专利汇可以提供任意位置走线的互连专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于在两个或更多个平行 电路 平面上的分离点之间形成三维布线的 电介质 导线 的方法和结构。该导线可以在三维空间中自由布线,以在两个或更多个平行电路平面上的两个任意限定的点之间形成最有效的布线。 金属化 这些三维电介质导线的外表面,从而将分离的导线电气耦合到其相应的分离的 接触 点。这些导线中的两个或更多个可彼此紧密接触,从而将彼此电气耦合以及电气耦合到两个或更多个分离的接触焊盘。这些电气耦合的接触焊盘可以位于结构的相对侧上或者位于结构的相同侧上,并且所形成的金属化导线可以源自一侧并且终止于另一侧或者源自和终止于相同侧。,下面是任意位置走线的互连专利的具体信息内容。
1.一种用于形成电气互连机构的方法,包括:
在两个或更多个电路平面内提供两个或更多个分离的接触点,所述分离的接触点诸如但不限于电路焊盘;以及
使用三维电介质导线在所述两个或更多个电路平面上的所述分离点之间进行布线,以便通过所述互连机构提供两个或更多个电气装置的电气耦合,所述电介质导线具有导电涂层。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述电路平面彼此大致平行。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括电气地将所述电介质导线的外表面金属化,所述电介质导线的外表面通过任何有机或无机的导电材料耦合到其各自的分离的接触点。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述导电材料是铜、银、金或导电聚合物。
5.根据权利要求3所述的方法,还包括将彼此紧密接触放置的所述导线中的两个或更多个放置为彼此电气耦合以及电气耦合至所述分离的接触焊盘中的两个或更多个。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述电气耦合的接触焊盘可以位于所述结构的相对侧上或相同侧上,并且所形成的金属化导线可以源自一侧并终止于另一侧或者源自并终止于相同侧。
7.根据权利要求1所述的方法,其中在所述分离的导线的金属化表面上形成第二电介质涂层以近似于同轴导线。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述形成的和金属化的电介质导线通过金属化处理电气耦合到所述两个或更多个平面上的分离的金属电路,或者所述分离的平行电路形成为所形成的电介质导线的主要部分、然后与所述电介质导线一起被金属化。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所形成的所述导线的第二电介质和金属化涂层,被涂覆的导线上的第二金属化层被限制为不足以与所述平面中的任一个上的分离的电路元件相接触。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述金属化层从所述分离的电路元件凹陷1um到
50um的范围。
11.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
替代围绕所述分离的电路导线形成接地屏蔽,而在分离的电路导线附近、沿所述结构中的z轴或在所述结构中竖直地形成电介质壁或平面,所述电介质壁或平面在所述外表面电路平面之间相交、在端点与一个或两个平面上的分离的电路图案电气耦合的情况下被金属化。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括以下步骤:将这些竖直平面接地,以提供对相邻地布线的电路导线的屏蔽以及控制这些导线的阻抗的能力。
13.根据权利要求1所述的方法,其中由金属芯代替电介质来形成所述导线,然后在其上涂覆电介质。
14.如权利要求13所述的方法,其中在用金属芯代替电介质形成所述导线并在其上涂覆电介质之后,将其金属化。
15.根据权利要求1所述的方法,其中通过使用电介质填充所述平面之间的区域而在所述两个或更多个电路平面之间形成刚性体。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述电介质包括环氧树脂和空气。
17.如权利要求15所述的方法,其中所述电介质是环氧树脂。
