CN112349676B - 半柔性的部件承载件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种半柔性的部件承载件(100)，该半柔性的部件承载件包括叠置件(102)，该叠置件包括至少一个电绝缘层结构(106)和/或至少一个导电层结构(104)，其中叠置件(102)限定至少一个刚性部分(108)和至少一个半柔性部分(110)，其中形成半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构(106)中的至少一个电绝缘层结构(106')包含伸长率大于3％且杨氏模量小于5GPa的材料。本发明还涉及一种制造半柔性的部件承载件的方法。

Description

半柔性的部件承载件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半柔性的部件承载件并且涉及一种制造半柔性的部件承载件的方法。
背景技术
在配备有一个或多个电子部件的部件承载件的产品功能越来越多、并且这种部件的小型化不断提高、以及待安装在例如印刷电路板之类的部件承载件上的部件的数量不断增多的背景下，采用越来越强大的类阵列的部件或具有若干部件的封装件，其具有多个接触部或连接部，在这些接触部或连接部之间的间距越来越小。去除由这些部件和部件承载件自身在操作期间产生的热量变成了日益严重的问题。同时，部件承载件应该是机械上坚固并且电气上可靠的，以便即使在恶劣条件下也是可操作的。
存在不同类型的部分柔性且部分刚性的部件承载件。“刚柔结合部件承载件”包括有完全柔性部分，该完全柔性部分例如由聚酰亚胺制成、是与刚性部分的较刚性的介电材料不同的材料。然而，在部件承载件中实施例如聚酰亚胺之类的完全柔性材料是麻烦的，并且涉及可靠性问题。
另一传统类型的部分柔性且部分刚性的部件承载件是“半柔性的部件承载件”，其是这样一种部件承载件：在该部件承载件中，其半柔性部分可以包括与刚性部分相同的介电材料(例如FR4)，从而所述半柔性部分的可弯曲性仅由所述半柔性部分中的减小的厚度引起。然而，传统的半柔性的部件承载件在对该传统的半柔性的部件承载件的半柔性部分进行弯曲时是易于损坏的。
发明内容
可能需要提供一种具有高可靠性的部分刚性且部分柔性的部件承载件。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种半柔性(半挠性)的部件承载件，所述半柔性的部件承载件包括叠置件(特别是层压的叠置件，即叠置件中的层结构通过施加热量和/或压力而被连接的叠置件)，所述叠置件包括：至少一个电绝缘层结构和/或至少一个导电层结构，其中所述叠置件限定至少一个刚性部分和至少一个半柔性部分，其中形成所述半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构包括伸长率大于3％(特别是在300K的温度下)和杨氏模量小于5GPa(特别是在300K的温度下)的材料。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种制造半柔性的部件承载件的方法，其中该方法包括提供(特别是层压，即通过施加热量和/或压力来连接)叠置件，所述叠置件包括至少一个电绝缘层结构和/或至少一个导电层结构，其中所述叠置件限定至少一个刚性部分和至少一个半柔性部分，并且由伸长率大于3％(特别是在300K的温度下)和杨氏模量小于5GPa(特别是在300K的温度下)的材料来形成所述形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或其中容纳一个或多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任意支撑结构。换而言之，部件承载件可以被构造成用于部件的机械和/或电子承载件。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。部件承载件也可以是组合上述类型的部件承载件中的不同部件承载件的混合板。
在本申请的上下文中，术语“刚性部分”可以特别地表示部件承载件的这样的部分：当应用或施加通常在部件承载件的操作期间发生的普通力时，该刚性部分将保持基本上不变形。换句话说，当在部件承载件的操作期间施加力时，刚性部分的形状将不会改变。
在本申请的上下文中，术语“半柔性部分”可以特别地表示部件承载件的这样的部分：当施加在部件承载件的操作期间发生的典型力时可以导致半柔性部分的变形。所述半柔性部分的变形可以达到这样的程度：整个部件承载件的形状可以通过使半柔性部分变形而受到显著影响。然而，这种半柔性部分可以比(例如由聚酰亚胺形成的)完全柔性部分的柔性更小。所述半柔性部分在没有破损的情况下的弯曲可能只有一次、只有有限次的弯曲循环、或者甚至可能在没有破损的情况下进行无限次的弯曲循环。
在本申请的上下文中，术语“具有半柔性部分的半柔性的部件承载件”可以特别地表示这样一种部件承载件：该部件承载件中的半柔性部分可以部分或全部由与一个或多个相邻的刚性部分相同的介电材料和/或金属材料制成，但是该部件承载件中的半柔性部分例如可以仅比(一个或多个)所连接的刚性部分具有局部更小的厚度。在这样的构型中，半柔性部分的可弯曲性仅由厚度减小产生而不是由柔性部分中的更柔性的材料产生。与这种半柔性的部件承载件相比，刚柔结合部件承载件(即另一类型的部分柔性且部分刚性的部件承载件)包括完全柔性部分，例如由聚酰亚胺制成的(例如具有约70％的伸长率)完全柔性部分。在这样的实施方式中，柔性部分的材料可以与一个或两个相邻的刚性部分的材料不同，并且柔性部分的材料可以被具体地选择为具有高弹性或高柔性。
在本申请的上下文中，术语“杨氏模量”可以特别地表示弹性模量，即固体材料的刚度的度量，并且定义材料中的应力(每单位面积的力)和应变(成比例的变形)之间的关系。较软的材料具有比较刚性的材料更小的杨氏模量值。
在本申请的上下文中，术语“伸长率”、“伸长百分比”或“伸长百分率”可以特别地表示破裂后的本体相对于该本体的初始长度的剩余伸长率。伸长百分比可以是捕获材料塑性和/或弹性变形直至破裂的量的量度。伸长百分比是测量和量化材料的延展性的一种方法。可以将材料的最终长度与该材料的初始长度进行比较，以确定伸长百分比和材料的延展性。为了计算伸长百分比，可以从最终长度中减去计量器跨度(标跨)的初始长度。然后可以将该减法的结果除以初始长度并乘以100以获得伸长百分比。方程式为：伸长率＝100×[(最终长度-初始长度)/初始长度]。因此，伸长率表明材料的延展性。具有较高伸长率的材料是更具延展性的材料，而具有较低百分率的材料将更脆。例如，FR4可以具有约1-2％的伸长率。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种半柔性的部件承载件，所述半柔性的部件承载件至少在半柔性的部件承载件的半柔性部分中包含介电材料(电介质材料)，并且所述介电材料具有小于5GPa的杨氏模量(即，扩张用的力与空间扩张之间的比率)和大于3％的伸长率(即在失效点的相对长度扩张)的组合。描述性地说，半柔性的部件承载件的半柔性部分中的这种介电材料比传统的FR4材料具有更高的弹性并且更具延展性。因此，当半柔性部分被弯曲时，半柔性的部件承载件可能不易于失效(特别是不易于形成裂纹或破裂)。
因此，本发明的示例性实施方式在例如半柔性的印刷电路板(PCB)之类的半柔性的部件承载件上应用具有高伸长率或极限应变的低模量材料。结果，可以有利地实现在部件承载件的半柔性部分中具有增加数量的(例如，至少两个或至少三个)的柔性层和/或小的弯曲半径的部件承载件。因此，本发明的示例性实施方式可以解决传统半柔性应用的问题。与传统方法相对的是，在传统方法中是将标准的PCB材料应用于半柔性的部件承载件的弯曲区域，以使用标准HDI(高密度互连)和/或mSAP(改性半加成工艺)PCB(印刷电路板)设计规则从而避免聚酰亚胺的刚柔结合技术的限制，而本发明的示例性实施方式协同地实现了具有小于5Gpa的杨氏模量和大于3％的伸长率的介电材料。通过采取这种措施，可以克服在半柔性的部件承载件的半柔性部分中常规使用的介电材料的显著缺陷。基于模拟，已经鉴定了所描述的解决方案，在使用结合有特定选择的延展性范围的低杨氏模量或甚至超低杨氏模量的材料时，所述解决方案显示出特别有利的性质。虽然传统的半柔性PCB仅用于具有例如大于5mm的估计半径的高弯曲半径应用，达到5次循环的弯曲要求，但是本发明的示例性实施方式可以显著地降低弯曲半径，例如降低至2mm，和/或可以在更大的弯曲条件(例如大于5mm)的情况下将弯曲耐久性增加至多达100次循环。
