專利名稱：安裝有電子元件的組件的制造方法及相應(yīng)成品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝有電子元件的組件(electronic components-mounted component)的制造方法，以通過將半導(dǎo)體元件之類的電子元件安裝到一個片基上來制造安裝有電子元件的組件，一種用于具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品的制造方法，以及具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品。具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品對應(yīng)于堆疊模塊(stack module)、存儲卡、非接觸IC卡以及此類器件。
背景技術(shù)：
以下將參照圖11和圖12對用于具有例如安裝在一個承載基片上的多個半導(dǎo)體元件、電容、電阻以及此類無源元件的安裝有電子元件的成品的常規(guī)制造方法進行說明。
按照慣例，在安裝有半導(dǎo)體元件、電子元件以及此類無源元件的芯片尺寸封裝(CSP，chip size package)、多芯片模塊(MCM，multi chipmodule)或存儲模塊中，采用這種安裝方法來安裝半導(dǎo)體元件，即通過導(dǎo)電粘結(jié)劑或?qū)щ娖脽峤佑|將半導(dǎo)體元件壓在承載基片上。對于電子元件，采用這種安裝方法，即通過回流印刷在承載基片上的預(yù)定電路圖形中的釬焊膏將電子元件安裝在該預(yù)定電路圖形上。
更特別是，如圖11所示，在半導(dǎo)體元件1的電極板1a上形成的凸起形狀的電極2通過各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)劑15與承載基片6上的電極3電相連。將密封材料5注入到半導(dǎo)體元件1和承載基片6之間，并使該密封材料5硬化，以便提高該半導(dǎo)體元件1和承載基片6之間的焊接強度(jointing strength)。在半導(dǎo)體元件1的安裝面的相對面，承載基片6的電極4與母板11的預(yù)定電極8通過釬焊膏7相互連接，由此承載基片6與母板11相連。電子元件9的電極10通過釬焊膏7與母板11的電極8相連。
附圖標記13是一個通孔，用于將母板11的正面上的電極8電連接到位于該母板11的背面的電路圖形12上。在沒有電路圖形12的產(chǎn)品的情況下，不需要該通孔13。
在以上的配置中，形成了作為具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品的實例的存儲模塊14。
如圖12所示，在存儲模塊14的制造過程中，首先在步驟1(在圖12中以“S1”表示)中將釬焊膏7印刷在母板11的預(yù)定電極8上。通常通過絲網(wǎng)印刷來印刷釬焊膏。在接下來的步驟2(以“S2”表示)中，分別使裝有半導(dǎo)體元件1的承載基片6和電子元件9在通過印刷形成的釬焊膏7上面對齊。在接下來的步驟3(以“S3”表示)中，使裝有半導(dǎo)體元件1的承載基片6以及裝有電子元件9的母板11通過回流熔爐，以熔化釬焊膏7。然后使該釬焊膏7硬化。
以如上所述的方式(例如，參照非專利文獻1由Satoh等人在2002年2月4日到2002年2月5日召開的“電子設(shè)備中的微焊接和裝配技術(shù)(Microjoints and Assembly Technology in Electronics)”會議上發(fā)表的“利用各種焊接材料的陶瓷CSP(芯片尺寸封裝)的電路板可靠性(BoardReliability of Ceramic CSP by Various Kinds of Solder Material)”一文中的第133頁)制造作為安裝有電子元件的成品的存儲模塊14。
以上所述的用于具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品的制造方法以及作為利用該制造方法制造的安裝有電子元件的成品的MCM(多芯片模塊)或存儲模塊的配置，具有以下仍需解決的問題。
由于像CSP(芯片尺寸封裝)之類的電子元件裝載在母板11上，因此在模塊的厚度增大了，從而不能響應(yīng)最新的產(chǎn)品薄化的需要。由于這種厚度的增大，該模塊容易受到彎曲的影響，而且難以具有韌性，并難以應(yīng)用于面或此類形狀。另外，母板11需要一個區(qū)域裝載電子元件9和承載基片6。因此，在一個母板11上可裝載電子元件的數(shù)量以及用于形成電路圖形的區(qū)域取決于母板11的尺寸，從而不能滿足最近的使母板11最小化的需要。
