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部件承载件及其制造方法与流程

  • 国知局
  • 2024-09-14 14:26:17

本发明涉及一种部件承载件,并且涉及一种制造部件承载件的方法。

背景技术:

1、在配装有一个或更多个部件的部件承载件的产品功能不断增加并且这种部件的逐步小型化以及待连接至诸如印刷电路板之类的部件承载件的部件的数量不断增多的背景下,采用了具有若干部件的日益强大的阵列状部件或封装件,这些阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部,其中,这些接触部之间的间隔越来越小。特别地,部件承载件应当机械上稳定且电气上可靠以便能够进行操作,即使在恶劣的条件下也能够进行操作。

2、形成部件承载件的常规的方法仍然是具有挑战性的。

技术实现思路

1、可能需要形成紧凑且可靠的部件承载件。

2、根据本发明的示例性实施方式,提供了一种部件承载件,该部件承载件包括叠置件,该叠置件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构,所述叠置件还包括无机层结构和增强结构,增强结构包括裂纹抑制增强材料或由裂纹抑制增强材料组成,所述增强结构至少部分地设置在无机层结构的侧向边缘处。

3、根据本发明的另一示例性实施方式,提供了一种制造部件承载件的方法,其中该方法包括:提供包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件;还为所述叠置件提供有无机物层结构;以及形成包括裂纹抑制增强材料或由裂纹抑制增强材料组成的增强结构,所述增强结构至少部分地设置在无机层结构的侧向边缘处。

4、在本技术的上下文中,术语“部件承载件”可以特别地表示能够将一个或更多个部件容置在该部件承载件上和/或该部件承载件中以提供机械支撑和/或电连接和/或热连接的任何支撑结构。换句话说,部件承载件可以构造成用于部件的机械承载件和/或电子承载件和/或热承载件。特别地,部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件还可以是将以上提及的类型的部件承载件中的不同类型的部件承载件组合的混合板。

5、在本技术的上下文中,术语“叠置件”可以特别表示扁平或平面的本体。例如,叠置件可以是层叠置件,特别是层压的层叠置件或层压件。这种层压件可以通过施加机械压力和/或热来连接多个层结构而形成。该叠置件可以包括至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘结构。叠置件可以包含多个子叠置件,例如可以包含无机层结构下方的第一多层积层结构和无机层结构上方的另外的多层积层结构。优选地,这些层可以在叠置件内平行布置。

6、在本技术的上下文中,术语“层结构”可以特别表示共用平面内的连续层、图案化层或多个不连续的岛状件。层结构可以执行提供电传导性和/或电绝缘的功能。

7、在本技术的上下文中,术语“无机层结构”可以特别表示包含无机材料例如无机化合物的层结构。特别地,无机层结构或甚至整个无机层结构的介电材料可以排他地或至少基本上排他地由无机材料制成。在另一个实施方式中,无机层结构可以包括无机介电材料和另外的另一种介电材料。无机化合物可以是缺乏碳-氢键的化合物或不是有机化合物的化合物。无机承载件本体材料的示例是玻璃(特别是硅基玻璃)、陶瓷(例如氮化铝和/或氧化铝)和包含半导体的材料(例如氧化硅、硅、碳化硅、氮化镓等)。金属也是无机层结构的可能材料。

8、在本技术的上下文中,术语“增强结构”可以特别表示为无机层结构提供外部增强功能的物理结构。与不存在增强结构的情况相比,增强结构可以为无机层结构提供附加的裂纹抵抗性。更特别地,增强结构可以被构造成使得无机层结构与增强结构的组合比没有增强结构的无机层结构更不容易破裂。

9、在本技术的上下文中,术语“抑制裂纹的增强材料”可以特别表示增强结构的组分,该组分特别适用于在机械应力和/或热应力的情况下抑制甚至消除在无机层结构中形成裂纹的风险。更具体地说,抑制裂纹的增强材料与在无机结构的侧向边缘处得到的增强结构的位置相结合,可以优选地在制造过程中、特别是在部件承载件与较大本体分离期间吸收和/或排斥可能施加到部件承载件或部件承载件的预制件的引发裂纹的机械载荷。例如,增强结构可以包括增强颗粒,例如增强纤维,例如玻璃纤维,增强颗粒可嵌入增强结构的周围基质中。然而,应该提到的是,结构可以被认为是增强结构不是因为其材料本身或不仅是因为其材料本身,而是因为材料与其在无机层结构材料的侧向边缘处的特定结构位置的组合。

