CN104362100B - 制造功能性基板的方法和功能性基板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种经由功能性柱体集成体制造功能性基板的方法和功能性基板。所述的功能性柱体集成体由多个功能性柱体集成，所述的功能性基板由所述的功能性柱体集成体分割成片制成；其中的功能性柱体包括柱状半导体材料、柱状磁性材料、导线集成体、导线柱体集成体、被动电子元件电柱体、或者变压器柱体。本发明的实施例包括：经由硅柱导线集成体制成的硅柱导线柱体集成体，经由被动电子元件柱体和导线柱体制成的被动电子元件柱体导线柱体集成体。本发明的功能性基板可使集成电路半导体封装的结构和性能设计更加灵活和高效。
Description
技术领域
本发明一般地涉及集成电路半导体封装技术，特别地涉及制造一种功能性基板的方法。通过在所述的功能性基板的上下表面制作电路和焊盘，其可以进一步制作成用于集成电路半导体封装的功能性电路基板。所述的功能性电路基板使集成电路半导体封装的结构设计更加灵活，并可有效地加强集成电路半导体封装的性能。
背景技术
在集成电路半导体封装技术中，电路基板是用于整合电子产品功能的元件，其构成了集成电路半导体芯片与其它芯片或电子元件的桥梁。有通孔的(TSV:Through SiliconVia,TSV:Through Substrate Via and TGV:Through Glass Via)硅，玻璃，陶瓷或有机材料基板在集成电路半导体封装技术中已有广泛的应用，是3D和2.5D集成电路半导体封装中的关键元件。基于含有通孔的基板制成的电路基板通常用于3D和2.5D集成电路半导体封装技术中，其可有效地整合电子产品的功能。含有通孔的基板包括含有通孔的硅基板，玻璃基板，陶瓷基板和有机材料基板。目前，使用的含有通孔的基板的制造方法可以分为两类：一类是基于基板的方法，另一类是基于通孔的方法。基于基板的方法基本上包括：1)在基板上先开一些所需的孔，2)然后用导电材料填充这些孔，从而形成一个含有导电通孔的基板。基于通孔的方法基本上包括：1)先在一个载体上制作一些点状的小金属柱，2)然后用一个基板材料覆盖这些点状的小金属柱，再去掉所述的载体并打磨上下表面以露出点状的小金属柱，从而形成一个含有导电通孔的基板。目前，含有通孔的基板的使用是通过制作于基板表面的电路和焊盘把含有通孔的基板进一步制作成含有通孔的电路基板，从而在集成电路半导体封装中把位于基板上表面的电子元件与基板下方的其它电子元件或印刷电路板相连接，位于基板上表面的电路也可以使位于其上的电子元件先直接地进行通讯，然后再与基板下方的其它电子元件或电路板相连接。
在现有技术中的含有通孔的基板的基本特征包括：1)基板的上下表面是平整的以便在其上进一步制作电路和焊盘；2)通孔是一种导电的金属小柱，嵌入在基板中并按照所需的间距形成规则的排列，3)基板的基体材料是用作保持通孔和在其上进一步制作电路和焊盘的一种载体。需要注意的是，这些现有技术中的含有导电通孔的基板在制造和使用上具有许多局限性。由于其制造工艺，一些局限性包括：1)其制造是非常费时和昂贵的，2)其中所述的金属小柱或通孔不包含绝缘外层，3)由于是通过刻蚀、机械钻头或激光开孔，通孔的侧边不是很平整，4)通孔的直径不能非常小，现有技术制造通孔小于10微米，并且超过一定厚度(如100微米以上)的基板是非常昂贵的，5)通孔的间距不能非常小,(如现有技术在100微米以上厚度的基板上制造小于50微米间距的通孔是困难和昂贵的，6)含有通孔的基板的厚度受到通孔尺寸和间距的限制，通孔间距越小，基板就得越薄。
在现有技术中制作含有被动电子元件(如电阻器，电感器，电容器等)的电路基板的方法包括：1)被动电子元件通过另外的工艺被安装在电路基板的表面，2)被动电子元件通过另外的工艺被埋入电路基板中，3)通过在电路基板的表面制作导电图案来形成被动电子元件，如由螺旋形的导线形成的电容器。在现有技术及其产品中的含有通孔的基板是一种含有贯通形式的导电通道的电路基板，而对于被动电子元件，由于困难和昂贵的制造工艺，还没有见到含有贯通形式的被动电子元件的电路基板。
发明内容
