TWI811784B

TWI811784B - 使用光子焊接技術之電子總成及其組裝方法

Info

Publication number: TWI811784B
Application number: TW110133335A
Authority: TW
Inventors: 蕾蕾張; 傑森Ｐ馬修; 蘭黃; 雅瑟阿多連恩
Original assignee: 美商蘋果公司
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2023-08-11
Also published as: CN112317900A; TW202202016A

Abstract

描述電子組裝方法及結構。在一實施例中，一種電子組裝方法包括：將電子組件與佈線基板擺放在一起；及引導大面積光子焊接光脈衝朝向電子組件以將電子組件接合至佈線基板。

Description

使用光子焊接技術之電子總成及其組裝方法

本文所述之實施例係關於微電子封裝技術，且更具體地係關於光子焊接。

微電子封裝已廣泛採行用於接合電子組件之焊接技術。在一廣泛採行的習知大面積焊接程序中，一接合基板及接合至其之所有組件皆經加熱至高於一焊料回流溫度(solder reflow temperature)。此類大批量回焊(mass reflow)可能需要所有材料可承受焊料回流溫度(例如，大於215℃)及駐留時間(通常大約為幾分鐘)。大批量回焊的額外考量包括用於經底部填充電子組件的焊料擠壓。一些應用已採用選擇性焊接技術(諸如雷射焊接及熱空氣焊接)，以避免(例如)經接合電子組件、基板、或相鄰組件暴露於高溫下。

最近大面積光子焊接已被提出作為一種用於焊接晶片至低溫基板之方法。在此一方法中，一高功率閃光燈(例如，氙)經脈衝以發射一高強度快閃脈衝，該高強度快閃脈衝係被經接合晶片而非接合基板所選擇性地吸收。

描述電子組裝方法及結構。在一實施例中，一種電子組裝方法包括：將電子組件與佈線基板擺放在一起；及引導大面積光子焊接光脈衝朝向電子組件以將電子組件接合至佈線基板。描述可屏蔽敏感電子組件以避免暴露於光脈衝的各種結構。所揭露之組裝方法可額外應用至佈線基板之結合。

100:電子總成

101:主體區

107:介電層

105:開口

109:傳導佈線層

109B:配線層橋

110:佈線基板

111:外側周緣

112:頂部側

114:底部側

116:著陸墊

118:部分

119:臂

120:透明層

121:頂部側

122:覆蓋膜

123:覆蓋膜

124:開口

130:電子組件；組件

132:頂部側

134:底部側

135:填充材料

136:接觸墊

138:吸收墊

139:通孔

140:接合材料

150:光脈衝

160:通孔開口

162:導熱襯墊

164:側壁

166:底部接觸區

170:通孔開口

172:導熱襯墊

174:側壁

180:裝置；組件

190:佈線基板

195:通孔墊

196:佈線層

197:開口

198:連結條

199:金屬平面

600:光遮罩

602:主體層

604:濾波層

605:開口

650:配線層

700:配線層

710:紡織品

800:導線

802:黏著劑層

850:印刷互連件

900:封蓋

902:槽

904:封蓋之基底或支腳

1010:操作

1020:操作

1310:操作

1320:操作

1330:操作

5010:操作

5020:操作

5030:操作

〔圖1〕係根據一實施例之包括選擇性光子焊接之一電子組裝方法的流程圖。

〔圖2〕係根據一實施例之將電子組件選擇性光子焊接至透明佈線基板上的截面側視圖繪示。

〔圖3〕係根據一實施例之將透明佈線基板選擇性光子焊接至不透明佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖4〕係根據一實施例之將透明電子組件選擇性光子焊接至佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖5〕係根據一實施例之包括選擇性光子焊接之一電子組裝方法的流程圖。

〔圖6A〕與〔圖6B〕係根據實施例之將電子組件選擇性光子焊接至佈線基板之截面側視圖繪示，該佈線基板具有在電子組件之陰影外側的金屬配線層。

〔圖7〕係根據一實施例之將電子組件選擇性光子焊接至具有外部導線的佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖8A〕係根據一實施例之經暴露金屬導線之選擇性光子焊接的截面側視圖繪示。

〔圖8B〕係根據一實施例之印刷互連件之選擇性光子焊接的截面側視圖繪示。

〔圖9〕係根據一實施例之將封蓋選擇性光子焊接至佈線基板之截面側視圖繪示。

〔圖10A〕係根據一實施例之將電子組件雙面選擇性光子焊接至佈線基板之截面側視圖繪示。

〔圖10B〕與〔圖10C〕係根據一實施例之將電子組件選擇性光子焊接至金屬配線層橋上的截面側視圖繪示。

〔圖10D〕係根據一實施例之在金屬配線層橋上之電子組件的示意俯視圖繪示。

〔圖11〕係根據一實施例之以背側傳導材料將電子組件選擇性光子焊接至佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖12A〕根據一實施例之藉由將熱傳遞通過電子組件中之電路系統而將電子組件選擇性光子焊接至佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖12B〕係根據一實施例之與傳導平面耦合之墊的俯視圖繪示。

