을 결정하는 단계;b) determining a placement location of the first magnet that corresponds to the dimensions and location established for the component in step a);

c) 단계 b)에서 요구된 자석의 치수들 및 세기를 결정하는 단계; 및c) determining the dimensions and strength of the magnet required in step b); and

d) 자석에 대해 자기장의 자속선들을 매핑하는 단계를 포함한다.d) mapping the magnetic flux lines of the magnetic field to the magnet.

단계 a) 내지 d)는 필요한 각각의 추가적인 자석에 대한 성질들 및 배치 로케이션을 결정하기 위해 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 각각의 추가적인 컴포넌트에 대해 반복된다;Steps a) through d) are repeated for each additional component to be placed on and connected to the substrate to determine the properties and placement location for each additional magnet required;

그 방법은,The method is,

f) 자성 트레이를 생성하고 각각의 자석을 트레이 상의 각각의 자석의 각각의 배치 로케이션에 결속(securing)하는 단계;f) creating a magnetic tray and securing each magnet to its respective placement location on the tray;

g) 정렬 트레이를 생성하고 정렬 및 경화 동안 기판을 유지하도록 정렬 트레이를 적응시키는 단계;g) creating an alignment tray and adapting the alignment tray to hold the substrate during alignment and curing;

h) 정렬 트레이 상에 기판을 배치하는 단계;h) placing the substrate on an alignment tray;

i) 기판 상에 배치될 각각의 컴포넌트를 상호접속하기에 적합한 로케이션에서 기판에 ACA를 도포하는 단계;i) applying ACA to the substrate at locations suitable for interconnecting each component to be placed on the substrate;

j) ACA가 도포된 제1 컴포넌트와 각각의 추가적인 컴포넌트를 기판에 거주시키는 단계;j) populating the ACA-applied first component and each additional component onto the substrate;

k) 정렬 트레이와 자성 트레이를 조립하는 단계;k) assembling the alignment tray and the magnetic tray;

l) ACA로 z축에 컬럼들이 형성되도록 허용하는 단계; 및l) allowing columns to be formed in the z-axis with ACA; and

m) ACA를 경화시킴으로써, 기판과 제1 컴포넌트 및 각각의 추가적인 컴포넌트 사이에 인터커넥트들을 확립하는 단계를 더 포함한다.m) curing the ACA, thereby establishing interconnects between the substrate and the first component and each additional component.

정렬 트레이와 자성 트레이는 비자성 재료로 만들어진다. 자석 트레이는 제1 및 각각의 추가적인 자석을 트레이 상의 그것들의 각각의 배치 로케이션들에 수용하고 유지하도록 적응된다. 조립된 자석 트레이(제자리에 자석들을 가짐)와, 정렬 트레이(컴포넌트들 및 ACA가 거주하는 기판을 가짐)는 경화 오븐 안으로 직접 조립체로서 배치될 수 있다.The alignment tray and magnetic tray are made of non-magnetic materials. The magnet tray is adapted to receive and maintain the first and each additional magnet at their respective placement locations on the tray. The assembled magnet tray (with the magnets in place) and the alignment tray (with the substrate on which the components and ACA reside) can be placed as an assembly directly into the curing oven.

제2 양태에서, 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하기 위한 시스템이 제공된다. 그 시스템들은 일반적으로 내부에 배치된 하나 이상의 자석들의 각각을 수용하고 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 컴포넌트들이 접속될 기판 상의 하나 이상의 전자 컴포넌트들의 로케이션에 대응하는 로케이션에 포함하는 자석 트레이를 포함한다.In a second aspect, a system is provided for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive (ACA). The systems generally include a magnet tray comprising a non-magnetic tray adapted to receive and retain each of one or more magnets disposed therein at locations corresponding to the locations of one or more electronic components on the substrate to which the components are to be connected.

그 시스템들은 ACA의 정렬 및 경화 동안 ACA로 기판에 접속될 하나 이상의 컴포넌트들이 거주하는 기판을 유지하도록 적응되는 정렬 트레이를 또한 포함한다.The systems also include an alignment tray adapted to hold a substrate housing one or more components to be connected to the substrate with the ACA during alignment and curing of the ACA.

그 시스템들은 z축에서 상호접속들에 도전성을 형성할 수 있는 자기적 정렬가능 입자들을 포함하는 ACA를 또한 포함한다.The systems also include ACA containing magnetically alignable particles that can form conductive interconnections in the z-axis.

정렬 트레이 및 자성 트레이 둘 다는 바람직하게는 비자성 재료로 만들어진다. 다양한 실시예들에서, 기판은 하나의 배향으로만 정렬 트레이에 배치될 수 있다.Both the alignment tray and the magnetic tray are preferably made of non-magnetic material. In various embodiments, a substrate may be placed on an alignment tray in only one orientation.

현재의 바람직한 실시예들에서, 자석들은 영구 자석들이다. 일반적으로, 자석 트레이에서의 각각의 자석에 대해, 자속선들은 서로 실질적으로 평행하고 상기 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 상기 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 실질적으로 수직이다. 현재의 바람직한 실시예에서, 자속선들은 서로 평행하고 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 기판의 영역에 수직인 선들로 본질적으로 구성된다.In presently preferred embodiments, the magnets are permanent magnets. Generally, for each magnet in a magnet tray, the magnetic flux lines are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the x-y plane in an area corresponding to the area of the substrate where the component and ACA are located. In the presently preferred embodiment, the magnetic flux lines essentially consist of lines parallel to each other and perpendicular to the area of the substrate where the components and ACA are located.

제3 양태에서, 본 개시는 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하는 키트를 제공한다. 키트들은 일반적으로,In a third aspect, the present disclosure provides a kit for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive. Kits generally:

기판 상의 전자 컴포넌트의 원하는 배치 및 기판으로의 컴포넌트의 접속에 대응하는 로케이션들에서 ACA를 사용하여 하나 이상의 자석들을 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 포함하는 적어도 하나의 자성 트레이;at least one magnetic tray including a non-magnetic tray adapted to hold one or more magnets using the ACA at locations corresponding to the desired placement of the electronic component on the substrate and connection of the component to the substrate;

자석 트레이를 완성하기에 충분한 자석들 - 각각의 자석은 ACA를 사용하여 컴포넌트와 기판 사이에 상호접속을 이루기 위한 원하는 사이즈 및 세기로 됨 -;Sufficient magnets to complete a magnetic tray - each magnet of the desired size and strength to make interconnections between components and boards using ACA;

인터커넥트를 형성하기 위해 ACA의 정렬 및 경화 동안 기판 및 기판 상에 거주하는 컴포넌트들을 수용하고 유지하도록 적응되는 적어도 하나의 정렬 트레이; 및at least one alignment tray adapted to receive and retain the substrate and components residing thereon during alignment and curing of the ACA to form the interconnect; and

옵션적으로, 키트를 사용하여 컴포넌트와 기판 사이에 적어도 하나의 인터커넥트를 생성하기 위해 키트와 함께 사용하기에 적합한 ACA를 포함한다.Optionally, include an ACA suitable for use with the kit to create at least one interconnect between the component and the substrate using the kit.

제공된 키트들에서, 자석 트레이와 정렬 트레이는 서로에 대해 수직으로 배향되도록 구성된다. 이들은, 자석 트레이와 정렬 트레이가 그런 방식으로 조립될 때 정렬 트레이 상의 기판 상에 배치되는 (ACA로 기판에 접속될) 전자 컴포넌트가 자석 트레이 상의 자석과 수직 정렬되도록 조립된다. 접속(인터커넥트)을 요구하는 각각의 컴포넌트는 트레이들이 조립될 때 각각의 컴포넌트가 정렬될 대응하는 자석을 갖는다.In the provided kits, the magnetic tray and alignment tray are configured to be oriented perpendicularly to each other. These are assembled such that the electronic components placed on the substrate on the alignment tray (to be connected to the substrate with the ACA) are vertically aligned with the magnets on the magnet tray when the magnet tray and alignment tray are assembled in such a way. Each component requiring connection (interconnect) has a corresponding magnet to align each component when the trays are assembled.

키트들의 현재의 바람직한 실시예들에서, 자석들은 희토류(rare earth) 자석들, 또는 다른 영구 자석들을 포함한다.In currently preferred embodiments of the kits, the magnets include rare earth magnets, or other permanent magnets.

또 다른 양태에서, 본 개시는 기판과 기판 상에 배치되고 ACA를 사용하여 기판에 접속될 전자 컴포넌트 사이에 상호접속들을 생성하도록 설계되는 오븐 시스템들을 제공한다. 오븐 시스템들은 경화 오븐과 하나 이상의 선반들 또는 래크(rack)들을 일반적으로 포함하는데, 선반들 또는 래크들은 각각이,In another aspect, the present disclosure provides oven systems designed to create interconnections between a substrate and an electronic component to be disposed on the substrate and connected to the substrate using ACA. Oven systems typically include a curing oven and one or more shelves or racks, each of which includes:

기판 상에 배치되고 기판에 접속될 전자 컴포넌트의 로케이션에 대응하는 로케이션에 각각이 배치되는 하나 이상의 자석들이 ACA를 사용하여 끼워맞춤되는 자성 트레이; 및a magnetic tray disposed on a substrate and in which one or more magnets, each disposed at a location corresponding to a location of an electronic component to be connected to the substrate, are fitted using ACA; and

ACA를 통해 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 하나 이상의 컴포넌트들이 거주하는 기판을 수용하고 유지하도록 적응되는 정렬 트레이를 포함한다.and an alignment tray adapted to receive and hold a substrate populated by one or more components to be disposed on and connected to the substrate via the ACA.

본 발명의 이들 및/또는 추가의 양태들, 피처들, 및 장점들은 본 개시의 관점에서 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하게 될 것이다.These and/or additional aspects, features, and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art in light of this disclosure.

도 1은 자석들이 그 안에 위치되는 자석 트레이, 정렬 트레이, 기판 및 기판 상에 거주하는 컴포넌트들을 도시하는 ACA 인터커넥트들을 자기적으로 정렬하고 경화시키는 시스템의 일 실시예의 단면 개요도이다.
도 2는 전기 접속을 생성하기 위해 ACA를 사용하여 기판에 컴포넌트들을 자기적으로 정렬하고 경화시키는 방법의 단계들을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명과 함께 사용하기 위한 정렬 트레이의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 그 트레이는 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 거주형 컴포넌트를 각각의 기판이 갖는 복수의 기판들을 포함한다.
도 4는 자성 팔레트 시스템을 채용하는 오븐의 일 실시예를 도시하는 도면이다. A. 다수의 자석 트레이 및 정렬 트레이 조립체들이 배치(batch) 오븐 안에서 도시된다. 정렬 및 자석 트레이들의 외부 치수들은 오븐 치수들에 의해 지시되지만 그렇지 않으면 각각의 자석 트레이 또는 각각의 정렬 트레이가 동일할 필요는 없다. 따라서, 단일 오븐이 상이한 기판들 또는 디바이스들 상의 복수의 전자 컴포넌트들을 위해 다수의 인터커넥트들을 정렬하고 경화시키는데 이용될 수 있다. B. 배향 수단(정렬 홀들)과 함께 정렬 트레이 및 자석 트레이를 포함하는 조립체의 확대도를 도시한다. C. 오븐에서 래크로서 역할을 하는 자석 트레이의 근접 오버헤드 도를 도시한다.
1 is a cross-sectional schematic diagram of one embodiment of a system for magnetically aligning and curing ACA interconnects showing a magnet tray in which magnets are positioned, an alignment tray, a substrate, and components residing on the substrate.
2 is a flow diagram illustrating the steps of a method for magnetically aligning and curing components to a substrate using ACA to create electrical connections.
Figure 3 is a diagram illustrating one embodiment of an alignment tray for use with the present invention. The tray includes a plurality of substrates, each substrate having a habitable component to be disposed on and connected to the substrate.
4 is a diagram illustrating one embodiment of an oven employing a magnetic pallet system. A. Multiple magnetic tray and alignment tray assemblies are shown within a batch oven. The external dimensions of the alignment and magnet trays are dictated by the oven dimensions but otherwise each magnet tray or each alignment tray need not be identical. Accordingly, a single oven can be used to align and cure multiple interconnects for multiple electronic components on different substrates or devices. B. Shows an enlarged view of the assembly including the alignment tray and magnet tray along with the orientation means (alignment holes). C. Shows a close-up overhead view of a magnetic tray serving as a rack in the oven.

