[發明專利]芯片嵌入式印刷電路板和制造方法

在審

• 申請號: 201880008444.6
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110494853A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: D·科茲洛夫斯基
• 申請（專利權）人: 維納米技術公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B33Y10/00
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 張全信<國際申請>=PCT/US2018

本公開涉及用于對具有嵌入式集成芯片的印刷電路板進行直接印刷的系統、方法和組合物。具體來說，本公開涉及使用印刷頭與導電和介電油墨組合物的組合對具有嵌入式芯片和/或芯片封裝的印刷電路板進行直接、從上到下的噴墨印刷，從而形成用于定位所述芯片和/或芯片封裝的預定專用隔室并用包封層覆蓋這些預定專用隔室同時維持所述嵌入式芯片之間的互連性的系統、方法和組合物。可以使用機器人臂自動完成所述芯片的放置。

背景技術

本公開涉及用于對具有嵌入式集成芯片的印刷電路板(PCB)進行直接印刷的系統、方法和組合物。具體地，本公開涉及使用印刷頭與導電和介電油墨組合物的組合對具有嵌入式芯片和/或芯片封裝的印刷電路板進行直接噴墨印刷、形成用于定位芯片和/或芯片封裝的預定槽并用包封層覆蓋所述預定槽同時維持嵌入式芯片之間的互連性的系統、方法和組合物。

在復雜電子器件的制造中，現代化芯片嵌入技術變得必不可少。重點在于IoT(物聯網)，利用通過小型化驅動的嵌入式傳感器的新應用和對傳感器的不同需求的優化封裝變得迫切；這是因為利用大量互連嵌入芯片增加了復雜性等等。

這種復雜電子器件的開發需要研究、開發和改造大量印刷電路板(PCB)原型，其在轉移成大批量生產之前各自需要進行質量保證測試、容錯性測試、效率測試等等。每個PCB進一步需要規劃過程、制造、購買和組裝，其中制造過程通常是所述過程在時間和成本方面最大的瓶頸。暴露商業機密的風險也是不可忽視的。這些風險目前是不可避免的，因為在大批量生產階段期間與錯誤設計和故障相關的成本在成本和聲譽損害方面的數量級都較高。

本公開旨在克服一個或多個上述問題。

發明內容

在各種實施例中，公開了使用印刷頭與導電和介電油墨組合物的組合對具有嵌入式芯片和/或芯片封裝的印刷電路板進行直接和連續噴墨印刷、形成用于定位芯片和/或芯片封裝的預定槽并用包封層覆蓋所述預定槽同時維持嵌入式芯片之間的互連性的系統、方法和組合物。

在實施例中，本文提供一種使用噴墨印刷機在印刷電路板中嵌入多個芯片的方法，其包括：提供噴墨印刷系統，所述噴墨印刷系統具有：第一印刷頭，其具有：至少一個孔口、絕緣和/或介電樹脂油墨儲集器，和被配置成通過孔口供應絕緣和/或介電樹脂噴墨油墨的絕緣和/或介電樹脂泵；第二印刷頭，其具有：至少一個孔口、導電油墨儲集器，和被配置成通過孔口供應導電油墨的導電油墨泵；傳送器，其可操作地聯接到第一印刷頭、第二印刷頭，所述傳送器被配置成將襯底傳送到第一印刷頭和第二印刷頭中的每一個；以及計算機輔助制造(“CAM”)模塊，其包括：數據處理器；非易失性存儲器；以及一組可執行指令，所述可執行指令存儲在非易失性存儲器上以進行以下操作：接收表示包含多個嵌入式芯片的印刷電路板的3D可視化文件；生成表示至少一個基本2D層的文件以印刷包含多個嵌入式芯片的印刷電路板，其中表示至少一個基本2D層的文件不包含多個芯片中的任一個的表示，從而在沒有芯片的情況下形成基本2D層的基本2D表示圖像；接收與包含多個嵌入式芯片的印刷電路板相關的一系列參數；以及基于所述一系列參數中的至少一個更改表示至少一個基本2D層的文件，其中CAM模塊被配置成控制印刷頭中的每一個；提供絕緣和/或介電樹脂噴墨油墨組合物和導電油墨組合物；使用CAM模塊獲得表示包含用于印刷的多個嵌入式芯片的印刷電路板的第一基本2D層的生成文件，所述2D層包括表示絕緣和/或介電樹脂噴墨油墨、導電油墨的圖案，其中所述圖案不包含多個芯片中的任一個，或包括兩個或更多個的組合；使用第一印刷頭在不包含用于印刷的多個嵌入式芯片的印刷電路板的第一基本2D層中形成對應于絕緣和/或介電樹脂表示的圖案；固化不包含多個嵌入式芯片的印刷電路板的2D層中對應于絕緣和/或介電樹脂表示的圖案，所述圖案限定多個芯片、電阻器、電容器和任何其它相關聯組件中的每一個的指定區域，其中芯片；將至少兩個芯片放置在不包含多個嵌入式芯片的印刷電路板的第一基本2D層上的指定區域中，其中芯片與頂部的接觸層放置在一起；使用第二印刷頭，在包含用于印刷的多個嵌入式芯片的印刷電路板的第一基本2D層中形成對應于導電油墨表示的圖案；燒結包含用于印刷的多個嵌入式芯片的印刷電路板的第一基本2D層中對應于導電油墨表示的圖案；使用CAM模塊，獲得表示包含用于印刷的多個嵌入式芯片的印刷電路板的基本2D層的生成文件，2D層包括表示絕緣和/或介電樹脂噴墨油墨的圖案，其中所述圖案被配置成將多個芯片嵌入于印刷電路板內；使用第一印刷頭，在包含多個嵌入式芯片的印刷電路板的基本2D層中形成對應于絕緣和/或介電樹脂表示的圖案，所述圖案被配置成將多個芯片嵌入于印刷電路板內；以及固化對應于絕緣和/或介電樹脂表示的圖案，由此嵌入多個芯片。