CN117939775A - 部件承载件以及制造部件承载件的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种部件承载件以及制造部件承载件的方法。该部件承载件(100)包括:叠置件(102),该叠置件(102)包括至少一个电传导层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106);通孔(108),该通孔(108)在竖向上延伸穿过叠置件(102)并且由叠置件(102)的侧壁(110)界定,该侧壁(110)在叠置件(102)的相反的主表面(114、116)之间具有横向收缩部(130);以及电绝缘涂覆层(112),该电绝缘涂覆层(112)覆盖所述叠置件(102)的相反的主表面(114、116)的部分以及覆盖所述叠置件(102)的侧壁(110)的至少部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种部件承载件以及制造部件承载件的方法。
背景技术
在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能不断增多且这种电子部件的日益小型化以及待安装在部件承载件诸如印刷电路板上的电子部件数量不断上升的背景下,正在采用具有多个电子部件的越来越强大的阵列状部件或封装件,该阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部,这些接触部或连接部之间的间隔越来越小。特别是,部件承载件应当是在机械方面稳固且在电气方面可靠的,以便即使在恶劣条件下也能够进行操作。
发明内容
可能需要在部件承载件中以故障稳健且高精度的方式提供孔。
根据本发明的示例性实施方式,提供了一种部件承载件,其包括:叠置件,该叠置件包括至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘层结构;通孔,该通孔在竖向上延伸穿过该叠置件并由该叠置件的侧壁界定,该侧壁在叠置件的相反主表面之间具有横向收缩部;以及电绝缘涂覆层,该电绝缘涂覆层覆盖叠置件的所述相反主表面的部分以及覆盖叠置件的所述侧壁的至少部分(例如覆盖叠置件的整个侧壁)。
根据本发明的另外的示例性实施方式,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传导层结构和至少一个电绝缘层结构的叠置件;形成在竖向上延伸穿过该叠置件并由该叠置件的侧壁界定的通孔,所述侧壁在叠置件的相反主表面之间具有横向收缩部;以及,形成覆盖叠置件的所述相反主表面的部分以及覆盖叠置件的至少部分所述侧壁的电绝缘涂覆层。
在本申请的上下文中,术语“部件承载件”可以具体表示能够在其上和/或其中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换言之,部件承载件可以被构造为用于部件的机械和/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)基板中的一种。特别地,部件承载件还可以被实施为柔性或半刚性基板。部件承载件还可以是组合了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”可以具体表示平行地安装在彼此顶部的多个平面层结构的布置。例如,叠置件可以是层压叠置件,即包括通过施加热和/或压力而连接的多个层结构。
在本申请的上下文中,术语“层结构”可以具体表示连续层、图案化层或共同平面内的多个非连续岛状部。
在本申请的上下文中,术语“通孔”可以具体表示部件承载件结构中延伸穿过整个叠置件的开口。
在本申请的上下文中,术语“竖向通孔”可以具体地表示通孔延伸穿过叠置件,使得通孔的中心轴线或对称轴线垂直于或基本垂直于叠置件的平行的主表面。
在本申请的上下文中,术语“由叠置件的具有横向收缩部的侧壁界定的竖向通孔”可以具体表示这样的事实:限定通孔的横向界限的叠置件的侧壁不完全沿着垂直于叠置件的主表面的竖向方向定向,而是在横截面视图中具有瓶颈部。侧壁还可以包括不止一个收缩部或瓶颈部。在相对于至少一个横向收缩部的任一侧上,侧壁可以是直的(例如竖向的或倾斜的)或弯曲的(例如以凹形和/或凸形的方式)。通孔的横截面积在叠置件的不同高度水平处可以不同。优选地,由叠置件的具有横向收缩部的侧壁界定的通孔可以通过激光钻孔形成,即通过用钻孔激光束从叠置件的两侧加工叠置件。例如,第一激光切割或钻孔工艺可以从叠置件的一个主表面执行,并且(例如随后或同时)第二激光切割或钻孔工艺可以从叠置件的相反的另一主表面执行,从而形成具有横向收缩部的通孔。所获得的通孔可以例如具有沙漏形状或由两个相对渐缩且连接的截头圆锥形部分孔限定的形状。通过激光束对叠置件进行激光加工,在相应调整激光参数(如激光波长、激光功率、照射时间等)的情况下,可以形成具有横向收缩部的通孔。由叠置件的具有横向收缩部的侧壁界定的竖向通孔可具有从叠置件的主表面之一延伸到叠置件中的第一渐缩部分并且可具有从叠置件的主表面中的相反的另一主表面延伸到叠置件中的第二渐缩部分,使得两个渐缩部分在通孔的内部在形成所述横向收缩部的窄或甚至最窄的颈部处彼此相遇。横向收缩部可以形成周向闭合的横向收缩部,例如横向收缩线或区域。周向闭合的横向收缩部可以限定横向延伸到通孔中的套环状件。
在本申请的上下文中,术语“电绝缘涂覆层”可以具体表示仅填充相应通孔的一部分同时保留通孔的空隙部分的非电传导填充介质。电绝缘涂覆层可以横向地或完全地覆盖或衬砌叠置件的限定内部孔的侧壁。这种填充介质可以是介电的(例如电绝缘油墨)。
在本申请的上下文中,术语本体(诸如叠置件)的“主表面”可以具体表示本体的两个最大的相对表面之一。主表面可以通过周向侧壁连接。本体的厚度,诸如叠置件的厚度,可以由两个相反的主表面之间的竖向距离来限定。
根据示例性实施方式,部件承载件(例如印刷电路板或集成电路基板)包括具有一个或更多个通孔的(优选层压的)层叠置件。通孔可以形成为基本上以垂直于叠置件的主表面的方式延伸穿过叠置件。此外,可以以这样的方式形成通孔(例如通过利用适当的激光操作参数进行激光钻孔),即,界定叠置件的具有横向收缩部的侧壁,从而在通孔内部产生局部窄部分或瓶颈部。此外,可以形成电绝缘涂覆层,使得电绝缘涂覆层仅部分地涂覆叠置件的相反主表面并且部分地或完全地涂覆叠置件的侧壁。有利地,在侧壁处具有横向收缩部的通孔已被证明是用于在其上沉积电绝缘涂覆层的适当基础,特别是就涂覆层的均匀性相关特性而言。更具体地,本发明的示例性实施方式可以实现通孔中涂覆层的高度均匀的侧壁覆盖。通孔的基本上对称的渐缩的沙漏型形状可以允许对涂覆层(例如油墨)进行更好的控制以及允许涂覆层的更均匀的厚度和空间分布。此外,可以以从叠置件的两侧进行切割的方式来增大通孔尺寸。因此可以实现(例如焊料掩模型)涂覆层的高度均匀分布,从而产生高度对称性。此外,采用这种方法还可以使在横向收缩部处相遇的上通孔部分和下通孔部分之间的横向偏移保持较小。通过调整来自叠置件的两个相反主表面的至少两次激光发射(可以使用相同或不同的激光参数)的激光参数(例如激光功率、激光波长、照射持续时间),可以将横向收缩部移动到期望的位置和直径。这可以允许确保界定通孔的整个侧壁上的涂覆层的厚度非常相似,从而致使整个部件承载件的对称特性并抑制不期望的现象,例如翘曲和分层。此外,侧壁表面由于其横向收缩部而增加的面积可以增强涂覆层在侧壁上的粘附力,这可以提高部件承载件作为整体的机械完整性。例如,该涂覆层可以用作通孔相关的阻焊结构,并且可以保护被覆盖的叠置件表面免受不期望的现象,例如腐蚀、氧化和/或机械冲击。通过局部地增加横向收缩部两侧上的通孔的功能上有效的面积或体积,通孔的相应空间上加宽的端部区域可以用于容置部件(例如光学部件)的至少一部分。
下面将对部件承载件和方法的另外的示例性实施方式进行说明。
在实施方式中,从主表面之一到横向收缩部的竖向距离在介于相反主表面之间的另外的竖向距离的20%至80%的范围内,特别是在45%至55%的范围内。优选地,横向收缩部可位于或接近叠置件的竖向中心,即位于从叠置件的底部主表面起计算的叠置件厚度的一半的高度水平处,以获得高度对称性。特别地,在上述45%至55%的范围内,可以获得具有低分层风险的层结构或涂覆层的低翘曲部件承载件。
