CN218920666U - 部件承载件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种部件承载件，该部件承载件包括：叠置件，该叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构；腔，该腔形成在叠置件中并且具有非多边形的轮廓；以及位于腔中的部件。

Description

部件承载件
本申请是申请日为2021年12月29日、申请号为2021233925846、发明名称为“部件承载件”的实用新型专利申请的分案申请。
技术领域
本实用新型涉及部件承载件。
背景技术
常规的部件承载件包括具有电传导层结构和电绝缘层结构的叠置件。在叠置件中形成有腔，并且在腔中嵌入部件。一些部件承载件包括具有腔的印刷电路板，高热传导介电材料的部件嵌入在该腔中。这些高热传导介电材料的部件中的一些部件可能是脆性的并且可能破裂，尤其是在将部件放置到部件承载件的叠置件的腔中期间以及在将叠置件与置于叠置件中的部件进行最终层压期间更是如此。
可能存在一种提供易于制造且由于缺陷导致的废品减少的部件承载件的需求。
该需求通过根据本实用新型的实施方式的部件承载件而实现。
实用新型内容
根据本实用新型的示例性实施方式，提供了一种部件承载件。该部件承载件包括：叠置件，该叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构；腔，该腔形成在叠置件中并且具有非多边形的轮廓；以及位于腔中的部件。
由于腔的非多边形的轮廓，可以观察到部件承载件中的应力减小的效果。
在实施方式中，轮廓的拐角部中的至少一部分拐角部是倒圆的。
在实施方式中，轮廓的拐角部中的倒圆部具有至少0.05mm的半径，特别地，该半径为至少0.2mm，更特别地，该半径为至少1mm。
在实施方式中，轮廓是大致矩形的，并且轮廓在轮廓的拐角部中的至少一部分拐角部中具有倒圆的延伸部，特别地，倒圆的延伸部是圆形的延伸部；特别地，轮廓是大致矩形的，并且轮廓在轮廓的所有拐角部中具有倒圆的延伸部，特别地，倒圆的延伸部是圆形的延伸部。这种非多边形的轮廓是易于制造的。
在实施方式中，轮廓是沿着轮廓的整个周缘至少部分地倒圆的，特别地，轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。在实施方式中，轮廓的边缘的至少一部分是倒圆的，特别地，轮廓的边缘的所述至少一部分包括波形结构。有利地，圆形、卵圆形或椭圆形的部分和波形结构允许额外增加部件的安置和配准精度。由于合适的腔尺寸和形状，能够实现应力松弛。
在实施方式中，部件具有多边形的轮廓，特别地，部件具有矩形的轮廓。
在实施方式中，部件具有倒圆的轮廓，特别地，倒圆的轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。
在实施方式中，在部件与叠置件的对腔进行限界的壁之间的容积部构造为应力缓冲器。例如，该容积部可以在对叠置件进行层压期间由来自电绝缘层结构的树脂填充。树脂可以对叠置件与部件之间不同的热膨胀系数(CTE)进行补偿。例如，树脂流入到腔的拐角部处的(凸出的)倒圆部，并且在此处形成树脂多余部，这进一步有助于对CTE不匹配进行补偿。
在实施方式中，在部件与叠置件的对腔进行限界的壁之间的容积部至少部分地填充有无纤维树脂。在实施方式中，无纤维树脂是通过将至少一个另外的至少部分未固化的电绝缘层结构层压在叠置件和位于腔中的部件上而被插入到容积部中的。无纤维树脂能够实现适当的树脂流动、改进的(间隙)填充，并且能够对可能的CTE不匹配进行补偿。
在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构具有对腔的至少一部分进行限界的侧壁，并且所述至少一个电绝缘层结构包括纤维，使得部件承载件、特别是叠置件是更加稳固的并且表现出更小程度的翘曲。
在实施方式中，部件是陶瓷块件，或者部件包括陶瓷块件，特别地，部件在部件的两个相反的主表面中的至少一个主表面的至少一部分上具有金属包覆件，例如，金属包覆件是铜包覆的AlN(氮化铝)嵌体。在一改型中，部件可以是铜块件，或者部件可以包括铜块件。
在实施方式中，由轮廓界定的面积与部件的面积之间的差值被调整为与部件的面积的平方根大致成正比。
在实施方式中，部件在部件的主表面中的至少一个主表面处具有阶梯状轮廓部，并且部件由树脂夹持结构侧向地接合。夹持效果增加了部件承载件的稳定性，优选地，夹持效果与叠置件的电绝缘层结构的固化树脂适应部件的表面和腔的能力一起增加了部件承载件的稳定性。在另一实施方式中，这种效果也可以通过具有倒角边缘的部件来实现。在部件是绝缘材料的块件、特别是陶瓷块件的情况下，可以在部件的两个相反的主表面中的至少一个主表面的至少一部分上设置呈金属层、比如铜层的形状的金属包覆件(例如，铜包覆的AlN(氮化铝)嵌体)。金属层可以从块件的边缘缩回。还可以设想的是，该部件是结构化的金属块件，或者该部件包括结构化的金属块件，该结构化的金属块件比如是结构化的铜块件，其中，在部件的主表面中的至少一个主表面处的阶梯状轮廓部是通过对金属块件的所述至少一个主表面进行结构化来实现的。