本发明是本申请人于2013年12月5日和2013年12月27日提交的中国发明专利申请CN201310651705.5和CN201310737666.0的进一步发展。所述的已提交的专利申请CN201310651705.5公开了一种基于金属线图形阵列制造金属线集成体或导线集成体，并进一步制造含有图形阵列通孔的基板的方法。该方法包括如下关键步骤：制作一个金属线图形阵列；在金属线之间和周围的空间制作固态介电基体，从而形成一个包含金属线图形阵列的金属线集成体；把所述金属线集成体分割成片，从而形成多个含有图形阵列通孔的基板。所述的已提交的专利申请CN201310737666.0公开了一种基于导线的在厚度方向导电的单向导电板的制造方法。该方法包括如下关键步骤：制作一个经由单向紧密排列的导线制成的导线集成体；把所述导线集成体分割成片，从而制成多个单向导电板或包含导电通孔的基板。
所述的本申请人已提交的中国发明专利申请中的关键构思是通过制作一个包含导线的柱体，并进一步分割成片，从而制造含有通孔的基板。本发明是所述构思的进一步发展，其公开了一种功能性柱体集成体，其即包含导线柱体也包含横截面中的导体具有设定构形的功能性柱体，并公开了制造所述的功能性柱体集成体的方法，所述的功能性柱体集成体可被进一步分割成片，从而制成本发明中称作的功能性基板。在所述功能性基板的表面进一步制作电路层，可制成用于集成电路半导体封装的功能性电路基板。
本发明的制造功能性基板的方法，包括如下关键步骤：a)提供功能性柱体；b)把多个功能性柱体按照设定的分布图案相互平行地排列在一起；c)把所述已排列好的多个功能性柱体通过设定的条件，如通过设定的温度和压力，固化成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体；d)把所述功能性柱体集成体分割成片，从而制成多片功能性基板。
本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤b)中，把多个功能性柱体紧密地排列在一起，并且在步骤c)中，通过设定的条件使所述已排列好的功能性柱体相互连接成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体；本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤b)中，把多个功能性柱体按照设定的间距和分布图案相互平行地排列在一起，并且在步骤c)中，用一个基体材料填充功能性柱体之间和周围的空间，并通过设定的条件把所述已排列好的功能性柱体连同基体材料一起固化成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体；本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述的相互平行地排列在一起的多个功能性柱体的分布图案构成多个规则地排列的功能性柱体组，其中所述的功能性柱体组包含多个功能性柱体；本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤a)中所采用的功能性柱体是柱状半导体材料、柱状或条状磁体、导线集成体、导线柱体集成体、电阻器柱体、电容器柱体、电感器柱体或层状板条柱体。本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，包含在所述功能性基板的表面进一步制作电路层，从而制成功能性电路基板的步骤。
本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线集成体，所述导线集成体通过下述步骤来制造：I)提供导线，II)通过多组夹具把所述的多根导线在纵向和横向按设定的间距平行地排列，并拉紧和固定在每两个夹具之间，III)把每两个夹具之间已排列好的多根导线固化在一个基体材料中，从而制成一个柱状的导线集成体。
本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线柱体集成体，所述导线柱体集成体通过下述步骤来制造：I)提供多根导线和一个柱体，II)把所述的多根导线按设定的间距沿着柱体方向排列并固定在所述柱体的侧面，从而制成一个导线柱体集成体。