在实施方式中,通孔的第一部分自叠置件的所述主表面中的一个主表面起渐缩至横向收缩部,并且通孔的第二部分自叠置件的所述主表面中的另一主表面起渐缩至横向收缩部。横向收缩部可以是通孔的最窄部分,渐缩方向在通孔的该最窄部分处发生变化。因此,两个渐缩部分可以沿着相反的渐缩方向渐缩并且可以在对应于横向收缩部的最窄内部位置处相遇。优选地,第一部分和第二部分中的每一者可以是通孔的对应的截头圆锥形部分。
在实施方式中,第一部分和第二部分在横向收缩部处彼此连接或者通过中间部分连接。因此,第一部分和第二部分可以在横向收缩部处彼此连接,或者通过中间部分连接。在第一替选方案中,整个通孔仅由第一部分(例如渐缩的第一部分)和第二部分(例如渐缩的第二部分)形成,使得第一部分和第二部分之间的界面形成横向收缩部。在第二替选方案中,上述第一部分和第二部分可以不直接彼此连接,而是通过其间的第三部分(例如具有倾斜的、弯曲的或竖向的侧壁)连接。例如,所述第三部分的特性可以由第三激光发射来限定或影响。通过采取这种措施,可以精确地调整通孔的所需形状。
在实施方式中,所述第一部分的第一渐缩角和/或所述第二部分的第二渐缩角在0.2°至30°的范围内,例如在1°至10°的范围内。叠置件的厚度可以在100μm至1000μm的范围内,例如可以是300μm。例如,由涂覆层限定的内部开口可以是沙漏形开口,由涂覆层限定的内部开口的倾角值小于沙漏形通孔的倾角值。例如,由涂覆层限定的内部开口还可以在与由界定叠置件中的通孔的侧壁限定的横向收缩部相对应的位置处具有另外的横向收缩部。然而,由涂覆层限定的内部开口也可以是沙漏形开口,其倾角值大于沙漏形通孔的倾角值。
在实施方式中,所述第一部分的第一中心轴线和所述第二部分的第二中心轴线相对于彼此横向移位小于50μm的位移值,例如小于20μm的位移值。在本申请的上下文中,术语“第一中心轴线”可以具体地表示通孔的截头圆锥形或圆锥形第一部分的对称轴线,该第一部分自叠置件的一个主表面起延伸直至横向收缩部。相应地,术语“第二中心轴线”可以具体地表示通孔的截头圆锥形或圆锥形第二部分的对称轴线,该第二部分自叠置件的另一主表面起延伸直至横向收缩部。通过确保其间仅有很小的空间失配,可以使所述中心轴线之间沿水平方向(即垂直于所述中心轴线)的相互空间位移足够小。例如,这可以通过使用对准标记来将激光源适当地定位在叠置件的两个相反主表面上来实现。结果,可以获得通孔和涂覆层的高度均匀的特性。
在实施方式中,覆盖叠置件的侧壁的至少部分的电绝缘涂覆层的最大厚度和最小厚度之间的差在最大厚度的5%至90%的范围内,例如在最大厚度的50%至90%的范围内。例如,侧壁的表面部分上的涂覆层的“厚度”可以是垂直于所述表面部分(例如垂直于所述表面部分上的切线)的涂覆层厚度。侧壁上的“最大厚度”可以是位于叠置件的两个相反主表面之间的所述侧壁上的最大厚度。侧壁上的“最小厚度”可以是位于叠置件的两个相反主表面之间的所述侧壁上的最小厚度。更准确地,以下两者之间的比率的绝对值可以是至少在所提及的范围之一内,所述两者中的一者为侧壁上的涂覆层的最大厚度与侧壁上的涂覆层的最小厚度之间的差,所述两者中的另一者为该最大厚度。因此,可以增强涂覆层的侧壁覆盖的均匀性,因为不同侧壁部分上的最大厚度变化可以限于所提及的值。
在实施方式中,位于叠置件的相对于水平对称平面(其可以延伸或不延伸穿过横向收缩部)而言两侧部中的一侧部上的涂覆层的第一量(例如体积或质量)与位于叠置件的相对于水平对称平面而言的两侧部中的另一侧部上的涂覆层的第二量(例如体积或质量)之间的差在所述第一量的5%至50%的范围内,或者不大于所述第一量的10%。水平对称平面实际上可以将叠置件分成具有相同竖向厚度的两半。根据所描述的设计规则,以下两者之间的比率的绝对值可以在所提及的范围中的至少一个范围内,所述两者中的一者为在叠置件上的处于水平对称平面上方的涂覆层的第一量与在叠置件上的处于水平对称平面下方的涂覆层的第二量之间的差,所述两者中的另一者为该第一量。当在专用叠置件表面上沉积电绝缘涂覆层时,在叠置件的中心位置处或附近具有横向收缩部的侧壁可使得就沿通孔的涂覆层厚度而言具有高度均匀的覆盖。这可能对整个部件承载件产生稳定影响。
在实施方式中,位于叠置件的相对于叠置件的竖向对称平面(其可以或可以不延伸穿过横向收缩部)而言的两侧部中的一侧部上的涂覆层的第三量(例如体积或质量)与位于叠置件的相对于竖向对称平面而言的两侧部中的另一侧部上的涂覆层的第四量(例如体积或质量)之间的差在所述第三量的5%至50%的范围内或不大于所述第三量的10%。此外,竖向对称平面可以与第一中心轴线和第二中心轴线中的任意一个重叠或不重叠。竖向对称平面实际上可以将叠置件分成具有相同水平长度和宽度的两半。根据所描述的设计规则,以下两者之间的比率的绝对值可以在所提及的范围中的至少一个范围内,所述两者中的一者为在叠置件上的处于竖向对称平面的左手侧的涂覆层的第三量与在叠置件上的处于竖向对称平面的右手侧的涂覆层的第四量之间的差,所述两者中的另一者为第三量。当在专用叠置件表面上沉积电绝缘涂覆层时,在叠置件的中心位置处或附近具有横向收缩部的侧壁可以使得就通孔的两侧部上的涂覆层厚度而言具有高度均匀的覆盖。这可能对整个部件承载件产生稳定影响。
在优选实施方式中,在叠置件的相对于水平对称平面(其可以或可以不延伸穿过横向收缩部)和/或相对于竖向对称平面(其可以或可以不延伸穿过横向收缩部)而言的两侧部上的涂覆层的分布和/或量是对称的。此外,竖向对称平面可以与第一中心轴线和第二中心轴线中的任意一个重叠或不重叠。这尤其可以在下述情况下得以实现:横向收缩部布置在叠置件的竖向中心,即非常接近两个相反主表面之间的中间位置(例如距精确的中间位置小于±5%),并且从叠置件的两个相反主表面渐缩到叠置件中以在横向收缩部处相遇的部分孔之间的空间偏移接近于零(例如小于±10μm),和/或第一中心轴线和第二中心轴线轴接近重叠。
在实施方式中,部件承载件包括在叠置件的一个或两个相反主表面上远离涂覆层的阻焊结构(其中“远离涂覆层”可以表示在所描述的实施方式中阻焊剂和涂覆层不重叠或接触的事实)。在本申请的上下文中,术语“阻焊结构”可以具体表示包括阻焊材料的物理结构。具体地,这样的结构可以是覆盖叠置件的主表面的仅部分的平坦层结构。这种阻焊结构的阻焊材料可以保护叠置件或其部分免受氧化或腐蚀,特别是可以保护包含诸如铜之类的金属的表面部分。此外,阻焊剂可以可选地限定出部件承载件的叠置件的一个或更多个表面部分,在这样的一个或更多个表面部分上不应且不会附着有焊料材料。简而言之,可以选择阻焊剂的材料,使得焊料材料不会附着或保留在被阻焊剂覆盖的部件承载件的叠置件的表面区域上。阻焊剂,也可以表示为焊料掩膜,可以是例如聚合物之类的薄漆状层,其可以施加到电传导表面金属(特别是部件承载件的铜迹线,例如印刷电路板(PCB)的铜迹线),以防止氧化并防止在紧密间隔的垫之间形成焊桥。在本文中,焊桥可以是两个电传导结构之间通过焊点形成的非预期电连接。阻焊剂可以防止焊桥。一旦作为叠置件上的连续层被施加,可以在阻焊剂中形成一个或更多个开口,在这样的开口处材料应与叠置件的电传导层结构电连接,例如用于将它们与待被焊接在叠置件上的一个或更多个表面安装组件电连接。这样的开口可以通过例如使用光刻对叠置件上的连续阻焊剂层进行图案化来形成。例如,可以基于环氧树脂液体形成阻焊剂,该阻焊剂可以通过图案或掩模丝网印刷到叠置件上。还可以基于液体可光成像焊料掩膜油墨形成阻焊剂,该阻焊剂可以例如通过喷涂或丝网印刷来施加并且然后可以被图案化。此外,阻焊剂可以被形成为干膜可光成像焊料掩膜,其可以被层压在叠置件上并随后被图案化。
在实施方式中,阻焊结构的厚度大于设置有该阻焊结构的相同主表面上的涂覆层的厚度。有利地,通孔中较小厚度的涂覆层可能已足以可靠地保护那里暴露的叠置件表面。
在实施方式中,涂覆层的材料为油墨或阻焊剂。当涂覆层是油墨时,它可以例如提供着色剂的功能。另外或可替选地,还可能的是该涂覆层可以是阻焊剂(例如具有如上所定义的特性)或者由不同于阻焊结构的另一种材料制成的另外的阻焊结构。