在下文中，将对本实用新型的其他示例性实施方式进行说明。
在本申请的上下文中，术语“阶梯状轮廓部”可以特别地表示叠置的层的肩部或水平高度差异部，特别地，上层从下层的边缘缩回。阶梯状轮廓部也可以由倒角边缘形成。
在本申请的上下文中，术语“非多边形的轮廓”可以特别地表示不完全限定出多边形的轮廓。多边形通常是由有限数量的直线段限定的平面几何图形，这些直线段被连接以形成闭合的链路或回路。例如，任何不满足此条件的平面几何图形都可以被视为非多边形的轮廓。
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。部件承载件可以包括层压式层叠置件。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。
在本申请的上下文中，术语“叠置件”可以特别地表示多个平面层结构的布置结构，所述多个平面层结构以平行的方式安装在彼此之上。
在本申请的上下文中，术语“层结构”可以特别地表示公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状件。
在本申请的上下文中，术语“电子部件”可以特别地表示完成电子任务的部件。例如，这种电子部件可以是包括半导体材料、特别是作为主要或基础材料的半导体材料的半导体芯片。例如，半导体材料可以是IV型半导体、比如硅或锗，或者半导体材料可以是III-V型半导体材料、比如砷化镓。特别地，半导体部件可以是半导体芯片、比如裸芯片或模制芯片。
在实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。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，该层压件特别地通过施加机械压力和/或热能而形成。所提到的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大安装表面并且仍然非常薄且紧凑的板状部件承载件。
在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，尽管如此，部件承载件仍提供用于将部件安装在该部件承载件上的大基底。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。各个电传导层结构可以通过以下方式而以期望的方式彼此连接：例如借助于激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的孔并且用电传导材料(特别是铜)部分地或完全地填充所述孔，从而形成过孔或任何其他通孔连接部。填充的孔连接整个叠置件，(延伸通过多个层或整个叠置件的通孔连接部)，或者填充的孔连接至少两个电传导层，该填充的孔称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连部以便接纳电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入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的介电部分可以由具有增强纤维(比如，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)；和/或可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)；或者聚合物复合物(该聚合物复合物可以包括或可以不包括光敏和/或热敏分子)、如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括下述各者的组中的至少一者：树脂或聚合物，比如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、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)；以及/或其组合。也可以使用增强结构，比如网状物、纤维或球状件或其他种类的填充物颗粒，例如，增强结构由玻璃(多层玻璃)制成，以形成复合物。与增强剂组合的半固化树脂、例如用上述树脂浸渍的纤维称为预浸料。这些预浸料通常以所述预浸料的对所述预浸料的阻燃特性进行描述的特性命名，例如FR4或FR5。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)或可感光的电介质材料。对于高频应用而言，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。除了这些聚合物之外，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应用于部件承载件中。
