KR20140125417A - 다층 전자기기 어셈블리 및 3차원 모듈 내에 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 방법 - Google Patents

다층 전자기기 어셈블리 및 3차원 모듈 내에 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

다층 전자기기 어셈블리 및 관련된 제조 방법이 제공된다. 다층 일렉트로닉스 어셈블리는 복수 개의 적층된 기판 층들을 포함한다. 각각의 기판 층들은 적어도 복수 개의 기판 층들 중 인접한 것에 퓨전 접합된다. 제1 별개의 전기 회로 부품은 복수 개의 층들 중 제1 층에 접합된다. 접합 물질은 별개의 전기 회로 부품과 제1 층 사이에 개재된다. 접합 물질은 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 더 높은, 접합 물질이 흐를 수 있는 리플로우 온도를 구비한다.

Description

다층 전자기기 어셈블리 및 3차원 모듈 내에 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 방법{MULTILAYER ELECTRONICS ASSEMBLY AND METHOD FOR EMBEDDING ELECTRICAL CIRCUIT COMPONENTS WITHIN A THREE DIMENSIONAL MODULE}
본 발명은 다층 전자기기 어셈블리 및 관련된 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 에폭시 유리섬유(FR4), (폴리테트라플루오로에틸렌, PTFE 같은) 플루오로폴리머 복합체 또는 혼합 유전체(MDk, FR4와 PTFE의 조합)를 이용하는 다층 인쇄 회로 기판들은 다층 구조의 표면 상에 장착되는 부품들에 신호들을 보내도록 사용되었다. 이러한 다층 인쇄 회로 보드들은 가장 일반적으로 부품들에 신호들을 보내기 위한 하나의 수단으로서 에칭된 구리인 트레이스들을 포함한다. 이러한 회로들에서, 레지스터들은 스크린-인쇄되거나 에칭될 수 있다. 이러한 다층 인쇄 회로 보드 어셈블리들은 특히 RF 및 전력 전자기기 모듈들을 포함하는 다양한 적용들에서 사용될 수 있다. 일 예시로서, 이러한 기술들은 그것들의 표면 상에 모놀리식 마이크로파가 통합된 회로들(monolithic microwave integrated circuits; MMICs)을 가지는 다기능 모듈들(MFM)을 형성할 수 있다.
다른 종래의 방법에서, 다층 통합된 회로 및 마이크로파, 다기능 모듈들은 퓨전 접합 프로세스를 활용하여 다층 구조로 함께 접합되는 플루오로폴리머 복합체 기판들의 다층으로 구조된다. 복합체 기판 물질은 유리섬유 및 세라믹으로 채워진 PTFE일 수 있다. 이러한 다층 구조들은 퓨전 프로세스 전에 개별적인 층들 안에 에칭되거나 스크린 인쇄되는 얇은 필름 레지스터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레지스터들은 구리 에칭과 유사한 방법으로, 구리 층들에 인접한 얇은 니켈 인산염 필름들 안에 에칭될 수 있다.
특정한 별개의 전기 회로 부품들, 예를 들어, 수동 별개의 레지스터들, 캐패시터들, 자기 디바이스들 및 능동 반도체 디바이스들 같이 별개의 디바이스들은, 단지 에칭 또는 스크린 프린팅으로 생성된 얇은 필름들인 것은 아니다. 사실, 이러한 별개의 디바이스들은 퓨전 접합 프로세스의 열 및/또는 압력을 견딜 수 없는 예를 들어 솔더 페이스트로 기판에 부착된다. 다층 통합된 어셈블리 안으로 별개의 전기 회로 부품들을 포함시키기 위해, 종래의 방법은 개별적인 기판 층들 안에 캐비티들을 형성하는 단계, 캐비티들 내에 별개의 전기 회로 부품들을 부착하는 단계 및 분리된, 포스트-퓨전 접합 단계로서 폴리머 접합 필름 층을 적용하는 단계를 포함한다. 예를 들어, Logothetis 외에 의한 미국 특허 No. 6,009,677와 McAndrews 외에 의한 미국 특허 No. 6,395,374는 퓨전 접합된 플루오로폴리머 복합체 기판들의 다층 구조를 제작하기 위한 프로세스를 설명하고 별개의 전기 회로 부품들은 다층 구조 내에 형성된 캐비티들 안에 접합 후에(post-bonding) 부착되고, 그런 다음 필름이 접합된 층으로 덮인다.
다층 전자기기 어셈블리는 다음과 같은 별개의 부품들을 부착하기 위한 접합 물질을 이용하여 달성될 수 있다는 것을 발견했다: (1) 별개의 부품들이 부착되는 다층 구조의 층들의 글래스 전이 온도(glass transition temperature)보다 낮은 별개의 부품들을 부착하기 위한 프로세싱 온도(processing temperature)를 구비하고, (2) 액체, 흐를 수 있는, 또는 유연한 상태로 다시 변화하기 위해 상당히 더 높은 온도의 포스트-프로세싱을 요구하게 되는 별개의 부품들을 부착하기 위해 프로세싱 다음에 상 전이를 겪게 되고, 포스트-프로세싱(post-processing) 상 전이 온도는 또한 다층 전자기기 어셈블리의 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 실질적으로 더 높다.
다층 전자기기 어셈블리는 복수 개의 적층된 기판 층들, 각각의 복수 개의 기판 층들은 복수 개의 기판 층들 중 적어도 인접한 것에 퓨전 접합됨; 복수 개의 층들 중 제1 층에 접합된 제1 별개의 전기 회로 부품; 및 제1 층 및 별개의 전기 회로 부품 사이에 개재된 접합 물질, 접합 물질은 접합 물질이 흐를 수 있게 되는 리플로우 온도를 구비하고, 그것은 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 높음;을 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
다층 전자기기 어셈블리는 복수 개의 층들 중 제2 층에 접합된 제2 별개의 전기 회로 부품을 더 포함할 수 있다. 복수 개의 기판 층들은 제1 방향으로 적층될 수 있고, 제1 별개의 전기 부품은 제1 방향으로 제2 별개의 전기 부품을 겹친다. 복수 개의 기판 층들은 제1 방향으로 적층될 수 있고, 제1 별개의 전기 회로 부품은 복수 개의 적층된 기판 층들 중 인접한 층들 사이에 위치될 수 있다. 기판 층들은 플루오로폴리머 복합체를 포함할 수 있다. 접합 물질은 나노실버가 소결된 솔더일 수 있다. 접합 물질은 전이 액상 접합 합금일 수 있다. 제1 별개의 전기 회로 부품은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스, 및 능동 반도체 디바이스 중 하나일 수 있다.