10、在本技术的上下文中,术语本体的“主表面”可以特别表示本体的两个最大的相反表面或主体的最外部的相反表面中的一个表面。主表面可以通过周向侧壁连接。诸如无机层结构和/或增强结构之类的本体的厚度可以由相反的两个主表面之间的距离限定。

11、根据本发明的示例性实施方式,提供了一种抑制裂纹或抵抗裂纹的部件承载件,该部件承载件可以包括具有介电和金属成分的层叠置件。所述叠置件还配备有无机层结构,例如玻璃芯。有利地,具有裂纹抑制增强材料的增强结构形成在(例如邻近,例如仅由树脂填充的间隙隔开,或直接形成在)无机层结构的侧向边缘的至少一部分处,以用于保护无机层结构免于在制造过程中和/或在部件承载件的操作期间可能产生的裂纹。在部件承载件(例如印刷电路板或集成电路基板)中实施无机层结构(例如玻璃承载件)可能是非常有利的,因为这可以允许制造具有非常低的表面粗糙度的承载件本体,从而使细线加工成为可能。此外,无机层结构(特别是由玻璃制成)可以通过抑制热应力、收缩、翘曲和分层来提高部件承载件的热稳定性。除此之外,无机层结构可以具有优异的高频特性,例如低dk和/或df值。然而,无机层结构(例如由玻璃制成)可能非常脆并且因此可能非常容易在处理部件承载件期间和之后形成从无机结构的侧向边缘传播的裂纹。描述性地说,机械和/或热负荷可能促进裂纹,并且裂纹可能从无机层结构的侧向边缘传播到无机层结构的内部。因此,裂纹可能会显著降低部件承载件的性能及部件承载件的可靠性。用具有裂纹增强材料(例如玻璃纤维)的增强结构(例如一小块fr4)直接或间接覆盖无机层结构的边缘的至少一部分可以强烈抑制裂纹形成并且可以同时允许受益于无机层结构(例如玻璃板)的上述有利特性。例如,无机层结构可以在部件承载件的内部被完全遮挡,特别地在侧向方向上被增强结构遮挡。

12、示例性实施方式的详细描述

13、在下文中,将解释部件承载件和方法的另外的示例性实施方式。

14、在实施方式中,无机层结构连同叠置件积层结构的厚度可以为至少300μm。在实施方式中,没有叠置件积层结构的无机层结构的厚度可以为至少100μm。例如,无机层结构的厚度可以在500μm至1500μm的范围内。经测试,在这些特定范围内,在处理部件承载件期间和之后非常容易形成从无机结构的侧向边缘扩展的裂纹。

15、在实施方式中,增强结构为部分或完全地围绕无机层结构的侧向边缘的增强框架。优选地,增强结构为在无机层结构的侧向边缘的整个周缘围绕无机层结构的侧向边缘的封闭的增强框架。由于特定的裂纹抑制材料和无机层结构的侧向边缘处的增强结构的位置,换言之,增强结构靠近和/或接触所述侧向边缘,增强结构沿其整个周缘围绕无机层结构的侧壁可以提供极好的裂纹抑制保护作用。此外,增强框架的提供也适当地与多个部件承载件一起的批量制造兼容(参见例如图8)。在这样的构型中,框架结构可以由沿第一方向延伸的第一梁和沿与第一方向垂直的第二方向延伸的第二梁组成,其中第一梁和第二梁可以一体形成。这种构型可以在框架结构中产生开口,每个开口由沿整个周缘的梁界定。在每个开口中,可以插入对应的无机层结构,并且随后可以通过沿第一方向和沿第二方向移除梁材料来将单独的部件承载件分离出。

16、作为沿着无机层结构的整个周缘包围无机层结构的框架结构的替代方案,还可以形成至少在相反的两个侧壁处覆盖无机层结构的增强结构。这也可以提供一定程度的防止分层的保护。特别地,在矩形或四边形部件承载件的优选实施方式中,两个特定的相对侧,由于它们的尺寸或它们相对于对应的另一侧的不同长度,更容易形成裂纹;在那种情况下,可能只有所述相对的侧壁与相应的增强结构相关联。