本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线柱体集成体，所述导线柱体集成体通过下述步骤来制造：I)提供或制作带状材料，其包含按设定间距单向排列的导线，II)把所述的含有导线的带状材料固定在所述柱体的侧面，并在设定的条件下把所述含有导线的带状材料和所述柱体固化成一个整体，从而制成一个导线柱体集成体。
本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电阻器柱体，所述电阻器柱体通过下述步骤来制造：I)提供或制作三层结构的方形或长方形片状材料，其中的两层外层是绝缘材料层，中间层是导电材料层，I)把所述三层结构的方形或长方形片状材料通过正反折叠的方式折叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述叠成好的柱体固化成一个整体，从而制成一个电阻器柱体；本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电容器柱体，所述电容器柱体通过下述步骤来制造：I)提供条状介电材料，II)在所述条状介电材料上覆盖一层导电材料层，从而制成包含条状介电材料和导电材料层的双层板条，III)把多个所述的双层板条堆叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述已堆叠成的柱体固化成一个整体，从而制成一个电容器柱体；本发明的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电感器柱体：I)提供或制作双层结构的方形或长方形片状材料，其中的一层是介电材料层，另一层是导电材料层；II)把所述双层结构的方形或长方形片状材料通过螺旋折叠的方式紧密地折叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述已折叠好的柱体固化成一个整体，从而制成一个电感器柱体。
本发明的功能性基板，其特征在于，所述的功能性基板包括多个按设定间距规则地排列的功能性基片，每个所述的功能性基片包含一个或多个功能性通片，所述的功能性通片的类型包括片状半导体材料、片状磁体材料、导线通片、导线柱体通片、电阻器通片、电容器通片、电感器通片、层形条通片或者变压器通片。本发明的导线柱体集成体，其特征在于，所述的导线柱体集成体包含一个柱体和多根导线，其中所述的多根导线按设定的间距沿着所述柱体的方向环绕地排列在所述柱体的侧面。本发明的功能性柱体，包括：电阻器柱体、电容器柱体或者电感器柱体，其特征在于，所述的电阻器柱体包含构成电阻器结构的正反折叠形式的多层条状导体和分隔所述多层条状导体的绝缘材料；所述的电容器柱体包含构成电容器结构的交错形式的多层条状导体和分隔所述的多层条状导体的介电材料；所述的电感器柱体包含构成电感器结构的卷状的多层导体和分隔所述卷状的多层导体的绝缘材料。
本发明的功能性柱体集成体，包括：多个按设定间距规则地排列的功能性柱体组，所述的每个功能性柱体组包含一个或多个功能性柱体，所述的功能性柱体包括柱状半导体材料、柱状或条状磁体、导线集成体、导线柱体集成体、电阻器柱体、电容器柱体、电感器柱体、层形条柱体、或者变压器柱体。本发明的功能性柱体集成体，其特征在于，所述的功能性柱体组包含两种或多种类型的功能性柱体；本发明的功能性柱体集成体，其特征在于，其包含一种基体材料，其中所述的多个功能性柱体通过所述的基体材料相互连接成一个整体。
在本发明中，关键的发明构思是把多个功能性柱体排列好并固化成一个功能性柱体集成体并进一步分割成片，从而制成多片功能性基板。这里把所述柱体称作功能性柱体是因为所述柱体的横截面内的导体、半导体或磁体材料具有设定的构形，其相互配合可以形成设定的导电功能。本发明的最大优点是可便宜和快捷地制造现有技术不易制造的包含特定导电功能的基板，如包含导电通孔和被动电子器件的功能性基板。本发明中一些其它的优点，特征和相关的发明性概念会参照下面的附图说明在本发明的具体实施方式中加以详述。
附图说明
图1和图1A为本发明一个实施例中经由一个功能性柱体集成体制造功能性基板的方法的示意图；