在下文中，将解释本方法和部件承载件的其他示例性实施方式。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构结构包含树脂，或者由树脂组成，所述树脂特别地是环氧树脂。特别地，适当选择基础树脂和/或一种或多种添加剂可以允许就弹性/杨氏模量和延展性/伸长率方面调节所述介电层(电介质层)的特性。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构包含环氧衍生物、特别是
Figure BDA0002157464670000051
(味之素)增强膜(积层膜)。这种材料可以是在低杨氏模量和高伸长率方面提供上述特性的合适选项。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构不含玻璃布。在具有低杨氏模量和高伸长率的所述至少一个电绝缘层结构的树脂基质中省略玻璃纤维、玻璃球或任何其它增强颗粒，这可以在获得高弹性和高延展性的基础上有利于改善所述半柔性部分中的可弯曲性。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构在(特别是整个)所述至少一个半柔性部分上延伸且(特别是整个)所述至少一个刚性部分上延伸。换句话说，具有低杨氏模量和高伸长率的所述介电层可以在部件承载件的所述半柔性部分与(一个或多个)刚性部分之间共享。在所述半柔性部分与所述至少一个刚性部分上形成具有低杨氏模量和高伸长率的所述介电层，这可以防止在所述半柔性部分与所述一个或多个刚性部分之间的一个或多个材料界面处形成机械弱化点。这种材料界面可以由所述部分中的电介质的不同材料产生，并且可以通过在所述部件承载件的整个水平扩展部上延伸具有低杨氏模量和高伸长率的至少一个连续均匀的介电层来避免。这种均匀的介电层也可以有利于抑制CTE(热膨胀系数)失配。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构是所述叠置件的最外层的电绝缘层结构。模拟显示，特别是半柔性的部件承载件的最外层的介电层在弯曲期间易于失效，并且半柔性的部件承载件的最外层的介电层在弯曲期间在所述半柔性部分中以及在该半柔性部分与(一个或多个)刚性部分的(一个或多个)界面处经受最大的机械载荷。半柔性的部件承载件的最外层的介电层可以在弯曲期间经历最大拉伸，使得形成具有低杨氏模量值和高伸长率值的所述介电层特别有利于防止在弯曲期间产生裂纹。
附加地或可替代地，形成半柔性部分的至少一部分的且具有低杨氏模量和高伸长率的介电层可以位于所述叠置件的电绝缘层结构的内部、特别是中间。虽然半柔性部分的竖向中间部分通常比最外层的部分更不易于失效，但是由具有低杨氏模量和高伸长率的材料构造所述半柔性部分的中间介电层仍然可以对设计中的可弯曲性进行支持，其中最外层的介电层应该由另外的材料制成(例如，出于稳定性原因，所述另外的材料应该包含玻璃布)。非常有利的是，多于一层的结构(至少在半柔性部分中多于一层的结构)可以由具有低杨氏模量和高伸长率的材料制成。特别地，提供具有低杨氏模量和高伸长率的材料的最外层以及中间介电层结构可能是非常有利的。
在一实施方式中，半柔性部分的所有层结构也都沿着所述至少一个刚性部分延伸。非常有利地，半柔性部分的电绝缘层结构(例如包含预浸料、FR4和/或具有低杨氏模量和高伸长率的材料)以及导电层结构(特别地由铜制成的导电层结构)也可以都延伸到一个或多个所连接的刚性部分中。这确保了作为整体的部件承载件的高均匀性和高的机械坚固性(鲁棒性)。特别地，所有层结构由相同的材料制成，和/或所有层结构在所述半柔性部分和所述至少一个刚性部分中具有相同的厚度。通过采取这种措施，可以进一步增强所述半柔性部分和所述一个或多个刚性部分的连接区域的均匀性。
在一实施方式中，部件承载件具有位于两个相对的刚性部分之间的半柔性部分。或者，然而也可以是所述半柔性部分在一侧连接到刚性部分，而在其相反的另一侧是不连接的。
在一实施方式中，所述至少一个半柔性部分与所述至少一个刚性部分相比具有较少数量的层结构，和/或具有更小的厚度。相应地，可以在半柔性部分的之上和/或之下形成空缺区域(腔)，该空缺区域与在半柔性部分中缺少的所连接的刚性部分的层结构相对应。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构包含具有介于反应链段和硬链段之间的柔性链段的聚合物。特别地，所述硬链段可以具有耐高温性，所述柔性链段可以显现出低翘曲和内应力松弛，和/或所述反应链段可以配置为用于与环氧树脂反应。描述性地说，硬链段可以具有耐高温性。反应链段能够与环氧树脂反应，例如通过交联和/或通过形成化学键而与环氧树脂反应。中间的柔性链段可以用作显现出低翘曲并促进内应力松弛的柔性粘合剂。通过将这种聚合物用于具有低杨氏模量和高伸长率的所述至少一个电绝缘层结构，可以进一步改善部件承载件的适当弯曲性和高机械稳定性。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构具有小于2GPa、特别是小于1GPa的杨氏模量(特别是在300K的温度下)。通过采取这种措施，可以进一步增强所述半柔性部分的弹性，并且可以进一步抑制弯曲期间失效的风险。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构具有大于4％、特别地大于5％、更特别地大于10％的伸长率(特别是在300K的温度下)。所述半柔性部分中的这种材料可以进一步有利于介电材料的延展性，并且即使在存在小的弯曲角度的情况下也可以改进所述部件承载件的机械完整性。
此外，所述材料优选具有小于20％的伸长率(特别是在300K的温度下)，以防止所述刚性部分(所述介电层可以延伸到该刚性部分中)的过度的柔性或挠曲性或可弯曲性。过高的伸长率可能会使作为整体的部件承载件的机械稳定性变差。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构在300K的温度下具有小于150ppm/K的热膨胀系数。同时如果热膨胀系数至少为30ppm/K，则可能是有利的。通过对应地配置所述介电层结构的材料，即使在存在明显的温度循环的情况下，也可以抑制所述部件承载件内的热应力。
在一实施方式中，所述半柔性部分具有至少1mm的水平长度。通过实现该设计规则，可以进一步增加半柔性部分的可弯曲性，同时保持在弯曲期间形成裂纹等的风险小。
在一实施方式中，形成半柔性部分的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的至少一个电绝缘层结构弯曲大致如下弯曲角度，所述弯曲角度在0°到180°之间的范围内。例如，弯曲可以在60°和160°之间的范围内的弯曲角度发生而没有失效的风险。
在一实施方式中，所述具有低于5GPa的低杨氏模量和高于3％的高伸长率的至少一个电绝缘层结构作为经树脂涂覆的铜(RCC)箔的一部分被层压到所述叠置件。这种层压特别地可以在所述半柔性部分和所述至少一个刚性部分中完成。在本申请的上下文中，术语“RCC”可以特别地表示具有铜箔的且在铜箔的主表面上施加有树脂膜的双层(或多层)。这种单独的RCC箔的树脂膜可以在与所述叠置件的其他层结构连接之前至少部分地未固化或者可以已经完全固化，使得RCC箔可以作为整体被层压到层叠置件。这简化了操作并因此简化了部件承载件的制造过程。结果，RCC箔以及因此所述具有低于5GPa的低杨氏模量和高于3％的高伸长率的至少一个电绝缘层结构可以在待制造的部件承载件的整个水平面中延伸，即可以存在于所述半柔性部分和所述至少一个刚性部分中。这使得在整个部件承载件上有均匀的材料分布，并且从而抑制了可能是由部件承载件上的不均匀材料分布造成的不希望的CTE失配。
