CN116456570A - 具有不对称堆叠件的部件承载件及其确定方法和制造方法 - Google Patents

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Abstract

描述了具有不对称堆叠件的部件承载件，该部件承载件包括：(a)芯；(b)第一叠置件，第一叠置件位于芯的第一主表面处，第一叠置件包括至少一个第一电传导层结构和多个第一电绝缘层结构；以及(c)第二叠置件，第二叠置件位于芯的第二主表面处，第二叠置件包括至少一个第二电传导层结构和多个第二电绝缘层结构。第二电绝缘层结构中的至少两个第二电绝缘层结构彼此直接接触，并且与第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构相比，所述至少两个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构具有更小的厚度和/或包括不同的材料特性。还描述了用于对这种不对称部件承载件的设计进行确定的方法以及用于对这种不对称部件承载件进行制造的方法。

Description

具有不对称堆叠件的部件承载件及其确定方法和制造方法
技术领域
本发明涉及可以安装有电子部件和/或可以嵌入有电子部件以形成电子组件的部件承载件的技术领域。特别地，本发明涉及一种多层部件承载件，该多层部件承载件包括具有相对于中央芯的不对称结构的堆叠件。此外，本发明涉及一种用于对这种不对称部件承载件的设计进行确定的方法以及一种用于对这种不对称部件承载件进行制造的方法。
背景技术
比如印刷电路板(PCB)的部件承载件是用于形成电子组件或电子电路的至少一个电子部件的支撑结构。部件承载件包括至少一个电绝缘或介电层结构和至少一个电传导层结构的叠置件，所述至少一个电传导层结构通常由金属比如铜制成。代表被支撑部件的互连布线的导体迹线通过设置在电绝缘层之上或之下的电传导层结构的适当结构化或图案化而形成。电子部件可以安装在部件承载件的上表面或下表面上。在一些应用中，电子部件至少部分地嵌入在部件承载件(的体积)内。
多层部件承载件是包括呈交替序列的多个(图案化的)电传导层结构和多个电绝缘或介电层结构的层压的叠置件。为了电连接不同的电传导层结构，可以使用至少延伸穿过一个电绝缘层的金属化过孔。
为了控制部件承载件的不希望的翘曲，已知的是堆叠这样的多层部件承载件，该多层部件承载件具有相对于(预固化的)芯对称的层结构。利用这种方法，在层压程序期间热和/或压力引起的变形对称地发生，从而导致相对于芯对称的机械内应力。
然而，存在不允许对称的层堆叠件结构或对称的堆叠件层结构对其是不利的应用或产品，但是此类应用还需要低的翘曲度。这样的应用/产品可以是例如：具有嵌入式部件的部件承载件；和/或非常薄的部件承载件。
可能需要提供具有不对称堆叠件结构的部件承载件，然而该部件承载件表现出仅很小的或可忽略的翘曲。
发明内容
根据本发明的各方面的具有不对称堆叠件的部件承载件、用于对具有不对称堆叠件的部件承载件的设计进行确定的方法以及用于对具有不对称堆叠件的部件承载件进行制造的方法可以满足这种需要。本发明的有利实施方式由根据本发明的各方面的实施方式描述。
根据本发明的第一方面，提供了一种具有不对称堆叠件的部件承载件。所提供的部件承载件包括：(a)芯；(b)第一叠置件，该第一叠置件位于芯的第一主表面处，第一叠置件包括至少一个第一电传导层结构和多个第一电绝缘层结构；以及(c)第二叠置件，该第二叠置件位于芯的第二主表面处，第二叠置件包括至少一个第二电传导层结构和多个第二电绝缘层结构。在所提供的部件承载件中，第二电绝缘层结构中的至少两个第二电绝缘层结构彼此直接接触，并且所述至少两个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构具有与第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构相比更小的厚度以及/或者包括与第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构相比不同的(介电)材料特性。
所描述的部件承载件是基于这样的构思的：翘曲特性可以通过调节位于不对称堆叠件部件承载件的芯的至少一侧上的介电层的厚度和/或选择该介电层的合适的材料(特性)来引导/控制。这种令人惊奇的技术效果可以通过模拟来显示，其中，模拟不仅允许定量的厚度调整，而且还允许对预限定的介电材料的适当选择。
在部件承载件的制造期间，芯可以是包含树脂的预固化或预硬化的电绝缘结构。芯可以具有在介于50μm与500μm之间的范围内的(竖向)厚度。第一电绝缘层结构和/或第二电绝缘层结构可以各自具有介于15μm与100μm之间的(竖向)厚度。
芯可以由包含玻璃纤维基质的预浸料材料层制成，其中纤维浸渍有树脂。玻璃纤维基质以已知方式为芯提供高机械稳定性。因此，当制造部件承载件时，芯可以用作其他电绝缘层结构和电传导层结构的相对刚性的安装基座，即使在执行层压工艺之前也是如此。
第一电绝缘层结构和第二电绝缘层结构可以包括树脂，可选地，第一电绝缘层结构和第二电绝缘层结构可以包括用玻璃纤维基质增强的树脂。
在一些实施方式中，与芯直接接触的两个电传导层结构可以通过激光钻孔的过孔或机械钻孔的过孔来电连接。与之相比，其他电传导层结构的层对层连接仅通过激光钻孔的过孔来实现。
所提及的材料(特性)差异可以由相应的第二电绝缘层结构的与相应的第一电绝缘层结构的材料参数相比的对应的至少一个物理和/或化学材料参数来得出。具体而言，材料(特性)差异可以由一个或更多个物理和/或化学材料参数的不同参数值来得到。可能的不同材料参数的示例是：
·质量密度；
·弹性模量，例如杨氏模量、剪切模量、体积模量；
·刚度和/或顺应性；
·这些弹性模量中的任一者的各向异性；