图2为本发明一个实施例中的各种功能性柱体的横截面示意图；
图3为本发明一个实施例中所采用的用于制作功能性柱体的双层或三层板条的示意图；
图3A为本发明一个实施例中通过折叠一个双层或三层板条，或通过堆叠多个双层或三层板条制作功能性柱体的示意图；
图4为本发明一个实施例中一种用于排列和固定导线的夹具的示意图；
图4A，图4B和图4C为本发明一个实施例中利用图4示意的夹具制作柱状导线集成体的主要步骤的示意图；
图5为本发明一个实施例中通过在一个柱体的侧面铺设包含导线的带状基材制作导线柱体集成体的方法的示意图；
图6为本发明一个实施例中通过在一个柱体的侧面缠绕单向排列的导线制作导线柱体集成体的方法的示意图；
图7为本发明一个实施例中一个圆形的功能性基板的示意图，其中所述的功能性基板包括多个按设定间距规则地排列的功能性基片，每个功能性基片包括多个功能性通片。
具体实施方式
为清楚地通过参照附图说明本发明的具体实施方式，首先对一些使用的术语解释如下：1)功能性柱体，其代表一个复合材料柱体，包括：基体材料，导体材料和半导体材料，其中的导体材料贯通所述柱体、并在所述柱体的横截面内具有设定的构形，如规则排列的点状或条状图案，如图2示意的一些功能性柱体的横截面图；需要指出的是，术语功能性在本发明中代表所述柱体横截面中的导体材料的导电功能，形成特定的图案，导电功能，2)功能性柱体组，其代表一个包含多个功能性柱体的柱体组合，如图1中数字符号112示意的一个功能性柱体组的横截面图；3)功能性柱体集成体，其代表一个包含多个功能性柱体组的柱体集合，如图1中数字符号100示意的一个功能性柱体集成体；4)导线集成体，其代表一个包含导线的基体材料柱体，其中的导线按设定图案沿柱体方向规则地排列，如图2中数字符号210示意的一个导线集成体的横截面图；5)导线柱体集成体，其代表一个在基体材料中包含多根导线和一个柱体的集成体，其中所述的多根导线按设定的间距沿着所述柱体的方向环绕地排列在所述柱体的侧面，如图2中数字符号220示意的一个导线柱体集成体，图2中数字符号290示意的是一个可制作变压器的一个导线柱体集成体，这里称作变压器柱体；6)电阻器柱体，其代表一个基体材料柱体，所述的基体材料柱体包含在柱体方向贯通的正反折叠形式的导电板条，如图2中数字符号230示意的一个电阻器柱体；7)电容器柱体，其代表一个基体材料柱体，所述的基体材料柱体包含在柱体方向贯通的交错堆叠的导电板条，如图2中数字符号240和250示意的一个电容器柱体；8)电感器柱体，其代表一个基体材料柱体，所述的基体材料柱体包含在柱体方向贯通的卷状的多层导电板条，如图2中数字符号260示意的一个电感器柱体；9)层形条柱体，其代表一个基体材料柱体，所述的基体材料柱体包含在柱体方向贯通的多层导电板条，如图2中数字符号270示意的一个层形条柱体；10)被动电子元件柱体，包括所述的电阻器柱体、电容器柱体、电感器柱体和层形条柱体。需要指出的是，术语功能性在本发明中代表所述柱体横截面中的导体材料的导电功能；由于导体材料在所述横截面中形成设定的图案，其可具有设定的功能，如在所述横截面内形成被动电子元件。
以上是与功能性柱体集成体相关的术语；对应地，与功能性基板相关的术语为：1)功能性通片，其代表经由所述功能性柱体分割成的薄片，如图7中数字符号821，822，823，824和825示意的一些功能性通片，其中的导电体贯通由所述功能性柱体分割成的薄片；2)功能性基片，其代表经由所述功能性柱体组分割成的薄片，如图7中数字符号811和812示意的功能性基片，其包含一个或多个功能性通片；3)功能性基板，其代表经由所述功能性柱体集成体分割成的薄片，如图7中数字符号800示意的一个圆形的功能性基板，其包含多个规则排列的功能性基片；4)导线通片，其代表经由所述导线集成体分割成的薄片；5)导线柱体通片；其代表经由所述导线柱体集成体分割成的薄片，相应地，变压器柱体分割成的薄片称作变压器通片；6)电阻器通片，其代表经由所述电阻器柱体分割成的薄片；7)电容器通片，其代表经由所述电容器柱体分割成的薄片；8)电感器通片，其代表经由所述电感器柱体分割成的薄片；9)层形条通片，其代表经由所述层形条柱体分割成的薄片；10)被动电子元件通片，其代表经由所述被动电子元件柱体分割成的薄片。一般的说，术语通片在这里代表一片基体材料，其包含贯通性的具有设定构形和分布的导体材料。
