KR20210040090A - 멀티칩 모듈(ｍｃｍ) 어셈블리 및 인쇄 바 - Google Patents

Abstract

멀티칩 모듈(MCM) 어셈블리는 흑연 기판에 직접 부착되는 복수의 실리콘 칩을 포함하는 흑연 기판, 및 내용매성 접착제에 의해 흑연 기판에 부착되는 인쇄 배선 기판(PWB)을 포함하고, 상기 인쇄 배선 기판에는, 실리콘 칩의 외곽부를 둘러싸는 개구가 제공되어 있다. 복수의 MCM 어셈블리를 포함하는 인쇄 바가 또한 개시된다.

Description

멀티칩 모듈(ＭＣＭ) 어셈블리 및 인쇄 바

본 발명은 열 잉크 인쇄 기술 분야, 특히, 광-페이지(wide-page) 인쇄 기술, 또한 특히, 멀티칩 모듈 어셈블리(multi-chip module assembly) 및 복수의 멀티칩 모듈 어셈블리를 포함하는 인쇄 바(printing bar)에 관한 것이다.

멀티칩 모듈(MCM)의 개념은 오랫동안 잘 알려져 있다. 제조업체들은 기술적 및 경제적인 이유로 실리콘 칩의 길이를 증가시키지 못하고 있다. 따라서, 더 길고 더 효과적인 프린트 스와스(swath)는, 강성 기판 상에 적절히 배치되어 MCM을 형성하는 복수의 실리콘 칩을 통해서만 합리적으로 얻어질 수 있다. 단일 MCM의 외부 프로파일을 적절한 방식으로 성형하는 것은 여러 개의 MCM의 단순한 병렬 배치를 통해 더욱더 긴 인쇄 바를 만드는 것을 허용한다.

US 5016023은 프린트 헤드의 폭 치수와 적어도 같은 양으로 인접 프린트 헤드에 대해 오프셋 되어있는 프린트 헤드를 포함하는 구조물을 개시한다. 개시된 구조물은 특정한 고온을 견디기에 적합한 기판으로서 세라믹 재료를 사용한다. 그러나, 세라믹 기판의 제조 공정은 다소 비싼데, 왜냐하면, 그 제조 공정은 요구되는 형상을 한번에 얻기 위해 특정한 몰드를 필요로 하거나 대안적으로, 그러한 경질 재료를 기계 가공하기 위해 어떤 하드 툴링(hard-tooling) 장비를 필요로 하기 때문이다. 더욱이, US 5016023A에 개시되어 있는 버스(buss) 라인과 IC 패키지의 세트 역시 상당히 복잡하고 그래서 기술적으로 효율적이지 않고 신뢰적이지 않으며 또한 비용 효과적이지도 않다.

US 5939206은 기판에 장착되는 적어도 하나의 반도체 칩을 포함하는 장치를 기재한다. 상기 기판은 폴리머 재료의 코팅이 전기 영동적으로(electrophoretically) 증착되어 있는 다공성의 전기 전도성 부재를 포함하고, 상기 다공성의 전기 전도성 부재는 흑연 또는 소결 금속을 포함한다. 그러나, 전기 영동 증착 라인의 구성 및 유지 보수는 상당히 비용이 많이 들어가는데, 이는 장치 제조 공정을 복잡하고 비용이 많이 들어가게 만든다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 극복하고, 또한 전기적 접촉을 실현하고 멀티칩 모듈 어셈블리의 전기적 및 기계적 신뢰성을 증가시키며 또한 그 멀티칩 모듈 어셈블리를 사용하는 인쇄 장치의 높은 인쇄질을 보장하는, 기술적으로 효율적이고 비용 효과적이고 안전하며 또한 간단한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 위에서 언급한 유리한 효과의 달성을 보장하는 복수의 멀티칩 모듈 어셈블리를 포함하는 각각의 인쇄 바를 제공하는 것이다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 멀티칩 모듈(MCM) 어셈블리에 관한 것으로, 상기 어셈블리는 흑연 기판에 직접 부착되는 복수의 실리콘 칩을 포함하는 흑연 기판을 포함하고, MCM 어셈블리는 내용매성 접착제에 의해 흑연 기판에 부착되는 인쇄 배선 기판(PWB)을 더 포함하고, 인쇄 배선 기판에는, 실리콘 칩의 외곽부를 둘러싸는 개구가 제공되어 있다.