·热膨胀系数；
·电气参数，例如介电常数、电磁导率、磁化率；
·吸湿率；
·表面极性(这例如可以用于增加层的附着力并且防止分层和/或吸湿)
需要指出的是，该列表不是结论性的，并且所提到的翘曲控制原则上也可以通过其他不同的材料特性来实现。
可以根据材料的机械和化学或物理特性来选择用于不同电绝缘层结构的不同材料。在一些应用中，可以调整整个叠置件的弹性模量/杨氏模量。因此，可以根据材料的杨氏模量来选择用于各个电绝缘层结构的材料。
可以特别地选择用于不同电绝缘层结构的机械特性以平衡部件承载件内的CTE失配。因此，可以减少不希望的翘曲效应。
不同的材料特性可以是不同材料的结果，或者是一种相同材料的不同性能的结果。一种相同材料的这种不同性能可以是材料的不同加工阶段。在这种情况下，加工阶段可以是树脂的固化阶段，例如所谓的A、B或C阶段。
在本文件中，术语“竖向厚度”是沿着垂直于主表面或主平面、或者平行于主表面或主平面的法向矢量的方向测量的厚度。主表面可以由层的展现出最大表面积的表面限定。具体地，主表面在由x方向和y方向限定的xy平面中限定相应层的空间延伸部分。竖向厚度限定相应层的沿垂直于x方向和y方向两者的方向的空间延伸部分。限定每个叠置件的层序列的堆叠是竖向的z方向。
在本文件的上下文中，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。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。
在一些实施方式中，第一介电层结构、第二介电层结构和传导层结构的叠置件是可以通过施加机械压力和/或热能而形成的(层)层压件。所提及的叠置件可以提供能够为其他部件提供大的安装表面但仍非常薄且紧凑的板状部件承载件。术语“层结构”可以特别地表示在共用平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状部。
在一些实施方式中，部件承载件成形为板。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，作为嵌入式电子部件的示例的裸晶片(die)由于该裸晶片的厚度小而可以方便地嵌入到薄板、比如印刷电路板中。
在一些实施方式中，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。
在本文件的上下文中，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。可以通过例如通过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)对这些通孔进行填充从而形成作为通孔连接部的过孔，使得各个电传导层结构以期望的方式彼此连接。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常构造成用于将一个或更多个部件容置在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上。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的介电部分可以由具有增强纤维(比如，玻璃纤维)的树脂构成。
在本文件的上下文中，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一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横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导通道，而沿上述指定的z方向的竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向连接件和/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由具有增强颗粒(比如，增强球状件，特别是玻璃球状件)的树脂构成。
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)；感光的或可干蚀刻的有机材料、如环氧基堆叠件材料(比如，环氧基积层膜)；或者聚合物化合物、如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯-功能聚合物。
在一些实施方式中，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(比如，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)、氰酸酯树脂、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)、预浸材料(比如，FR-4或FR-5)、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(LCP)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(PTFE、特氟隆)、陶瓷、以及金属氧化物。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、纤维或球状件。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、低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低的、非常低的或超低的DK材料可以在部件承载件中实现为电绝缘层结构。