在实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括下述各者的组中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁。尽管铜通常是优选的，但是其他的材料或其涂覆变型、特别是涂覆有超导材料或传导聚合物、分别比如石墨烯或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)也是可以的。
至少一个部件可以嵌入在部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这种部件可以选自包括以下各者的组：不导电的嵌体、导电的嵌体(比如，金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如，热管)、光导引元件(例如，光波导或光导体连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如具有或不具有绝缘材料涂覆件(IMS嵌体)的金属块件，该金属块件可以出于促进散热的目的而被嵌入或表面安装。合适的材料是根据其导热率而限定的，导热率应为至少2W/mK。这种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表面积的其他几何形状。此外，部件可以是：有源电子部件(具有实施的至少一个p-n结)；无源电子部件，比如电阻器、电感器或电容器；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(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)和复杂可编程逻辑设备(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-栅极场效应晶体管(IGFET)，这些全部都基于半导体材料、比如碳化硅(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；电感器；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元件(比如，铁磁元件、反铁磁元件、多铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体芯)或者可以是顺磁元件或软磁元件。然而，部件也可以是IC基板、中介层或例如呈板中板构型的其他部件承载件。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，也可以使用其他部件、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那些部件来作为部件。
在实施方式中，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加工之后，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)将经加工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，可以持续堆叠，直到获得期望的层数为止。
在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件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比如阻焊件并且随后对阻焊件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件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。此外，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，并且表面处理部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合制程。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)、无电镍浸金(ENIG)、无电镍浸钯浸金(ENIPIG)、金(特别地是硬金)、化学锡、镍金、镍钯等。
本实用新型的以上限定的方面和其他方面通过将在下文中描述的实施方式的示例变得明显并且参照这些实施方式的示例进行说明。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图2示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图3示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图4示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图5示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图6示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