17、在实施方式中,增强结构形成部件承载件的外部侧向边缘的至少一部分。换句话说,增强结构可以作为整体形成部件承载件的侧壁的至少一部分。因此,增强结构可以作为部件承载件的外侧壁部分暴露于外部。简而言之,增强结构可以起到外部屏障或缓冲机械应力的作用。这种机械应力在直接施加到无机层结构、即没有保护性增强结构时可能导致裂纹形成。这也是流线型制造程序的结果,其中首先在无机层结构的侧向边缘提供包含裂纹抑制增强材料的模拟框架,并且在形成单个部件承载件的外部轮廓期间,根据本发明的实施方式,所述框架的一部分以增强结构的形式和放置方式保留在所述承载件中。

18、在实施方式中,无机层结构的侧向边缘的至少一部分和/或部件承载件的外部侧向边缘的至少一部分具有渐缩侧壁。这样的渐缩侧壁例如可以通过激光切割限定无机层结构和/或增强结构的外部界限来获得,激光切割是部件承载件轮廓的常见且容易的切割阶段。渐缩或倾斜的侧壁可以进一步增强抵抗裂纹的稳健性,描述性地讲,渐缩的侧壁可以更有效地反映这一点。在另一个实施方式中,无机层结构和/或增强结构的外部侧向边缘的至少一部分可以具有直侧壁。

19、在实施方式中,增强材料包括有机材料。在本技术的上下文中,术语“有机材料”可以特别表示具有有机化合物的介电材料。特别地,增强结构可以仅由有机材料制成或至少基本上完全由有机材料制成。在另一个实施方式中,增强结构可以包括有机介电材料以及附加地包括另外的介电材料,例如提供裂纹抑制增强颗粒。有机化合物可以是含有碳-氢键的化合物。例如,有机材料可以包括有机树脂材料等。有机材料的使用可以带来增强材料的物理性质由于有机材料而容易适应的优点,因为有机材料种类繁多。

20、在实施方式中,增强材料包括fr4材料或由fr4材料组成。fr4材料中可以包括完全固化的树脂和玻璃颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)。例如,增强结构可以包括有机集成电路(ic)基板或印刷电路板(pcb)的介电材料。这可能会给材料带来良好的裂纹抑制性能与耐热性例如在高于250℃的温度下的抵抗性相结合的优势。使用fr4材料可以确保在高热负荷、例如激光处理和/或层压下部件承载件内部的部件承载件组成部分的空间取向方面的高质量。

21、特别地,fr4和/或纤维状填料和/或颗粒填料可以单独或组合使用以提供相应增强结构的裂纹抑制功能。因此,通过选择或组合所提到的和/或其他材料,可以根据具体应用的要求微调增强结构的裂纹抑制特性。例如,fr4可以包括玻璃纤维和玻璃球。这种组合显示出优异的裂纹抑制性能。这种材料可以承受250℃以上的高温。然而,在树脂基体中仅具有球体的材料可能具有较低的杨氏模量但具有较高的cte。仅具有纤维的材料可能具有较低的cte但较高的杨氏模量,这使得材料的刚性更高。

22、在实施方式中,增强材料包括增强颗粒。所述增强颗粒可以形成裂纹抑制增强材料并且可以为此目的而进行具体选择或调整。具有抑制裂纹功能的增强颗粒可以嵌入增强结构的基体材料中,例如树脂。在示例中,增强材料可以包括不同形状和/或粒度的颗粒,例如在微米(1-1000μm)和/或纳米(1-1000nm)范围内。增强颗粒可以赋予增强材料高可靠的增强性能。在不希望依赖任何理论的情况下,本发明人发现增强颗粒对传入的力进行分布和/或重新定向,从而减少裂纹形成或使裂纹形成最小化。

23、在实施方式中,增强材料包括增强纤维。纤维可以是细线或长丝。增强结构的纤维可以形成分布式和/或互连的纤维网络,这增加了机械稳定性并显著增强了裂纹抑制功能。纤维已被证明是极好的抑制裂纹的增强颗粒。

24、在实施方式中,增强纤维是玻璃纤维。特别是当无机层结构由玻璃制成时,形成基于玻璃的裂纹抑制增强材料也可能是有利的,因为这可以减少无机层结构与增强结构之间的cte(热膨胀系数)失配。这又可以导致改进的翘曲管理和降低叠置件的层结构的不期望的分层趋势。同时,玻璃纤维在机械上非常坚固,并且在抑制裂纹扩展方面具有卓越的性能。