在一些实施方式中，电传导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、钯和钨。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、比如石墨烯也是可以的。
根据本发明的实施方式，与第二叠置件相比，第一叠置件具有更大的竖向厚度。这可以提供的优点是可以增加所描述的部件承载件的设计自由度。具体地，不仅可以将两个层叠置件的内部结构和/或材料组成选择为不同，而且可以根据具体应用以适当方式选择层叠置件的整体尺寸。
第一叠置件的所描述的较大厚度可以例如通过两侧的电绝缘层结构的相同(介电)层数来实现。然而，由此，一个或更多个第二电绝缘层结构的厚度小于一个或更多个第一电绝缘层结构的厚度。如下文将更详细地阐明的，彼此直接邻接的两个或更多个相对薄的第二电绝缘层结构可以在第二叠置件处形成上级(superordinate)电绝缘层结构或形成第二叠置件的上级电绝缘层结构。在这种情况下，一个上级电绝缘层结构通过形成该上级电绝缘层结构的各个电传导层结构的数量来计数。
描述性地说，在这种构型中，厚度的不对称是通过不同的介电层厚度而不是通过不同的(介电)层数来实现的。然而，应提及的是，不同的(介电)层数也可以至少对叠置件的所描述的不同竖向厚度做出贡献。
根据本发明的实施方式，(i)第一电传导层结构的第一数量大于(ii)第二电传导层结构的第二数量。这可以提供以下优点：第一叠置件与第二叠置件之间的(竖向)厚度的所述差可以以简单且有效的方式实现，因为对于任何电绝缘层结构的形成，可以使用与半成品厚度相同的相同(预浸料)材料。因此，在对部件承载件层叠置件进行堆叠时，将不需要针对不同层使用不同的层压工艺。仅电传导层结构的数量、即所谓的介电层数在第一叠置件与第二叠置件之间是不同的。
根据本发明的另一实施方式，(A)(i)第一电传导层结构的数量与(ii)第二电传导层结构的数量之间的差高于(B)(i)第一电绝缘层结构的数量与(ii)第二电绝缘层结构的数量之间的差。这可以允许设计实现具有高设计自由度的部件承载件。
根据本发明的另一实施方式，第一绝缘层结构的数量和第二绝缘层结构的数量是相同的。这可以允许通过对称层压工艺以容易且有效的方式制造所描述的部件承载件，其中对于每个层压步骤，相同数量的层结构被层压。具体而言，不需要其中仅在芯的一侧进行层压的层压步骤。
根据本发明的另一实施方式，第一绝缘层结构的数量小于第二绝缘层结构的数量。这可以允许通过简单有效的制造工艺实现高度不对称的部件承载件，这种部件承载件可能是某些应用所需要的。
根据本发明的另一实施方式，第二电绝缘层结构中的至少两个第二电绝缘层结构彼此直接接触，特别地，第二电绝缘层结构中的至少三个第二电绝缘层结构彼此直接接触。这可以提供以下优点：利用两个或多于一个的层压工艺，可以实现不同的有效介电层数，所述两个或多于一个的层压工艺分别以两个外部介电层结构实施，所述两个外部介电层结构例如为：(i)位于(目前为止形成的)第一叠置件的顶部处或上方的一个外部第一介电层结构和(ii)位于(目前为止形成的)第二叠置件的底部处或下方的一个外部第二介电层结构。由此假设在两个不同的第一电绝缘层结构之间总是形成一个电传导层结构。当然，在两个邻接的第二电绝缘层结构之间不存在位于其间的电传导层结构。因此，从部件承载件的整体性能的纯技术观点来看，不同的邻接的第二电绝缘层结构有效地算作一个单个的电绝缘层结构。
根据本发明的另一实施方式，第二电绝缘层结构中的至少一个第二电绝缘层结构具有的厚度不大于第一电绝缘层结构中的对应一个第一电绝缘层结构的厚度的一半。这可以提供以下优点：两个(或更多个)彼此直接邻接的第二电绝缘层结构可以形成如下上级电绝缘层结构：该上级电绝缘层结构不比第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构更厚。
在一些实施方式中，两个或更多个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构的厚度是至少一个第一电绝缘层结构中的一个第一电绝缘层结构的厚度的整数分之一。因此，与第一叠置件相比，第二叠置件可以包括至少近似相同的介电层厚度。在优选实施方式中，所有介电层(包括上级电绝缘层结构)包括相同的厚度。因此，所描述的部件承载件虽然具有不对称的层堆叠件，但是可以以简单的设计来实现。因此，可以通过相对容易的设计过程来实现翘曲减少。
根据本发明的另一实施方式，第二电绝缘层结构中的不同的第二电绝缘层结构包括不同的材料。
使用不同的材料来形成第二电绝缘层结构中的不同的第二电绝缘层结构可以为部件承载件的设计提供附加的自由度。这种附加的自由度可以以有益的方式用于设计/实现具有极小翘曲的部件承载件。
根据本发明的另一实施方式，部件承载件还包括至少一个部件，该至少一个部件至少部分地嵌入在以下各项中的至少一项中：(i)第一叠置件；(ii)第二叠置件；以及(iii)芯。
嵌入的部件可以为所描述的部件承载件提供更多或附加的功能。因此，可以增加安装在部件承载件处的电子组件的集成密度。当然，这种高度集成的电子组件除了包括一个或更多个嵌入部件之外，还可以以已知的方式包括表面安装的电子部件。
在此上下文中指出，嵌入的部件当然会改变多层部件承载件的内部层结构。这例如是因为其中嵌入有部件的层的横向尺寸不同于布置在嵌入部件上方或下方的层的横向尺寸。此外，嵌入部件的材料和/或用于使部件以平滑的方式嵌入的软材料具有不同的物理和/或化学参数，例如不同的热膨胀系数(CTE)。因此，嵌入的部件当然会对部件承载件的翘曲产生影响。在这方面，在该文件中描述的不对称堆叠件的部件承载件可以被设计成使得由嵌入部件和/或通过在制造期间嵌入部件引起的翘曲效应可以至少近似地得到补偿。因此，也可以实现仅具有非常小的翘曲的具有至少一个嵌入部件的部件承载件。