因此,涂覆层和阻焊结构可以是不同种类的阻焊剂。在本申请的上下文中,术语“不同种类的阻焊剂”可以具体表示具有不同材料成分的阻焊剂。例如,不同种类的阻焊剂可以是至少一种环氧液体基阻焊剂、至少一种液体可光成像焊料掩膜油墨和/或至少一种干膜可光成像焊料掩膜中的至少两种的组合。不同种类阻焊剂的不同材料成分可能导致每种相应的阻焊剂具有不同的特性,例如在电隔离、相对于焊料的抗粘附特性、颜色(例如绿色、蓝色、黑色)、腐蚀保护强度、热膨胀系数(CTE)、机械强度等方面的特性。因此,可以在叠置件的部分或整个表面上提供两种不同类型的阻焊剂。
在实施方式中,覆盖叠置件的一个主表面的涂覆层的水平延伸低于所述主表面上的阻焊结构的水平延伸。特别地,可以在所述涂覆层和所述阻焊结构之间限定凹部,更特别地,具有暴露在所述凹部中的电传导层结构。例如,阻焊结构可以提供保护叠置件的主表面的功能,而涂覆层可以主要产生对内部叠置件侧壁的电绝缘保护。涂覆层延伸到叠置件主表面中的与通孔直接连接的部分可以致使叠置件表面上涂覆层的改进的粘附性,同时还有助于对主表面的连接部分的表面保护。阻焊剂的与涂覆层相比较而言的较大厚度可以形成对主表面的可靠介电保护,从而免受腐蚀等,而涂覆层的较小厚度可以保持功能通孔面积或体积足够大。
在实施方式中,部件承载件包括部件,或者包括多个部件。一个或更多个部件可以表面安装在叠置件上或嵌入在叠置件中。在本申请的上下文中,术语“部件”可以具体表示任何大体积块而不是层型块。该部件可以是电子部件,例如嵌入或将嵌入部件承载件内部的有源(例如半导体芯片或半导体封装件)或无源(例如电容器或电感器)电子部件。然而,该部件也可以是不具有电子功能的非电子组件。例如,该部件可以是具有热功能的部件,例如具有排热和/或散热功能的部件。例如,该部件可以是金属(例如铜)块和/或陶瓷块。
优选地,所述至少一个部件可以是光学部件,即具有光学功能的部件。例如,具有部件的部件承载件可以是相机模块。例如,光学部件可以包括光学传感器。这样的光学传感器可以被配置用于捕获图像数据、视频数据或传感器数据。另外或可替选地,光学部件可以提供光学发射器功能。这种光学发射器可以被配置用于发射图像数据或视频数据。在具有一个或更多个光学部件的部件承载件的操作期间,光电磁辐射(例如可见光、红外光和/或紫外光)可以通过通孔传播。
不希望受特定理论的束缚,目前认为部件承载件表面上的涂覆层和阻焊剂可以防止由暴露的迹线反射的光导致的所谓的瞬时灼烧现象。
在实施方式中,部件承载件包括至少部分地容置在通孔内部的部件,例如光学部件。因此,通孔的至少部分可以用于容置至少一个光学部件的至少部分。例如,图14中示出了这样的实施方式。
在实施方式中,部件承载件包括表面安装在叠置件的一个主表面上以覆盖通孔的部件,例如光学部件。特别地,所述至少一个光学部件可以面向通孔。例如,图13中示出了这样的实施方式。例如,至少一个光学部件的至少一个光敏检测元件和/或至少一个光学发射元件可以与叠置件中的通孔对准,使得安装在叠置件上的至少一个光学部件可以在功能上与传播通过叠置件的电磁辐射配合和/或可以将电磁辐射发射到通孔中。例如,所述功能配合可以包括光学部件与通孔的对准,使得光学部件能够检测通过通孔传播的光。另外或可替选地,所述功能配合可以包括光学部件与通孔的对准,使得光学部件能够发射通过通孔传播的光。
在实施方式中,位于横向收缩部的一侧部上的涂覆层的厚度(例如平均厚度、最大厚度或最小厚度)相比于位于横向收缩部的另一侧部上的涂覆层的厚度(例如平均厚度、最大厚度或最小厚度)的差异小于20%,例如小于10%。根据所描述的设计规则,以下两者之间的比率的绝对值可以在所提及的范围中的一个范围内,所述两者中的一者为在横向收缩部的所述一侧部上的涂覆层的所述厚度与在横向收缩部的所述另一侧部上的涂覆层的所述厚度之间的差,所述两者中的另一者为在横向收缩部的所述一侧部上的涂覆层的所述厚度。由于在中心具有横向收缩部的沙漏形通孔的高度对称性,可以实现叠置件表面上涂覆层厚度的高度均匀性。
在实施方式中,覆盖所述叠置件的所述相反主表面的部分和所述侧壁的至少部分的所述涂覆层形成整体连续结构。因此,可以提供不间断的涂覆层结构或层,以用于通过所述涂覆层保护所覆盖的叠置件表面,从而防止由于不连续性而导致出现叠置件表面的未受保护的薄弱部分。此外,这可以促进涂覆层和叠置件之间的适当粘附。
在实施方式中,叠置件的相反主表面中的至少一个与侧壁之间的过渡部是倒圆的。避免尖角可以进一步促进叠置件表面上的涂覆层的机械完整性。出于同样的原因,横向收缩部也可以是倒圆的,而不是严格成角度的。
在实施方式中,除横向收缩部之外,侧壁是直的、弯曲的和/或阶梯状的。例如,两个侧壁可以从叠置件的相应主表面向内渐缩,直到叠置件内部的横向收缩部,其中表面是直的和/或弯曲的(例如凹形弯曲的)。可替选地,阶梯式构造也可以产生具有内部横向收缩部的设计。
在实施方式中,涂覆层的暴露表面在叠置件的相反主表面之间限定了另外的横向收缩部。因此,不仅界定通孔的叠置件的侧壁可以具有横向收缩部,而且施加到所述表面上的涂覆层也可以具有横向收缩部。这可能是由于所描述的通孔设计而导致涂覆层均匀沉积特性的结果。
在实施方式中,该方法包括通过激光加工在叠置件中形成通孔。在实施方式中,通孔可以是激光通孔。通孔可以特别且优选地通过激光加工来形成。为了获得具有横向收缩部的所述形状,可以优选通过激光加工从电绝缘层结构的两个主表面起形成通孔。有利地,当通过激光加工形成通孔时,基本上没有来自叠置件的预浸材料的玻璃纤维会由于激光束的冲击而延伸到通孔中。这可以提高所获得的几何形状的精度并且可以抑制伪影。然而,也可以通过激光加工以外的其他方法来形成通孔,例如通过等离子体处理、通过湿法蚀刻等。
在实施方式中,所述激光加工包括通过激光钻孔从叠置件的所述主表面中的一个主表面起形成通孔的第一部分,以及通过激光钻孔从叠置件的所述主表面中的另一主表面起形成通孔的第二部分。第一激光钻孔工艺可形成延伸穿过叠置件的盲孔或连续渐缩的通孔(参见例如图11)。第一激光钻孔工艺之后的第二激光钻孔工艺可以去除另外的叠置件材料以使通孔成形,以便形成延伸穿过叠置件的沙漏形通孔(参见例如图12)。
在实施方式中,该方法包括使用辊将涂覆层施加到侧壁上和部分主表面上。例如,这样的辊可以是在操作期间(例如在施加涂覆层期间)围绕其中心对称轴线旋转的筒形体。这种辊可以在旋转的同时沿着叠置件的相应主表面纵向移动。令人惊讶地发现,通过使用辊(而不是刮刀)形成涂覆层,可以实现侧壁厚度的增强的平衡。这可以使涂覆层前后的通孔中心保持在一致的位置。
在实施方式中,该方法包括使用沿着叠置件的相反主表面滚动的成对的辊(其都可以如上文针对辊所描述的那样实施)将涂覆层施加在侧壁上和主表面的部分上,优选地上述成对的辊沿着叠置件的相反主表面同时滚动。通过采取这种措施,可以实现优异的涂覆层精度和经涂覆的通孔的高精度特性。
在实施方式中,部件承载件的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。例如,部件承载件可以是所提到的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件,特别是通过施加机械压力和/或热能而形成的所提到的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件。所提到的叠置件可以提供板状部件承载件,该板状部件承载件能够为其他部件提供大的安装表面并且仍然是非常薄且紧凑的。
在实施方式中,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,作为嵌置式电子部件的示例的裸晶片由于该裸晶片的厚度小而可以方便地嵌置到薄板、比如印刷电路板中。
在实施方式中,部件承载件构造为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层中的一者。
