CN115132696A - 部件承载件及其制造方法和半成品 - Google Patents

部件承载件及其制造方法和半成品 Download PDF

Info

Publication number
CN115132696A
CN115132696A CN202110667460.XA CN202110667460A CN115132696A CN 115132696 A CN115132696 A CN 115132696A CN 202110667460 A CN202110667460 A CN 202110667460A CN 115132696 A CN115132696 A CN 115132696A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric layer
core
layer
dielectric
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110667460.XA
Other languages
English (en)
Inventor
阿尔坦·巴弗蒂里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&S Austria Technologie und Systemtechnik AG
Original Assignee
AT&S Austria Technologie und Systemtechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AT&S Austria Technologie und Systemtechnik AG filed Critical AT&S Austria Technologie und Systemtechnik AG
Priority to EP22162855.5A priority Critical patent/EP4064343A1/en
Priority to US17/655,480 priority patent/US20220310428A1/en
Publication of CN115132696A publication Critical patent/CN115132696A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49894—Materials of the insulating layers or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

一种部件承载件(100)，其包括：芯(102)，该芯包括介电体(132)；部件(104)，该部件至少部分地嵌入芯(102)中；第一介电层(106)，该第一介电层布置在芯(102)和部件(104)和的底侧部(108)处；以及第二介电层(110)，该第二层介电层布置在芯(102)和部件(104)的顶侧部(112)处；其中，芯(102)中的围绕部件(104)的间隙(114)与底侧部(108)相邻地填充有第一介电层(106)的材料，并且与顶侧部(112)相邻地填充有第二介电层(110)的材料。

Description

部件承载件及其制造方法和半成品
技术领域
本发明涉及部件承载件、一种制造部件承载件的方法以及一种半成品。
背景技术
随着配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能的增长和此类部件的小型化，以及安装在部件承载件中或嵌入部件承载件中的部件(诸如印刷电路板)的数量增加，越来越强大的阵列状部件或具有若干部件的封装正在被使用，它们具有多个触点或连接部，并且这些触点之间的间距越来越小。特别地，在操作期间中，由这些部件和部件承载件本身产生的热量的去除成为越来越严重的问题。同时，部件承载件应具有机械稳健性和电气可靠性，以便即使在恶劣条件下也能操作。
为了将部件嵌入层叠置件中，通孔可以形成在层叠置件中，并且通过从底侧部通过诸如粘附带之类的临时承载件封闭。介电层可以层压在叠置件和部件的顶部上。此后，临时承载件被释放并扔掉。
发明内容
可能需要一种部件承载件，该部件承载件可以简单地制造且花费很少的工作量，并且具有很强的机械完整性。
根据本发明的第一方面的示例性实施方式，提供了一种部件承载件，其包括：包括介电体的芯；至少部分地嵌入所述芯中的部件；布置在所述部件和所述芯的底侧部处的第一介电层，以及布置在所述芯和所述部件的顶侧部的第二层介电层，其中，所述芯中的围绕所述部件的间隙(特别是所述芯和所述部件之间的横向间隙)与底侧部相邻地填充有第一介电层的材料，并且与顶侧部相邻地填充有第二介电层的材料。
根据本发明的第一方面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：为包括介电体的芯设置通孔，将粘性的且至少部分未固化的第一介电层附接到芯的底侧部以由此封闭通孔，通过将部件附接到粘性的且至少部分未固化的第一介电层而将部件至少部分地布置在芯的经封闭的通孔中，然后通过层压以由此使第一介电层至少部分地固化而将芯、部件和第一介电层彼此永久地固定。
根据本发明的第一方面的又一示例性实施方式，提供了一种用于制造部件承载件的半成品，其中，该半成品包括：芯，其包括介电体并且具有通孔；以及粘性的且至少部分未固化的第一介电层，其附接到芯的底侧部并且封闭通孔，从而限定出在底侧部处封闭的用于附接并嵌入部件的容纳容积。
根据本发明的第二方面的示例性实施方式，提供一种部件承载件，所述部件承载件包括：芯，其包括介电体和图案化金属层，该图案化金属层向下突出成超出所述介电体的底表面；部件，其至少部分地嵌入所述芯中；以及第一介电层，其连接在芯和部件的底侧部处，并且覆盖整个向下突出的图案化金属层。
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/或其中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电气连接的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/或电子承载件。部件承载件可以包括层压的层叠置件。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“叠置件”可以特别表示彼此平行地叠置安装的多个平面层结构的布置。
术语“层结构”可以特别地表示在公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛。
在本申请的上下文中，术语“部件”可以特别地表示例如完成电子任务和/或热任务的嵌体。例如，电子部件可以是包括半导体材料(特别是作为主要材料或基本材料)的半导体芯片。半导体材料可以例如是诸如硅或锗之类的IV型半导体，或者可以是诸如砷化镓之类的III-V型半导体材料。特别地，半导体部件可以是半导体芯片，诸如裸管芯或模制管芯。
在本申请的上下文中，术语“芯”可以特别地表示用于部件承载件的刚性板结构，该部件承载件包括优选地完全固化的介电体(诸如中央板)，该介电体可以在其一个或两个相反的主表面上覆盖有相应的导电层结构，诸如图案化金属层。例如，介电体可以包括树脂(例如环氧树脂)和增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)，并且可以例如是FR4。可选地，芯的两个相反的主表面可以通过诸如镀铜的激光过孔之类的竖向贯穿连接部或者机械钻孔的过孔和镀铜的过孔而彼此电耦合。更具体地，诸如印刷电路板(PCB)之类的部件承载件的芯可以是刚性基部材料，其可选地在一侧或两侧上与铜进行层压。这样的芯可以用于制造单面板和双面板，但是也可以用于多层部件承载件(特别是PCB)的生产。
在本申请的上下文中，术语“粘性的第一介电层”可以特别表示具有粘附表面的带、膜、箔、片或板。在使用中，粘性层可以用于粘附到叠置件的主表面以封闭延伸穿过叠置件的开口。可以将部件粘附到粘性层以限定部件在开口中的位置，以及由此限定部件相对于叠置件的位置。通过在嵌入过程期间将部件粘附到粘性带，部件的嵌入的空间精度可以是极好的。因此，可以获得具有高对准精度的紧凑的部件承载件。
