部件承载件与倾斜的其它部件承载件连接用于短的电连接的制作方法
本发明涉及电子器件和制造电子器件的方法。
背景技术：
在配备有一个或多个电子部件的部件承载件的产品功能增多、这类部件的小型化程度提高以及待安装在部件承载件诸如印刷电路板上的部件的数量增加的情况下，越来越多地采用具有若干部件的更强大的阵列状部件或成套组件，这些部件或成套组件具有多个触点或连接装置，这些触点之间的空间甚至更小。特别地，希望嵌入部件的低损耗电连接。例如，具有较高i/o计数和/或高频信号传输的部件承载件在这方面可能是关键的。此外，在持续小型化的部件承载件领域存在强烈的趋势。特别地，希望形成尺寸越来越小的导电连接。因此，接触堆叠层型部件承载件的不同层的常规程序达到了它们的极限。
技术实现要素：
可能需要以紧凑的方式在基于部件承载件的电子器件中有效地建立电连接。
根据本发明的示例性实施方式，提供了包括第一部件承载件和第二部件承载件的电子器件(诸如基于部件承载件的封装件)，第一部件承载件(例如印刷电路板或ic基板)包括至少一个(特别是多个)第一导电层结构和至少一个(特别是多个)第一电绝缘层结构的堆叠体，第二部件承载件(例如ic基板)包括至少一个(特别是多个)第二导电层结构和至少一个(特别是多个)第二电绝缘层结构的堆叠体并且与第一部件承载件连接，使得第一部件承载件的堆叠方向相对于第二部件承载件的堆叠方向成角度(或者相对于第二部件承载件的堆叠方向倾斜，或者相对于第二部件承载件的堆叠方向偏斜，或者相对于第二部件承载件的堆叠方向旋转，或者与第二部件承载件的堆叠方向成一角度，或者不同于第二部件承载件的堆叠方向)。
根据本发明另一示例性实施方式，提供了一种制造电子器件的方法。其中，方法包括：提供包括至少一个第一导电层结构和/或至少一个第一电绝缘层结构的第一部件承载件；以及将包括至少一个第二导电层结构和/或至少一个第二电绝缘层结构的第二部件承载件与第一部件承载件连接，使得第一部件承载件的堆叠方向相对于第二部件承载件的堆叠方向成角度。
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/或在其中容纳一个或多个部件以用于提供机械支撑和/或电气连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以被配置用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是刚性或柔性印刷电路板、有机内插件、和ic(集成电路)基板中的一种。部件承载件还可以是将上面所提及类型的部件承载件中的不同部件承载件组合的混合板。
在本申请的上下文中，术语“层结构”可以特别地指公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状物。
在本申请的上下文中，术语“堆叠”可以特别指在彼此顶部平行安装的多个平面层结构的布置。
在本申请的上下文中，术语“堆叠方向”可以特别地指将多个平面层结构平行地安装在彼此顶部所依循的方向。因此，所述堆叠方向可以垂直于层结构的主表面或者换言之，可以对应于这种主表面的法线矢量。
在本申请的上下文中，术语“成角度”可以特别地指第一部件承载件的堆叠方向与第二部件承载件的堆叠方向可以彼此不同，并且可以与彼此呈非零角度。优选地，角度可以是90°或者基本上90°，使得两个堆叠方向可以彼此垂直。
根据本发明的示例性实施方式，对主部件承载件或者第一部件承载件，可以形成在不同于其层堆叠方向的方向上延伸的高度紧凑的电连接结构。这可以通过以倾斜构造将辅助部件承载件或者第二部件承载件机械地连接至第一部件承载件来实现。例如，所述连接可以通过将第二部件承载件以倾斜的状态插入第一部件承载件的腔体中来实现，或者通过将第二部件承载件以倾斜的状态粘接至第一部件承载件的外侧向侧壁来实现。然后第二部件承载件可以利用随之偏斜的至少一个第二导电层结构在偏斜方向或者优选竖向方向上实现第一部件承载件的组成部分之间的电连接。通过采取这种措施，可以利用这样的事实：层堆叠体的平面内微小导电结构的形成比与其垂直的堆叠方向上的形成明显更容易。在所述层平面内形成导电连接结构可以通过图案化程序以简单的方式实现，以允许获得具有非常小尺寸的导电结构诸如迹线。旋转这样的第二部件承载件并且将其附接至第一部件承载件，然后通过第二部件承载件的倾斜的导电结构获得第一部件承载件的导电结构的紧凑电耦接。与此相反，传统部件承载件中的竖向电连接通常由铜填充过孔等形成的，其通常尺寸更大并且更难以制造。将倾斜(优选90°)的较小的第二部件承载件(例如ic(集成电路)基板)插入较大的第一部件承载件(例如印刷电路板，pcb)的腔体中允许将图案化导电迹线的微小几何形状转移至竖向方向，从而以较低的努力实现高密度的竖向连接。通过将旋转(优选90°)的第二部件承载件附接至第一部件承载件的侧壁也可以获得好的结果。