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。通过例如通过激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的孔并且通过用电传导材料(特别是铜)对这些孔进行部分地或完全地填充从而形成过孔或任何其他通孔连接部,各个电传导层结构可以以期望的方式彼此连接。经填充的孔将整个叠置件连接(即,延伸穿过多个层或整个叠置件的通孔连接部),或者经填充的孔将至少两个电传导层连接,即所谓的过孔。类似地,光学互连部可以穿过叠置件的各个层而形成以接纳电光电路板(EOCB)。除了可以嵌置在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的介电部分可以包括具有增强纤维(诸如,玻璃纤维)的树脂。
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(特别地,电子部件)大致相同的尺寸(例如,在芯片级封装(CSP)的情况下)。在另外的实施方式中,基板可以基本上大于指定的部件(例如在倒装芯片球栅阵列、FCBGA配置中)。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路,而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。
基板或中介层可以包括以下各者中的至少一者的层或由以下各者中的至少一者的层构成:玻璃;硅(Si)和/或感光的或可干蚀刻的有机材料、如环氧基堆叠材料(比如,环氧基堆叠膜);或者聚合物化合物(聚合物化合物可以包括或可以不包括光敏和/或热敏分子)、如聚酰亚胺、聚苯并恶唑。
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,比如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂;聚亚苯基衍生物(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——比如网状物、纤维、球状件或其他种类的填充物颗粒——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被称为预浸料。这些预浸料通常是以它们的性能命名的,例如FR4或FR5,这些预浸料的性能描述了其阻燃性能。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、特别是环氧基堆叠材料(比如,堆叠膜)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。除了这些聚合物以外,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结构而应用在部件承载件中。
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、镁、碳、(特别是掺杂的)硅、钛和铂中的至少一种。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的变型也是可以的,超导材料或传导性聚合物分别比如为石墨烯或聚(3,4-乙撑二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene))(PEDOT)。
至少一个部件可以嵌置在和/或表面安装在叠置件上。这种部件和/或至少一个另外的部件可以选自以下各者中的至少一者:非导电嵌体、导电嵌体(比如,金属嵌体,优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如,热管)、导光元件(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的金属块(IMS-嵌体),该金属块可以嵌置或表面安装成用于促进散热的目的。合适的材料是根据材料的热导率限定的,热导率应当为至少2W/mK。这种材料通常是基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷,例如为铜、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)。为了提高热交换能力,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(具有至少一个实现的p-n结)、无源电子部件比如电阻器、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(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),这些都是基于半导体材料的,该半导体材料比如是碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、砷化铟镓(InGaAs)、磷化铟(InP)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、摄像机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而,其他部件也可以嵌置在部件承载件中。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/或可以嵌置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。
在实施方式中,获自部件承载件结构的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。
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(特别地,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。换言之,可以持续堆叠,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。
特别地,在表面处理方面,可以将电绝缘的阻焊部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这样的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、特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以防氧化或腐蚀。
在表面处理方面,还可以选择性地将表面处理部施加至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面处理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,表面处理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。表面处理部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能,并且表面处理部能够例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合处理。用于表面处理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)、非电镍浸钯浸金(ENIPIG)、化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)、金(特别是硬金)、化学锡(化学和电镀)、镍金、镍钯等。还可以使用无镍材料进行表面处理,特别是对于高速应用。示例为ISIG(浸银浸金)和EPAG(化学镀钯自催化金)。
本发明的上述方面和其他方面将从下文所描述的实施方式的示例中变得明显,并且参照实施方式的这些示例对其进行解释。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施方式的部件承载件的截面图。
图2示出了根据本发明示例性实施方式的部分部件承载件的图像。