MCM의 실리콘 칩을 둘러싸는 개구가 제공되어 있는 간단한 PWB의 사용은, 결합 패드가 칩의 대향하는 측부들을 따라 분산되더라도 전기적 접촉을 실현하는 간단한 방법을 제공한다. 내용매성 접착제의 사용으로, 두 부분을 밀봉하여 그 두 부분 사이에 있을 수 있는 잉크 침투를 방지할 수 있다. 더욱이, 접착제는 용매, 특히 유기 용매에 대해 내성이 있으므로, 멀티칩 모듈이 용매계 잉크와 함께 사용되기에 적합하도록 만든다. PWB를 흑연 기판에 결합시키기 위해, 일반적으로 사용되는 양면 접착 테이프 대신에 내용매성 접착제를 사용함으로써, 조립 동안에 PWB 표면의 높이를 정확하게 조절할 수 있다.

본 발명의 추가 양태에 따르면, 흑연 기판은 실리콘 칩이 장착되는 돌출 림(rim)을 포함한다. 상기 돌출 림은 실리콘 칩의 위치를 고르게 하여, 평평한 인쇄 바 표면을 얻고 장치의 기밀한 밀봉, 와이핑(wiping) 및 캡핑(capping)을 용이하게 해준다.

본 발명의 추가 양태에 따르면, PWB는 실리콘 칩의 결합 패드에 대응하는 PWB의 결합 패드를 포함하는 오목한 부분을 포함한다. 이렇게 해서, MCM 어셈블리의 표면에 대한 와이어 결합 공정을 통해 실현되는 연결 와이어의 최대 높이가, PWB 결합 패드가 PWB 정상 표면에 실현되는 경우와 비교하여 감소된다. 이러한 특징에 의해, 프린트 헤드 표면과 인쇄 매체 사이의 최소 거리에 있어서의 제약이 더욱더 줄어들고 또한 인쇄질에 대한 최적 값에 더 가까워질 수 있다.

바람직하게는, PWB는 가요성 케이블을 포함하고, 상기 가요성 케이블의 외부 부분은 일련의 접촉 패드로 끝난다. 이러한 해결 방안은 MCM 어셈블리가 기밀한 전기 전도체에 의존할 수 있게 하고, 외부 커넥터 안으로 끼워지는 상기 전기 전도체의 단부는, 가요성 케이블의 적절한 길이를 통해, 잉크와 접촉하는 부분으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있다. 이렇게 해서, 잉크와 전기 전도체 사이의 접촉의 있을 수 있는 유해한 영향이 방지된다.

여기서 사용되는 바와 같이, "가요성" 이라는 용어는, 구부려지거나 휘어질 수 있는 (유연한) 것을 의미하고 부상 또는 손상 없이 반복적으로 구부려질 수 있는 것으로 더 정의된다(The American Heritage^® Dictionary of the English Language (4th ed., Boston, Houghton Mifflin, 2000) 참조).

한 실시형태에서, PWB의 길이는 상기 흑연 기판을 넘어 연장한다. 대안적으로, 상기 길이는 흑연 기판의 가장자리 바로 전에서 끝날 수 있다. 이는 가요성 케이블을 더 컴팩트한 구성으로 MCM의 가장자리에 가깝게 구부리는 것을 허용한다. 다른 실시예에서, PWB의 강성 부분은 MCM 흑연 기판의 바로 그 가장자리에서 끝날 수 있고, 또는 그 가장자리가 라운딩되어(rounded off) 가요성 케이블의 구부림을 용이하게 해줄 수 있다.

본 발명의 추가 양태에 따르면, 내용매성 접착제는 실리콘 칩과 PWB의 개구의 가장자리 둘 모두를 에워싼다. 실리콘 칩과 PWB는 연결 와이어에 의해 서로 접촉하는 각각의 결합 패드를 포함하고, 내용매성 접착제는 결합 패드들과 상기 결합 패드들 사이의 연결 와이어를 에워싼다. PWB가 땜납 레지스트 층(solder resist layer)을 포함하면, 내용매성 접착제는 그의 적어도 일부분을 에워싸야 하다. 모든 이들 실시형태에서 내용매성 접착제의 포함은 전기적 및 기계적 보호 둘 모두를 제공한다.