而且，由于半導(dǎo)體元件1和釬焊膏7直接暴露于空氣中，當該半導(dǎo)體元件和釬焊膏在高溫和高濕度環(huán)境下使用時就會發(fā)生氧化，這常常導(dǎo)致電路短路、接觸不良、焊接強度下降以及此類情況。而且，由于回流熔爐中的不均勻溫度，母板11的尺寸不能大。雖然批量生產(chǎn)是主流，但是生產(chǎn)率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于安裝有電子元件的組件的高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本的制造方法，用于具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品的制造方法，以及安裝有電子元件的成品。
在實現(xiàn)該目的的過程中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于安裝有電子元件的組件的制造方法，包括將電子元件嵌入到片基中；通過對片基的加工面執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極；以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形。
可以設(shè)計該第一方面的方法，使得該方法進一步包括當對片基進行處理時，形成一個穿透片基加工面和與該加工面相對的背面的通孔，以及當形成電路圖形時，通過導(dǎo)電性濺射、汽相沉積和填充導(dǎo)電材料中的至少一種處理經(jīng)由該通孔在片基加工面和背面之間形成電連接。
可以設(shè)計該第一方面的方法，使得電子元件的電極具有凸起的電極，并且在將該電子元件嵌入到片基中之后使該凸起電極暴露。
可以設(shè)計該第一方面的方法，使得電路圖形形成操作通過電鍍、離子電鍍、濺射和汽相沉積中的任意一種處理形成導(dǎo)體路線、金屬薄膜電容、線圈和與暴露的電極接觸的電阻中的至少一種。
可以設(shè)計該第一方面的方法，使得電路圖形形成操作通過將釬焊膏或?qū)щ娬辰Y(jié)劑印刷在暴露的電極上、然后加熱并使該釬焊膏或?qū)щ娬辰Y(jié)劑硬化，來形成電路圖形。
可以設(shè)計該第一方面的方法，使得在同一過程中將多個電子元件嵌入到片基中，并且在形成電路圖形之后切割該片基，從而對應(yīng)于各自的安裝有電子元件的組件。
可以設(shè)計該第一方面的方法，以便通過熱壓處理將電子元件嵌入到片基中，該片基是一個由聚氯乙稀、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、熱塑聚酰亞胺和聚乙烯對苯二酸中的任意一種材料構(gòu)成的厚度為0.010-2.000mm的熱塑片，該片基的玻璃化轉(zhuǎn)變點不低于333K且不高于423K，該電子元件的厚度小于該片基的厚度，該電子元件的電極的高度為0.0005-0.1mm，在熱壓時將片基的溫度控制為比玻璃化轉(zhuǎn)變點高50K或更高，且不高于473K。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于安裝有電子元件的成品的制造方法，包括通過用于安裝有電子元件的組件的制造方法制造安裝有電子元件的組件；在制造完安裝有電子元件的組件之后，在片基的厚度方向上堆疊該安裝有電子元件的組件或該安裝有電子元件的組件的片基；以及在堆疊之后，執(zhí)行輾壓處理，該用于安裝有電子元件的組件的制造方法包括將電子元件嵌入到片基中，通過對片基的加工面執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極，以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種通過用于安裝有電子元件的成品的制造方法制造的安裝有電子元件的成品，該制造方法包括通過用于安裝有電子元件的組件的制造方法制造安裝有電子元件的組件；在制造完安裝有電子元件的組件之后，在片基的厚度方向上堆疊該安裝有電子元件的組件或該安裝有電子元件的組件的片基；以及在堆疊之后，執(zhí)行輾壓處理，該用于安裝有電子元件的組件的制造方法包括將電子元件嵌入到片基中，通過對片基的加工面執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極，以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于安裝有電子元件的組件的制造方法、第二方面的用于安裝有電子元件的成品的制造方法以及第三方面的安裝有電子元件的成品，將電子元件嵌入到片基中，因此可以使安裝有電子元件的組件變薄。