TWI476789B - 氧阻障封裝表面固定裝置 - Google Patents

Description

氧阻障封裝表面固定裝置

本發明係有關電子電路。更明確地說，本發明係關於一種氧阻障封裝表面固定裝置。

表面固定裝置(surface mount device，SMD)由於其尺寸小的優點而被運用於電子電路中。表面固定裝置一般包含一埋置於一封裝材料如塑膠或環氧樹脂中的核心元件。舉例來說，可將一具有電阻特性的核心元件埋置於封裝材料中以製得一表面固定電阻器。

目前使用之表面固定裝置具有一個缺點，即用於封住核心元件的材料容易讓氧氣滲透至核心元件。這對於特定核心元件而言是不利的。舉例來說，一正溫係數核心元件在氧氣可進入的情況下，其電阻會隨著時間增加。在一些例子中，基礎電阻可能增加五倍而超出核心裝置之規格所容許的範圍。

本發明之第一構想在於提供一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供複數個層體，該複數個層體包含一B階之第一層體以及一限定出一開口以容置一核心元件的第二層體；將一核心元件置入第二層體所設之開口；以B階之第一層體覆蓋第二層體以及核心元件；對第一層體和第二層體進行固化直到B階之第一層體轉變為C階狀態；其中核心元件實質上為一透氧率小於約0.4 cm³ ‧mm/m² ‧atm‧day的氧阻障材料所包覆。

本發明之第二構想在於提供一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供一基質層，該基質層包含一第一接點焊墊和一第二接點焊墊；將一核心元件固定於第一接點焊墊，使核心元件的下導電表面與第一接點焊墊電性連接；將一導電彈片固定於核心元件的上表面以及第二接點焊墊，以在核心元件的上表面與第二接點焊墊間形成一電通道；將一A階材料注入核心元件和導電彈片的周圍；及對表面固定裝置進行固化直到A階材料轉變為C階狀態。或者，前述A階材料可部分固化為B階狀態，這在完全固化前須進行一些中間程序的情況下是合適的方法。前述核心元件實質上為一氧阻障材料所包覆。

本發明之第三構想在於提供一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供一第一基質層和一第二基質層，第一基質層和第二基質層分別包含一大體上為L形的連接件(interconnect)，該L形的連接件限定出一沿著基質層之上表面的表面固定裝置接觸面、一延伸穿過基質層之中間區以及一沿著基質層之下表面延伸的核心元件接觸；將一核心元件的上表面固定於第一基質層之連接件的核心元件接觸；將該核心元件的下表面固定於第二基質層之連接件的核心元件接觸；將一A階材料注入至核心元件的周圍；及對該A階材料進行固化直到其轉變為C階狀態；其中前述核心元件實質上為一氧阻障材料所包覆。

本發明之第四構想在於提供一種表面固定裝置，其包含：一具有一上表面和一下表面的核心元件；一實質上封住核心元件的C階氧阻障絕緣材料；以及設置於C階氧阻障絕緣材料之外表面的第一接點焊墊和第二接點焊墊；其中第一接點焊墊和第二接點焊墊係用以分別在核心元件的上表面和下表面與一基材及/或印刷電路板所限定出的一第一焊墊和一第二焊墊間形成電通道。

為了克服前面所提到的種種問題，本發明揭示含有氧阻障材料之表面固定裝置的各式實施態樣。該等實施態樣大體是利用絕緣材料來避免核心元件受到氧氣和其他雜質的影響。在一些實施態樣中，絕緣材料可等同於第12/460,338號美國專利申請案(Golden et al.)中所提到的其中一種氧阻障材料，該申請案係與本案在同時期提出申請，並納入本案以做為參考文獻。氧阻障材料可具有小於約0.4 cm³ ‧mm/m² ‧atm‧day(1 cm³ ‧mil/100 in² ‧atm‧day)的透氧率，即量測有多少立方公分之氧氣滲透過面積為一平方公尺、厚度為一公釐之樣本；該透氧率係於相對溼度0%、溫度23℃以及一大氣壓之分壓差(a partial pressure differential of one atmosphere)下量測24小時所得之結果)。透氧率可利用ASTM F-1927測試法搭配美國明尼蘇達州明尼亞波利市的Mocon,Inc.,所提供之設備來量測。