다층 전자기기 모듈은 제1 온도에서 접합 물질이 흐를 수 있게 되는, 리플로우 포인트(reflow point)를 구비하는 3차원, 단일 블록의 제1 물질; 및 단일 블록 내에 내장된 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들, 각각의 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 용융점을 가지는 제2 물질에 의해 블록에 접합됨;을 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
단일 블록(unitary block)은 상면, 바닥면, 및 복수 개의 측면들에 의해 정의된 외부 표면을 포함할 수 있고, 제1 물질은 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 적어도 첫 번째 것을 완전히 둘러쌀 수 있고 제1 물질은 단일 블록의 외부 표면 상에 어떠한 지점 및 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 첫 번째 것의 모든 측들 사이에 위치된다. 제1 물질은 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 첫 번째 것에 직접적으로 접촉하지 않을 수 있다. 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 제1 별개의 전기 회로 부품, 제2 별개의 전기 회로 부품, 및 제3 별개의 전기 회로 부품을 포함할 수 있고, 제1 별개의 전기 회로 부품은 제1 방향으로 제2 별개의 전기 회로 부품을 겹치고, 제1 별개의 전기 회로 부품은 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 제3 별개의 전기 회로 부품을 겹친다. 제1 물질은 플루오로폴리머 복합체일 수 있다. 제2 물질은 나노실버가 소결된 솔더일 수 있다. 제1 물질은 전이 액상 접합 합금일 수 있다. 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 및 능동 반도체 디바이스로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
다기능 모듈은, 일차 기판, 일차 기판에 전력 반도체 다이가 접합됨; 일차 기판 상에 적층되고 서로에 대해 퓨전 접합되는 복수 개의 이차 기판들, 제1 별개의 전기 회로 부품은 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 높은 제1 용융점을 가지는 제1 물질로 복수 개의 이차 기판들 중 제1 기판에 접합되고, 제2 별개의 전기 회로 부품은 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 높은 제2 용융점을 가지는 제2 물질로 복수 개의 이차 기판들 중 제2 기판에 접합됨; 및 일차 기판으로부터 가장 멀리 위치된 복수 개의 이차 기판 중 하나의 외부 표면에 부착된 능동 전자기기 부품;을 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
다층 모듈 내 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법은 초기에 제1 온도에서 흐를 수 있는 제1 접합 물질로 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계, 접합 물질은 상 전이를 겪게 되고, 일단 접합 물질이 경화되면, 접합 물질은 제1 온도보다 높은 제2 온도에 도달될 때까지 흐를 수 있는 상태로 복귀되지 않을 것이며, 제1 온도는 제1 기판의 퓨전 접합 온도보다 낮고, 제2 온도는 제1 기판의 퓨전 접합 온도보다 높음; 접합 물질을 통해 제2 기판에 제2 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계; 및 제2 기판에 제1 기판을 퓨전 접합하는 단계;를 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계는 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 나노실버 소결하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계는 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 전이 액상 접합하는 것을 포함할 수 있다.
다층 전자기기 어셈블리는 제1 방향으로 적층된 복수 개의 기판 층들, 각각의 복수 개의 기판 층들은 복수 개의 기판 층들 중 적어도 인접한 것에 접합됨; 접합 물질, 접합 물질이 초기에 흐를 수 있게 되는 초기 전이 온도 및 접합 물질이 초기에 흐르게 된 다음에 경화된 후에 뒤이어서 흐를 수 있게 되는 뒤이은 전이 온도를 구비하고, 초기 전이 온도는 뒤이은 전이 온도보다 낮음; 접합 물질, 상기 접합 물질로 복수 개의 층들 중 제1 층에 접합된 제1 별개의 전기 회로 부품; 및 접합 물질로 복수 개의 층들 중 제2 층에 접합된 제2 별개의 전기 회로 부품, 제2 별개의 전기 부품은 제1 방향으로 제1 별개의 전기 부품을 겹침;을 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
다층 전자기기 어셈블리에서, 접합 물질은 뒤이은 전이 온도에 도달되기 직전에 고체이다. 기판 층들은 에폭시 유리섬유 및 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 접합 물질은 나노실버 소결된 솔더 또는 전이 액상 접합 합금일 수 있다. 제1 별개의 전기 회로 부품은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 및 능동 반도체 디바이스 중 하나일 수 있다.
다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법은 제1 온도에서 접합 물질을 통해 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계, 접합 물질은 상 전이를 겪게 되고 접합 물질은 제1 온도보다 높은 제2 온도에 도달될 때까지 흐를 수 있는 상태로 복귀하지 않을 것임; 제1 기판에 제2 기판을 부착하는 단계; 및 제1 온도에서 접합 물질을 통해 제2 기판에 제2 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계;를 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도면들에서, 동일한 참조 번호들은 유사한 요소들 또는 작업들(acts)을 나타낸다. 도면들에서 요소들의 크기들 및 상대 위치들은 반드시 일정한 비율로 그려지지 않는다. 예를 들어, 다양한 요소들의 형상들 및 각도들은 일정한 비율로 그려지지 않고, 이러한 요소들 중 일부는 도면 판독성을 개선하기 위해 임의적으로 확대되고 위치된다. 게다가, 도시된 요소들의 특별한 형상들은 특별한 요소들의 실제 형상에 관한 정보를 전달하도록 의도되지 않으며, 오직 도면들에서 인식의 용이를 위해 선택되었다.
도 1a는 다층 전자기기 어셈블리의 확대된, 화도(pictorial view)이다.
도 1b는 도 1a의 다층 전자기기 어셈블리가 부분적으로 조립된 상태인 화도이다.