여기서 사용되는 바와 같이, 내용매성 접착제는 용매에 대한 내성을 갖는 요소를 결합하기 위한, 바람직하게는, 불활성 재료로 되어 있고 유기 용매에 대한 내성을 갖는 요소를 결합시키기 위한 어떤 적절한 접착제라도 될 수 있는데, 예컨대, WO 2017/198820 A1에 개시되어 있는 것과 같은 에폭시계 접착제일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 인쇄 바는 지지 부재 상에 배치되는 복수의 MCM 어셈블리를 포함한다.

한 실시형태에서, 인쇄 바는 복수의 MCM 어셈블리 위에 배치되는 커버 차페물을 더 포함한다. 상기 커버 차폐물은 MCM 어셈블리의 실리콘 칩의 주변부(perimeter)에 일치하는 창(window)을 포함하며, 상기 창의 가장자리는 밀봉 접착제로 밀봉된다. 상기 커버 차폐물은 접착제 층을 통해 복수의 MCM 어셈블리의 PWB에 부착된다. 창이 밀봉 접착제로 밀봉되는 커버 차폐물의 사용은, 인접하는 MCM 사이에 잉크가 저류하는(pooling) 것을 방지하는 합리적인 해결 방안이다.

추가로 또는 대안적으로, 상기 MCM 어셈블리 사이의 공간에 잉크가 침투하는 것을 방지하기 위해, 상기 MCM 어셈블리는 상기 MCM 어셈블리의 전방 표면을 제외하고 밀봉 조성물에 의해 기밀하게 밀봉된다.

본 발명의 추가 양태에 따르면, 인쇄 바는 지지 부재 상에 배치되는 밀봉 블록을 더 포함하고, 상기 밀봉 블록은 MCM 어셈블리의 수와 같은 수의 금속 프레임으로 구성된다. 이들 금속 프레임은 MCM 어셈블리를 둘러싸고 MCM 어셈블리 주위의 밀봉 조성물을 에워싼다. 금속 프레임은 금속 아암으로 함께 결합된다. 위에서 언급한 밀봉 블록은 복수의 MCM 어셈블리의 외곽부에서 밀봉 조성물에 대한 장벽(barrier)을 제공하여, 전체 구조물을 강화하고 밀봉 조성물이 지지 부재의 표면 전체에 걸쳐 퍼지는 것을 방지한다. 더욱이, 아암의 재료 두께는 서로 인접하는 MCM 어셈블리 사이의 틈을 부분적으로 점유하여, MCM 어셈블리 사이의 모든 빈 공간을 채우기 위해 필요한 밀봉 조성물의 양을 더욱더 많이 줄여 준다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 충분히 설명할 것이며, 도면에서 동일한 번호는 서로 다른 도면들 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타내고, 본 발명의 중요한 양태 및 특징적 부분이 도시되어 있다.

도 1은, 인쇄 배선 기판(PWB)을 개략적으로 도시한다.
도 2는, MCM 상에 조립되어 있는 PWB의 상면도를 도시한다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는, 실리콘 칩의 결합 패드가 PWB의 대응하는 패드에 연결되어 있는 것을 상면도(도 3의 (a)) 및 단면도(도 3의 (b))로 더 상세하게 도시한 것이다.
도 4는, 도 2에 나타나 있는 PWB의 횡단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는, 지지 부재 상에 배치되어 있는 MCM 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 6은, 지지 부재 상에 배치되어 있고 커버 차폐물에 의해 에워싸인 MCM 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 7은, 도 6의 A - A 선을 따라 단면을 도시한 것으로, 커버 차폐물은 작은 공간(도 7의 (a))에 의해 PWB 표면으로부터 분리되어 있거나 PWB와 접촉하고 접착제 층을 통해 부착된다(도 7의 (b)).
도 8은, 흑연 지지부가 돌출 림(rim)을 갖는 MCM 어셈블리를 도시한다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는, 오목한 영역이 없는(도 9의 (a)) 그리고 오목한 영역이 있는(도 9의 (b)) PWB의 배치를 도시한다.
도 10은, 흑연 기판에 대한 PWB의 배치를 도시한다.
도 11a 및 11b는, 매립된 가요성 케이블을 갖는 PWB를 도시하며, PWB는 흑연 기판을 넘어 연장되어 있고(도 11a), PWB의 강성 부분은 흑연 기판의 가장자리 바로 전에서 끝나 있다(도 11b).
도 12는, 복수의 MCM 어셈블리를 둘러싸는 밀봉 조성물을 사용하는 실시형태를 도시한다.
도 13은, 밀봉 블록을 개략적으로 도시한다.
도 14는, 지지 부재에 조립되는 밀봉 블록을 사용하는 실시형태를 도시한다.