〔圖12C〕係根據一實施例之藉由將熱傳遞通過電子組件中之電路系統而將電子組件選擇性光子焊接至佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖13〕係根據一實施例之包括通過通孔開口之選擇性光子焊接之一電子組裝方法的流程圖。

〔圖14A〕係根據一實施例之藉由將焊料材料回流通過位於佈線基板中之通孔開口來將電子組件選擇性光子焊接至佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖14B〕至〔圖14D〕係根據實施例之在回流之前的焊料材料位置的特寫截面側視圖繪示。

〔圖15A〕係根據一實施例之藉由將焊料材料回流通過位於佈線基板中之通孔開口來選擇性光子焊接佈線基板的截面側視圖繪示。

〔圖15B〕至〔圖15D〕係根據實施例之在回流之前的焊料材料位置的特寫截面側視圖繪示。

相關申請案

本申請案主張於2019年8月5日申請之美國臨時專利申請案第62/882,997號的優先權，該案以引用方式併入本文中。

實施例描述利用光子焊接之選擇性焊接技術及相關結構。選擇性焊接程序可限制光子光透射至選擇區域，並且利用不同材料的不同光能量吸收率。

已觀察到傳統選擇性焊接技術(諸如雷射焊接及熱空氣焊接)在實施上具有相關挑戰。例如，難以控制雷射焊接之熔融焊接溫度，其亦可損壞組件。此外，雷射焊接係一墊接一墊(pad by pad)進行，且具有低的每小時產出量(unit per hour,UPH)。熱空氣焊接另有相關的空氣控制問題，以及低UPH。

根據實施例之選擇性焊接方法及結構可允許將低溫材料(諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)撓性基板)與高溫焊料一起使用，且最小化對相鄰組件的熱衝擊。選擇性焊接方法及結構亦可允許以短時間(大約幾秒)進行大面積(例如，晶圓或面板等級)選擇性焊接。此外，本文所述之選擇性焊接方法及結構可使用各種經熱活化的導電接合材料來實施，包括亦即焊料材料、以及燒結膏(例如銀膏、銅膏)、快速固化 (snap cure)材料、導電環氧樹脂等。此外，選擇性焊接方法及結構可允許將高活化溫度的接合材料(諸如液相溫度高於217℃的高溫焊料)與需要維持在低於高活化溫度(例如，焊料回流、燒結、固化)的敏感電子組件或佈線基板結合使用。

在各種實施例中，參照圖式進行說明。然而，某些實施例可在無這些特定細節之一或多者的情況下實行或可與其他已知的方法及組態結合實行。在下列敘述中，為了提供對實施例的全面瞭解而提出眾多特定細節(例如，特定組態、尺寸、及程序等)。在其他例子中，為了避免不必要地使本實施例失焦，所以並未特別詳細地敘述公知的半導體程序及製造技術。此專利說明書通篇指稱的「一實施例(one embodiment)」係指與該實施例一同描述之具體特徵、結構、組態、或特性係包括在至少一實施例中。因此，此專利說明書通篇於各處出現之詞組「在一實施例中(in one embodiment)」不必然指稱相同實施例。此外，在一或多個實施例中，可以任何合適的方式結合特定特徵、結構、組態、或特性。

如本文所用之「在...上面(above)」、「在...上方(over)」、「至(to)」、「介於...之間(between)」、「橫跨(spanning)」、及「在...上(on)」之用語可指稱一層相對於其他層之一相對位置。一層在另一層「上面」、在另一層「上方」、「橫跨」另一層、或在另一層「上」或者一層接合「至」另一層或與另一層「接觸(contact)」可直接與另一層接觸或可具有一或多個中介層。一層介於(多個)層「之間」可直接與該等層接觸或可具有一或多個中介層。

現請參照圖1，其提供根據一實施例之包括選擇性光子焊接之一電子組裝方法的流程圖。為了簡潔明瞭起見，將圖1之序列與圖2至圖4之截面側視圖繪示並行討論。具體而言，根據實施例，圖2繪示選擇性光子焊接電子組件130(諸如裝置180)至透明佈線基板110；圖3繪示選擇性光子焊接電子組件130(諸如透明佈線基板190)至不透明佈線基板110；且圖4繪示選擇性光子焊接透明電子組件130(諸如裝置180)至佈線基板110。