도 2는 퓨전 접합 전 다층 전자기기 어셈블리의 측면도이다.
도 3a-3f는 다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 몇몇의 순차적인 작업들을 도시한다.
도 4는 나노실버 소결(nanosilver sintering)을 위한 일 예시의 온도 프로파일(temperature profile)을 도시한다.
도 5는 다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 몇몇의 순차적인 작업들의 플로우 차트를 도시한다.
Ⅰ. 시스템 개관
다음의 설명에서, 특정의 구체적인 상세사항들은 다양한 개시된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 통상의 기술자는 실시예들이 하나 또는 그 이상의 구체적인 상세사항들, 또는 다른 방법들, 부품들, 물질들 등으로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있다. 다른 예시들에서, 전도성 트레이스들(conductive traces) 및 바이어스(vias) 및 절연 기판들을 포함하는 인쇄 회로 기판들 및/또는 별개의 전자기기 부품들 같은 별개의 전기 부품들을 포함하는 전기 회로들을 구비하는 공지된 구조들은 실시예들의 불필요하게 불명료한 설명들을 피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않았다.
문맥에서 달리 요구하지 않는 한, 다음의 명세서 및 청구항들 전반에 걸쳐, "포함한다(comprise)" 및 "포함한다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)" 같은 그것의 변형들은 개방되고, 포괄적인 의미로 해석되는 것이며, 즉 "포함하나, 그에 국한되지 않는다(including, but not limited to)"는 것이다.
이 명세서 전반적으로 "일 실시예(one embodiment)" 또는 "하나의 실시예(an embodiment)"에 대한 참조는 그 실시예와 연결하여 설명된 특별한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 그러므로, 다양한 곳에서 "일 실시예에서(in one embodiment)" 또는 "하나의 실시예에서(in an embodiment)"라는 문구들의 출현들은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것이 아니다. 더욱이, 특별한 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 또는 그 이상의 실시예들에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
이 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 것과 같이, "하나의(a)", "하나의(an)" 및 "그(the)" 같은 단수 형태들은 문맥에서 달리 명확하게 언급되지 않는 한 복수의 지지 대상들을 포함한다. 또한 "또는(or)"이라는 용어는 일반적으로 그것의 가장 넓은 의미로 활용되며, 즉 문맥에서 달리 명확하게 언급되지 않는 한 "및/또는(and/or)"를 의미하는 것이다.
여기에 제공된 발명의 개시의 표제들(headings) 및 요약은 오직 편의를 위한 것이고 실시예들의 범위 또는 의미를 설명하는 것이 아니다.
본 발명의 목적들을 위해, "별개의 전기 회로 부품(discrete electrical circuit component)"이라는 문구는 인쇄 회로 기판으로부터 별개로 형성되고 그 위에 선택적으로 배치 가능하거나 그것에 부착 가능하고, (구리 에칭(copper etching)과 유사한 방법을 이용하여, 구리 층들에 인접하게 얇은 니켈 인산염 필름들(nickel phosphate films) 안에 에칭된 레지스터들(resistors) 같이) 다층 모듈의 개별적인 층들의 트레이스들(traces) 안에 직접적으로 에칭되거나(etched) 스크린 인쇄된(screen printed) 것과 같이 인쇄 회로 기판을 형성하는 부분으로 형성된 얇은 필름 요소들을 제외하는 전자기기 부품을 포함하는, 별개의 전기 회로 부품들을 포함하는 것으로 의도된다.
전술된 것과 같이, 종래의 퓨전 접합된 다층 모듈들(fusion bonded multilayer modules)은 퓨전 접합의 온도/압력을 견디기 위해 종래의 디바이스 부착 방법들의 무능력에 기인하는 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 것을 뒷받침하지 않는다. 대신에, 종래의 퓨전 접합 방법은 개별적인 기판 층들에 캐비티들을(cavities) 형성하는 단계, 캐비티들 안에 별개의 전기 회로 부품들을 부착하는 단계, 및 분리된, 포스트-퓨전(post-fusion) 접합 단계로서 폴리머 접합 필름 층을 적용하는 단계를 포함한다. 이 기술은 프로세스 단계들을 추가하고, 별개의 전기 회로 부품들(특히 베어 반도체 다이(bare semiconductor die))에 대한 탁월한 보호를 제공하지 않으며, 3차원 모듈에서 고밀도의 패키징(packaging)을 지원하지 않는다. 예를 들어, 오직 하나의 별개의 전기 회로 부품은 주어진 수평(X-Y) 방향으로 캐비티 내에 위치될 수 있고, 디바이스들은 수직(Z) 방향 안에 적층되거나(stacked) 겹칠 수 없다. 게다가, 캐비티들 안에 배치되고 그런 다음 추가적인 층 또는 층들에 의해 덮인 별개의 전기 회로 부품들은 추가적인 포스트-퓨전 드릴링(post-fusion drilling) 또는 에칭 및 도금(plating)이 수행되지 않는 한 추가적인 커버링 층(들)(covering layer(s))에 전기적으로 연결될 수 없다. 게다가, 습기 유입에 대한 내성(immunity)은 퓨전 접합을 통해 형성된 단일 구조의 무결성(integrity) 대신에, 포스트-퓨전(post-fusion) 단계로 적용된 접합 필름의 무결성에 의해 제한된다.
본 발명의 기술들은 종래의 방법과 비교할 때, 전자기기 제품들, 특히 마이크로파 및 전력 적용들(microwave and power applications)에 대해 개선된 패키징 밀도(packaging density) 및 성능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 별개의 전기 회로 부품들, 능동 및 수동 디바이스들 모두를 퓨전 접합된 다층 모듈 내에 3차원으로, 내장시키기 위한 방법을 개시한다. 결과적인 어셈블리는 비-통합된(non-integrated)(예를 들어, 표면에 장착되고(surface mount), 비-3차원적인) 솔루션들(solutions)에 비해, 특히 높은 주파수, 높은 di/dt, 또는 dv/dt로 작동하는 회로들에서, 감소된 회로 기생충들(circuit parasitics)에 의한 잠재적으로 향상된 성능 및 더 높은 밀도를 획득한다.