絕緣材料一般包含一或多種熱固性聚合物，如環氧樹脂。該絕緣材料可處於A階、B階或C階其中一種物理狀態。A階狀態的特點是，一組合物具有線性結構、可溶性和可熔性。在一些實施態樣中，A階組合物可為一高黏度液體，具有既定分子量並含有大量未反應之化合物。在這個狀態下，組合物的流動性最佳(相較於B階或C階材料)。在一些實施態樣中，A階組合物可經由光啟始反應或熱反應而自A階狀態轉變為B階或C階狀態。

B階狀態可藉由將一A階材料部分固化來達成，其中A階組合物之至少一部分彼此交聯，且該材料的分子量增加。除了特別載明，否則可B階化之組合物(B-stageable composition)可藉由熱延遲固化或UV固化來達成。在一些實施態樣中，可B階化之組合物係經由熱延遲固化而完成。B階反應可於該產品之軟化點和熔解黏度雖較反應前高但仍保有可熔性和可溶性時中止。該B階組合物含有足夠的硬化劑以影響後續加熱程序中的交聯反應。在一些實施態樣中，B階組合物是流體或半固體，因此，在一些情況下，該B階組合物可呈現流動的狀態。在呈半固體狀態的情況下，該熱固性聚合物可透過如一操作者之處理，以進行後續程序。在一些實施態樣中，B階組合物包含一共形之無黏性薄膜，其係可成形且未完全固化，故可形塑該組合物或改變其形狀使其包圍一電子元件。

C階狀態係藉由將組合物完全固化來達成。在一些實施態樣中，C階組合物係自A階狀態完全固化而得。在其他實施態樣中，C階組合物係自B階狀態完全固化而得。一般在C階狀態中，組合物於合理情況下將不會再呈現流體狀態。在這個狀態中，組合物係為一固體，且通常不能將其改變成不同形狀。

絕緣材料的另一種型式為一預浸材料型式。一般而言，預浸材料型式等同於一含有強化材料的B階型式。舉例來說，可將玻璃纖維或另一種不同的強化材料結合於B階型式中，以此製備B階絕緣材料板。

前述絕緣材料可用於製備透氧率低的表面固定裝置或其他小型裝置。舉例來說，該絕緣材料可用於製備一外壁厚度小於0.35 mm(0.014 in)的低透氧率表面固定裝置。

第一A和一B圖分別為一實施態樣之表面固定裝置100的上視圖和底視圖。表面固定裝置100包含一大體上呈矩形的本體，該本體具有一上表面105a、一下表面105b、一第一末端110a、一第二末端110b、一第一接點焊墊115a以及一第二接點焊墊115b。第一接點焊墊115a和第二接點焊墊115b係自表面固定裝置100的上表面105a延伸，分別覆蓋第一末端110a和第二末端110b並延伸至下表面105b。如分別呈現於第一A圖和第一B圖，第一接點焊墊115a限定出一第一對開口117a，而第二接點焊墊115b限定出一第二對開口117b。如第一C圖所示，第一對開口117a和第二對開口117b係用以使第一接點焊墊115a和第二接點焊墊115b與設置於內部之核心元件120電性連接。在一實施態樣中，表面固定裝置100的尺寸約為3.0mm乘2.5mm乘0.7mm(0.120 in乘0.100 in乘0.028 in)，上述三個數值分別為表面固定裝置100在X、Y和Z軸方向的尺寸。

第一C圖係第一A圖之表面固定裝置100於切線A-A所取之截面圖。表面固定裝置100包含一第一接點焊墊115a、一第二接點焊墊115b、一核心元件120以及一絕緣材料125。核心元件120可等同於一具有會因氧存在而劣化之特性之元件。舉例來說，核心元件120可等同於一含有一導電性聚合物組合物的低電阻正溫係數元件(PTC device)。該導電性聚合物組合物的電子特性會隨著時間而劣化。舉例來說，在填充金屬之導電性聚合物組合物中，如含有鎳的聚合物組合物，當組合物與周圍大氣接觸時，金屬粒子的表面會氧化，所形成之氧化層會降低金屬粒子彼此接觸時的導電性。大量的氧化接觸點會導致正溫係數元件的電阻提高5倍或更多。這會超出正溫係數元件原本的規格限制。藉由將導電性聚合物組合物與氧氣的接觸降至最低，可提升含有該導電性聚合物組合物之元件的電氣性能。

核心元件120可包含一本體120a、一上表面120b以及一下表面120c。本體120a可具有大體上為矩形的外型，而在一些實施態樣中，其沿著Y軸的厚度約0.3 mm(0.012 in)、沿著X軸的長度約2 mm(0.080 in)以及沿著Z軸的深度約1.5 mm(0.060 in)。上表面120b以及下表面120c可包含一導電性材料。舉例來說，上表面120b以及下表面120c可包含一厚度為0.025 mm(0.001 in)的鎳層及/或一厚度為0.025 mm(0.001 in)的銅層。前述導電性材料可包覆核心元件120的整個上表面120b和下表面120c。