根據本文所述之所有實施例，電子組件130可係各種裝置180，該等裝置包括晶片、封裝、二極體、感測器(包括主動裝置及被動裝置)、以及佈線基板190，諸如剛性或可撓佈線基板。基本上，實施例可應用於任何墊對墊(pad-to-pad)連接。簡要地參照圖9中所繪示的實施例，此一選擇性焊接技術係用於將封蓋900結合至佈線基板110，其中封蓋900亦作用於阻擋光透射至封蓋所覆蓋住的電子組件130。

再次參照圖1，在一實施例中，一種電子組裝方法包括在操作1010將電子組件130與佈線基板110擺放在一起，其中熱活化接合材料140位於電子組件130與佈線基板110之間的該電子組件的陰影中。根據本文所述之實施例，例示性熱活化接合材料140包括焊料材料(例如，焊料凸塊)以及燒結膏(例如銀膏、銅膏)、快速固化材料、導電環氧樹脂等。如本文所述，在一例示性俯視圖繪示中，該陰影係以藉由與佈線基板110重疊的電子組件130之輪廓(周緣)界定的來表示。因此，正介於電子組件130與佈線基板110之間的區將在電子組件130的陰影內。在操作1020，將光脈衝150自光源引導且透射通過佈線基板110或電子組件130，以活化(例如，回流、燒結、固化)接合材料140。

在圖2所繪示之實施例中，光脈衝150係透射通過佈線基板110之底部側114且朝向接合材料140，以活化接合材料。如所示，佈線基板110包括頂部側112及底部側114。電子組件130包括頂部側132及底部側134。佈線基板110可進一步包括透明層120、在透明層120之頂部側121上之複數個金屬著陸墊116。額外的佈線層可包括在透明層120的頂部側121上或在透明層120內。在一實施例中，接合材料140係複數個高溫焊料凸塊。佈線基板110可額外包括透明層120之頂部側121上之覆蓋膜122，及覆蓋膜122中之複數個開口124，其等暴露在透明層120之頂部側121上之複數個著陸墊116。覆蓋膜122可由一適合的絕緣材料形成，諸如聚合物或氧化物。舉例而言，覆蓋膜122可為一阻焊(soldermask)材料，諸如環氧樹脂。

根據實施例之電子組裝方法可利用大面積但又局部化之光子焊接技術來實現敏感電子組件(例如，需要維持在低於高溫焊料回流溫度之組件)的高溫焊接(例如，液相溫度高於217℃的焊料材料)。因此，特定組態可將電子組件與熱隔離。仍參照圖2，覆蓋膜122可經設計以藉由吸收或反射而實質上阻擋光脈衝150透射朝向電子組件130。因此，該光脈衝係在電子組件130之陰影中實質上被吸收或反射。然而，經透射至著陸墊116的光脈衝係由該等著陸墊吸收，且導熱金屬材料熱經轉移至接合材料140，以將佈線基板110的著陸墊116結合至電子組件130之金屬接觸墊136。

如本文中所使用，片語「實質上阻隔(substantially block)」、「實質上吸收(substantially absorb)」、「實質上反射(substantially reflect)」光子焊接光脈衝之透射、或對光子焊接光脈衝之透射「實質上透明(substantially transparent)」係以一般意義使用，以考量所採用之光子焊接技術而表徵一些非接合層材料。舉例而言，實質上阻擋光子焊接光脈衝透射的特徵可藉由吸收或反射阻擋大於90%的光子焊接光脈衝。實質上透明的特徵可透射大於90%的光子焊接光脈衝。在某些實施例中，該光子焊接光脈衝可在紫外線-紅外線(UV-IR)光譜中，雖然實施例不一定受限於此範圍，並且可基於選定材料的吸收率而變化。阻擋光子焊接光脈衝150傳輸可係實質上足夠的，使得電子組件不被加熱至活化(例如，回流、燒結、固化)接合材料140所需的相同溫度。在一些實施例中，接合材料140(例如黑色焊膏、黑色焊球)可額外設計用於吸收光子焊接光脈衝150。

根據某些實施例，覆蓋膜122用作為光遮罩，以實質上阻擋該光脈衝。在一實施例中，覆蓋膜122特徵為一光吸收或不透明材料，以實質阻擋/吸收光脈衝之透射(例如，大於90%)。例如，光吸收材料可為暗色，諸如黑色。此外，覆蓋膜122可為具有低導熱率之絕緣材料，所以熱不如金屬著陸墊有效率地傳遞。光吸收材料可進一步特徵化為具有無或低(例如，小於10%)的光反射率。反之，覆蓋膜122可特徵化為反射材料以實質上阻擋/反射(例如，大於90%)光脈衝。例如，該光脈衝可朝向且通過透明層(例如，基板)120反射回來。反射可係實質上足夠的，使得電子組件不被加熱至活化接合材料140所需的相同溫度。在一實施例中，該反射材料為淺色，例如白色。