프린트 헤드에서 스와스 길이를 증가시키기 위해, 가능한 해결 방안은 복수의 실리콘 칩을 단일 기판 상에 정렬시켜, 멀티칩 모듈(MCM)을 형성해서 유효한 더 큰 프린팅 스와스를 얻는 것이다.

기판 재료는 실리콘 칩을 손상시킬 수 있는 가능한 위험한 굽힘을 피하기 위해 강직해야 하고, 상기 기판 재료의 열팽창 계수(CTE)는, 조립 후에 발생하는 큰 응력을 방지하기 위해, 실리콘의 CTE에 가까워야 한다. 기판 재료는, 칩 고정구를 위한 평평한 표면 및 조립을 위한 모든 상세 부분(후방 측에서 잉크를 공급하기 위한 잉크 슬롯(ink slot), 외부 지지부에 대한 MCM 고정구를 위한 부싱 하우징(bushing housing), 유압 접착제를 수용하는 트렌치(trench) 등)을 제공하도록 쉽게 기계 가공되어야 한다. 소결 흑연이 이러한 목적에 적합한 재료인데, 소결 흑연은 언급된 모든 요건을 만족할 수 있고, 또한 게다가 저렴하다. 소결 흑연 판이 예컨대 TOYO TANSO-오사카(일본)에서 구입 가능하다. 소결 흑연의 가능한 단점은 그의 다공성인데, 상기 다공성으로 인해, 특히 용매 잉크가 사용될 때, 재료가 잉크를 흡수할 수 있다. 그러나, 적절한 밀봉제 및 화학적으로 양립 가능한 접착제(예컨대, WO 2017198819 A1 또는 WO 2017198820 A1에 개시된 것이 있지만, 이에 한정되지 않음)를 사용하면, 밀봉제로 처리한 후에 실리콘 칩을 흑연 기판에 부착할 수 있다.

본 발명에 따르면, 인쇄 배선 기판(PWB)은 MCM의 흑연 기판 상에 고정되어, 복수의 실리콘 칩과의 전기적 연결을 제공한다. 실리콘 칩은 흑연 기판 상에 조립되며, 열기계적 안정성은 방출 요소의 각각의 위치 및 정렬을 유지시킬 수 있고, 반면에 PWB는 외부 제어기와의 전기적 연결을 제공한다. 실리콘 칩이 PWB 상에 직접 조립되면, 그의 불량한 열기계적 안정성은 방출 요소의 안정적인 각각의 위치 지정을 방지할 것이며, 인쇄질에 유해한 영향이 있게 된다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, PWB(10)는 적절한 개구(11)를 가지며, 이들 개구는 실리콘 칩의 표면을 어떤 방해도 없이 노출된 상태로 둔다.

MCM 상에 조립되어 있는 PWB의 상면도를 나타내는 도 2에서, 밑에 있는 흑연 기판(4)의 외부 프로파일은 점선(12)으로 나타나 있다. MCM 외부 프로파일은 명료성을 위해 전체적으로 PWB의 내부 영역에 있지만, 기본적인 개념에서 벗어남이 없이 다른 기하학적 구조가 사용될 수 있다.

도 3의 (a)(상면도) 및 도 3의 (b)(단면도)에 도시되어 있는 바와 같이, 실리콘 칩 상에 있는 결합 패드(9)는, 와이어 결합 기술을 사용하여, PWB 상의 대응하는 패드(13)(개구의 경계를 바로 넘어 배치됨)와 접촉하게 되며, 상기 와이어 결합 기술에 의해, 2개의 패드 열 사이에 전도성 와이어(14)가 생성된다.