在一些實施態樣中，絕緣材料125可等同於一氧阻障材料，如第12/460,338號美國專利申請案中所提到的其中一種氧阻障材料。氧阻障材料可避免氧氣滲透進入核心元件，避免核心元件的特性劣化。絕緣材料125沿著Y軸自核心元件120之上表面120b至表面固定裝置100之上表面100a的厚度係介於0.01~0.125 mm(0.0004~0.005 in)之間，例如約0.056 mm(0.0022 in)。絕緣材料125沿著X軸自核心元件120之一末端120d和120e至表面固定裝置100之一末端的厚度介於0.025~0.63 mm(0.001~0.025 in)之間，例如約0.056 mm(0.0022 in)。

第一接點焊墊115a和第二接點焊墊115b係用以將表面固定裝置100固定於一印刷電路板或基材(圖未示)。舉例來說，表面固定裝置100可經由第一接點焊墊115a和第二接點焊墊115b的一個表面焊接至一印刷電路板上的焊接點。如前所述，第一接點焊墊115a可限定出一第一對開口117a，而第二接點焊墊115b可限定出一第二對開口117b。在第一接點焊墊115a上，第一對開口117a可自表面固定裝置100的上表面100a延伸至核心元件120的上表面120b。在第二接點焊墊115b上，第二對開口117b可自表面固定裝置100的下表面100b延伸至核心元件120的下表面120c。第一對開口117a和第二對開口117b中每一開口的內部可鍍上一導電性材料，例如銅。該鍍層可提供一自表面固定裝置100的外面至核心元件120的電通道。

第二圖係顯示用於製備第一A~一C圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。以下參考第三、四A和四B圖中描繪之結構說明第二圖之操作程序。在方塊200中，提供一C階中間層310，且如第三圖所示中間層310限定出開口312。

請參第三圖，中間層310可等同於一大體上平坦之C階絕緣材料板。一般而言，該平板至少和核心元件120一樣厚，而其於Y軸方向的厚度可為(例如)約0.38 mm(0.015 in)。

該平板中的開口312可配置成適當的尺寸以容置一核心元件305，核心元件305係如同第一C圖中所示之核心元件120。在一些實施態樣中，開口312的尺寸約為2.0 mm乘1.5 mm乘0.36 mm(0.080 in乘0.060 in乘0.014 in)，上述三個數值分別為開口312在X、Y和Z軸方向的尺寸。

在一些實施態樣中，係從中間層310切割出開口312。舉例來說，可以雷射切割出開口312。在其它實施態樣中，中間層310係藉由一模具製得，該膜具限定出開口312。在另一些實施態樣中，利用一衝壓機在中間層310中衝壓出開口312。

請再參第二圖，在方塊205中，將核心元件305置入開口312。每一個核心元件305可等同於第一A~一C圖中所述之核心元件120。如第三圖所示，核心元件305可置入中間層310中相對應的開口312。核心元件305可以手動、取放機、震動篩選平台及/或其他程序置入開口312。

請再參第二圖，在方塊210中，如第三圖所示，將容置有核心元件305的中間層310夾置於兩絕緣層300和315之間。

請參第三圖，中間層310和核心元件305可置於一上絕緣層300和一下絕緣層315之間。如前所述，上絕緣層300和下絕緣層315可等同於前述B階預浸材料型式。上絕緣層300和下絕緣層315可具有大體上為平板之外型，且其於Y軸方向的厚度約0.056 mm(0.0022 in)。上絕緣層300和下絕緣層315於X軸方向的寬度和Z軸方向的深度可配置成適當的尺寸以疊覆於中間層310所限定出的開口312。

請再參第二圖，在方塊215中，對上層、中間層和下層300、310和315進行固化。在一些實施態樣中，可於上絕緣層300的上方以及下絕緣層315的下方設置一金屬層(圖未示)。該金屬層可等同於一銅箔。接著，將該等層體置於一固化溫度下，並施以一壓力以壓實該等層體。舉例來說，可利用一真空壓製機或其它設備以使該等層體之間相互壓實。前述固化溫度可約為175℃，而施加之壓力可約為1.38 MPa(200 psi)。