图3至图6示出了根据本发明示例性实施方式的在执行制造图6所示的部件承载件的方法期间获得的结构的不同视图。
图7至图12示出了根据本发明示例性实施方式的在执行制造图7所示的部件承载件的方法期间获得的结构的不同视图。
图13示出了根据本发明示例性实施方式的部件承载件的截面图。
图14示出了根据本发明另一示例性实施方式的部件承载件的截面图。
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。
具体实施方式
在参照附图更详细地描述示例性实施方式之前,将对开发本发明的示例性实施方式所基于的一些基本考虑进行总结。
在界定部件承载件的通孔的叠置件的侧壁上形成油墨型涂覆层的传统方法中,腔侧壁上的油墨厚度可能高度不平衡。结果,在涂覆过程中腔中心位置可能变得不稳定,即在涂覆前后不能保持一致。作为参考,腔中心到铜垫的距离也可能不稳定。因此,传统方法无法形成平衡的侧壁厚度,这可能导致涂覆后腔中心的偏移。传统上,可能无法以足够小的公差控制腔中心到垫的距离。在传统方法中,部件承载件叠置件的通孔上的侧壁涂覆层可能非常不受控制并且不能令人满意。
根据本发明的示例性实施方式,具有(例如层压的)层叠置件的(例如印刷电路板型)部件承载件设置有在部件承载件的前侧部和后侧部之间延伸的至少基本上竖向的通孔。尽管通孔基本上竖向延伸穿过叠置件,但提供与周向叠置件材料的界面的横向侧壁可以具有横向收缩部而非竖向延伸部。例如,通孔可以具有由两个相对渐缩的截头圆锥形部分孔组成的沙漏形状。这种形状可以例如通过两侧式激光钻孔并相应地调整操作参数来形成。另外,电绝缘涂覆层可以沉积在叠置件的表面部分上,该表面部分包括相反主表面的部分和限定具有横向收缩部的通孔的内部侧壁的至少部分。例如,所述涂覆层或衬里可以提供阻焊功能以提供化学和/或机械保护。有利地,示例性实施方式确保通孔内和通孔周围的所述涂覆层的非常均匀的侧壁覆盖。通孔的渐缩的沙漏型形状可以致使所述涂覆层的精确可控的均匀量和定位。通过两侧式构造局部地增加通孔尺寸,可以在叠置件的任一侧上增加用于提供功能(例如定位部件)的可用体积。通过适当地调整用于在通孔内部形成横向收缩部的激光加工参数(例如激光能量和/或波长、照射持续时间、脉冲照射或连续照射),可以保持横向偏移足够小。更精确地,通过单独地或共同地调整来自叠置件的两个相反主表面的两个(或更多个)激光发射的上述和/或其他激光参数(优选地相继或同时),可以准确地调整横向收缩部的一个或更多个特性。这可以致使部件承载件作为整体具有非常对称的特性,并且可以减少诸如翘曲和分层之类的伪影。具有横向收缩部的通孔可以为要安装在叠置件的主表面上且具有到通孔的功能性通路的部件(特别是光学部件)和/或要至少部分地安装在通孔中的部件(特别是光学部件)提供有利的特性。有利地,所描述的架构可以使得能够获得通孔中的叠置件涂覆层的更多甚至高度平衡的侧壁厚度,从而避免由于涂覆层导致的过度中心偏移。简而言之,在叠置件中形成具有横向收缩部的通孔可以为部件承载件提供在涂覆层控制方面的稳定性。例如,最小通孔直径可以在50μm至800μm的范围内,特别是在100μm至400μm的范围内。
因此,示例性实施方式提供了一种具有通孔的部件承载件,该通孔在通孔或腔中具有对称的渐缩形状。与叠置件中的连续渐缩的通孔相比,根据示例性实施方式的沙漏形通孔的渐缩特征可以不那么明显,并且形状可以更加对称。因此,在横向收缩部的两侧上的涂覆层厚度可以非常相似或相同。
当使用皮秒激光切割工艺完成激光切割通孔时,可以获得关于所描述的通孔形状的优异结果。激光切割工艺可以允许使腔或通孔中的渐缩形状对称。这可能对通孔或腔尺寸控制的准确性以及涂覆层厚度均匀性产生积极影响。从叠置件两侧执行的激光切割工艺可以使渐缩度对称。这可能会产生更好的腔尺寸性能以及产生腔或通孔边缘上的更好的(例如焊料掩膜类型的)涂覆层厚度。改进的腔尺寸控制能力和涂覆层侧壁厚度性能可以有助于尺寸分选率的提高。
示例性实施方式的示例性应用是基于部件承载件的相机模块。随着相机模块变得越来越大,将具有严格规格要求的更大相机传感器安装到部件承载件叠置件中的腔或通孔中可能具有挑战性。对称渐缩度可以对侧壁阻焊剂厚度和相机模块尺寸产生积极影响。通过根据示例性实施方式减少腔尺寸变化,可以获得能力增加和功率提升。因此,当具有与经涂覆的通孔对准地安装的部件的部件承载件被实现为相机模块时,所提到的和/或其他优点可以变得特别明显。
优选地,所述通孔可以采用激光切割技术形成。可以直接切割具有大直径的框架,然后取出中间区域中的分离的假体部分。这允许避免切割大孔,而是环形(例如矩形)切割区域可能就足够了。例如,所得到的结构的尺寸可以不大于7mm*10mm。
在另外的实施方式中(例如,如果必须钻出大直径),可以应用机械钻孔和激光钻孔的组合。可以首先进行机械钻孔,然后可以进行精细结构的激光钻孔。这也可以减少钻孔时间,因为可以避免用激光去除大量材料。
图1示出了根据本发明示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。在所示的实施方式中,部件承载件100被实施为印刷电路板(PCB)。然而,部件承载件100也可以是集成电路(IC)基板等。
根据图1的部件承载件100包括层压式层叠置件102,层压式层叠置件102包括多个电传导层结构104和电绝缘层结构106。图1的叠置件102可以包括积层构造中的层和通孔(未示出)。特别可能的是,叠置件102被实施为具有位于层叠置件中的芯。
电传导层结构104可以包括图案化的铜层,图案化的铜层可以形成水平垫和/或水平布线结构。另外,电传导层结构104可以包括竖向贯通连接部,例如铜柱和/或铜填充的激光通孔。另外或替代地,机械镀覆通孔(PTH)也可以用作竖向贯通连接部。此外,部件承载件100的叠置件102可以包括一个或更多个电绝缘层结构106(例如一层或更多层由FR4材料制成的预浸料片材、树脂片材或芯)。(ABF)材料也可以用于电绝缘层结构106的至少一部分,特别是当部件承载件100被实施为IC基板时。另外,表面处理(如ENIG或ENEPIG等)可以可选地施加在叠置件102的顶侧部和/或底侧部上(未示出)。
还如图1所示,通孔108形成在叠置件102中并且在竖向上延伸穿过整个叠置件102。当通过激光钻孔或激光切割使用适当的激光参数(例如激光波长、激光能量、照射时间、脉冲或连续照射等)以及布置在根据图1的叠置件102的顶侧部和底侧部两者上的相应激光源(未示出)来从叠置件102的两个相反主表面114、116起形成通孔108时,通孔108可以由叠置件102的内部侧壁110限定并且被限定在叠置件102的内部侧壁110之间,从而形成位于通孔108的中心的横向收缩部130或瓶颈部。在所示实施方式中,横向收缩部130可以由侧壁110的倒圆部分限定,但横向收缩部130也可以是由侧壁的尖角状部分或阶梯状部分限定的。在竖向方向160垂直于叠置件102的相反的水平主表面114、116的情况下,位于横向收缩部130的上侧部和下侧部上的侧壁110的两个倾斜且相对渐缩(而不是竖向)的部分包括:位于通孔108的上部中的角度α≠0,以及位于通孔108的下部中的角度β≠0。例如,在侧壁110与垂直于所述主表面114、116的竖向方向160之间的每个渐缩角α、β可以在2°至10°的范围内。可替选地,在侧壁110与垂直于所述主表面114、116的竖向方向160之间的每个渐缩角α、β可以在10°至45°的范围内。在优选示例中,渐缩角α可以与渐缩角β不同。可替选地,渐缩角α、β可以相同。根据图1,通孔108具有由两个截头圆锥形部分形成的沙漏形状,该两个截头圆锥形部分具有彼此相反的渐缩特性。两个截头圆锥形部分中的每一个从叠置件102的相应主表面114、116朝向通孔108的内部渐缩,直至其在横向收缩部130处的最窄部分。
仍然参照图1,电绝缘涂覆层112可以被形成为覆盖叠置件102的两个相反主表面114、116的部分以及覆盖叠置件102的整个侧壁110。更具体地,电绝缘涂覆层112衬砌在限定通孔108的整个侧壁110上,并且还衬在各主表面114、116的在两端直接围绕通孔108的相应环形部分上。覆盖叠置件102的一个主表面114的涂覆层112的水平延伸长度L可以不同于覆盖叠置件102的相反的另一主表面116的涂覆层112的另一水平延伸长度l。