所述至少一个部件可以选自：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)、光学元件(例如，透镜)、电子部件或其组合。例如，该部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备(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、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，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。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，该部件还可以是基板、中介层或例如呈板中板构型的其他部件承载件。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部中。此外，还可以使用其他部件、特别是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。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对具有不对称堆叠件的部件承载件的设计进行确定的方法，该方法包括：(a)将待设计的部件承载件建模成具有：(a1)第一叠置件，该第一叠置件位于芯的第一主表面处，第一叠置件包括至少一个第一电传导层结构和多个第一电绝缘层结构；以及(a2)第二叠置件，该第二叠置件位于芯的第二主表面处，第二叠置件包括至少一个第二电传导层结构和多个第二电绝缘层结构。该方法还包括：(b)通过对所述第二电绝缘层结构中的彼此直接接触的至少两个第二电绝缘层结构进行构建而将待设计的部件承载件的翘曲相关特性调节成使得：所述至少两个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构具有与第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构相比更小的厚度以及/或者包括与第一电绝缘层结构中的至少一个第一电绝缘层结构相比不同的(介电)材料特性。
此外，所描述的设计确定方法是基于这样的构思的：翘曲特性可以通过调节位于具有不对称堆叠件层结构的部件承载件的芯的至少一侧上的介电层的厚度和/或选择该介电层的合适的材料来引导/控制。如上所述，可以用发明人开发的软件程序实施的模拟表明了部件承载件的不对称设计对部件承载件的(预期)翘曲的惊人影响。因此，这些模拟可以用于调整/调节部件承载件的设计，以便能够制造具有低的或可忽略的翘曲的部件承载件。
根据本发明的实施方式，该方法还包括对待设计的部件承载件的翘曲相关特性进行模拟，其中，调节待设计的部件承载件的翘曲相关特性是基于模拟的结果进行的。使用与翘曲相关的模拟结果可以允许将翘曲相关特性调节成使得可以确定与低翘曲部件承载件相关联的部件承载件设计。
根据本发明的另一实施方式，使用第二电绝缘层结构的厚度和/或(介电)材料作为拟合参数来将翘曲相关特性调节成使得翘曲相关特性满足至少一个预限定的翘曲相关标准。替代性地或组合地，所述至少一个第一电传导层结构和/或所述至少一个第二电传导层结构的密度可以用作拟合参数。
所描述的预限定的翘曲相关标准可以允许有助于部件承载件设计过程并且特别是使部件承载件设计过程自动化。一旦找到满足预限定翘曲相关标准的设计，设计过程就可以停止。
在本文中，术语“密度”可以是质量密度，除了相应的电传导层结构的厚度之外，密度当然也对机械性能具有强烈的影响，特别地是因为任何物理结构/元件的振动特性都取决于它的质量。因此，调节至少一个第一电传导层结构/第二电传导层结构的密度代表了调整整个部件承载件的机械特性(以及间接地还有翘曲相关特性)的进一步措施。
根据本发明的另一实施方式，所述至少一个预限定的翘曲相关标准包括由以下各项组成的组中的至少一项：(i)使部件承载件的整体翘曲最小化，以及(ii)使部件承载件在部件承载件的中央区域中的中央翘曲最小化。这可以允许在设计过程中关注部件承载件的预限定空间区域中的翘曲。这尤其在部件承载件是板型部件承载件的应用中可以变得有利，其中，该板型部件承载件在随后的制造过程中被单一化为多个单独的部件承载件。因此，所描述的翘曲控制可以被利用成使得在一个板内可以以预先已知的方式制造具有不同翘曲特性的不同的各个部件承载件。例如，与具有较小翘曲的各个部件承载件相比，具有较高翘曲的其他各个部件承载件可以用于对于翘曲而言不那么重要的电子组件，其中，具有较小翘曲的各个部件承载件可以用于堆叠高质量的电子组件。
根据本发明的另一实施方式，在考虑至少一个嵌入部件的情况下对翘曲相关特性进行调节。这意味着可以考虑嵌入部件对待设计的部件承载件的翘曲特性/翘曲性能的影响，以便为表现出最小整体翘曲的具有至少一个嵌入部件的部件承载件找到设计。在优选应用中，翘曲相关特性被调节成使得：翘曲相关特性对由嵌入部件引起的翘曲和/或由在随后的部件承载件制造程序中嵌入该嵌入部件的工艺引起的翘曲进行完全或至少部分地补偿。
根据本发明的另一实施方式，该方法还包括通过调整以下至少一个层压工艺的工艺参数来确定所述设计：(i)将第一电绝缘层结构中的另一个第一电绝缘层结构层压至第一叠置件，以及/或者(ii)将第二电绝缘层结构中的另一个第二电绝缘层结构层压至第二叠置件。
可以针对至少一个层压工艺单独调节工艺参数，所述至少一个层压工艺在第一叠置件和/或第二叠置件处或者在第一叠置件和/或第二叠置件内实施。工艺参数可以是例如层压温度、层压压力、层压持续时间。
在某些应用中，每个层压工艺的工艺参数都以适当的方式进行调节/选择。层压可以包括多于一个的第一电绝缘层结构或第二电绝缘层结构的层压。此外，对于层压工艺，可以将电绝缘层结构与所谓的预浸料层结构一起处理，该预浸料层结构具有作为半成品在预浸料层结构的表面处形成的电传导层结构。