根据本发明的示例性实施方式，因此可以通过使用结构化的第二部件承载件(特别是基板)的导电线来实现高密度的竖向连接，第二部件承载件旋转优选90°并且置于未来电子器件的第一部件承载件的腔体中或附接至未来电子器件的第一部件承载件的侧壁。非常优选地，旋转的第二部件承载件可以放置成在空间上邻近电子器件(诸如封装件)的第一部件承载件中的集成部件或者嵌入部件。在这样的优选实施方式中，可以建立用于电接触这种嵌入部件(诸如半导体芯片)的竖向互连。简言之，可以使用结构化的基板(例如用于第二部件承载件)以用于形成pcb(例如用于第一部件承载件)中的竖向连接。因此，可以以非常小的空间消耗进行大量的z轴连接，使得本发明的示例性实施方式可以特别有利地应用于制造紧凑的高端封装件。
示例性实施方式的详细描述
下面将解释方法和电子器件的其他示例性实施方式。
在实施方式中，第一部件承载件具有腔体，并且第二部件承载件至少部分地插入腔体中。相应地，方法可以包括在第一部件承载件中形成腔体并且将第二部件承载件至少部分地插入腔体中。在本申请的上下文中，术语“腔体”可以特别地指层结构中或者多个堆叠的层结构中的凹部，例如，(例如完全固化的)芯中的凹部。例如，这样的腔体可以是通孔或者盲孔。例如，腔体可以是通过激光钻削或者机械钻削形成的。然而，还可以通过在第一部件承载件中嵌入释放层来形成腔体。这种释放层较差地粘接到周围的部件承载件材料，并且因此，限定了在这样的释放层上分离材料时例如通过激光切割或者机械切割的目标脱层位置。然后可以从第一部件承载件中取出释放层上的部分，从而获得腔体。将第二部件承载件放置在第一部件承载件的腔体中将会自动地对第一部件承载件内部中的敏感的第二部件承载件产生可靠的机械保护。此外，将第二部件承载件插入第一部件承载件的腔体可以允许第二部件承载件在空间上直接靠近嵌入部件放置，因此，嵌入部件可以被第二部件承载件的导电迹线以高效的方式和短信号路径接触。
在另一实施方式中，第二部件承载件连接至第一部件承载件的外侧壁，例如通过粘接材料。因此，方法可以包括将第二部件承载件连接至第一部件承载件的外侧壁。这样的实施方式具有如下优点：可以避免与在第一部件承载件中形成腔体相关的任何努力。此外，将第二部件承载件以旋转90°的状态外部地附接且粘接至第一部件承载件的侧向侧壁的过程是建立希望的在竖向方向具有高密度电连接的非常简单的过程。
在实施方式中，第一部件承载件的堆叠方向与第二部件承载件的堆叠方向所成的角度在60°至120°之间的范围内，特别是在80°至100°之间的范围内。在部件承载件之间形成导电连接方面，具有90°偏移的布置可以是有利的。由于层结构之间尤其明显的接合，甚至可以优选稍微倾斜或者偏斜的布置。特别地，第一部件承载件的堆叠方向基本上正交于第二部件承载件的堆叠方向。例如，第一部件承载件的堆叠方向可以是竖向的，而插入第一部件承载件腔体中的或者附接到第一部件承载件的侧壁的第二部件承载件的堆叠方向是水平的。该构造允许在第一部件承载件的竖向间隔的电触点之间提供尽可能短的电连接。
在实施方式中，第二部件承载件的至少一个第二导电层结构包括导电迹线，导电迹线电连接第一部件承载件的至少一个导电结构特别是至少两个导电结构。这种导电迹线可以通过图案化第二部件承载件的导电层来形成。当所述导电迹线与第一部件承载件位于不同高度水平的两个导电结构接触并在该两个导电结构之间延伸时，可以建立高度紧凑的竖向互连。优选的是，第一部件承载件和第二部件承载件之间的过孔形状是基本上相同的。
在实施方式中，第二部件承载件包括中央的第二电绝缘层结构，第二电绝缘层结构在它的两个相反的主表面上被相应的第二导电层结构覆盖，其中，每个第二导电层结构包括多个几乎平行对准的导电迹线。通过这种构造，可以以紧凑的方式完成甚至非常复杂的电连接任务。此外，可以利用所述构造提供阻抗控制的电连接电路。阻抗可以指电路的电阻与电抗(又由电容和电感组成)的和。特别地在高速ac电路中，特别是电抗可以变得非常明显。根据所述实施方式，阻抗控制可以通过被其间的第二电绝缘层结构电流分离的两个第二导电层结构来实施。例如，这两个第二导电层结构中的一个可以处于接地电位，而电信号可以沿另一个被引导。结果，可以获得阻抗控制的电连接电路。
在实施方式中，第二部件承载件包括至少一个导电的层间连接，特别是至少一个填充有导电材料的过孔，其在第二部件承载件的至少两个第二导电层结构之间延伸，特别地穿过第二部件承载件的第二电绝缘层结构。通过用填充有导电材料诸如铜的至少一个过孔连接第二部件承载件的不同的图案化导电层，所述过孔的竖向互连功能可以在旋转第二部件承载件90°之后转换成水平耦接功能。因此，电连接电路可以通过在第二部件承载件中实施一个或者多个过孔来进一步改善。
在实施方式中，电子器件包括嵌入在第一部件承载件中和/或表面安装在第一部件承载件上的至少一个第一部件。特别地，至少一个第一部件可以电连接至第二部件承载件的至少一个第二导电层结构。因此，可以实施第二部件承载件以用于以非常小的空间消耗和短电流或者信号路径来电连接第一部件承载件的至少一个优选嵌入部件的不同端子(诸如焊盘)。将该部件和第二部件承载件两者都嵌入在第一部件承载件的同一腔体中可能是特别有利的。这将一个或者多个部件的简单可制造性与紧凑设计和低损耗电连接组合在一起。
在实施方式中，电子器件包括表面安装在第二部件承载件上和/或嵌入在第二部件承载件中的并且插入第一部件承载件的腔体或者附接至第一部件承载件的外侧壁的至少一个第二部件。非常有利地，第二部件也可以配备有一个或者多个嵌入的或者表面安装的部件以与层堆叠体一起插入第一部件承载件的腔体中或者与层堆叠体一起附接至第一部件承载件的侧壁。该措施允许电子器件的电气功能得以延伸并且还允许在竖向上以空间节约的方式将部件嵌入电子器件中。