이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 별개의 전기 회로 부품들은 별개의 전기 회로 부품들과 호환 가능한 프로세스 온도(process temperature) 및 복합체 모듈 퓨전 접합 온도(composite module fusion bonding temperature) 및 복합체 모듈 퓨전 접합 온도보다 상당히 높은 재-용융 온도(re-melt temperature)를 구비하는 디바이스 부착 방법을 이용하여 부착된다. 예를 들어, 접합 물질은 접합 물질이 초기에 흐를 수 있게 되는 초기 전이 온도(initial transition temperature), 및 접합 물질이 초기에 흐를 수 있게 된 다음 경화된 후에 뒤이어 흐를 수 있게 되는 뒤이은 전이 온도(subsequent transition temperature)를 구비하여 사용될 수 있다. 초기 전이 온도는 뒤이은 전이 온도보다 낮다.
예를 들어, 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 나노실버 소결(nanosilver sintering) 또는 전이 액상 접합(transient liquid phase bonding) 같은 디바이스 부착 기술은 퓨전 접합 전에 기판 층들에 별개의 전기 회로 부품들을 부착하기 위해 사용된다. 각각의 디바이스 부착 방법들은 다음의 특징을 공유한다: (1) 프로세스 온도는 솔더링(soldering)(또는 대안적인 디바이스 부착)을 위한 기판 및 별개의 전기 회로 부품이 평가된 온도들보다 낮고 (2) 결과적인 접합 물질은 복합체 기판 퓨전 온도보다 크고 종래의 솔더(solder)보다 상당히 더 높은 재-용융 또는 리플로우(reflow) 온도를 구비한다.
Ⅱ. 하드웨어
도 1A 및 1B는 일 예시에 따른 디바이스 내에 포함된 다층 전자기기 어셈블리의 개략화된 표현들이다. 도 1A는 디바이스의 주된 서브-어셈블리들의 분해 조립도이다. 서브어셈블리들은 다층 전자기기 어셈블리(multilayer electronics assembly; 10), 베이스 기판(base substrate; 20) 및 히트-싱크(heat-sink; 30)를 포함한다.
이 예시에서, 베이스 기판(20)은 알루미늄 질화물(aluminum nitride; AlN) 직접 접합된 구리(direct bonded copper; DBC) 기판일 수 있고, 그것은 그것의 상면에 복수 개의 (예를 들어, 구리 트레이스 같은) 전도성 트레이스들(conductive traces 22), 그것의 상면에 접합된 복수 개의 (예를 들어, 전력 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터들(power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), MOSFETs 같은) 베어 다이(bare die; 24) 및 그것의 상면으로부터 연장하는 복수 개의 연결 포스트들(interconnecting posts; 26)을 포함한다.
다층 전자기기 어셈블리(10)는 3차원으로 그 안에 내장된 별개의 전기 회로 부품들을 포함한다. 이하에서 보다 상세히 설명되는 것과 같이, 다층 전자기기 어셈블리(10)는 퓨전 접합 프로세스에 의해 형성되고 별개의 전기 회로 부품들은 퓨전 접합 전에 어셈블리의 내부 층들에 접합된다. 복수 개의 캐비티들(cavities; 14)은 기판(20)에 베어 다이(24)를 수용하기 위해 다층 전자기기 어셈블리(10)의 바닥면 상에 형성된다. 도 1B에 도시된 것과 같이, 다층 전자기기 어셈블리(10)는 또한 표면 장착 기술(surface mount technology)을 이용하여 부착된 더 높은 프로파일 부분들(higher profile parts)을 수용하기 위해 그것의 상면에 복수 개의 캐비티들(16)을 포함한다. 그러므로, 능동 부품들은 다층 전자기기 어셈블리(10)의 상측(10b)에, 또는 다층 전자기기 어셈블리(10)의 바닥 측(10a)에 부착될 수 있다.
일 예시에서, 기판(20) 상의 베어 다이(24)는 나노실버 소결 기술(nanosilver sintering technique)로 다층 전자기기 어셈블리(10)에 부착된다. 예를 들어, 나노실버가 소결된 솔더 페이스트(nanosilver sintered solder paste)는 캐비티들(14) 내에 사용될 수 있다. 이 예시에서, 나노실버 소결은 나노실버 페이스트 내에 바인더(binder)를 베이크 아웃(bake out)하기 위해 대략 180℃로 램프되고(ramps) 그런 다음 나노실버 입자들을 소결하기 위해 10분 동안 대략 280℃로 온도를 증가시키는 온도 프로파일(temperature profile)로 획득된다. 결과적인 계면의(interfacial) "솔더(solder)" 조인트는 종래의 리드(lead) 또는 리드-프리(lead-free) 솔더보다 상당히 낮은 열 및 전기 저항, 반복된 열 사이클링으로 유도된 응력에 직면하여 개선된 무결성, 및 >900℃까지 '리플로우(reflow)'하지 않을 솔더 조인트를 구비한다. 후자의 특성은 전력 반도체 솔더 조인트들의 리플로우 없이 상측 부품들의 포스트-프로세스 솔더링 및 다층 전자기기 어셈블리(10)의 퓨전 접합 프로세스에 대한 노출을 잠재적으로 포함하는 포스트-프로세싱을 허용한다.
전술된 것과 같이, 다층 전자기기 어셈블리(10)의 별개의 전기 회로 부품들은 퓨전 접합 전에 어셈블리의 내부 층들에 접합된다. 도 2는 퓨전 접합 전에 예시적인 다층 전자기기 어셈블리의 보다 상세한 측면도를 도시한다.
어셈블리의 바닥으로부터 시작해서, 제1 층(300)은 히트-싱크이다. 이 예시에서, 히트-싱크(300)는 다양한 열 인터페이스 옵션들(thermal interface options), 예를 들어 전도를 위한 장착 홀들(mounting holes; 310), 액체(미도시)를 위한 채널들, 또는 공기를 냉각시키기 위한 핀 핀(pin fin)/슬롯된 핀들(slotted fins)(미도시)을 지지하기 위해 주조될 수 있다(cast).