图7示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件中的腔的轮廓。
图8示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件中的腔的轮廓。
图9示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件中的腔的轮廓。
图10示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件的横截面。
图11示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件的横截面。
图12示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件的平面图。
图13示出了根据现有技术和本实用新型的示例性实施方式的部件承载件的腔中的拐角部的不同平面图。
图14示出了对腔内的应力进行模拟的边界条件。
图15示出了用于模拟的温度曲线。
图16示出了图13中的系统中Von-Mises应力的比较结果。
图17示出了图13中的腔中归一化Von-Mises应力的比较结果。
图18示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件的横截面。
图19示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件设置有相同的附图标记。
具体实施方式
图1至图4示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的步骤。预固化的叠置件2、例如印刷电路板(PCB)包括电传导层结构3和电绝缘层结构4。在步骤S1中，在叠置件2中铣出(mill)腔5。预固化的叠置件2是B阶材料，但也可以包括C阶材料。在平面图中，腔5具有非多边形轮廓，这将在后面更详细地描述。
在步骤S2中，部件7比如嵌体被插入到腔5中。附图标记6表示对至少一个部件7进行承载并保持的临时承载件6。部件或嵌体7可以包括陶瓷块件73，特别地，该陶瓷块件73在该陶瓷块件的两个相反主表面中的至少一个主表面的至少一部分上具有金属包覆件或金属层70(例如，铜包覆的AlN(氮化铝)嵌体)。在平面图中，嵌体区域可以在2mm2与2500mm2之间的范围内。该尺寸是示例并且可以更大的或更小的。
在步骤S3中，对叠置件2与插入在腔5中的部件7进行层压。在该层压期间，叠置件2与部件7之间的间隙中的树脂变成C阶材料，其中，大致所有的聚合物链都是交联的。由此，该C阶材料凝固并硬化。在步骤S4中，在叠置件2的顶表面和底表面上设置金属层8、比如铜镀覆部，其中，还可以对部件7的顶表面和底表面进行镀覆，特别地，对金属层70进行镀覆。
在步骤S5中，对在步骤S4中提供的镀覆金属层8以及可选地金属层70和/或叠置件2中的下面的金属层进行图案化或结构化，例如，通过常规的光刻和蚀刻工艺对在步骤S4中提供的镀覆金属层8以及可选地金属层70和/或叠置件2中的下面的金属层进行图案化或结构化。
图5示出了可以在图1中的步骤S1之前执行的第一实施方式。在该实施方式中，叠置件2包括C阶材料的第一芯层9和C阶材料的第二芯层10，第一芯层9和第二芯层10中的每一者均在一个侧部上由金属层91、101、比如铜层涂覆。所涂覆的金属层91、101代表叠置件2的外表面。在C阶材料的第一芯层9与第二芯层10之间夹置有B阶材料的预浸料11。由此层叠的叠置件2被层压。
图6示出了可以在图1中的步骤S1之前执行的第二实施方式。在该实施方式中，叠置件2包括B阶材料的第一层12和B阶材料的第二层13，第一层12和第二层13中的每一者均在一个侧部上由金属层121、131、比如铜层涂覆。所涂覆的金属层121、131代表叠置件2的外表面。在B阶材料的第一层12与第二层13之间夹置有芯14、特别为C阶材料的结构化芯。由此层叠的叠置件2被层压。
图7示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1中的腔5的轮廓。形成在叠置件2中的腔5具有由拐角部15和侧壁16限定的轮廓，在该实施方式中，侧壁16是大致线性的。轮廓是大致矩形的，其中，在轮廓的拐角部15中具有倒圆的圆形延伸部。因此，腔5具有非多边形的轮廓。多边形通常是由有限数量的直线段限定的平面几何图形，这些直线段被连接以形成闭合的链路或回路。任何不满足此条件的平面几何图形都可以被视为非多边形的轮廓。