在本申请的上下文中，术语“至少部分未固化的第一介电层”特别是指具有如下性质的材料：该材料通过施加升高的压力和/或升高的温度而至少部分地熔化或变得可流动，并且当释放施加的高压和/或高温时变得完全硬化或固化(从而变成固体)。因此，施加升高的压力和/或升高的温度可以导致可固化的或至少部分未固化的材料变得暂时可流动，然后在释放所施加的高压和/或高温时硬化(例如，在热固性材料的情况下不可逆地硬化，其中也可以使用其他材料)。特别地，“至少部分未固化的材料”可以包括B阶段材料和/或A阶段材料，或者由B阶段材料和/或A阶段材料组成。通过由树脂、预浸料或任何其他B阶段材料提供该层，该层可在层压期间重新熔化，使得树脂(或类似物)可以流动以互连各种元件并封闭间隙或空隙，因此可有助于在制造中的部件承载件内的稳定的固有互连。在通过施加压力和/或热量来连接这种结构时，即通过层压时，仅未固化的材料(特别是低流动性树脂或无流动性树脂)将略微重新熔化并实现局部连接。
在本申请的上下文中，术语“半成品”可以特别地表示在执行制造部件承载件的方法期间获得的中间结构。因此，半成品可以是易于制造的部件承载件的预成型件，即，在完成用于制造部件承载件的制造方法之前仍需要进行处理的结构。
根据本发明的第一方面的示例性实施方式，可以通过第一介电层、优选地通过其层压，从底侧部将待嵌入芯的一个或更多个通孔中的一个或更多个部件锚固在部件承载件内。从描述上来说，所述第一介电层可以封闭芯中的一个或更多个通孔，并且可以最初具有粘性或粘附特性，以简化待嵌入的(一个或更多个)部件的组装。非常有利地，当将(一个或更多个)部件暂时附接到第一介电层上时，所述第一介电层可以是粘性的并且至少部分未固化。这确保将待嵌入的(一个或更多个)部件正确定位在底侧部处。通过层压，第一介电层的先前至少部分未固化的材料可以被至少部分固化，从而将相应的部件固定在适当的位置。在制造过程期间，来自底部介电层和顶部介电层的材料都可以在部件周围流入芯、部件与第一介电层之间的间隙中，从而有助于其在嵌入期间的固定。与常规使用的临时承载件相反，最初粘性的且至少部分未固化的第一介电层可以保留为易于制造的部件承载件的一部分，即，不需要最后被去除。这简化了制造过程，特别是简化了从部件承载件的底侧部的后续积层，并确保了部件的可靠嵌入。
根据本发明的第二方面的示例性实施方式，具有嵌入由第一介电层在底侧部处封闭的中央芯的介电体的通孔中的至少一个部件的部件承载件可以同时使用相同的介电层以在芯的底侧部处覆盖向下突出的图案化金属层。竖向延伸超出芯的介电体的底侧图案化金属层因此可以由此被介电体与介电层结合而气密性地包围。因此，芯迹线可以被嵌入在电绝缘材料内，且可以由此被机械地保护并且相对于周围是电绝缘的。此外，可以通过介电层与图案化金属层的向下突出的元件之间的机械互锁来促进介电层与芯之间的粘附。这可以防止分层且也可以有助于避免翘曲。
在下文中，将解释制造方法、部件承载件和半成品的另外的示例性实施方式。
在一实施方式中，间隙包括混杂区域或混合区域，该混杂区域或混合区域包括第一介电层与第二介电层的混杂或混合的材料。在所述混杂区域中，第一介电层的最初可区分的材料(特别是树脂)和第二介电层的另外的材料(特别是另外的树脂，其可以与上述树脂不同)可以一起流动以在包括两种介电层材料的贡献的混合区域中形成混合物。在这样的混杂区域中，可以存在第一介电层的材料和第二介电层的材料的混合物。特别地，混杂区域可以包括双树脂材料或多树脂材料。通过将混杂区域分开，可以存在纯的第一介电层材料区域和纯的第二介电层材料区域。非常有利地，混杂区域的存在机械地增强了部件的嵌入，并在不同介电层的材料特性之间提供了平滑的过渡。这避免了突然的材料过渡，其在应力形成方面可能是至关重要的。
在一实施方式中，混杂区域布置在仅包括第一介电层的材料的底部间隙区域与仅包括第二介电层的材料的顶部间隙区域之间。例如，混杂区域的至少一部分可以紧邻所嵌入的部件的底侧部，例如位于部件的侧壁与底壁之间的界面处。附加地或可替代地，混杂区域可以至少部分地位于所嵌入的部件的以及芯的相反的(特别是竖向的)侧壁之间，即，位于部件与芯之间的竖向延伸的横向间隙内。
在一实施方式中，第一介电层的厚度在0.5μm至10μm的范围内。因此，从底侧部覆盖芯和所嵌入的部件的第一介电层可以非常薄。这使部件承载件在竖向方向上保持紧凑。
在一实施方式中，第一介电层包括树脂，诸如环氧树脂。优选地，第一介电层不含诸如玻璃纤维之类的纤维。这允许第一介电层的树脂材料在层压期间适当且自由地在部件周围流动和/或流入部件与芯之间的间隙中。这种树脂层也可以非常适合于与第二介电层例如另外的树脂层混杂。优选地，第一介电层在层压到芯和部件之前包括B阶段树脂。此后，第一介电层的树脂可以被完全固化。
在一实施方式中，第一介电层包括填料颗粒。有利地，这样的填料颗粒可以限制第一介电层的树脂材料的流动性，从而允许流动控制。这可以改善制造过程的可控性。例如，所述填料颗粒可以是为第一介电层提供附加的技术功能的功能性填料颗粒。作为示例，填料颗粒可以被配置为用于增加第一介电层的导热率(其可以比不含填料颗粒时更大)。为此目的，填料颗粒可以是陶瓷填料颗粒，例如包含氧化铝或氮化铝。
在一实施方式中，第二介电层是纯树脂层。特别地，第二介电层可以不含纤维(诸如玻璃纤维)和/或可以不含填料颗粒。这允许第二介电层的树脂材料在层压期间适当且自由地在部件周围流动和/或流入部件与芯之间的间隙中。这种树脂层也可以非常适合于与第一介电层例如另外的树脂层混杂。特别地，第一介电层和第二介电层可以由不同的材料制成。
在一实施方式中，芯包括在介电体的底表面上和/或底表面中的图案化金属层。特别地，第一介电层可以覆盖整个图案化金属层。例如，这种图案化金属层可以是结构化铜箔。第一介电层可以覆盖图案化金属层的所有暴露的表面部分，以确保电绝缘和机械保护。图案化金属层可以部分或完全向下突出成超出芯的介电体，或者可以具有与介电体的底部主表面对准或齐平的暴露的表面。
在一实施方式中，芯包括在介电体的顶表面上和/或顶表面中的另外的图案化金属层。例如，所述另外的图案化金属层可以是结构化铜箔。第二介电层可以覆盖另外的图案化金属层的所有暴露的表面部分，以确保电绝缘和机械保护。另外的图案化金属层可以部分或完全向上突出成超出芯的介电体，或者可以具有与介电体的顶部主表面对准或齐平的暴露的表面。
在一实施方式中，该图案化金属层和另外的图案化金属层中的至少一者从芯的表面突出得小于18μm，特别是突出得小于10μm。这允许限制部件承载件在竖向方向上的尺寸。
例如，该图案化金属层和另外的图案化金属层中的至少一者的厚度小于5μm，特别是小于2μm。因此，在芯的顶侧部和/或底侧部上的相应的结构化金属层可以非常薄，并且因此也可以有助于部件承载件的紧凑设计。
在一个实施方式中，图案化金属层与另外的图案化金属层可以相对于彼此电隔离。然而，在另一实施方式中，该图案化金属层与另外的图案化金属层可以彼此电耦合(特别是通过竖向延伸穿过芯的介电体的导电的竖向贯穿连接部)。例如，竖向贯穿连接部可以是镀覆通孔。这种构造在介电体的竖向方向上的相反的主表面上的图案化金属层之间提供了非常短的电连接路径。
在一实施方式中，部件的侧壁和/或介电体的侧壁部分地被第一介电层的材料覆盖并且部分地被第二介电层的材料覆盖。更具体地，所嵌入的部件的竖向侧壁的底部部分可以仅被第一介电层的材料覆盖(由于在层压期间所述介电材料的回流)。相应地，所嵌入的部件的竖向侧壁的顶部部分可以仅被第二介电层的材料覆盖(由于在层压期间所述介电材料的回流)。可选地但优选地，在纯的第一介电层材料与纯的第二介电层材料之间可以存在具有第一介电层的介电材料与第二介电层的介电材料的混合物的混杂区域。
在一实施方式中，该方法包括将具有下面的可拆卸的支撑层的粘性的且至少部分未固化的第一介电层附接到芯的底侧部以封闭通孔。相应地，半成品可以包括在第一介电层下面的可拆卸的支撑层。第一介电层的粘性特性也可以确保第一介电层与支撑层之间的粘附。从描述上来说，当将粘性的且至少部分未固化的第一介电层附接到凹陷的芯的底侧部时，在粘性的且至少部分未固化的第一介电层下面的这种支撑层可提供额外的稳定性。
在一实施方式中，该方法包括在层压之后将可拆卸的支撑层从第一介电层拆卸。与可以形成易于制造的部件承载件的一部分的粘性的且至少部分未固化的第一介电层相反，支撑层可以是临时承载件，其可以在完成部件承载件的制造之前被去除。
在一实施方式中，该方法包括再次使用拆卸的支撑层以制造另外的部件承载件。因此，非常有利地，支撑层可以被回收并且可以再次用作待制造的一个或更多个随后批次的部件承载件的临时承载件。这减少了生态足迹和浪费量。
在一实施方式中，支撑层是塑性层，特别是由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成。这种材料可适当地释放并且能够承受层压期间的苛刻条件。然而，也可以实施其他可拆卸的支撑层，诸如其他塑性材料(例如聚四氟乙烯(PTFE))和/或非塑性材料(例如金属、陶瓷、FR4)之类的支撑层。