18.根据权利要求15所述的方法,其中所述填充材料延伸到所述电路元件的底部,使得所述元件更优。
19.根据权利要求15所述的方法,其中所述填充材料延伸至所述电路元件的顶部,使得所述元件齐平于所述填充材料。
20.根据权利要求15所述的方法,其中通过将先前形成的互连的所述电路平面之一用作用于通过所形成的导线而连接的、接下来依次形成的构造电路平面的平面之一,来重复前述处理。
21.根据权利要求1所述的方法,其中通过使用柔性材料填充所述平面之间的区域而在所述两个或更多个电路平面之间形成柔性体,以提供所述三维导线和电路端点与其期望位置的对准以及允许z轴顺应性,以便允许旨在通过所述电气互连机构耦合的两个非共面表面的电气耦合。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述柔性材料是弹性体材料。
23.根据权利要求1所述的方法,其中使用最少量的材料,与在两个电路平面之间相交的每个平面上的每个电路元件紧密接触地、在所述互连中或围绕所述互连形成支架,从而保持在每个平面之间的z轴间距以及每个所述电路元件的x-y位置,所述支架结构为所述互连提供刚性结构,同时保持更大量的空气围绕所形成的电路导线。
24.根据权利要求23所述的方法,其中所述更大量的空气可以在比所述电路元件之间的区域内的固体环氧树脂填充多1%至99%的空气的范围变化。
25.根据权利要求23所述的方法,其中所述最少量的材料是环氧树脂。
26.根据权利要求1所述的方法,其中在所述互连内或围绕所述互连存在电介质、电介质柱或固体电介质块的支架,所述支架短于所述平行电路平面的所述z轴高度,其中在所述支架中提供穿透以允许所述导线的进入,使得当所述导线与填充的弹性体材料结合使用时,所述电介质结构提供互连结构的固定压缩止挡件,以防止由于过度压缩而损坏所述导线。
27.如权利要求1所述的方法,其中所述导线通过形成为S曲线、悬臂形状或盘绕形状而被配置成所述三维形成的导线的自由流,以允许所述导线的顺应性,同时限制所述金属和/或电介质中的应力开裂。
28.根据权利要求1所述的方法,其中提供在所述两个电路平面之间相交的、与所述电路平面内的所述电路元件紧密接触的非导电电介质支架的格子结构,其提供了所述电路平面内的各个接触点或电路元件的对准并且为所述整个结构提供刚性或者允许所述整个结构沿所述z轴的一些顺应性,同时还允许空气电介质围绕上述导线。
29.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
将电子部件的两个或更多个端子点固定和电气耦合到所形成的导线和相应平面的相应电路元件,每个点耦合到互连结构中其相应的指定电源、接地或信号导线和/或电路元件,以这种方式将电子部件的功能提供给所述互连旨在耦合的电气设备的点。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述电子部件是电容器。
31.根据权利要求29所述的方法,其中所述电子部件是电阻器。
32.根据权利要求29所述的方法,其中所述电子部件是电感器。
33.根据权利要求29所述的方法,其中所述电子部件端子点被耦合到所述互连结构中其相应的电源、接地或信号导线,使得所述部件端子点被提供到所述互连旨在耦合的电气设备的点。
34.根据权利要求1所述的方法,其中利用有助于弯曲的形状和有助于接触各种形状的电气装置的端点,所述导线延伸超过所述互连的刚性体,从而用作耦合两个非共面电气装置的柔性互连,用于提供在一个集成结构中的间距转换和引脚重新映射以及顺应性探测的能力。
35.根据权利要求1所述的方法,其中利用一个或多个硅晶片IC来构建所述互连结构,从而形成互连所述两个或更多个IC的多芯片模块,其中硅层是基本电路平面。
36.根据权利要求1所述的方法,其中利用一个或多个硅晶片IC来构建所述互连结构,从而形成用于所述IC的再分布封装。
37.根据权利要求1所述的方法,其中所述互连结构构建在柔性电路基座上。
38.一种电气互连机构,包括:
位于两个或更多个电路平面内的两个或更多个分离的接触点,所述分离的接触点诸如但不限于电路焊盘;以及
在所述两个或更多个电路平面上的所述分离点之间布线的三维电介质导线,以便通过所述互连机构提供两个或更多个电气装置的电气耦合,所述电介质导线具有导电涂层。
39.根据权利要求38所述的互连机构,其中所述电路平面彼此大致平行。