在图7的实施方式中，轮廓的所有拐角部15都是倒圆的。替代性地，轮廓的拐角部15的仅一部分可以是倒圆的，例如这些拐角部15相比于其余的拐角部15而言经受更高的应力。轮廓的拐角部15中的倒圆部可以具有至少0.05mm、特别是至少0.2mm、更特别是至少1mm的半径。在图7的实施方式中，轮廓是大致矩形的，其中，在轮廓的拐角部15中具有倒圆的圆形延伸部。轮廓的拐角部15中的圆形延伸部为凸出或凸形的结构，这意味着：腔5在拐角部15处的宽度和/或长度大于腔5的轮廓的其他部分处的宽度和/或长度。
图8示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1中的腔5的轮廓。轮廓的边缘或侧壁16中的至少一部分是倒圆的，特别地，轮廓的边缘或侧壁16中的至少一部分包括波形结构。有利地，波形结构允许使部件7的放置和配准精度额外增加。在另一实施方式中，轮廓可以沿着该轮廓的整个周缘是倒圆的。特别地，轮廓可以包括圆形、卵圆形或椭圆形的部分。更具体地，轮廓整体上可以是卵圆形或椭圆形的。
图9示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1中的腔5的轮廓。该轮廓沿着该轮廓的整个周缘是部分地倒圆的，特别地，该轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。更详细地，该轮廓在图9中的顶部和底部处包括相对的两条长直线16、在图9中的左侧和右侧处包括相对的两条短直线16、以及在图9中的腔5的拐角部15中的各个拐角部处包括四个圆形部分。换言之，两条直线16通过倒圆部分连接。倒圆部分可以是圆形、卵圆形或椭圆形的部分。在改型中，图9中的左侧和右侧处的相对的两条短直线16可以略去。
腔内的部件7具有多边形的轮廓、特别是矩形的轮廓。这种部件7也可以插入到其他实施方式中的任一实施方式。在改型中，部件7可以具有倒圆的轮廓，特别地，该倒圆的轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。特别地，部件7可以具有与腔5互补的形状。
在图7至图9的实施方式中，当在腔的拐角部15中使用倒圆部或半径时和/或当使用曲线形(spline shaped)的腔5时，可以观察到应力减小的效果，稍后对应力减小的效果进行更详细地描述。
例如，通过公式，由腔5的轮廓所界定的面积与部件7的面积之间的差值可以被调整为与部件7的面积的平方根大致成正比。在实施方式中，腔的面积的最小超尺寸(oversize)可以对应于公式y＝0.3319*x^0.5，并且腔的面积的最大超尺寸可以对应于公式y＝0.5319*x^0.5，其中，y是腔的面积与部件的面积之间的差，并且x是部件面积。
在层压处理期间，部件7与叠置件2之间的间隙由来自叠置件2的电绝缘层结构4中的至少一者的树脂20填充。目的是利用该树脂流动对部件7进行夹持。拐角部15处的凸出倒圆部对部件7的拐角部15进行保护并支撑树脂流均匀地流动到部件7与叠置件2之间的间隙中(参见图10)。
图10示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1的横截面。部件7在该部件的主表面中的至少一个主表面处具有阶梯状轮廓部并且部件7由树脂夹持结构侧向地接合，该树脂夹持结构例如在层压处理期间由来自叠置件2的电绝缘层结构4中的至少一者的树脂20形成。
部件7可以包括块件73，该块件73是绝缘材料或者包括绝缘材料，例如，绝缘材料为陶瓷材料。因此，块件73可以是陶瓷块件，特别地，块件73可以是在其相对的两个主表面中的至少一个主表面的至少一部分上具有金属包覆件的块件，例如，金属包覆件是铜包覆的AlN(氮化铝)嵌体。金属包覆件可以由金属层70形成。块件73上的金属层70(例如，铜层或铜表面)可以从块件73的边缘缩回。附图标记71表示块件73的暴露表面，在该暴露表面处未设置金属层70。在层压处理期间暴露表面71由来自叠置件2的电绝缘层结构4中的至少一者的树脂20覆盖，使得形成上述的树脂夹持结构。
由于部件7上的金属层70(例如，铜层或铜表面)从块件73的边缘缩回、例如缩回约100μm的长度——该长度在图10中由附图标记a表示，因此夹持效果得以实现。然而，金属层70也可以从块件73的边缘缩回介于几纳米至几厘米的范围。部件7的上部面积或下部面积与金属层70的缩回面积之间的差可以在1×1μm2与1×1mm2之间、特别是在200×200μm2与800×800μm2之间、更特别是在400×400μm2与600×600μm2之间。
这种夹持效果以及树脂20对部件7的表面和腔5的表面的适应能力使部件承载件1的稳定性增加。部件7的粗糙度可以是任意的。如图10中所示的，叠置件2的长边b、例如块件73的高度与短边的长度a的比率可以在2:1至1000:1之间、特别是在5:1至100:1之间、更特别地在10:1至50:1之间。
因此，阶梯状轮廓部是由暴露表面71与金属层70之间的高度差形成的。树脂夹持结构侧向地接合部件7并延伸至阶梯状轮廓部70、71的阶梯部。