在优选实施方式中，PET支撑层上的B阶段树脂层可以在支撑层上形成构成第一介电层的双层。这样的双层可以与芯连接为整体，并且在组装部件之后并且在层压第一介电层之后(当第一介电层不再有粘性时)将支撑层拆卸。
在一实施方式中，该方法包括将第二介电层附接到芯和部件的顶侧部。有利地，该方法可以包括：通过层压以特别是使第二介电层至少部分地固化，而将芯、部件、第一介电层与第二介电层彼此永久地固定。优选地，第一介电层和第二介电层可以通过一个共同的同时层压过程并因此以快速和简单的方式与芯和部件连接。而且，这种共同的层压过程还可以允许在层压的第一介电层与层压的第二介电层之间建立直接的物理连接。这可以改善部件承载件的整体机械完整性。通过经由层压同时固化第一介电层和第二介电层，也可以促进或触发混杂区域的形成。
在一实施方式中，图案化金属层完全地嵌入介电体内。这样的实施方式例如在图1中示出，并且导致部件承载件的特别平坦和紧凑的设计。
在另一实施方式中，例如，与图19的实施方式相比，图案化金属层仅部分地嵌入介电体内。可替代地，图案化金属层完全布置在介电体下面，例如参见图20的实施方式。在后者所描述的实施方式中，第一介电层可以通过与突出的图案化金属层机械互锁而适当地保护所提及的图案化金属层，同时提高部件承载件的整体完整性。
在一实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，部件承载件仍然提供较大的基底，以用于在其上安装部件。此外，特别地，裸露管芯作为嵌入的电子部件的示例，由于其厚度小，可以方便地嵌入到薄板中，诸如印刷电路板中。
在一实施方式中，部件承载件被配置为以下各者中的一者：印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示板形部件承载件，其通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构进行层压(例如，通过施加压力和/或通过供给热能)而形成。作为PCB技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或FR4材料。各种导电层结构可以通过如下方式以期望的方式彼此连接：例如通过激光钻孔或机械钻孔形成贯穿层压件的通孔；以及用导电材料(特别是铜)部分或完全填充它们，从而形成过孔作或任何其他通孔连接部。填充的孔连接整个叠置件(延伸穿过若干层或整个叠置件的贯穿孔连接部)，或者填充的孔连接至少两个导电层，称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连，以便接收电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或更多个部件之外，印刷电路板通常被配置成用于在板形印刷电路板的一个或两个相反的表面上容纳一个或更多个部件。这些部件可以通过焊接连接至相应的主表面。PCB的电介质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”可以特别地表示小的部件承载件。相对于PCB，基板可以是相对小的部件承载件，其上可以安装一个或更多个部件，并且这些部件可以充当(一个或更多个)芯片与另一PCB之间的连接介质。例如，基板可以具有与要安装在其上的部件(特别是电子部件)基本上相同的尺寸(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，但是其在横向和/或竖向布置的连接中具有相当高的密度。横向连接例如是导电路径，而竖向连接可以例如是钻孔。这些横向和/或竖向连接布置在基板内，并且可以用于提供封装的或未封装的部件(诸如裸管芯)、特别是IC芯片与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”也包括“IC基板”。基板的介电部分可以由具有增强颗粒(诸如增强球体，特别是玻璃球体)的树脂构成。
所述基板或中介层可以包括以下各者或由以下各者组成：至少一层玻璃；硅(Si)和/或可光成像或干蚀刻的有机材料，如环氧基积层材料(诸如，环氧基积层膜)或聚合物化合物(其可以包含或不包含光敏和/或热敏分子)，如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
在一实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括由以下各者组成的组中的至少一者：树脂或聚合物，诸如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚苯醚衍生物(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)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，诸如腹板、纤维、球体或其他种类的填料颗粒，以形成复合材料。半固化树脂与增强剂(例如，浸渍有上述树脂的纤维)组合在一起称为预浸料。这些预浸料通常以其特性命名，例如FR4或FR5，其用于描述它们的阻燃特性。尽管预浸料特别是FR4通常优选用于刚性PCB，但也可以使用其他材料，特别是环氧基积层材料(诸如积层膜)或可光成像介电材料。对于高频应用，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可能是优选的。除这些聚合物外，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低、极低或超低DK材料也可以作为电绝缘结构应用于部件承载件中。
在一实施方式中，所述至少一个导电层结构包括由以下各者组成的组中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁。尽管通常优选铜，但是其他材料或其涂覆版本也是可能的，特别是涂覆有超导电材料或导电聚合物，诸如分别为石墨烯或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)。
至少一个部件可以嵌入部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这种部件可以选自以下各者：非导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体，优选包含铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(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，其可以被嵌入或表面安装以用于促进散热。根据材料的热导率定义合适的材料，热导率应为至少2W/mK。这样的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积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(已实施至少一个p-n结)、无源电子部件(诸如电阻器、电感或电容器)、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(诸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、电源管理部件(诸如场效应晶体管(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，诸如碳化硅(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)、光电子接口元件、发光二极管、光电耦合器、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、机电转换器、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，可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如，磁性元件可以用作部件。这样的磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁性元件，反铁磁性元件，多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体磁芯)或者可以是顺磁性元件。然而，该部件也可以是IC基板、中介层或另外的部件承载件，例如呈板对板构造。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入其内部。此外，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，也可以用作部件。