例如,电绝缘涂覆层112可以是油墨或阻焊剂。油墨可以包括用于为电绝缘涂覆层112提供限定颜色的着色剂。阻焊剂可以保护叠置件102的覆盖表面免受例如腐蚀或氧化,以用于确保介电隔离,从而提供机械保护等。例如,阻焊剂可以由Taiyo DF系列(ME1-Z、SR1等)的材料制成。例如,涂覆油墨可以由Taiyo D60ME/D10ME材料制成。
还如图1所示,阻焊结构124可以施加在叠置件102的相反主表面114、116上处于远离涂覆层112的表面区域中。而且,涂覆层112可以被实施为另外的阻焊结构并且可以由与阻焊结构124不同的另一种材料制成(或者可以由与阻焊结构124相同的材料制成)。当阻焊结构124和阻焊型涂覆层112的材料彼此不同时,这可以允许单独且个别地调节部件承载件100的局部阻焊特性。在示出的实施方式中,主表面114、116中的相应主表面上的阻焊结构124的厚度B相应地大于相同的主表面114、116上的涂覆层112的厚度b。可替选地,B可以小于b,或B=b。此外,覆盖叠置件102的主表面114、116中的相应主表面的涂覆层112的水平延伸低于(或替选地高于)相应的所述主表面114、116上的阻焊结构124的水平延伸。
优选地,可以在主表面114、116中的相应主表面上的所述涂覆层112和所述阻焊结构124之间形成横向凹部,使得涂覆层112和阻焊结构124在横向方向上不重叠或接触。这可以允许暴露电传导层结构104,诸如垫(例如铜垫),被暴露的电传导层结构暴露在阻焊型涂覆层112和阻焊结构124之间的所述凹部中以用于连接目的。主表面114、116中的相应主表面上的另外的电传导层结构104,诸如另外的垫或布线结构(例如另外的铜垫或布线结构),可以被阻焊结构124覆盖以用于保护目的。尽管未示出,但是涂覆层112和阻焊结构124也可以重叠或互相接触。
现在详细参照图1,从主表面116到横向收缩部130的部分竖向距离d可以在介于相反主表面114、116之间的总竖向距离D的45%至55%的范围内。换言之,从主表面114到横向收缩部130的部分竖向距离D-d可以与部分竖向距离d非常相似。因此,横向收缩部130可以位于或接近叠置件102的沿其厚度方向的中部。例如,相反的主表面114、116之间的总竖向距离D可以在从100μm到1000μm的范围内,例如可以是300μm。
还如图1所示,通孔108的第一部分132自叠置件102的主表面114起渐缩至横向收缩部130。相应地,通孔108的第二部分134自叠置件102的另一主表面116起渐缩至横向收缩130。第一部分132和第二部分134在横向收缩部130处或周围彼此相遇,以形成通孔108的沙漏状形状。因此,在所示实施方式中,第一部分132和第二部分134在横向收缩部130处直接彼此连接。可替选地,第一部分132和第二部分134可以通过中间部分(例如中心竖向部分等,未示出)间接地彼此连接。第一部分132可以具有带有第一中心轴线136的截头圆锥形状,并且第二部分134可以具有带有第二中心轴线138的另一截头圆锥形状。如图所示,所述第一部分132的第一中心轴线136和所述第二部分134的第二中心轴线138可以相对于彼此横向移位位移值x,该位移值x优选地小于20μm。这种横向移位可能是由于通过从前侧对第一主表面114进行激光照射而形成第一部分132的第一激光源与通过从背侧对第二主表面114进行激光照射而形成第二部分134的第二激光源之间的小的空间失准造成的。通过在叠置件102上使用对准标记(未示出),可以有效地减少所述失准,从而满足上述要求的规格。两个截头圆锥形部分孔之间的这种小的空间失准可以使得侧壁110被涂覆层112均匀覆盖。
图1示出了涂覆层112的具有不同厚度的部分,特别是具有最大厚度Smax的部分和具有最小厚度Smin的另一部分。有利地,覆盖叠置件102的侧壁110的电绝缘涂覆层112的最大厚度Smax和最小厚度Smin之间的差可以不大于最大厚度Smax的20%。例如,最大厚度Smax可以是大于零的受控值。例如,最小厚度Smin可以在30μm至70μm的范围内。因此,涂覆层112的厚度在侧壁110的延伸部分上的总体变化可以相对较小。
还可以实现涂覆层材料在叠置件102的包括通孔108的暴露表面上的高度对称性分布。更具体地,位于叠置件102的相对于叠置件102的水平对称平面118(其可以或可以不延伸穿过横向收缩部130)而言的上侧部上的涂覆层112的第一量与位于叠置件102的相对于水平对称平面118而言的下侧部上的涂覆层112的第二量之间的差可以优选地不大于所述第一量的20%。另外或可替选地,位于叠置件102的相对于叠置件102的竖向对称平面119而言(其可以或可以不延伸穿过横向收缩部130)的左手侧上的涂覆层112的第三量与位于叠置件102的相对于竖向对称平面119而言的右手侧上的涂覆层112的第四量之间的差可以不大于所述第三量的20%。这种涂覆层分布的高度均匀性可以通过所描述的通孔设计和制造工艺来实现。最优选的是,位于叠置件102的相对于水平对称平面118而言的两侧部上和/或相对于竖向对称平面119而言的两侧部上的涂覆层112的分布和/或量是对称的。当上述百分比中的一个或两个低于5%时,可以实现这个意义上的对称构造。
如图所示,覆盖叠置件102的所述相反主表面114、116的部分并且覆盖叠置件102的整个侧壁110的所述涂覆层112形成整体连续结构。因此,涂覆层112可以在主表面114、116上的两个相反的环形部分上以及在该两个相反的环形部分之间的整个侧壁表面上不间断地延伸,从而与两个连接的环形部分形成连续的套筒式表面。因此,叠置件102的连续表面区域可以由涂覆层112保护。
如图1所示,叠置件102的相反主表面114、116中的每一者与侧壁110之间的过渡部是倒圆的。横向收缩部130也可以是倒圆的。这种几何形状可以改善叠置件102的暴露表面上的涂覆层112的表面粘附力。作为相应倒圆部分的替代,在其他实施方式(未示出)中尖角形过渡部也是可能的。而且,在通孔108内部的涂覆层112的暴露表面在叠置件102的相反主表面114、116之间限定了另外的横向收缩部131。同样,另外的横向收缩部131可以是倒圆的或尖角形的。
还如图1所示,横向收缩部130之间的连接线161(和/或另外的横向收缩部131之间的连接线(未示出))与水平对称平面118相比可以是倾斜的。横向收缩部130之间的线161(和/或另外的横向收缩部131之间的连接线)可以平行于水平对称平面118。
图2示出了根据本发明示例性实施方式的部分部件承载件100的图像。参照图1描述的许多参数和属性也可以在图2中看到。图2中所示的数字指的是如图7中所示的宽度Z,其可以指示渐缩的程度。
在不同的实施方式中,绝缘涂覆层112可以根据平行于主表面延伸的方向在侧壁110上具有可变的厚度。此外,绝缘涂覆层112的至少部分可以具有凹形部和/或凸形部。
图3至图6示出了在执行根据本发明示例性实施方式的制造图6所示的部件承载件100的方法期间获得的结构的不同视图。
参照图3的三维视图,示出了层压式层叠置件102,该叠置件可以包括电传导层结构104和电绝缘层结构106(未示出),其可以如参照图1所描述的那样实施。已通过激光钻孔或激光切割在叠置件102中形成了孔108,该孔在叠置件102的相反主表面114、116之间具有横向收缩部130(未示出)。此外,阻焊结构124已被施加并图案化在叠置件102的主表面114的部分上。
参照图4(示出平面图)和图5(示出侧视图),将解释覆盖图3的部件承载件预成型件的表面部分的过程。还如图6所示,可以使用辊128在整个侧壁110上和主表面114、116的直接连接部分上施加油墨型或阻焊型涂覆层112,其中辊128按箭头150所示的方式以组合的纵向和旋转运动移动来进行涂覆层施加。在将涂覆层112的材料施加到侧壁110上以及主表面114、116的连接部分上的过程中,可以使用沿着叠置件102的相反主表面114、116滚动的一对辊128。优选地,辊128沿着叠置件102的相反主表面114、116同时滚动。通过采取这种措施,涂覆层112的材料可以均匀地施加到界定了通孔108的叠置件102的基本上整个侧壁110。与例如使用刮刀施加涂覆层的传统方法相比,通过使用同时作用于叠置件102的相反主表面114、116的辊128来对界定了通孔108的具有横向收缩部130的侧壁110进行裱砌,可以显着改善所获得的由涂覆层112覆盖的侧壁的均匀性。