與常規(guī)技術(shù)相比，由于該安裝有電子元件的組件變薄了，因此更具韌性，從而可以用于曲面或執(zhí)行彎曲操作的地方。而且，由于是將電子元件嵌入到片基中，與常規(guī)技術(shù)相比，用于在片基表面形成膜層和用于形成電路圖形的區(qū)域增大了，使該安裝有電子元件的組件功能強、尺寸小。另外，由于對嵌入電子元件的電極進行電火花加工、激光束加工或此類處理以暴露該嵌入電子元件的電極，與常規(guī)技術(shù)相比電極暴露的時間更短，而且通過局部處理減小了對片基的損壞。因此本發(fā)明可以提供用于安裝有電子元件的組件的高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本的制造方法，用于安裝有電子元件的成品的制造方法，以及如上所述的安裝有電子元件的成品。


當連同本發(fā)明實施例參照附圖，由以下的說明，本發(fā)明的上述及其它方面和特征將變得清楚。
圖1是本發(fā)明一個實施例中的安裝有電子元件的組件的剖面圖，圖2是本發(fā)明另一個不同實施例中的安裝有電子元件的成品的剖面圖，圖3是用于圖1所示的安裝有電子元件的組件的制造過程的圖解說明，圖4是用于圖1所示的安裝有電子元件的組件的制造過程的圖解說明，并展示了將電子元件嵌入到片基中的狀態(tài)，圖5是用于圖1所示的安裝有電子元件的組件的制造過程和暴露電極過程的圖解說明，圖6是用于圖1所示的安裝有電子元件的組件的制造過程的圖解說明，并展示了暴露電極的狀態(tài)，圖7是圖1所示的安裝有電子元件的組件的一個改進實例的剖面圖，圖8顯示了在一個片基上形成多個安裝有電子元件的組件的狀態(tài)，圖9是用于圖2所示的安裝有電子元件的成品的制造方法的圖解說明，圖10是用于制造圖1的安裝有電子元件的組件的制造設(shè)備的配置的圖解說明，圖11是常規(guī)的安裝有電子元件的組件的剖面圖，以及圖12所示的流程圖顯示了用于安裝有電子元件的組件的常規(guī)制造過程。
具體實施例方式
在對本發(fā)明進行說明之前，應(yīng)該注意以貫穿附圖的相同附圖標記表示相同部件。
以下將參照附圖對用于安裝有電子元件的組件的制造方法、用于具有安裝有電子元件的組件的安裝有電子元件的成品的制造方法以及通過用于作為本發(fā)明實施例的安裝有電子元件的成品的制造方法制造的安裝有電子元件的成品進行說明。以貫穿附圖的相同附圖標記表示相同部件。半導(dǎo)體元件、作為矩形無源元件的片狀元件、圓柱形元件或此類元件等相當于包括在安裝有電子元件的組件中的電子元件的一個實例。
圖1所示的安裝有電子元件的組件101具有嵌入在片基115中的半導(dǎo)體元件111和無源元件113。在去除片基115以暴露半導(dǎo)體元件111和無源元件113各自的電極112和113a之后，在片基115的加工面115a上形成安裝有電子元件的組件101的電路圖形119。
圖2所示的安裝有電子元件的成品105的結(jié)構(gòu)為安裝有電子元件的組件101和與該安裝有電子元件的組件101相似的安裝有電子元件的組件102在沿著這些安裝有電子元件的組件101和102的厚度方向堆疊為兩級，然后利用片形保護材料123和124對該堆疊的安裝有電子元件的組件101和102進行輾壓。
以下將對用于安裝有電子元件的組件101和102的制造方法以及如上構(gòu)成的安裝有電子元件的成品105進行說明。
第一實施例首先將對用于安裝有電子元件的組件101的制造方法進行說明。將作為電子元件的半導(dǎo)體元件111和無源元件113安裝到片基115中的過程包括將電子元件嵌入到片形片基115中的過程，從該片基115暴露這些電子元件的電極112和113a的過程，以及形成可與暴露的電極112和113電連接的電路圖形119的過程。這里的說明舉例說明了形成具有嵌入在作為片基115的實例的熱塑片基中的半導(dǎo)體元件111和無源元件113的片形模塊(sheet module)的情況。
熱塑片基優(yōu)選地為，例如聚乙烯對苯二酸、聚氯乙稀、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、熱塑聚酰亞胺或此類具有電絕緣特性的材料，且片基厚度為10μm-2.000mm。熱塑片基115的厚度優(yōu)選地大于要被嵌入的半導(dǎo)體元件111和無源元件113的厚度，半導(dǎo)體元件111的電極112的高度優(yōu)選地為0.0005-0.1mm。而且，優(yōu)選地，熱塑片基115的玻璃化轉(zhuǎn)變點不低于333K，但不高于423K。將在后面說明的在熱壓操作中的熱塑片基115的溫度優(yōu)選地比玻璃化轉(zhuǎn)變點高50K或更高，且不高于473K。
