RU2656030C2 - Method of manufacturing three-dimensional electronic module - Google Patents
Method of manufacturing three-dimensional electronic module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656030C2 RU2656030C2 RU2016128772A RU2016128772A RU2656030C2 RU 2656030 C2 RU2656030 C2 RU 2656030C2 RU 2016128772 A RU2016128772 A RU 2016128772A RU 2016128772 A RU2016128772 A RU 2016128772A RU 2656030 C2 RU2656030 C2 RU 2656030C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- parts
- workpiece
- removable
- contact pads
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоэлектронике. В нем предлагается новый способ изготовления трехмерного электронного модуля.The invention relates to electronics. It proposes a new method for manufacturing a three-dimensional electronic module.
Рассмотрим известные способы изготовления трехмерного электронного модуля.Consider known methods of manufacturing a three-dimensional electronic module.
Трехмерный электронный модуль собирают, размещая электронные компоненты и микроплаты, имеющие контактные площадки на торцевых поверхностях, параллельно друг другу, электрически соединяют их по боковым поверхностям модуля, осуществляют контроль и герметизацию. В "качестве исходных применены гарантированно годные компоненты, с помощью их и микроплат формируют пространственно ориентированные контактные площадки для создания непрерывной линии конструкции модуля, дозированно наносят склеивающий теплопроводный электроизоляционный состав на торцы микроплат, обеспечивая при этом монолитность и непрерывность клеевого шва, совмещают по контактным площадкам электронные компоненты и соединяют их, полимеризируют склеивающий состав, очищают контактные площадки электронных компонентов и микроплат от пленки склеивающего состава, напыляют на гранях склеенного трехмерного электронного модуля проводники, обеспечивающие необходимые соединения между электронными компонентами и микроплатами по их контактным площадкам; наращивают проводники, расположенные на гранях трехмерного электронного модуля" (RU 2492549 С1).A three-dimensional electronic module is assembled by placing electronic components and microboards having contact pads on the end surfaces parallel to each other, electrically connect them along the side surfaces of the module, and carry out monitoring and sealing. Guaranteed suitable components are used as the initial components, with the help of them and microplates, they form spatially oriented contact pads to create a continuous line of the module structure, dosed apply a gluing heat-conducting electrical insulation composition to the ends of the microplates, while ensuring the integrity and continuity of the adhesive joint, electronic parts are combined over the contact pads components and connect them, polymerize the adhesive, clean the pads of electronic components and microplates from the film of the bonding composition, conductors are sprayed on the faces of the glued three-dimensional electronic module, providing the necessary connections between the electronic components and the microboards on their contact pads; the conductors located on the faces of the three-dimensional electronic module are expanded (RU 2492549 C1).
Здесь необходимые соединения между электронными компонентами осуществляют путем наращивания проводников, расположенных на гранях, что является крайне нетехнологичным решением, особенно для серийного производства, так как любая работа с гранями (напыление, наращивание и пр.) подразумевает точное позиционирование модуля в пространстве (например, в установке напыления) с помощью специальной оснастки.Here, the necessary connections between electronic components are carried out by building up conductors located on the faces, which is an extremely low-tech solution, especially for mass production, since any work with faces (spraying, building, etc.) implies the exact positioning of the module in space (for example, in spraying installation) using special equipment.
В способе изготовления трехмерного электронного модуля, известном из RU 2475885 С1, в подложке-основании, на которую монтируют бескорпусные кристаллы, предварительно вырезают отверстия ("окна микроплаты"), что удорожает изделие и ослабляет конструкцию модуля с точки зрения вибропрочности и ударопрочности.In the method of manufacturing a three-dimensional electronic module, known from RU 2475885 C1, holes (“microplate windows”) are pre-cut in the base substrate onto which the crystals are mounted, which makes the product more expensive and weakens the module design from the point of view of vibration resistance and impact resistance.
В способе по RU 2193260 С1 "бескорпусные компоненты размещают в окнах групповой керамической заготовки с ориентацией по контуру и с соблюдением единой плоскости расположения активных зон компонентов и лицевой поверхности заготовки. Компоненты фиксируют в таком положении и изолируют электрически незащищенные зоны компонентов по их лицевой стороне. Далее наносят преимущественно методом вакуумного напыления проводники на лицевую и обратную стороны заготовки и компонентов, одновременно формируя разъем и соединительные проводники, необходимые для электротермотренировки и контроля. Годные микроплаты вырезают из групповой заготовки и собирают в пакет, соединяя их между собой капиллярной пайкой. К одной из граней пакета припаивают теплорастекатель с внешними выводами и герметизируют изготовленный модуль".In the method according to RU 2193260 C1, the free-standing components are placed in the windows of a group ceramic blank with a contour orientation and observing a uniform plane of arrangement of the active zones of the components and the front surface of the workpiece. The components are fixed in this position and insulate the electrically unprotected zones of the components along their front side. Next conductors are mainly applied by vacuum spraying to the front and back sides of the workpiece and components, while forming a connector and connecting conductors, it is necessary for electrotraining and control. Suitable microboards are cut from a group blank and assembled into a bag, connecting them together by capillary soldering. A heat distributor with external leads is soldered to one of the faces of the bag and seal the manufactured module. "
Этот способ имеет все недостатки двух предыдущих.This method has all the disadvantages of the two previous ones.