25、在实施方式中,无机层结构包括玻璃、陶瓷、半导体或金属或由玻璃、陶瓷、半导体或金属组成。因此,用于无机层结构的合适材料是玻璃(特别是硅基玻璃)、陶瓷(例如氮化铝和/或氧化铝)和包含半导体(例如氧化硅、硅、碳化硅、氮化镓等)的材料。还可以制作金属材料如铜的无机层结构。

26、最优选的是包含玻璃或由玻璃组成的无机层结构。这种无机层结构可以包括二氧化硅或由二氧化硅组成。特别地,玻璃层结构可以具有玻璃作为主要成分。例如,玻璃层结构可以是块状、条状或板状。玻璃层结构的主要材料成分(尤其是玻璃层结构的提供最高重量百分比的材料成分)是玻璃,尤其是硅基玻璃。例如,玻璃层结构的按重量计的至少90%可以是玻璃。例如,玻璃层结构可以仅由玻璃组成。然而,玻璃层结构也可以包含一种或多种附加的其他材料。有利地,玻璃层结构可以具有非常平坦的表面,使得处理期间的平坦化阶段可以是可有可无的并且可以完全支持在玻璃层结构上或玻璃层结构之上的细线处理。此外,玻璃层结构可以具有高度的热稳定性,使得热引起的不希望的现象如热应力、收缩、翘曲和分层不会显著影响部件承载件。这可以使整个部件承载件稳定,部件承载件尺寸的变化可控(例如收缩会更小),因此可以改善与部件承载件相关的所有部件的对齐(例如层相对于层的对齐,过孔相对于垫的对齐、垫相对于过孔的对齐、凸点相对于开口的对齐等)。除此之外,还可以改善组装在部件承载件上的部件(例如凸块、电容器等)的共面性。此外,玻璃材料可以表现出低dk和低df行为以及良好的介电性能,因此可以支持低损耗、高频(特别是改善射频,rf)和高速应用以及具有良好的信号完整性和低损耗的高性能计算应用。另一方面,层结构形式的所述材料,特别是具有特定尺寸(即厚度)的材料,在处理部件承载件期间和之后非常容易形成从无机结构的侧向边缘扩展的裂纹。

27、在实施方式中,无机层结构具有至少部分地填充有至少部分金属填充物的至少一个通孔。通孔可以竖向延伸穿过整个介电层结构,使得金属填充物在介电层结构的一个或相反的两个主表面处可以是暴露的。这可以允许通过金属填充物通过无机层结构传导电和/或热。例如,金属填充物可以包括金属浆料和/或金属镀覆结构。例如,这种金属浆料可以被插入到至少一个通孔中,然后可以通过烧结固化。关于镀覆,可以例如通过溅射或无电镀覆(特别是用于形成种子层)然后流电镀覆(例如用于用大块金属填充通孔)在至少一个通孔中形成镀覆的金属结构。通孔可以部分或全部填充有金属材料,例如铜。这可以带来以短且有效的方式将部件承载件的两个暴露表面电连接的优点。

28、在实施方式中,所述至少一个通孔具有沙漏形状或连续渐缩状态。

29、在本文中,沙漏形状可以由具有两个连接的渐缩部分的通孔形成,这两个连接的渐缩部分具有相反的渐缩方向(对照图1)。这种沙漏形状可以通过从无机层结构的相反的两个主表面进行激光钻孔而形成相应的孔来获得。

30、在替代实施方式中,相应的孔可以具有截头圆锥形。这种连续的渐缩形状可以通过仅从无机层结构的一个主表面进行激光钻孔来产生。然后,孔可以朝向无机层结构的背离激光源的一侧渐缩。在无机层结构中提供通孔,特别是通过激光打孔工艺制成的通孔,可能对无机层结构的厚度施加额外的机械应力,从而提高裂纹形成的可能性;根据本发明的实施方式,增强结构与材料和放置方式的关联可以减少或消除所述裂纹的可能性,即使所述结构也由于通孔从中穿过而非常容易出现裂纹的情况下也是如此。