제2 층은 이 예시에서 각각의 층에 구리로 도시된 베이스 층(base layer; 200)이다. 베이스 기판(20)과 같이, 베이스 층(200)은 알루미늄 질화물(AlN) 직접 접합된 구리(DBC) 기판으로 될 수 있다. 베이스 층(200)은 에폭시, 솔더(나노실버가 소결된 솔더, 또는 만약 히트-싱크가 퓨전 접합 프로세스 이후에 부착된다면, 표준 솔더(standard solder)), 또는, 만약 베이스 층(200)이 히트 싱크를 향하는 측 상에 구리로 클래드(clad)되지 않는다면, 퓨전 접합(전체 어셈블리를 위해 개별적으로 또는 단일의 작업 중 어느 하나)에 의해 히트-싱크(300)에 부착될 수 있다.
다층 전자기기 어셈블리(100)는 베이스 층(200)보다 위에 배치된다. 다층 전자기기 어셈블리(100)의 제1(가장 낮은) 층(110)은 반도체 다이들(510)의 상측 및 바닥 측들 사이에 스페이서(spacer) 및 연결 층(interconnect layer)으로 작용할 수 있다. 복수 개의 층들(120, 130, 140, 150, 160, 170, 및 180)은 제1 층(110)보다 위에 적층된다. 이 층들은 나노실버 소결 또는 전이 액상 접합(transient liquid phase bonding) 같은 디바이스 부착 기술에 의해 거기에 접합된 별개의 전자기기 부품들(520, 530, 및 560)을 포함할 수 있다. 별개의 전자기기 부품들(520)은 예를 들어 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 또는 능동 반도체 디바이스일 수 있다. 표면 장착 기술들은 상측에 추가적인 부품들(540 및 550)을 추가하기 위해 사용될 수 있다. 디바이스는 전력 연결부(power interconnect; 600)을 포함할 수 있고, 그것은 예를 들어 디바이스에 전력을 공급하기 위한 편평한 구리 리본 연결부(flat copper ribbon interconnect)일 수 있다.
글래스 및 세라믹으로 채워진 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 같은 플루오로폴리머 복합체의 유전성(dielectric properties)은 고주파(radiofrequency) 적용에 적합한 전력 전자기기를 포함하는 다층 구조에 기여할 수 있다. 그러나, 전술된 것과 같이, 본 발명의 범위는 기판 물질로서 PTFE의 사용에 국한되지 않는다.
이와 같이, 본 발명은 단지 퓨전 접합된 어셈블리들에 국한되지 않는다. 예를 들어, 또한 에폭시 유리섬유(epoxy fiberglass) 또는 폴리아미드를 사용하는 것과 같이 인쇄된 와이어 보드(printed wire board; PWB) 물질들로 마련된 층들을 활용하는 것에 의해 3차원으로 내장된 별개의 전기 회로 부품들을 구비하는 다층 모듈을 생성할 수 있다. 층들은 레진 매트릭스가 미리 주입된 강화 물질("프리프레그(prepreg)") 같은 제어된 접착제를 이용하여 조립될 수 있고, 나노실버 소결로 직접적으로 조립될 수 있고, 전이 액상 접합을 통해 직접적으로 조립될 수 있고, 또는 이러한 기술들의 조합을 이용하여 조립될 수 있다. 나노실버 소결 또는 전이 액상 접합으로 직접적인 조립을 하는 경우, 층들은 프로세싱(processing) 동안 아웃개싱(outgassing)을 허용하도록 충분한 양으로 이격될 수 있다. 만약 주위 노출이 염려된다면, 봉합재(encapsulant)가 층들 사이에 갭들을 밀폐하기 위해 사용될 수 있다.
나노실버 소결 또는 전이 액상 접합은 개별적인 층에 디바이스들을 부착하고 그런 다음 하나의 층을 뒤이어 소결시켜 뒤이은 디바이스들을 부착하기 위해 요구되는 열에 의해 이미 부착된 디바이스들이 탈착되게 되는 것에 대한 우려 없앨 수 있다. 예를 들어, 디바이스들을 위한 접합 물질(나노실버 소결 또는 전이 액상 접합의 경우)은 디바이스들을 부착시키기 위한 프로세싱 다음에 상 전이를 겪게 되고 액체, 흐를 수 있는 또는 유연한 상태로 다시 변화하기 위해 상당히 더 높은 온도의 포스트-프로세싱을 요구한다. 이러한 포스트-프로세싱 상 전이 온도(post-processing state transition temperature)는 또한 초기에 디바이스들을 부착시키기 위해 요구되는 온도보다 실질적으로 더 높다. 결과적인 구조는 별개의 전기 회로 부품들을 포함하고 그것은 층들 내 캐비티들의 생성을 요구하지 않고 조립 후에 다층 모듈 내에 3차원으로 내장된다.
Ⅲ. 제조 방법
다층 모듈 내에 3차원으로 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키기 위한 몇몇의 작업들이 도 3A-3F, 4 및 5F를 참조하여 이하에서 설명된다.
도 5의 제1 작업(800)에서, 다층 전자기기 어셈블리의 개별적인 층들이 제작된다. 예를 들어, 도 3A는 층들(110 및 200)을 도시한다. 층(110)은 글래스 및 세라믹이 채워진 (폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 같은) 플루오로폴리머 복합체일 수 있다. 베이스 층(200)은 어느 한 측 상의 구리 같은, 반도체(410)를 포함한다. 전술된 것과 같이, 베이스 층(200)은 AIN 보드(board)로 형성된 직접 접합 구리 기판일 수 있다. 나노실버 소결이 디바이스 부착을 위해 사용되는 층들에서, 표면 최종 마감은 골드 또는 실버일 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 개별적인 층들은, 층들 사이에 연결성을 고려하여 바이어스(vias; 420)를 포함할 수 있다.