Предлагаемое изобретение имеет следующие свойства:The invention has the following properties:
- обеспечение высокой плотности упаковки радиоэлектронных компонентов за счет многослойности структуры и применения некорпусированных компонентов-кристаллов;- ensuring a high packing density of electronic components due to the multilayer structure and the use of non-enclosed components-crystals;
- увеличение площади теплоотвода за счет теплоотводящих подложек (оснований) с обеих сторон модуля;- an increase in the area of the heat sink due to heat sink substrates (bases) on both sides of the module;
- увеличение механической прочности модуля за счет его конструкции: подложки защищают внутренние части с обеих сторон;- an increase in the mechanical strength of the module due to its design: the substrates protect the internal parts from both sides;
- увеличение технологичности за счет единой заготовки при формировании частей модуля;- an increase in manufacturability due to a single blank during the formation of module parts;
- перед сборкой каждая из частей проверяется (тестируется/контролируется).- before assembly, each of the parts is checked (tested / controlled).
Это достигается так (см. фиг. 1-9):This is achieved as follows (see Fig. 1-9):
1. Модуль проектируют таким образом, чтобы на лицевых сторонах соединяемых частей, получаемых после разделения заготовки, ответные контактные площадки находились друг напротив друга.1. The module is designed so that on the front sides of the connected parts obtained after the separation of the workpiece, the contact pads are opposite each other.
2. Любым известным способом изготавливают заготовку (групповую микроплату). Групповая микроплата представляет собой теплопроводную подложку-основание 1 (фиг. 1) с различными слоями; в составе могут быть бескорпусные детали, тонкопленочные элементы и другие компоненты в зависимости от назначения модуля.2. By any known method, a blank is prepared (group microplate). The group microplate is a heat-conducting substrate-base 1 (Fig. 1) with various layers; the composition may include shellless parts, thin-film elements and other components, depending on the purpose of the module.
3. Производят разделение заготовки при помощи резки фрезой или иным способом на две части (фиг. 2).3. Produce the separation of the workpiece by cutting with a mill or other way into two parts (Fig. 2).
4. Контакты микросхемы и платы подвергают химико-механической обработке с целью удаления окислов и загрязнений.4. The contacts of the microcircuit and the board are subjected to chemical-mechanical treatment in order to remove oxides and contaminants.
5. На одну из частей (условно "нижнюю" микроплату) устанавливают металлический (или полимерный) трафарет 2 (фиг. 3) с отверстиями, повторяющий своей конфигурацией рисунок контактных площадок (неметаллический трафарет может быть несъемным). Отверстия трафарета точно (не хуже 5% размера контактной площадки) совмещают с контактными площадками микроплаты.5. A metal (or polymer) stencil 2 (Fig. 3) with holes is installed on one of the parts (conditionally the "lower" microplate), which repeats the configuration of the contact pads with its configuration (a non-metallic stencil can be non-removable). The stencil holes are accurately (not worse than 5% of the size of the contact pad) combined with the contact pads of the microplate.
6. В каждое отверстие трафарета помещают шарик из припоя (фиг. 4).6. A ball of solder is placed in each hole of the stencil (Fig. 4).
7. При съемном трафарете осуществляют нагрев шариков (и трафарета) таким образом, чтобы шарики приплавились к контактным площадкам, при этом сохранив основу своей формы (до 70% начальной высоты). Затем трафарет удаляют (фиг. 5).7. With a removable stencil, the balls (and the stencil) are heated so that the balls are melted to the contact pads, while maintaining the basis of their shape (up to 70% of the initial height). Then the stencil is removed (Fig. 5).
8. Поверх шариков устанавливают вторую часть модуля (условно «верхняя» микроплата) площадками вниз точно (не хуже 5% размера контактной площадки) на шарики (фиг. 6).8. On top of the balls, install the second part of the module (conditionally the “upper” microplate) with the areas down exactly (no worse than 5% of the size of the contact area) on the balls (Fig. 6).
9. Осуществляют одновременный нагрев шариков, например, используя необходимое количество синхронно работающих инфракрасных источников и паяльные маски (на фигурах не показаны). Этот же нагрев используют для пайки шариков к плате в случае использования несъемных трафаретов (фиг. 7).9. Carry out simultaneous heating of the balls, for example, using the required number of synchronously operating infrared sources and solder masks (not shown in the figures). The same heating is used to solder balls to the board in the case of using non-removable stencils (Fig. 7).
10. Осуществляют контроль пайки.10. Perform soldering control.