在一實施例中，電子總成100包括電子組件130；佈線基板110，其包括頂部側112及底部側114，其中佈線基板110之頂部側112包括複數個金屬著陸墊116。接合材料140係位於電子組件130與佈線基板110之間的該電子組件的陰影中。在各種實施例中，電子組件130或透明層120對光子焊接光脈衝150係實質上透明的。該佈線基板可包括覆蓋膜122 以及覆蓋膜中之複數個開口124，該複數個開口暴露複數個金屬著陸墊116。覆蓋膜122可覆蓋在電子組件130與佈線基板110之間的該電子組件的整個陰影，不包括暴露複數個金屬著陸墊116的複數個開口124。此可促成實質上阻擋光子焊接光脈衝150波長，其可額外藉由覆蓋膜122之材料選擇及摻雜/顏色來促成。在一實施例中，覆蓋膜122(例如，黑色膜)實質上阻擋/吸收光子焊接光脈衝。在一實施例中，覆蓋膜122(例如，白色膜)實質上阻擋/反射光子焊接光脈衝。

現請參照圖3，在所繪示之實施例中，光脈衝150可經引導通過電子組件130之頂部側132並朝向接合材料140，以活化(例如，回流、燒結、固化)該接合材料。在此一實施例中，電子組件130之本體對光脈衝係實質上透明的。在此反應中，實質上透明允許足夠的光脈衝150傳遞通過電子組件130之本體以活化(例如，回流、燒結、固化)接合材料140。如圖所示，電子組件130可包括金屬接觸墊136，該金屬接觸墊將選擇性地吸收光脈衝150，並將熱傳遞至接合材料140以用於活化(例如，回流、燒結、固化)。在所繪示的特定實施例中，電子組件130係透明的佈線基板190。因此，所繪示的實施例結合兩個可為剛性或撓性的佈線基板。在一實施例中，電子總成100之電子組件130係對光子焊接光脈衝實質上透明的第二佈線基板190。

圖4繪示一實施例，該實施例包括作為電子組件130之透明裝置180。在一例示性實施方案中，裝置180係由一矽本體所形成，該矽本體可係足夠薄(例如，小於200μm)以對光脈衝150係實質上透明的。在一實施例中，電子總成100之電子組件130係小於200μm厚的矽裝置，該裝置對光子焊接光脈衝係透明的。

現請參照圖5，其提供根據一實施例之包括在導熱材料的一暴露部分協助下進行選擇性光子焊接之一電子組裝方法的流程圖。為了簡潔明瞭起見，將圖5之序列係與圖6A至圖12C之截面側視圖繪示並行討論。在一實施例中，一電子組裝方法包括：在操作5010將電子組件130及佈線基板110擺放在一起；及在操作5020引導來自光源的光脈衝150朝向導熱材料的一部分，該部分位於電子組件130與佈線基板110之間的電子組件之陰影外側。導熱材料可為根據實施例之各種結構，諸如佈線基板之金屬配線層(包括佈線層及/或金屬著陸墊)、附接至該佈線基板之金屬配線層、用於打線接合的導線、封蓋等。在操作5030，將熱能傳遞通過導熱材料至接合材料以活化該接合材料，該接合材料形成電子組件130與佈線基板110之間的導電焊料接點。