일 실시형태에서, PWB의 정상 표면은, 기판을 전기적으로 및 기계적으로 모두 보호하기 위해, 적절한 땜납 레지스트의 얇은 층(도면에는 나타나 있지 않음)으로 코팅될 수 있다. 이 경우, 전도성 와이어의 추가 결합이 가능하도록 패드(13)는 노출된다.

PWB(10)는 적절한 접착제 층을 통해 흑연 기판(4)에 부착되며, 상기 접착체 층은 두 부분을 밀봉하여, 이들 사이에 있을 수 있는 잉크 침투를 방지한다. 접착제는 실리콘 칩과 PWB 개구의 가장자리 둘 모두를 에워싸면서 각 실리콘 칩의 주변부 주위에 분산될 수 있다. 더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 접착제는 용매, 특히 유기 용매에 대해 내성을 가져 모듈이 용매계 잉크와 함께 사용되기에 적합하게 해주도록 선택될 수 있다.

도 3의 (b)는, 실리콘 칩(5)과 PWB(10) 사이의 공동부에서의 와이어 결합 후에 가해지는 접착제(15)의 추가 부분을 또한 나타낸다. 상기 접착제는 패드(9, 13) 및 연결 와이어(14)를 내포하여, 전기적 및 기계적 보호 둘 모두를 제공한다. 땜납 레지스트가 존재하면, 접착제(15)는 결합 패드를 넘어 상기 땜납 레지스트 층의 일부분 위로도 연장되도록 제공되어야 한다.

도 2에 나타나 있는 대상물의 횡단면도가 도 4에 개략적으로 나타나 있다. 멀티층 PWB(10)의 바닥 표면에는 강성 커넥터(16)가 부착되어 있어 전기 신호를 외부 제어기 쪽으로 보낸다. 도 2의 상면도에서, 밑에 있는 강성 커넥터(16)는 점선(17)으로 나타나 있다. 실리콘 칩을 수용하는 MCM 흑연 기판 및 와이어 결합으로 실리콘 다이스(dice)에 연결되는 PWB(10)로 구성된 물품은 MCM 어셈블리를 형성한다.

인쇄 시스템에서, 특정한 수의 MCM 어셈블리는 모든 전기적 및 유체의 연결부가 만나는 적절한 지지 부재 상에 배치된다.

도 5는 MCM 어셈블리(19)를 수용하고 인쇄 장치의 프레임에 결국 고정되는 지지 부재(18)를 도시한다. MCM 어셈블리는 지지 부재에 부착되고, 그래서 그의 외부 표면(노즐이 배치됨)은 동일한 평면 상에 있게 된다.

위에서 설명된 실시형태는 수계 잉크와 함께 사용되도록 특별히 개발된 것이다. 사실, 도 5를 참조하면, 장기간의 인쇄 작업 동안에, 인접하는 MCM 어셈블리 사이의 영역(20)에 잉크가 축적될 수 있고, 이로 인해, 액체 정체가 일어날 수 있으며 따라서 잉크가 밑의 인쇄 매체 상으로 떨어질 위험이 있을 수 있다. 더욱이, 잉크 저류물은 MCM 어셈블리의 후방측(강성 전기 커넥터가 배치되어 있음)에 도달하여 서로 다른 신호 사이의 단락(short circuit)을 야기할 수 있다.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 해결 방안은 커버 차폐물(21)을 적용하는 것인데, 상기 커버 차폐물에는, MCM 어셈블리의 실리콘 칩의 주변부에 일치하는 적절한 창(window)(24)이 제공되어 있다. 커버 차폐물 창(24)의 경계부는 밀봉 접착제로 밀봉되어야 하고, 상기 밀봉 접착제는 PWB 표면과도 접촉하게 된다. 점선(23)은 밑의 MCM 어셈블리에 대응하고, 밀봉 접착제(29)는 도 7에 도시되어 있고, 상기 도 7에는 도 6의 A - A 선을 따른 단면이 나타나 있다. 커버 차폐물은 작은 공간(30)(도 7의 (a))에 의해 PWB 표면으로부터 분리될 수 있거나 PWB와 접촉하고 전체 표면에 걸쳐 또는 선택된 영역에서 접착제 층(31)을 통해 부착될 수 있다(도 7의 (b)). 도 7은 흑연 기판(4)의 잉크 공급 슬롯(26) 및 실리콘 칩에 있는 대응하는 잉크 공급 슬롯(28)을 또한 나타내며, 잉크 공급 슬롯들은 서로 유체 연통한다.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 흑연 기판(4)은, 잉크 공급 슬롯(26)을 둘러싸는 돌출 림(rim)(32)이, 실리콘 칩이 가해지는 기부(base)로서 사용되도록 성형된다. 프린트 헤드 표면의 높이는 커버 차폐물의 표면 보다 높게 될 수 있기 때문에, 프린트 헤드 표면은, 커버 차폐물에 어떤 지장도 주지 않고, 인쇄 매체에 대해 최적의 거리에 위치될 수 있다. 흑연은 기계적 도구로 기계 가공하기가 쉽기 때문에, 돌출 림은 빠르고 저렴한 공정으로 얻어질 수 있다.