根据本发明的另一实施方式，该方法还包括通过调整以下至少一个层压工艺的工艺参数来确定所述设计：(i)将第一电绝缘层结构中的另一个第一电绝缘层结构和所述至少一个第一电绝缘层结构中的另一个电传导层结构层压至第一叠置件，以及(ii)将第二电绝缘层结构中的另一个第二电绝缘层结构层压至第二叠置件，而不将所述至少一个第二电传导层结构中的另一个第二电传导层结构层压至第二叠置件。
描述性地说，根据该实施方式的层压的特征在于使得：在芯的形成第一叠置件的第一侧，(另一个)第一电绝缘层结构与(另一个)第一电传导层结构被一起层压。此外，在芯的形成第二叠置件的相反的第二侧，层压有(另一个)第二电绝缘层结构而没有任何电传导层结构。因此，存在彼此直接邻接的至少两个第二电绝缘层结构，从而形成上级第二电绝缘层结构。
这种上级第二电绝缘层结构可以允许在芯的两侧具有相同数量的层压工艺，而在第二侧，至少两个电绝缘层结构彼此直接邻接，因为该至少两个电绝缘层结构之间没有电传导层结构。因此，彼此直接邻接的第二电绝缘层结构和至少一个另外的第二电绝缘层结构可以形成上级第二电绝缘层结构。
根据本发明的另一实施方式，第一电绝缘层结构中的所述另一个第一电绝缘层结构和第二电绝缘层结构中的所述另一个第二电绝缘层结构具有不同的厚度。这可以允许不仅调节各个第二电绝缘层结构的厚度而且还允许调节上述上级第二电绝缘层结构的厚度。
根据本发明的另一实施方式，第一电绝缘层结构中的所述另一个第一电绝缘层结构的第一厚度至少近似为第二电绝缘层结构中的所述另一个第二电绝缘层结构的第二厚度的整数倍。这可以允许堆叠具有如下厚度的上级第二电绝缘层结构：该厚度与第一电绝缘层结构中的单独的另一个第一电绝缘层结构的厚度相对应。这可以提供如下优点：尽管所描述的部件承载件是不对称的，但可以通过大体对称的整体层压程序来制造该部件承载件，其中每个层压步骤包括第一叠置件处的第一层压和第二叠置件处的第二层压。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对具有不对称堆叠件的部件承载件进行制造的方法。所制造的部件承载件可以是如上所述的任何部件承载件。所提供的制造方法包括：(a)实施如上所述的用于对部件承载件的设计进行确定的方法；以及(b)基于调节后的翘曲相关特性来制造部件承载件。
所描述的部件承载件制造方法是基于这样的构思的：通过上述设计确定方法的帮助，可以制造具有极低翘曲性能的部件承载件。
在一些实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。具体地，部件承载件可以是通过施加压挤力和/或热而被叠置并连接在一起的多层结构的复合物。
在对部件承载件的内部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/或电传导层结构(特别是通过层压)将经处理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。换句话说，可以持续进行堆叠，直到获得期望的层数为止。
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。
例如，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊部施用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部并且随后对阻焊部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部保持覆盖的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。这尤其适用于包含铜的表面部分。
在表面处理方面，还可以将表面修整部选择性地施用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，焊盘、传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)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)可能被氧化，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)、非电镍浸金(ENIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯、ENIPIG(非电镍浸钯浸金)等。
根据本发明的实施方式，基于调节后的翘曲相关特性来制造部件承载件包括：在一个工艺步骤内，在第一叠置件处和/或在第二叠置件处执行多个层压工艺。这可以提供能够以快速且有效的方式制造上述部件承载件的优点。在这种情况下，应该认识到，对于每个层压步骤，可能需要多个子步骤，例如添加另外的层结构、施加热、施加压力等。
根据本发明的另一实施方式，基于调节后的翘曲相关特性来制造部件承载件包括：在不同的工艺步骤内，在第一叠置件处和/或在第二叠置件处执行至少两个层压工艺。这可以提供的优点是，上述部件承载件可以制造成使得：对于不同的单独的层结构，特别是不同的单独的电绝缘层结构，可以使用不同的层压工艺参数。因此，对于每个单独的电绝缘层结构，可以实施优化的层压过程。
必须注意，已经参考不同的主题描述了本发明的实施方式。特别地，已经参考方法类型权利要求描述了一些实施方式，而已经参考设备类型权利要求描述了其他实施方式。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中了解到，除非另有说明，否则除了属于一类主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合、特别是方法类型权利要求的特征与设备类型权利要求的特征之间的任何组合，被认为是与该文件一起公开的。