圖6A係根據一實施例之將電子組件130選擇性光子焊接至佈線基板110之截面側視圖繪示，該佈線基板具有在電子組件之陰影外側的金屬配線層650。金屬配線層650可係佈線基板110的部分。舉例而言，金屬配線層650可包括：橫跨電子組件之陰影外側的部分118；及橫跨電子組件陰影內的部分(例如，金屬著陸墊116)。部分118可係金屬佈線的部分，或金屬著陸墊116之延伸。同樣地，接合材料140可位於電子組件的陰影中，並且可可選地在金屬配線層650之部分118上橫跨電子組件的陰影外側。可在將接合材料140額外橫跨陰影外側處可選地將顏料添加至接合材料140中，以促進除了金屬配線層650外的接合材料140之光吸收。為了保護敏感電子組件130免於該光脈衝150，當引導來自光源之光脈衝150朝向位於電子組件130之陰影外側的導熱材料之暴露部分時，光遮罩600可放置在電子組件130上方。在此一實施例中，光遮罩600可由一材料所形成以吸收光脈衝，且包括開口以使光脈衝通過。現請參照圖6B，繪示了光遮罩之一替代版本，其中光遮罩600包括：主體層602，其對光脈衝150係至少實質上透明的；及圖案化濾波層604。圖案化濾波層604可反射光脈衝150及/或吸收光脈衝150以過濾透射。在一實施例中，該主體層係由玻璃(例如，石英)或透明聚合物所形成。在一實施例中，圖案化濾波層604包括一或多個金屬層，其可使用各種適合的薄膜沉積技術來沉積。此可額外利用金屬化塗層(例如，鋁、金、銀)的反射率，結合已整合至光源外殼總成中的紫外光濾波器，以有效阻擋待過濾的任何入射光。在所繪示的實施例中，可將光遮罩600壓在電子組件130的頂部，以確保存有充足的力以供光子焊接至佈線基板110。光遮罩600亦可使用(金屬化)圖案化濾波層604來選擇性地加熱電子組件及佈線基板。儘管未經具體說明，但如相關於圖6A與圖6B所描述及繪示的此類光遮罩600可額外用於本文所述之其他實施例中。

圖7係根據一實施例之將電子組件選擇性光子焊接至具有外部導線的佈線基板的截面側視圖繪示。在圖7所示之實施例中，配線層700可類似於配線層650，其中一個差異為佈線層700延伸超過佈線基板110之外側周緣111。在一實施例中，配線層700為接合至佈線基板110之分離結構。在一實施方案中，圖7之電子總成100為可穿戴結構，其中電子組件130及佈線基板110嵌入於紡織品(例如，織物)中，其中配線層700之引線自該紡織品延伸。在此組態中，在電子組件130之陰影外側或在紡織品710外側延伸的暴露引線吸收來自光源的光脈衝150，並將熱傳遞至接合材料140。類似於圖6A與圖6B，可可選地使用光遮罩600。

8A係根據一實施例之選擇性光子焊接經暴露金屬導線800 之截面側視圖繪示。在所繪示的具體實施例中，使用黏著劑層802將電子組件130面朝上附接至佈線基板110。接合材料140係用於打線接合附接。舉例而言，接合材料140可包括第一焊料凸塊及第二焊料凸塊，且該金屬導線係用該第一焊料凸塊接合至電子組件130之頂部側132，且係用該第二焊料凸塊接合至佈線基板110之頂部側112。替代地，可使用其他接合材料來取代焊料凸塊。在此一組態中，導線800直接暴露於光脈衝，並將熱傳遞至接合材料140。

現請參照圖8B，其提供根據一實施例之選擇性光子焊接印刷互連件850的截面側視圖繪示。舉例來說，可將印刷互連件850印刷(例如，噴墨印刷、網版印刷等)至薄型裝置180上(諸如小於30微米厚)及佈線基板110上。接著，引導光脈衝150朝向印刷互連件850以活化該印刷互連件(例如，同時流動、固化)來形成在著陸墊116與接觸墊136之間的電接點。圖8B之結構及程序可包括或可不包括用於形成之一分開的接合材料。

迄今已描述各種導熱材料(例如，配線層、導線)，其用於將熱傳遞以活化一接合層，該接合層用於接合電子組件130至佈線基板110。此外，圖8B描述使用此種光子焊接技術來使直接吸收光能量之印刷互連件850流動、固化。現請參照圖9，其提供根據一實施例之將封蓋900選擇性光子焊接至佈線基板110的截面側視圖繪示。在此一實施例中，導熱材料係封蓋900，且接合材料140係位於該封蓋與該佈線基板110之間，並將該封蓋直接實體連接至該佈線基板。此外，封蓋900可屏蔽下伏的敏感性電子組件130免於光脈衝150。類似於其他實施例，光遮罩600可用於屏蔽相鄰的電子組件130。在圖9所繪示的實施例中，封蓋900被選擇性地加熱，且熱經傳遞至接合材料140以完成封蓋900附接。此外，封蓋900可保護下伏的電子組件130免於短路，特別是如果底部填充材料135中剛好有一空隙。在一實施例中，槽902可形成於封蓋之基底或支腳904的位置，該基底或支腳將放置在接合材料140正上方，以允許光脈衝150被接合材料140直接吸收。

所描述及所繪示之實施例之各者迄今亦已繪示在佈線基板110之單一側上的單一電子組件或封蓋之光子焊接技術。然而，實施例並未如此受限，並可應用於雙面整合及組件的堆疊。圖10A係根據一實施例之以背側傳導材料將電子組件130雙面選擇性光子焊接至佈線基板110之截面側視圖繪示。雖然圖10A實質上類似於圖6A與圖6B，但此圖係例示性的，且亦可將雙面選擇性光子焊接應用至其他所繪示的組態。此外，選擇性光子焊接技術可覆蓋大面積、以及多個電子組件與佈線基板。