도 9의 단면도에 나타나 있는 바와 같이, 멀티층 PWB는, PWB 결합 패드(실리콘 칩 표면에 존재하는 결합 패드에 대응함)가 PWB 표면의 오목한 부분에 구현될 수 있도록 실현된다. 이렇게 해서, MCM 어셈블리의 표면에 대한, 와이어 결합 공정을 통해 실현되는 연결 와이어의 최대 높이는, PWB 결합 패드가 PWB 표면의 정상부에 실현되는 경우와 비교하여 감소된다.

도 9의 (b)는 결합 패드(13)가 오목한 영역(33) 상에 배치되어 있는 PWB(10)를 도시한다. 와이어(14) 및 밀봉 접착제(15)는 도 9의 (a)에서 보다 낮은 최대 높이에 도달하고, 상기 도 9의 (a)에서는 오목한 영역(33)이 존재하지 않으며 결합 패드(13)는 PWB 표면의 정상부에 있다. 이러한 특징에 의해, 프린트 헤드 표면과 인쇄 매체 사이의 최소 거리에 있어서의 제약이 더욱더 줄어들고 또한 인쇄질에 대한 최적 값에 더 가까워질 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, PWB(10)를 흑연 기판(4)에 결합하기 위해 적절한 양의 접착제를 사용함으로써, 조립 동안에 PWB 표면의 높이를 정확하게 조절할 수 있다.

도 10에 나타나 있는 바와 같이, 접착제(39)는 경화 전에 특정한 연성도를 갖고 있기 때문에, PWB(10)는, 화살표를 따라, 접착제(39)에서의 제어된 침투로 흑연 기판에 배치되어 그의 표면 높이를 요구되는 위치로 정확하게 설정할 수 있다.

도 11의 단면에 나타나 있는 추가 실시형태에서, PWB(10)는 강성 PWB 구조물에 매립되는 가요성 케이블(34)을 갖도록 만들어져 있고, 상기 케이블은 PWB 결합 패드와 전기적으로 연통하며, 케이블의 외부 부분은 PWB의 강성 구조물 밖으로 특정한 길이로 연장하고 일련의 접촉 패드(35)로 끝나며, 상기 접촉 패드는 인쇄 장치의 제어기에 연결되는 외부 소켓(36) 안으로 끼워질 수 있다. 이러한 해결 방안은, 도 4의 커넥터(16)를 필요 없게 하여, MCM 어셈블리는 기밀한 전기 전도체에 의존할 수 있고, 외부 커넥터 안으로 끼워지는 상기 전기 전도체의 단부는, 가요성 케이블 연장부의 적절한 길이를 통해, 잉크와 접촉하는 부분으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있다. 이렇게 해서, 잉크와 전기 전도체 사이의 접촉의 있을 수 있는 유해한 영향이 방지된다.

도 11a는, PWB(10)가 흑연 기판(4)을 넘어 연장하는 실시예를 도시한다. 도 11b는, PWB(10)의 강성 부분이 흑연 기판(4)의 가장자리 바로 전에서 끝나는 대안적인 실시예를 도시한다. 이는 가요성 케이블을 더 컴팩트한 구성으로 흑연 기판(4)의 가장자리에 가깝게 유지되도록 구부리는 것을 허용한다. 다른 실시예에서, PWB(10)의 강성 부분은 흑연 기판(4)의 바로 그 가장자리에서 끝날 수 있고, 또는 그 가장자리가 라운딩되어, 가요성 케이블(35)의 구부림을 용이하게 해줄 수 있다.