第四A和四B圖係分別顯示固化前後，第三圖之上絕緣層300、中間層310和下絕緣層315於切線Z-Z所取之截面圖400和410。在第四A圖中，上絕緣層300和下絕緣層315之間限定出一縫隙405，並且核心元件305係置於中間層310的開口312中。在第四B圖中，於固化後，上絕緣層300和下絕緣層315被壓縮使縫隙405因B階預浸材料中強化材料的密度增加而縮小。

可在經固化之層體之間限定出電鍍區域的穿孔，該電鍍區域基本上等同於一正溫係數元件的末端。在一實施態樣中，在每一列元件之間設有延伸穿過該等層體的溝槽。舉例來說，請參第四C圖，溝槽420係往一Z軸方向延伸。溝槽420可以雷射、機械式銑削、衝壓或其他程序形成。

在另一個實施態樣中，如第四D圖所示，孔洞425係設置於元件之間，且以往X軸方向延伸的長列之形式相間設置於元件之間。孔洞425可以雷射、機械式鑽鑿或其他程序形成。在後續的操作程序中，孔洞425的內表面經電鍍以形成通道，其係如同後面段落所述之第八A和八B圖中的正溫係數元件800上的通道835a和835b。

在方塊220中，一鍍金屬層(metallization layer，圖未示)可形成於上層300、下層315以及使個別的正溫係數元件之末端露出的穿孔上。舉例來說，一銅及/或鎳層可沉積於上層和下層之上。前述鍍金屬層可經蝕刻以於一表面固定裝置上限定出接點焊墊。前述接點焊墊可等同於第一圖所示之接點焊墊115a和115b。可在該鍍層中限定出開口。前述開口可等同於第一圖所示之第一對和第二對開口117a和117b的一或多個開口。前述開口可經由鑽鑿、雷射或其他程序形成。前述開口的內部區域可經電鍍而在前述接點焊墊和前述核心元件之間形成一電通道。在溝槽形成於每一列元件之間的情況下，如第一A和一B圖所示，可在前述正溫係數元件的末端110a和110b(第一A圖)鍍上金屬。在孔洞形成於元件之間的情況下，可在前述孔洞的內表面鍍上金屬。在這種情況中，前述正溫係數元件的末端看起來與後面段落及第八A和八B圖中所示之正溫係數元件800的通道835a和835b相似。

在方塊225中，固化之層體經壓實之結構可以鋸子、雷射或其他工具裁切以製得個別之表面固定裝置。

在一些實施態樣中，如前所述，上層300、中間層310和下層315等同於一氧阻障材料。前述上層、中間層和下層的氧阻障特性可避免氧氣進入前述核心元件，避免前述核心元件的特性產生不良變化。舉例來說，前述氧阻障絕緣材料可避免前面提到可能發生於一正溫係數元件之電阻提高五倍的現象。

在其他實施態樣中，由絕緣材料所組成的層體可包含一不具有氧阻障特性的材料。在這些實施態樣中，可於核心元件上塗佈一液態氧阻障材料，例如2008年5月13日核發之第7,371,459號美國專利中所述之其中一種阻障材料；該專利係納入本發明做為參考文獻。液態氧阻障材料可包含一溶劑，該溶劑可使氧阻障材料沉積於核心元件之上。接著，該溶劑蒸發後，硬化之氧阻障材料會留在核心元件上。核心元件便可如第二圖所示般封裝。

或者，1982年2月9日核發之第4,315,237號美國專利中所述之阻障層可用於封裝核心元件；該專利係納入本發明做為參考文獻。

熟知此技藝者當可理解，在本發明申請專利範圍內，前述表面固定裝置可以不同之方法製備。舉例來說，在一可供選擇的實施態樣中，表面固定裝置可藉由在一C階下層設置用於容置核心元件之凹部(而非開口)而製得。前述C階下層可接著被一B階上層覆蓋，再如前所述般固化。

在其他實施態樣中，核心元件可放置於前述C階層體所限定出的開口及/或凹部中。接著，一A階氧阻障材料可被強力導入前述開口及/或凹部中以覆蓋核心元件。舉例來說，A階層體可被擠入前述開口及/或凹部。最後，B階層體可設置於前述C階層體之上方及/或下方，該組合層體可如前所述進行固化。

在另一實施態樣中，核心元件可如前所述被封裝於前述開口及/或凹部中，而一A階、B階、C階或其任何組合之氧阻障材料可用以覆蓋包覆核心元件的組合層體。

在另一實施態樣中，核心元件可如前所述被放置於前述開口及/或凹部中，而一紫外光固化型(ultraviolet(UV) radiation curable)氧阻障材料可用以覆蓋包覆核心元件的組合層體。接著，該組合層體可如前所述進行熱固化。