相關於圖6A至圖10A所繪示及所描述的實施例之各者共享在導熱材料之一暴露部分協助下進行選擇性光子焊接的一共同特徵。光脈衝150大致上經引導朝向電子組件130之頂部側及佈線基板110之頂部側，其中導熱材料之暴露部分已在電子組件130與佈線基板110之間的陰影外側，或甚至在電子組件130的頂部上。

現請參照圖10B至10C，其提供根據實施例之電子總成100的截面側視圖繪示，該電子總成係藉由將電子組件130選擇性光子焊接至金屬配線層橋109B上形成。圖10D係根據一實施例之圖10B與圖10C之電子總成的示意俯視圖繪示。如圖所示，電子總成100可包括佈線基板110，其包括一或多個介電層107及傳導佈線層109。佈線基板110包括在主體區101中之開口105(例如，通過介電層107)。金屬配線層橋109B自主體區101延伸並延伸至開口105中，並且包括組件130接合至其上的複數個著陸墊116。

類似於金屬配線層650、700，金屬配線層橋109B可包括：橫跨電子組件130之陰影外側的部分118；及橫越電子組件陰影內的部分(例如，金屬著陸墊116)。同樣地，接合材料140可位於電子組件130之陰影中。當從電子組件上方及佈線基板110之頂部側引導光脈衝150時，橫跨電子組件130之陰影外側的部分118可係有用的，如在圖10B中所示。替代地或額外地，可從與電子組件相對的佈線基板110之背側引導光脈衝150，以將熱傳遞通過金屬配線層橋109B。

參照圖10D，金屬配線層橋109B可包括複數個金屬配線臂119，該複數個金屬配線臂自主體區101延伸並延伸至開口105中。例如，各臂119可包括著陸墊116及部分118，該部分可選地延伸在組件130、180的陰影外側。在其中電子組件130接合至金屬配線層橋109B的圖10B至圖10D的特定切口組態可允許合併敏感、低溫佈線基板110材料(例如，介電層107，諸如PET)的光子焊接技術，且亦可允許使用高溫焊料(例如，特徵為高於217℃之液相溫度)。此外，可在電子組件130可能對光脈衝敏感之處增加配線層橋109B之面積(包括著陸墊116、及任何虛置結構)以阻擋光透射。

在一實施例中，一種電子組裝方法包括將電子組件130及佈線基板110擺放在一起，引導來自光源的光脈衝150朝向導熱材料(例如，配線層橋109B)的一部分，該部分位於該電子組件之陰影外側與佈線基板110。例如，此可為與該陰影側向相鄰、或朝向配線層橋109B之背側的配線層橋109B之部分118。接著將熱能傳遞通過導熱材料(配線層橋 109B)至接合材料140，以活化該接合材料並接合電子組件130至佈線基板110，或更具體而言接合至配線層橋109B之著陸墊116。類似於圖6A與圖6B之描述，當引導光脈衝150朝向配線層橋109B時，光遮罩600可位於電子組件130上方。

圖11係根據一實施例之以背側傳導材料將電子組件130選擇性光子焊接至佈線基板110的截面側視圖繪示。具體而言，導熱材料包括通孔開口160，其中側壁164延伸通過佈線基板110，且光脈衝150經引導朝向佈線基板110之底部側114，且接合材料140係位於佈線基板110之頂部側112上並將該電子組件實體連接至該佈線基板之該頂部側。在一實施例中，該傳導材料包括著陸墊116、通孔開口160、及底部接觸區166。底部接觸區166可額外經定大小以吸收光脈衝150，或部分阻擋光脈衝透射通過佈線基板110。佈線基板110可額外對光脈衝150係不透明的，以防止光脈衝150透射至敏感電子組件130。此一導熱材料(包括通孔開口160及底部接觸區166)可可選地整合在圖2之結構中以促進熱傳導。