本发明的以上限定的方面和另外的方面通过将在下文中描述的实施方式的示例而是明显的并且参考实施方式的示例进行说明。下文将参考实施方式的示例更详细地描述本发明，但本发明不限于这些实施方式的示例。
附图说明
图1以示意图示出了根据本发明的实施方式的用于对具有不对称堆叠件的部件承载件进行制造的方法。
图2示出了具有不对称5-2-2构型的部件承载件的示意图。
图3示出了具有不对称5-2-3构型的部件承载件的示意图。
图4示出了具有不对称4-2-2构型的部件承载件的示意图。
图5示出了具有不对称3-2-2构型的部件承载件的示意图。
图6示出了具有不对称4-2-2构型的所制造的部件承载件的显微图像以及放大部分，其中部件被嵌入在不对称部件承载件内。
具体实施方式
图1至图5的图示是示意性的。需要注意的是，在不同的附图中，相似或相同的元件或特征被提供以相同的附图标记。为了避免不必要的重复，已经参考前面描述的实施方式阐明的元件或特征不再在说明书的后面位置再次阐明。
此外，空间相对术语例如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等用于描述如图中所示的元件与另一元件或其他元件的关系。因此，空间相对术语可以应用于使用中的与图中描绘的取向不同的取向。显然，所有这些空间相对术语指的是图中所示的取向，这只是为了便于描述，并且不一定是限制性的，因为根据本发明的实施方式的设备在使用时可以呈现与图中所示的取向不同的取向。
在详细参考附图的各个图之前，需要指出的是，在本文件中，根据下面描述的所有实施方式，由铜(Cu)制成的电传导层结构用具有第一字符“L”的附图标记表示。此外，介电或电绝缘层结构用具有第一字符“D”的附图标记表示。此外，为了简洁起见，层结构也被简单地命名为结构。
图1以示意图示出了根据本发明的实施方式的具有不对称堆叠件的部件承载件的制造方法。该方法开始于提供(固化的)芯C。接下来，在芯C的第一上侧部处层压包括层(结构)L1、D1和L2的层序列。层L1和L2是电传导层，而D1是介电或电绝缘层。优选地，同时在芯C的第二下侧部处层压各个相对应的传导/铜层L1’和L2’以及介电层D1’。需要指出的是，到目前为止，层压程序或层压程序的至少结构结果相对于芯C是完全对称的。
接下来，在不对称程序中，在多层结构的当前顶表面处层压介电层D2和铜层L3。在相反的底表面处层压有介电层D2’，与介电层D2相比，该介电层D2’包括更小的竖向厚度。根据此处描述的示例性实施方式，介电层D2’的竖向厚度是层D2的竖向厚度的三分之一。图1(a)示出了目前为止制造的结构，该结构是整个制造过程的中间产品。
接下来，从图1(a)与图1(b)之间的直观比较可以看出，在图1(a)所示的中间产品的当前顶表面处层压有介电层D3和铜层L4。在相反的第二侧部处，在当前底表面处层压有具有与介电层D2’相同(竖向)厚度的另外的介电层D3’。图1(b)所示的结构是此处描述的制造过程的另外的相应的下一中间产品。
接下来，从图1(b)与图1(c)之间的直观比较可以看出，在图1(b)所示的中间产品的当前顶表面处层压有介电层D4和铜层L5。在相反的第二侧部处，在当前底表面处层压有另外的介电层D4’，该介电层D4’同样具有与介电层D2’相同的(竖向)厚度。由于介电层D2’、D3’和D4’直接彼此邻接，因此形成了具有与例如介电层D2相同厚度的上级介电层。在下一个共用的层压步骤中，或者优选地与至少层L5的层压一起或与至少层L5的层压同时，层压底部铜层L3’。
从图1(c)可以看出，此处描述的制造方法的结果是具有不对称堆叠件结构的部件承载件CC。具体地，在芯C的第一或上部主表面上方或在芯C的第一或上部主表面处形成有第一叠置件S1。在芯C的第二或下部主表面下方或在芯C的第二或下部主表面处形成有第二叠置件S2。与第一叠置件S1相比，第二叠置件S2具有更小的竖向厚度。第一叠置件S1包括呈交替序列的四个介电层D1、D2、D3和D4以及五个电传导层L1、L2、L3、L4和L5。第二叠置件S2包括呈交替序列的两个介电层：D1’；以及包括层D2’、D3’和D4’的上级层。
从图1(c)还可以看出，当仅考虑层L1、层L1’、层D1、层D1’、层L2、层L2’、层D2、上级层D2’、D3’、D4’、层L3和层L3’时，部件承载件的该内部区域是对称的。因此，层D3、L4、D4和L5使部件承载件CC的堆叠件不对称。需要指出的是，这种不对称是通过相同数量的介电层压步骤实现的，因为根据此处描述的示例性实施方式，上级层D2’、D3’、D4’已经通过三个单独的层压步骤形成。在优选的实施方案中，(子)层D2’的层压与层D2的层压一起实施。此外，(子)层D3’的层压与层D3的层压一起实施，以及(子)层D4’的层压与层D4的层压一起实施。
需要指出的是，除了直接邻接芯C的两个传导层L1和L1’之外，不对称部件承载件CC的构型还包括位于芯C的一侧的四个传导层L2、L3、L4和L5以及位于芯的相反的另一侧的两个传导层L2’和L3’。由于所述两个内部传导层L1和L1’可以被视为代表承载件结构的一部分，因此不对称部件承载件CC堆叠件的构型可以被命名为4-2-2构型。
图2示出了具有不对称5-2-2堆叠件构型的部件承载件的示意图。该构型与图1(c)中所示的4-2-2构型的不同之处在于，在第一上侧部处附加地形成有另外的介电层D5和另外的铜层L6。在第二底侧部处形成有附加的介电层D5’和附加的铜层L3’。此外，根据此处描述的实施方式，介电层D2’、D3’、D4’和D5’各自的厚度仅为其他介电层厚度的四分之一。因此，形成了包括介电(子)层D2’、D3’、D4’和D5’的上级介电层。