在一实施方式中，部件承载件包括应力传播抑制屏障(特别地，所述应力传播抑制屏障是至少部分地用导电材料填充的多个叠置的过孔)，所述应力传播抑制屏障位于所述至少一个刚性部分与所述至少一个半柔性部分之间的界面区域中，并且被构造成用于在弯曲期间抑制所述至少一个刚性部分与所述至少一个半柔性部分之间的应力传播。描述性地说，所提及的应力传播抑制屏障可以设置成横档在至少一个刚性部分与至少一个半柔性部分之间的应力传播轨迹(特别是从弯曲点到嵌入的部件)并且可以因此起到防止传播弯曲应力的作用。
在一实施方式中，在所述至少一个刚性部分与所述至少一个半柔性部分之间的过渡区域具有至少一个倾斜的侧壁。已经证实，在弯曲位置处的倾斜的侧壁减少了部件承载件内的应力传播。
在一实施方式中，至少一个部件可以被嵌入在部分柔性且部分刚性的部件承载件中，特别是嵌入在所述部分柔性且部分刚性的部件承载件的刚性部分中。在另一个实施方式中，至少一个部件也可以被嵌入这种部分柔性且部分刚性的部件承载件的半柔性部分中。附加地或可替代地，至少一个部件可以被表面安装在所述部分柔性且部分刚性的部件承载件上，特别是可以被表面安装在所述部分柔性且部分刚性的部件承载件的刚性部分上。还可以将至少一个部件表面安装在这种部件承载件的半柔性部分上。
在一实施方式中，部件承载件可以包括机械缓冲结构，该机械缓冲结构包围(特别是经嵌入的)部件的至少一部分，并且与所述叠置件的其他电绝缘材料相比具有较低的杨氏模量值。特别地，该部件可以嵌入在所述至少一个刚性部分的芯部中，并且围绕该部件的至少一部分的叠置件的至少一个电绝缘层结构可以具有比芯部的电绝缘材料更低的杨氏模量。根据这样的实施方式，提供了一种半柔性的部件承载件，所述半柔性的部件承载件包括作为介电材料的机械缓冲结构，该机械缓冲结构至少部分地包封被嵌入所述叠置件中的元件、特别是被嵌入所述刚性部分中的元件。所述机械缓冲结构可具有的杨氏模量值(即，扩张用的力和空间扩张之间的比率)小于所述叠置件的周围电绝缘材料的至少一部分的杨氏模量值。描述性地说，这种部分地或完全地包围嵌入在半柔性的部件承载件中的部件的介电材料具有比所述叠置件的其他(例如由FR4材料制成的)介电材料更高的弹性。结果，当所述半柔性部分弯曲时，所述半柔性的部件承载件特别是在与所述嵌入的部件相对应的体积部分中可能不易于失效(特别是不易于形成裂纹或破裂)。因此，构造为以嵌入技术提供完整封装的部件承载件可以与半柔性技术组合。通过采取这些措施，具有嵌入的部件且具有半柔性特性的基于半柔性(特别是非聚酰亚胺)的部件承载件可以被构造为具有抗弯曲应力的鲁棒性。
在一实施方式中，机械缓冲结构包含伸长率大于3％、特别是大于5％且杨氏模量小于5GPa、特别是小于1GPa的材料。描述性地说，机械缓冲结构的这种介电材料可以比传统的FR4材料具有更高的弹性并且可以更具延展性。结果，当所述半柔性部分弯曲时，所述嵌入的部件会不太容易失效(特别是不易于形成裂纹或破裂)。
在一实施方式中，所述部件的竖向延伸范围不包括在所述至少一个刚性部分与所述至少一个半柔性部分之间的至少一个弯曲点的竖向位置。通过将所述嵌入的部件设置在与介于半柔性部分与刚性部分之间的弯曲部的竖向位置不同的竖向高度处，可以进一步增加被包封在机械缓冲结构中的所述嵌入的部件的坚固性或鲁棒性。
所述一个或多个部件可以选自由非导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光学波导或光导体连接件)、电子部件或其组合所组成的组。例如，所述部件可以是有源电子部件、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、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、发射器和/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、光导和能量收集单元。但是，可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如，磁性元件可以被用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体基础结构)或者可以是顺磁元件。然而，该部件也可以是例如板中板构型的另外的部件承载件。一个或多个部件可以被表面安装在部件承载件上和/或可以被嵌入部件承载件内部。此外，除了所提及的部件之外的其他部件也可以被用作所述部件。
在一实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的叠置件。例如，部件承载件可以是所提到的(一个或多个)电绝缘层结构和(一个或多个)导电层结构的层压件，所述层压件特别地通过施加机械压力形成的，如果需要的话，用热能支持。所提到的叠置件可以提供板形部件承载件，该板形部件承载件能够为其他部件提供大的安装表面并且仍然非常薄且紧凑。术语“层结构”可以特别地表示连续层、图案化层或在共同平面内的多个非连续的岛。
在一实施方式中，部件承载件成形为板。这有助于设计紧凑，其中部件承载件仍然为在部件承载件上安装部件提供了大的基底。此外，特别是作为嵌入式电子部件的示例的裸管芯，得益于其较小的厚度，裸管芯可以被方便地嵌入例如印刷电路板之类的薄板中。
在一实施方式中，部件承载件被构造为由印刷电路板和基板(特别是IC基板)组成的组中的一者。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示部件承载件(所述部件承载件可以是板形(即平面的)、三维弯曲的(例如当使用3D打印制造时)或者所述部件承载件可以具有任何其他形状)，所述部件承载件通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层压而形成，例如通过施加压力，如果需要的话伴随着热能的供应。作为PCB技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料(半固化片)或FR4材料。各种导电层结构可以通过如下过程以期望的方式彼此连接：形成穿过层压件的通孔，例如通过激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压板的通孔，并通过用导电材料(特别是铜)填充所述通孔，从而形成过孔(通路孔)作为通孔连接部。除了可以被嵌入印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被构造成用于在板状印刷电路板的一个或两个相反表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。PCB的介电部分可以由具有增强纤维(例如玻璃纤维)的树脂构成。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示具有与待安装在部件承载件上的部件(特别是电子部件)基本相同尺寸的小型部件承载件。更具体地，基板可以被理解为用于电连接或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件，然而所述基板具有相当较高密度的侧向和/或竖向设置的连接部。侧向连接部例如是导电路径，而竖向连接部可以是例如钻孔。这些侧向和/或竖向连接部设置在基板内，并且可用于提供(特别是IC芯片的)所容置的部件或未容置的部件(例如裸管芯)与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接和/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由具有增强球(例如玻璃球)的树脂构成。