在一实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热量而叠置并连接在一起多层结构的复合物。
在对部件承载件的内层结构进行处理之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或导电层结构对称地或不对称地覆盖(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，积层可以持续进行直到获得期望的层数。
在完成形成电绝缘层结构和导电层结构的叠置件之后，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，可以将电绝缘阻焊剂可以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。例如，可以在整个主表面上形成这种阻焊剂，并随后对阻焊剂层进行图案化，以暴露一个或更多个导电表面部分，所述一个或更多个导电表面部分将用于将部件承载件电耦接到电子器件外围。可以有效地保护保持被阻焊剂覆盖的部件承载件的表面部分、特别是包含铜的表面部分以免受氧化或腐蚀。
在表面处理方面，还可以选择性地对部件承载件的暴露的导电表面部分应用表面修饰。这种表面修饰可以是在部件承载件的表面上的暴露的导电层结构(诸如，垫、导电迹线等，特别是包含铜或由铜组成)上的导电覆盖材料。如果不保护这种暴露的导电层结构，则暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能会氧化，从而降低部件承载件的可靠性。然后可以形成表面修饰，例如作为表面安装的部件和部件承载件之间的界面。表面修饰具有保护暴露的导电层结构(特别是铜电路)的功能，并且能够例如通过焊接实现与一个或更多个部件的连结过程。用于表面修饰的适当材料的示例为有机可焊性防腐剂(OSP)、化学镍浸金(ENIG)、化学镍浸钯金(ENIPIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯等。
从下文将描述的实施方式的示例中，本发明的上述定义的各方面和其他方面将变得显而易见，并且将参考这些实施方式的示例进行说明。
附图说明
图1至图6示出了根据本发明的示例性实施方式的、从根据图1的半成品开始、在执行如图6所示的制造部件承载件的方法期间获得的结构的剖视图。
图7至图12示出了根据本发明的其他示例性实施方式的、从根据图7的半成品开始、在执行图12所示的制造部件承载件的方法期间获得的结构的剖视图。
图13至图15示出了根据本发明的又一示例性实施方式的、在执行图15所示的制造部件承载件的方法期间获得的结构的剖视图。
图16和图17示出了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件的预成型件的剖视图。
图18示出了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件的预成型件的剖视图。
图19和图20示出了根据本发明的其他示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
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，将对示例性实施方式进一步详细描述，将基于已经开发了本发明的示例性实施方式的一些基本考虑进行总结。
常规地，可以使用诸如粘附带之类的临时承载件来将部件固定在形成在芯中的通孔内的期望位置处。这产生了对于后续的带去除和清洁面板表面潜在残留物的需要。这种方法的结果是相对大量的浪费和相对较高的程序上的工作量。
因此，希望避免在嵌入过程中使用临时的带材料。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种具有嵌入芯中的部件的部件承载件，其中，用于容纳部件的芯的通孔被粘性的且至少部分未固化的第一介电层封闭，该第一介电层在嵌入期间层压到芯和部件，从而形成易于制造的部件承载件的一部分，而不是在完成制造之前被去除。因此，在使用后必须被处理的临时承载件可以是非必要的，从而可以显著减少浪费量。此外，将所述第一介电层层压在部件承载件的底侧部上，同时将第二介电层层压到部件承载件的顶侧部，可以导致部件周向嵌入所述两个介电层的树脂材料中。因此，可以在多材料介电壳内可靠地保护敏感部件。非常有利地，两个介电层的树脂(一种或更多种)可以在混杂区域中混杂，并且因此可以防止突然的材料桥接并且可以确保平滑的连续材料过渡。
本发明的实施方式的又一方面包括一种实施方式，其中图案化金属层从部件承载件的芯的介电体向下突出，并且容纳在部件承载件的底侧部上的第一介电层的介电体内，例如具有上述特性。
本发明的示例性实施方式提供在嵌入期间低至无部件偏移的优点。此外，可以执行简单的PET去除过程以去除支撑层，该支撑层可以临时连接至最初为粘性的且至少部分未固化的第一介电层。此外，通过本发明的示例性实例可以获得良好的过程产量。所描述的制造过程可以被精确地控制。
因此，本发明的示例性实施方式利用粘附电介质积层材料来完成部件嵌入，该粘附电介质积层材料也可以被称为第一介电层。
示例性实施方式的要点是使用处于粘性状态的B阶段树脂材料层压在面板的底部，以用于随后的部件固定。这种制造架构的合适条件是：芯的嵌入的迹线具有非常低的铜厚度(例如，厚度小于5μm)，且粘性的树脂片的厚度较小(例如，小于10μm，优选在介于从1μm到4μm的范围内)。因此，第一介电层的粘性B阶段树脂可以在功能上替代上述粘性带，并且在嵌入期间被按压时可以仅与相对的第二介电层一起固化。非常有利地，已经证明这种方法显著改善了翘曲性能。此外，材料去除过程可以是不必要的，因为先前粘性的且至少部分未固化的第一介电层形成易于制造的部件承载件的一部分。特别地，在嵌入芯中期间不需要使用带材料。有利地，这可以减少废材料的量。此外，不需要根据本发明的示例性实施方式的带去除设备。除此之外，在带去除后无需进行面板清洁过程，例如去除残留物。非常有利地，本发明的示例性实施方式减轻了包装技术的复杂性，减少了浪费，并且减少了制造工作量。
从描述上来说，示例性实施方式使用粘性的电介质进行嵌入应用。因此，本发明的示例性实施方式实现了基于环氧树脂的承载件层，该基于环氧树脂的承载件层可用于在组装过程之后保持部件并保留在PCB积层中作为介电层。在实施方式中，基于环氧树脂的承载件层不仅充当用于待嵌入的部件的承载件，而且还在制造的部件承载件的最终积层中充当介电材料。当未固化或半固化时，该基于环氧树脂的承载件层可以在表面上为粘性的，并且可以在完全固化时变硬。通过这些特性，粘性的且至少部分未固化的介电层可以用作用于嵌入应用的多用途材料。非常有利地，由于粘性的且至少部分未固化的介电层可以在固化后形成部件承载件的一部分，因此无需剥离部件承载件。协同地，还可以将该环氧树脂承载件层用作易于制造的部件承载件的介电材料。结果，可以减少处理阶段的数量，这继而可以减少制造工作量。而且，不存在带残留的风险。此外，可以显著减少浪费量。有利地，通过节省能源、水和基础材料，生态足迹也较小。
根据优选实施方式，可以将部件嵌入芯中，该芯可以放置在粘性的且至少部分未固化的介电层上。优选地，该介电层可以是具有填料颗粒的B阶段树脂(如未固化的环氧树脂或氰酸酯树脂)，以限制材料的流动性。有利地，介电材料的厚度可以选择为薄至0.5μm至10μm。
在下一过程阶段，可以通过将另一B阶段树脂层压到积层的表面上来完成嵌入。在这种情况下，PET膜可以用作B阶段树脂的承载件的支撑部。在一实施方式中，可以将具有PET膜的介电材料用作备用材料。第一介电层的厚度可以非常低(例如，在介于从2μm至7μm的范围内)。此外，可以在随后的过程阶段中建立最终的电介质厚度。
根据本发明的示例性实施方式，当使用具有表现出粘附性的薄的B阶段电介质的PET箔时，可以替代常规的临时粘附带。可以利用粘附特性将粘性层附接在腔切割芯的底部上以及随后附接部件。
此外，可以实现粘性的且至少部分未固化的介电层的膜层压。所述膜(例如PET箔)可以用作用于薄的粘附介电层的背衬材料。在这样的过程期间，施加膜而不产生皱纹可能是有利的。这可以通过使用胶带层压机来实现(例如，具有减小的压力，例如0.5MPa，且速度在介于从1m/min至2m/min的范围内)。粘附介电层的材料的有利选择是在室温下表现出粘性的味之素积层膜(ABF)材料GY50。优选地，粘附介电层设置为低厚度(例如，在介于从1μm至10μm的范围内)，以确保在处理期间的柔韧性以及在压机中的低流动或无流动。