该部件在上主表面上具有第一阶梯状轮廓部70、71，并且在下主表面上具有第二阶梯状轮廓部70、71。阶梯状轮廓部70、71是由长方形主体和受限制(confined)片状结构形成，该长方形主体是由部件7的块件73形成的，该受限制片状结构是由位于主体73的主表面的仅一部分主表面上的金属层70形成的。
优选地，主体73是由与片状结构70的材料不同的另一材料制成，特别地，片状结构70的材料是金属、比如铜，特别地，所述另一材料是陶瓷、比如氮化铝。
在改型中，主体73和片状结构70是一体地形成的，特别地，主体73和片状结构70是由金属、比如铜一体地形成的。换言之，部件7可以包括金属块件或者是金属块件，该金属块件比如是纯铜块件，该金属块件例如用作散热器。金属块件可以优选地构造成在该金属块件的主表面中的至少一个主表面处具有阶梯状轮廓部并且由树脂夹持结构侧向地接合，该树脂夹持结构例如在层压处理期间由来自叠置件2的电绝缘层结构4中的至少一者的树脂20形成。
树脂夹持结构20侧向地接合部件7的整个侧壁74和水平(主)表面的由暴露表面71形成的子部分。
在图10中的左侧和右侧处，位于部件7的顶部处的第一阶梯状轮廓部70、71设置在部件7的两个侧壁74处，使得例如由树脂20形成的树脂夹持结构侧向地接合部件7的整个第一侧壁74和部件7的水平表面的第一子部分71(在图10中的右侧处)并且侧向地接合部件的整个第二侧壁74和部件7的水平表面的第二子部分71(在图10中的左侧处)。
在图10中的左侧和右侧处，位于部件7的底部处的第二阶梯状轮廓部70、71设置在部件7的两个侧壁74处，使得例如由树脂20形成的树脂夹持结构侧向地接合部件7的整个第一侧壁74和部件7的水平表面的第一子部分71(在图10中的右侧处)并且侧向地接合部件的整个第二侧壁74和部件7的水平表面的第二子部分71(在图10中的左侧处)。
因此，由树脂20形成的树脂夹持结构是大致C形的，特别地，该树脂夹持结构包括相对的两个大致C形的元件。
优选地，树脂夹持结构不含纤维，使得树脂流动被增强。在改型中，所述至少一个电绝缘层结构4具有对腔5的至少一部分进行限界的侧壁并且包括玻璃颗粒、碳纳米管/纤维、纤维、或陶瓷颗粒以提高树脂夹持结构的强度。
图11示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1的横截面。该实施方式使树脂20的夹持效果可视化。例如如图11中所示的部件形状也对该特性具有积极影响，因为部件7的边缘被倒角。
在上述实施方式中，部件7与叠置件2的对腔5进行限界的侧壁16之间的容积可以至少部分地填充有无纤维树脂20、例如在叠置件2的所述至少一个电绝缘层结构4不含纤维的情况下至少部分地填充有无纤维树脂20，使得树脂流动被增强。在另一实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构4可以具有对腔5的至少一部分进行限界的侧壁，并且包括纤维以增强树脂夹持结构的强度并减少部件承载件1的翘曲。
图12示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1的平面图。部件7实施为其上具有缩回的金属层70、比如铜表面的嵌体，例如，部件7实施为铜包覆的AlN(氮化铝)嵌体。附图标记71表示部件7的暴露的AlN表面，在该暴露的AlN表面处未设置金属层70。该实施方式使另一效果可视化，该另一效果通过在层压期间从叠置件2流动到叠置件2与部件7之间的间隙中的纯树脂20来实现，因为树脂20具有与带有铜表面91、121的叠置件2或部件7不同的热膨胀系数(CTE)。期望的效果在于：部件7可以热变形而不会对成品的叠置件2造成任何损坏。因此，应力可以释放到树脂20中。因此，部件7与叠置件2的对腔5进行限界的侧壁16之间的容积构造为应力缓冲器。另一结果在于：在图10中暴露的AlN表面71上的该过渡区域中，成品部件承载件1的金属层、比如铜迹线是非常薄的，使得传递的热较少并且因此施加在部件7的边缘上的应力也较小。为了保持铜迹线的期望导电性，叠置件2的金属层91、121与部件7的金属层70之间的该过渡区域可以是约200μm+/-50μm、特别是200μm+/-25％，如图12中所示。
图13示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1的腔5中的拐角部15和现有技术的部件承载件100的腔50中的拐角部150的不同平面图。图13中的左侧实施方式示出了现有技术的部件承载件100，其中，部件70和腔50均具有90°的尖锐拐角部150。图13中的中间实施方式示出了根据本实用新型的实施方式的部件承载件1，其中，腔5的轮廓是大致矩形的，其中，在轮廓的所有拐角部15中具有倒圆的圆形延伸部。图13中的右侧实施方式示出了根据本实用新型的实施方式的部件承载件1，其中，轮廓的边缘16的至少一部分包括波形结构。