在一实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构的介电材料包括由树脂(诸如增强树脂或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂，更具体地是FR-4或FR-5)、氰酸酯、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸料、环氧基增强膜(环氧基积层膜)、聚四氟乙烯(特氟隆)、陶瓷和金属氧化物组成的组中的至少一者。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，诸如网状物、纤维或球。虽然预浸料或FR4通常是优选的，但也可以使用其他材料。对于高频应用，可以在部件承载件中施用诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂之类的高频材料作为电绝缘层结构。
在一实施方式中，所述至少一个导电层结构的导电材料包括铜、铝、镍、银、金，钯和钨中的至少一者。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆形式也是可能的，特别是涂覆有例如石墨烯之类的超导材料。
在一实施方式中，所述部件承载件是层压型本体。在这样的实施方式中，半成品或部件承载件是通过施加压力(如果需要的话伴随有热量)而叠置并连接在一起的多层结构的组合件。
在处理部件承载件的内层结构之后，可以用一个或多个另外的电绝缘层结构和/或导电层结构对称或不对称地覆盖(特别是通过层压)经处理的层结构的一个或两个相反的主表面。换句话说，可以继续构建(积层)直到获得所需数量的层。
在完成电绝缘层结构和导电层结构的叠置件的形成之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。
特别地，就表面处理而言，可以将电绝缘阻焊剂施加到层叠置件或部件承载件的一个或两个相反的主表面上。例如，可以在整个主表面上形成例如阻焊剂并随后对阻焊剂层进行图案化，以使一个或多个导电表面部分暴露，该导电表面部分将用于将部件承载件电耦接到电子外围。可以有效地防止保持被阻焊剂覆盖的部件承载件的表面部分、特别是含铜的表面部分被氧化或腐蚀。
就表面处理而言，还可以选择性地将表面修饰施加到部件承载件的暴露的导电表面部分上。这种表面修饰可以是在部件承载件的表面上暴露的导电层结构(例如特别是包含铜或由铜组成的垫、导电迹线等)上的导电覆盖材料。如果这种暴露的导电层结构不受保护，则暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能氧化，使得部件承载件不太可靠。然后可以形成表面修饰，例如作为表面安装的部件与部件承载件之间的界面。表面修饰具有以下功能：保护暴露的导电层结构(特别是铜电路)，并且能够例如通过焊接而与一个或多个部件连接。用于表面修饰的适当材料的示例是OSP(有机可焊性性保护材料)、无电镀镍浸金(ENIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯等。
根据下文将要描述的实施方式的示例，本发明的上述方面和其他方面是显而易见的，并且参考这些实施方式的示例对本发明的上述方面和其他方面进行解释。
附图说明
图1至图5示出了根据本发明示例性实施方式的在制造部件承载件期间获得的结构的剖视图。
图6示出了根据本发明另一示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
图7示出了根据本发明的又一示例性实施方式的部件承载件的三维视图。
图8示出了根据本发明另一示例性实施方式的部件承载件的设计。
图9示出了根据本发明的又一示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
图10示出了根据本发明又一示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
图11示出了根据本发明示例性实施方式所使用的具有不同功能链段的聚合物。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
在参考附图之前，将进一步详细描述示例性实施方式，将基于已经开发的本发明的示例性实施方式来总结一些基本考虑因素。
通常，标准PCB材料应用在半柔性的部件承载件的弯曲区域上，以允许使用标准HDI(高密度互连)和/或mSAP(改进的半加成工艺)PCB设计规则。在一种可替代的传统方法中，诸如聚酰亚胺之类的高柔性材料以刚柔结合技术应用，然而由于使用聚酰亚胺材料，该刚柔结合技术涉及显著的限制。
根据本发明的示例性实施方式，可以将介电的低模量和高伸长率的材料应用于半柔性的部件承载件(特别是印刷电路板，PCB)的半柔性部分。这可以允许解决小的弯曲半径并且在半柔性的部件承载件上实现动态的弯曲角度。特别地，这可以通过至少在半柔性部分中配置介电材料使得具有低于5GPa的低杨氏模量和高于3％的高伸长率来实现。因此，半柔性部分中的介电材料可以是弹性的且可延展的。
根据本发明的示例性实施方式，半柔性PCB设置具有介电材料的半柔性部分，其具有低于5GPa的低杨氏模量和高于3％的高伸长率。传统上，PCB仅用于具有大于5mm的估计半径的高弯曲半径应用，达到5次循环弯曲要求。与此相反，根据本发明的示例性实施方式，可以将弯曲半径降低至2mm或更小，和/或在弯曲条件大于5mm的情况下将弯曲耐久性增加至100次循环。
至少在半柔性部分中的这种介电材料可以具有低于5GPa(优选低于1GPa)的超低杨氏模量和高于3％(优选高于4％)的高伸长率。为了在PCB制造工艺方面生产超低模量材料，已经被证明有利于专门调整热压层压工艺。
特别地，本发明的示例性实施方式的材料选择和制造过程尤其可以应用于具有1至10个、特别是4至10个弯曲层的部件承载件，使得弯曲层中的至少一个弯曲层是具有玻璃增强的预浸料。优选地，至少最外层(考虑了弯曲方向)可以由具有低于5GPa的低杨氏模量和高于3％的高伸长率的RCC(经树脂涂覆的铜)材料制成。通过采取这种措施，可以在小柔性宽度、高弯曲角度和半柔性的部件承载件的增加的最大弯曲次数方面改进弯曲性能。结果，可以实现半柔性的部件承载件的可靠的弯曲能力。特别地，可以将这种低模量材料引入半柔性PCB技术中，并且与传统的刚柔结合的PCB技术相比减少了制造工作。协同地，本发明的示例性实施方式可以有利于电气和机械的小型化。此外，本发明的示例性实施方式可以将弯曲进行延伸以安装半柔性应用并且与工业规模的大规模生产适当地兼容。
就所述介电材料的杨氏模量而言，延伸到半柔性部分中的至少一个电绝缘层可以由低于5Gpa、特别是低于2GPa的低模量介电材料制成。
与材料伸长率有关的是，延伸到半柔性部分中的至少一个电绝缘层结构可以由大约3％、特别是5％、优选地高于10％的超高伸长率的介电材料制成。
所述材料的热膨胀系数(CTE)在室温下优选低于150ppm/K。然而，CTE值优选大于30ppm/K。
就柔性区域构型而言，所述低杨氏模量(低于5GPa)和高伸长率(高于3％)材料可以例如具有以下构型中的任一者：
-所述层可以设置在叠置件的半柔性部分中的外层上；
-所述层可以设置在叠置件的半柔性部分中的中间。
特别地，半柔性部分的层数可以在介于1层与8层之间的范围内、特别是在介于4层与8层之间的范围内。
对于机械弯曲设计而言，优选的是，柔性区域长度大于1mm。弯曲角度可以例如在0°与180°之间的范围内。
非常有利地，所描述的结构在刚性部分和半柔性部分中都与部件的嵌入、特别是大型管芯的嵌入相兼容。
本发明的示例性实施方式可以在所有半柔性的部件承载件中实现，并且可以用于克服刚柔结合技术的传统缺点。
图1至图5示出了根据本发明示例性实施方式的在制造图5所示的半柔性的部件承载件100期间获得的结构的剖视图。
参考图1，示出了制造过程的基础材料。特别地，低流动的或不流动的未固化的层结构118被夹在第一多层结构120与第二多层结构122之间。