在压机中，减轻部件偏移的优选配置是芯面朝下取向。这可以从底部到顶部促进或支撑填充树脂，从而消除了部件腔中任何不希望的不受控制的树脂流动。
图1至图6示出了根据本发明的示例性实施方式的、从根据图1的半成品122开始、执行制造图6所示的部件承载件100的方法的过程期间获得的结构的剖视图。
图1示出了通过在包括介电体132的芯102中形成通孔120而获得的结构。通孔120的形成可以例如通过机械切割或激光切割来实现。例如，介电体132可以是包括诸如玻璃纤维之类的增强颗粒的完全固化的树脂(例如环氧树脂)的板。如图所示，在介电体132的下主表面处提供图案化金属层128。在所示的实施方式中，图案化金属层128通过表面进入被嵌入介电体132，使得图案化金属层128的暴露的表面部分与介电体132的下主表面对准或齐平。同样如图所示，在介电体132的上主表面处形成另外的图案化金属层130。在所示的实施方式中，另外的图案化金属层130形成在介电体132上并竖向突出成超出介电体132。图案化金属层128与另外的图案化金属层130中的每一者可以是铜箔，或者可以是例如被结构化的镀铜层(例如通过蚀刻)。例如，图案化金属层128和/或另外的图案化金属层130的厚度D可以小于5μm，例如小于3μm。这有助于所制造的部件承载件100的紧凑性。图1还示出了导电的竖向贯穿连接部134延伸穿过整个介电体132，以将图案化金属层128与另外的图案化金属层130电耦合。例如，竖向贯穿连接部134可以是填充铜的激光过孔。
在图1中仅可见一个通孔120。然而，所描述的制造过程可以是用于同时制造多个部件承载件100的分批过程。特别地，芯102可以是包括图1所示类型的通孔120的二维阵列的面板，其中多个部件承载件100可以同时形成，并且可以在制造过程结束时被分离或单数化。这增加了制造过程的生产量。例如，面板尺寸的芯102可具有至少12×18英寸2的尺寸，例如18×18英寸2或更大的尺寸。
在芯102中形成(一个或更多个)通孔120之后，将由粘性的且至少部分未固化的第一介电层106组成的、与可拆卸的支撑层126连接的双层粘附至芯102的底侧部108以封闭通孔120。因此，获得了具有封闭的底部和粘性的底壁的腔。
例如，粘性的且至少部分未固化的第一介电层106是未固化的环氧树脂层，即通过供应热量和/或机械压力仍然能够交联或聚合的环氧树脂。优选地并且如图1的细节140所示，第一介电层106包括未固化的树脂142，不含玻璃纤维，但是可以填充有填料颗粒118。特别地，第一介电层106的树脂142可以包含B阶段树脂。未固化的树脂142可以提供粘性特性，并且可以允许在层压期间连接至当前正在制造的部件承载件100的各种组成部分。另外有利地，在第一介电层106中不存在玻璃纤维允许在层压期间的适当的流动性，从而有助于在层压期间封闭部件104、芯102与第一介电层106之间的间隙114。有利地，第一介电层106的填料颗粒118可以以限定的方式限制树脂142的流动性，从而可以防止在层压期间过多且不受控制的树脂流动。例如，填料颗粒118可以是陶瓷填料颗粒(例如，由氧化铝或氮化铝制成)，以提高热导率，从而有助于在易于制造的部件承载件100的操作期间去除热量。优选地，第一介电层106的厚度可以非常小，例如可以在介于从0.5μm至10μm的范围内，例如为2μm。这使所制造的部件承载件100在竖直方向上保持紧凑。
支撑层126可以是非粘性材料的可拆卸的塑性层，优选地为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。这种材料具有足够的非粘附性，以在层压后容易拆卸。此外，所描述的材料在机械上是坚固的，以在层压之前提供机械稳定性。此外，支撑层126可以在拆卸之后被再次使用或回收环以用于制造另外批次的部件承载件100。从描述上来说，第一介电层106可以是永久性承载件，其封闭通孔120并以粘附方式承载部件104，同时形成易于制造的部件承载件100的一部分。与此相反，支撑层126可以是向第一介电层106和部件104提供机械支撑的临时承载件，但是在完成部件承载件100的制造之前被去除。
在将所描述的双层附接到切割芯102的底侧部以限定上述具有封闭的底部的腔之后，可以将电子部件104插入芯102的经封闭的通孔120，并且可以附接到粘性的且至少部分未固化的第一介电层106的暴露的粘性表面。因此，电子部件104的组装可以以如下方式完成：组装的电子部件104粘附到第一介电层106并由此防止在空间上未对准。换句话说，插入经封闭的通孔120中的电子部件104可以暂时连接至第一介电层106，以在层压之前限定其位置。例如，电子部件104可以是半导体芯片，特别是未封装的裸管芯。电子部件104可以在一个或两个相反的主表面上具有一个或更多个导电垫136。在所示的实施方式中，电子部件104仅在其下主表面上具有垫136(即，正面朝下组装)。
图1示出了在制造部件承载件100期间作为中间结构获得的半成品122。所示的半成品122由粘性的且至少部分未固化的第一介电层106组成，该第一介电层附接到芯102的底侧部108并封闭通孔120，从而限定出用于嵌入部件104的底侧部封闭的容纳容积。此外，在第一介电层106下面的可拆卸的支撑层126形成根据图1的半成品122的一部分。
如所描述的，图1示出了具有呈第一介电层106的形式的层压的粘性树脂片的芯102，并且部件104安装在由芯102和第一介电层106限定的腔中。优选地，芯102设置有非常低的铜厚度的图案化金属层128、130(优选具有5μm或更小的厚度)。有利的是，将图案化金属层128通过表面进入而嵌入芯102的介电体132内的图案化金属层128，允许将具有严格限制的厚度(例如，在介于从1μm至10μm的范围内)的粘性B阶段树脂片用于第一介电层106。换句话说，当图案化金属层128的铜材料位于或嵌入介电体132内部时，这允许使用非常薄的B阶段树脂片作为第一介电层106。因此，所描述的嵌入的迹线芯设计可能是高度优选的。可以期望的是，防止图案化金属层128的铜材料向下突出成超出第一介电层106，以确保可以高效地执行层压过程。从描述上来说，非常薄的第一介电层106可以表现得类似带一样，并且可以防止过度运动。优选地，第一介电层106可以填充有填料颗粒118，以限制树脂142在随后的层压期间流动的趋势。更具体地，高的填料含量(特别是相对于第一介电层106的总重量，至少50重量％的填料含量)可以有助于限制层压期间的树脂流动。第一介电层106的低流动或甚至没有流动的特性可以是优选的。支撑层126可以优选地由PET制成，其可以用作可用于第一介电层106的基于环氧树脂的树脂的背衬材料。
参照图2，可以提供第二介电层110以随后附接到芯102和部件104的顶侧部112。例如，第二介电层110是纯树脂层，其可以不含玻璃纤维且不含填料颗粒。这可以确保在随后的层压期间的适当的流动性特征。细节144示出了第二介电层110的纯树脂146。更一般地，第一介电层106和第二介电层110可以由相同的材料制成或可以由不同的材料制成。
可以将图2所示的布置插入层压装置的压机中，并且将呈第二介电层110形式的树脂片布置在与构成第一介电层106的粘性B阶段树脂片相反的一侧上。
如图3所示，通过层压(例如使用加热的层压压机150、152)而将第二介电层110附接到芯102和部件104的顶侧部112上。因此，可以通过层压以使第一介电层106固化并同时使第二介电层110固化而将芯102、部件104、第一介电层106与第二介电层110彼此连接或固定。通过层压的固化可以通过施加机械压力和热量来实现。从描述上来说，介电层106、110的先前未固化的树脂142、146可在压力和/或热量的影响下变得可流动，可以开始交联或聚合，然后可以重新固化。在所描述的层压过程期间，介电层106、110的树脂142、146可以流入芯102、部件104、第一介电层106与第二介电层110之间的微小间隙114中。在层压期间，可以优选地以无空隙的方式部分地或完全地用树脂142、146填充所述间隙114。由于所示的几何布置，下部间隙区域可以被第一介电层106的树脂填充，而上部间隙区域可以被第二介电层110的树脂填充。在所述下部间隙区域(包含第一介电层106的纯树脂142，可选地具有填料颗粒118)与所述上部间隙区域(包括第二介电层110的纯树脂146)之间的界面区域中，可以形成包含第一介电层的树脂142(可选地具有填料颗粒118)与第二介电层110的树脂146的混合物的混在区域116。从描述上来说，树脂142和树脂146在层压期间可变得可流动，并且可至少部分地流入彼此中，从而形成具有异质树脂特性的混杂区域116。混杂区域116的(特别是竖向)位置可以广泛地变化，这特别是取决于介电层106、110的树脂142、146的流动性特性和/或取决于(一个或更多个)介电层106和/或110中的填充颗粒118的存在或不存在以及数量。例如，混杂区域116的位置可以在竖向间隙区域中，其中芯102和部件104的竖向侧壁由间隙114分开而以平行的方式彼此相对。如图3所示，混杂区域116的位置可以在部件104的侧壁与底部主表面之间的界面处。