在实施方式中，第二部件承载件包括连续的第二导电层，特别是夹在两个第二电绝缘层之间的连续的导电层。这种连续的导电层可以有助于诸如屏蔽电磁辐射、有效去除封装型电子器件内部的(例如在运行电子器件期间由嵌入的部件产生的)热量等任务。
在实施方式中，电子器件包括被配置用于防止电磁辐射在电子器件内部和外部之间传播的电磁屏蔽结构。屏蔽结构可以至少部分地由第一部件承载件和第二部件承载件中至少之一形成，并且可以优选由第一部件承载件和第二部件承载件两者形成。例如，优选地两个部件承载件的电磁辐射屏蔽材料(例如磁性材料)可以至少部分围绕嵌入在电子器件中的电磁辐射发射部件和/或电磁辐射敏感部件，以减少或者甚至消除与电磁干扰(emi)相关的问题。这可以是有利的，特别是对于rf应用。特别地，由第一部件承载件贡献的一个或者多个水平的电磁辐射屏蔽结构(诸如一个或者多个连续层)与由第二部件承载件贡献的一个或者多个竖向的电磁辐射屏蔽结构(诸如一个或者多个连续层)的组合可以形成笼状结构，笼状结构在抑制不希望的穿过电子器件的电磁辐射传播方面是高度有效的。
在实施方式中，在沿着第一部件承载件的堆叠方向的观察方向上，第二部件承载件的至少部分侧壁与第一部件承载件的对应侧壁成锐角(即，大于0°且小于90°的角)，特别是在10°至80°之间的范围内的角。因此，本发明的示例性实施方式的概念可以非常灵活地应用于许多不同应用中。例如，不需要将第二部件承载件的侧壁与第一部件承载件的侧壁平行布置。
在实施方式中，第二部件承载件的至少一个第二电绝缘层结构的至少一部分包括由以下组成的组的至少一种：硅、玻璃、陶瓷和有机电介质(诸如预浸料、
在实施方式中，第二部件承载件的至少一个第二导电层结构中至少之一的暴露表面覆盖有腐蚀防护装置。例如，可以将第二部件承载件储存在仓库中作为竖向互连功能件以在较长时间期间提供用于制备电子器件的组成部分。为了防止这种第二导电层结构在储存期间发生不希望的腐蚀，它们暴露的导电层结构(优选由铜制成)可以至少部分地覆盖有抗腐蚀涂层。这种涂层可以配置成使得在将相应的第二部件承载件连接至第一部件承载件之前可以容易地将其直接去除。也可以是在连接第二部件承载件与第一部件承载件时例如在完成连接的加热、压力或者粘接材料的影响下自动地去除该涂层。
在实施方式中，方法包括将部件插入腔体中靠近第二部件承载件，特别地，将部件放置在腔体中处于堆叠方向相对于第一部件承载件的堆叠方向成角度的两个第二部件承载件之间。当使用公共腔体以在第一部件承载件中集成部件和第二部件承载件两者时，简单的制造工艺可以与上述组成部分的直接空间邻接关系结合。后者又转换成部件和第二部件承载件之间的短的电耦接。
在实施方式中，方法包括将第二部件承载件固定在腔体中，特别地通过由以下组成的中的至少一种：通过粘接剂将第二部件承载件粘接在腔体中；将第二部件承载件置于粘性材料上；在放置之前对第二部件承载件配备粘性材料；将至少部分未固化的电绝缘层结构层压至第一部件承载件。
在一种实施方式中，在将第二部件承载件附接至第一部件承载件之前可以将粘接剂(例如液态)施加至腔体中(或者替代地施加至第一部件承载件的侧向侧壁)。可选地，这种粘接剂还可以是(特别地部分)导电的，以便在第一导电层结构中的相应一个第一导电层结构与第二导电层结构中的相应一个第二导电层结构之间建立导电连接。在实施方式中，可以通过由下述组成的组中的至少一种来建立连接：焊接；以及胶合，特别是使用各向异性导电膜(acf)和各向异性导电膏(acp)。acf是膜形状的粘接剂互连系统，其可以用于建立电连接和机械连接。可以替代地使用称作acp的膏形式的acf。通过采取这种措施，可以在部件承载件的导电层结构之间设计可靠的电互连，而不需要涉及高温工艺。当层结构的材料与焊接温度相容时，也可以建立焊接连接。
在另一实施方式中，在使用至少部分未固化的材料用于至少一个对应的电绝缘层结构的情况下，所述连接可以通过层压即施加压力和/或热来建立。在本申请的上下文中，术语“至少部分未固化的材料”特别地指具有通过施加升高的压力和/或升高的温度至少部分熔化或者变成可流动的并且当释放所施加的升高的温度和/或升高的温度时变成完全硬化或者固化(并且因此变成固体)的特性的材料。因此，施加升高的压力和/或升高的温度可以造成可固化的或者至少部分未固化的材料的熔化，随后在释放施加的高压和/或高温时进行不可逆的硬化。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阶段材料或者由其组成。通过提供源自树脂、预浸料或任何其他b阶段材料的相应层结构，在层压期间层结构可以再融化，使得树脂(或者类似物)可以流动以互连各种元件并且用于封闭间隙或空隙，并且可以因此有助于制造中的电子器件内的稳定的固有互连。
在实施方式中，方法包括将至少一个另外的导电层结构连接至第一部件承载件和第二部件承载件，以在下述两方面之间建立导电连接，所述两方面中的一方面为第二部件承载件的第二导电层结构，所述两方面中的另一方面为第一部件承载件的至少一个第一导电层结构和/或嵌入第一部件承载件中的部件。因此，至少一个另外的导电层结构可以附接至两个连接的部件承载件，从而通过至少一个另外的导电层结构桥接或者封闭部件承载件的暴露的相应导电层结构之间的间隙。