需要注意的是，以上的术语解释仅是为了说明的目的，而不限制本发明的范围和精神。
图1和图1A为本发明一个实施例中经由功能性柱体集成体制造功能性基板的方法的示意图。图1中的数字符号1000示意把多个功能性柱体按照设定的分布图案相互平行地排列在一起形成多个如数字符号110示意的功能性柱体组，其中数字符号111和箭头示意一个包含如数字符号112示意的多个功能性柱体的功能性柱体组的例子，数字符号113示意一种基体材料，其把所述多个功能性柱体连接成一个整体，从而形成一个如数字符号100示意的功能性柱体集成体，数字符号120和箭头示意把所述功能性柱体集成体分割成片，从而制成多片如数字符121示意的功能性基板。图1A是多个按设定的规则排列好的柱体的横截面图，其中的数字符号1500示意把多个功能性柱体151按照设定的分布图案相互平行地排列在一起形成多个功能性柱体组150，其中数字符号152示意功能性柱体组150之间的分割通道，数字符号155和箭头示意把排列好的多个功能性柱体151固化在一个基体材料163中形成数字符号160示意的功能性柱体集成体。在图1A的示意例中，每一个功能性柱体组150包含3x3个功能性柱体151，而在图1的示意例中，每一个功能性柱体组110包含12个导线集成体和一个电感器柱体。需要说明的是，一个功能性柱体组包含的功能性柱体的类型和数量可以根据需要设定，而不限于所述示意例的情况；另外，所述示意例中的功能性柱体集成体100或160是一个方形的柱体，其也可以根据需要设定为其它的形状，如长方形或圆形。
在图1和图1A示意的本发明的一个实施例中的功能性柱体集成体包含一个连接所述多个柱体的如数字符号113或163示意的基体材料，其把所述的多个功能性柱体固封在一起形成所述的功能性柱体集成体。需要说明的是，根据需要，所述的多个功能性柱体也可以紧密地排列在一起，并在设定的温度和压力下，通过自身的基体材料相互固化在一起形成一个功能性柱体集成体。
图2示意本发明一个实施例中所采用的一些功能性柱体的横截面图，所述的功能性柱体包括：数字符号210和箭头示意的一个导线集成体，其包含导线211和基体材料212；数字符号220和箭头示意的一个导线柱体集成体，其包含柱体材料221，按设定的间距沿着所述柱体221的方向环绕地排列在所述柱体的侧面的多根导线222和把所述柱体材料221和多根导线222连接成一个整体的基体材料223；数字符号230和箭头示意的一个电阻器柱体，其包含正反折叠形式的多层条状导体231和分隔所述多层条状导体231的绝缘材料232；数字符号240和箭头示意的一个电容器柱体，其包含交错形式的多层条状导体241和分隔所述的多层条状导体的介电材料242；数字符号250和箭头示意的另一个电容器柱体，其包含交错形式的多层条状导体251，分隔所述的多层条状导体的介电材料252和连接所述的多层条状导体251的端部的导电板条253；数字符号260和箭头示意的一个电感器柱体，其包含卷状的多层导体261和分隔所述卷状的多层导体的绝缘材料262；数字符号270和箭头示意的一个层形条柱体，其包含导电板条271和绝缘或介电材料层272；数字符号280和箭头示意的一个单一材料柱体，如半导体材料柱体或磁体柱体；数字符号290和箭头示意的一个变压器柱体，其包含一个管状的磁体材料柱体291、排列在所述管状柱体两个对边的里外侧的导线292和293、以及把所述的管状柱体和导线固化成一个柱体的基体材料294和295。
需要说明的是，图2中数字符号220和箭头示意的导线柱体集成体中的柱体以及数字符号280和箭头示意的单一材料柱体的材料和横截面形状可以按照需要设定，而不限于半导体材料、磁体材料及方形；另外，图2中数字符号220和290示意的导线柱体集成体中的导线的形状和数量也可以按照需要设定，而不限于图2示意的一层圆形导线及分布在柱体的四边或两边。图2中数字符号290示意的导线柱体集成体也被称作变压器柱体，其可按照导线柱体集成体的制造方法被类似地制造。另外，需要说明的是，图2示意的这些功能性柱体是本发明制造功能性柱体集成体的基本单元，但除了数字符号280示意的单一材料柱体外，需要制作其它的功能性柱体。因此，在本发明中，为了制造所述的功能性柱体集成体，其公开了制造所述的功能性柱体的方法的关键步骤，如图3到图6示意的一些制作方法。