未固化的层结构118尚未通过施加压力和/或热量来使所述层结构118的树脂材料交联而完全固化。因此，施加压力和/或热量可以使所述未固化的层结构118的尚未固化的树脂材料重新熔化，这因此在触发固化过程时提供与经连接的层结构的粘附功能。例如，未固化的层结构118可以由低流动或不流动的预浸料(即，树脂，例如环氧树脂，所述树脂包括增强颗粒，例如玻璃纤维)制成。这种低流动或不流动的预浸料具有这样的性质：即这种低流动或不流动的预浸料在固化(所述固化可以通过压力和/或加热来触发)过程中，仅在非常有限的程度上(如果有的话)流入相邻的间隙。也可以使用液体电介质。
第一多层结构120可以具有完全固化的芯部，例如由FR4材料构成的完全固化的芯部，作为电绝缘层结构106，在该电绝缘层结构的两个相反的主表面上覆盖有相应铜箔，作为导电层结构104。
第二多层结构122可以是例如经树脂涂覆的铜(RCC)箔。例如，第二多层结构122可以由导电层结构104(例如铜箔)和在导电层结构104上的、基于具有高伸长率的超低杨氏模量的材料形成的电绝缘层结构106'构成。更确切地说，电绝缘层结构106'的杨氏模量的值可以小于5Gpa、并且优选小于1GPa。换句话说，电绝缘层结构106'的材料可以是高弹性的。此外，电绝缘层结构106'的材料可以具有至少3％、优选至少4％的高伸长率。结果，电绝缘层结构106'可以是高延展性的。为了进一步促进电绝缘层结构106'的可弯曲性，电绝缘层结构106'可以不含玻璃布或其他增强颗粒。因此，非常有利地，最上面的电绝缘层结构106'可以包含具有大于4％的伸长率和小于1GPa的杨氏模量的材料。例如，所述电绝缘层结构106'包含环氧衍生物，特别是
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增强膜或特别配置的环氧树脂。优选地，所述电绝缘层结构106'不含玻璃布，例如仅由树脂组成。所述电绝缘层结构106'的材料可以具有至少30ppm/K但小于150ppm/K的热膨胀系数。所有提到的参数涉及300K的温度。电绝缘层结构106'可以完全固化以简化空缺区域(腔)形成(比较图4的描述)，但是在制造方法的另一个实施方式中，电绝缘层结构106'也可以至少部分未固化。
第一多层结构120的电绝缘层结构106的厚度可以大于第二多层结构122的电绝缘层结构106'的厚度。
参考图2，示出了在铺设之前在图1中所示的基础材料的制备。
如图所示，第一多层结构120设置有阶梯式轮廓，所述阶梯式轮廓具有由侧基部126和所述基部126中的凹口140围绕的中间突起部125。这可以通过使第一多层结构120的上导电层结构104图案化来实现。凹口140可以沿着预定的过渡线形成为第一多层结构120的电绝缘层结构106中的凹槽或通道。凹口140可以形成为侧向地围绕所述突起部125，并且稍后将用于限定空缺区域130的形成。为了形成凹口140，可以在除了由稍后待制造的半柔性的部件承载件100的弯曲区域中的突起部125的铜所限定的区域之外、在一侧上去除第一多层结构120的电绝缘层结构106的FR4材料。可以机械地、物理地或化学地去除介电材料，可以对铜进行蚀刻。还可以通过在第一多层结构120的电绝缘层结构106的厚FR4材料中实施预深铣削(pre-deep milling)程序来形成凹口140。
此外，低流动或不流动的未固化层结构118被图案化以形成与突起部125相匹配的中间凹部128。将中间凹部128定位且尺寸设置成容纳所述突起部125并与凹口140对齐。例如，可以通过选择性地铣削、冲压或激光切割所述低流动或不流动的未固化层结构118来实现所述低流动或不流动的未固化层结构118中的中间凹部128的形成。因此，第一多层结构120的上铜箔被图案化以形成突起部125，该突起部125提供与凹入的至少部分未固化的低流动或不流动层结构118的形状闭合。一方面形成突起部125的第一多层结构120的上导电层结构104的厚度和所述至少部分未固化的低流动或不流动的预浸料层结构118的厚度可以相同或可以类似，以获得竖向对准。
所述凹口140或缝用于在空间上界定出待形成的空缺区域130。描述性地说，凹口140支撑铣削工具117(参见图4)以在空间上适当地限定待形成的半柔性的部件承载件100的半柔性部分110。从图2中可以看出，间隙“d”被限定在未固化的低流动或不流动的预浸料层结构118的内侧壁与第一多层结构120的上导电层结构104的相邻侧壁之间。优选地，间隙“d”的尺寸可以选择为与凹口140的水平延伸“b”相同或基本相同。更确切地说，应该提到的是，间隙“d”表示在连接所示层之后的对应尺寸(这意味着，在切割期间，应考虑层压期间的材料流动)。更具体地，凹口140的外侧壁可以与未固化的低流动或不流动的预浸料层结构118的内侧壁对齐。此外，凹口140的内侧壁可以与第一完全固化的多层结构120的上导电层结构104的侧壁对齐。
参照图3，通过层压，即施加压力和/或热量，在第一多层结构120与第二多层结构122之间连接所述低流动或不流动的未固化层结构118，形成互连的叠置件102。结果，所述低流动或不流动的未固化层结构118的未固化的电绝缘材料可以重新熔化、进行交联并且可以随后再固化。结果，仅在层结构118与直接连接的层结构120、122之间的直接界面处产生粘附力。由于层结构118由低流动或不流动的材料制成，因此该材料将不会流动或因此该材料将不会显著地流入凹口140，从而有利地保持凹口140敞开以及从而在后面的工艺中简化空缺区域130的形成。为了确保层结构118的材料在层压期间不完全填充凹口140，可以使形成在根据图2的层结构118中的凹部128足够大。
从图3的剖视图可以看出，凹入的未固化的电绝缘层结构118被构造成使得在层压期间安全地防止预浸料流入凹口140。距离或间隙“d”可以保持未被填充，先前未固化的(低流动的或)不流动的预浸料层结构118在层压期间被固化，因为特别是不流动的预浸料具有在固化期间基本上不流动的性质。然而可替代地，距离或间隙“d”被部分地或完全地填充，先前未固化的低流动(或不流动)的预浸料层结构118在层压期间被固化，因为特别是低流动的预浸料具有在固化期间进行一定(但相对较小)的流动的性质。
参照图4，去除材料，从而在叠置件102中形成空缺区域130，以从两个相对的刚性部分108中界定由空缺区域130限定的半柔性部分110(比较图5)。半柔性部分110对应于空缺区域130的一部分，而刚性部分108对应于围绕空缺区域130的层压的叠置件102的较厚部分。形成空缺区域130可以通过使用铣削工具117(图4中示意性地表示)铣削来去除叠置件102的材料而实现。在铣削期间，可以控制铣削工具117的侧向位置，以限定台阶(参见图5中的附图标记114)。铣削工具117的位置的对应空间可调节性由双箭头164表示。因此，可以通过基本上围绕凹口140从底侧来切割叠置件102来基本上侧向去除凹口140中的材料来实现空缺区域130的形成。此后，可以简单地将材料的由对应切割线围绕的非粘附块132从叠置件102中取出，从而获得空缺区域130。块132不是周向粘附的，因为块132通过铣削与图3所示的层结构的其余部分周向地分离。此外，块132不会粘附在其对应于突起部125的上主表面的顶表面上，因为它不包括(同时固化的)层结构118的材料。由于界定所述块132的分开的区域的上表面是通过前述第一多层结构120的上导电层结构104与前述第二多层结构122的电绝缘层结构106'之间的界面形成的，因此所述层压没有在那里引起粘附。
如图4中进一步所示，可以通过以下来实施精加工程序：在刚性部分108中的在所获得的层结构的暴露的导电表面的一部分上沉积第一焊接掩模171，同时在弯曲部分或半柔性部分110中的所获得的层结构的暴露的导电表面的上部分上形成第二焊接掩模173。
在取出所述块132之后并且在形成焊接掩模171、173之后，获得图5中所示的半柔性的部件承载件100。