圖12A根據一實施例之藉由將熱傳遞通過電子組件中之電路系統而將電子組件130(例如，裝置180或佈線基板190)選擇性光子焊接至佈線基板110的截面側視圖繪示。在圖12A中所繪示之實施例類似於在圖11中所繪示者，其中使用一傳導路徑來將熱傳遞通過基板。在圖12A中所繪示的實施例中，熱經傳遞通過電子組件130中的電路系統，其不需要係透明且可係透明或不透明的、且可係具剛性或具可撓性的。如所示，該電子組件係以接合材料140接合至佈線基板110，該接合材料連接著陸墊116及金屬接觸墊136。接觸墊136經電連接至在電子組件130之相對側上的吸收墊138。在所繪示的實施例中，此對應於頂部側132，且電路系統將頂部側132連接至電子組件的底部側134。連接吸收墊138至接觸墊136之電路系統可包括一或多個通孔139及佈線層196。如所示，光子焊接技術可包括將光遮罩600放置於電子組件130上方，使得光脈衝150選擇性地被引導至吸收墊138且被該吸收墊吸收，該吸收墊將熱傳遞通過電路系統至接觸墊136，且因此傳遞至接合材料140以活化該接合材料。其他組態係亦可行。例如，若電子組件130係透明的，則在光遮罩600中的開口亦可暴露(多個)接觸墊136及中間電路系統(通孔139、佈線層196)，使得該電路系統之選擇部分吸收光脈衝150並傳遞熱。覆蓋膜123可可選地放置在電子組件包括(多個)吸收墊138之側(例如，頂部側132)上方，以提供絕緣及/或機械保護。在一實施例中，覆蓋膜123係由透明材料所形成，以促進光脈衝150之傳遞及吸收。在此一組態中，吸收墊138未以接合材料填充，且因此呈現為開放的。簡要地參照圖12C，其所繪示的是光遮罩600之一替代實施例，該替代實施例類似於先前相關於圖6B所描述及繪示者。區別在於，在圖12C中之圖案化濾波層604可經圖案化以包括開口605，以選擇性地使光脈衝150傳遞至組件130。在一實施例中，當引導來自光源之光脈衝150朝向在電子組件130之頂部側132上的吸收墊138時，可將光遮罩600壓在電子組件130上。例如，光遮罩600可在圖案化濾波層604中具有開口605，該開口對準於吸收墊138(正)上方且在光源與吸收墊138之間。

在一些情況中，電子組件130可具有形成於佈線層196之一者中的大金屬(例如，銅)平面。例如，此金屬平面可對應於形成在電路系統中之接地平面或電源平面。現請參照在圖12B中之俯視圖繪示，為了隔離熱路徑，並且將熱向下引導至接合材料140而非橫跨金屬平面199，通孔墊195可由開口197而與金屬平面199熱隔離，該等開口在佈線層196內部分環繞通孔墊195。在佈線層196中，連結條198可將通孔墊195連接至相鄰金屬平面199，以維持電連接，同時減輕側向熱傳遞。

在一實施例中，一種電子組裝方法包括：引導來自光源之光脈衝150朝向電子組件130之頂部側132上之(多個)吸收墊138；及將熱能自吸收墊138傳遞通過位在該電子組件中之電路系統至接合材料140，以活化該接合材料。在一實施例中，電子總成100包括電子組件130，該電子組件包括頂部側132及底部側134，其中該電子組件之頂部側132包括(多個)吸收墊138，該電子組件之底部側134包括(多個)接觸墊136，且電路系統將吸收墊連接至著陸墊。該電子總成進一步包括佈線基板110，該佈線基板包括頂部側112及底部側114，其中該佈線基板之頂部側112包括一或多個金屬著陸墊116。接合材料140係位於電子組件130與佈線基板110之間的該電子組件的陰影中。接合材料140可位於一或多個金屬著陸墊116上，並將一或多個金屬著陸墊116結合至(多個)接觸墊136。覆蓋膜123可位於電子組件之頂部側132上，且覆蓋(多個)吸收墊138。例如，(多個)吸收墊138可未受填充。連接(多個)吸收墊138至(多個)接觸墊136的電路系統可可選地包括佈線層196，該佈線層包括通孔墊195，該通孔墊以一或多個連結條198電連接至金屬平面199，且以繞著通孔墊195的一或多個開口197與金屬平面199分開。

現請參照圖13，其提供根據一實施例之包括透過通孔開口之選擇性光子焊接的一電子組裝方法的流程圖。為了簡潔明瞭起見，將圖13之序列係與圖14A至圖15D之截面側視圖繪示並行討論。在一實施例中，一種電子組裝方法包括：在操作1310將電子組件及佈線基板擺放在一起；及在操作1320引導來自光源的光脈衝150朝向接合材料140的一部分，該部分位於電子組件130與佈線基板110之間的電子組件之陰影外側。在操作1330，透過位於該電子組件或該佈線基板中之通孔開口來活化接合材料140，以將該電子組件接合至該佈線基板。