圖3和圖4展示了將半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113嵌入到熱塑片基115中的過程的實例的剖面圖。用于將電子元件嵌入到片基115中的方法不局限于該說明的方法。
通過對半導(dǎo)體元件111的極板111a進行已知的電鍍、螺柱沖擊壓焊(stud bump bonding)或此類處理形成凸起電極112。而且，對形成的凸起電極112進行平坦化操作，使凸起電極112的高度一致?？梢允÷云教够^程。
圖3顯示了在將電子元件111和113嵌入到熱塑片基115中以前的狀態(tài)。熱塑片基115放置在可以被加熱器1171加熱的加熱臺117上。半導(dǎo)體元件111和具有電極113a的矩形無源元件113放置在該熱塑片基115上。更進一步，可以通過驅(qū)動裝置在熱塑片基115的厚度方向171移動且通過加熱器1162加熱的沖壓工具116與該半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113接觸。在加熱臺117上的用于熱塑片基的裝載面117a以及沖壓工具116的與電子元件的接觸面116a由玻璃、不銹鋼、陶瓷、特氟隆(已注冊的商標)或此類材料構(gòu)成，以提高熱塑片基115在電極112和113a附近的流動速度，并且該裝載面117a和該接觸面116a優(yōu)選地為平面的且剛硬的。
雖然在附圖中未顯示出來，但是當沖壓工具116加熱和沖壓半導(dǎo)體元件111和無源元件113時，優(yōu)選地使用釋放材料(releasing material)以防止熱塑片基115熔化并粘附在該沖壓工具116上。釋放材料優(yōu)選地為，例如玻璃、陶瓷、紙、特氟隆(已注冊的商標)或此類材料。例如，在厚度為180μm的半導(dǎo)體元件111將要被嵌入到由聚對苯二甲酸酯構(gòu)成的200μm厚的熱塑片基115的情況下，優(yōu)選地將50-100μm厚的特氟隆(已注冊的商標)片放置在該半導(dǎo)體元件111和該沖壓工具116之間。
雖然在該實例中是移動沖壓工具116同時保持加熱臺117固定不動，但是操作并不局限于這種結(jié)構(gòu)，也可采用加熱臺117和沖壓工具116沿厚度方向117相對移動的結(jié)構(gòu)。
通過加熱沖壓工具116同時利用驅(qū)動裝置1161使沖壓工具116向載有熱塑片基115的加熱臺117移動，將半導(dǎo)體元件111和無源元件113壓入熱塑片基115中。此時，當半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113附近的熱塑片基115變成粘性流體并流向周圍時，半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113就被嵌入到熱塑片基115中，如圖4所示。
在嵌入操作中，對熱塑片基115進行溫度控制是至關(guān)重要的。如果電子元件111和113以及熱塑片基115的溫度太低，則熱塑片基115的粘性增大，造成熱塑片基115的加工面與每個電極112和113a之間的距離增大了，由此阻擋熱塑片基115進入電子元件111和113的周圍。相反，如果熱塑片基115的溫度太高，則熱塑片基115的流動性增大了并容易捕獲氣泡，并且有可能電子元件111和113甚至穿透熱塑片基115。
因此，在例如具有4-50個直徑為80μm、高度為40-60μm的金質(zhì)電極的0.2-6mm和0.180mm厚的半導(dǎo)體元件111將要被嵌入到由對苯二酸酯構(gòu)成的0.2mm厚的熱塑片基115中的情況下，優(yōu)選地，將處于嵌入操作中的熱塑片基115的溫度控制為150-170℃，沖壓工具116的負載近似為400-500N，沖壓時間為20-150s。
在以上所述的嵌入操作之后，驅(qū)動裝置1161向上移動沖壓工具116。使具有嵌入的半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113的熱塑片基115與熱臺117分離，并使該熱塑片基115冷卻到室溫。通過冷卻使該熱塑片基115再次硬化。此時，凸起電極112和113a仍然沒有暴露在該熱塑片基115的加工面上，或者是即使當電極曾經(jīng)暴露時，電極表面上也輕微覆著膠凝的熱塑片基115。例如，在該例中，在厚度方向171從電極112、113a到熱塑片基115的加工面115a的距離最大為100μm。因此，實際上在該狀態(tài)下不能在元件電極之間實現(xiàn)電連接。