31、在实施方式中,部件承载件包括嵌入无机层结构的容纳孔内的部件。这样的容纳孔可以特别表示无机层结构中的开口或过孔。这种容纳孔可以是贯穿整个无机层结构的通孔,可以是延伸到无机层结构中但具有封闭底部的盲孔,也可以是任何形状的凹槽、腔或凹部。诸如半导体芯片之类的电子部件的部件可以插入容纳孔中。这可以允许以紧凑的方式在部件承载件中实现电子功能。附加地或替代地,至少一个部件,例如至少一个电子部件,如半导体芯片,可以表面安装在叠置件上。例如,容纳孔为通孔或底部封闭的腔。另一方面,容纳孔和相应的部件,可以额外地对无机层结构施加厚度应力,提高裂纹形成的可能性;根据本发明的实施方式,增强结构与材料和放置方式的关联可以减少或消除所述裂纹的可能性。

32、在实施方式中,增强结构的宽度为至少10μm,例如至少50μm。事实证明,具有至少上述宽度值的增强结构已经提供了足够显著的裂纹抑制功能。从改善甚至优化部件承载件的空间和紧凑性的角度考虑,关于根据标准生产格式(例如21英寸×24英寸)的部件承载件轮廓的成熟制造方法(例如切割或激光工艺),通过使用上述宽度的增强结构可以达到高质量制造和低报废率。

33、在实施方式中,增强结构的宽度不大于300μm,例如不大于150μm。有利地,根据上述上限的相对微小的增强结构可以允许可靠地保护无机层结构免受裂纹的影响。

34、因此,在无机层结构的任何侧向边缘部分处的增强结构的宽度可以特别地在从10μm到300μm的范围内,特别地在从50μm到150μm的范围内。这可以确保无机层结构的体积明显大于增强结构的体积,同时仍然确保可靠的裂纹保护。由于无机层结构可以有助于部件承载件的实际功能,而增强结构仅或主要用于裂纹保护,因此可能优选将无机层结构体现为主要组分,而增强结构体现为整个部件承载件的次要组分。这可以通过提到的尺寸来实现。

35、在实施方式中,部件承载件包括直接在无机层结构的相反的两个主表面中的至少一个主表面的至少一部分上的至少一个金属结构。玻璃型无机层结构的极其光滑的玻璃表面,例如具有小于50nm的粗糙度,具有允许以具有非常小的间距或者线间距比的至少一个金属结构的形式产生细线图案的优点。因此,在玻璃型无机层结构上直接形成至少一种金属结构的铜材料可以获得高密度集成。在另一个实施方式中,可以不直接在玻璃型无机层结构上而是在施加在玻璃型无机层结构上的介电膜上形成至少一个金属结构。有利地,即使在非常光滑的玻璃型无机层结构上,介电膜也可以表现出非常好的粘附性,因此可以提供防止分层的保护,并且可以提供用于在其上形成金属结构的合适的基底表面。

36、在实施方式中,所述叠置件包括位于无机层结构与增强结构之间的侧向间隙中的至少一个介电缓冲结构,例如树脂结构。描述性地讲,在无机层结构与增强结构之间的间隙中的这种介电缓冲结构可以起到缓冲应力的机械阻尼结构的作用,因此附加地抑制裂纹传播通过部件承载件,特别是进入无机层结构。间隙中的介电缓冲结构可以对无机层结构与增强结构之间的水平间距进行桥接。例如,间隙的宽度可以在从10μm到150μm的范围内,特别地在从50μm到100μm的范围内。

37、附加地或替代地,所述叠置件包括直接位于无机层结构和/或增强结构的相反的两个主表面中的至少一个主表面的至少一部分上的至少一个介电缓冲结构,例如树脂结构。简而言之,无机层结构和/或增强结构上的这种水平延伸的介电缓冲结构可以作为缓冲应力的机械阻尼结构,以进一步提高部件承载件的机械可靠性,特别是可能由玻璃等脆性材料制成的无机层结构的机械可靠性。

38、优选地,上述介电缓冲结构不含增强纤维,例如可以包含不含纤维的树脂。相应的介电缓冲结构可以具有优异的机械阻尼特性。例如,介电缓冲结构可以由低杨氏模量材料(特别是具有低于15gpa的杨氏模量)制成,并且因此介电缓冲结构可以是柔软且有弹性的以对侧向和/或竖向方向上的应力进行缓冲。可选地,介电缓冲结构可以包括增强球体(例如由玻璃制成)。