图14示出了对腔5内的应力进行模拟的边界条件。该边界条件用于对腔5中的应力进行模拟。BC1和BC2分别表示全局x轴的对称边界和全局y轴的对称边界。BC3限制了模型中的所有自由度。温度场是通过所谓的“预限定场”边界条件均匀地贯穿整个模型而被施加的。
图15示出了用于模拟的温度曲线，该温度曲线是通过所谓的“预限定场”边界条件而被施加的。该模型在240℃处是无应力的。非线性静态模拟步骤被应用1s。模型冷却至23℃。在该模拟过程内，热机械应力被引入至模型，并且可以被评估以进行进一步的危害性(criticality)分析。
图16示出了图13中的系统中归一化(normalized)Von-Mises应力的比较结果的条形图。图17示出了图13中的腔中归一化Von-Mises应力的比较结果的条形图。图13的左侧处的现有技术的部件承载件100中的应力被归一化为1，如图16和图17中的左侧中所示。在图13的中间的实施方式的部件承载件1中的应力分别为0.8和0.4，如图16和图17中的中间所示。图13的右侧处的实施方式的部件承载件1中的应力分别为0.9和0.5，如图16和图17中的右侧所示。结果证明，与现有技术的部件承载件100相比，本实用新型的部件承载件1表现出显著降低的应力。当在腔的拐角部15中使用半径时和/或当使用曲线形腔5时，可以获得应力降低的效果。
图18示出了根据本实用新型的示例性实施方式的部件承载件1的横截面。树脂夹持结构——该树脂夹持结构例如在层压期间由来自叠置件2的电绝缘层结构4中的一者的固化树脂20形成——侧向地延伸至第一阶梯状轮廓部70、71的第一阶梯部76并且延伸至第二阶梯状轮廓部70、75的第二阶梯部77。每个第一阶梯部76是由金属层70和暴露表面71形成的，并且每个第二阶梯部77是由金属层70和位于金属层70的顶部上的另外的金属层75形成的。另外的金属层75从金属层70的边缘缩回。
图19示出了根据本实用新型的示例性实施方式的制造部件承载件1的方法的步骤S2A。步骤S2A可以在图2中的步骤S2之后执行。在图19的实施方式中，树脂夹持结构可以通过将至少一个另外的至少部分未固化的电绝缘层结构30层压在叠置件2和位于腔5中的部件7上而被插入到腔5中。所述至少一个另外的至少部分未固化的电绝缘层结构30可以是无纤维树脂20，使得树脂流动被增强。
可选地，叠置件2的(内部)电绝缘层结构4中的一者也可以在层压期间附加地被固化。
在下文中，对本实用新型的一些其他方面进行描述。
在实施方式中，所述部件承载件包括：叠置件，所述叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构；形成在所述叠置件中的腔；位于所述腔中的部件，其中，所述部件在所述部件的主表面中的至少一个主表面处具有阶梯状轮廓部；以及树脂夹持结构，所述树脂夹持结构侧向地接合所述部件并且延伸至所述阶梯状轮廓部的阶梯部。
在实施方式中，所述部件在主表面和第一侧表面中的至少一者上具有第一阶梯状轮廓部。
在实施方式中，所述部件在下主表面和第二侧表面中的至少一者上具有第二阶梯状轮廓部。
在实施方式中，所述树脂夹持结构侧向地延伸至所述第一阶梯状轮廓部的第一阶梯部以及延伸至所述第二阶梯状轮廓部的第二阶梯部。
在实施方式中，所述阶梯状轮廓部是由所述部件的主体的主表面和位于所述主体的所述主表面的仅一部分上的受限制的片状结构形成的。
在实施方式中，所述阶梯状轮廓部是由所述部件的主体的倒角边缘形成的。
在实施方式中，所述主体是由与所述片状结构的材料不同的材料制成的，特别地，所述主体的材料是陶瓷，所述陶瓷比如是氮化铝，特别地，所述片状结构的材料是金属，所述金属比如是铜。
在实施方式中，所述主体和所述片状结构是一体地形成的，特别地，所述主体和所述片状结构是由金属一体地形成的，比如，所述主体和所述片状结构是由铜一体地形成的。
在实施方式中，所述树脂夹持结构侧向地接合所述部件的整个侧壁和所述部件的水平表面的子部分。
在实施方式中，所述树脂夹持结构侧向地接合所述部件的整个第一侧壁和所述部件的水平表面的第一子部分，并且侧向地接合所述部件的整个第二侧壁和所述部件的水平表面的第二子部分。
在实施方式中，所述树脂夹持结构是大致C形的，特别地，所述树脂夹持结构包括相对的两个大致C形元件。
在实施方式中，所述树脂夹持结构不含纤维。
在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构具有对所述腔的至少一部分进行限界的侧壁，并且所述至少一个电绝缘层结构包括纤维。
在实施方式中，所述树脂夹持结构是通过将至少一个另外的至少部分未固化的电绝缘层结构层压在所述叠置件和位于所述腔中的所述部件上而被插入到所述腔中的。
在实施方式中，所述腔具有非多边形的轮廓。
应当指出的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。还可以对结合不同实施方式描述的元件进行组合。
还应当指出的是，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。