도 5의 제2 작업(810)에서, 별개의 전기 회로 부품들은 개별적인 층들에 부착된다. 예를 들어, 도 3B는 별개의 전기 회로 부품들(520)을 도시하고, 이것은 개별적인 층(130)에 부착된, 레지스터들 및 캐패시터들 같은 수동 요소들(passive elements) 또는 작은 신호 능동 디바이스들(small signal active devices)일 수 있다. 별개의 전기 회로 부품들(520)은 나노실버 소결 도는 전이 액상 접합을 이용하여 층(130)에 접합될 수 있다. 전기 액상 접합의 예시는 Sang Won Yoon, Satoshi Yasuda, Michael D. Glover, Koji Shiozaki에 의한, "전기가 통하는 차량들의 고온 작동 전력 전자기기를 위한 고 신뢰성 니켈-주석 전이 액상 접합 기술(Highly Reliable Nickel-Tin Transient Liquid Phase Bonding Technology for High Temperature Operational Power Electronics in Electrified Vehicles)"에서 설명된다. 나노실버 소결의 예시는 국제공개 No. WO 2005/079353에서 설명된다.
본 예시에서, 별개의 전기 회로 부품들(520)은 도 4에 도시된 온도 프로파일을 이용하여, 나노실버 소결에 의해 개별적인 층(130)에 부착된다. 이 예시에서, 압력은 10 mm x 10 mm보다 작은 부품들의 다이 부착을 위해 사용되지 않는다.
도 5의 제3 작업(820)에서, 서브어셈블리는 접합을 위해 조립된다. 예를 들어, 도 3C는 베이스 층(200) 및 전력 반도체 다이(510)와 층들(110 및 120)의 조립을 도시한다. 연결 포스트들(430)은 층들의 정렬에 도움이 된다. 이 예시에서, 나노실버 솔더 페이스트는 각각의 층들(110, 120, 및 200) 상에 실크스크린된다(silkscreened). 예를 들어, 두께가 50㎛인 나노실버의 층이 실크스크린되고 공기가 건조되게 한다. 그런 다음, 10㎛인 나노실버의 층이 적용되고, 전력 반도체 다이(510)는 제 위치에 놓이고, 층들(200, 110 및 120)은 소결 프로세스를 위한 준비로 배치된다. 층(120)에는 전력 반도체 다이(510)의 주변부 주위 또는 위에 드릴된(drilled) 배출구들(vent holes; 122)이 도시된다. 이러한 배출구들(122)은 소결 프로세스 동안 나노실버 솔더 페이스트 내 용제들 및 바인더가 새어 나가게 한다.
이어서, 도 5의 830에서 도시된 것과 같이, 서브어셈블리의 요소들이 함께 접합된다. 예를 들어, 도 3D에 도시된 바와 같이, 압력이 플레이트들(710 및 720)에 작용된다. 플레이트(720)는 층(120)의 배출구들(122)과 정렬된 배출구들(722)을 포함한다. 압력은 용제들이 다이 아래로부터 베이크 아웃되고 배출구들(722)이 가스를 새어 나가게 하는 것을 담보하도록 작용된다. 이 예시에서, 대략 3-5 MPa은 10 mm x 10 mm보다 큰 다이가 사용될 때 나노실버 소결 프로세스를 위해 사용된다. 이 예시에서 프로파일은, 압력이 프로파일의 180℃, 10분 부분에 (및 180℃까지 램프(ramp) 동안 요구된다면/요구될 때) 적용되는 것을 제외하고, 필수적으로 도 4에 도시된 것과 동일하다. 그런 다음 압력은 275/300℃까지 차지하기 전에 제거될 수 있다.
이어서, 도 5의 840에서 도시된 것과 같이, 층들이 퓨전 접합을 위해 조립된다. 예를 들어, 도 3E에 도시된 바와 같이, 남아 있는 층들(130, 140, 150, 160, 170, 및 180)은 함께 소결되지 않는 층들(110, 120, 및 200)의 서브-어셈블리와 함께 적층된다. 이러한 층들은 그런 다음 퓨전 접합된다(850, 도 5). 퓨전 접합은 일반적으로 오토클래이브(autoclave) 또는 유압 프레스 내에서 PTFE 복합체 용융점을 지나 기판 층들을 가열하면서 동시적으로, 미리 정해진 양의 압력을 적용하는 것에 의해, 바람직하게 기계적으로, 등압으로(isostatically), 또는 양쪽의 조합으로 성취된다. 층들의 정렬은 PTFE 레진이 점성 액체로 상태를 변화시키고 인접한 층들이 압력하에서 퓨즈(fuse)함에 따라 흐름을 안정화시키기 위해, 바람직하게 3개 내지 8개 그러나 그 이상으로, (본 예시에서 연결 포스트들(430) 같은) 복수 개의 핀들을 구비하는 정밀 고정물(precision fixture)에 의해 일반적으로 고정된다. 접합되는 적층의 크기에 따라, 적층의 정렬에 대한 핀 배치는 바람직하게 삼각형 또는 사각형이다. 핀들 그 자체는 바람직하게 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 다이아몬드 형상이나, 다른 형상들을 구비할 수 있다.
별개의 전기 회로 부품들(510, 520, 및 560)이 나노실버 소결 또는 전이 액상 접합에 의해 개별적인 층들에 부착되었으므로, 별개의 전기 회로 부품들(510, 520, 및 560)은 퓨전 접합 프로세스 동안 모듈 내 전도성 경로들에 접합된 채로 있을 수 있다. 예를 들어, 전이 액상 접합에 의해 형성된 합금의 용융 온도 및 나노실버 소결로 형성된 접합의 용융점은 퓨전 접합을 위한 PTFE 복합체 용융점을 획득하기 위해 필요한 온도를 훨씬 초과한다. 결과적인 3차원, 단일, 다층 전자기기 모듈(1000)이 도 3F에 도시된다. 다층 전자기기 모듈(1000)은 퓨전 접합된 블록 내에 3차원으로 내장된 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들(510, 520, 및 560)을 포함한다. 종래의 다층, 퓨전 접합된 모듈들과 달리, 도 3F의 모듈(1000)은 층들 내에 적층된 별개의 전기 회로 부품들을 포함하여 별개의 전기 회로 부품들이 수직 차원(vertical dimension)으로 겹친다. 게다가, 별개의 전기 회로 부품들은 추가적인 포스트-퓨전 드릴링(post-fusion drilling) 및 플레이팅(plating)에 대한 요구 없이 둘러싸는 층들에 전기적으로 연결된다. 더 나아가, 습기 유입에 대한 내성은 퓨전 접합을 통해 형성된 단일 구조의 무결정에 의해 지원된다.