為了實現(xiàn)電連接，在本發(fā)明實施例中，通過電火花加工、激光束加工、粒子束加工和電子束加工中的至少一種處理去除覆蓋在電極112和113a的表面上的熱塑片基115。在該例中采用激光束加工。更特別是，將如圖4所示的具有嵌入在熱塑片基115中的半導(dǎo)體元件111和矩形無源元件113的片形模塊1010翻轉(zhuǎn)，并將該片形模塊1010放置在激光束加工臺172上，使覆蓋電極112和113a的熱塑片基115的加工面115a與用于產(chǎn)生激光束的激光發(fā)生器173相對，如圖5所示。然后，為了去除熱塑片基115覆蓋在電極112和113a上的覆蓋部分115b，從激光發(fā)生器173施加一段固定時間的激光束174，同時將該激光束174聚焦在對應(yīng)于覆蓋部分115b的加工面115a上。通過使覆蓋部分115b暴露于激光束174下使該覆蓋部分115b熔化、進一步蒸發(fā)，并被去除，由此使電極112和113a暴露在外面。使用的激光器優(yōu)選地為紅寶石激光器、玻璃激光器、氬激光器、YAG(釔鋁石榴石)激光器、二氧化碳激光器、激發(fā)物激光器或此類激光器。優(yōu)選地，激光器功率密度為107-8W/cm2，且作用時間為10(-3)-(-5)s。
由于在如上所述的激光束加工之前，電極112和此類電極被覆蓋部分115b覆蓋，首先使紅外線通過加工面115a來識別電極112和此類電極以及電路圖形位置，以便將激光束174的曝光位置定位于電極112和此類電極。識別操作能夠以例如±5μm的高精度設(shè)定曝光位置。
以通過利用以上的激光束加工去除覆蓋部分115b使電極112和113a暴露在形成的開口115c處的這種方式制造的片形模塊1010如圖6所示。
在以上所述的激光束加工中，例如，優(yōu)選地在模塊的電極112的周圍形成直徑為80-100μm、深度為40μm的開口115c，而該模塊包含具有40μm高、80μm柱腳直徑的金質(zhì)凸起電極112且嵌入在由例如聚對苯二甲酸酯或此類材料構(gòu)成的膜層厚度為250μm的熱塑片基115中的180μm厚的半導(dǎo)體元件111。
在如上所述形成開口115c之后，如圖1所示，形成與暴露的電極112和113a接觸的電路圖形119。已知的濺射、汽相沉積、離子電鍍、電鍍、印刷導(dǎo)電粘結(jié)劑或此類方法可以用作電路圖形19的形成方法。凸起形狀的電極112的形狀像山，并在開口115c處具有大的表面積，因此易于捕獲濺射、汽相沉積粒子或?qū)щ娬辰Y(jié)劑。這樣，與電路圖形形成材料的接觸面積大，從而有利地減小在凸起形狀的電極112與電路圖形119之間的連接電阻。
在例如通過以上所述的濺射形成電路圖形119的過程中，在高真空下施加高壓以利用例如金、銀、銅、鋁、鉻、鎳、鈀或此類作為靶材的材料產(chǎn)生等離子體，從而濺射靶材并通過掩模將靶材粒子堆積在熱塑片基115上。在該濺射操作中，優(yōu)選地輸入氬氣、氧氣、氟化氫(HF)或此類氣體。
作為替換，在熱塑片基115的整個面都經(jīng)受電鍍、汽相沉積或此類處理之后，可以利用已知的照相平版印刷術(shù)形成電路圖形119。
也可以通過利用掩模印刷導(dǎo)電粘結(jié)劑、加熱然后使該導(dǎo)電粘結(jié)劑硬化來形成電路圖形119。例如，當銀膏(silver paste)用作導(dǎo)電粘結(jié)劑時，優(yōu)選地利用250網(wǎng)眼/英寸的、乳劑厚度為0.030mm、掩模厚度為0.100mm的掩模通過橡皮滾子以5mm/s的速度進行印刷。在印刷之后，將熱塑片基放在烘干爐中以使導(dǎo)電粘結(jié)劑硬化，由此形成電路圖形119。導(dǎo)電粘結(jié)劑優(yōu)選地為銀膏、銅膏、銀鈀膏或此類膠劑。
如上所述，根據(jù)利用激光束暴露電極112和113a的加工方法，(1)與通過干刻蝕或此類方法切割片基的情況相比，因為激光束加工在每個加工點只花費1ms或更短的時間，因此能夠在相當短的時間內(nèi)進行加工，以及(2)因為加工是局部熱輸入加工，因此對片基的損壞更小，以及其它展示的優(yōu)點。
第二實施例圖7顯示了對應(yīng)于安裝有電子元件的組件的片形模塊，其具有作為穿透熱塑片基115的加工面115a和與該加工面115a相對的背面115d的孔的通孔118，以及可與圖1所示的安裝有電子元件的組件101相比的薄膜電容120。通過利用激光、粒子束或電子束在熱塑片基115的厚度方向上打孔來形成通孔118。當形成電路圖形119時，同時向通孔118的內(nèi)部的外表面或通孔118內(nèi)提供導(dǎo)電材料。因此，通過導(dǎo)電性濺射、汽相沉積、填充導(dǎo)電材料以及此類處理中的至少一種處理經(jīng)由通孔118實現(xiàn)加工面115a與背面115d之間的電連接。將通孔118的直徑加工為例如0.1mm。通過濺射汽相沉積兩種導(dǎo)電薄膜經(jīng)由介質(zhì)薄膜覆蓋電極112來形成薄膜電容120。可以形成螺旋線圖形以形成作為所述電路圖形119的一部分的線圈。電路圖形119可以包含通過該電路圖形119形成的薄膜電阻。