所屬領域具有通常知識者當可理解前述各種實施態樣可以不同的方式組合而製得具有氧阻障特性的表面固定裝置。

第五A圖係另一實施態樣之表面固定裝置500的底視透視圖。表面固定裝置500包含一大體上為矩形之本體，該本體具有一上表面505a、一下表面505b、一第一末端510a、一第二末端510b、一第一接點焊墊515a以及一第二接點焊墊515b。第一接點焊墊515a和第二接點焊墊515b係設置於下表面505b之相對的兩個末端，而在一些實施態樣中，兩個接點焊墊間的距離約2.0 mm(0.080 in)。表面固定裝置500的尺寸約為3.0 mm乘2.5 mm乘0.71 mm(0.120 in乘0.100 in乘0.028 in)，上述三個數值分別為表面固定裝置500在X、Y和Z軸方向的尺寸。

第五B圖係第五A圖之表面固定裝置500於切線A-A所取之截面圖。表面固定裝置500包含一第一接點焊墊515a、一接觸連接件520(contact interconnect)、一核心元件530、一彈片連接件525(clip interconnect)以及一絕緣材料535。核心元件530可等同於一具有會因氧存在而劣化之特性之元件，例如前述正溫係數元件。核心元件530可包含一上表面530a和一下表面530b。核心元件530大體上呈矩形，其尺寸約為2.0 mm乘0.30 mm乘1.5 mm(0.080 in乘0.012 in乘0.060 in)，上述三個數值分別為核心元件530在X、Y和Z軸方向的尺寸。上表面530a和下表面530b可包含一導電性材料。舉例來說，上表面530a和下表面530b可包含一0.025 mm(0.001 in)厚的鎳層及/或一0.025 mm(0.001 in)厚的銅層。前述導電性材料可覆蓋核心元件的整個上表面530a和下表面530b。

在一些實施態樣中，絕緣材料535可等同於一C階氧阻障材料，例如前述氧阻障材料。前述氧阻障材料可避免氧氣滲透進入核心元件。

接觸連接件520可包含一接點焊墊520a，此後稱做第二接點焊墊520a，以及一延長部520b。延長部520b包含與核心元件530之下表面530b電性連接的一上表面521。延長部520b於X軸方向的尺寸約為2.0 mm(0.080 in)，於Z軸方向的尺寸約為0.13 mm(0.005 in)。

第一接點焊墊515a和第二接點焊墊520a係用於將表面固定裝置500固定於一印刷電路板或基材(圖未示)。舉例來說，經由第一接點焊墊515a和第二接點焊墊520a，表面固定裝置500可被焊接至一印刷電路板及/或基材上的焊接點。

彈片連接件525大體上呈L形，且在第一接點焊墊515a與核心元件530之上表面530a之間提供一電通道。彈片連接件525包括一水平部分(horizontal section)525a。彈片連接件525的水平部分(horizontal section)525a可包含一與核心元件530之上表面530a電性連接的下表面526。水平部分(horizontal section)525a的下表面526於X軸方向的尺寸約2.5 mm(0.100 in)，於Z軸方向的尺寸約1.0 mm(0.040 in)。

第六圖係顯示可用於製備第五A和五B圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。以下將參照第七圖所描繪之結構來說明第六圖之操作程序。在方塊600中，將核心元件705固定於一基材710。如前所述，每一個核心元件705可等同於一正溫係數元件。核心元件705可被放置於基材710之上。核心元件705可藉手動、取放機(pick-and-place machinery)及/或其他程序固定。

基材710可等同於一限定出複數個接點焊墊715和接觸連接件720的金屬引線框(metal lead frame)或印刷電路板。接點焊墊715和接觸連接件720可等同於第五圖所示之接點焊墊515a和接觸連接件520。基材710於Y軸方向的厚度約為0.2 mm(0.008 in)。核心元件705可固定於基材710上所限定出之接觸連接件720。舉例來說，核心元件705的下表面可焊接於接觸連接件720的延長部的上表面。

在方塊605，將彈片連接件700固定於核心元件705和基材710。彈片連接件700的水平部分可固定於核心元件705的上表面，而彈片連接件700相對前述水平部分的另一端則固定於接點焊墊715。舉例來說，彈片連接件700可焊接於核心元件705的上表面以及接點焊墊715。