추가 실시형태에서, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 지지 부재(18) 상에 배치되어 있는 모든 MCM 어셈블리를 에워싸는 커버 차폐물(21)은 제거될 수 있다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 잉크가 MCM 어셈블리 사이의 공간(20)에 침투하는 것을 방지하기 위해, 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 공간(20)에 또는 복수의 MCM 어셈블리를 둘러싸는 영역에 적절한 밀봉 조성물이 부어질 수 있다. MCM 어셈블리는, 인쇄를 위한 전방 표면은 방해 받지 않는 채로 남겨 두고, 밀봉 조성물(37)에 의해 기밀하게 밀봉된다. 이러한 목적으로, 흑연 기판과 PWB 둘 모두의 외부 프로파일은, 전체 구조물에 기밀성을 제공하기 위해 필요한 밀봉 조성물의 양을 최소화하기 위해, 서로 인접하는 MCM 어셈블리들 사이에 더 작은 그리고 가능하다면 균일한 거리가 유지되도록 조절되어야 한다.

도 13은 밀봉 블록(38)을 개략적으로 도시한다. 상기 밀봉 블록은 금속 구조물을 구성하고, 상기 금속 구조물은 지지 부재(18)에 체결되고 또한 MCM 어셈블리를 둘러싸도록 성형된다. 상기 밀봉 블록은 지지 부재(18) 상에 배치되는 MCM 어셈블리의 수와 같은 수의 프레임으로 구성된다. 상기 프레임은 복수의 MCM 어셈블리를 내부적으로 수용할 수 있도록 오로지 외부 프로파일만으로 이루어지고 내부 영역(41)에는 전혀 재료가 없다. 인접하는 MCM 어셈블리에 관련된 프레임은 금속 아암(40)으로 함께 결합되고, 그래서 전체 프레임이 일체형 밀봉 블록(40)을 함께 형성하게 된다. MCM 어셈블리 사이에 삽입되고 지지 부재(18)에 체결된 후에, 밀봉 블록(38)은 복수의 MCM 어셈블리의 외곽부에서 밀봉 조성물에 대한 장벽을 제공하여, 전체 구조물을 강화하고 밀봉 조성물이 지지 부재(18)의 표면 전체에 걸쳐 퍼지는 것을 방지한다. 더욱이, 아암(40)의 재료 두께는 서로 인접하는 모듈 사이의 틈을 부분적으로 점유하여, 모든 빈 공간을 채우기 위해 필요한 밀봉 조성물의 양을 더욱더 많이 줄여 준다.

도 14는 지지 부재(18)에 조립되어 있는 밀봉 블록(38)을 도시한다. 밀봉 블록(38)은 MCM 어셈블리를 둘러싸며, 서로 인접하는 모듈 사이의 공간 안으로 침투한다. 밀봉 조성물(37)은 밀봉 블록의 내부 영역에 포함된 상태로 유지되어, 모든 가용 공간을 채운다. 간략성을 위해, 단지 2개의 MCM 어셈블리를 포함하는 지지 부재가 나타나 있는데, 하지만, 본 개념은 분명히 임의의 수의 모듈 어셈블리까지, 심지어는 단일 모듈 어셈블리까지 확장될 수 있다.

당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 설명한 실시형태들 중의 일부는 작동 조건에 대한 편리성에 따라 대안적으로 사용될 수 있고, 반면에 일부 다른 실시형태를 함께 결합하여, 성능을 극히 잘 수행하는 인쇄 장치를 얻을 수 있다. 일 예로, 돌출 림(32), PWB(10)의 오목한 영역(33)에 배치되는 결합 패드(13), 매립되는 가요성 케이블(34), 밀봉 조성물(37) 및 밀봉 블록(38)은 실제 실현에서 함께 사용될 수 있다. PWB(10)는 접착제(39)를 통해 흑연 기판(4)에 부착될 수 있고, 그의 정상 표면의 높이는 프린트 헤드의 정상 표면의 높이와 같도록 조절될 수 있고, 그리하여, 높은 인쇄질과 신뢰성을 갖는 긴 스와스의 인쇄 시스템을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 멀티칩 모듈 어셈블리 및 각각의 인쇄 바를 위한 제안된 해결 방안은 간단하고 비용 효과적인 것으로 밝혀졌다.