本实用新型的实施方案不限于附图中所示和上述的优选实施方式。确切地说，使用根据本实用新型的所示解决方案和原理的多种变型也是可能的，即使在根本不同的实施方式的情况下也是如此。

Claims (25)

1.一种部件承载件，其特征在于，所述部件承载件包括：
叠置件，所述叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构；
腔，所述腔形成在所述叠置件中并且具有非多边形的轮廓；以及
位于所述腔中的部件。
2.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓的拐角部中的至少一部分拐角部是倒圆的。
3.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓的拐角部中的倒圆部具有至少0.05mm的半径。
4.根据权利要求3所述的部件承载件，其特征在于，
所述半径为至少0.2mm。
5.根据权利要求4所述的部件承载件，其特征在于，
所述半径为至少1mm。
6.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓是大致矩形的，并且所述轮廓在所述轮廓的拐角部中的至少一部分拐角部中具有倒圆的延伸部。
7.根据权利要求6所述的部件承载件，其特征在于，
所述倒圆的延伸部是圆形的延伸部。
8.根据权利要求6所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓是大致矩形的，并且所述轮廓在所述轮廓的所有拐角部中具有倒圆的延伸部。
9.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓是沿着所述轮廓的整个周缘至少部分地倒圆的。
10.根据权利要求9所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。
11.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓的边缘的至少一部分是倒圆的。
12.根据权利要求11所述的部件承载件，其特征在于，
所述轮廓的所述边缘的所述一部分包括波形结构。
13.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件具有多边形的轮廓。
14.根据权利要求13所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件具有矩形的轮廓。
15.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件具有倒圆的轮廓。
16.根据权利要求15所述的部件承载件，其特征在于，
所述倒圆的轮廓具有圆形、卵圆形或椭圆形的部分。
17.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
在所述部件与所述叠置件的对所述腔进行限界的壁之间的容积部构造为应力缓冲器。
18.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
在所述部件与所述叠置件的对所述腔进行限界的壁之间的容积部至少部分地填充有无纤维树脂。
19.根据权利要求18所述的部件承载件，其特征在于，
所述无纤维树脂是通过将至少一个另外的至少部分未固化的电绝缘层结构层压在所述叠置件和位于所述腔中的所述部件上而被插入到所述容积部中的。
20.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述至少一个电绝缘层结构具有对所述腔的至少一部分进行限界的侧壁，并且所述至少一个电绝缘层结构包括纤维。
21.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件是陶瓷块件，或者所述部件包括陶瓷块件。
22.根据权利要求21所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件在所述部件的两个相反的主表面中的至少一个主表面的至少一部分上具有金属包覆件。
23.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件是铜块件，或者所述部件包括铜块件。
24.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
由所述轮廓界定的面积与所述部件的面积之间的差值被调整为与所述部件的所述面积的平方根大致成正比。
25.根据权利要求1所述的部件承载件，其特征在于，
所述部件在所述部件的主表面中的至少一个主表面处具有阶梯状轮廓部，并且所述部件由树脂夹持结构侧向地接合。
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