參照圖14A，通孔開口160係位於佈線基板110中。導熱(例如，金屬)襯墊162可可選地作為通孔開口160側壁的內襯，且可選地作為佈線基板之頂部側或底部側的內襯。導熱襯墊162可使用適合的沉積技術(化學氣相沉積、蒸發、濺鍍)或雷射直接成型(laser direct structuring)來形成，其中一金屬無機化合物係藉由雷射活化。因此，導熱襯墊162可包括一金屬無機化合物之金屬層，該金屬層被包括在該佈線基板110之該(等)介電層中。

在所繪示的實施例中，光脈衝150經引導朝向佈線基板110之底部側114，且電子組件130係在佈線基板110之頂部側112上。佈線基板110可可選地對光脈衝150係不透明的，以阻擋透射至敏感電子組件130。根據實施例，光脈衝150通過通孔開口160活化(例如，回流、燒結、固化)接合材料140，以用於接合。在一特定實施例中，此可為焊料材料回流。

圖14B至圖14D係根據實施例之在回流之前的焊料材料位置的特寫截面側視圖繪示。根據實施例之接合材料140可由各種適合材料形成，諸如焊料(例如，低溫或高溫焊料)，且可係各種適合的形狀，該等形狀包括焊料球及其他預成型件(preform)，諸如圓柱形、塊形、t形預成型件等。在圖14B所繪示之實施例中，將接合材料140施加至、或「凸焊(bumped)」於與組件130、180相對之佈線基板110底部側114上的通孔開口160上方。在圖14C所繪示之實施例中，接合材料140可施加至在佈線基板110之頂部側112上的通孔開口160，或可施加至組件130之接觸墊136。在圖14D所繪示之實施例中，接合材料140可放置在通孔開口160內，或可放置至接觸墊136上。在所繪示的特定實施例中，接合材料140呈圓柱形或塊形之形狀，但亦可具有其他形狀，該等形狀包括如在圖15D中所繪示之t形。

一旦停止施加光源，則接合材料140可固化以形成接點，其中該接合材料實質上填充通孔開口160且係至少部分位於該佈線基板110之底部側114上。

可利用一類似處理技術使佈線基板彼此接合。圖15A係根據一實施例之藉由將焊料材料回流通過位於電子組件130(諸如第二佈線基板190)中之通孔開口170來選擇性光子焊接佈線基板的截面側視圖繪示。類似地，導熱(例如，金屬)襯墊172可可選地位於通孔開口170側壁174，及可選地在第二佈線基板190之頂部側132或底部側134。導熱襯墊172可使用適合沉積技術(化學氣相沉積、蒸發、濺鍍)或雷射直接成型來形成，其中一金屬無機化合物係藉由雷射活化。因此，導熱襯墊172可包括一金屬無機化合物之金屬層，該金屬層包括在組件130(其可係第二佈線基板190)之(多個)介電層中。如所示，光脈衝150經引導朝向第二佈線基板190之頂部側132，該第二佈線基板之底部側134接合至佈線基板110。佈線基板110及第二佈線基板190可係各種剛性或可撓基板的組態、或對光脈衝150係透明或不透明的。

圖15B至圖15D係根據實施例之在回流之前的焊料材料位置的特寫截面側視圖繪示。根據實施例之接合材料140可由各種適合材料形成，諸如焊料(例如，低溫或高溫焊料)，且可係各種適合的形狀，該等形狀包括焊料球及其他預成型件，諸如圓柱形、塊形、t形預成型件等。在圖15B所繪示之實施例中，將接合材料140施加至、或「凸焊」於與佈線基板110相對之電子組件130(其可係第二佈線基板190)之頂部側132上的通孔開口170上方。在圖15C所繪示之實施例中，接合材料140可施加至組件130(其可係第二佈線基板190)之底部側134之通孔開口170，或可施加至佈線基板110之頂部側112。在圖15D所繪示之實施例中，接合材料140可放置於通孔開口170內側，或可放置至佈線基板110上。在所繪示的具體實施例中，接合材料140係t形的，但亦可具有其他形狀，該等形狀包括圓柱形、塊形等。

一旦停止施加光源，接合材料140可固化以形成接點，其中該接合材料實質上填充通孔開口170且至少部分位於第二佈線基板190(或電子組件)之頂部側132上方及位於第二佈線基板190(或電子組件)之底部側134下方。

在使用實施例的各種態樣的過程中，所屬技術領域中具有通常知識者將明白上述實施例的組合或變化對於選擇性光子焊接而言係可行的。雖然已經以結構特徵及/或方法動作之特定語言敘述實施例，應了解附加的申請專利範圍不必受限於所述的特定特徵或行為。替代地，所揭示之特定的特徵或動作應理解為可用於說明之申請專利範圍的實施例。