然而,形成涂覆层112的替代方法(与图4和图5相比)也是可能的,例如喷涂、丝网印刷等。
参照图6,示出了所描述的将涂覆层112均匀施加到具有横向收缩部130的叠置件102的侧壁110上的结果。更准确地,所描述的制造方法的结果是位于叠置件102的两个相反的主表面114、116的环形部分上的以及位于叠置件102的侧壁110的整个表面区域上(包括叠置件的横向收缩部130)上的电绝缘涂覆层112。
图7至图12示出了在执行制造部件承载件100的方法期间获得的结构的不同视图。
如图8所示,示出了叠置件102(其可以如上面参照图1所描述的那样构造)的三维视图,其中图案化的阻焊结构124覆盖叠置件102的部分主表面。
如图9所示,可以通过激光处理在叠置件102中形成通孔108,所述通孔108由具有横向收缩部130的侧壁110界定。
图10示出了对应于图8的截面图。图11示出了进行部分激光加工后的另外的截面图。如图11所示,所述激光加工包括通过从叠置件102的一个主表面114进行激光钻孔来形成通孔108的第一部分132。
图12示出了完成激光加工后的另外的剖视图。如图12所示,所述激光加工包括通过从叠置件102的另一主表面116进行激光钻孔来形成通孔108的第二部分134。由此,横向收缩部130形成在叠置件102的内侧壁110处。
返回参照图7,然后可以将涂覆层112施加到图12所示的结构的包括横向收缩部130的整个侧壁110以及施加到图12所示的结构的主表面114、116的部分。结果,可以获得类似于图1的结构。如图所示,覆盖叠置件102的两个相反主表面114、116的部分以及覆盖叠置件102的侧壁110的所述涂覆层112形成一体式连续结构。这可以提高部件承载件100的机械完整性。同样如图所示,通孔108的两个横向侧上的渐缩形状可以符合等边三角形199。
侧壁110上的涂覆层112的厚度可以是基本上均匀的,即H≈h。更一般地,横向收缩部130的一侧部上的涂覆层112的较大厚度H可以与横向收缩部130的另一侧部上的涂覆层112的较小厚度h相差小于20%,例如小于10%。例如,涂覆层112的厚度(例如h或H)可以在5μm至30μm的范围内,特别是在10μm至20μm的范围内。
包括涂覆层112的通孔108或腔的最小直径Y可以在2mm至20mm的范围内,特别是在5mm至例如7mm至8mm的范围内。与仅由一次激光发射形成渐缩通孔的方法相比,叠置件102的横向渐缩部分的宽度Z可显着减小。叠置件102的横向渐缩部分在横向收缩部130处的渐缩角ε可以在162°至178°的范围内,优选地在165°至175°的范围内,例如170°。更一般地,渐缩角ε可以在160°至185°的范围内。
图13示出了根据本发明示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。
根据图13,部件承载件100包括表面安装的光学部件126。例如,部件126可以包括光敏相机元件170,其被配置为捕获与传播通过通孔108的光相对应的光学数据。部件126可以包括电传导垫172,电传导垫172可以与同暴露在叠置件102的主表面116上的电传导层结构104对应的垫电耦合。例如,所述电耦合可以通过焊料结构174来实现。表面安装在叠置件102的主表面116上的光学部件126可以面向通孔108并且可以与通孔108对准,以通过孔108实现光敏相机元件170与叠置件102的背对部件126的一侧之间的光学通信。诸如光178之类的电磁辐射可以通过通孔108朝向部件126的光敏相机元件170传播以用于光学检测。与检测到的信息相关的信号可以经由电传导垫172从部件126传输到叠置件102,电传导垫172与同叠置件102的主表面116上暴露的电传导层结构104对应的垫电耦合。
然而,除了通过焊料、烧结或电传导胶将电传导垫172与对应于电传导层结构104的垫连接之外,建立其他的电连接方式也是可能的。例如,可以通过引线接合(例如使用接合线或接合带)将电传导垫172与对应于电传导层结构104的垫连接。夹件也可用于此目的。引线接合或夹件接合还可以允许将电传导垫172与同电传导层结构104对应的并排布置(例如在相同竖向水平处)的垫耦合。
此外,部件126可以与涂覆层材料直接接触,特别是与在通孔108的侧壁110的部分处的涂覆层材料直接接触。
图14示出了根据本发明另外的示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。该实施方式可以包括一个或更多个光学部件126。一个光学部件126可以容置在通孔108内。
应当注意的是,术语“包括”不排除其他元件或步骤,并且“一”或“一个”不排除多个。此外,可以对结合不同实施方式描述的元件进行组合。
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。
本发明的实施不限于图中所示和上述的优选实施方式。相反,甚至在根本不同的实施方式的情况下,使用所示的解决方案和根据本发明的原理的多种变型也是可能的。
Claims (26)
1.一种部件承载件(100),其中,所述部件承载件(100)包括:
叠置件(102),所述叠置件(102)包括至少一个电传导层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106);
通孔(108),所述通孔(108)在竖向上延伸穿过所述叠置件(102),并且所述通孔(108)由所述叠置件(102)的侧壁(110)界定,所述叠置件(102)的所述侧壁(110)在所述叠置件(102)的相反的主表面(114、116)之间具有横向收缩部(130);以及
电绝缘涂覆层(112),所述电绝缘涂覆层(112)覆盖所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)的部分以及覆盖所述叠置件(102)的所述侧壁(110)的至少部分。
2.根据权利要求1所述的部件承载件(100),其中,从所述主表面(114、116)中的一个主表面到所述横向收缩部(130)的竖向距离在介于相反的所述主表面(114、116)之间的另外的竖向距离的20%至80%的范围内,特别地,从所述主表面(114、116)中的一个主表面到所述横向收缩部(130)的竖向距离在介于相反的所述主表面(114、116)之间的另外的竖向距离的45%至55%的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的部件承载件(100),其中,所述通孔(108)的第一部分(132)自所述叠置件(102)的所述主表面(114、116)中的一个主表面起渐缩至所述横向收缩部(130),所述通孔(108)的第二部分(134)自所述叠置件(102)的所述主表面(114、116)中的另一主表面起渐缩至所述横向收缩部(130)。
4.根据权利要求3所述的部件承载件(100),其中,所述第一部分(132)的第一渐缩角(α)和/或所述第二部分(134)的第二渐缩角(β)在0.2°至30°的范围内,例如,所述第一部分(132)的第一渐缩角(α)和/或所述第二部分(134)的第二渐缩角(β)在1°至10°的范围内。
5.根据权利要求3或4所述的部件承载件(100),其中,所述第一部分(132)的第一中心轴线(136)和所述第二部分(134)的第二中心轴线(138)在横向上相对于彼此移位小于50μm的位移值(x),例如,所述第一部分(132)的第一中心轴线(136)和所述第二部分(134)的第二中心轴线(138)在横向上相对于彼此移位小于20μm的位移值(x)。