在方塊610，將一絕緣材料注入核心元件705和彈片連接件700的周圍。前述絕緣材料可等同於一A階材料。

在方塊615，對前述絕緣材料進行固化。舉例來說，可將前述絕緣材料置於一150℃的固化溫度下，使其轉變為C階型式。

在方塊620，使個別的表面固定裝置自固化之結構脫離。舉例來說，可以鋸子、雷射或其它工具裁切固化之結構以製得表面固定裝置自。

在一些實施態樣中，如前所述，絕緣材料可等同於一氧阻障材料。在其他實施態樣中，絕緣材料包含一不具有氧阻障特性的材料，而是在絕緣材料注入核心元件的周圍前，將一液態之氧阻障材料，例如前述液態氧阻障材料，塗佈於核心元件。

在可供選擇的實施態樣中，彈片連接件700可與基材一體成型。舉例來說，彈片連接件700可與一金屬引線框一體成形。

在其他可供選擇的實施態樣中，彈片連接件700可用以提供一彈力以夾附核心元件705。核心元件705可被置於彈片連接件700的水平部分525a(第五圖)以及接觸連接件720的接點焊墊520a(第五圖)之間。彈片連接件700的彈力係足以將核心元件705固定在適當的位置，藉此與核心元件705形成穩定的電性連接。置入前述核心元件705之後，便可執行方塊610(第六圖)之操作程序。

第八A和八B圖係分別為一第三實施態樣之表面固定裝置800的上視圖和底視圖。表面固定裝置800包含一大體上為矩形的本體，該本體具有一上表面805a、一下表面805b、一第一末端810a、一第二末端810b、一第一接點焊墊815a和一第二接點焊墊815b。第一接點焊墊815a和第二接點焊墊815b係自表面固定裝置800的上表面805a延伸，分別穿過通道835a和835b並延伸至下表面805b。表面固定裝置800的尺寸約為3.0 mm乘2.5 mm乘0.71 mm(0.120 in乘0.100 in乘0.028 in)，上述三個數值分別為表面固定裝置800在X、Y和Z軸方向的尺寸。

第八C圖係第八A圖之表面固定裝置800於切線A-A所取之截面圖。表面固定裝置800包含一上基質層820a、一下基質層820b、一核心元件825、一絕緣材料830、一第一通道835a和一第二通道835b。核心元件825可等同於一具有會因氧存在而劣化之特性之元件。舉例來說，核心元件825可等同於前述核心元件。

上基質層820a和下基質層820b分別包含一第一接觸面821、一接觸連接件823和一基質主體827。接觸連接件823可為一大體上為L形的導電性材料，其一端限定出一第二接觸面822，而相對的另一端限定出一元件接觸面829。可在上基質層820a或下基質層820b之背向核心元件825的外側上限定出接觸連接件823的第二接觸面822；可在上基質層820a或下基質層820b之面向核心元件825的內側上限定出元件接觸面829。基質主體827可等同於一硬化之樹脂填充物或一玻璃纖維電路板材料。

上基質層820a的元件接觸面829係配置成適當尺寸以覆蓋核心元件825的頂側。下基質層820b的元件接觸面829係配置成適當尺寸以覆蓋核心元件825的底側。

第一通道835a和第二通道835b係設置於表面固定裝置800相對之兩端上。第一通道835a可自上基質層820a上的第一接觸面821延伸至下基質層820b上的第二接觸面。第二通道835b可自下基質層820b上的第一接觸面821延伸至上基質層820a上的第二接觸面822。第一通道835a和第二通道835b的內表面可經電鍍以在上基質層820a和下基質層820b上之接點焊墊之間提供一電通道。

上基質層820a上的第一接觸面821以及下基質層820b上的第二接觸面822可限定出第八A圖中的第一接點焊墊815a。下基質層820b上的第一接觸面821以及上基質層820a上的第二接觸面822可限定出第八A圖中的第二接點焊墊815b。第一接點焊墊815a和第二接點焊墊815b係用於將表面固定裝置800固定於一印刷電路板或基材(圖未示)。舉例來說，表面固定裝置800可經由第一接點焊墊815a和第二接點焊墊815b焊接於一印刷電路板及/或基材上的焊接點。

在一些實施態樣中，絕緣材料830可等同於一C階氧阻障材料，例如前述C階氧阻障材料。絕緣材料830可用以填滿核心元件825末端與表面固定裝置800末端之間的區域。

第九圖係顯示用於製備第八A~八C圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。在方塊900，將一核心元件固定於一上基材和一下基材之間。如前所述，核心元件可等同於一正溫係數元件。在一些實施態樣中，可將一陣列之核心元件固定於上基材和下基材之間。核心元件可以手動、取放機及/或其他程序固定。