퓨전 접합이 수행된 후에, 히트-싱크 및 상측 표면 장착 부품들이 부착된다(860, 도 5). 예를 들어, 도 3F에 도시된 바와 같이, 히트-싱크(300)는 다층 전자기기 모듈(1000) 아래에 부착되고, 상측 표면 장착 기술 부분들(top-side surface mount technology parts; 540 및 550)은 다층 전자기기 모듈(1000)의 상면에 부착된다. 만약 베이스 층(200)이 히트 싱크를 향하는 측 상에 구리로 클래드되지 않는다면, 베이스 층(200)에 대한 히트-싱크(300)를 퓨전 접합하는 것에 의해 낮은 열 저항이 얻어질 수 있다. 일 예시에서, 이것은 도 3E를 참조하여 기술된 퓨전 접합 작업의 일부로서 성취될 수 있다. 이 경우에, 히트-싱크(300)는 모듈들을 멀리 절단하는 것을 수월하게 하기 위해 모듈들 사이에 '웹(web)' 매트릭스로 설계될 수 있다. 이러한 절단은 워터 제트 절단(water jet cutting)에 의해 달성될 수 있다. 다른 예시에서, 히트-싱크(300)는 Al 스킨(skin)에 의해 함께 유지되는 단면(sectional) 모듈들 내 AlSiC 주조일 수 있어 오직 Al 스킨만이 절단될 필요가 있다. 다른 예시에서, 히트-싱크(300)는 도 3E에 도시된 어셈블리에 솔더될 수 있거나, 거기에 접합될 수 있다.
전술된 다양한 실시예들은 추가적인 실시예들을 제공하기 위해 결합될 수 있다. 이 명세서에서 언급된 모든 미국 특허들, 미국 특허 출원 공개들, 미국 특허 출원들, 외국 특허 출원들 및 비-특허 공개들은 그 전체로, 참조로 여기에 포함된다. 실시예들의 측면들은, 추가적인 실시예들을 제공하기 위해 다양한 특허들, 출원들 및 공개들의 개념들을 활용할 필요가 있다면, 변경될 수 있다.
이것 및 다른 변화들이 전술된 설명의 측면에서 실시예들에 대해 이루어질 수 있다. 일반적으로, 다음의 청구항들에서, 사용되는 용어들은 명세서 및 청구항들에 개시된 구체적인 실시예들에 대해 청구항들을 제한하도록 해석되지 않으며, 그러한 청구항들이 붙여지는 균등물의 전체 범위와 같이 모든 가능한 실시예들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구항들은 본 발명에 의해 제한되지 않는다.
10: 다층 전자기기 어셈블리
120, 130, 140, 150, 160, 170, 180: 층
10a: 상측
10b: 바닥 측
14, 16: 캐비티
20, 200: 베이스 기판
22: 전도성 트레이스
24: 베어 다이
26: 연결 포스트
30, 300: 히트-싱크
310: 장착 홀
410: 반도체
420: 바이어스
510: 전력 반도체 다이
520, 530, 560: 별개의 전자기기 부품
600: 전력 연결부

Claims (32)

  1. 복수 개의 적층된 기판 층들, 각각의 상기 복수 개의 기판 층들은 적어도 상기 복수 개의 기판 층들 중 인접한 것에 퓨전 접합됨;
    상기 복수 개의 층들 중 제1 층에 접합된 제1 별개의 전기 회로 부품; 및
    상기 별개의 전기 회로 부품 및 상기 제1 층 사이에 개재된 접합 물질, 상기 접합 물질은 상기 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 높은 상기 접합 물질이 흐를 수 있는 리플로우 온도(reflow temperature)를 구비함;
    을 포함하는 다층 전자기기 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 층들 중 제2 층에 접합된 제2 별개의 전기 회로 부품을 더 포함하는 다층 전자기기 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 기판 층들은 제1 방향으로 적층되고, 상기 제1 별개의 전기 부품은 상기 제2 별개의 전기 부품을 상기 제1 방향으로 겹치는 다층 전자기기 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 기판 층들은 제1 방향으로 적층되고, 상기 제1 별개의 전기 회로 부품은 상기 복수 개의 적층된 기판 층들의 인접한 층들 사이에 위치되는 다층 전자기기 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 층들은 플루오로폴리머 복합체(fluoropolymer composite)를 포함하는 다층 전자기기 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접합 물질은 상기 접합 물질이 상기 제1 층과 상기 별개의 전기 회로 부품을 접합하기 위해 흐를 수 있게 되는 초기 플로우 온도를 구비하는 적어도 하나의 물질로부터 형성되고, 상기 초기 플로우 온도는 상기 리플로우 온도보다 낮은 다층 전자기기 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접합 물질은 상기 리플로우 온도에 도달되기 직전에 고체인 다층 전자기기 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접합 물질은 나노실버가 소결된 솔더(nanosilver sintered solder)인 다층 전자기기 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접합 물질은 전이 액상 접합 합금(transient liquid phase bonded alloy)인 다층 전자기기 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서
    상기 제1 별개의 전기 회로 부품은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 및 능동 반도체 디바이스 중 하나인 다층 전자기기 어셈블리.