图3和图3A为本发明一个实施例中通过数字符号3000示意的双层或三层板条制作数字符号3400示意的被动电子元件柱体的方法的示意图。图3中的数字符号300示意一个多层板条；数字符号310，320和330示意多层板条的截面图，其中310示意一个中间为导电层，两边为绝缘或介电层的三层板条；320示意一个上面为导电层，下面为绝缘或介电层的双层板条；320示意一个上面为导电层，下面为绝缘或介电层的双层板条，但上面的导电层在左侧或右侧比下面的绝缘层短，形成交错结构。图3A中的数字符号341示意一个电阻器柱体，其可由图3中的三层板条310经过正反折叠的方式紧密地折叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述叠成好的柱体固化成一个整体而制成；图3A中的数字符号342示意一个电感器柱体，其可由图3中的双层板条320或三层板条310紧密地卷成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述已卷好的柱体固化成一个整体而制成；图3A中的数字符号343示意一个电容器柱体，其可由图3示意的多个具有交错结构的双层板条330堆叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述已堆叠成的柱体固化成一个整体而制成；图3A中的数字符号344示意一个层形条柱体，其可由图3示意的多个双层板条320或三层板条310堆叠成一个柱体，并通过设定的温度和压力把所述已堆叠成的柱体固化成一个整体而制成。
图4为本发明一个实施例中用于规则地排列和固定导线的一种夹具的示意图，其中数字符号5000示意所述的夹具由数字符号510示意的第一部分和数字符号520示意的第二部分组成；所述的的第一部分510包含一组如数字符号511/514示意的横向圆杆和在所述的横向圆杆两侧的如数字符号512/513示意的支撑部件，所述的的第二部分520包含一组如数字符号521/524示意的纵向圆杆和在所述的纵向圆杆的上下端的如数字符号522/523示意的支撑部件，数字符号530示意所述的夹具的第一部分510和第二部分520叠在一起形成的网眼结构，其中每一个网眼容纳并定位一根导线，从而把一组导线规则地排列和固定在所述的夹具中。图4A中的数字符号5100示意通过数字符号530，540和550示意的多组夹具把数字符号561示意的导线从供线端，如数字符号560示意的多个线轴拉出并定位在每两个夹具中，如线段561被拉紧和固定在夹具530和540之间，数字符号545表示的虚线示意一个切割线，从而被拉紧和固定在夹具530和540之间的线段561连同夹具可以被安置到一个模具中进行基体材料的填充或浇铸，从而制造一个导线集成体。图4B中的数字符号5200示意用一个基体材料填充或浇铸所述的拉紧和固定在夹具530和540之间的线段的另一个选择，其中数字符号545/555表示的虚线示意一个包围夹具530，540和线段561的开口槽，基体材料可以填充或浇铸在所述的开口槽545/555中，从而制造一个导线集成体。图4C中的数字符号5300示意一个连续的生产过程，其中数字符号562示意的线段被夹具550从线轴560拉出，数字符号570和580示意新插入的夹具，然后重复图4A或图4B示意的用一个基体材料填充或浇铸拉紧和固定在夹具550和570之间的线段的步骤，从而制造下一个导线集成体。
图5为本发明一个实施例中通过在一个柱体的侧面铺设包含导线的带状基材制作导线柱体集成体的方法的示意图。图5中的数字符号610和620示意一个包含导线的带状基材的正视图和横截面图，其中数字符号612或622示意铺设在带状基材611或621上的导线；数字符号6000示意把所述的包含导线的带状基材铺设或包裹到一个柱体的侧面，从而制成如数字符号630或640示意的导线柱体集成体，其中数字符号630和640分别示意所述导线柱体集成体的沿柱体方向的截面图和横截面图，数字符号631和641示意所述的柱体，数字符号632/633和642/643示意铺设或包裹在所述柱体侧面的包含导线的带状基材中的导线和基体材料。