39、在实施方式中,所述叠置件包括在无机层结构和/或增强结构的相反的两个主表面中的至少一个主表面的至少一部分上或之上的至少一个多层积层结构。例如,这样的多层积层结构可以包括电布线结构、再分布结构和/或散热结构。可以通过层压、即施加热和/或压力在无机层结构和增强结构上或之上形成多层积层结构。这可以带来以简单且行之有效的方式组合形成复杂电传导层结构的优点。

40、在实施方式中,所述叠置件包括在无机层结构和/或增强结构的一个主表面上或上方的一个多层积层结构和在无机层结构和/或增强结构的另一个主表面上或上方的另一多层积层结构。在实施方式中,多层积层结构可以彼此不对称。虽然传统上,芯或另一个中央承载件结构的相反的两个主表面上的不对称多层堆积可能是翘曲和分层的根本原因,但坚硬且机械坚固的无机层结构(优选由玻璃制成)的提供还允许这种不对称的积层结构。这增加了部件承载件设计者的设计自由度。替代性地,多层积层结构可以彼此对称。

41、在实施方式中,无机层结构的一个主表面上的多层积层结构具有比无机层结构的相反的另一主表面上的另一多层积层结构更高的电传导结构的集成密度。术语“集成密度”可以表示部件承载件的相应区域的每面积或体积的电传导结构的数量。特别地,一个多层积层结构的每面积或体积的触点(包括垫)的数量可能高于另一多层积层结构的每面积或体积的触点(包括垫)的数量。因此,集成密度可以表示每平方毫米的电传导结构(例如迹线)的数量。无机层结构上方和下方的集成密度可以不同。例如,面向表面安装装置(例如半导体芯片)的多层积层结构处的集成密度可能更高。因此,具有较高集成密度的部件承载件的多层积层结构可提供安装区域以安装一个或更多个电子部件,例如半导体芯片。

42、在实施方式中,增强结构的体积与无机层结构的体积之间的比率不大于5%,例如不大于2%,优选不大于1%。例如,增强结构的水平宽度与无机层结构的水平宽度之间的比率不大于5%,例如不大于2%,优选不大于1%。有利地,即使在无机层结构的边缘的至少一部分处的非常微小的增强结构已被证明对于抑制裂纹进入无机层结构的侧壁是有效的。因此,部件承载件的绝大部分中心体积可以由功能活性无机层结构贡献。这允许有效地使用可用体积,同时确保部件承载件的高可靠性。

43、在实施方式中,无机层结构是芯结构。因此,无机层结构可以形成竖向居中的支撑件,从而在无机层结构的一个或相反的两个主表面上形成附加有机层结构的基底。这样的芯结构可以提供机械稳定性,可以有助于部件承载件的电气布线(特别是用于信号传输和/或电能供应),和/或可以有助于散热。

44、在实施方式中,增强结构在供无机层结构延伸的整个竖向(即部件承载件的厚度方向)范围上延伸。这可以带来这样的优点,即可以保护无机层结构免受机械应力、例如压力的影响。机械应力可以有效地分布在增强结构上并且可以由此减少和/或最小化在制造阶段例如层压期间无机层结构内部的裂纹形成。然而,增强结构也可以沿竖向方向与无机层结构交叠。优选地,增强结构可以具有与至少无机层结构的竖向延伸部相对应的竖向延伸部,以用于最佳裂纹保护。这可以包括其中增强结构的上主表面和/或下主表面与无机层结构的相应主表面竖向对齐或齐平的实施方式(参见例如图20或图21)。这还可以包括其中增强结构的上主表面和/或下主表面竖向突出超过无机层结构的相应主表面的实施方式(参见例如图17或图19至图21)。此外,这还可以包括其中增强结构的上主表面和/或下主表面相对于无机层结构的相应主表面竖向回缩的实施方式(参见例如图18或图21)。因此,根据本发明示例性实施方式的制造架构与非常不同的应用兼容。

45、在实施方式中,增强结构包括多层积层结构,例如具有对称或不对称构型的多层积层结构。不对称构型的多层积层结构尤其可以通过在增强结构中嵌入玻璃层来实现,这可以平衡应力。通过将增强结构配置为多层积层结构,可以在抑制裂纹、翘曲管理、抑制分层等方面对增强结构性能进行微调。

