Procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión de múltiples capas.

Un procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión,

comprendiendo el dispositivo una pluralidad de capas de interconexión, que comprende las siguientes etapas:

- una etapa de laminar una placa (1) de circuito impreso que comprende una pluralidad de capas de interconexión;

- una etapa de insertar la placa de circuito impreso en un molde tridimensional;

- una etapa de inyectar un material de moldeo en el molde, de manera que se forme una estructura no plana tridimensional (2) que incluya la placa de circuito impreso; y

- una etapa subsiguiente de metalizar una porción (3a, 3b, 3c) de la superficie externa de la estructura tridimensional, de forma que esté conectada con al menos una capa (4a, 4b) de interconexión de la placa de circuito impreso.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09164161.

Solicitante: THALES NEDERLAND B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: ZUIDELIJKE HAVENWEG 40 P.O. BOX 42 7550 GD HENGELO PAISES BAJOS.

Inventor/es: LEGTENBERG,Rob.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H05K1/02 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS (detalles de instrumentos o detalles comparables de otros aparatos no previstos en otro lugar G12B; circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/01, H01L 27/13; medios no impresos para realizar conexiones con o entre circuitos impresos H01R; envolturas o detalles de realización de tipos particulares de aparatos, ver las subclases apropiadas; procedimientos que sólo comprenden una técnica prevista en otro lugar, p. ej. calefacción, pulverización, ver la subclase apropiada). › H05K 1/00 Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una pluralidad de semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido individuales H01L 25/00; dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, p. ej. circuitos integrados, circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/00). › Detalles.

PDF original: ES-2415879_T3.pdf

 

Procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión de múltiples capas.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión de múltiples capas.

La presente invención versa acerca de un procedimiento de fabricación de un dispositivo de interconexión que tiene una estructura con forma tridimensional y que comprende una pluralidad de capas de interconexión. Por ejemplo, la invención es aplicable, en particular, a módulos de antena para radar y telecomunicaciones.

En la actualidad, los sistemas de radar pueden utilizar un conjunto de antenas de barrido en fase para que abarquen su alcance angular requerido. Tal antena comprende un gran número de elementos emisores idénticos montados sobre un panel, de manera que formen un conjunto de elementos emisores. El control del desfase entre elementos emisores adyacentes permite controlar los ángulos de barrido del haz emitido por el conjunto de antenas. Las técnicas utilizadas más habitualmente para construir un conjunto de antenas están basadas en tecnologías de interconexión de sustratos, por ejemplo, la tecnología de placa de circuito impreso (PCB) . Estas tecnologías de múltiples capas de película gruesa o de película delgada consisten en muchas etapas secuenciales de laminar capas, de taladrar agujeros a través de las capas y de metalizar los agujeros. Estas tecnologías de acumulación secuencial normalmente tienen como resultado dispositivos planos de interconexión que comprenden múltiples capas de interconexión.

Sin embargo, la próxima generación de conjuntos de antenas de barrido en fase compactas requieren que se implemente la funcionalidad de radar de radiofrecuencia (RF) directamente en la cara de la antena. Esto no puede conseguirse por medio de las técnicas mencionadas anteriormente, dado que típicamente tienen como resultado dispositivos planos de interconexión que no proporcionan espacio adicional para embeber los componentes requeridos de RF. Este es uno de los problemas técnicos que espera solucionar la presente invención.

En un intento por conseguir este objetivo, los elementos emisores con forma tridimensional, denominados paquetes emisores, pueden proporcionar suficiente espacio interior adicional. Merece la pena hacer notar que un paquete emisor tridimensional también presenta posibilidades de diseño en términos de ancho de banda y ángulo de barrido que un dispositivo emisor plano no puede tener. El aspecto general de un paquete emisor es el de una caja hueca que tiene en su parte superior una antena integrada. Hay montado un gran número de paquetes emisores sobre una PCB, de manera que se forma un conjunto de paquetes emisores. La solicitud de patente internacional nº WO/2003/021678 da a conocer un procedimiento para formar un paquete para componentes electrónicos, basado en la tecnología bien conocida de dispositivo moldeado tridimensional de interconexión (3D-MID) . Básicamente, la tecnología 3D-MID consiste en una etapa de moldear un cuerpo tridimensional ahuecado de plástico y una etapa de metalizar la superficie externa del cuerpo moldeado. Normalmente, la tecnología 3D-MID tiene como resultado una interconexión que está dispuesta sobre la superficie externa tridimensional de un cuerpo moldeado. Por la presente, se puede conseguir un diseño de interconexión de dos capas, es decir, un diseño en la cara superior del dispositivo tridimensional de interconexión y un diseño en la cara inferior del dispositivo tridimensional de interconexión. Por ejemplo, uno de estos dos diseños puede formar una antena de parche de interconexión temporal. Desgraciadamente, la tecnología 3D-MID no permite conseguir un dispositivo tridimensional de interconexión que comprenda más de dos capas de interconexión.

De hecho, algunas aplicaciones específicas pueden requerir un dispositivo tridimensional de interconexión que comprenda muchas más de dos capas de interconexión. Por ejemplo, los conjuntos de antenas de barrido electrónicamente activo (AESA) requieren módulos de paquetes emisores de antena muy integrados, los denominados módulos de antena de parche acoplados por ranura en cavidad, que incluyen hasta cuatro capas de metalización. Otro diseño que requiere más de dos capas de metalización es, por ejemplo, un diseño de parche apilado. Estos módulos también deben contener varias funciones de encapsulado de componentes, como interconexiones eléctricas y de RF o de blindaje contra EM. Los módulos de paquetes 3D-MID podrían embeber estas funciones de encapsulado de componentes. Sin embargo, el módulo de antena de parche acoplado por ranura en cavidad también debe producir un alto rendimiento, especialmente en términos de ancho de banda y de ángulo de barrido. Por desgracia, los módulos de paquetes 3D-MID únicamente producen un rendimiento medio, es decir una banda estrecha y un ángulo pequeño de barrido. La razón es que su rendimiento está limitado por esquemas de diseño, que normalmente están basados en capas de metalización simple o doble, como en una estructura de alimentación de acoplamiento directo.