因此，根据图3完成压制过程。在不同实施方式中，可以在两侧上使用树脂片(例如，ABF材料)，即，用于两个介电层106、110。这使得可以处理稍后通过半添加处理(SAP)获得的结构。也可以使用涂覆有树脂的箔(RCF)或涂覆有树脂的铜(RCC)。此外，可以在两个阶段中处理电介质积层，以进一步改善翘曲性能。
参照图4，在通过层压封装之后去除层压压机150、152。
如上所述，所描述的实施方式使用芯102，该芯在底侧部上具有通过图案化金属层128实现的嵌入迹线。还可以使用高铜密度和低铜厚度。所示实施方式的益处在于第一介电层106的B接介电材料的低厚度可以在处理期间有效地限制部件104的移位。作为背衬材料的支撑层126与作为第一介电层106的薄的粘附材料的有利组合可以类似于粘附性临时带的常规使用，并且可以有利地消除带残留的风险和对专用带去除过程的需要。与此相反，随后描述的用于在层压之后去除临时支撑层126的PET剥离过程非常简单，并且允许回收PET型支撑层126以减少浪费。在封装或层压期间，PET型支撑层126用于在封装或层压期间以第一介电层106的形式背衬B阶段介电薄膜。
为了获得图5所示的结构，可以在层压后通过简单地剥离将非粘性的可释放或可拆卸的支撑层126从第一介电层106拆卸，这避免了任何不希望的残留物残留在所获得的部件承载件100的预成型件处。此外，可以例如以参照图1至图5所述的方式，再次使用拆卸的支撑层126以制造另外批次部件承载件100。有利地，在去除PET(或去除其他背衬材料)之后，支撑层126可以被回收和再次使用。在另一实施方式中，支撑层126可以由铜制成，可以在封装之后对其进行蚀刻以允许进一步的电介质厚度积层。支撑层126(例如由PET或任何其他合适的背衬材料制成)因此可以在进一步积层之前被去除。
现在参照图6，可以使根据图5获得的结构在图5的结构的一个主表面或两个相反的主表面上经受对层结构的进一步积层(优选通过层压)。如细节154所示，在所获得的部件承载件100的底侧部上的积层可以包括至少一个导电层结构158和/或至少一个电绝缘层结构160。相应地且如细节156所示，在所获得的部件承载件100的顶侧部上的积层可以包括至少一个导电层结构162和/或至少一个电绝缘层结构164。
如所提到的，芯102的两个相反的主侧上的层压的叠置件包括导电层结构158、162和电绝缘层结构160、164。例如，导电层结构158、162可以包括图案化铜箔(并且可选地，包括一个或更多个竖向贯穿连接部，例如填充铜的激光过孔)。电绝缘层结构160、164可以包括树脂(诸如环氧树脂)，可选地在其中包括增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)。例如，电绝缘层结构160、164可以由预浸料或FR4制成。层结构158、160、162、164可以通过层压、即施加压力和/或热量来连接。
还可以使用树脂膜层压(在顶侧部和/或底侧部)来完成上述积层。关于电介质积层，可以在两侧进行B阶段树脂层压(例如，使用基于环氧树脂型的电介质和/或带有铜箔的预浸料)。
然后可以例如通过执行诸如激光钻孔等之类的过程来完成用于获得部件承载件100的制造过程。
作为所描述的制造过程的结果，获得了根据图6的板形层压型部件承载件100，其在此实施为印刷电路板(PCB)。
部件承载件100包括具有其介电体132的中央芯102，在介电体中形成有通孔120。电子部件104嵌入芯102的通孔120中。在芯102和部件104的底侧部108上，连接有层压和固化的第一介电层106。在芯102和部件104的顶侧部112上，连接有层压和固化的第二介电层110。芯102与部件104间以及部件104下面的间隙114与底侧部108相邻地仅填充有第一介电层106的均质材料，并且与顶侧部112相邻地仅填充有第二介电层110的均质材料。该几何形状是通过在层压期间先前未固化的介电层106、110的树脂材料的回流获得的。
如上所述，间隙114包括混在区域116，该混杂区域包括第一介电层106和第二介电层110的混杂的异质树脂材料，即混合树脂区。通常，混杂区域116可以布置在仅包括第一介电层106的材料的底部间隙区域与仅包括第二介电层110的材料的顶部间隙区域之间。混杂区域116的确切位置取决于介电层106、110的组成，特别是树脂142、146的类型以及填充颗粒118的存在和/或不存在。例如，部件104的底壁和侧壁可以部分地被第一介电层106的材料覆盖以及部分地被第二介电层110的材料覆盖。有利地，树脂142、146的混杂避免了突然的材料桥接并确保了平滑的材料过渡。这也抑制了在这种突然的界面处可能出现的热应力。
此外，芯102包括覆盖介电体132的底表面的一部分的底侧图案化金属层128。如图所示，第一介电层106覆盖整个图案化金属层128，从而机械地和电气地保护该图案化金属层。有利地，图案化金属层128完全地嵌入具有对准的外表面的介电体132内，并且图案化金属层128的暴露的表面部分被第一介电层106覆盖。
此外，芯102包括覆盖介电体132的顶表面的一部分的顶侧部的另外的图案化金属层130。在所示的实施方式中，另外的图案化金属层130完全布置在介电体132上面。有利地，第二介电层110覆盖整个另外的图案化金属层130，从而机械地和电气地保护该另外的图案化金属层。
图7至图12示出了根据本发明的另一示例性实施方式的，在执行期间获得的结构的截面图，该结构从根据图7的半成品122，如图12所示的制造部件承载件100的方法开始。
参照图7，示出了对应于图1的结构。
参照图8，根据图7的结构被上下颠倒并且被布置成面对由支撑层126(例如PET箔或板)和粘性的且至少部分未固化的第二介电层110组成的双层。由于第一介电层106的树脂厚度较小，重力不会引起拆卸，因为存在润湿力将第一介电层106的树脂142保持在连接的支撑层126上，即保持在背衬材料的表面上。体现为另外的树脂片的第二介电层110面朝下取向，将避免部件104的移位，并在层压期间用作填充介质的来源。
参照图9，根据图8的结构的组成部分通过层压、即通过施加热量和/或压力而连接。由此，介电层106、110的先前至少部分未固化的树脂142、146流入间隙114中，重新固化并由此永久地连接图9中所示的组成部分。
参照图10，图9所示的结构被上下颠倒。
参照图11，支撑层126被从图10所示的结构的两个相反的主表面上剥离。
参照图12，例如，如以上参照图6所描述的，使图11所示的结构在两个相反的主表面上经受积层。如果需要，可以例如通过激光钻孔等进一步处理根据图12的部件承载件100
在根据图12的部件承载件100中，电子部件104被面朝下地布置，即被布置为朝下。其垫136朝向底侧部。
图13至图15示出了根据本发明又一示例性实施方式的在执行图15所示的制造部件承载件100的方法期间获得的结构的剖视图。
图13至图15的实施方式与根据图7至图12的实施方式的不同之处特别在于，根据图13至图15，电子部件104面朝上地布置在易于制造的部件承载器100中，即，其垫136朝向顶侧部取向。这可以是优选的构造，因为可以在底侧部处获得非常平坦的表面。除了这种差异之外，图13对应于图10，图14对应于图11，图15对应于图12。
图16和图17示出了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件100的预成型件的剖视图。
图16基本上对应于图14，不同之处在于，根据图16，芯102的介电体132的底侧部和顶侧部上的金属层128、130是连续层而不是图案化层。结果，现在参照图17，可以通过等离子体蚀刻、研磨等去除在另外的金属层130的顶部上的第二介电层110的多余材料。
图16和图17的实施方式提供了额外的机会来使用未图案化芯102以精确地控制顶侧部上的电介质厚度。优选地，等离子体蚀刻可以用于从顶侧部去除粘附的积层膜的材料，并且因此去除对可靠性的或在结构中存在不同积层材料的任何风险。这可以允许获得完全的柔韧性，而没有使用粘附的积层的迹线。
图18示出了根据本发明的示例性实施方式的部件承载件100的预成型件的剖视图。
图18示出了粘合剂的厚度的有利选择：将粘附的电介质厚度保持为尽可能低可能是有利的。例如，在嵌入式迹线基板(ETS)型芯102的情况下，第一介电层106的厚度可以选择为小至3μm±2μm。对于图案化芯，如图18所示，可以有利地定义条件，例如，如下所示：粘合剂厚度可以等于铜的分布(仅在芯区域中)乘以铜的厚度(优选小于7μm)。例如，铜的分布(仅在芯部区域中)可以选择为小于7μm的铜厚度除以70％的比率，即，小于10μm。