46、在实施方式中,该方法包括在对无机层结构与增强结构进行组装之前或之后在无机层结构和/或增强结构的相反的两个主表面中的至少一个主表面的至少一部分上或之上形成至少一个多层积层结构。特别地,在将具有积层结构的无机层结构嵌入框架型增强结构中之前,在玻璃型无机层结构上添加叠置件的积层结构可能是有利的。这可以简化积层结构过程。然而,也可以在将无机层结构插入框架型增强结构之后在无机层结构和增强结构两者上形成叠置件。

47、在实施方式中,该方法包括通过提供包括裂纹抑制增强材料并具有多个开口的模拟框架以批处理制造多个部件承载件,将多个无机层结构中的每一个无机层结构插入指定的开口中一个开口,然后通过移除相邻部件承载件之间的模拟框架的部分来分离出单独的部件承载件,从而在每个无机层结构的侧向边缘的至少一部分处形成基于模拟框架的相应增强结构。所描述的制造架构是高效的,因为它允许同时制造多个部件承载件。这允许以高产量和工业规模制造部件承载件。

48、在实施方式中,部件承载件包括具有至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。例如,部件承载件可以是所提到的特别是通过施加机械压力和/或热能而形成的一个或更多个电绝缘层结构和一个或更多个电传导层结构的层压件。所提到的叠置件可以提供板状的部件承载件,该板状的部件承载件能够为另外的部件提供大的安装表面,并且仍然非常薄且紧凑。

49、在实施方式中,部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计,其中,尽管如此,部件承载件仍为该部件承载件上的安装部件提供大的基底。此外,特别地,作为电子部件的示例的裸晶片(die)可以安装在薄板、比如印刷电路板上。

50、在实施方式中,部件承载件构造为包括印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层的组中的一者。

51、在本技术的上下文中,术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示通过例如通过施加压力和/或通过供给热能而将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行层压而形成的板状部件承载件。作为用于pcb技术的优选材料,电传导层结构是由铜制成的,而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸材料或fr4材料。通过例如激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的通孔,并且通过用电传导材料(特别是铜)部分地或完全地填充这些通孔从而形成过孔或任何其他的通孔连接部,可以以期望的方式将各个电传导层结构彼此连接。经填充的孔将整个叠置件连接(通孔连接部延伸穿过若干层或整个叠置件),或者经填充的孔将至少两个电传导层连接,该经填充的孔被称为过孔。类似地,可以通过叠置件的各个层形成光学互连以接收光电电路板(eocb)。印刷电路板通常被构造成用于在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上容纳一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可以通过焊接而连接至相应的主表面。pcb的介电部分可以包括具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂。

52、在本技术的上下文中,术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于pcb而言,基板可以是相对较小的部件承载件,该部件承载件上可以安装一个或更多个部件并且该部件承载件可以用作一个或更多个芯片与另外的pcb之间的连接介质。例如,基板可以具有与待安装在该基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸(例如,在芯片级封装(csp)的情况下)。更具体地,基板可以理解为这样的承载件:用于电连接件或电网的承载件以及与印刷电路板(pcb)相当但具有相当高密度的侧向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。侧向连接件例如是传导通道,而竖向连接件可以是例如钻孔。这些侧向连接件和/或竖向连接件布置在基板内并且可以用于提供已容置部件或未容置部件(比如裸晶片)——特别是ic芯片——与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此,术语“基板”还包括“ic基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如,增强球状件,特别是玻璃球状件)的树脂。

53、基板或中介层可以包括至少一层以下各者或由至少一层以下各者构成:玻璃,硅(si)和/或感光的或可干蚀刻的有机材料、如环氧基积层材料(比如,环氧基积层膜)或者聚合物化合物(聚合物化合物可能包括也可能不包括光敏和/或热敏分子)如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。