如圖8所示，可以將多個，例如9個半導(dǎo)體元件111嵌入到一個熱塑片基115中，由此可以一次制造9個安裝有電子元件的組件102。在這種情況下，可以在同一過程中一起嵌入9個半導(dǎo)體元件111。分別通過前面說明的相應(yīng)方法，對一個熱塑片基115執(zhí)行電極112的暴露過程和電路圖形形成過程。在形成9個安裝有電子元件的組件102之后，利用切割機床、激光器或此類裝置切割熱塑片基以分離安裝有電子元件的組件102。
不必說，在一個熱塑片基115中形成的安裝有電子元件的組件102的數(shù)量不限制為以上的9。
第三實施例使以上第一實施例中的安裝有電子元件的組件101和以上第二實施例中的安裝有電子元件的組件102在該安裝有電子元件的組件101和102的厚度方向堆疊，并通過覆蓋該安裝有電子元件的組件101和102的片形保護材料123和124對該安裝有電子元件的組件101和102進行輾壓，由此可制造如圖2所示的安裝有電子元件的成品105。包括在該第三實施例的安裝有電子元件的成品105中的安裝有電子元件的組件102沒有在背面115d上形成的電路圖形119。該安裝有電子元件的組件101和102相互對齊，使得在該安裝有電子元件的組件102中形成的通孔128與該安裝有電子元件的組件101的電路圖形119電相連。將該安裝有電子元件的組件101和102沿厚度方向171固定在保護材料123和124之間，然后利用具有兩個滾筒125和在厚度方向171上移動滾筒125的壓榨機126的滾動沖壓機127對該安裝有電子元件的組件101和102進行輾壓。
以這種方式形成的安裝有電子元件的成品105可防止電極111和113暴露在空氣中，因此可以抗氧化或抗松動。同時，熱塑片基115和此類元件也防止磨損。可以使安裝有電子元件的成品形成便攜式的薄卡片。堆疊的安裝有電子元件的組件的數(shù)量不局限于以上的2，可以是3或更多。
在此將對用于執(zhí)行直到每個上述實施例中安裝有電子元件的組件的電極112和113a的暴露過程的制造設(shè)備進行說明。
圖10所示的安裝有電子元件的組件的制造設(shè)備201包括片基供給裝置211，用于供給熱塑片基115；電子元件供給裝置221，用于供給半導(dǎo)體元件111和無源元件113；識別裝置231；加工裝置241；傳送裝置251；控制器261，用于控制驅(qū)動這些組成部件的每個部件。
加工裝置241包括加熱臺117、沖壓工具116和參照圖3和圖4討論的此類部件，以及參照圖5討論的激光發(fā)生器。
傳送裝置251包括傳送機構(gòu)254、元件保持機構(gòu)255、半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252、以及片材料翻轉(zhuǎn)裝置253，該傳送裝置251通過傳送機構(gòu)254對熱塑片基115執(zhí)行從片基供給裝置211到加熱臺117以及從加熱臺117到激光束加工臺172的傳送操作，以及通過半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252對半導(dǎo)體元件111執(zhí)行翻轉(zhuǎn)操作，以及通過安裝在從加熱臺117到激光束加工臺172的傳送路徑中間的片材料翻轉(zhuǎn)裝置253對嵌有電子元件的熱塑片基115執(zhí)行翻轉(zhuǎn)操作。通過傳送放置了熱塑片基115的托盤借助傳送機構(gòu)254來傳送熱塑片基115。半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252和片材料翻轉(zhuǎn)裝置253分別具有驅(qū)動裝置2521和2531。
元件保持機構(gòu)255將半導(dǎo)體元件111從電子元件供給裝置221傳送到半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252以及從半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252傳送到加熱臺117。
識別裝置231具有用于半導(dǎo)體元件的攝像機2311，用于識別排列在電子元件供給裝置251上的和電子元件保持機構(gòu)255保持的半導(dǎo)體元件，并對放置在加熱臺117上的熱塑片基115成像，以及用于激光束加工的攝像機2312，用于識別在激光束加工臺172上方布置的將要通過激光發(fā)生器173進行處理的加工位置。