在实施方式中，方法包括在将第二部件承载件插入腔体中之后在第一部件承载件中形成另外的腔体，并且将部件或者第三(或者另外的第二)部件承载件插入该另外的腔体。因此，所述原理也可以应用于实施方式，在其中，多个腔体形成于第一部件承载件中。因此，提供了模块化的结构设置以在系统水平上制造甚至复杂的电子器件。
在实施方式中，方法包括：连接第二部件承载件与第一部件承载件，并且，仅在此后形成第二部件的至少一个导电层结构。例如，可以在将第一部件承载件插入第二部件承载件中(例如，使用sap工艺、半加成工艺)之后应用第二部件承载件的一个或多个导电层结构。可选地，当封闭腔体时(例如，在涉及层压的实施方式中)，可以应用(例如第一)铜层。例如，在将第二部件承载件插入第一部件承载件中的时间点，第二部件承载件可以没有任何导电结构。
至少一个第一或第二部件可以选自由以下组成的组：不导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如热管)、导光元件(例如光波导或光导管连接装置)、电子部件或它们的组合。例如，部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如dram或另一数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器(例如dc/dc转换器或ac/dc转换器)、加密部件、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、导光件和能量收集单元。然而，部件承载件中可以嵌入其他部件。例如，可以将磁性元件用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件或亚铁磁元件例如铁素体基础结构)或者可以是顺磁性元件。然而，部件还可以是另外的部件承载件，例如在板中板构造中。可以在部件承载件上表面安装一个或多个部件以及/或者在其内部嵌入一个或多个部件。此外，所述部件以外的也可以用作第一和/或第二部件。
例如，相应的部件承载件可以是上述电绝缘层结构和导电层结构的层压体，特别地通过施加机械压力形成，如果期望还有热能支持。所提及的堆叠体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尽管如此仍非常薄且紧凑。
在实施方式中，任何部件承载件以及电子器件都成型为板。这有助于紧凑的设计，其中部件承载件仍然为在其上安装部件提供了大的基础。此外，特别是作为嵌入的电子部件的示例的裸晶片，得益于其小的厚度，可以被方便地嵌入在薄板诸如印刷电路板中。
在实施方式中，将任何部件承载件配置成由印刷电路板和基板(特别是ic基板)组成的组中的一种。例如，可以结合两个pcb，结合两个基板，或者结合一个pcb和一个基板以根据本发明的示例性实施方式形成电子器件。优选地，第一部件承载件配置成pcb且第二部件承载件配置成ic基板。
在本申请的上下文中，术语“电路板(pcb)”可以特别地指部件承载件(其可以是板状的(即，平面的)、三维曲线的(例如当使用3d打印制造时)，或者其可以具有任何其他形状)，其通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层压在一起形成，例如通过施加压力进行层压，如期望还伴随热能供应。作为用于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。可以例如通过激光钻削或机械钻削形成穿过层压体的通孔并用导电材料(特别是铜)填充通孔，从而形成过孔作为通孔连接装置，以此以期望的方式将各个导电层结构彼此连接。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被配置成在板状印刷电路板的一个表面或两个相反表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。pcb的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂组成。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示具有与待安装在其上的部件(特别是电子部件)基本相同尺寸的小型部件承载件。更具体地，基板可以理解为用于电连接或电网络以及与印刷电路板(pcb)相当的部件承载件然而侧向和/或竖向布置的连接件密度高得多的承载件。侧向连接件是例如传导路径，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些侧向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供所容置的部件或未容置的部件(诸如裸晶片)特别是ic芯片所容置的部件或未容置的部件与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接和/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球体(诸如玻璃球)的树脂。