参照图5，PCB制造过程可以通过对应地定位铣削工具117用于去除叠置件102的材料以形成空缺区域130、并且通过取出对应形成的块132来限定周向台阶114来完成。台阶114是在空缺区域130的拐角处、在刚性部分108与半柔性部分110之间的过渡部分中形成的。可以发生低流动的预浸料或不流动的预浸料的轻微流动。结果，获得了图5中所示的半柔性的部件承载件100。
半柔性的部件承载件100在此实施为印刷电路板(PCB)并且包括由导电层结构104和电绝缘层结构106、106'构成的层压的叠置件102。例如，导电层结构104可以包括图案化铜箔和竖向贯穿的连接部，例如铜填充的激光过孔。电绝缘层结构106可以包括树脂(例如环氧树脂)和在该树脂中的增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)。例如，电绝缘层结构106可以由预浸料或FR4制成。电绝缘层结构106'可以是没有玻璃纤维的环氧树脂层，并且具有比电绝缘层结构106的材料更低的杨氏模量和更高的伸长率。层结构104、106、106'可以通过层压(即，施加压力和/或热量)来连接。
如图所示，具有低杨氏模量和高伸长率的所述电绝缘层结构106'在整个半柔性部分110和整个至少一个刚性部分108上延伸。所述电绝缘层结构106'是层压的叠置件102的最外层的电绝缘层结构。所述最外层的电绝缘层结构106'在弯曲期间特别容易形成裂纹。因此，用低杨氏模量和高伸长率的材料构造所述最外层结构106'，可以最有效地抑制拉伸应力。半柔性部分110可具有至少1mm，例如2mm的水平长度l。
特别是在与位于半柔性部分110与刚性部分108之间的界面区域195相对应的弯曲区域中，特别地突出了在半柔性部分110的弯曲期间形成裂纹的风险。然而，由于柔软和弹性的低杨氏模量和高伸长率、比脆性有更好的延展性的电绝缘层结构106'，因此可以显著提高机械耐久性，特别是在界面区域195中的机械耐久性。
根据图5的半柔性的部件承载件100包括外部刚性部分108、中间半柔性部分110和将所述半柔性部分110从所述刚性部分108界定出的空缺区域130。换句话说，半柔性部分110设置在不同的刚性部分108之间或由不同的刚性部分108包围。在空缺区域130的拐角处的且刚性部分108与半柔性部分110之间的过渡部分中的台阶114改进了机械完整性。虽然刚性部分108和半柔性部分110包括基本相同的材料，但刚性部分108通过使其具有比半柔性部分110更大的竖向厚度而变得更有刚性。半柔性部分110由于其小的厚度和电绝缘层结构106'的材料选择而变得更有柔性。同样可以从图5中看出，刚性部分108和半柔性部分110共享共同的连续的电绝缘层结构106'，该电绝缘层结构106'与第二多层结构122的初始的电绝缘层结构106'相对应。
如图5所示，空缺区域130具有带拐角的矩形截面，在拐角中台阶114形成为外凸的突起部124。更准确地说，台阶114由同时固化的低流动的预浸料层结构118在过渡部分中形成。即使在操作或处理期间存在施加到所述半柔性的部件承载件100的弯曲力或其他张力的情况下，台阶114的存在也对半柔性的部件承载件100的机械完整性具有非常积极的影响。从附图标记153、155可以看出，施加的力(参见附图标记153)可以由台阶114操纵或改变方向(参见附图标记155)。无论可以给出哪种理论解释，都已经证明台阶114的存在改进了半柔性的部件承载件100的机械完整性。
在半柔性部件承载器100的拐角区域或过渡区域中，所施加的力可以是最大的。然而，在没有台阶114的情况下，拐角区域中的破损力可以更小。由于台阶114的存在，可以增加失效的力极限。
图6是根据本发明另一示例性实施方式的半柔性的部件承载件100的一部分的剖视图。
根据图6，具有低杨氏模量和高伸长率的所述电绝缘层结构106'是叠置件102的最外层的电绝缘层结构106。可选地，位于叠置件102内部的半柔性部分110中的一个或两个另外的电绝缘层结构106”、106”'也可以设有低于5GPa或甚至低于1GPa的低杨氏模量、以及高于3％或甚至高于4％的高伸长率。这进一步改进了部件承载件100的可弯曲特性。
图7示出了根据本发明的又一示例性实施方式的半柔性的部件承载件100的三维视图。形成半柔性部分110的一部分的所述电绝缘层结构106'可以弯曲介于0°与180°之间的范围内的可自由限定的弯曲角度β，在本实施方式中该弯曲角度β为大约90°。由于半柔性部分110的最外层的部分111在弯曲期间最容易损坏，因此在所述最外层的部分111的侧部设置具有低杨氏模量和高伸长率的电绝缘层结构106'是最有利的。
图8示出了根据本发明另一示例性实施方式的半柔性的部件承载件100的设计。图8中的数字以微米为单位示出了相应层结构的相应厚度。如图所示，半柔性部分110的所有层结构104、106、106'也沿着所述至少一个刚性部分108延伸。更具体地，所述层结构104、106中的所有层结构由相同的材料制成并且在半柔性部分110中和所述至少一个刚性部分108中具有相同的厚度。
如图所示，刚性部分108包括六个导电层结构104和五个电绝缘层结构106的交替序列。在层压的叠置件102的顶部和底部，形成相应的阻焊剂171、173。虽然可以在刚性部分108中使用标准的焊接掩模(比较附图标记171)，但是可以在半柔性部分110中实现柔性的焊接掩模墨(比较附图标记173)。最上面的电绝缘层结构106'被构造成是没有玻璃布并且具有所述低杨氏模量和高伸长率的环氧基材料。所述电绝缘层结构106'可以基于超低模量的RCC(经树脂涂覆的铜)箔形成。例如，还可以将刚性部分108中的最下面的电绝缘层结构106'构造为超低模量的基于RCC的层。所有其他的电绝缘层结构106可以由包含玻璃纤维或玻璃球作为增强颗粒的预浸料制成。最厚且最中间的电绝缘层结构106可以是芯部。导电层结构104是图案化的或连续的铜层(例如由基铜和镀铜的组合形成的)。另外，提供竖向贯穿的连接部(特别是铜填充的激光过孔)，形成导电层结构104的一部分，但是该连接部仅定位于刚性部分108中。
图9示出了根据本发明的又一示例性实施方式的半柔性的部件承载件100的剖视图。
在图9的实施方式中，半柔性部分110被形成为叠置件102的中间部分。叠置件102的整个厚度部分构成刚性部分108。从半柔性区域110中的两个相反的主表面去除叠置件102的材料，使得在部件承载件100的两个相反的主表面处形成两个空缺区域130，从而界定出所述半柔性部分110。
非常有利地，可以在半柔性的部件承载件100中嵌入一个或多个部件132(例如半导体芯片)。在所示实施方式中，将一个部件132嵌入所述刚性部分108的中间芯部191中。将另一部件132嵌入所述半柔性部分110中的中间芯部191中。
根据图9的部件承载件100还包括选择性地包围所述嵌入的部件132的笼形的或壳形的局部弹性的机械缓冲结构144。机械缓冲结构144可以是没有玻璃纤维的环氧树脂层，并且具有比例如仅除了电绝缘层结构106'之外的其余电绝缘层结构106的材料更高的伸长率(例如高于5％)和更低的杨氏模量(例如低于1GPa)。如图所示，具有低杨氏模量和高伸长率的所述机械缓冲结构144基本上包围除了使部件132与部件承载件100的环境和/或导电层结构104电接触的接触过孔(未示出)之外的整个嵌入的部件132(例如半导体芯片)。更具体地，机械缓冲结构144覆盖部件132的竖向侧壁以及水平表面部分。机械缓冲结构144被成形为基本上围绕仅除了接触所述部件132的水平主表面上的一个或多个垫(未示出)的所述一个或多个过孔(未示出)之外的整个部件132的壳体。所述机械缓冲结构144包封在半柔性的部件承载件100的弯曲期间特别易于形成裂纹的部件132。因此，用低杨氏模量和高伸长率的材料构造所述机械缓冲结构144可以最有效地抑制拉伸应力。描述性地说，嵌入所述刚性部分108中的部件132的弹性的和易延展的包封可以在绕一个或多个弯曲点148弯曲所述半柔性的部件承载件100时可靠地保护敏感的半导体部件132免受损坏。除了通过提供机械缓冲结构144而选择性地相应改变直接在部件132周围的材料成分之外，叠置件102的除了电绝缘层结构106'之外的其余部分可以由传统的和良好可用的材料制成。