  11. 제1 온도에서 용융점을 구비하는 3차원, 단일 블록의 제1 물질; 및
    상기 단일 블록 내에 내장된 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들, 각각의 상기 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 리플로우 포인트(reflow point)를 구비하는 제2 물질에 의해 상기 블록에 접합되고, 상기 리플로우 포인트에서 상기 접합 물질은 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 흐를 수 있게 되는 다층 전자기기 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단일 블록은 상면, 밑면 및 복수 개의 측면들에 의해 정의되는 외부 표면을 포함하고, 상기 제1 물질은 적어도 상기 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 첫 번째 것을 완전히 둘러싸고 상기 제1 물질은 상기 단일 블록의 외부 표면 상의 어떠한 지점 및 상기 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 첫 번째 것의 모든 측들 사이에 위치되는 다층 전자기기 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 물질은 상기 복수 개의 별개의 전기 부품들 중 상기 첫 번째 것에 직접적으로 접촉하지 않는 다층 전자기기 모듈.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 제1 별개의 전기 회로 부품, 제2 별개의 전기 회로 부품 및 제3 별개의 전기 회로 부품을 포함하고, 상기 제1 별개의 전기 회로 부품은 상기 제2 별개의 전기 회로 부품을 제1 방향으로 겹치고, 상기 제1 별개의 전기 회로 부품은 상기 제3 별개의 전기 회로 부품을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 겹치는 다층 전자기기 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 물질은 플루오로폴리머 복합체인 다층 전자기기 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 접합 물질은 상기 제1 층과 상기 별개의 전기 회로 부품을 접합시키기 위해 접합 물질이 흐를 수 있게 되는 초기 플로우 온도를 구비하는 적어도 하나의 물질로부터 형성되고, 상기 초기 플로우 온도는 상기 제2 온도보다 낮은 다층 전자기기 어셈블리.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 접합 물질은 상기 제2 온도에 도달되기 직전에 고체인 다층 전자기기 어셈블리.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2 물질은 나노실버가 소결된 솔더인 다층 전자기기 모듈.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1 물질은 전이 액상 접합 합금인 다층 전자기기 모듈.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 별개의 전기 회로 부품들은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 및 능동 반도체 디바이스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 다층 전자기기 모듈.
  21. 일차 기판, 상기 일차 기판에 전력 반도체 다이가 접합됨;
    상기 일차 기판 상에 적층되고 서로에 대해 퓨전 접합되는 복수 개의 이차 기판, 제1 별개의 전기 회로 부품은 상기 기판 층들의 퓨전 접합 온도보다 높은 제1 용융점을 구비하는 제1 물질로 상기 복수 개의 이차 기판들 중 제1 기판에 접합되고, 제2 별개의 전기 회로 부품은 상기 기판 층들의 상기 퓨전 접합 온도보다 높은 제2 용융점을 구비하는 제2 물질로 상기 복수 개의 이차 기판들 중 제2 기판에 접합됨; 및
    상기 복수 개의 이차 기판들 중 상기 일차 기판으로부터 가장 멀리 위치된 것의 외부 표면에 부착된 능동 전자기기 부품;
    을 포함하는 다기능 모듈.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 물질은 상기 제2 물질과 동일한 다기능 모듈.
  23. 초기에 제1 온도에서 흐를 수 있는 제1 접합 물질로 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계, 상기 접합 물질은 상 전이를 겪게 되고, 일단 접합 물질이 경화되면, 상기 접합 물질은 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에 도달할 때까지 흐를 수 있는 상태로 복귀되지 않을 것이며, 상기 제1 온도는 상기 제1 기판의 퓨전 접합 온도보다 낮고, 상기 제2 온도는 상기 제1 기판의 상기 퓨전 접합 온도보다 높음;
    상기 접합 물질로 제2 별개의 전기 회로 부품을 제2 기판에 부착하는 단계; 및
    상기 제1 기판에 상기 제2 기판을 퓨전 접합하는 단계;
    를 포함하는 다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 별개의 전기 회로 부품을 상기 제1 기판에 부착하는 단계는 상기 제1 별개의 전기 회로 부품을 상기 제1 기판에 나노실버 소결시키는 단계를 포함하는 다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 제1 기판에 상기 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계는 상기 제1 기판에 상기 제1 별개의 전기 회로 부품을 전이 액상 접합하는 것을 포함하는 다층 모듈 내에 별개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법.
  26. 제1 방향으로 적층된 복수 개의 기판 층들, 각각의 상기 복수 개의 기판 층들은 적어도 상기 복수 개의 기판 층들 중 인접한 것에 접합됨;
    접합 물질, 상기 접합 물질은 상기 접합 물질이 초기에 흐를 수 있게 되는 초기 전이 온도, 및 상기 접합 물질이 초기에 흐를 수 있게 된 다음에 경화된 후에 뒤이어서 흐를 수 있게 되는 뒤이은 전이 온도를 구비하고, 상기 초기 전이 온도는 상기 뒤이은 전이 온도보다 낮음;
    접합 물질, 상기 접합 물질로 상기 복수 개의 층들의 제1 층에 접합된 제1 별개의 전기 회로 부품; 및
    상기 접합 물질로 상기 복수 개의 층들 중 제2 층에 접합된 제2 별개의 전기 회로 부품, 상기 제2 별개의 전기 부품은 상기 제1 방향으로 상기 제1 별개의 전기 회로 부품을 겹침;
    을 포함하는 다층 전자기기 어셈블리.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 접합 물질은 뒤이은 전이 온도에 도달하기 직전에 고체인 다층 전자기기 어셈블리.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 기판 층들은 에폭시 유리 섬유 및 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함하는 다층 전자기기 어셈블리.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 접합 물질은 나노실버가 소결된 솔더인 다층 전자기기 어셈블리.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 접합 물질은 전이 액상 접합 합금(transient liquid phase bonded alloy)인 다층 전자기기 어셈블리.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 제1 별개의 전기 회로 부품은 수동 별개의 레지스터, 캐패시터, 자기 디바이스 및 능동 반도체 디바이스 중 하나인 다층 전자기기 어셈블리.
  32. 초기에 제1 온도에서 흐를 수 있는 접합 물질로 제1 기판에 제1 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계, 상기 접합 물질이 상 전이를 겪게 하여, 상기 접합 물질이 경화된 후에, 상기 접합 물질이 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에 도달될 때까지 흐를 수 있는 상태로 복귀하지 않게 될 것임;
    상기 제1 기판에 제2 기판을 부착하는 단계; 및
    상기 제1 온도에서 상기 접합 물질로 상기 제2 기판에 제2 별개의 전기 회로 부품을 부착하는 단계;
    를 포함하는 다층 모듈 내에 개의 전기 회로 부품들을 내장시키는 방법.
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