在实施方式中，电绝缘层结构的介电材料包含由下述组成的组中的至少一种：树脂(诸如增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺三嗪树脂，更具体地fr-4或fr-5或
在实施方式中，该导电层结构包含由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一种。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆版本也是可能的，特别是涂覆有超导材料诸如石墨烯。
在实施方式中，任何部件承载件是层压型主体。在这种实施方式中，相应的部件承载件为通过施加压紧力——如期望还伴随热——堆叠并连接在一起的多层结构的复合体。
根据待在下文中描述的实施方式的实施例，本发明的以上限定的方面和其他方面变得明显，并且参考实施方式的这些实施例对其进行说明。
附图说明
图1至图10示出了根据本发明示例性实施方式的在执行制造图10中示出的电子器件的方法期间获得的结构的截面视图。
图11至图14示出了根据本发明另一示例性实施方式的在执行制造电子器件的方法期间获得的结构的截面视图。
图15至图18示出了根据本发明示例性实施方式的电子器件的截面视图。
图19至图20示出了根据本发明又一示例性实施方式的在执行制造图20中示出的电子器件的方法期间获得的结构的截面视图。
图21至图24示出了根据本发明示例性实施方式的待插入第一部件承载件的腔体中或者附接至第一部件承载件的侧壁以制造电子器件的第二部件承载件的截面视图。
图25示出了根据本发明另一示例性实施方式的电子器件的截面视图。
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件设置有相同的附图标记。
具体实施方式
在参考附图更详细地描述示例性实施方式之前，将总结一些基本考量，基于这些考量展开了本发明的示例性实施方式。
根据本发明的示例性实施方式，可以提供具有高密度竖向连接件的封装型电子器件，其由处于不同取向的两个(或更多个)互连的部件承载件组成。
在高度集成的封装型电子器件中，一个与另一个(例如堆叠的)部件特别是半导体芯片之间的短连接是至关重要的。由于在这种情况下需要大量的竖向连接，因此空间消耗是当前封装型电子器件的重要瓶颈。存在不同的方法，例如连接并排放置的部件、利用铜填充过孔并因此引起空间消耗的z-连接，等等。这些传统方法中的每一种都具有一定限制。
鉴于前述内容，本发明的示例性实施方式通过在由两个(或者更多个)互连的部件承载件组成的封装件内使用同质材料提供了短且空间节约的z轴连接架构。
本发明示例性实施方式的主旨在于使用结构化的第二部件承载件(诸如ic基板)的导电线，第二部件承载件旋转了例如90°并且放置在第一部件承载件(诸如pcb)的腔体中，优选邻近第一部件承载件的集成部件。结果，可以获得具有高度电功能性和紧凑设计的封装型电子器件。另外的优点是经旋转的第二部件承载件本身可具有可以在第二部件承载件内被电连接的一个或者多个导电层。由于之后可能的直接电连接(不需要形成激光过孔等)可以获得板型电子器件的高水平的信号完整性。此外，可以将一个或者多个部件(诸如半导体芯片)放置或集成在第二部件承载件上和/或集成一个或者多个特殊层用于电磁屏蔽、热管理等。例如，通过将一个或者多个电容器(作为无源部件的示例)靠近逻辑芯片(作为有源部件的示例)诸如应用处理器放置，可以实现高度稳定且可靠的封装型电子器件。
图1至图10示出了根据本发明示例性实施方式在执行制造图10中示出的电子器件100的方法期间获得的结构的截面视图。
在详细表述该制造方法之前，将说明根据图10中示出的示例性实施方式的板状部件承载件型电子器件100的结构。
在图10中示出的电子器件100包括在此实施为印刷电路板(pcb)的第一部件承载件102。第一部件承载件102包括第一导电层结构104和第一电绝缘层结构106(其可以包括环氧树脂和增强玻璃纤维，例如可以实施为fr4；更一般地，可以使用任何适合的陶瓷材料、基板材料、有机材料等)的竖向堆叠体。第一导电层结构104实施为图案化的导电层(更特别地图案化的铜膜)以及竖向互连装置(更特别地填充有铜的激光过孔)。尽管未在图10中示出，但是第一部件承载件102包括可以在例如图1中看到的腔体114。
在此实施为ic基板或者更小pcb(与第一部件承载件102相比)的两个第二部件承载件108也形成电子器件100的一部分，并且已经完全地且以相对于第一部件承载件102旋转90°的取向插入第一部件承载件102的腔体114中(对比图2)。更确切的说，具有焊盘172的嵌入部件122(例如半导体芯片)已经与两个第二部件承载件108一起以侧向夹持的构造放置在腔体114中。每个第二部件承载件100还包括第二导电层结构110(在本实施方式中为图案化的铜箔)和在第二导电层结构之间的第二电绝缘层结构112(其可以包括环氧树脂和增强玻璃球或纤维)的堆叠体。第二部件承载件108以其倾斜90°的状态完全地插入第一部件承载件102的腔体114中，使得第一部件承载件102的堆叠方向116(根据图10为竖向地)取向成垂直于第二部件承载件108(其彼此平行对准)的另一不同的堆叠方向117(根据图10为水平地)。