다른 공지된 멀티칩 모듈 어셈블리와 비교하여, 본 발명은, 전기적 접촉을 실현하고 멀티칩 모듈 어셈블리의 전기적 및 기계적 신뢰성을 증가시키며 상기 멀티칩 모듈 어셈블리를 사용하는 인쇄 장치의 높은 인쇄질을 보장하는, 기술적으로 효율적이고 비용 효과적이고 안전하며 또한 간단한 방법을 제공한다.

위에서 개시된 내용은, 예시적이고 비한정적인 것으로 생각되어야 하고, 또한 독립 청구항으로 규정되어 있는 본 발명에 대한 보다 양호한 이해를 제공하는 역할을 한다.

Claims (16)

1. 멀티칩 모듈(MCM) 어셈블리로서,
   흑연 기판에 직접 부착되는 복수의 실리콘 칩을 포함하는 흑연 기판을 포함하고,
   상기 MCM 어셈블리는 내용매성(solvent-resistant) 접착제에 의해 상기 흑연 기판에 부착되는 인쇄 배선 기판(PWB)을 더 포함하고, 상기 인쇄 배선 기판에는, 상기 실리콘 칩의 외곽부(outer perimeter)를 둘러싸는 개구가 제공되어 있는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흑연 기판은 상기 실리콘 칩이 장착되는 돌출 림(rim)을 포함하는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 PWB는 실리콘 칩의 결합 패드에 대응하는 PWB의 결합 패드를 포함하는 오목한 부분을 포함하는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 PWB는 가요성 케이블을 포함하고, 상기 가요성 케이블의 외부 부분은 일련의 접촉 패드로 끝나는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
5. 제4항에 있어서,
   상기 PWB의 길이는 상기 흑연 기판을 넘어 연장되거나 흑연 기판의 가장자리 바로 전에서 끝나는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내용매성 접착제는 상기 실리콘 칩과 상기 PWB의 개구의 가장자리 둘 모두를 에워싸는(encompass), 멀티칩 모듈 어셈블리.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 실리콘 칩과 상기 PWB는 연결 와이어들에 의해 서로 접촉하는 각각의 결합 패드들을 포함하고, 상기 내용매성 접착제는 상기 결합 패드들 및 상기 결합 패드들 사이의 상기 연결 와이어들을 에워싸는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 PWB는 땜납 레지스트 층(solder resist layer)을 포함하고, 상기 내용매성 접착제는 상기 땜납 레지스트 층의 적어도 일부분을 에워싸는, 멀티칩 모듈 어셈블리.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내용매성 접착제는 에폭시계 접착제인, 멀티칩 모듈 어셈블리.
10. 지지 부재 상에 배치되는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 복수의 MCM 어셈블리를 포함하는, 인쇄 바.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 MCM 어셈블리 위에 배치되는 커버 차페물을 더 포함하는, 인쇄 바.
12. 제11항에 있어서,
    상기 커버 차폐물은 상기 MCM 어셈블리의 실리콘 칩의 주변부에 일치하는 창(window)을 포함하며, 상기 창의 가장자리는 밀봉 접착제로 밀봉되는, 인쇄 바.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 커버 차폐물은 접착제 층을 통해 상기 복수의 MCM 어셈블리의 PWB에 부착되는, 인쇄 바.
14. 제10항에 있어서,
    상기 MCM 어셈블리는 상기 MCM 어셈블리의 전방 표면을 제외하고 밀봉 조성물에 의해 기밀하게 밀봉되는, 인쇄 바.
15. 제14항에 있어서,
    상기 지지 부재 상에 배치되는 밀봉 블록을 더 포함하고,
    상기 밀봉 블록은 상기 MCM 어셈블리의 수와 같은 수의 금속 프레임으로 구성되며, 상기 금속 프레임은 상기 MCM 어셈블리를 둘러싸고 상기 MCM 어셈블리 주위의 상기 밀봉 조성물을 에워싸는, 인쇄 바.
16. 제15항에 있어서,
    인접하는 MCM 어셈블리를 둘러싸는 상기 금속 프레임은 금속 아암(arm)으로 함께 결합되는, 인쇄 바.

Images