54、在实施方式中,所述至少一个电绝缘层结构包括以下各者中的至少一者:树脂或聚合物,例如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、三聚氰胺衍生物、聚苯并恶苯并(pbo)、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚苯衍生物(例如基于聚苯醚、ppe)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、液晶聚合物(lcp)、聚四氟乙烯((ptfe)、双苯并环丁烯(bcb)和/或其组合。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构,比如网状物、纤维、球状件或其他种类的填充颗粒以形成复合物。与增强剂结合的半固化树脂,例如用上述树脂浸渍的纤维称为预浸料。这些预浸料通常以它们的特性命名,例如fr4或fr5,所述fr4或fr5描述了它们的阻燃性能。尽管预浸料、特别是fr4对于刚性pcb而言通常是优选的,但是也可以使用其他材料、特别是环氧基积层材料(比如积层膜)或感光介电材料。对于高频应用,高频材料、比如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可以是优选的。除这些聚合物之外,低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的、非常低的或超低的dk材料可以作为电绝缘层结构被施用在部件承载件中。

55、在实施方式中,所述至少一个电传导层结构包括以下各者中的至少一者:铜、铝、镍、银、金、钯、钨、钛和镁。尽管铜通常是优选的,但是其他材料或其涂覆变型、特别是涂覆有超导材料或传导性聚合物、比如石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(pedot)也是可以的。

56、所述至少一个部件可以选自以下各者:非电传导嵌体、电传导嵌体(比如,金属嵌体,优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如,热管)、光引导元件(例如,光波导或光导体连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层(ims-嵌体)的金属块,嵌体可以表面安装以用于促进散热的目的。合适的材料是根据所述材料的热传导率限定的,热传导率应为至少2w/mk。这种材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷,例如铜、氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)。为了增加热交换能力,也经常使用具有增加的表面面积的其他几何形状。此外,部件可以是有源电子部件(实现了至少一个p-n结)、诸如电阻器、电感器或电容器之类的无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如,dram或其他数据存储器)、滤波器、集成电路(比如现场可编程门阵列(fpga)、可编程阵列逻辑(pal)、通用阵列逻辑(gal)和复杂可编程逻辑器件(cpld))、信号处理部件、功率管理部件(比如场效应晶体管(fet)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、互补金属氧化物半导体(cmos)、结型场效应晶体管(jfet)或绝缘栅场效应晶体管(igfet),全部基于半导体材料,比如碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)、氧化镓(ga2o3)、砷化铟镓(ingaas)和/或任何其他合适的无机化合物)、光电接口元件、发光二极管、光耦合器、电压转换器(例如,dc/dc转换器或ac/dc转换器)、密码部件、发送器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(mems)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而,其他部件也可以表面安装在部件承载件中。例如,磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁性元件(比如,铁磁性元件、反铁磁性元件、多铁性元件或亚铁磁性元件,例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而,该部件还可以是ic基板、中介层、或例如呈板中板构型的另外的部件承载件。该部件可以表面安装在部件承载件上。此外,还可以使用其他部件、特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件来作为部件。

57、在实施方式中,部件承载件是层压型部件承载件。在这种实施方式中,部件承载件是通过施加压力和/或热而被叠置并连接在一起的多层结构的复合物。

58、在对部件承载件的内部层结构进行加工之后,可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构将经加工的层结构的一个主表面或相反的两个主表面对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)。换句话说,可以持续堆叠,直到获得期望的层数为止。

59、在具有电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后,可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。

60、特别地,就表面处理而言,可以将电绝缘的阻焊剂施加至层叠置件或部件承载件的一个主表面或相反的两个主表面。例如,可以在整个主表面上形成比如阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图案化以使一个或更多个电传导表面部分暴露,所述一个或更多个电传导表面部分将用于使部件承载件电耦合至电子外围件。部件承载件的用阻焊剂保持覆盖的表面部分、特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。

61、就表面处理而言,还可以选择性地将表面修整部施加至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面修整部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如,垫、传导迹线等,特别是包括铜或由铜组成)上的电传导覆盖材料。如果不对这种暴露的电传导层结构进行保护,则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)会被氧化,从而使部件承载件的可靠性较低。然后,表面修整部可以形成为例如表面安装部件与部件承载件之间的接合部。表面修整部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能,并且表面修整部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面修整部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(osp)、无电镍浸金(enig)、无电镍浸钯浸金(enipig)、金(特别是硬金)、化学锡(化学和镀覆的)、镍金、镍钯等。

62、本发明的以上限定的方面和另外的方面从将在下文中描述的实施方式的示例是明显的,并且参考这些实施方式的示例对本发明的以上限定的方面和另外的方面进行解释。

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