ACA들을 사용하여 전자 컴포넌트들을 위한 개선되고 더욱 일관된 상호접속들을 제공하기 위한 방법들 및 시스템들이 여기서 제공된다.Methods and systems are provided herein to provide improved and more consistent interconnections for electronic components using ACAs.

정의 및 약어Definitions and Acronyms

달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들, 기술 용어들, 및 머리글자들은 그 용어가 사용되는 본 발명의 분야(들)에서 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 흔히 이해되는 의미들을 갖는다. 이 설명에 따라, 다음의 약어들 및 정의들이 적용된다.Unless explicitly defined otherwise, all technical and scientific terms, technical terms, and initials used in this specification will be understood by those skilled in the art in the field(s) of the present invention in which the terms are used. It has meanings that are commonly understood. In accordance with this description, the following abbreviations and definitions apply.

약어들Abbreviations

달리 지시되지 않는 한 다음의 약어들이 적용된다:Unless otherwise indicated, the following abbreviations apply:

AC: 교류;AC: alternating current;

ACA: 이방성 도전성 접착제;ACA: Anisotropic conductive adhesive;

ACF: 이방성 도전성 필름;ACF: Anisotropic conductive film;

DC: 직류;DC: direct current;

Gs: 가우스, 자기장 단위;Gs: Gauss, magnetic field unit;

NIB: 네오디뮴-철-붕소;NIB: neodymium-iron-boron;

PCB: 인쇄 회로 보드; 및PCB: printed circuit board; and

T: 테슬라, 자기장 단위(SI).T: Tesla, unit of magnetic field (SI).

정의들definitions

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로"는 기준 항목보다 더 크거나 또는 더 작은 양을 의미할 수 있다. 바람직하게는 실질적으로 더 큰(또는 더 많은) 또는 더 작은(또는 더 적은)은 대응하는 기준 항목보다 적어도 약 10% 내지 약 100% 이상임을 의미한다. 더 바람직하게는 이러한 사례들에서의 "실질적으로"는 기준 항목보다 적어도 약 20% 내지 약 100% 이상, 더 크거나 또는 더 작음을 의미한다. 통상의 기술자가 이해할 바와 같이 '실질적으로'라는 용어는 참조된 항목, 수, 또는 양의 51%를 초과, 바람직하게는 60%, 67%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 이상을 초과함을 의미하는 "실질적으로 모두(substantially all)"에서와 같이 또한 사용될 수 있다. "실질적으로 모두"는 참조된 항목, 수, 또는 양의 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 이상의 퍼센트를 포함하는 90%를 초과함을 또한 의미할 수 있다.As used herein, “substantially” can mean a greater or lesser amount than the reference item. Preferably, substantially greater (or more) or less (or less) means at least about 10% to about 100% more than the corresponding reference item. More preferably, "substantially" in these instances means at least about 20% to about 100% more, greater or less than the reference item. As will be understood by those skilled in the art, the term 'substantially' means greater than 51%, preferably 60%, 67%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% of the referenced item, number, or quantity. Can also be used as in "substantially all," meaning exceeding more than %. “Substantially all” can also mean greater than 90%, including 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 or more percent of the referenced item, number, or quantity.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단어의 단수형은 복수를 포함하고, 그렇지 않다고 문맥이 명시적으로 기술하지 않는 한, 반대의 경우도 마찬가지이다. 따라서, "a", "an", 및 "the"에 해당하는 언급들은 각각의 용어들의 복수형들을 일반적으로 포함한다. 예를 들어, "전극" 또는 "다이오드"에 대한 언급은 복수의 이러한 "전극들" 또는 "다이오드들"을 포함한다.As used herein, singular forms include plural and vice versa unless the context clearly dictates otherwise. Accordingly, references to “a,” “an,” and “the” generally include plural forms of the respective terms. For example, reference to “electrode” or “diode” includes a plurality of such “electrodes” or “diodes.”

"포함한다"와 "포함하는"이란 단어들은 배타적이 아닌 포괄적인 것으로 해석되어야 한다. 비슷하게 "구비한다", "구비하는" 및 "또는"이란 용어들은 이러한 구성이 문맥에서 분명하게 금지하지 않는 한, 모두가 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 게다가, "포함하는" 또는 "구비하는"이란 용어들의 형태들은 필수적으로 ~ 로 구성되는(consisting essentially of)" 및 "~로 구성되는"이란 어구들에 의해 망라되는 실시예들을 포함하도록 의도된다. 마찬가지로, "필수적으로 ~로 구성되는"이란 어구는 "구성되는"이란 어구에 의해 망라되는 실시예들을 포함하도록 의도된다.The words “including” and “including” should be construed as inclusive and not exclusive. Similarly, the terms “comprising,” “comprising,” and “or” should be construed as inclusive unless the context clearly prohibits such construction. Moreover, forms of the terms “comprising” or “comprising” are intended to include embodiments encompassed by the phrases “consisting essentially of” and “consisting of.” Likewise, the phrase “consisting essentially of” is intended to include embodiments encompassed by the phrase “consisting of.”

본 명세서에서 사용되는 경우, 범위들은 범위 내에 각각 및 모든 값을 열거하고 기재하는 것을 피하기 위해서 약칭으로 제공된다. 범위 내의 임의의 적절한 값이, 적절한 경우, 상한 값, 하한 값, 또는 범위의 경계(terminus)로서 선택될 수 있다.When used herein, ranges are given as abbreviations to avoid listing and describing each and every value within the range. Any suitable value within the range may be selected as the upper limit, lower limit, or terminus of the range, as appropriate.

여기서 개시된 제형물(formulation)들, 조성물들, 방법들 및/또는 다른 진보들은 본 명세서에서 설명되는 특정 수법, 프로토콜들, 및/또는 컴포넌트들로 제한되지 않는데, 통상의 기술자가 이해할 바와 같이, 그것들이 가변할 수 있기 때문이다. 게다가, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적만을 위한 것이고, 개시되거나 또는 청구되는 본원의 범위를 제한하도록 의도되지 않았고, 그러한 범위를 제한하지 않는다.The formulations, compositions, methods and/or other advances disclosed herein are not limited to the specific techniques, protocols, and/or components described herein, as those of ordinary skill in the art will understand. This is because it is variable. Moreover, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to, and does not, limit the scope of the disclosure or claimed.

본 명세서에서 설명되는 것들과 유사하거나 또는 동등한 임의의 제형물들, 조성물들, 방법들, 또는 다른 수단 또는 재료들은 본 발명의 실시에서 사용될 수 있지만, 바람직한 제형물들, 조성물들, 방법들, 또는 다른 수단 또는 재료들이 본 명세서에서 설명된다.Although any formulations, compositions, methods, or other means or materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice of the invention, the preferred formulations, compositions, methods, or other means are or materials described herein.

본 명세서에서 인용되거나 또는 언급되는 임의의 특허들, 특허 출원들, 또는 다른 게재물들, 기술 및/또는 학술 논문들을 포함하는 임의의 참고문헌들은 해당 법률 하에서 허용되는 범위까지 참조에 의해 그 전부가 본 개시내용에 포함된다. 그들 참고문헌들의 임의의 논의는 단지 그 문헌들에서 이루어진 주장들을 요약하도록 의도된다. 임의의 이러한 특허들, 특허 출원들, 게재물들 또는 참고문헌들이 종래 기술인 것으로, 또는 그것의 임의의 부분이 본 명세서에서 청구되는 것의 특허성에 대한 관련물 또는 자료 중 어느 하나인 것으로 시인되지 않는다. 출원인은 이러한 특허들, 특허 출원들, 게재물들, 및 다른 참고문헌들이 종래 기술이거나, 또는 관련물, 및/또는 자료라는 어떠한 주장에라도 정확성 및 적절성에 도전할 권리를 구체적으로 보유한다.Any references, including any patents, patent applications, or other publications, technical and/or academic papers, cited or referred to herein are incorporated by reference in their entirety to the extent permitted under applicable law. Included in the disclosure. Any discussion of those references is intended merely to summarize the arguments made in those references. No admission is made that any of these patents, patent applications, publications or references are prior art, or that any portion thereof is either material or relevant to the patentability of the matter claimed herein. Applicant specifically reserves the right to challenge the accuracy and appropriateness of any claim that these patents, patent applications, publications, and other references are prior art, related material, and/or material.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "정렬"은 자성 입자들을 포함하는 자성 재료 또는 조성물을 정렬시키는 것을 의미한다. 일반적으로, 정렬은 자기장의 영향 하에 z축으로의 자성 입자들의 배열을 지칭한다. 정렬은 컬럼들이 z축으로 형성되는 공정이다. 문맥으로부터 명백할 바와 같이, 때때로 '정렬'은 두 개의 사물들 ― 이를테면 정렬 트레이와 자성 트레이, 또는 기판과 정렬 트레이 ― 의 서로에 대한 적절한 배향을 보장하는 것을 지칭하기 위해 본 명세서에서 또한 사용된다.As used herein, “alignment” means aligning a magnetic material or composition containing magnetic particles. In general, alignment refers to the arrangement of magnetic particles along the z-axis under the influence of a magnetic field. Sorting is a process in which columns are formed along the z-axis. As will be clear from the context, sometimes 'alignment' is also used herein to refer to ensuring the proper orientation of two things - such as an alignment tray and a magnetic tray, or a substrate and an alignment tray - with respect to each other.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "컬럼들"은 자기장의 영향 하에 z축에서 조성물 안의 자성 입자들에 의해 형성되는 구조체들을 지칭한다. 컬럼 형성의 공정은 때때로 '정렬'이라고 한다. 컬럼 성질들(예컨대, 높이, 직경 등)은 자석들의 세기와 ACA에서의 자성 입자들의 사이즈 및 양을 포함하는 ACA의 성질들과, ACA 매트릭스의 점성도 및 다른 물리적 성질들에 의해 결정될 것이다. 컬럼들은 적합한 자기장에 노출된 후 수 초 내에 형성할 수 있고 형성될 것이다.As used herein, “columns” refers to structures formed by magnetic particles in the composition in the z-axis under the influence of a magnetic field. The process of column formation is sometimes called 'sorting'. Column properties (eg, height, diameter, etc.) will be determined by the properties of the ACA, including the strength of the magnets and the size and amount of magnetic particles in the ACA, and the viscosity and other physical properties of the ACA matrix. Columns can and will form within seconds after exposure to a suitable magnetic field.