以下將對如上組成的安裝有電子元件的組件的制造設(shè)備201中的操作進行說明。
首先，在片基供給裝置211上準備多片用于嵌入半導(dǎo)體元件111的熱塑片基115，并將這些熱塑片基115順序地傳送到加熱臺117上。加熱臺117和沖壓工具116可以在任意大氣壓和真空壓力下使用。優(yōu)選地，加熱臺117和沖壓工具116具有多臺機構(gòu)，以便在多個片基在厚度方向171上重疊時可以對該多個片基進行熱壓處理，以及旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)，以便將熱塑片基115順序地傳送到按例如預(yù)熱、實際加熱和冷卻等功能劃分的多個臺的每個臺上，并將這些熱塑片基115排列為圓周形式，或兼有用于在熱壓操作中執(zhí)行溫度控制的溫度分布線控制器以及此類裝置。
在電子元件供給裝置221上，具有在半導(dǎo)體元件111的電極極板上預(yù)先形成的凸起電極112的半導(dǎo)體元件111規(guī)則地存儲在托盤中，且電極面朝上。將該托盤堆疊為多層。然而，半導(dǎo)體元件111的存儲方法不局限于這種方法，而且可以將薄片狀半導(dǎo)體元件存儲為自身。
第二，通過用于半導(dǎo)體元件的攝像機2311識別在凸起電極112的形成面、電路圖形、半導(dǎo)體元件111的輪廓或此類位置處的半導(dǎo)體元件111的特征點，從而選擇期望的要被嵌入的半導(dǎo)體元件111。然后，具有吸取功能的元件保持機構(gòu)255吸取并保持選擇的半導(dǎo)體元件111，并將該半導(dǎo)體元件111放置在半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252上。在通過旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體元件翻轉(zhuǎn)裝置252使半導(dǎo)體元件111的背面朝上之后，通過元件保持機構(gòu)255再次在背面吸取并保持該半導(dǎo)體元件111。
同時，通過用于半導(dǎo)體元件的攝像機2311識別在加熱臺117上的熱塑片基115上的嵌入位置，然后將翻轉(zhuǎn)后的半導(dǎo)體元件111放置在位于加熱臺117上的熱塑片基115上。
此后，當裝載熱塑片基時，移動沖壓工具116以沖壓該熱塑片基。通過控制器261優(yōu)選地控制如圖3所示的沖壓工具116的驅(qū)動裝置1161。控制器261控制沖壓工具116開始與半導(dǎo)體元件111接觸的起始位置、沖壓終點位置、下降速度、上升速度以及此類參數(shù)。
在將半導(dǎo)體元件111嵌入到熱塑片基115中以及使嵌入了半導(dǎo)體元件111后的片形模塊1010冷卻之后，將該片形模塊1010傳送到片材料翻轉(zhuǎn)裝置253上，并通過片材料翻轉(zhuǎn)裝置253使該片形模塊1010翻轉(zhuǎn)。隨后將該翻轉(zhuǎn)厚的片形模塊1010放置在激光束加工裝置的激光束加工臺172上。
在通過用于激光束加工的攝像機2312識別激光束加工位置后，通過激光發(fā)生器173施加激光束174，以照射熱塑片基115的加工面115a，直到電極112和113a暴露為止。優(yōu)選地，可設(shè)置加工時間、激光器輸出以及激光發(fā)生器的此類參數(shù)。
通過以上操作形成具有暴露的電極112和113a的片形模塊1010。通過未說明的傳送裝置將該片形模塊1010從激光束加工臺172傳送到用于下一階段中的電路圖形的形成過程或此類過程。
雖然是連同本發(fā)明優(yōu)選實施例參照附圖對本發(fā)明進行充分說明，但是應(yīng)該注意，對于那些精通該專業(yè)的人，各種變化和改進是顯而易見的。應(yīng)該將這些變化和改進理解為包括在如權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明范圍之內(nèi)，除非這些變化和改進脫離了如權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝有電子元件的組件的制造方法，包括將電子元件(111和113)嵌入到片基(115)中；通過對片基的加工面(115a)執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極(112和113a)；以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形(119)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，進一步包括當對片基進行處理時，形成一個穿透片基加工面和與該加工面相對的背面(115d)的通孔(118)，以及當形成電路圖形時，通過導(dǎo)電性濺射、汽相沉積和填充導(dǎo)電材料中的至少一種處理經(jīng)由該通孔在片基加工面和背面之間形成電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，其中電子元件的電極具有凸起的電極(112)，并且在將該電子元件嵌入到片基中之后使該凸起電極暴露。