40.如权利要求38所述的互连机构,还包括所述电介质导线的外表面,所述外表面被金属化以通过任何有机或无机的导电材料电气耦合到其各自的分离的接触点。
41.根据权利要求40所述的互连机构,其中所述导电材料是铜、银、金或导电聚合物。
42.根据权利要求40所述的互连机构,还包括将彼此紧密接触放置的所述导线中的两个或更多个放置为彼此电气耦合以及电气耦合至所述分离的接触焊盘中的两个或更多个。
43.根据权利要求42所述的互连机构,其中所述电气耦合的接触焊盘可以位于所述结构的相对侧上或相同侧上,并且所形成的金属化导线可以源自一侧并终止于另一侧或者源自并终止于相同侧。
44.根据权利要求38所述的互连机构,其中在所述分离的导线的金属化表面上形成第二电介质涂层以近似于同轴导线。
45.根据权利要求38所述的互连机构,其中所形成的和金属化的电介质导线通过金属化处理电气耦合到所述两个或更多个平面上的分离的金属电路,或者所述分离的平行电路形成为所形成的电介质导线的主要部分、然后与所述电介质导线一起被金属化。
46.根据权利要求44所述的互连机构,其中所形成的所述导线的第二电介质和金属化涂层,被涂覆的导线上的所述第二金属化层被限制为不足以与所述平面中的任一个上的所述分离的电路元件相接触。
47.根据权利要求46所述的互连机构,其中所述金属化层从所述分离的电路元件凹陷
1um到50um的范围。
48.根据权利要求38所述的互连机构,还包括以下步骤:
替代围绕所述分离的电路导线形成接地屏蔽,而在分离的电路导线附近、沿所述结构中的z轴或在所述结构中竖直地形成电介质壁或平面,所述电介质壁或平面在所述外表面电路平面之间相交、在端点与一个或两个平面上的分离的电路图案电气耦合的情况下被金属化。
49.根据权利要求48所述的互连机构,还包括将这些竖直平面接地,以提供对相邻地布线的电路导线的屏蔽以及控制这些导线的阻抗的能力。
50.根据权利要求38所述的互连机构,其中由金属芯代替电介质来形成所述导线,然后在其上涂覆电介质。
51.根据权利要求50所述的互连机构,其中用金属芯代替电介质形成所述导线并用电介质涂覆所述导线,然后所述导线被金属化。
52.根据权利要求38所述的互连机构,其中通过使用电介质填充所述平面之间的区域而在所述两个或更多个电路平面之间形成刚性体。
53.根据权利要求52所述的互连机构,其中所述电介质包括环氧树脂和空气。
54.如权利要求52所述的互连机构,其中所述电介质是环氧树脂。
55.根据权利要求52所述的互连机构,其中所述填充材料延伸到所述电路元件的底部,使得所述元件更优。
56.根据权利要求52所述的互连机构,其中所述填充材料延伸至所述电路元件的顶部,使得所述元件齐平于所述填充材料。
57.根据权利要求52所述的互连机构,其中通过将先前形成的互连的所述电路平面之一用作用于通过所述形成的导线而连接的、接下来依次形成的构造电路平面的平面之一,来重复前述处理。
58.根据权利要求38所述的互连机构,其中通过使用柔性材料填充所述平面之间的区域而在所述两个或更多个电路平面之间形成柔性体,以提供所述三维导线和电路端点与其期望位置的对准以及允许z轴顺应性,以便允许旨在通过所述电气互连机构耦合的两个非共面表面的电气耦合。
59.根据权利要求58所述的互连机构,其中所述柔性材料是弹性体材料。
60.根据权利要求38所述的互连机构,还包括使用最少量的材料、与在两个电路平面之间相交的每个平面上的每个电路元件紧密接触地地、在所述互连中或围绕所述互连形成支架,从而保持在每个平面之间的z轴间距以及每个所述电路元件的x-y位置,所述支架结构为所述互连提供刚性结构,同时保持更大量的空气围绕所形成的电路导线。
61.根据权利要求60所述的互连机构,其中所述更大量的空气可以在比所述电路元件之间的区域内的固体环氧树脂填充多1%至99%的空气的范围变化。
62.根据权利要求60所述的互连机构,其中所述最少量的材料是环氧树脂。
63.根据权利要求60所述的互连机构,其中在所述互连内或围绕所述互连存在电介质、电介质柱或固体电介质块的支架,所述支架短于所述平行的电路平面的所述z轴高度,其中在所述支架中提供穿透以允许所述导线的进入,使得当所述导线与填充的弹性体材料结合使用时,所述电介质结构提供互连结构的固定压缩止挡件,以防止由于过度压缩而损坏所述导线。