"자석"이 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 전자석에 의해 생성되든 또는 영구 자석에 의해 생성되는 간에 임의의 자기장을 포함하는 "자기장"을 생성할 수 있다. 자석의 "세기"는 Gs(또는 Ts) 단위로 측정될 수 있다. 통상의 기술자는 임의의 주어진 자석의 세기를 결정하는 방법, 또는 주어진 자석에 대해 원하는 자성 세기를 결정하는 방법을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "자기장 매핑"은 자기장의 특정 형상과 자기장 라인들의 경로를 결정하는 것을 의미한다. 통상의 기술자는 다양한 수단을 통해 임의의 자석의 자기장을 매핑하는 방법을 이해할 것이다.A “magnet,” as used herein, can generate a “magnetic field,” including any magnetic field, whether generated by an electromagnet or a permanent magnet. The "strength" of a magnet can be measured in Gs (or Ts). Those skilled in the art will understand how to determine the strength of any given magnet, or how to determine the desired magnetic strength for a given magnet. “Magnetic field mapping” as used herein means determining the specific shape of the magnetic field and the path of the magnetic field lines. Those skilled in the art will understand how to map the magnetic field of any magnet through a variety of means.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "영구 자석"이 지속적인 자기장을 갖기 위하여 전류가 흐르는 것을 요구하지 않는 자석을 의미한다. 본 명세서에서의 사용을 위한 영구 자석들은 철, 니켈, 코발트, 및 희토류 금속들을 포함할 수 있다. 본 명세서의 특정한 현재 바람직한 실시예들은 란탄족 원소들(lanthanoid elements)을 포함하는 것들과 같은 희토류 자석들을 이용한다. 네오디뮴, 또는 그 염들을 포함하는 자석들이 자석들의 자성 세기 때문에 본 명세서에서 유용할 수 있다. 하나의 실시예에서, 자석들은 네오디뮴, 철, 및 붕소("NIB 자석들")를 포함한다. 사마륨, 가돌리늄, 및 심지어 디스프로슘, 및 그 염들이 특정 응용분야들에 사용될 수 있다. 세라믹 자석들과 다른 복합 자석들과 같은 다른 유형들의 영구 자석들과, 심지어 가요성 자석들이 다른 특정 응용분야들에 대해 본 명세서에서 사용하기에 적합할 수 있다.As used herein, “permanent magnet” means a magnet that does not require an electric current to flow in order to have a persistent magnetic field. Permanent magnets for use herein may include iron, nickel, cobalt, and rare earth metals. Certain currently preferred embodiments of the present disclosure utilize rare earth magnets, such as those containing lanthanoid elements. Magnets containing neodymium, or salts thereof, may be useful herein due to their magnetic strength. In one embodiment, the magnets include neodymium, iron, and boron (“NIB magnets”). Samarium, gadolinium, and even dysprosium, and their salts may be used in certain applications. Other types of permanent magnets, such as ceramic magnets and other composite magnets, and even flexible magnets may be suitable for use herein for other specific applications.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "인터커넥트"가 일반적으로 시스템의 임의의 두 개의 양태들 사이의 접속이다. 본 명세서에서의 인터커넥트는, 예컨대, 두 개의 컴포넌트 또는 컴포넌트와 기판 사이의 전기 접속 및 물리적 접속을 일반적으로 반영한다. "기판"은 전자 시스템 또는 디바이스, 이를테면 인쇄 회로 보드(printed circuit board)('PCB')에서의 사용을 위해 기판에 접속되는 다른 전자 컴포넌트들을 보유 또는 포함하는데 사용되는 임의의 재료이다. 기판들은 가요성이거나 또는 강성일 수 있다. 바람직한 강성 기판들은, 예컨대, PCB들, 복합재들, 및 강성 폴리머들을 포함하며; 바람직한 가요성 지지체들은, 예컨대, 가용성 폴리머들을 포함한다.As used herein, an “interconnect” is generally a connection between any two aspects of a system. Interconnects herein generally reflect electrical and physical connections, for example, between two components or a component and a substrate. A “substrate” is any material used to hold or contain other electronic components that are connected to the substrate for use in an electronic system or device, such as a printed circuit board ('PCB'). Substrates may be flexible or rigid. Preferred rigid substrates include, for example, PCBs, composites, and rigid polymers; Preferred flexible supports include, for example, soluble polymers.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "평행한"은 자속을 나타내는 라인들과 같은 두 개의 라인들이 항상 동일한 거리로 떨어져 있고 결코 서로 접하지 않고 동일한 평면에 존재하는, 즉, 그들 라인들이 서로에 대해 0도에 있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서의 평행한 라인들은 일반적으로 z축에서의 기준 자속선들이며, 이것들은 기판의 x-y 평면에 일반적으로 수직(즉, 90 도)이다. 다수의 자석들을 수반하는 전체 응용분야들의 전체에 걸쳐 완전히 평행한 자속선들을 갖는 어려움 때문에, 본 명세서의 다양한 실시예들에서의 평행한 라인들은 서로에 대해 "실질적으로 평행한" 및/또는 X-Y에 실질적으로 수직인 라인들을 포함할 수 있다. 이러한 라인들은, 예컨대, 서로에 대해 약 -30 도 내지 약 30 도에 그리고/또는 Z-Y 평면에 대해 약 60 도 내지 약 120도에 위치될 수 있다. 더 바람직하게는 이러한 라인들은, 예컨대, 서로에 대해 약 -15 도 내지 약 15 도에 그리고/또는 Z-Y 평면에 대해 약 75 도 내지 약 105도에 위치될 수 있다. 더욱 더 바람직하게는 실질적으로 평행한 자속선들은, 예컨대, 서로에 대해 약 -5 도 내지 약 5 도, 및/또는 기판의 x-y 평면에 대해 약 85 도 내지 약 95 도에 위치된다. 훨씬 더 바람직하게는 실질적으로 평행한 라인들은 서로에 대해 약 0 도 내지 약 2 도 내에 그리고/또는 기판의 x-y 평면에 대해 약 0 도 내지 약 2 도 내에 위치된다. 더 많은 자속선들이 근사적으로 서로 평행하고 x-y 평면에 수직할수록, 인터커넥트의 기초가 될 정렬 동안 ACA가 평행한 컬럼들을 더 많이 형성할 것과 그렇게 형성된 인터커넥트들의 기능성 또는 내구성 중 어느 하나에 부정적으로 영향을 미칠 단락들 및 다른 결함들이 덜 존재할 것을 통상의 기술자는 이해할 것이다.As used herein, "parallel" means that two lines, such as lines representing magnetic flux, are always the same distance apart, never touch each other, and lie in the same plane, that is, they lie at zero angles with respect to each other. It means that it is in the province. Parallel lines herein are generally reference flux lines in the z-axis, which are generally perpendicular (i.e., 90 degrees) to the x-y plane of the substrate. Because of the difficulty of having lines of magnetic flux that are completely parallel throughout a full range of applications involving multiple magnets, the parallel lines in various embodiments herein are "substantially parallel" to each other and/or in X-Y. It may include substantially vertical lines. These lines may be located, for example, at about -30 degrees to about 30 degrees relative to each other and/or at about 60 degrees to about 120 degrees with respect to the Z-Y plane. More preferably these lines may be positioned, for example, at about -15 degrees to about 15 degrees relative to each other and/or at about 75 degrees to about 105 degrees with respect to the Z-Y plane. Even more preferably the substantially parallel magnetic flux lines are positioned, for example, at about -5 degrees to about 5 degrees with respect to each other, and/or at about 85 degrees to about 95 degrees with respect to the x-y plane of the substrate. Even more preferably the substantially parallel lines are positioned within about 0 degrees to about 2 degrees of each other and/or within about 0 degrees to about 2 degrees of the x-y plane of the substrate. The more lines of magnetic flux are approximately parallel to each other and perpendicular to the A person skilled in the art will understand that there will be fewer damaging short circuits and other defects.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "z축"은 기판이 놓이는 주 평면, 즉, x-y 평면에 수직인 방향을 의미한다.As used herein, “z-axis” means the direction perpendicular to the principal plane in which the substrate lies, i.e., the x-y plane.

예시적 실시예들의 상세한 설명Detailed Description of Exemplary Embodiments

전자 회로들에서 ACA들로 개선되고 더 일관된 전자 인터커넥트들을 생성하는 시스템들 및 방법들이 본 개시내용에서 제공된다. 이러한 시스템들은 접속되는 각각의 컴포넌트에 대응하는 로케이션에 배치되는 개별 자석들을 일반적으로 포함한다. 각각의 자석의 사이즈 및 세기는 컴포넌트, 기판, 사용중인 ACA, 및 해당 응용분야에 기초하여 결정된다. ACA와 접속되어 있는 컴포넌트들만이 임의의 자기장에 노출되며, 이는 민감한 컴포넌트들이 불필요한 자기장들에 노출되지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 최적화된 인터커넥트들이 나은 수율들, 적은 단락들 및 다른 고장들과, 더 긴 수명들/더 많은 사이클들을 제공한다. 발명자들은 자석 사이즈, 세기, 및 배치의 전략적 선택을 채용함으로써 인터커넥트들의 일관성 및 품질이 실질적으로 개선될 수 있다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 따라서, ACA들을 사용하여 인터커넥트들의 생성을 개선하기 위한 방법들 및 시스템들이 본 명세서에서 개시된다.Systems and methods for creating improved and more consistent electronic interconnects with ACAs in electronic circuits are provided in this disclosure. These systems typically include individual magnets placed at locations corresponding to each component being connected. The size and strength of each magnet is determined based on the component, substrate, ACA being used, and the application in question. Only components connected to the ACA are exposed to any magnetic fields, meaning that sensitive components are not exposed to unnecessary magnetic fields. Advantageously, optimized interconnects provide better yields, fewer shorts and other failures, and longer lives/more cycles. The inventors have surprisingly discovered that the consistency and quality of interconnects can be substantially improved by employing strategic selection of magnet size, strength, and placement. Accordingly, methods and systems for improving the creation of interconnects using ACAs are disclosed herein.

제1 양태에서 본 개시는 디지털 디바이스들, 회로 보드들, 전자기기 등에서 ACA 기반 상호접속들을 정렬하고 경화시키는 신규한 방법들을 제공한다. 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판 상에 거주하는 전자 컴포넌트 사이에 인터커넥트를 확립하는 방법들은, 일반적으로 다음의 단계들을 포함한다:In a first aspect the present disclosure provides novel methods for aligning and curing ACA based interconnects in digital devices, circuit boards, electronics, etc. Methods for establishing an interconnect between a substrate and an electronic component residing thereon using a magnetically alignable anisotropically conductive adhesive (ACA) generally include the following steps:

a) 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 제1 전자 컴포넌트의 기판 상의 치수들 및 로케이션을 확립하는 단계;a) establishing dimensions and location on the substrate of a first electronic component to be disposed on and connected to the substrate;

b) 단계 a)에서 컴포넌트에 대해 확립된 치수 및 로케이션에 대응하는 제1 자석의 배치 로케이션을 결정하는 단계;b) determining a placement location of the first magnet that corresponds to the dimensions and location established for the component in step a);

c) 단계 b)에서 요구된 자석의 치수들 및 세기를 결정하는 단계; 및c) determining the dimensions and strength of the magnet required in step b); and

d) 자석에 대해 자기장의 자속선들을 매핑하는 단계.d) Mapping the magnetic field lines of flux for the magnet.

단계 a) 내지 d)는 필요한 각각의 추가적인 자석에 대한 성질들 및 배치 로케이션을 결정하기 위해 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 각각의 추가적인 컴포넌트에 대해 반복된다. 통상의 기술자는 명세서의 전체에 걸쳐 다양한 단계들이 언급되는 본 명세서에서 언급된 다양한 방법들이 있음을 이해할 것이다. 이러한 단계들이 설명된 순서로 수행될 것이 엄격히 요구되지 않는 모든 경우에, 그 방법들은 전체 목적 및 결과를 변경하는 일 없이 성공적인 상호접속들의 성취를 가장 용이하게 하는 것과는 상이한 순서로 단계들을 수행함으로써 동등하게 수행될 수 있다는 것에 주의해야 한다.Steps a) through d) are repeated for each additional component to be placed on and connected to the substrate to determine the properties and placement location for each additional magnet required. Those skilled in the art will understand that there are various methods referred to herein, with various steps being referred to throughout the specification. In all cases where these steps are not strictly required to be performed in the order described, the methods are equivalent to performing the steps in a different order than will most facilitate the achievement of successful interconnections without altering the overall purpose and result. Please note that this can be done.

그 방법은 자성 트레이를 생성하고 각각의 자석을 트레이 상의 각각의 자석의 각각의 배치 로케이션에 결속하는 단계; 및 정렬 트레이를 생성하고 z축에서의 ACA의 정렬(즉, 컬럼 형성)과 경화 동안 기판을 유지하도록 정렬 트레이를 적응시키는 단계를 더 포함한다.The method includes creating a magnetic tray and binding each magnet to each placement location of each magnet on the tray; and creating an alignment tray and adapting the alignment tray to maintain the substrate during alignment (i.e., column formation) and curing of the ACA in the z-axis.