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，其中電路圖形形成操作通過電鍍、離子電鍍、濺射和汽相沉積中的任意一種處理形成導(dǎo)體路線、金屬薄膜電容、線圈和與暴露的電極接觸的電阻中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，其中電路圖形形成操作通過將釬焊膏或?qū)щ娬辰Y(jié)劑印刷在暴露的電極上、然后加熱并使該釬焊膏或?qū)щ娬辰Y(jié)劑硬化，來形成電路圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，其中在同一過程中將多個電子元件嵌入到片基中，并且在形成電路圖形之后切割該片基，從而對應(yīng)于各自的安裝有電子元件的組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝有電子元件的組件的制造方法，其中通過熱壓處理將電子元件嵌入到片基中，該片基是一個由聚氯乙稀、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、熱塑聚酰亞胺和聚乙烯對苯二酸中的任意一種材料構(gòu)成的厚度為0.010-2.000mm的熱塑片，該片基的玻璃化轉(zhuǎn)變點不低于333K且不高于423K，該電子元件的厚度小于該片基的厚度，該電子元件的電極的高度為0.0005-0.1mm，在熱壓處理時將片基的溫度控制為比玻璃化轉(zhuǎn)變點高50K或更高，且不高于473K。
8.一種用于安裝有電子元件的成品的制造方法，包括通過用于安裝有電子元件的組件的制造方法制造安裝有電子元件的組件(101和102)；在制造完安裝有電子元件的組件之后，在片基(115)的厚度方向(117)上堆疊該安裝有電子元件的組件或該安裝有電子元件的組件的片基；以及在堆疊之后，執(zhí)行輾壓處理，該用于安裝有電子元件的組件的制造方法包括將電子元件(111和113)嵌入到片基(115)中，通過對片基的加工面(115a)執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極(112和113a)，以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形(119)。
9.一種通過用于安裝有電子元件的成品的制造方法制造的安裝有電子元件的成品，該制造方法包括通過用于安裝有電子元件的組件的制造方法制造安裝有電子元件的組件(101和102)；在制造完安裝有電子元件的組件之后，在片基(115)的厚度方向(117)上堆疊該安裝有電子元件的組件或該安裝有電子元件的組件的片基；以及在堆疊之后，執(zhí)行輾壓處理，該用于安裝有電子元件的組件的制造方法包括將電子元件(111和113)嵌入到片基(115)中，通過對片基的加工面(115a)執(zhí)行電火花加工、激光束加工、粒子束加工以及電子束加工中的至少一種處理去除該片基，并由此暴露出嵌入的電子元件的電極(112和113a)，以及形成與暴露的電極接觸的電路圖形(119)。
全文摘要
將具有電極(112)的半導(dǎo)體元件(111)和具有電極(113a)的無源元件(113)嵌入到熱塑片基(115)中，然后對該熱塑片基(115)進行激光束加工、電子束加工或離子束加工以暴露出電極(112和113a)。此后，通過形成薄膜或印刷導(dǎo)電粘結(jié)劑形成電路圖形(119)。由于通過激光束加工或如上所述的此類方式暴露電極，因此可以在短時間內(nèi)且通過局部處理執(zhí)行暴露，由此減小對片基的損壞。因此，可以提供用于安裝有電子元件的組件的高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本的制造方法，用于安裝有電子元件的成品的制造方法，以及安裝有電子元件的成品。
文檔編號H01L21/56GK1499596SQ20031010445
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者櫻井大輔, 人, 塚原法人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社