如可以从图10中看到的，第二部件承载件108的第二导电层结构110的每条竖向延伸的电迹线电连接至第一部件承载件102的位于不同竖向高度水平处的相应的一对导电层结构104，以在其间建立导电连接。
此外，每个第二部件承载件108的中央第二电绝缘层结构112都在其两个相反的主表面上被相应的一对第二导电层结构110覆盖，为了清楚起见，该相应的一对第二导电层结构用附图标记110a和110b表示。例如，导电层结构110a可以处于电接地电位(或者更通常地处于电参考电位)，而电(例如高频)信号可以沿着导电层结构110b传播。通过第二部件承载件108的所述构造，形成了阻抗控制的电连接线。
如上所述，部件122嵌入在第一部件承载件102的腔体114中。部件122还电连接至第二部件承载件108的第二导电层结构110b。此外部件承载件102、108、108上方和下方的层压的另外的导电层结构134有助于这种电耦接。除此以外，另一部件122'(其也可以是半导体芯片)表面安装在电子器件100的表面区域中，并且尤其通过第二部件承载件108的第二导电层结构110的部分电连接至嵌入部件122。结果，竖向堆叠的部件122、122'之间的极短且空间节约的电连接可以通过插入第一部件承载件102的腔体114中的第二部件承载件108的竖向倾斜的第二导电层结构110来建立。
又一部件122”(其可以是又一半导体芯片)安装在与前述安装了部件122'的电子器件100的主表面相反的电子器件100的另一主表面上。部件122”与电子器件100的其他组成部分的电连接通过导电层结构104、110实现，如图10所示。
在所述实施方式中，通过第二部件承载件108的竖向倾斜的第二导电层结构110实现了电子器件100内的高度复杂的高性能竖向电连接电路。
在下文中，将参考图1至图9描述制造图10中所示的电子器件100的方法。该实施方式涉及芯片第一架构件。
参考图1，示出了pcb型第一部件承载件102的截面视图，其包括在两个相反的主表面上并竖向延伸穿过第一电绝缘层结构106(其可以包括具有增强玻璃纤维的环氧树脂)的第一导电层结构104(优选地由铜制成)。腔体114形成为延伸穿过电绝缘层结构106的通孔。腔体114的底部由临时承载件170诸如胶带封闭，临时承载件附接到由第一电绝缘层结构106和导电层结构104组成的布置的下主表面。因此，图1示出了在第一部件承载件102具有腔体114时位于板下方的临时承载件170。
参考2的上部，第二部件承载件108示出为具有竖向堆叠方向117的层堆叠体。第二部件承载件108由附接到第二电绝缘层结构112的两个相反的主表面(诸如其中具有增强球或纤维的树脂膜)的两个第二导电层结构110(这里实施为已经图案化以形成多个微小且平行对准的导电迹线118的铜箔)组成。然后，如箭头172所示，第二部件承载件108从水平取向倾斜成竖向取向，然后插入腔体114中，以便利用第二部件承载件108的凸缘面粘附到临时承载件170(例如，所示的第二部件承载件108可以首先围绕对应于附图标记117的轴旋转，然后可以围绕垂直于图2的纸平面的轴旋转)。如还可以从图2中看出，两个(这里为相同的)第二部件承载件108被插入到腔体114中，与第一电绝缘层结构106的相对侧壁直接相邻。完成将第二部件承载件108插入在腔体中，使得第一部件承载件102的竖向堆叠方向116相对于相应的第二部件承载件108的水平堆叠方向117呈90°的角。
此外，部件122(特别是半导体芯片)放置在腔体114中，处于两个第二部件承载件108之间，并且也附接到粘性临时承载件170。芯片焊盘172形成于部件122的附接至临时承载件170的主表面上。因此，在所示实施方式中，部件122面朝下安装。因此，同一腔体114用于容纳两个第二部件承载件108和部件122。
根据图2的构造可以通过将基板型第二部件承载件108翻转并放置在腔体114中并将部件122放置在其间来获得。
参考图3，腔体114的剩余中空空间可以填充有可以例如通过分配器176施加的粘接材料174。因此，根据图3中所示的选项，临时承载件170、部件122和部件承载件102、108、108之间的间隙可以至少部分地填充流体材料(如树脂)。在随后的过程中，第二部件承载件108和部件122可以通过粘接材料174(其可以可选地固化)固定在腔体114中。优选地，粘接材料174可以是导热的，以便促进热移除和散热，以消散在部件122的运行期间在易于制造的电子器件100的内部产生的热量。
参考图4，示出了层结构，其是基于图3中所示的结构在将粘接剂174施加到腔体114的空的空间中之后并且在使粘接剂174固化之后获得的。
参考图5，将描述参考图3和图4的上述过程的另一替代方案。根据该实施方式，可以通过层压另外的树脂片材将部件122和第二部件承载件108固定在腔体114中的适当位置。更特别地，未固化的电绝缘层结构132(例如，b阶段中的预浸料片材)可以附接到图2中所示的布置的上主表面，并且可以通过层压即施加热和压力与第一部件承载件102、部件122以及第二部件承载件108连接。