图6为本发明一个实施例中通过在一个柱体的侧面铺设导线制作导线柱体集成体的方法的示意图，其中的数字符号7000示意在一个柱体710的侧面铺设导线700的关键步骤。图6中的数字符号700示意一个导线来源端，如一个线圈，数字符号710示意一个柱体，数字符号720及箭头示意把所述导线沿着所述柱体的侧面一层一层地按设定的间距缠绕，数字符号730和740示意设置在所述柱体两端的用来设定导线层之间的间距的分隔板条，在同一层中的导线间的间距可在缠绕导线的时候通过导线的移动来设定。图6中的数字符号750示意缠绕了两层导线的柱体710的沿着A到A的截面图，数字符号760示意缠绕了两层导线的柱体被固化在一个基体材料761中形成的导线柱体集成体。
图7为本发明一个实施例中一个圆形的功能性基板的示意图8000，其中所述的功能性基板800包括多个按设定间距规则地排列的功能性基片810，每个功能性基片包括多个功能性通片，如数字符号811示意的多个功能性通片，其包含一个柱体通片820和12个环绕所述柱体通片的导线通片830；所述的功能性基片810也可只包含一个功能性通片，如数字符号812示意的导线柱体通片，其由固化在基体材料860中的导线通孔850和柱体通片840组成。需要注意的是，包含在功能性基片810中的柱体通片，如820或840可以是一片半导体材料，也可以是一种功能性通片，如数字符号821、822、823、824、825、或826示意的电阻器通片、电容器通片、电感器通片、带电极的电容器通片、层形条通片或变压器通片。
图1为本发明一个实施例中经由功能性柱体集成体制造功能性基板的方法的示意图，除了其中已示意的一些例子外，下面进一步公开一些具体的应用例。在第一个例子中，图1的功能性柱体组110设定为一个基体材料为陶瓷或玻璃的导线集成体，把所述的陶瓷或玻璃基的导线集成体粘接在一起的基体材料113设定为一个有机材料，如聚合物材料或塑封料，从而制成的功能性基板121是一个柔性的功能性陶瓷或玻璃基板，其包含多个含有导线通孔的陶瓷或玻璃基片。在第二个例子中，图1的功能性柱体组110设定为一个基体材料为铝基的导线集成体，其中的导线是带有玻璃或陶瓷外层的金属线，把所述的基体材料为铝基的导线集成体粘接在一起的基体材料113设定为一个有机材料，如聚合物材料或塑封料，从而制成的功能性基板121是一个柔性的包含导电通孔的铝基板，其包含多个含有导线通孔的铝基片。在第三个例子中，图1的功能性柱体组110设定为一个导线柱体集成体，其中的柱体是一个半导体材料柱体，如硅柱，导线是金属线，把所述的半导体材料柱体和所述的金属线连接成一个导线柱体集成体的材料为陶瓷或玻璃，把所述的导线柱体集成体连接在一起的基体材料113设定为陶瓷或玻璃材料，从而制成的功能性基板121是一个功能性硅基板，其包含多个在周围含有导线通孔的硅基片。在第四个例子中，图1的功能性柱体组110设定为包含导线集成体和被动电子元件柱体，其中的被动电子元件柱体可以是电阻器柱体、电容器柱体、电感器柱体、或者层形条柱，从而制成的功能性基板121是一个包含导电通孔和被动电子元件通片的基板。
需要说明的是，以上参照实施例和附图说明对本发明的描述仅为举例说明，而不是限定本发明的精神和范围，熟悉此技术者当可据此进行修改而得到等效实施例。
Claims (13)
1.一种制造功能性基板的方法，该方法包括如下步骤：
a)提供功能性柱体；
b)把多个功能性柱体按照设定的间距和分布图案相互平行地排列在一起；
c)把所述已排列好的多个功能性柱体通过设定的条件固化成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体；
d)把所述功能性柱体集成体分割成片，从而制成多片功能性基板。
2.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤b)中，把多个功能性柱体紧密地排列在一起，并且在步骤c)中，通过设定的条件使所述已排列好的多个功能性柱体相互连接成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体。