64.根据权利要求38所述的互连机构,其中所述导线通过形成为S曲线、悬臂形状或盘绕形状而被配置成所述三维成形导线的自由流,以允许所述导线的所述顺应性,同时阻止所述金属和/或电介质中的应力开裂。
65.根据权利要求38所述的互连机构,其中提供在所述两个电路平面之间相交的、与所述电路平面内的所述电路元件紧密接触的非导电电介质支架的格子结构,其提供了所述电路平面内的各个接触点或电路元件的对准并且为所述整个结构提供刚性或者允许所述整个结构沿所述z轴的一些顺应性,同时还允许空气电介质围绕上述导线。
66.根据权利要求38所述的互连机构,还包括电子部件的两个或更多个端子点,所述端子点固定和电气耦合到所形成的导线和相应平面的相应电路元件,每个点耦合到互连结构中其相应的指定电源、接地或信号导线和/或电路元件,以这种方式将所述电子部件的功能提供给所述互连旨在耦合的电气设备的点。
67.根据权利要求66的互连机构,其中所述电子部件是电容器。
68.根据权利要求66所述的互连机构,其中所述电子部件是电阻器。
69.根据权利要求66所述的互连机构,其中所述电子部件是电感器。
70.根据权利要求66所述的互连机构,其中所述电子部件端子点被耦合到所述互连结构中其相应的电源、接地或信号导线,使得所述部件端子点被提供到所述互连旨在耦合的电气设备的点。
71.根据权利要求38所述的互连机构,其中利用有助于弯曲的形状和有助于接触各种形状的电气装置的端点,所述导线延伸超过所述互连的刚性体,从而用作耦合两个非共面电气装置的柔性互连,用于提供在一个集成结构中的间距转换和引脚重新映射以及顺应性探测的能力。
72.根据权利要求38所述的互连机构,其中利用一个或多个硅晶片IC来构建所述互连结构,从而形成互连所述两个或更多个IC的多芯片模块,其中硅层是基本电路平面。
73.根据权利要求38所述的互连机构,其中利用一个或多个硅晶片IC来构建所述互连结构,从而形成用于所述IC的再分布封装。
74.根据权利要求38所述的互连机构,其中所述互连结构构建在柔性电路基座上。
75.一种用于制造互连机构或装置的方法,包括以下步骤:
提供玻璃、陶瓷或一些其它光滑平坦材料的平坦载体,所述光滑平坦材料诸如但不限于光滑的金属块;
暂时将优选为Cu的金属箔片结合到所述平坦材料载体上,以通过合适的结合材料、诸如但不限于粘合剂或蜡使所述Cu保持平坦,所述箔片具有厚度在不限于10um至35um范围内的箔;
通过使用商业上已知的3D打印技术,在所述Cu箔的顶部上形成附接到所述Cu箔的电介质导线,所述电介质导线从所述箔上的预定位置沿z轴向上生长至自由空间中的预定位置;
通过微蚀刻等离子体或其它表面处理来处理所述箔以促进所述电介质导线的粘附;所述导线的直径在1um至50um的范围内并且构建成比计划的互连机构的整体高度高大约25um至100um的Z轴高度,所述计划的互连机构的整体高度在100um至.200”厚的范围内;
通过电镀、化学镀、化学气相沉积、溅射涂覆或本领域已知的任何其它技术中的一种将从所述Cu片延伸出的自由形成的导线金属化,该金属化层的厚度通常将在1um到20um的范围内;所述金属化层涂覆所述电介质导线以及基底箔的暴露的表面区域,使得所述基底箔和被涂覆的导线电气耦合。
76.根据权利要求75所述的用于制造互连机构或装置的方法,其中再次使用电介质涂覆金属化的电介质导线。
77.根据权利要求76所述的方法,其中使用所述电介质的所述涂覆通过浸渍操作、硅化学气相沉积(SCVD)、二氧化硅脉冲层沉积(PLD)、二氧化钛原子层沉积(ALD)或本领域已知的其它技术来完成。
78.根据权利要求78所述的方法,其中在该处理期间,所述基底箔金属化层的顶部侧也可以被涂覆,用于将其与进一步的处理电隔离。
79.根据权利要求75所述的方法,其中被涂覆的导线然后被金属化以使所形成的导线的所有表面一起短接。
80.根据权利要求79所述的方法,其中将该金属化层接合到一个或更多个接地导线或外部电路层,以为所有导线形成接地屏蔽以及近似于所有信号导线的同轴导线。
81.根据权利要求80所述的方法,其中耦合此接地的金属化层可以通过经由激光烧蚀或本领域已知的一些其它技术、从所述导线或基底铜的区域选择性地去除电介质的外部涂层来实现,所述导线或基底铜的区域被设计成当所述互连最终将两个或更多电子装置耦合时被接地。
82.根据权利要求81所述的方法,其中所述导线然后被形成为具有或不具有第二电介质和第二金属化层,并且可以使用诸如但不限于环氧树脂的电介质、经由用于将所述环氧树脂固化到刚性基底的成型操作填充所述结构;最好将环氧树脂成型为超过所形成的导线的顶部端点大约25um-100um,从而允许足够材料用于经由研磨、砂磨、抛光或本领域已知的其它技术的平坦化处理。
83.根据权利要求82所述的方法,其中所述导线具有第二电介质和第二金属化层,可以通过诸如蜡或临时聚合物的临时涂层涂覆所述导线的顶端,以防止金属化层形成在第二电介质层上的最后25um到100um处。
84.根据权利要求82所述的方法,其中平坦化还使得所述金属化导线的顶部露出,提供了构建第二电路层同时将所述电路层电气耦合到所述导线和所述基底箔的的机会,使得如果被涂覆的导线的尖端免于被二次金属化,则小心地控制互连基底沿z轴的平坦化将使得所形成的导线的第一金属化层露出,从而将其暴露以电气耦合到前述的第二电路平面成形件,而不将所形成的导线的前述可选的第二金属化层耦合到第二电路平面层。
85.根据权利要求84所述的方法,其中所述第二电路平面层然后经由化学镀、化学气相沉积、溅射涂覆、电镀或本领域已知的任何其它技术形成。
86.根据权利要求86所述的方法,其中所述导电金属化层优选为Cu、Au或任何其它合适的导电材料和/或不同材料的多个层。
87.根据权利要求84所述的方法,其中在将所述互连从光滑基底提起之后,通过传统光刻蚀刻处理将第一级底部金属层和第二级顶部层形成为分离的电路。
88.根据权利要求87所述的方法,其中通过所述电路化处理形成所述接触点或焊盘,所述接触点或焊盘另外镀有合适的金属合金,以用于诸如但不限于耐磨性或可焊性的期望的应用。
89.根据权利要求76所述的方法,其中代替所述导线中的电介质芯,通过使用负3D打印技术替换成金属芯,所述负3D打印技术使用但不限于负性光敏环氧树脂,从而在除了将要形成芯线金属化层之处以外的所述互连的整个有源区域形成临时电介质,然后通过电镀、化学镀、化学气相沉积、溅射涂覆或其他在现有技术中的已知技术形成金属化层以形成坚固的金属导线结构。
90.根据权利要求89所述的方法,其中在环氧树脂层中的空隙结构的内壁上形成具有不同厚度的不同金属,以为所述互连机构提供期望的电气和机械性能,然后通过剥离技术去除临时环氧树脂并且独立的金属导线或管保留用于继续处理。
91.根据权利要求89所述的方法,其中可以通过电镀、化学镀、化学气相沉积、溅射涂覆或本领域已知的任何其它技术,在预先形成于所述光滑玻璃或光滑陶瓷或其它合适材料上的分离的金属焊盘或电路上,形成用于屏蔽或同轴通孔的、具有或不具有另外的电介质和金属化层的电介质芯、金属芯或金属管。
92.根据权利要求91所述的方法,其中所述通孔的尺寸通过本领域常用的临时光刻处理限定,并且使用激光模版印刷处理来形成所述焊盘或所述电路,从而通过粘合剂或蜡临时将金属箔粘附到所述光滑平坦基底材料用于形成导线,所述导线的形成可以构建在分离的焊盘或电路的顶部上。
93.根据权利要求89所述的方法,其中所形成的导线的端点形成为分离的焊盘,和/或基于所述互连的预期应用形成具有不同的几何形状的电路,并且用于接触到电气端子的不同形状的可焊接焊盘或引脚被形成并被金属化。
945.根据权利要求93所述的方法,其中在一个步骤中的所形成的导线的端点的形成和金属化节省了另外的处理时间,并且与在所述基底金属层上形成分离的焊盘相结合,提供了一旦所述环氧树脂成型处理完成,在所述互连的两端提供了使电路焊盘齐平的机会。
95.根据权利要求75所述的方法,其中弹性体或橡胶化合物灌封材料被用来替代刚性灌封化合物,从而为所述互连端子提供了顺应性以配合非共面电子装置表面,并且通过改变所述灌封材料以及所形成的导线材料的硬度、厚度、长度和形状来控制配合端子的每个所形成的导线的顺应性、力和寿命的总量。
96.根据权利要求75所述的方法,其中在柔性互连的情况下,在互连的未由所形成的导线或所柔性灌封材料占据的开放空间内形成诸如但不限于环氧树脂的合适硬质材料的格子、柱或固体块。
97.根据权利要求96所述的方法,其中所述结构通过3D打印技术在所述互连的主体的开放空间中形成,所述结构的高度比所述互连的总厚度略薄,所述互联件的总厚度在~10μm至200μm的范围内,从而为所述互连结构提供具有抵靠旨在电气耦合的装置的两个配合表面的硬压缩止挡件,从而防止所述互连结构的过度压缩和损坏。
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