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,覆盖所述叠置件(102)的至少部分所述侧壁(110)的所述电绝缘涂覆层(112)的最大厚度(Smax)与最小厚度(Smin)之间的差在所述最大厚度(Smax)的5%至90%的范围内,例如,覆盖所述叠置件(102)的至少部分所述侧壁(110)的所述电绝缘涂覆层(112)的最大厚度(Smax)与最小厚度(Smin)之间的差在所述最大厚度(Smax)的50%至90%的范围内。
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,位于所述叠置件(102)的相对于水平对称平面(118)而言的两个侧部中的一侧部上的所述涂覆层(112)的第一量与位于所述叠置件(102)的相对于水平对称平面(118)而言的两个侧部中的另一侧部上的所述涂覆层(112)的第二量之间的差在所述第一量的5%至50%的范围内或者不大于所述第一量的10%。
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,位于所述叠置件(102)的相对于所述叠置件(102)的竖向对称平面(119)而言的两个侧部中的一侧部上的所述涂覆层(112)的第三量与位于所述叠置件(102)的相对于所述竖向对称平面(119)而言的两个侧部中的另一侧部上的所述涂覆层(112)的第四量之间的差在所述第三量的5%至50%的范围内或者不大于所述第三量的10%。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的部件承载件(100),其中,在所述叠置件(102)的相对于水平对称平面(118)而言的两个侧部上和/或相对于竖向对称平面(119)而言的两个侧部上的所述涂覆层(112)的分布和/或量是对称的。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的部件承载件(100),除所述涂覆层(112)之外,所述部件承载件(100)还包括位于所述叠置件(102)的一个主表面或两个相反的主表面(114、116)上的阻焊结构(124)。
11.根据权利要求10所述的部件承载件(100),其中,覆盖所述叠置件(102)的一个主表面的所述涂覆层(112)的水平延伸低于位于该主表面上的所述阻焊结构(124)的水平延伸,特别地,在所述涂覆层(112)与所述阻焊结构(124)之间限定有凹部,更特别地,在所述凹部中具有电传导层结构(104)。
12.根据权利要求10或11所述的部件承载件(100),其中,所述涂覆层(112)是由与所述阻焊结构(124)的材料不同的另外的材料制成的另外的阻焊结构。
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,所述部件承载件(100)包括被至少部分地容置在所述通孔(108)内部的部件(126),所述部件(126)例如为光学部件。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的部件承载件(100),其中,所述部件承载件(100)包括被表面安装在所述叠置件(102)的一个主表面上以覆盖所述通孔(108)的部件(126),所述部件(126)例如为光学部件。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的部件承载件(100),其中,所述涂覆层(112)的材料是油墨或阻焊剂。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的部件承载件(100),其中,位于所述横向收缩部(130)的一侧部上的所述涂覆层(112)的厚度相比于位于所述横向收缩部(130)的另一侧部上的所述涂覆层(112)的厚度的差异小于20%,例如,位于所述横向收缩部(130)的一侧部上的所述涂覆层(112)的厚度相比于位于所述横向收缩部(130)的另一侧部上的所述涂覆层(112)的厚度的差异小于10%。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的部件承载件(100),其中,对所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)的部分以及对所述叠置件(102)的所述侧壁(110)的至少部分进行覆盖的所述涂覆层(112)形成一体式的连续结构。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的部件承载器(100),其中,位于所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)中的至少一个主表面与所述侧壁(110)之间的过渡部是倒圆的。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的部件承载件(100),其中,除所述横向收缩部(130)之外,所述侧壁(110)是直的、弯曲的和/或阶梯状的。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的部件承载件(100),其中,所述涂覆层(112)的暴露表面在所述叠置件(102)的相反的主表面(114、116)之间限定另外的横向收缩部(131)。
21.根据权利要求3至20中的任一项所述的部件承载件(100),其中,所述第一部分(132)与所述第二部分(134)在所述横向收缩部(130)处连接至彼此,或者,所述第一部分(132)与所述第二部分(134)是通过中间部分来连接的。
22.一种制造部件承载件(100)的方法,其中,所述方法包括:
提供叠置件(102),所述叠置件(102)包括至少一个电传导层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106);
形成通孔(108),所述通孔(108)在竖向上延伸穿过所述叠置件(102),并且所述通孔由所述叠置件(102)的在所述叠置件(102)的相反的主表面(114、116)之间具有横向收缩部(130)的侧壁(110)界定;以及
形成电绝缘涂覆层(112),所述电绝缘涂覆层(112)覆盖所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)的部分以及覆盖所述叠置件(102)的所述侧壁(110)的至少部分。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述方法包括:通过激光加工在所述叠置件(102)中形成所述通孔(108)。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述激光加工包括:通过激光钻孔而自所述叠置件(102)的所述主表面(114、116)中的一个主表面起形成所述通孔(108)的第一部分(132),以及通过激光钻孔而自所述叠置件(102)的所述主表面(114、116)中的另一主表面起形成所述通孔(108)的第二部分(134)。
25.根据权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中,所述方法包括使用辊(128)将所述涂覆层(112)施加到相反的所述主表面(114、116)的部分上以及施加到所述侧壁(110)的至少部分上。
26.根据权利要求22至25中的任一项所述的方法,其中,所述方法包括:使用沿着所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)滚动的成对的辊(128)将所述涂覆层(112)施加到相反的所述主表面(114、116)的部分上以及施加到所述侧壁(110)的至少部分上,优选地,使用沿着所述叠置件(102)的相反的所述主表面(114、116)同时滚动的成对的辊(128)将所述涂覆层(112)施加到相反的所述主表面(114、116)的部分上以及施加到所述侧壁(110)的至少部分上。
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