3.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤c)中，用一个基体材料填充所述多个功能性柱体之间和周围的空间，并通过设定的条件把所述已排列好的多个功能性柱体连同基体材料一起固化成一个整体，从而制成一个含有多个功能性柱体的功能性柱体集成体。
4.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述的相互平行地排列在一起的多个功能性柱体的分布图案构成多个规则地排列的功能性柱体组，其中所述的每个功能性柱体组包含多个功能性柱体。
5.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，在步骤a)中所采用的功能性柱体是柱状半导体材料、柱状磁体、导线集成体、导线柱体集成体、电阻器柱体、电容器柱体、电感器柱体、层形条柱体或者变压器柱体。
6.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，包含在所述功能性基板的表面进一步制作电路层，从而制成功能性电路基板的步骤。
7.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线集成体，所述导线集成体通过下述步骤来制造：
i)提供多根导线；
ii)通过多组夹具把所述的多根导线在纵向和横向按设定的间距平行地排列，并拉紧和固定在每两个夹具之间；
iii)把每两个夹具之间已排列好的多根导线固化在一个基体材料中，从而制成一个柱状的导线集成体。
8.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线柱体集成体，所述导线柱体集成体通过下述步骤来制造：
i)提供柱体和导线；
ii)把所述的导线按设定的间距沿着柱体方向排列并固定在所述柱体的侧面；
iii)把所述在柱体侧面已排列好的导线连同所述柱体固化在一个基体材料中，从而制成一个导线柱体集成体。
9.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括导线柱体集成体，所述导线柱体集成体通过下述步骤来制造：
i)提供柱体和包含按设定间距单向排列的导线的带状材料；
ii)把所述的含有导线的带状材料固定在所述柱体的侧面，并在设定的条件下把所述含有导线的带状材料和所述柱体固化成一个整体，从而制成一个导线柱体集成体。
10.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电阻器柱体，所述电阻器柱体通过下述步骤来制造：
i)提供三层结构的方形或长方形片状材料，其中的两层外层是绝缘材料层，中间层是导电材料层；
ii)把所述三层结构的方形或长方形片状材料通过正反折叠的方式紧密地折叠成一个柱体，并通过设定的条件把所述叠成好的柱体固化成一个整体，从而制成一个电阻器柱体。
11.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电容器柱体，所述电容器柱体通过下述步骤来制造：
i)提供多个双层带状材料，其中一层是介电材料层，另一层是导电材料层；
ii)把多个所述的双层带状材料堆叠成一个柱体，并通过设定的条件把所述已堆叠成的柱体固化成一个整体，从而制成一个电容器柱体。
12.如权利要求1所述的制造功能性基板的方法，其特征在于，所述功能性柱体包括电感器柱体，所述电感器柱体通过下述步骤来制造：
i)提供双层结构的方形或长方形片状材料，其中的一层是介电材料层，另一层是导电材料层；
ii)把所述双层结构的方形或长方形片状材料紧密地卷成一个柱体，并通过设定的条件把所述已卷好的柱体固化成一个整体，从而制成一个电感器柱体。
13.一种通过如权利要求1所述的方法制造的功能性基板，其特征在于，所述的功能性基板包括多个按设定间距规则地排列的功能性基片，每个所述的功能性基片包含一个或多个功能性通片，所述的功能性通片包括片状半导体材料、片状磁体材料、导线通片、导线柱体通片、电阻器通片、电容器通片、电感器通片、层形条通片或者变压器通片。
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