图19和图20示出了根据本发明的其他示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。
根据图19和图20的部件承载件100各自包括芯102，该芯包括介电体132和向下突出成超出介电体132的底表面的图案化金属层128。此外，部件104嵌入芯102中。除此之外，第一介电层106连接在芯102和部件104的底侧部108处并且覆盖整个向下突出的图案化金属层128。有利地，第一介电层106的厚度d可以非常小，例如，可以为1μm，或者更一般地，可以在介于从0.5μm至10μm的范围内。另外，部件承载件100包括布置在芯102和部件104的顶侧部112处的第二介电层110。部件承载件100的上述组成部分可以被如先前所描述的实施方式那样描述地被制造和实施。
然而，根据图19，底侧图案化金属层128部分地嵌入介电体132内，并且部分地向下突出成超出介电体132(参见细节170)。图案化金属层128的突出部分完全在第一介电层106内部。
在根据图20的实施方式中，底侧图案化金属层128完全布置在介电132的下面，即，形成在介电体132的平坦的底部主表面上并因此形成在介电体132的外部(参见细节172)。
因此，与图1至图15的部分相反，图19和图20的实施方式具有图案化金属层128，该图案化金属层嵌入第一介电层106中，并且在向下的方向上竖向地部分突出(图19)或完全突出(图20)成超出介电体132。有利地，这可以导致图案化金属层128与第一介电层106之间的机械互锁。这抑制了诸如分层和翘曲之类的不期望的现象，并且可以在整体上改善部件承载件100的机械完整性。
根据所有先前描述的实施方式，图案化金属层128和/或另外的图案化金属层130可以从芯102的相应主表面突出得小于18μm，优选小于10μm，或者甚至更少。
应当注意，术语“包括”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。此外，可以对与不同实施方式相关联地描述的元素进行组合。
还应注意，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。
本发明的实现方式不限于附图中所示和上面描述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用所示出的解决方案和根据本发明的原理的多种变体也是可行的。

Claims (25)

1.一种部件承载件(100)，所述部件承载件包括：
芯(102)，所述芯包括介电体(132)；
部件(104)，所述部件至少部分地嵌入所述芯(102)中；
第一介电层(106)，所述第一介电层布置在所述芯(102)和所述部件(104)的底侧部(108)处；以及
第二介电层(110)，所述第二介电层布置在所述芯(102)和所述部件(104)的顶侧部(112)处；
其中，所述芯(102)中的围绕所述部件(104)的间隙(114)与所述底侧部(108)相邻地填充有所述第一介电层(106)的材料，并且所述间隙(114)与所述顶侧部(112)相邻地填充有所述第二介电层(110)的材料。
2.根据权利要求1所述的部件承载件(100)，其中，所述间隙(114)包括混杂区域(116)，所述混杂区域包括所述第一介电层(106)与所述第二介电层(110)的混杂材料。
3.根据权利要求2所述的部件承载件(100)，其中，所述混杂区域(116)布置在仅包括所述第一介电层(106)的材料的底部间隙区域与仅包括所述第二介电层(110)的材料的顶部间隙区域之间。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述第一介电层(106)的厚度(d)在介于从0.5μm至10μm的范围内，特别地，所述第一介电层(106)的厚度(d)在介于从2μm至7μm的范围内。
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，所述第一介电层(106)包括树脂(142)，以及/或者，所述第一介电层(106)不含纤维。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述第一介电层(106)包括填料颗粒(118)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述第二介电层(110)不含纤维和/或不含填料颗粒，以及/或者，所述第二介电层(110)是纯树脂层(146)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述芯(102)包括位于所述介电体(132)的底表面上和/或所述介电体的底表面中的图案化金属层(128)，并且其中，特别地，所述第一介电层(106)覆盖整个所述图案化金属层(128)。
9.根据权利要求8所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的一者：
其中，所述图案化金属层(128)部分地或完全地嵌入所述介电体(132)内；
其中，所述图案化金属层(128)完全布置在所述介电体(132)下面。
10.根据权利要求8或9所述的部件承载件(100)，其中，所述芯(102)包括位于所述介电体(132)的顶表面上和/或所述介电体的顶表面中的另外的图案化金属层(130)。
11.根据权利要求10所述的部件承载件(100)，其中，所述另外的图案化金属层(130)完全布置在所述介电体(132)上面。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述图案化金属层(128)和所述另外的图案化金属层(130)中的至少一者从所述芯(102)的表面突出得小于18μm，特别地，所述图案化金属层(128)和所述另外的图案化金属层(130)中的至少一者从所述芯(102)的表面突出得小于10μm。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述部件(104)的侧壁和/或所述介电体(132)的侧壁部分地被所述第一介电层(106)的材料覆盖，并且部分地被所述第二介电层(110)的材料覆盖。
14.一种制造部件承载件(100)的方法，其中，所述方法包括：
为包括介电体(132)的芯(102)设置通孔(120)；
将粘性的且至少部分未固化的第一介电层(106)附接到所述芯(102)的底侧部(108)，以由此封闭所述通孔(120)，
通过将所述部件(104)附接到粘性的且至少部分未固化的所述第一介电层(106)而将部件(104)至少部分地布置在所述芯(102)的经封闭的所述通孔(120)中；以及
然后通过层压以由此使所述第一介电层(106)至少部分地固化而将所述芯(102)、所述部件(104)和所述第一介电层(106)彼此永久地固定。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括：将粘性的且至少部分未固化的第一介电层(106)连同所述第一介电层(106)上的可拆卸的支撑层(126)一起附接到所述芯(102)的所述底侧部(108)，以封闭所述通孔(120)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法包括：在所述层压之后，将所述可拆卸的支撑层(126)从所述第一介电层(106)拆卸。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述方法包括：再次使用所述可拆卸的支撑层(126)以制造另外的部件承载件。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其中，所述支撑层(126)是塑性层，特别地，所述塑性层由聚对苯二甲酸乙二酯制成。
19.根据权利要求14至18中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括将第二介电层(110)附接到所述芯(102)和所述部件(104)的顶侧部(112)。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法包括：通过层压将所述芯(102)、所述部件(104)、所述第一介电层(106)和所述第二介电层(110)彼此永久地固定，特别地，通过层压以由此使所述第二介电层(110)至少部分地固化而将所述芯(102)、所述部件(104)、所述第一介电层(106)和所述第二介电层(110)彼此永久地固定。