Se ve claramente que las técnicas existentes no logran proporcionar un dispositivo de interconexión que combine el espacio interior adicional con la característica de interconexión de múltiples capas. Las tecnologías existentes de interconexión de sustratos, tal como la tecnología de PCB, consiguen una característica de interconexión de múltiples capas pero no logran proporcionar el espacio interior adicional y características mecánicas adicionales. Mientras que las tecnologías existentes de interconexión tridimensional, tal como la tecnología 3D-MID, proporcionan el espacio interior adicional pero no logran proporcionar más de dos capas de interconexión. Este es otro problema técnico que la presente invención espera solucionar.

La patente US 4.710.419 da a conocer un procedimiento, dentro del molde, de fabricación de placas de circuito impreso moldeadas de plástico. La patente US 5.449.480 da a conocer un procedimiento para producir placas para un circuito impreso.

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento que puede ser utilizado para superar al menos algunos de los problemas técnicos descritos anteriormente. En su sentido más general, la presente invención descrita de ahora en adelante puede proporcionar un procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión, comprendiendo el dispositivo una pluralidad de capas de interconexión. El procedimiento comprende una etapa de laminar una placa de circuito impreso que comprende una pluralidad de capas de interconexión. El procedimiento comprende una etapa de insertar la placa de circuito impreso en un molde tridimensional. El procedimiento comprende una etapa de inyectar un material de moldeo en el interior del molde, de manera que se forme una estructura no plana tridimensional que incluya la placa de circuito impreso. El procedimiento comprende una etapa de metalizar una porción de la superficie externa de la estructura tridimensional, de forma que esté conectada con al menos una capa de interconexión de la placa de circuito impreso.

Preferentemente, el material de laminación utilizado durante la etapa de laminar y el material de moldeo utilizado durante la etapa de moldeo pueden estar adaptados para establecer una unión de soldadura entre la placa de circuito impreso y la estructura tridimensional. Preferentemente, el procedimiento puede comprender una etapa de preparación de la placa de circuito impreso antes de que sea insertada en el molde, siendo tratada la placa de circuito impreso con un acondicionador alcalino y con química basada en peróxido sulfúrico para crear un revestimiento de conversión organometálica. Por ejemplo, el acondicionador alcalino puede ser una disolución de NaOH y la química basado en peróxido sulfúrico puede ser AlfaPREP PC 7030 (marca registrada) .

Por ejemplo, la etapa de metalizar la porción de la superficie externa puede incluir formar una antena de parche, de forma que el dispositivo esté adaptado para ser utilizado como un módulo emisor de antena.

Por ejemplo, el material de laminación puede ser Roger 4003.

Por ejemplo, el material de moldeo puede ser un material termoestable de moldeo como una resina epóxica o un material termoplástico de moldeo como polieterimida o polímero de cristal líquido.

En cualquiera de sus aspectos, la invención divulgada en el presente documento permite combinar en un único producto final las ventajas de las tecnologías conocidas de la técnica anterior. De forma similar a la tecnología PCB, la presente invención proporciona de forma conveniente una flexibilidad en el grosor dieléctrico entre las capas de la antena, la posibilidad de montar componentes SMT (tecnología de montaje en superficie) o CI (circuitos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de fabricación de un dispositivo tridimensional de interconexión, comprendiendo el dispositivo una pluralidad de capas de interconexión, que comprende las siguientes etapas:

- una etapa de laminar una placa (1) de circuito impreso que comprende una pluralidad de capas de interconexión;

- una etapa de insertar la placa de circuito impreso en un molde tridimensional;

- una etapa de inyectar un material de moldeo en el molde, de manera que se forme una estructura no plana tridimensional (2) que incluya la placa de circuito impreso; y

- una etapa subsiguiente de metalizar una porción (3a, 3b, 3c) de la superficie externa de la estructura tridimensional, de forma que esté conectada con al menos una capa (4a, 4b) de interconexión de la placa de circuito impreso.

2. Un procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque el material de laminación utilizado durante la etapa de laminar y el material de moldeo utilizado durante la etapa de moldeo están adaptados para establecer una unión de soldadura entre la placa de circuito impreso y la estructura tridimensional.

3. Un procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa de preparar la placa de circuito impreso antes de que sea insertada en el molde, estando tratada la placa de circuito impreso con un acondicionador alcalino y con una química basada en peróxido sulfúrico para crear un revestimiento de conversión organometálica.

4. Un procedimiento según la Reivindicación 3, caracterizado porque el acondicionador alcalino es una solución de NaOH.

5. Un procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de metalizar la porción de la superficie externa incluye formar una antena de parche tridimensional de interconexión temporal, de forma que el dispositivo esté adaptado para ser utilizado como un módulo emisor de antena.

6. Un procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque el material de moldeo es un material termoestable de moldeo.

7. Un procedimiento según la Reivindicación 6, caracterizado porque el material termoestable de moldeo es una resina epóxica.

8. Un procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque el material de moldeo es un material termoplástico de moldeo.

9. Un procedimiento según la Reivindicación 8, caracterizado porque el material termoplástico de moldeo es polieterimida.

10. Un procedimiento según la Reivindicación 8, caracterizado porque el material termoplástico de moldeo es un polímero de cristal líquido.


 

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