此外，图2中所示的部件承载件CC还包括两个阻焊掩膜(solder mask)SM，一个阻焊掩膜位于部件承载件CC的上表面处，而另一个阻焊掩膜位于部件承载件CC的下表面处。
图3示出了具有不对称5-2-3构型的部件承载件的示意图。这意味着除了直接邻接芯C的两个内层L1和L1’之外，还在芯上方存在有五个传导层L2至L6，并且在芯下方存在有三个传导层。根据图1(c)中所示的实施方式，还存在包括三个子层的上级介电层，所述三个子层在此处用D3’、D4’和D5’命名。根据图2所示的实施方式，图3的部件承载件CC还在上表面和下表面处包括阻焊掩膜。
图4示出了具有不对称4-2-2构型的部件承载件的示意图。与图1(c)中所示的实施方式相比的唯一区别在于，此处在部件承载件CC的外表面处添加有两个阻焊掩膜。
图5示出了具有不对称3-2-2构型的部件承载件的示意图。此处，位于芯下方的两个介电层中的一个介电层是包括两个介电子层的上级介电层。同样，在部件承载件CC的上表面和下表面两者处均形成有阻焊掩膜，该部件承载件CC同样包括不对称的整体堆叠件层结构。
图6示出了具有不对称4-2-2构型的所制造的部件承载件CC的扫描电子显微镜(SEM)图像。图6(a)示出了沿着部件承载件CC的整个竖向厚度的部件承载件CC。图6(b)示出了放大部分。在图6(a)中，图6(b)的放大部分用虚线框表示。
与上述实施方式相比，图6的部件承载件CC包括嵌入式(电子)部件Comp。部件Comp嵌入在部件承载件CC的未描绘的芯内。
位于部件承载件CC的上部区域中的第一叠置件S1根据4-2-2构型包括四个传导层L1、L2、L3和L4。位于部件承载件CC的下部区域中的第二叠置件S2包括两个传导层：第一传导层L1’和第二传导层L2’。叠置件S1和S2两者均还包括铜层和介电层的交替序列并且还具有不同的竖向厚度。另外，根据此处描述的示例性实施方式，叠置件S1和S2两者分别在叠置件S1和S2的外表面处相应地包括另外的层SM和SM’。这些层是已知的阻焊掩膜层。
需要指出的是，与上述实施方式相比，两个层叠置件S1和S2从部件承载件CC的内部开始分别以介电层D1和D1’开始。这可以允许部件Comp的平滑嵌入。
此外，从图6(a)的SEM图像可以看出，存在两个最外层X1和X1’，最外层X1和X1’分别形成在两个层SM和SM’处。这些最外层X1和X1’本身也是根据此处描述的实施方式而保护内层的已知的阻焊掩膜。被保护的层可以是例如铜箔，铜箔被保护以免于直接暴露于大气和被氧化。此外，通过外部阻焊掩膜层，可以防止铜箔被焊料意外接触，这会影响部件承载件的功能。
应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且冠词“一”或“一种”的使用不排除多个。结合不同实施方式描述的元件还可以进行组合。还应当注意的是，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。
附图标记列表：
CC 部件承载件
C 芯
Comp 嵌入部件
L1至L5 电传导层结构/铜层结构
L1’至L4’ 电传导层结构/铜层结构
D1至D5 电绝缘层结构
D1’至D5’ 电绝缘层结构
S1 第一叠置件
S2 第二叠置件
SM、SM’ 阻焊掩膜
X1、X1’ 阻焊掩膜

Claims (22)

1.一种具有不对称堆叠件的部件承载件(CC)，所述部件承载件(CC)包括：
芯(C)；
第一叠置件(S1)，所述第一叠置件(S1)位于所述芯(C)的第一主表面处，所述第一叠置件(S1)包括至少一个第一电传导层结构(L1-L6)和多个第一电绝缘层结构(D1-D5)；以及
第二叠置件(S2)，所述第二叠置件(S2)位于所述芯(C)的第二主表面处，所述第二叠置件(S2)包括至少一个第二电传导层结构(L1’-L3’)和多个第二电绝缘层结构(D1’-D5’)；
其中，所述第二电绝缘层结构中的至少两个第二电绝缘层结构(D2’-D5’)彼此直接接触，并且所述至少两个第二电绝缘层结构(D2’-D5’)中的每一个第二电绝缘层结构具有与所述第一电绝缘层结构(D1-D5)中的至少一个第一电绝缘层结构相比更小的厚度，以及/或者，所述至少两个第二电绝缘层结构(D2’-D5’)中的每一个第二电绝缘层结构包括与所述第一电绝缘层结构(D1-D5)中的至少一个第一电绝缘层结构相比不同的材料特性。
2.根据权利要求1所述的部件承载件(CC)，其中，
与所述第二叠置件(S2)相比，所述第一叠置件(S1)具有更大的竖向厚度。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
所述第一电传导层结构(L1-L6)的第一数量大于所述第二电传导层结构(L1’-L3’)的第二数量。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
(i)所述第一电传导层结构(L1-L6)的数量与(ii)所述第二电传导层结构(L1’-L3’)的数量之间的差大于(i)所述第一电绝缘层结构的数量与(ii)所述第二电绝缘层结构的数量之间的差。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
所述第一绝缘层结构的数量与所述第二绝缘层结构的数量是相同的。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
所述第一绝缘层结构的数量小于所述第二绝缘层结构的数量。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
所述第二电绝缘层结构中的至少两个第二电绝缘层结构彼此直接接触，特别地，所述第二电绝缘层结构中的至少三个第二电绝缘层结构彼此直接接触。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，