기판은 그 다음에 정렬 트레이 상에 배치된다. ACA는 컴포넌트들이 배치될 기판에 도포된다. 기판에는 그 다음에 제1 및 각각의 추가적인 컴포넌트가 거주한다.The substrate is then placed on an alignment tray. ACA is applied to the substrate on which the components will be placed. The substrate is then populated by the first and each additional component.

정렬 트레이(기판, 부착될 컴포넌트들, 및 도포된 ACA를 포함함)와 자성 트레이는 ACA를 자석들에 노출시키도록 조립된다. ACA에서 컬럼들이 z축으로 형성되는 것을 허용하는 충분한 노출 시간이 제공되고; ACA는 그 다음에 경화됨으로써, 기판과 제1 및 각각의 추가적인 컴포넌트 사이에 인터커넥트들을 확립한다.An alignment tray (containing the substrate, components to be attached, and applied ACA) and a magnetic tray are assembled to expose the ACA to the magnets. In ACA sufficient exposure time is provided to allow columns to be formed in the z-axis; The ACA is then cured, establishing interconnects between the substrate and the first and each additional component.

일반적으로, 정렬 트레이와 자성 트레이는 비자성 재료, 이를테면 알루미늄 또는 열안정성 재료들, 이를테면 플라스틱들 또는 복합재들로 만들어진다. 자석 트레이는 제1 및 각각의 추가적인 자석을 트레이 상의 그것들의 각각의 배치 로케이션들에서 수용하도록 일반적으로 적응된다. 자석들을 갖는 자석 트레이와, 컴포넌트들 및 ACA가 거주하는 기판을 갖는 정렬 트레이를 포함하는 완성된 조립체는 경화 오븐에 배치될 수 있다.Typically, the alignment tray and magnetic tray are made of non-magnetic materials, such as aluminum, or thermally stable materials, such as plastics or composites. The magnet tray is generally adapted to receive the first and each additional magnet at their respective placement locations on the tray. The completed assembly, including a magnet tray with the magnets and an alignment tray with the substrate housing the components and ACA, can be placed in a curing oven.

다양한 실시예들에서, 자석들은 영구 자석들을 포함한다. 자석들은 현재의 바람직한 하나의 실시예에서 희토류 자석들을 포함한다. 네오디뮴 또는 NIB 자석들을 포함하는 희토류 자석들이 하나의 실시예에서 사용된다.In various embodiments, the magnets include permanent magnets. The magnets include rare earth magnets in one currently preferred embodiment. Rare earth magnets including neodymium or NIB magnets are used in one embodiment.

발명자는 상호접속들을 생성하기 위한 자석들의 사이즈 및 세기가 형성되는 인터커넥트들의 일관성 및 품질을 최적화하기 위해 각각의 응용분야에 대해 경험적으로 결정될 수 있다는 것을 발견하였다. 통상의 기술자는 특정 자석의 사이즈 및 세기를 선택하는 것이 컬럼 형성의 공정에 관련될 것이고, 자석 선택이 컬럼의 높이, 직경, 및 세기와 같은 컬럼들의 원하는 성질들에 의해 영향을 받을 것임을 이해할 것이다. 더구나 컴포넌트 및 기판 둘 다에 대한 컬럼의 접속들은 자석 성질들에도 영향을 받는다.The inventor has discovered that the size and strength of the magnets for creating the interconnections can be determined empirically for each application to optimize the consistency and quality of the interconnects formed. Those skilled in the art will understand that selecting the size and strength of a particular magnet will be related to the process of forming the column, and that magnet selection will be influenced by the desired properties of the columns, such as the height, diameter, and strength of the column. Moreover, the connections of the column to both the component and the substrate are also affected by the magnetic properties.

따라서, 특정 실시예들에서, 자석들의 사이즈 및 세기는 컬럼 또는 최종 인터커넥트들의 속성들을 최적화 또는 해결하도록 결정된다. 이러한 속성들은 컬럼들의 높이, 상호접속 세기, 결과적인 단락들의 수, 완성된 디바이스 또는 보드의 예상 수명, 사용가능 제품의 수율, 또는 상호접속들을 생성하는 공정에서 초래되는 고장률 또는 거부들의 수를 포함할 수 있다.Accordingly, in certain embodiments, the size and strength of the magnets are determined to optimize or address the properties of the column or final interconnects. These attributes may include the height of the columns, the strength of the interconnections, the number of resulting shorts, the expected life of the finished device or board, the yield of usable product, or the number of failures or rejections resulting from the process of creating the interconnects. You can.

발명자는 서로 실질적으로 평행하고 그리고/또는 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 실질적으로 수직인 자속선들을 이용하여 별개의 이점들이 발생한다고 또한 결정하였다. 다양한 실시예들에서 자속선들은 본질적으로 이러한 평행한 및/또는 수직인 라인들로 구성된다.The inventors have also determined that distinct advantages arise from using magnetic flux lines that are substantially parallel to each other and/or substantially perpendicular to the x-y plane in a region corresponding to the region of the substrate where the component and ACA are located. In various embodiments the magnetic flux lines consist essentially of these parallel and/or perpendicular lines.

다양한 실시예들에서, ACA는 제공된 방법들을 이용한 결과로서 높이 및 직경의 측면에서 실질적으로 균일한 컬럼들을 형성한다. 현재 바람직한 실시예들에서, ACA는 컴포넌트 및 기판의 x-y 평면에 실질적으로 수직인 실질적으로 균일한 컬럼들을 형성한다.In various embodiments, the ACA forms columns that are substantially uniform in terms of height and diameter as a result of using the methods provided. In presently preferred embodiments, the ACA forms substantially uniform columns substantially perpendicular to the x-y plane of the component and substrate.

방법을 더 최적화하며, 일관성을 더 개선하고 그 방법을 더 확실하게 하기 위해, 하나의 실시예에서, 기판을 수용 및/또는 유지하는 정렬 트레이의 부분의 기하구조는 기판이 하나의 배향으로만 정렬 트레이에서 배치될 수 있도록 구성된다. 이는 기술자가 생산을 위해 기판을 정렬 트레이에 재현 가능하게 배치하는 것을 가능하게 한다.To further optimize the method, to further improve consistency and to make the method more robust, in one embodiment, the geometry of the portion of the alignment tray that receives and/or holds the substrate is such that the substrate is aligned in only one orientation. It is configured to be placed on a tray. This allows technicians to reproducibly place substrates on alignment trays for production.

다른 실시예들에서, 정렬 트레이는 자성 트레이와 정렬 트레이가 서로에 대해 적절한 배향으로만 조립될 수 있는 것을 보장하도록 배치 핀들, 상보적 구조체 등과 같은 정렬 수단을 포함한다. 대안적으로, 정렬 및 자성 트레이들의 기하구조는 하나(적절한 배향)로만 조립체를 허용한다. 통상의 기술자는 적절한 배향을 제공하는 다수의 간단한 방법들이 있다는 것을 이해할 것이다. 다시, 이러한 피처들은 일관성을 더 증가시킬 것이고 임의의 기술자가 생산 방법을 사용하는 것을 허용할 것이다.In other embodiments, the alignment tray includes alignment means, such as positioning pins, complementary structures, etc., to ensure that the magnetic tray and alignment tray can be assembled only in the proper orientation with respect to each other. Alternatively, the alignment and geometry of the magnetic trays allow assembly with only one (appropriate orientation). Those skilled in the art will understand that there are a number of simple methods to provide proper orientation. Again, these features will further increase consistency and allow any technician to use the production method.

위에서 논의된 바와 같이, 일반적으로, 그 방법들은 위치된 자석 트레이와 정렬 트레이를 포함하는 조립체가 경화 오븐 안으로 직접 배치되는 것을 허용한다. 바람직하게는 정렬 트레이와 자석 트레이는 ACA를 경화시키기 위한 경화 조건들을 견딜 수 있는 재료들을 포함한다. 하나의 실시예에서, 트레이들은, 예컨대, 50~70 C, 60~80 C, 70~100 C, 75~120 C, 100~140 C, 또는 심지어 더 높은 온도들을 견딜 수 있는 알루미늄 또는 열안정성, 비자성 재료들이다. 정렬 및 자석 트레이들에 사용되는 재료들이 상응하여 수정될 수 있는 저온 경화 방법들이 계속 개발될 것으로 예상된다.As discussed above, generally, the methods allow the assembly including the positioned magnet tray and alignment tray to be placed directly into the curing oven. Preferably the alignment tray and magnet tray include materials that can withstand curing conditions for curing the ACA. In one embodiment, the trays are aluminum or thermally stable, capable of withstanding temperatures, e.g., 50-70 C, 60-80 C, 70-100 C, 75-120 C, 100-140 C, or even higher. These are non-magnetic materials. It is expected that low temperature curing methods will continue to be developed in which the materials used for alignment and magnetic trays can be modified accordingly.

그 방법들은 도면들을 참조하여 더 충분히 이해될 수 있다. 도 2는 본 명세서 설명되는 방법들의 하나의 실시예(200)를 위한 흐름도를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이 그 방법들은 단계 210에 언급된 바와 같이 일반적으로 기판과 및 기판 상에 배치되고 ACA를 사용하여 기판에 접속될 컴포넌트들을 이해하는 것으로 시작한다. 각각의 컴포넌트의 치수들 및 로케이션은 자석 트레이의 설계와 요구되는 각각의 자석의 배치 로케이션의 결정(220)을 허용하도록 매핑될 수 있다.The methods can be more fully understood with reference to the drawings. Figure 2 shows a flow diagram for one embodiment 200 of the methods described herein. As can be seen, the methods generally begin with understanding the substrate and the components to be disposed on the substrate and connected to the substrate using ACA, as noted in step 210. The dimensions and location of each component can be mapped to allow design of the magnet tray and determination 220 of the required placement location for each magnet.

각각의 자석의 사이즈 및 세기는 응용분야의 특정사항들(specifics)에 기초하여 결정될 수 있다(225). 자기장의 성질들, 예컨대, 각각의 자석에 대한 자속선들은 결정되거나 또는 매핑될 수 있다(230). 통상의 기술자는 요구된 각각의 자석에 대한 사이즈, 세기, 및 자속선들을 결정하는 방법을 이해할 것이다. 통상의 기술자는 전술한 단계들의 순서가 주어진 응용분야에서 바람직할 것으로 변경될 수 있다는 것이 또한 이해할 것이다.The size and strength of each magnet can be determined based on application specifications (225). Properties of the magnetic field, such as magnetic flux lines for each magnet, can be determined or mapped (230). A person skilled in the art will understand how to determine the size, strength, and magnetic flux lines for each magnet required. Those skilled in the art will also understand that the order of the foregoing steps may be varied as desired for a given application.

통상의 기술자는 자석(들)의 성질들이 ACA 내에서 z축으로 컬럼들의 성장(development) 및 형성에 영향을 미칠 것이라는 것을 추가로 이해할 것이다. 더 강한 자석들이 더 빠르게 형성되는 더 높은 컬럼들을 허용할 것이지만, 자석이 너무 강한 것은 바람직하지 않다. 다양한 실시예들에서, 자석들의 이상적인 성질들은 임의의 주어진 응용분야에 대해 경험적으로 결정된다.Those skilled in the art will further understand that the properties of the magnet(s) will affect the development and formation of columns in the z-axis within the ACA. Stronger magnets will allow higher columns to form more quickly, but it is undesirable for the magnet to be too strong. In various embodiments, the ideal properties of magnets are determined empirically for any given application.