同样可以从图9中看出，部件132的竖向延伸范围L不包括所示刚性部分108与所示半柔性部分110之间的弯曲点148竖向位置。此外，在所示的刚性区域108与所示的半柔性部分110之间的界面区域中以填充有诸如铜之类的导电材料的多个竖向叠置的过孔形式的应力传播抑制屏障150抑制了在弯曲期间在半柔性部分110与刚性区域108之间以及到达部件132的应力传播。所述措施，即部件132相对于弯曲点148的竖向位移和应力传播抑制结构150的设置，另外有助于在弯曲期间可靠地保护所述嵌入的部件132免受损坏。
同样如图9所示，半柔性部分110与刚性部分108之间的过渡区域在顶侧和底侧都具有倾斜的侧壁154。这进一步有助于在弯曲期间保护部件承载件100免受损坏。
图10示出了根据本发明又一示例性实施方式的半柔性的部件承载件100的剖视图。
图10中所示的半柔性部件100对应于上面参照图6描述的结构，但另外具有嵌入所述刚性部分108和半柔性部分110两者中的部件132，部件132延伸到部件承载件100的上主表面。
令人惊讶的是，在包括一个或两个具有低杨氏模量和高伸长率的电绝缘层结构106'的半柔性区域110中嵌入相应的部件132，对弯曲性和对于在半柔性部分110中形成裂纹的风险没有显著的负面影响。
图11示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的具有不同功能链段112、115、116的可用于形成电绝缘层结构106'的聚合物。
所示聚合物在一侧的反应链段115和相反的另一侧的硬链段116之间具有中间的柔性链段112。硬链段116可以配置为具有耐高温性。柔性链段112有利于低翘曲并且用于缓解内部应力。反应链段115可以配置成用于与环氧树脂反应以形成更大的化合物。
应当注意，术语“包括”或“包含”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除复数。还可以将结合不同实施方式描述的元件组合起来。
还应注意，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
本发明的实现不限于图中所示和上面描述的优选实施方式。相反，即使在基本上不同的实施方式的情况下，也可以使用所示的解决方案和根据本发明的原理的多种变型。

Claims (46)

1.一种半柔性的部件承载件(100)，所述部件承载件包括：
叠置件(102)，所述叠置件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构(104)，其中，所述叠置件(102)限定至少一个刚性部分(108)和至少一个半柔性部分(110)；
由所述电绝缘层结构形成的至少一个台阶，所述至少一个台阶位于所述至少一个半柔性部分与所述至少一个刚性部分之间的界面处，所述至少一个电绝缘层结构包括第一电绝缘层结构(106)和第二电绝缘层结构(118)，其中，在所述半柔性的部件承载件的剖面上，所述第二电绝缘层结构(118)从所述第一电绝缘层结构(106)突出以形成所述台阶，所述至少一个刚性部分(108)和所述至少一个半柔性部分(110)共享共同的连续的电绝缘层结构，所述共同的连续的电绝缘层结构是完全固化的层结构且布置在所述第二电绝缘层结构(118)的与所述第一电绝缘层结构(106)相反的一侧，
其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的一个或更多个电绝缘层结构包含伸长率大于3％且杨氏模量小于5GPa的材料。
2.根据权利要求1所述的部件承载件(100)，其中，所述叠置件(102)是层压的叠置件。
3.根据权利要求1所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包含树脂、或者由树脂组成。
4.根据权利要求3所述的部件承载件(100)，其中，所述树脂是环氧树脂。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包含环氧衍生物。
6.根据权利要求5所述的部件承载件(100)，其中，所述环氧衍生物是
Figure FDA0003355917620000021
增强膜。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构是不含玻璃布的。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构是不含嵌入在树脂基质中的增强颗粒的。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构在所述至少一个半柔性部分(110)上延伸且在所述至少一个刚性部分(108)上延伸。
10.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分并且具有大于3％的伸长率和小于5GPa的杨氏模量的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包括所述叠置件(102)的最外层的电绝缘层结构。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分并且具有大于3％的伸长率和小于5GPa的杨氏模量的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包括所述叠置件(102)的所述至少一个电绝缘层结构中的内部的电绝缘层结构。
12.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分并且具有大于3％的伸长率和小于5GPa的杨氏模量的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包括所述叠置件(102)的所述至少一个电绝缘层结构中的中间的电绝缘层结构。
13.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个半柔性部分(110)的所述至少一个电绝缘层结构和/或所述至少一个导电层结构(104)中的所有层结构还沿着所述至少一个刚性部分(108)延伸。
14.根据权利要求13所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个电绝缘层结构和/或所述至少一个导电层结构(104)中的所有层结构是由相同的材料制成的，和/或在所述至少一个半柔性部分(110)中以及在所述至少一个刚性部分(108)中具有相同的厚度。
15.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)具有位于两个相对的刚性部分之间的所述至少一个半柔性部分(110)。
16.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个半柔性部分(110)与所述至少一个刚性部分(108)相比具有较少数量的电绝缘层结构和/或导电层结构，和/或具有较小的厚度。
17.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构包含具有介于反应链段(115)与硬链段(116)之间的柔性链段(112)的聚合物。
18.根据权利要求17所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的至少一者：
其中，所述硬链段(116)具有耐高温性；
其中，所述柔性链段(112)表现出低翘曲和内应力松弛；
其中，所述反应链段(115)配置成用于与环氧树脂反应。
19.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构具有小于2GPa的杨氏模量。
20.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构具有小于1GPa的杨氏模量。