所述第二电绝缘层结构中的至少一个第二电绝缘层结构具有的厚度不大于所述第一电绝缘层结构中的对应的第一电绝缘层结构的厚度的一半。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件，其中，
所述第二电绝缘层结构中的不同的第二电绝缘层结构包括不同的材料。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的部件承载件(CC)，其中，所述部件承载件(CC)还包括：
至少一个部件(Comp)，所述至少一个部件(Comp)至少部分地嵌入在以下各项中的至少一项中：(i)第一叠置件(S1)；(ii)第二叠置件(S2)；以及(iii)芯(C)。
11.一种用于对具有不对称堆叠件的部件承载件(CC)的设计进行确定的方法，其中，所述方法包括：
将待设计的部件承载件(CC)建模成具有：
第一叠置件(S1)，所述第一叠置件(S1)位于芯(C)的第一主表面处，所述第一叠置件(S1)包括至少一个第一电传导层结构(L1-L6)和多个第一电绝缘层结构(D1-D5)；以及
第二叠置件(S2)，所述第二叠置件(S2)位于所述芯(C)的第二主表面处，所述第二叠置件(S2)包括至少一个第二电传导层结构(L1’-L3’)和多个第二电绝缘层结构(D1’-D5’)；以及
通过对所述第二电绝缘层结构(D1’-D5’)中的彼此直接接触的至少两个第二电绝缘层结构进行构建而将待设计的所述部件承载件(CC)的翘曲相关特性调节成使得：所述至少两个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构具有与所述第一电绝缘层结构(D1-D5)中的至少一个第一电绝缘层结构相比更小的厚度，以及/或者，所述至少两个第二电绝缘层结构中的每一个第二电绝缘层结构包括与所述第一电绝缘层结构(D1-D5)中的至少一个第一电绝缘层结构相比不同的材料特性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括：
对待设计的所述部件承载件(CC)的所述翘曲相关特性进行模拟，其中，
调节待设计的所述部件承载件(CC)的所述翘曲相关特性是基于所述模拟的结果进行的。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，
使用以下各项作为拟合参数来将所述翘曲相关特性调节成使得所述翘曲相关特性满足至少一个预限定的翘曲相关标准：
(i)所述第二电绝缘层结构(D1’-D5’)的厚度和/或材料特性，以及/或者
(ii)所述至少一个第一电传导层结构和/或所述至少一个第二电传导层结构的密度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
所述至少一个预限定的翘曲相关标准包括下述各项中的至少一项：
(i)使所述部件承载件(CC)的整体翘曲最小化，以及
(ii)使所述部件承载件(CC)在所述部件承载件的中央区域中的中央翘曲最小化。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的方法，其中，
在考虑至少一个嵌入部件(Comp)的情况下对所述翘曲相关特性进行调节。
16.根据权利要求11至15中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
通过调整以下至少一个层压工艺的工艺参数来确定所述设计：
(i)将所述第一电绝缘层结构中的另一个第一电绝缘层结构层压至所述第一叠置件，以及/或者
(ii)将所述第二电绝缘层结构中的另一个第二电绝缘层结构层压至所述第二叠置件。
17.根据权利要求11至15中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
通过调整以下至少一个层压工艺的工艺参数来确定所述设计：
(i)将所述第一电绝缘层结构中的另一个第一电绝缘层结构和所述至少一个第一电传导层结构中的另一个第一电传导层结构层压至所述第一叠置件，以及
(ii)将所述第二电绝缘层结构中的另一个第二电绝缘层结构层压至所述第二叠置件，而不将所述至少一个第二电传导层结构中的另一个第二电传导层结构层压至所述第二叠置件。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
所述第一电绝缘层结构中的所述另一个第一电绝缘层结构和所述第二电绝缘层结构中的所述另一个第二电绝缘层结构具有不同的厚度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
所述第一电绝缘层结构中的所述另一个第一电绝缘层结构的第一厚度至少近似为所述第二电绝缘层结构中的所述另一个第二电绝缘层结构的第二厚度的整数倍。
20.一种用于对具有不对称堆叠件的部件承载件(CC)进行制造的方法，其中，所述方法包括：
实施根据权利要求11至19中的任一项所述的方法；以及
基于调节后的所述翘曲相关特性来制造所述部件承载件(CC)。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，
基于调节后的所述翘曲相关特性来制造所述部件承载件(CC)包括：
在一个工艺步骤中，在所述第一叠置件(S1)处和/或在所述第二叠置件(S2)处执行多个层压工艺。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，
基于调节后的所述翘曲相关特性来制造所述部件承载件(CC)包括：
在不同的工艺步骤中，在所述第一叠置件(S1)处和/或在所述第二叠置件(S2)处执行至少两个层压工艺。
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