11. Воздушную полость заполняют эпоксидным адгезивом (подливом) (фиг. 8).11. The air cavity is filled with epoxy adhesive (gravy) (Fig. 8).
12. Остатки адгезива удаляют с торцов готового модуля. Осуществляют шлифование торцов с целью вскрытия контактных площадок на торцах модуля, которые образуют собой внешний интерфейс готового трехмерного электронного модуля (питание, управление) (фиг. 9).12. Residues of adhesive are removed from the ends of the finished module. End grinding is carried out in order to open the contact pads on the module ends, which form the external interface of the finished three-dimensional electronic module (power, control) (Fig. 9).
Если количество соединяемых частей более двух, то на одну "нижнюю" часть модуля устанавливают в один слой "верхние" части модуля так, чтобы суммарная площадь "верхних" частей была равна площади "нижней" части, и их теплоотводящие основания находились снаружи модуля.If the number of connected parts is more than two, then on the one “lower” part of the module the “upper” parts of the module are installed in one layer so that the total area of the “upper” parts is equal to the area of the “lower” part and their heat sink bases are outside the module.
Предлагаемый способ эффективен при крупносерийном и особо ответственном единичном производстве (например, для спутников).The proposed method is effective in large-scale and especially responsible single production (for example, for satellites).
Технический результат изобретения - улучшение теплоотвода электронного модуля и повышение его механической прочности.The technical result of the invention is to improve the heat sink of the electronic module and increase its mechanical strength.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128772A RU2656030C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of manufacturing three-dimensional electronic module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128772A RU2656030C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of manufacturing three-dimensional electronic module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656030C2 true RU2656030C2 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128772A RU2656030C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of manufacturing three-dimensional electronic module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656030C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5297006A (en) * | 1991-08-13 | 1994-03-22 | Fujitsu Limited | Three-dimensional multi-chip module |
US5563084A (en) * | 1994-09-22 | 1996-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur F orderung der angewandten Forschung e.V. | Method of making a three-dimensional integrated circuit |
WO1998027587A1 (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A packaging structure for integrated circuits |
RU2193260C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional multicomponent electronic module |
US20110233789A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Oracle International Corporation | Adhesive-bonded substrates in a multi-chip module |
RU2475885C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for manufacture of 3d electronic module |
RU2492549C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of assembling three-dimensional electronic module |
RU2504046C1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-01-10 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Method to produce interconnections in high-density electronic modules |
-
2016
- 2016-07-14 RU RU2016128772A patent/RU2656030C2/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5297006A (en) * | 1991-08-13 | 1994-03-22 | Fujitsu Limited | Three-dimensional multi-chip module |
US5563084A (en) * | 1994-09-22 | 1996-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur F orderung der angewandten Forschung e.V. | Method of making a three-dimensional integrated circuit |
WO1998027587A1 (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A packaging structure for integrated circuits |
RU2193260C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional multicomponent electronic module |
US20110233789A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Oracle International Corporation | Adhesive-bonded substrates in a multi-chip module |
RU2475885C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for manufacture of 3d electronic module |
RU2492549C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of assembling three-dimensional electronic module |
RU2504046C1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-01-10 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Method to produce interconnections in high-density electronic modules |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI582868B (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
US20100300734A1 (en) | Method and Apparatus for Building Multilayer Circuits | |
JPH09214121A (en) | Microelectronics integrated circuit mounted on circuit board having column-grid-array mutual connection using solder, and forming method of column-grid-array | |
CN101027775A (en) | Manufacture of a layer including a component | |
JP2007535156A (en) | Heat conduction from embedded components. | |
JP2013222829A (en) | Circuit module and manufacturing method thereof | |
US9326372B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor mounting substrate | |
TWI469699B (en) | High precision self aligning die for embedded die packaging | |
WO2005071744A1 (en) | Multilayer electronic part and structure for mounting multilayer electronic part | |
TW201507098A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2011096910A (en) | Circuit board structure, circuit module using the same, and method of manufacturing the circuit module | |
US11749589B2 (en) | Module | |
RU2193260C1 (en) | Method for manufacturing three-dimensional multicomponent electronic module | |
KR101673649B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
RU2656030C2 (en) | Method of manufacturing three-dimensional electronic module | |
KR101845143B1 (en) | Semiconductor chip assembly and method for manufacturing the same | |
CN104867863B (en) | The manufacture of electronic module | |
CN112259463B (en) | Packaging method of fan-out chip and fan-out chip packaging structure | |
JP2004128230A (en) | Electronic parts mounter and its manufacturing method | |
JP7252705B2 (en) | Multilayer circuit board and manufacturing method thereof | |
RU2475885C1 (en) | Method for manufacture of 3d electronic module | |
JP7268988B2 (en) | Electronic component and method for manufacturing electronic component | |
KR101905244B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2004146540A (en) | Connection type circuit substrate and manufacturing method therefor | |
KR20160009948A (en) | Method for Replacing Bad Array Board in the Printed Circiut Board |