21.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构具有大于4％并且小于20％的伸长率。
22.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构具有大于5％并且小于20％的伸长率。
23.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构具有大于10％并且小于20％的伸长率。
24.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构在300K的温度下具有小于150ppm/K的热膨胀系数。
25.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构在300K的温度下具有至少30ppm/K的热膨胀系数。
26.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个半柔性部分(110)具有至少1mm的水平长度(l)。
27.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个半柔性部分(110)弯曲如下弯曲角度(β)，所述弯曲角度在介于0°与180°之间的范围内。
28.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，包括嵌入所述叠置件(102)中的部件(132)。
29.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，包括嵌入所述叠置件(102)的中间芯部(191)中的部件(132)。
30.根据权利要求28所述的部件承载件(100)，包括机械缓冲结构(144)，所述机械缓冲结构围绕所述部件(132)的至少一部分，并且与所述叠置件(102)的其他电绝缘材料相比具有较低的杨氏模量值。
31.根据权利要求30所述的部件承载件(100)，其中，所述机械缓冲结构(144)包含伸长率大于3％并且杨氏模量小于5GPa的材料。
32.根据权利要求30所述的部件承载件(100)，其中，所述机械缓冲结构(144)包含伸长率大于5％并且杨氏模量小于1GPa的材料。
33.根据权利要求28所述的部件承载件(100)，其中，所述部件(132)的竖向延伸范围(L)不包括位于所述至少一个刚性部分(108)与所述至少一个半柔性部分(110)之间的至少一个弯曲点(148)的竖向位置。
34.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，包括应力传播抑制屏障(150)，所述应力传播抑制屏障位于所述至少一个刚性部分(108)与所述至少一个半柔性部分(110)之间的界面区域中、并且被构造成用于在弯曲期间抑制所述至少一个刚性部分(108)与所述至少一个半柔性部分(110)之间的应力传播。
35.根据权利要求34所述的部件承载件(100)，其中，所述应力传播抑制屏障是至少部分地填充有导电材料的多个叠置的过孔。
36.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，在所述至少一个刚性部分(108)与所述至少一个半柔性部分(110)之间的过渡区域具有至少一个倾斜的侧壁(154)。
37.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的至少一者：
所述部件承载件(100)包括表面安装在所述叠置件(102)上和/或嵌入所述叠置件(102)中的至少一个部件(132)，其中，所述至少一个部件(132)选自非导电嵌体和/或导电嵌体、传热单元、光导元件、电子芯片、存储装置、滤波器、集成电路、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、致动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、蓄电池、开关、相机、天线、磁性元件、另外的部件承载件(100)以及逻辑芯片；
其中，所述至少一个导电层结构(104)包括由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一者，所提及的材料中的任一材料涂覆有超导材料；
其中，所述至少一个电绝缘层结构中的一个或更多个电绝缘层结构包括树脂、FR-4、FR-5、氰酸酯、聚亚苯基衍生物、玻璃、预浸料、环氧基增强膜、聚四氟乙烯、陶瓷和金属氧化物中的至少一者；
其中，所述部件承载件(100)成形为板；
其中，所述部件承载件(100)被构造为由印刷电路板和基板组成的组中的一者；
其中，所述部件承载件(100)被构造为层压型部件承载件(100)。
38.根据权利要求37所述的部件承载件(100)，其中，所述树脂是增强树脂或非增强树脂。
39.根据权利要求37所述的部件承载件(100)，其中，所述树脂是环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂。
40.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括表面安装在所述叠置件(102)上和/或嵌入所述叠置件(102)中的至少一个部件(132)，所述至少一个部件(132)为电子部件。
41.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括表面安装在所述叠置件(102)上和/或嵌入所述叠置件(102)中的至少一个部件(132)，所述至少一个部件(132)为信号处理部件。
42.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括表面安装在所述叠置件(102)上和/或嵌入所述叠置件(102)中的至少一个部件(132)，所述至少一个部件(132)为有源电子部件或无源电子部件。
43.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括表面安装在所述叠置件(102)上和/或嵌入所述叠置件(102)中的至少一个部件(132)，所述至少一个部件(132)为能量收集单元。
44.一种制造半柔性的部件承载件(100)的方法，其中，所述方法包括：
提供叠置件(102)，所述叠置件(102)包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构(104)，其中，所述叠置件(102)限定至少一个刚性部分(108)和至少一个半柔性部分(110)；
在所述至少一个半柔性部分与所述至少一个刚性部分之间的界面处由所述电绝缘层结构形成至少一个台阶，所述电绝缘层结构包括第一电绝缘层结构(106)和第二电绝缘层结构(118)，其中，在所述半柔性的部件承载件的剖面上，所述第二电绝缘层结构(118)从所述第一电绝缘层结构(106)突出以形成所述台阶，所述至少一个刚性部分(108)和至少一个半柔性部分(110)共享共同的连续的电绝缘层结构，所述共同的连续的电绝缘层结构是完全固化的层结构且布置在所述第二电绝缘层结构(118)的与所述第一电绝缘层结构(106)相反的一侧；以及
将形成所述至少一个半柔性部分(110)的至少一部分的所述至少一个电绝缘层结构中的一个或更多个电绝缘层结构配置成具有伸长率大于3％且杨氏模量小于5GPa的材料。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，提供所述叠置件(102)包括对所述叠置件进行层压。
46.根据权利要求44或45所述的方法，其中，所述至少一个电绝缘层结构中的所述一个或更多个电绝缘层结构作为经树脂涂覆的铜箔的一部分在所述至少一个半柔性部分(110)中和所述至少一个刚性部分(108)中被层压到所述叠置件(102)。
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