如前所述，基材可等同於一兩側皆具有導電層的印刷電路板。基材於Y軸方向的厚度可約為0.076 mm(0.003 in)。核心元件可固定於上基材和下基材所分別限定出的元件接觸面。

在方塊905，將一絕緣材料注入核心元件和彈片連接件周圍。如前所述，絕緣材料可等同於一A階材料。

在方塊910，在一固化溫度下將絕緣材料固化。舉例來說，將絕緣材料置於一150℃的固化溫度下，使其轉變為C階型式。

在方塊915，使個別之表面固定裝置自固化之結構脫離。舉例來說，可以鋸子、雷射或其他工具裁切固化之結構以製得表面固定裝置。

在一些實施態樣中，如前所述，絕緣材料可等同於一氧阻障材料。在其他實施態樣中，絕緣材料包含一不具有氧阻障特性的材料，而是於絕緣材料注入核心元件周圍之前，將一液態之氧阻障材料，例如前述液態氧阻障材料，塗佈於核心元件上。

如所述，前述各種實施態樣藉由提供一以氧阻障材料做為絕緣材料的表面固定裝置，克服表面固定裝置中所設置之核心元件因為氧氣所產生的問題。絕緣材料保護設置於表面固定裝置內的核心元件免於氧氣和其他雜質的干擾。在一些實施態樣中，絕緣材料係配製為B階氧阻障材料板，而在其他實施態樣中，則使用A階氧阻障材料。

儘管已參照特定實施態樣說明本發明之表面固定裝置及其製備方法，熟知此技藝者當可清楚了解，在本發明申請專利範圍內可進行各種改變或以均等物替代。在本發明申請專利範圍內，可對發明之教示進行其他改變以因應特定的情況或材料。因此，表面固定裝置及其製備方法並非限縮於所揭露之特定實施態樣，而係包含任何落入申請專利範圍的實施態樣。