参考图6，示出了如参考图5所述的在层压之后获得的布置。前述电绝缘层结构132现在已经通过施加压力和/或热使树脂材料交联而完全固化。因此，电绝缘层结构132的材料已经流入腔体114的空的空间，并且硬化或者再固体化以机械连接图6中所示的所有元件。
参考图7，可以移除图6中所示结构的上主表面上的电绝缘材料，例如通过激光处理、机械研磨或者化学处理，以便暴露导电层结构104、110的导电材料。换言之，可以敞露或清洁板件翻转基板的铜表面(这样的过程可以在参考图3、图4和图5、图6的上述两种替代方案中进行)。
为了获得图8所示的结构，可以去除临时承载件170。现在不再需要后者，因为图8中所示结构的组成部分现在已经分别通过粘接剂174或者层压的电绝缘层结构132刚性连接。因此，现在可以剥离临时承载件170(在替代实施方式中，其也可以在参考图7的所述过程之前执行)。
参考图9，方法可以进一步包括将另外的导电层结构134(这里实施为图案化的铜箔)中的相应一个导电层结构连接至第一部件承载件102的和第二部件承载件108的两个相反主表面中的每一个主表面，以在下述两方面之间建立导电连接，所述两方面中的一方面为第二部件承载件108的第二导电层结构110，所述两方面中的另一方面为第一部件承载件102的第一导电层结构104。
为此目的，可以将导电层结构134层压在图8所示结构的两个相反主表面上，作为完整的金属箔，然后可以将其图案化。因此，可以使板件结构化(优选地通过自适应成像来获得适当的精度)。
然后通过形成另外的层积层件、部件122'及122”的表面安装等来获得根据图10的部件承载件100。
图11至图14示出了根据本发明的实现芯片最后架构的另一示例性实施方式的在执行制造电子器件100的方法期间获得的结构的截面视图。
参考图11，如上面参考图1所述，该过程开始于在临时承载件170上作为第一部件承载件102的板。然而，根据图11形成了由第一电绝缘层结构106的中央部分分开的两个单独的腔体114。
参考图12，两个第二部件承载件108中的每一个放置在两个单独的腔体114中的相应一个中，对比根据图2的描述。与参考图1至图10描述的实施方式相比，当前所述的实施方式实施了具有相应的第二部件124(诸如半导体芯片或无源部件如电容器或电阻器)的第二部件承载件108，第二部件表面安装在第二部件承载件108上并且竖向倾斜地插入到第一部件承载件102的腔体114中的相应一个腔体中。第二部件124可以组装为smd部件，并且可以竖向集成在当前制造的电子器件100中。此外，图12左手侧所示的第二部件承载件108包括在两个图案化的层型第二导电层结构110之间延伸的导电的层间连接装置120(实施为填充有导电材料诸如铜的过孔)。层间连接装置120延伸穿过所述第二部件承载件108的中央第二电绝缘层结构112。当相应的第二部件承载件108嵌入在电子器件100中时，导电的层间连接装置120有利地实现电路中的层改变。
随后，可以封闭腔体114的剩余间隙或者空体积，并且可以通过供应粘接剂174(如参考图3和图4所述)和/或通过将未固化的电绝缘层结构132层压至第一部件承载件100和第二部件承载件108的布置的上主表面(如参考图5和图6所述)来将第二部件承载件108固定在适当位置。通过将基板型第二部件承载件108翻转并放置在腔体114中并通过填充腔体114来获得图12中所示的结构。
参考图13，在图12所示的结构中在第二部件承载件108之间例如通过激光处理或者以其他方式去除第一电绝缘层结构106的中央部分形成用于容纳另外的元件122的另外的腔体114。
参考图14，另外的部件122插入在底部处通过作为临时承载件170的胶带封闭的另外的腔体114中。另外的腔体114的剩余间隙可以用粘接剂174和/或未固化的电绝缘层结构132的材料填充(对比上面图3至图6的描述)。结果，另外的部件122固定在另外的腔体114中的适当位置，使得获得刚性的整体结构。
然后可以执行进一步的处理(对比图7和图10的描述)，从而获得根据本发明示例性实施方式的电子器件100。
当前描述的实施方式与根据图1至图10的实施方式不同，特别是另外的部件122在当前描述的实施方式中更晚地组装，即在芯片最后架构中更晚地组装。这具有显著的优点，即在有问题的电连接的情况下，例如在图13中所示的关键区域178中，可以在安装昂贵的另外的部件122(例如处理器)之前基于图13中所示的结构执行对应的测试。换言之，可以在将另外的部件122(对比图14)安装在所述芯片最后架构中的时间点使用部件承载件102、108、108的已知良好的布置。
图15示出了根据另一示例性实施方式的电子器件100，其具有均嵌入在电子器件100内部的两个在竖向上堆叠的部件122。部件122之间的电连接尤其通过两个第二部件承载件108的第二导电连接结构112以高度紧凑的方式建立。
图16示出了根据又一示例性实施方式的电子器件100。图16的实施方式与图15的实施方式不同，特别是，具有在竖向上对准的部件124的第二部件承载件108嵌入在电子器件100中(对比参考图12至图14的描述)。换言之，提供了在第二部件承载件108中之一上具有部件124的封装件，其实施为竖向基板。