자석 트레이가 생성되고(235) 작업을 위해 선택된 자석들은 그것들의 각각의 로케이션들에 결속된다(240). 자석 트레이는 컴포넌트 및 기판에 대해 자석의 포지션 또는 자기장을 변경하지 않는 임의의 유용한 수단에 의해 자석들의 각각을 그 자석의 각각의 로케이션에 수용하도록 설계된다는 것이 이해된다. 하나의 실시예에서, 자성 트레이는 자석들의 각각이 배치될 로케이션들에 절개된 홀들을 갖는 알루미늄으로 만들어진다. 자석들은 자석의 세기 또는 자속선들을 변경시키지 않고 다시 임의의 수단에 의해 제자리에서 결속될 수 있다(240). 접착제들이 특정 실시예들에서 자석 트레이에 자석들을 결속시키기 위해 편리하게 사용될 수 있다.A magnetic tray is created (235) and the magnets selected for work are bound to their respective locations (240). It is understood that the magnet tray is designed to receive each of the magnets at their respective locations by any useful means that does not change the position or magnetic field of the magnets relative to the component and substrate. In one embodiment, the magnetic tray is made of aluminum with holes cut into locations where each of the magnets will be placed. The magnets can again be bound in place by any means without changing the magnet strength or magnetic flux lines (240). Adhesives may be conveniently used to bind the magnets to the magnet tray in certain embodiments.

기판 및 컴포넌트들에 대한 캐리어로서 역할을 하고 기판과 기판 상에 거주하는 각각의 컴포넌트가 자석 트레이에서의 대응하는 자석과 정렬하는 것을 보장하기 위해 정렬 트레이가 생성된다(245). 정렬 트레이는 ACA의 정렬 및 후속하는 경화 동안 기판을 수용하고 유지하도록 적응된다(250). 트레이는 상호접속들을 생성하는 공정 동안 기판을 결속시키기 위한 임의의 수단에 의해 적응될 수 있다. 하나의 실시예에서 기판의 형상에 상보적인 오목한 영역이 공정 동안 기판을 수동적으로 수용하고 유지하기 위해 생성된다. 현재의 바람직한 실시예에서, 기판은 정렬 트레이에서 하나의 배향으로만 수용됨으로써, 자석 트레이에서의 자석들과의 오정렬의 위험을 최소화할 수 있다.An alignment tray is created 245 to serve as a carrier for the substrate and components and to ensure that the substrate and each component residing on the substrate are aligned with their corresponding magnets in the magnet tray. The alignment tray is adapted to receive and hold the substrate during alignment and subsequent curing of the ACA (250). The tray may be adapted by any means for holding the substrate together during the process of creating the interconnects. In one embodiment, a concave region complementary to the shape of the substrate is created to passively receive and retain the substrate during processing. In the presently preferred embodiment, the substrate is received in only one orientation in the alignment tray, thereby minimizing the risk of misalignment with the magnets in the magnet tray.

ACA는 컴포넌트들이 배치될(260) 로케이션들에서 기판에 도포된다(265). 본 명세서에서 고려되는 일부 실시예들에서 그 단계들은 가변할 수 있으며, 예컨대, 컴포넌트들이 거주할 수 있고 ACA는 동시에 도포될 수 있다. 각각의 컴포넌트가 기판 상의 원하는 로케이션에서 둘 사이에 원하는 양의 ACA로 정확히 배치되는 것이 최종 결과라는 것을 전제로, 작동의 순서가 여기서 그렇게 가변할 수 있다는 것을 통상의 기술자는 또한 이해할 것이다.ACA is applied (265) to the substrate at the locations where the components will be placed (260). In some embodiments contemplated herein the steps may vary, for example, the components may reside and the ACA may be applied simultaneously. Those skilled in the art will also appreciate that the order of operations may be so varied herein, provided that the end result is that each component is positioned exactly at the desired location on the substrate with the desired amount of ACA between them.

정렬 트레이와 자석 트레이는 그 다음에 서로 근접하게 된다. 현재의 바람직한 실시예에서, 그 트레이들은 서로에 대해 수직으로 위치되면서 정렬되어야만 한다. 이는 자석 트레이에서의 자석들의 자기장들을 가로질러 기판과 함께 정렬 트레이가 미끄러지고 부적절한 컬럼 형성을 개시하는 것을 방지하는 구조에 의해 강화된다. 자석 트레이 및 정렬 트레이가 이 방식으로 근접되도록 요구함으로써, 컬럼 형성은 실질적으로 z축으로 최적화되고 제한된다. 그렇게 조립된 트레이들(270)('조립체' 또는 자석 팔레트 조립체)은 그 다음에 적절한 조건들 하에 경화를 위해 오븐에 배치될 수 있다. 조립된 트레이들이 서로 평행한 z축(즉, 수직) 컬럼들의 형성을 최적화하는 방식으로 함께 끼워맞춤되기 때문에 그리고 조립체가 컬럼들과 실질적으로 간섭하는 일 없이 이동될 수 있기 때문에, 오븐은, 조립체들이 오븐 안팎으로 수동으로 이동되는 배치 오븐일 수 있거나, 또는 그것은 조립체들이 오븐을 통해 컨베이어를 따라 이동하는 리플로우 오븐과 같이, 반연속적 또는 심지어 계속 연속적인 것일 수 있다. ACA가 경화된 후 컬럼 구조에 영향을 줄 위험은 거의 없으며; 즉, 컬럼들은 경화된 ACA에서 안정하다.The alignment tray and magnetic tray are then brought close to each other. In the presently preferred embodiment, the trays should be aligned, positioned perpendicularly to each other. This is enhanced by a structure that prevents the alignment tray from slipping with the substrate across the magnetic fields of the magnets in the magnet tray and initiating improper column formation. By requiring the magnet tray and alignment tray to be proximate in this way, the column formation is substantially optimized and limited to the z-axis. The trays 270 ('assembly' or magnetic pallet assembly) so assembled can then be placed in an oven for curing under appropriate conditions. Because the assembled trays fit together in a way that optimizes the formation of z-axis (i.e., perpendicular) columns that are parallel to each other and because the assembly can be moved without substantially interfering with the columns, the oven allows the assemblies to It may be a batch oven that is moved manually in and out of the oven, or it may be semi-continuous or even continuous, such as a reflow oven in which the assemblies are moved along a conveyor through the oven. There is little risk of affecting the column structure after the ACA has cured; That is, the columns are stable in cured ACA.

본 명세서에서 '칩 플리핑(chip flipping)'이라고 하는 현상이 특정한 컴포넌트들로 발생할 수 있다는 것에 또한 주의해야 한다. 컴포넌트가 자기적으로 극성이면 ― 즉, 그 컴포넌트가, 예컨대, 분리된 두 개의 자극들을 가지면, 자석 트레이의 자기장에 노출될 때, 그 컴포넌트는 자신을 자기장과 정렬시키도록 '플리핑'할 것이다. 시스템이 자석 트레이에 노출될 때 ACA가 아직 정렬 또는 경화되지 않았기 때문에, 칩(들)이 그렇게 되는 것을 방지하는 것은 아무것도 없다. 극단적인 경우들에서, 컴포넌트는 기판으로부터 완전히 빼내어질 수 있다. 이는 특정한 컴포넌트들에서만 발생하지만, 존재한다면, 문제가 된다. 발명자는 이러한 컴포넌트가 존재하면 이 문제를 해결하기 위한 간단한 해결책을 개발하였다. 이는 자석 트레이에의 노출 전에 컴포넌트/칩을 결속시키기 위한 추가적인 '태킹(tacking)' 단계를 포함할 것을 요구한다. 일반적으로, 관심 컴포넌트들이 기판에 결속된다. 하나의 유용한 방법은 자기장이 있는 데서 민감한 컴포넌트를 제자리에 보유하기 위해 작은 양의 에폭시를 도포하는 것이다. 본원의 방법들은 컴포넌트를 결속하기에 충분한 소량으로 도포되는 UV 경화가능 에폭시의 사용과, 뒤따르는, 에폭시가 경화되는 것을 보장하기 위한 충분한 세기 및 지속기간의 UV 광에 대한 짧은 노출을 포함한다. 기판, 컴포넌트, 및 ACA의 조립체는 그러면 컴포넌트들/칩들의 플리핑에 관한 우려 없이 z축 컬럼들이 형성되는 것을 허용하도록 자석 트레이에 적절히 근접하여 배치될 수 있다.It should also be noted that a phenomenon referred to herein as 'chip flipping' may occur with certain components. If a component is magnetically polarized—that is, if it has, for example, two magnetic poles separated—when exposed to the magnetic field of a magnet tray, the component will 'flip' to align itself with the field. Because the ACA has not yet aligned or cured when the system is exposed to the magnetic tray, there is nothing to prevent the chip(s) from doing so. In extreme cases, the component may be completely pulled from the board. This only happens in certain components, but if it exists, it is a problem. The inventor has developed a simple solution to solve this problem if these components exist. This requires the inclusion of an additional 'tacking' step to bind the components/chips together prior to exposure to the magnetic tray. Typically, the components of interest are coupled to a substrate. One useful method is to apply a small amount of epoxy to hold sensitive components in place in the presence of a magnetic field. The methods herein involve the use of UV curable epoxy applied in small quantities sufficient to bind the components, followed by brief exposure to UV light of sufficient intensity and duration to ensure that the epoxy cures. The assembly of substrate, components, and ACA can then be placed in appropriate proximity to the magnetic tray to allow z-axis columns to be formed without concern about flipping of components/chips.

본원의 여러 양태들 중 제2 양태에서, 본 개시는 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하는 시스템을 제공한다. 그 시스템은 내부에 배치된 하나 이상의 자석들의 각각을 수용하고 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 컴포넌트들이 접속될 기판 상의 하나 이상의 전자 컴포넌트들의 로케이션에 대응하는 로케이션에 포함하는 자석 트레이를 포함한다.In a second of several aspects herein, the present disclosure provides a system for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive (ACA). The system includes a magnet tray comprising a non-magnetic tray adapted to receive and retain each of one or more magnets disposed therein at locations corresponding to the locations of one or more electronic components on the substrate to which the components are to be connected.

그 시스템은 ACA로 기판에 접속될 하나 이상의 컴포넌트들이 거주하는 기판을 수용하도록 적응되는 정렬 트레이를 또한 포함한다. 정렬 트레이는 ACA의 정렬 및 경화 동안 기판을 유지할 수 있다.The system also includes an alignment tray adapted to receive a substrate housing one or more components to be connected to the substrate with an ACA. An alignment tray can hold the substrate during alignment and curing of the ACA.

그 시스템은 z축에서 상호접속들에 도전성을 형성할 수 있는 자기적 정렬가능 입자들을 포함하는 ACA를 또한 포함한다. ACA 제형물은 전자 컴포넌트들 또는 컴포넌트들이 상호접속되어 있는 디바이스의 특성에 의해 지시될 수 있는 특정 응용분야들에 따라 가변될 수 있다. ACA들은, 예컨대, 상이한 피치 요건들을 갖는 응용분야들을 위한 상이한 사이즈로 된 전자기/도전성 입자들로 제형화될 수 있다.The system also includes ACA containing magnetically alignable particles capable of forming conductive interconnections in the z-axis. ACA formulations may vary depending on specific applications, which may be dictated by the characteristics of the electronic components or the device to which the components are interconnected. ACAs can, for example, be formulated with electromagnetic/conductive particles in different sizes for applications with different pitch requirements.

본원의 바람직한 실시예들에서, 정렬 트레이와 자성 트레이는 비자성 재료로 만들어질 수 있다. 하나의 실시예에서 기판은 혼란과 실수를 피하고 비기술 스태프가 생산을 지원하는 것을 허용하기 위해 정렬 트레이에 하나의 배향으로만 배치될 수 있다.In preferred embodiments herein, the alignment tray and magnetic tray may be made of non-magnetic materials. In one embodiment, the substrates may be placed in only one orientation on the alignment tray to avoid confusion and mistakes and allow non-technical staff to assist with production.