100．．．表面固定裝置

105a．．．上表面

105b．．．下表面

110a．．．第一末端

110b．．．第二末端

115a．．．第一接點焊墊

115b．．．第二接點焊墊

117a．．．第一對開口

117b．．．第二對開口

120．．．核心元件

120a．．．本體

120b．．．上表面

120c．．．下表面

120d．．．末端

120e．．．末端

125．．．絕緣材料

200．．．提供一設有開口之C階中間層

205．．．置入核心元件

210．．．以B階預浸材料之上層和下層夾附中間層

215．．．固化

220．．．設置電鍍層

225．．．分離元件

300．．．上層

305．．．核心元件

310．．．中間層

312．．．開口

315．．．下層

400．．．截面圖

405．．．縫隙

410．．．截面圖

420．．．溝槽

425．．．孔洞

500．．．表面固定裝置

505a．．．上表面

505b．．．下表面

510a．．．第一末端

510b．．．第二末端

515a．．．第一接點焊墊

520．．．接觸連接件

520a．．．第二接點焊墊

520b．．．延長部

521．．．上表面

525．．．彈片連接件

525a．．．水平部分

526．．．下表面

530．．．核心元件

530a．．．上表面

530b．．．下表面

535．．．絕緣材料

600．．．將核心元件固定於基材

605．．．將彈片連接件與核心元件和基材固定

610．．．注入絕緣材料

615．．．固化

620．．．設置電鍍層並分離元件

700．．．彈片連接件

705．．．核心元件

710．．．基材

715．．．接點焊墊

720．．．接觸連接件

800．．．表面固定裝置

805a．．．上表面

805b．．．下表面

810a．．．第一末端

810b．．．第二末端

815a．．．第一接點焊墊

815b．．．第二接點焊墊

820a．．．上基質層

820b．．．下基質層

821．．．第一接觸面

822．．．第二接觸面

823．．．接觸連接件

825．．．核心元件

827．．．基質主體

829．．．元件接觸面

830．．．絕緣材料

835a．．．通道

835b．．．通道

900．．．將核心元件固定於基材

905．．．注入絕緣材料

910．．．固化

915．．．分離表面固定裝置

第一A圖為一實施態樣之表面固定裝置的上視圖。

第一B圖為第一A圖之表面固定裝置的底視圖。

第一C圖係第一A圖之表面固定裝置於第一A圖之切線A-A所取的截面圖。

第二圖係顯示用於製備第一A圖至第一C圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。

第三圖係顯示第一A圖至第一C圖所示之表面固定裝置的上層、中間層和下層。

第四A圖為固化前，第三圖之上層、中間層和下層於切線Z-Z所取的截面圖。

第四B圖為固化後，第三圖之上層、中間層和下層於切線Z-Z所取的截面圖。

第四C圖係顯示具有溝槽之固化層體的透視圖，溝槽係形成於固化層體所封住的核心元件之間。

第四D圖係顯示具有孔洞之固化層體的透視圖，孔洞係形成於固化層體所封住的核心元件之間。

第五A圖為另一實施態樣之表面固定裝置的上視透視圖。

第五B圖係為第五A圖之表面固定裝置於切線A-A所取之截面圖。

第六圖係顯示用於製備第五A和五B圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。

第七圖係顯示第五A和五B圖所示之表面固定裝置的層體。

第八A圖為第三個實施態樣之表面固定裝置的上視圖。

第八B圖為第三個實施態樣之表面固定裝置的底視圖。

第八C圖為第八A圖之表面固定裝置於切線A-A所取之截面圖。

第九圖係顯示用於製備第八A-八C圖所示之表面固定裝置的一組例示操作程序。

100．．．表面固定裝置

105a．．．上表面

105b．．．下表面

110a．．．第一末端

110b．．．第二末端

115a．．．第一接點焊墊

115b．．．第二接點焊墊

117a．．．第一對開口

117b．．．第二對開口

120．．．核心元件

120a．．．本體

120b．．．上表面

120c．．．下表面

120d．．．末端

120e．．．末端

125．．．絕緣材料

Claims (11)

1. 一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供複數個層體，該複數個層體包含一B階之第一層體以及一限定出一開口以容置一核心元件的第二層體；將該核心元件置入該第二層體所限定出之該開口；以B階之該第一層體覆蓋該第二層體以及該核心元件；及對該第一層體和該第二層體進行固化直到B階之該第一層體轉變為C階狀態；其中該核心元件實質上被一氧阻障材料所包覆，該氧阻障材料的透氧率約小於0.4 cm³ ‧mm/m² ‧atm‧day。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含在固化之前，於限定出該開口之該第二層體下方設置一B階之第三層體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，在固化之前，B階之該第一層體包含一B階之氧阻障材料，而限定出該開口之該第二層體包含一C階之氧阻障材料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在將該核心元件置入該第二層體所限定出的該開口之前，先將一氧阻障材料塗佈於該核心元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：於該複數個層體的下方與上方分別設置一第一金屬層和一第二金屬層；及將該第一金屬層、該第二金屬層以及該複數個層體置入一真空熱壓設備進行固化。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二層體包含複數個開口以容置複數個核心元件；且該方法較佳進一步包含：於固化後裁切該複數個層體以製得複數個元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該核心元件係一正溫係數元件。
8. 一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供一基質層，該基質層包含一第一接點焊墊和一第二接點焊墊；將一核心元件置於該第一接點焊墊以及一與該第二接點焊墊電性連接之導電彈片之間使該核心元件的一下導電表面與該第一接點焊墊電性連接，而該核心元件的一上導電表面係與該導電彈片電性連接；將一A階材料注入該核心元件和該導電彈片的周圍；及對該A階材料進行固化，直到其轉變為C階材料；其中該核心元件實質上為一氧阻障材料所包覆。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中注入之該A階材料包含一氧阻障材料。
10. 一種表面固定裝置的製備方法，其包含：提供一第一基質層和一第二基質層，該第一基質層和該第二基質層分別包含一大體上為L形的連接件，該連接件限定出一沿著該基質層之一上表面延伸的表面固定裝置接觸面、一延伸穿過該基質層之中間區以及一沿著該基質層之一下表面延伸的元件接觸面；將一核心元件的一上表面固定於該第一基質層之該連接件的該元件接觸面；將該核心元件的一下表面固定於該第二基質層之該連接件的該元件接觸面；將一A階材料注入至該核心元件的周圍；及對該A階材料進行固化直到其轉變為C階材料；其中該核心元件實質上為一氧阻障材料所包覆。
11. 一種表面固定裝置，其包含：一核心元件，其具有一上表面和一下表面；一C階氧阻障絕緣材料，其實質上封住該核心元件；一設置於該C階氧阻障絕緣材料之一外表面上的第一接點焊墊，其係配置成與該核心元件的該上表面電性連接；一設置於該C階氧阻障絕緣材料之一外表面上的第二接點焊墊，其係配置成與該核心元件的該下表面電性連接。