参考图17，示出了根据另一示例性实施方式的电子器件100，该电子器件包含具有形成第二部件承载件108中之一的一部分的嵌入部件124的积层件。在所示实施方式中，部件124可以实施为无源部件，诸如电阻器(例如，在一侧具有激光连接)。
参考图18，示出了根据又一示例性实施方式的电子器件100，该电子器件包含具有电磁屏蔽结构126的积层件。在所述实施方式中，每个第二部件承载件108包括夹在两个第二电绝缘层结构112之间并且由电磁屏蔽材料制成的连续的第二导电层结构110。在水平方向上(源自第一部件承载件102)并且在竖向方向上(源自第二部件承载件108，参见连续的第二导电层结构110)具有层组成部分的电磁屏蔽结构126被配置用于防止电子辐射在电子器件100的内部和外部之间传播。屏蔽结构126由水平取向的第一部件承载件102部分地形成，并且由竖向取向的第二部件承载件108部分地形成。利用屏蔽结构126的架构，还可以建立阻抗控制的电连接。描述性地讲，屏蔽结构126以类似于笼的方式形成，并且提供了对rf辐射的高效屏蔽，并因此提供了可靠的emi保护。根据图18，基板的内层可以布线到板的邻接(next，下一个、紧接着的)水平以构建屏蔽笼而不限制电互连的可能性。
图19至图20示出了根据本发明的又一示例性实施方式在执行制造电子器件100的方法期间获得的结构的截面视图。
根据图19，示出了与图8的结构对应的一结构，不同之处在于导电焊盘172形成于部件122的两个相反的主表面上并且暴露于根据图19的环境。因此，根据图19，双侧部件122集成在电子器件100中。在这种情况下，直接结构化可以在研磨和/或清洁之后在两侧上进行。
参考图20，示出了根据另一示例性实施方式的电子器件100，图示了基于根据图19的双侧组件122的可能的积层件。
图21至图24示出了根据本发明示例性实施方式的待插入第一部件承载件102的腔体114中以制造电子器件100的第二部件承载件108的截面视图。替代地，图21至图24中所示的任何第二部件承载件108可以附接到第一部件承载件102的侧向侧壁(对比例如图25)。
根据本发明示例性实施方式的制造方法的起点可以是作为一个或多个第二部件承载件108的一个或多个ic基板，优选地具有高密度结构(例如，线/空间的值l/s在1μm至30μm的范围内)。这种第二部件承载件108可以具有可以被连接的一个或多个导电层结构110(取决于所需连接的数量)。在划割之前，还可以将部件124放置或集成在基板上。
参考图21，示出了基板型第二部件承载件108，其在电绝缘层结构112的两个相反的主表面上具有两个第二导电层结构110，如上所述。
如可以从图21中的细节182看出，第二部件承载件108的第二导电层结构110中的相应一个第二导电层结构的暴露表面覆盖有腐蚀防护装置130。这防止了在与第一部件承载件102连接之前所示的第二部件承载件108存储于仓库中时不希望的铜表面腐蚀。
参考图22，示出了根据本发明另一示例性实施方式的基板型第二部件承载件108，其具有四个图案化金属箔(作为第二导电层结构110)和三个介电层(作为第二电绝缘层结构112)的交替序列。除此之外，图案化金属箔中的两者通过层间连接装置120(其可以实施为铜填充的激光过孔)互连。
参考图23，示出了另一第二部件承载件108，其实施为图21中所示类型的基板并且具有表面安装的部件124。
参考图24，示出了另一第二部件承载件108，其实施为图21中所示类型的基板并且在其内部具有中间功能层184(诸如，热移除层、电磁辐射屏蔽层、阻抗控制电连接装置等)。
优选地，图21至图24中所示的划割板的宽度可以与第一部件承载件102的腔体114的深度基本相同。
图25示出了根据本发明另一示例性实施方式的电子器件100的截面视图。与前述的实施方式相反，根据图25的电子器件100可以将第二部件承载件108连接到第一部件承载件102的外侧壁199(而不是将其放置在第一部件承载件102中形成的腔体114内)。因此，图25的实施方式特别简单，因为腔体形成是可有可无的。
此外，还可以将多个第二部件承载件108(例如通过粘接剂)附接到第一部件承载件102的侧壁199的不同表面区域。可选地，还可以将一个或多个部件安装在第一部件承载件102的相反主表面中的一个或者两个主表面上。此外，可以将一个或多个部件嵌入至第一部件承载件102内。如上所述参考图1至图24所采取的任何措施都可以以对应的方式应用于图25的实施方式。
应当注意，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。还可以将结合不同实施方式描述的元件进行组合。
还应注意，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
本发明的实现不限于附图中所示的和以上所描述的优选实施方式。替代地，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用所示的方案和根据本方面的原理的多种变型也是可能的。
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