일반적으로, 기판 상의 컴포넌트들이 자석 트레이에서의 자석들과 수직으로 정렬되도록 자석 트레이와 정렬 트레이는 탈착 방식으로 수직으로 함께 배열되도록 적응되고, 자속선들이 기판을 정의하는 x-y 평면에 실질적으로 수직이도록 ACA는 자기장에 노출된다. 이러한 배열은 ACA의 경화가 완료되기까지 바람직하게 유지된다.Generally, the magnet tray and the alignment tray are adapted to be arranged vertically together in a releasable manner such that the components on the substrate are vertically aligned with the magnets in the magnet tray, and the magnetic flux lines are substantially perpendicular to the x-y plane defining the substrate. is exposed to a magnetic field. This arrangement is preferably maintained until curing of the ACA is complete.

이 시스템의 다양한 실시예들에서 자석들은 영구 자석들이다. NIB 자석들과 같이 네오디뮴을 포함하는 자석들을 포함하는 희토류 자석들이 본원의 많은 응용분야들에 유용하다. 이들 자석들은 강한 자기장을 제공할 수 있다.The magnets in various embodiments of this system are permanent magnets. Rare earth magnets, including magnets containing neodymium, such as NIB magnets, are useful for many applications herein. These magnets can provide strong magnetic fields.

자석 트레이, 정렬 트레이, 및 컴포넌트들이 거주하는 기판을 포함하는 조립체가 하나의 실시예에서 경화 오븐 안으로 직접 배치될 수 있다. 이는 정렬된 ACA가 자기장에 노출 시 z축에 형성된 컬럼들을 방해할 위험이 거의 없이 최소 움직임으로 경화되는 것을 가능하게 한다. 다른 실시예에서 조립체 및/또는 자석 트레이는 오븐 안으로 직접적으로 슬라이딩될 수 있는 래크로서 역할을 하고 임의의 지지 선반 또는 추가적인 래크를 사용을 위해 요구하지 않는다. 다른 실시예들에서, 조립체는 반연속 또는 연속 공정 오븐과 함께 사용하기 위해 컨베이어 메커니즘 상에 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 컨베이어는 기판들 및 컴포넌트들의 상이한 구성들에 대해 동일한 것을 갖는 ― 각각이 특정사항들과 상호접속될 컴포넌트들 및 기판에 따라 설계된 자신의 자성 트레이와 일치하는 ― 상이한 다수의 조립체들을 포함할 수 있다.The assembly including the magnet tray, alignment tray, and substrate upon which the components reside may be placed directly into the curing oven in one embodiment. This allows the aligned ACA to harden with minimal movement when exposed to a magnetic field, with little risk of disturbing the columns formed in the z-axis. In other embodiments the assembly and/or magnetic tray acts as a rack that can be slid directly into the oven and does not require any support shelves or additional racks for use. In other embodiments, the assembly may be placed on a conveyor mechanism for use with a semi-continuous or continuous process oven. In these embodiments, the conveyor is a plurality of different assemblies, each with its own magnetic tray designed according to the specifications and components and substrates to be interconnected, the same for different configurations of substrates and components. may include.

시스템의 자석 트레이에서의 각각의 자석을 위한 다양한 실시예들에서, 자속선들은 서로 실질적으로 평행하고 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 실질적으로 수직이다. 최적의 상호접속들이 이러한 배열들로부터 발생할 수 있다. ACA는 다양한 실시예들에서 컴포넌트 및 기판의 x-y 평면에 실질적으로 수직인 실질적으로 균일한 컬럼들을 형성한다.In various embodiments for each magnet in the magnet tray of the system, the magnetic flux lines are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the x-y plane in a region corresponding to the region of the substrate where the component and ACA are located. Optimal interconnections can result from these arrangements. The ACA forms substantially uniform columns that are substantially perpendicular to the x-y plane of the component and substrate in various embodiments.

도면들을 추가로 참조하면, 도 1은 시스템의 특정한 피처들을 예시하는 ACA 인터커넥트들을 자기적으로 정렬하고 경화시키기 위한 시스템의 실시예(100)를 묘사한다. 복수의 자석들(120)이 그 안에 위치되는 비자성 자석 트레이(110)를 보여주는, ACA 인터커넥트들을 자기적으로 정렬하고 경화시키기 위한 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 자석 트레이(110)는 자석들(120)을 수용하기 위한 개구부들(편의 및 명료화를 위해 번호 부여되지 않음)을 갖는데, 자석들은 자속선들을 변경하지 않거나 또는 그렇지 않으면 자석들(120)을 방해하는 접착제(도시되지 않음) 또는 다른 결속 수단을 사용하여 자석 트레이(110) 안에 결속될 수 있다. 정렬 트레이(130)는 인터커넥트들을 형성하기 위한 ACA의 정렬 및 경화 동안 제자리에 유지되는 기판(140)을 수용하는 리세스를 갖는다. 기판(140)은 그 기판 상에 위치되는 복수의 전자 컴포넌트들(150)을 갖는다. ACA(도시되지 않음)는 컴포넌트들(150)과 기판(140) 사이에 도포/위치된다(또는 도포될 가능성이 있다). 알 수 있는 바와 같이, 자석들(120) 중 각각의 자석의 배치는 자석들(120)이 컴포넌트들(150)과 수직으로 정렬되도록 기판(140) 상의 컴포넌트(150)의 로케이션에 대응한다. 이 구성에서 자기장은 z축 컬럼을 형성하기 위해 ACA(도시되지 않음)의 전자성 입자들을 정렬시키는 힘을 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 자석들(120)의 각각에 의해 커버되는 영역은 대응하는 컴포넌트(150)에 의해 커버되는 영역보다 더 크므로, 시스템(100)은 기판의 전체 표면을 커버하는 종래 기술의 전자석들, 또는 컴포넌트와 동일한 사이즈인 자석들과 비교하여 더 최적이고 일관된 정렬을 제공한다.With further reference to the drawings, FIG. 1 depicts an embodiment 100 of a system for magnetically aligning and curing ACA interconnects illustrating certain features of the system. A cross-sectional view of an embodiment for magnetically aligning and curing ACA interconnects is shown, showing a non-magnetic magnet tray 110 with a plurality of magnets 120 positioned therein. Magnet tray 110 has openings (unnumbered for convenience and clarity) to receive magnets 120 that do not alter magnetic flux lines or otherwise interfere with magnets 120 . It may be fastened within the magnetic tray 110 using adhesive (not shown) or other fastening means. Alignment tray 130 has a recess to receive substrate 140 that is held in place during alignment and curing of the ACA to form interconnects. Substrate 140 has a plurality of electronic components 150 positioned on the substrate. ACA (not shown) is applied/positioned (or potentially applied) between components 150 and substrate 140 . As can be seen, the placement of each of the magnets 120 corresponds to the location of the component 150 on the substrate 140 such that the magnets 120 are vertically aligned with the components 150 . In this configuration, the magnetic field provides the force to align the electromagnetic particles of the ACA (not shown) to form a z-axis column. As can be seen, the area covered by each of the magnets 120 is larger than the area covered by the corresponding component 150, so system 100 can be used as a prior art device to cover the entire surface of the substrate. Provides more optimal and consistent alignment compared to electromagnets, or magnets of the same size as the component.

도 3은 다양한 양태들을 예시하는 정렬 트레이(300)의 일 실시예를 묘사한다. 묘사된 단일 트레이(310)는 단일 컴포넌트(320)를 각각이 갖는 복수의 기판들(도시되지 않음)을 포함한다. 사이즈에 따라 달라지는 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 단일 정렬 트레이가 하나 이상의 컴포넌트들을 갖는 단일 기판을 보유할 수 있다. 이 실시예에서 홀들인 정렬 수단(330)의 존재는 자석 트레이와 정렬 트레이가 수직으로 배열되고 자석 트레이에서의 자석들이 정렬 트레이 상의 기판에 상호접속될 대응하는 컴포넌트와 정렬되도록 자석 트레이(도시되지 않음)와의, 예컨대, 핀들 또는 로드들을 사용한 적절한 정렬을 허용한다. 적절한 정렬이 인터커넥트들의 성공적인 형성에 중요하기 때문에, 다양한 실시예들에서 정렬 트레이들은, 정렬 트레이와 자석 트레이가 서로에 대해 단일 배향으로만 정렬될 수 있는 것을 보장하기 위해 자석 트레이에서의 상보적 구조체들과 함께 간단한 피처들, 예컨대, 다양한 홀 기하구조, 홀 패턴들 또는 오프셋들, 상이한 홀 사이즈, 홀들 및 핀들의 조합을 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 이러한 두 개의 대상들 간에 적절한 정렬을 성취하기 위한 많은 기술적으로 인식된 방법들이 있다는 것을 이해할 것이다.Figure 3 depicts one embodiment of an alignment tray 300 illustrating various aspects. The single tray 310 depicted includes a plurality of substrates (not shown) each having a single component 320. In other size-dependent embodiments (not shown), a single alignment tray may hold a single substrate with one or more components. In this embodiment the presence of alignment means 330, which are holes in the magnet tray (not shown), ensures that the magnet tray and alignment tray are vertically aligned and that the magnets in the magnet tray are aligned with corresponding components to be interconnected to the substrate on the alignment tray. ), allowing appropriate alignment using, for example, pins or rods. Because proper alignment is critical to the successful formation of interconnects, in various embodiments the alignment trays have complementary structures in the magnet tray to ensure that the alignment tray and magnet tray can only be aligned in a single orientation with respect to each other. along with simple features such as various hole geometries, hole patterns or offsets, different hole sizes, combinations of holes and pins. Those skilled in the art will understand that there are many technically recognized methods for achieving proper alignment between these two objects.

또 다른 양태에서, 본 개시는 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하는 키트들을 제공한다. 키트들은 일반적으로,In another aspect, the present disclosure provides kits for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive. Kits generally:

기판 상의 전자 컴포넌트의 원하는 배치 및 기판으로의 컴포넌트의 접속에 대응하는 로케이션들에서 ACA를 사용하여 하나 이상의 자석들을 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 포함하는 적어도 하나의 자성 트레이;at least one magnetic tray including a non-magnetic tray adapted to hold one or more magnets using the ACA at locations corresponding to the desired placement of the electronic component on the substrate and connection of the component to the substrate;

자석 트레이를 완성하기에 충분한 자석들 - 각각의 자석은 ACA를 사용하여 컴포넌트와 기판 사이에 상호접속을 이루기 위한 원하는 사이즈 및 세기로 됨 -; 및Sufficient magnets to complete a magnetic tray - each magnet of the desired size and strength to make interconnections between components and boards using ACA; and

인터커넥트를 형성하기 위해 ACA의 정렬 및 경화 동안 기판 및 기판 상에 거주하는 컴포넌트들을 수용하고 유지하도록 적응되는 적어도 하나의 정렬 트레이를 포함한다.and at least one alignment tray adapted to receive and retain the substrate and components residing thereon during alignment and curing of the ACA to form the interconnect.

옵션적으로, 그 키트들은 키트를 사용하여 컴포넌트들과 기판 사이에 인터커넥트들을 생성하기 위해 키트와 함께 사용하기에 적합한 ACA를 더 포함한다.Optionally, the kits further include an ACA suitable for use with the kit to create interconnects between components and the substrate using the kit.

자석 트레이와 정렬 트레이는 일반적으로 서로 수직으로 배향되도록 구성되고 자석 트레이와 정렬 트레이가 서로 수직으로 배향되고 조립될 때 정렬 트레이 상의 기판 상에 배치된 전자 컴포넌트가 자석 트레이 상의 자석과 수직 정렬되도록 조립될 수 있다. 이 구성은 다양한 실시예들에서 정렬 및 경화 공정 둘 다에 사용된다.The magnet tray and the alignment tray are generally configured to be oriented perpendicular to each other, and when the magnet tray and the alignment tray are oriented perpendicular to each other and assembled, the electronic components placed on the substrate on the alignment tray are assembled to be vertically aligned with the magnets on the magnet tray. You can. This configuration is used for both alignment and curing processes in various embodiments.

현재의 바람직한 실시예에서 배향되고 조립된 자석 트레이 및 정렬 트레이("조립체")는 경화 오븐 안으로 배치될 수 있다. 하나의 실시예에서, 자석 트레이 또는 조립된 트레이들은 오븐 안의 래크, 또는 리플로우 오븐, 또는 경화 터널과 같은 반연속 또는 연속 오븐 안으로 운반하기 위한 래크로서 기능을 한다.In the presently preferred embodiment the oriented and assembled magnet tray and alignment tray (“assembly”) can be placed into a curing oven. In one embodiment, the magnetic tray or assembled trays function as a rack within an oven, or for transport into a semi-continuous or continuous oven, such as a reflow oven, or a curing tunnel.

다양한 실시예들에서, 자석 트레이와 정렬 트레이가 함께 조립될 때, 자석 트레이에서의 각각의 자석에 대해, 자속선들은 서로에 대해 실질적으로 평행하고 컴포넌트가 위치되는 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 실질적으로 수직이다. 일반적으로, 트레이들이 배향되고 조립될 때 기판과 기판 상의 컴포넌트 사이에 위치된 ACA가 컴포넌트와 기판의 x-y 평면에 실질적으로 수직인 실질적으로 균일한 컬럼들을 형성한다.In various embodiments, when the magnet tray and alignment tray are assembled together, for each magnet in the magnet tray, the magnetic flux lines are substantially parallel to each other and extend x-y in a region corresponding to the region of the substrate where the component is located. is substantially perpendicular to the plane. Generally, when the trays are oriented and assembled, the ACA positioned between the substrate and the component on the substrate forms substantially uniform columns that are substantially perpendicular to the x-y plane of the component and the substrate.

다른 추가의 양태에서, 본 개시는 기판과 기판 상에 배치되고 ACA를 사용하여 기판에 접속될 전자 컴포넌트 사이에 상호접속들을 생성하기 위한 오븐 시스템들을 제공한다. 그 시스템들은 본 명세서에서 설명되는 다른 시스템들에 대해 위에서 설명된 바와 같이 그리고 그 방법들에 따라 일반적으로 동작한다. 일반적으로 오븐 시스템들은 경화 오븐과 하나 이상의 선반들 또는 래크들을 포함하며, 각각의 선반 또는 래크는 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 전자 컴포넌트의 로케이션에 대응하는 로케이션에 각각이 배치되는 하나 이상의 자석들이 ACA를 사용하여 끼워맞춤된 자성 트레이; 및 ACA를 통해 기판 상에 배치되고 기판에 접속될 하나 이상의 컴포넌트들이 거주하는 기판을 수용하고 유지하도록 적응되는 정렬 트레이를 포함한다.In yet a further aspect, the present disclosure provides oven systems for creating interconnections between a substrate and an electronic component to be disposed on the substrate and connected to the substrate using an ACA. The systems operate generally as and according to the methods described above for the other systems described herein. Typically, oven systems include a curing oven and one or more shelves or racks, each shelf or rack having one or more magnets disposed on a substrate and each positioned at a location corresponding to the location of an electronic component to be connected to the substrate. Magnetic tray fitted using ACA; and an alignment tray adapted to receive and hold a substrate residing one or more components to be disposed on and connected to the substrate via the ACA.

하나의 실시예에서의 자석들은 영구 자석들이다. NIB 자석들과 같이 네오디뮴을 포함하는 자석들을 포함하는 희토류 자석들이 본원의 많은 응용분야들에 유용하다.The magnets in one embodiment are permanent magnets. Rare earth magnets, including magnets containing neodymium, such as NIB magnets, are useful for many applications herein.

오븐 시스템들의 다양한 실시예들에서, 그 시스템의 자석 트레이에서의 각각의 자석에 대해, 자속선들은 서로 실질적으로 평행하고 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 실질적으로 수직이다. ACA는 실질적으로 균일한 컬럼들을 형성하는데, 이 컬럼들은 다양한 실시예들에서 컴포넌트 및 기판의 x-y 평면에 실질적으로 수직이다.In various embodiments of oven systems, for each magnet in a magnet tray of the system, the magnetic flux lines are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the x-y plane in a region corresponding to the region of the substrate where the component and ACA are located. am. The ACA forms substantially uniform columns, which in various embodiments are substantially perpendicular to the x-y plane of the component and substrate.

오븐 시스템의 실시예(400)가 도 4에 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이 자석 트레이(410) 및 정렬 트레이(420)의 각각의 조립체(450)는 이러한 복수의 래크들(425)을 수용하도록 일반적으로 설계된 배치 오븐(401)에서 래크(425)로서 역할을 할 수 있다. 조립체(450)의 확대도는 삽도(inset) 도 4b로서 도시되는데, 이 삽도는 z축에서의 컬럼들의 정렬 동안, 그리고 경화 공정의 전체에 걸쳐 기판, 컴포넌트들 및 ACA(일반적으로, 430)를 유지하는 조립된 자석 트레이(410) 및 정렬 트레이(420)를 포함한다. 정렬 홀들(435)은 조립체가 적절한 배향으로만 조립될 수 있는 것을 보장한다. 삽도 도 4c는 복수의 영구 자석들(415)을 제자리에서 보여주는 별도의 자석 트레이(410)를 도시한다.An embodiment 400 of an oven system is shown in FIG. 4 . As can be seen, each assembly 450 of magnetic tray 410 and alignment tray 420 serves as a rack 425 in a batch oven 401 generally designed to accommodate a plurality of such racks 425. can do. An enlarged view of assembly 450 is shown as inset FIG. 4B, which shows the substrate, components, and ACA (generally 430) during alignment of the columns in the z-axis and throughout the curing process. It includes an assembled magnet tray 410 and an alignment tray 420 that hold. Alignment holes 435 ensure that the assembly can only be assembled in the proper orientation. The inset of FIG. 4C shows a separate magnet tray 410 showing a plurality of permanent magnets 415 in place.

본 발명의 범위는, 예를 들어 언어의 한계에 의해 영향을 받는, 상세한 설명에 첨부된 청구범위에서 언급된다. 특정 용어들이 본 발명을 설명하기 위해 채용되지만, 그들 용어들은 제한의 목적으로가 아니고 포괄적이고 설명하는 의미로 사용된다. 더구나, 청구된 발명의 현재의 바람직한 특정한 실시예들이 본 개시내용에서 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 이러한 실시예들이 예시로서만 제공된다는 것을 이해할 것이다. 본 개시에서 제공되는 교시들의 관점에서, 특정한 변형들, 수정들, 및 치환들이 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 발생할 것이다. 그러므로 본 발명은 구체적으로 설명된 바와 다르게 실시될 수 있고 본 발명을 실시하는 이러한 방법들은 청구항들의 범위 내에 있거나, 또는 청구된 것과 동등하고, 청구된 바와 같은 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않는다는 것이 이해되어야 한다.The scope of the invention is recited in the claims appended to the detailed description, which may be affected, for example, by language limitations. Although specific terms are employed to describe the invention, they are used in a generic and descriptive sense and not for purposes of limitation. Moreover, while certain currently preferred embodiments of the claimed invention have been described in this disclosure, those skilled in the art will understand that such embodiments are provided by way of example only. In light of the teachings provided in this disclosure, certain variations, modifications, and substitutions will occur to those skilled in the art. It is therefore understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described and that such methods of practicing the invention are within the scope of the claims or equivalent to those claimed and do not depart from the scope and spirit of the invention as claimed. It has to be.

Claims (20)

자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판 상에 거주하는 전자 컴포넌트 사이에 인터커넥트를 확립하는 방법으로서,
a) 상기 기판 상에 배치되고 상기 기판에 접속될 제1 컴포넌트의 상기 기판 상의 치수들 및 로케이션을 확립하는 단계;
b) 단계 a)에서 상기 컴포넌트에 대해 확립된 상기 치수 및 로케이션에 대응하는 제1 자석의 배치 로케이션을 결정하는 단계;
c) 단계 b)에서 요구된 상기 자석의 치수들 및 세기를 결정하는 단계;
d) 상기 자석에 대해 자기장의 자속선들을 매핑하는 단계;
e) 필요한 각각의 추가적인 자석에 대한 성질들 및 배치 로케이션을 결정하기 위해 상기 기판 상에 배치되고 상기 기판에 접속될 각각의 추가적인 컴포넌트에 대해 단계 a) 내지 d)를 반복하는 단계;
f) 자석 트레이를 생성하고 각각의 자석을 상기 자석 트레이 상의 자석의 각각의 배치 로케이션에 결속하는(securing) 단계;
g) 정렬 트레이를 생성하고 정렬 및 경화 동안 상기 기판을 유지하도록 상기 정렬 트레이를 적응시키는 단계;
h) 상기 정렬 트레이 상에 상기 기판을 배치하는 단계;
i) 상기 기판 상의 상기 ACA를 컴포넌트들이 배치될 하나 이상의 로케이션들에 도포하는 단계;
j) 제1 및 각각의 추가적인 컴포넌트를 상기 기판에 거주시키는(populating) 단계;
k) 상기 정렬 트레이와 상기 자석 트레이를 조립하는 단계;
l) 상기 ACA로 z축에 컬럼들이 형성되도록 허용하는 단계; 및
m) 상기 ACA를 경화시킴으로써, 상기 기판과 제1 및 각각의 추가적인 컴포넌트 사이에 인터커넥트들을 확립하는 단계
를 포함하며,
상기 정렬 트레이와 상기 자석 트레이는 비자성 재료로 만들어지고 상기 자석 트레이는 상기 제1 및 각각의 추가적인 자석을 상기 자석 트레이 상의 상기 제1 및 각각의 추가적인 자석의 각각의 배치 로케이션들에 수용하도록 적응되고; 자석들을 갖는 상기 자석 트레이, 컴포넌트들이 거주하는 기판을 갖는 상기 정렬 트레이 및 ACA를 포함하는 조립체가 경화 오븐에 배치될 수 있는, 방법.
1. A method of establishing an interconnect between a substrate and an electronic component residing thereon using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive (ACA), comprising:
a) establishing dimensions and location on the substrate of a first component to be disposed on and connected to the substrate;
b) determining a placement location of a first magnet that corresponds to the dimensions and location established for the component in step a);
c) determining the dimensions and strength of the magnet required in step b);
d) mapping magnetic flux lines of the magnetic field to the magnet;
e) repeating steps a) to d) for each additional component to be disposed on and connected to the substrate to determine the properties and placement location for each additional magnet required;
f) creating a magnet tray and securing each magnet to its respective placement location on the magnet tray;
g) creating an alignment tray and adapting the alignment tray to hold the substrate during alignment and curing;
h) placing the substrate on the alignment tray;
i) applying the ACA on the substrate to one or more locations where components will be placed;
j) populating the first and each additional component on the substrate;
k) assembling the alignment tray and the magnet tray;
l) allowing columns to be formed in the z-axis with the ACA; and
m) curing the ACA, thereby establishing interconnects between the substrate and the first and each additional component.
Includes,
The alignment tray and the magnet tray are made of a non-magnetic material and the magnet tray is adapted to receive the first and each additional magnet at respective placement locations of the first and each additional magnet on the magnet tray. ; A method wherein an assembly comprising the magnet tray with magnets, the alignment tray with a substrate on which the components reside, and an ACA can be placed in a curing oven.
제1항에 있어서, 상기 자석들은 영구 자석들을 포함하는, 방법.The method of claim 1, wherein the magnets comprise permanent magnets. 제2항에 있어서, 상기 자석들은 희토류 자석들을 포함하는, 방법.3. The method of claim 2, wherein the magnets comprise rare earth magnets. 제3항에 있어서, 각각의 자석의 사이즈 및 세기는, 상기 컬럼들의 높이를 최적화하도록, 상호접속 세기를 최적화하도록, 단락들의 수를 감소시키도록, 완성된 디바이스 또는 보드의 예상 수명을 증가시키도록, 사용가능 제품의 수율을 증가시키도록, 또는 상호접속들을 생성한 결과로서 고장들(failures) 또는 거부들을 감소시키도록, 독립적으로 결정되는, 방법.4. The method of claim 3, wherein the size and strength of each magnet are adjusted to optimize the height of the columns, to optimize interconnection strength, to reduce the number of shorts, and to increase the expected life of the completed device or board. , a method, independently determined, to increase the yield of usable product, or to reduce failures or rejections as a result of creating interconnections. 제4항에 있어서, 상기 자석 트레이에서의 각각의 자석에 대해, 상기 자속선들은 서로 평행하고 상기 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 상기 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 수직인, 방법.5. The method of claim 4, wherein for each magnet in the magnet tray, the magnetic flux lines are parallel to each other and perpendicular to the x-y plane in an area corresponding to the area of the substrate where the component and ACA are located. 제1항에 있어서, 상기 ACA는 높이 및 직경의 측면에서 균일한 컬럼들을 형성하는, 방법.The method of claim 1, wherein the ACA forms columns that are uniform in terms of height and diameter. 제1항에 있어서, 상기 ACA는 균일한 컬럼들을 형성하며, 상기 컬럼들은 상기 컴포넌트 및 상기 기판의 x-y 평면에 수직인, 방법.The method of claim 1, wherein the ACA forms uniform columns, the columns being perpendicular to the x-y plane of the component and the substrate. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 정렬 트레이에서 하나의 배향으로만 배치될 수 있는, 방법.The method of claim 1, wherein the substrate can be placed in only one orientation in the alignment tray. 제1항에 있어서, 상기 정렬 트레이는 상기 자석 트레이 및 상기 정렬 트레이가 서로에 대해 적절한 배향으로만 조립될 수 있는 것을 보장하기 위한 정렬 수단을 포함하는, 방법.2. The method of claim 1, wherein the alignment tray includes alignment means to ensure that the magnet tray and the alignment tray can be assembled only in the proper orientation with respect to each other. 제1항에 있어서, 상기 정렬 트레이와 상기 자석 트레이는 상기 ACA를 경화시키기 위한 경화 조건들을 견딜 수 있는 재료들을 포함하는, 방법.The method of claim 1, wherein the alignment tray and the magnet tray comprise materials capable of withstanding curing conditions for curing the ACA. 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제(ACA)를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하기 위한 시스템으로서,
자신의 내부에 배치된 하나 이상의 자석들의 각각을 수용하고 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 상기 컴포넌트들이 접속될 기판 상의 하나 이상의 전자 컴포넌트들의 로케이션에 대응하는 로케이션에 포함하는 자석 트레이;
ACA의 정렬 및 경화 동안 상기 ACA로 기판에 접속될 하나 이상의 컴포넌트들이 거주하는 상기 기판을 유지하도록 적응되는 정렬 트레이; 및
z축에서 상호접속들에 도전성을 형성할 수 있는 자기적 정렬가능 입자들을 포함하는 ACA
를 포함하며,
상기 정렬 트레이와 상기 자석 트레이는 비자성 재료로 만들어지며;
상기 기판 상의 상기 컴포넌트들이 상기 자석 트레이에서의 상기 자석들과 수직으로 정렬되도록 상기 자석 트레이와 상기 정렬 트레이는 탈착 방식으로 수직으로 함께 배열되고, 자속선들이 상기 기판을 정의하는 x-y 평면에 수직이도록 상기 ACA는 자기장에 노출되며;
상기 기판은 하나의 배향으로만 상기 정렬 트레이에 배치될 수 있는, 시스템.
A system for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive (ACA), comprising:
a magnet tray comprising a non-magnetic tray adapted to receive and retain each of the one or more magnets disposed therein at a location corresponding to the location of one or more electronic components on the substrate to which the components are to be connected;
an alignment tray adapted to hold the substrate residing one or more components to be connected to the substrate with the ACA during alignment and curing of the ACA; and
ACA comprising magnetically alignable particles capable of forming conductive interconnections in the z-axis
Includes,
the alignment tray and the magnetic tray are made of non-magnetic material;
The magnet tray and the alignment tray are arranged vertically together in a detachable manner such that the components on the substrate are vertically aligned with the magnets in the magnet tray, and the magnetic flux lines are perpendicular to the xy plane defining the substrate. ACA is exposed to magnetic fields;
The system of claim 1, wherein the substrate can be placed on the alignment tray in only one orientation.
제11항에 있어서, 상기 자석들은 영구 자석들인, 시스템.12. The system of claim 11, wherein the magnets are permanent magnets. 제11항에 있어서, 상기 자석들은 희토류 자석들인, 시스템.12. The system of claim 11, wherein the magnets are rare earth magnets. 제13항에 있어서, 상기 자석 트레이에서의 각각의 자석에 대해, 상기 자속선들은 서로 평행하고 상기 컴포넌트 및 ACA가 위치되는 상기 기판의 영역에 대응하는 영역에서 x-y 평면에 수직인, 시스템.14. The system of claim 13, wherein for each magnet in the magnet tray, the magnetic flux lines are parallel to each other and perpendicular to the x-y plane in an area corresponding to the area of the substrate where the component and ACA are located. 제11항에 있어서, 상기 ACA는 균일한 컬럼들을 형성하며, 상기 컬럼들은 상기 자석들이 있는 데서 상기 컴포넌트 및 상기 기판의 x-y 평면에 수직인, 시스템.12. The system of claim 11, wherein the ACA forms uniform columns, the columns being perpendicular to the x-y plane of the component and the substrate where the magnets are located. 제11항에 있어서, 상기 자석 트레이, 상기 정렬 트레이, 및 컴포넌트들이 거주하는 상기 기판을 포함하는 조립체가 경화 오븐 안으로 직접적으로 운반되거나 또는 배치될 수 있는, 시스템.12. The system of claim 11, wherein the assembly including the magnet tray, the alignment tray, and the substrate upon which the components reside can be transported or placed directly into a curing oven. 제16항에 있어서, 상기 조립체 또는 상기 자석 트레이는 직접적으로 상기 오븐 안으로 슬라이딩되거나 또는 운반될 수 있는 래크로서 역할을 하고, 임의의 지지 선반, 추가적인 래크, 또는 다른 지지체를 요구하지 않는, 시스템.17. The system of claim 16, wherein the assembly or magnetic tray serves as a rack that can be slid or carried directly into the oven and does not require any support shelves, additional racks, or other supports. 자기적 정렬가능 이방성 도전성 접착제를 사용하여 기판과 기판에 부착되는 전자 컴포넌트들 사이에 인터커넥트들을 생성하기 위한 키트로서,
기판 상의 전자 컴포넌트의 원하는 배치 및 기판으로의 상기 컴포넌트의 접속에 대응하는 로케이션들에서 ACA를 사용하여 하나 이상의 자석들을 유지하도록 적응되는 비자성 트레이를 포함하는 적어도 하나의 자석 트레이;
상기 자석 트레이를 완성하기에 충분한 자석들 - 각각의 자석은 상기 ACA를 사용하여 상기 컴포넌트와 상기 기판 사이에 상호접속을 이루기 위한 원하는 사이즈 및 세기로 됨 -;
상기 인터커넥트를 형성하기 위해 상기 ACA의 정렬 및 경화 동안 상기 기판 및 상기 기판 상에 거주하는 컴포넌트들을 수용하고 유지하도록 적응되는 적어도 하나의 정렬 트레이; 및
옵션적으로, 상기 키트를 사용하여 컴포넌트와 기판 사이에 적어도 하나의 인터커넥트를 생성하기 위해 상기 키트와 함께 사용하기에 적합한 ACA
를 포함하며,
상기 자석 트레이와 상기 정렬 트레이는 서로 수직으로 배향되고 조립되도록 구성되어, 상기 자석 트레이와 상기 정렬 트레이가 그렇게 배향되고 조립될 때 상기 정렬 트레이 상의 기판 상에 배치된 전자 컴포넌트가 상기 자석 트레이 상의 자석과 수직 정렬하게 되는, 키트.
A kit for creating interconnects between a substrate and electronic components attached to the substrate using a magnetically alignable anisotropic conductive adhesive, comprising:
at least one magnet tray including a non-magnetic tray adapted to hold one or more magnets using the ACA at locations corresponding to the desired placement of the electronic component on the substrate and connection of the component to the substrate;
Sufficient magnets to complete the magnet tray, each magnet of the desired size and strength to achieve interconnection between the component and the substrate using the ACA;
at least one alignment tray adapted to receive and retain the substrate and components residing on the substrate during alignment and curing of the ACA to form the interconnect; and
Optionally, an ACA suitable for use with the kit to create at least one interconnect between a component and a substrate using the kit.
Includes,
The magnet tray and the alignment tray are configured to be oriented and assembled perpendicular to each other, such that when the magnet tray and the alignment tray are so oriented and assembled, the electronic component disposed on the substrate on the alignment tray is aligned with the magnet on the magnet tray. Kit, vertically aligned.
제18항에 있어서, 상기 배향되고 조립된 자석 트레이 및 정렬 트레이는 경화 오븐 안으로 직접 배치되거나 또는 운반될 수 있는, 키트.19. The kit of claim 18, wherein the oriented and assembled magnet tray and alignment tray can be placed or transported directly into a curing oven. 제19항에 있어서, 상기 자석 트레이 또는 상기 조립된 트레이들은 상기 오븐 안에서 래크로서 기능을 하는, 키트.20. The kit of claim 19, wherein the magnetic tray or assembled trays function as a rack within the oven.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111586979B (en) * 2020-05-20 2021-05-18 江西省开德电子科技有限公司 Equipment for assisting in manufacturing electronic parts of integrated circuit board

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050039323A1 (en) 2003-08-22 2005-02-24 Simens Medical Solutions Usa, Inc. Transducers with electically conductive matching layers and methods of manufacture
US20120106111A1 (en) 2010-10-31 2012-05-03 Joseph Mazzochette Anisotropic electrically and thermally conductive adhesive with magnetic nano-particles
US20140237815A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Advanced Micro Devices, Inc. Stiffener frame fixture
US20160254244A1 (en) 2013-05-31 2016-09-01 Sunray Scientific, Llc Systems and Methods Utilizing Anisotropic Conductive Adhesives

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169471A (en) * 1991-07-29 1992-12-08 Strasser Gene W Auto electrical connecting circuit board assembly
US5429701A (en) * 1992-04-14 1995-07-04 Industrial Technology Research Institute Method of electrically interconnecting conductors
JPH0669643A (en) * 1992-08-19 1994-03-11 Sony Corp Connecting method and connector of conductor and anisotropic conductive film for use therein
WO1994030034A1 (en) * 1993-06-16 1994-12-22 Nihon Almit Co., Ltd. Method of electrical connection and electric circuit mounting board, and paste for executing the method
JPH1140224A (en) * 1997-07-11 1999-02-12 Jsr Corp Anisotropic conductive sheet
AUPR424701A0 (en) * 2001-04-05 2001-05-17 Beson, Robert Magnetic holding device
US8256618B2 (en) * 2010-08-11 2012-09-04 All About Packaging, Inc. Magnetic storage device and a method of assembling the device
US9365749B2 (en) * 2013-05-31 2016-06-14 Sunray Scientific, Llc Anisotropic conductive adhesive with reduced migration

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050039323A1 (en) 2003-08-22 2005-02-24 Simens Medical Solutions Usa, Inc. Transducers with electically conductive matching layers and methods of manufacture
US20120106111A1 (en) 2010-10-31 2012-05-03 Joseph Mazzochette Anisotropic electrically and thermally conductive adhesive with magnetic nano-particles
US20140237815A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Advanced Micro Devices, Inc. Stiffener frame fixture
US20160254244A1 (en) 2013-05-31 2016-09-01 Sunray Scientific, Llc Systems and Methods Utilizing Anisotropic Conductive Adhesives

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