21.一种用于制造部件承载件(100)的半成品(122)，其中，所述半成品(122)包括：
芯(102)，所述芯包括介电体(132)并且具有通孔(120)；以及
粘性的且至少部分未固化的第一介电层(106)，所述第一介电层附接到所述芯(102)的底侧部(108)并且封闭所述通孔(120)，从而限定出在底侧部处封闭的用于附接并嵌入部件(104)的容纳容积。
22.根据权利要求21所述的半成品(122)，所述半成品包括在所述第一介电层(106)下面的可拆卸的支撑层(126)。
23.根据权利要求21或22所述的半成品(122)，其中，所述第一介电层(106)包括B阶段树脂或由B阶段树脂构成。
24.一种部件承载件(100)，所述部件承载件包括：
芯(102)，所述芯包括介电体(132)和图案化金属层(128)，所述图案化金属层向下突出成超出所述介电体(132)的底表面；
部件(104)，所述部件至少部分地嵌入所述芯(102)中，以及第一介电层(106)，所述第一介电层连接在所述芯(102)和所述部件(104)的底侧部(108)处，并且所述第一介电层覆盖整个向下突出的所述图案化金属层(128)。
25.根据权利要求24所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的至少一者：
其中，所述图案化金属层(128)部分地嵌入所述介电体(132)内，并且部分地突出成超出所述介电体(132)；
其中，所述图案化金属层(128)完全布置在所述介电体(132)下面；
其中，所述第一介电层(106)的厚度(d)在介于从0.5μm至10μm的范围内；
所述部件承载件包括第二介电层(110)，所述第二介电层布置在所述芯(102)和所述部件(104)的顶侧部(112)处。
CN202110667460.XA 2021-03-24 2021-06-16 部件承载件及其制造方法和半成品 Pending CN115132696A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22162855.5A EP4064343A1 (en) 2021-03-24 2022-03-18 Component carrier with gap around component in core and filled with first material in bottom portion and with second material in top portion
US17/655,480 US20220310428A1 (en) 2021-03-24 2022-03-18 Component Carrier With Gap Around Component Core and Filled With First Material in Bottom Portion and With Second Material in Top Portion

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2021103139270 2021-03-24
CN202110313927 2021-03-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115132696A true CN115132696A (zh) 2022-09-30

Family

ID=83375518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110667460.XA Pending CN115132696A (zh) 2021-03-24 2021-06-16 部件承载件及其制造方法和半成品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115132696A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109637981B (zh) 制造部件承载件的方法、部件承载件以及半制成产品
CN109640521B (zh) 制造具有嵌入式集群的部件承载件的方法以及部件承载件
EP3840041A1 (en) Component carrier with embedded interposer laterally between electrically conductive structures of stack
US10743422B2 (en) Embedding a component in a core on conductive foil
CN111952193A (zh) 具有嵌入层压叠置件中的表面可接触部件的部件承载件
US11749613B2 (en) Component with dielectric layer for embedding in component carrier
US11324122B2 (en) Component carrier and method of manufacturing the same
US20220140475A1 (en) Component Carrier-Based Device With Antenna Coupling of Electronic Component and Thermal Coupling on Opposing Sides
US11864306B2 (en) Component carrier with an embedded thermally conductive block and manufacturing method
CN115547846A (zh) 部件承载件及其制造方法和电气装置
CN116709645A (zh) 制造部件承载件的方法及部件承载件
US20220256704A1 (en) Component Carriers Connected by Staggered Interconnect Elements
US20220272828A1 (en) Heat Removal Architecture for Stack-Type Component Carrier With Embedded Component
US20220310428A1 (en) Component Carrier With Gap Around Component Core and Filled With First Material in Bottom Portion and With Second Material in Top Portion
CN115132696A (zh) 部件承载件及其制造方法和半成品
US11058004B2 (en) Metallic layer as carrier for component embedded in cavity of component carrier
US20220386464A1 (en) Component Carrier Interconnection and Manufacturing Method
US20220287181A1 (en) Component Carrier Comprising at Least Two Components
US20230300992A1 (en) Direct Resin Embedding
CN213991156U (zh) 部件承载件系统
CN217883966U (zh) 包括至少两个部件的部件承载件
CN213960397U (zh) 用于部件承载件的层结构
EP4307845A1 (en) Component carrier with stamped design layer structure and embedded component
EP4068918A2 (en) Embedding methods for fine-pitch components and corresponding component carriers
EP3540766A1 (en) Layer stack of component carrier material with embedded components and common high temperature robust dielectric structure

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination