封装件及其制造方法与流程

文档序号:36479939发布日期:2023-12-25 09:35阅读:54来源:国知局
封装件及其制造方法与流程

本发明涉及封装件和制造封装件的方法。


背景技术:

1、在配备有一个或更多个部件的部件承载件的产品功能增长并且这种部件的逐步小型化以及待与比如印刷电路板之类的部件承载件相连接的部件的数量增加的情况下,采用具有若干部件的日益强大的阵列状部件或封装件,阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部,其中这些接触部之间的间隔越来越小。特别地,部件承载件应当是机械上稳定且电气上可靠的,从而即使在恶劣条件下也能够操作。

2、形成部件承载件型封装件的常规方法仍然具有挑战性。


技术实现思路

1、可能需要形成紧凑且可靠的部件承载件型封装件。

2、根据本发明的示例性实施方式,提供了一种封装件,封装件包括:芯部,芯部具有至少一个贯通孔,至少一个贯通孔是由至少部分地覆盖有至少一个电传导镀覆材料部(或镀覆结构)的壁表面来界定的;位于芯部的一个主表面上的第一层叠置件;以及位于芯部的相反的另外的主表面上的第二层叠置件,其中,第一层叠置件具有电传导元件,与第二层叠置件的具有较低的集成密度的另外的电传导元件相比,第一层叠置件的电传导元件具有较高的集成密度,以及其中,另外的电传导元件包括至少一个筒状竖向电传导连接元件,至少一个筒状竖向电传导连接元件有助于在第二层叠置件的背对芯部的主表面处形成电传导连接接合部。

3、根据本发明的另外的示例性实施方式,提供了一种制造封装件的方法,其中,该方法包括:提供具有至少一个贯通孔的芯部,至少一个贯通孔由至少部分地覆盖有至少一个电传导镀覆材料部的壁表面来界定;在芯部的一个主表面上形成第一层叠置件;在芯部的相反的另外的主表面上形成第二层叠置件,其中,第一层叠置件具有电传导元件,与第二层叠置件的具有较低的集成密度的另外的电传导元件相比,第一层叠置件的电传导元件具有较高的集成密度;以及,为另外的电传导元件提供至少一个筒状竖向电传导连接元件,至少一个筒状竖向电传导连接元件有助于在第二层叠置件的背对芯部的主表面处形成电传导连接接合部。

4、在本技术的上下文中,术语“封装件”可以特别地表示能够将一个或更多个部件容置在该封装件上以及/或者将一个或更多个部件容置在该封装件中以提供机械支撑以及/或者电连接性的任何支撑结构。换言之,封装件可以构造为用于部件的机械承载件和/或电子承载件。特别地,封装件可以是部件承载件型装置。这种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不同类型的部件承载件组合的混合板。

5、在本技术的上下文中,术语“芯部”可以特别地表示封装件的中央承载件结构。例如,芯部可以包括完全固化的介电材料、比如fr4。然而,芯部也可以包括玻璃、陶瓷、诸如硅的半导体、和/或金属。

6、在本技术的上下文中,术语“贯通孔”可以特别地表示延伸穿过芯部的整个厚度的竖向的或倾斜的孔。

7、在本技术的上下文中,术语“镀覆材料部”可以特别地表示可以通过一个或更多个镀覆过程而形成的电传导材料部。例如,镀覆材料部可以是部分地或全部地覆盖所述壁表面的电传导镀覆涂覆部。镀覆材料部也可以对贯通孔仅进行部分地填充,而留出中央空隙或介电容积部。在另外的实施方式中,镀覆材料部对整个贯通孔进行填充。可以形成镀覆材料部的一个或更多个镀覆过程可以包括非电镀覆(例如通过化学过程进行的溅射或非电镀覆)和/或电镀镀覆(特别是电镀)。

8、在本技术的上下文中,术语“叠置件”可以特别地表示多个平面层结构的布置结构,多个平面层结构以一个在另一个顶部上的方式平行地安装。层结构可以特别地表示在公共的平面内的连续层、图形化层或多个非连续的岛状件。

9、在本技术的上下文中,术语“集成密度”可以表示相应的层叠置件的单位面积或体积的电传导元件(特别是:迹线元件(比如布线结构)、连接元件(比如垫)、和/或竖向贯通连接部(比如金属贯通孔))的数量。因此,较高密度的层叠置件中的电传导元件的量可以高于较低密度的层叠置件中的电传导元件的量。因此,集成密度可以意为单位面积或体积的电传导元件的数量。较低密度的层叠置件中的集成密度可以小于较高密度的层叠置件中的集成密度。对应地,较低密度的层叠置件中的线间隔比(line space ratio)和/或线间距(line pitch)可以高于较高密度的层叠置件中的线间隔比和/或线间距。术语“线间隔比”可以表示电传导迹线元件的一对特征尺寸,即一个电传导迹线元件的特征线宽以及相邻电传导迹线元件之间的特征距离。术语“线间距”可以表示两个相邻的电传导元件的对应边缘之间的距离。

10、在本技术的上下文中,术语“筒状竖向电传导连接元件”可以特别地表示一个或更多个竖向延伸的金属结构,所述金属结构例如包括铜或由铜构成。术语“竖向”可以表示第二层叠置件的厚度方向。筒状竖向电传导连接元件的示例可以是金属柱(特别是铜柱)、金属筒状件或金属填充的钻孔(比如被镀覆的机械钻出的过孔)。在一个实施方式中,第二层叠置件的所有电传导元件可以是竖向贯通连接部。然而,在实施方式中,第二层叠置件可以另外包括一个或更多个水平电连接元件。对应的水平电连接元件可以位于第二层叠置件的表面处和/或第二层叠置件的内部中。

11、根据本发明的示例性实施方式,提供了一种封装件,该封装件包括具有一个或更多个被镀覆的贯通孔的芯部。芯部可以被夹置在第一层叠置件与第二层叠置件之间,第一层叠置件的电传导元件具有较高的集成密度,第二层叠置件的另外的电传导元件具有较低的集成密度。另外的电传导元件可以具有一个或更多个筒状竖向电传导连接元件(例如圆筒形柱或柱状件),筒状竖向电传导连接元件可以有助于形成封装件的外部电传导连接接合部。在所述外部连接接合部处,封装件可以安装在安装基部(例如,部件承载件比如印刷电路板)上。在封装件的相反的外部连接接合部处,可以安装一个或更多个部件(例如半导体晶片)。因此,封装件可以用作再分布结构,该再分布结构用于提供部件侧上的较小的特征尺寸与用于与安装基部连接的一侧上的较大的特征尺寸之间的过渡部。较大尺寸(例如对于印刷电路板技术来说是典型的)与较小尺寸(对于半导体技术来说可能是典型的)之间的过渡部可以以高度紧凑的方式完成,使得可以在竖向方向上且沿着较短的连接路径并且因此以较小的损失来执行信号和/或电能传输。同时,可以以简单且有效的方式制造所描述的封装件。更具体地说,制造工作量可以是相当低的,因为仅在功能上被需要的位置提供较高的集成密度。有利地,由于可以通过高密度的叠置件和低密度的叠置件的组合以减轻翘曲从而实现补偿,因此可以在封装件中有效地抑制不期望的现象比如翘曲。因此,可以提供可靠的封装件。

12、示例性实施方式的详细描述

13、在下文中,将对封装件和方法的另外的示例性实施方式进行说明。

14、芯部或任何层叠置件可以具有板状(或盘状)设计,该板状(或盘状)设计包括相反的两个主表面。主表面可以形成芯部或层叠置件的两个最大的表面积。主表面由周向侧壁连接。芯部或任何层叠置件的厚度由相反的两个主表面之间的距离来限定。主表面可以包括功能部分比如传导迹线或与另外的元件互连的传导互连部。

15、在实施方式中,电传导元件的至少部分是与至少一个镀覆材料部电耦接的。优选地,所述电传导元件可以电耦接至镀覆材料部的位于芯部的周缘处、特别是位于芯部的顶侧部处的部分。

16、在实施方式中,另外的电传导元件的至少部分是与至少一个镀覆材料部电耦接的。优选地,所述另外的电传导元件可以电耦接至镀覆材料部的位于芯部的周缘处、特别是位于芯部的底侧部处的部分。

17、在实施方式中,封装件包括至少一个电传导平面连接垫,至少一个电传导平面连接垫在芯部的一个主表面和另外的主表面中的一者处至少部分地覆盖至少一个贯通孔中的相应的一个贯通孔,以及,至少一个电传导平面连接垫是与至少一个镀覆材料部中的相应的一个镀覆材料部电连接的。对应地,封装件可以包括至少一个另外的电传导平面连接垫,至少一个另外的电传导平面连接垫在芯部的一个主表面和另外的主表面中的另一者处至少部分地覆盖至少一个贯通孔中的相应的一个贯通孔,以及,至少一个另外的电传导平面连接垫是与至少一个镀覆材料部中的相应的一个镀覆材料部电连接的。例如,相应的筒状竖向电传导连接元件可以具有管状形状,该管状形状在底侧部上由第一平面连接垫(可以是环形)封闭并且在顶侧部上由第二平面连接垫(也可以是环形)封闭。相应的电传导平面连接垫可以完全地或仅部分地覆盖相应的贯通孔。特别地,在垫的中央部与贯通孔的中央部之间可能存在侧向偏移,使得贯通孔没有被垫完全覆盖。此外,相应的另外的电传导平面连接垫可以完全地或仅部分地覆盖相应的贯通孔。特别地,在另外的垫的中央部与贯通孔的中央部之间可能存在侧向偏移,使得贯通孔没有被另外的垫完全覆盖。简而言之,芯部的镀覆结构可能没有精确地定位于相应的连接垫的中央部中,而是可能有一点偏移。替代性地,相应的垫可以与指定的贯通孔对准。

18、在实施方式中,至少一个电传导平面连接垫和至少一个另外的电传导平面连接垫中的至少一者在周向上延伸超出至少一个镀覆材料部(也可以表示为镀覆结构)中的相应的一个镀覆材料部。换言之,相应的垫的直径可以大于贯通孔的直径。这可以确保垫与贯通孔之间的充分对准,即使在存在制造公差的情况下也是如此。因此,可以制造出具有较高的电可靠性的封装件。

19、在实施方式中,电传导元件的竖向贯通连接部是与至少一个电传导平面连接垫和至少一个另外的电传导平面连接垫中的一者直接电连接的。例如,这种竖向贯通连接部可以包括金属柱、金属填充的激光过孔、金属填充的机械钻出的过孔、叠置过孔和/或垫等。任何层叠置件的这种竖向贯通连接部是可以与芯部的连接垫直接连接的,即,在竖向贯通连接部与芯部的连接垫之间没有设置一个或更多个其他电传导元件。这可以确保在竖向方向上较短的电传导路径,并因此可以减少欧姆损失,以及因此减少寄生加热(parasiticheating)和信号损失。

20、在实施方式中,至少一个筒状竖向电传导连接元件是与至少一个电传导平面连接垫和至少一个另外的电传导平面连接垫中的一者直接电连接的。在这种实施方式中,在连接垫与筒状竖向电传导连接元件之间没有布置额外的电传导元件。这可以使芯部的底侧部上的z方向上的连接路径变短。这又可以有助于较高的信号质量和紧凑的设计。

21、在实施方式中,第一层叠置件的介电材料具有的热膨胀系数(cte)比第二层叠置件的介电材料的热膨胀系数低。为了控制封装件的翘曲,第一层叠置件可以设置有较低的cte,而第二层叠置件可以设置有较高的cte。这种设计可以减少翘曲,使得由于对两个叠置件的cte不匹配进行的补偿,甚至根据示例性实施方式的非对称的封装件也可以在翘曲方面以与对称结构类似的方式表现。因此,所采取的措施可以允许改善翘曲控制(也参见图1中在对称平面上方和下方的以及指示翘曲现象的线条)。

22、在实施方式中,第一层叠置件的介电材料的量与第二层叠置件的介电材料的量大致相同。例如,层叠置件的介电材料的量可以相差不超过±10%、优选地相差不超过±5%。特别地,第一层叠置件的介电层的厚度总和可以与第二层叠置件的介电层的厚度总和大致相同或完全相同。已经证明的是,由于两个叠置件的介电材料的厚度和量的补偿,该设计规则明显抑制了封装件的翘曲和分层趋势。

23、在实施方式中,第一层叠置件的介电材料包括较高杨氏模量的材料,或者,第一层叠置件的介电材料由较高杨氏模量的材料构成。描述性地讲,杨氏模量的值越高,对应的介电材料越硬。在第一层叠置件的情况下,较高杨氏模量的材料可以具有10mpa以上(特别是对于味之素(ajinomoto)积层膜(abf)材料)、特别是15mpa以上(特别是对于预浸料)、或甚至25mpa以上(特别是芯部材料)的杨氏模量值。

24、在实施方式中,第二层叠置件的介电材料包括较低杨氏模量的材料,或者,第二层叠置件的介电材料由较低杨氏模量的材料构成。简而言之,杨氏模量的值越小,对应的介电材料越软。在第二层叠置件的情况下,较低杨氏模量的材料可以具有5mpa以下的杨氏模量值。特别地,较低杨氏模量的材料可以具有在0.5mpa至0.7mpa的范围内的杨氏模量值(特别是对于味之素积层膜(abf)材料)。此外,较低杨氏模量的材料可以具有10mpa以下的杨氏模量值(特别是对于预浸料)。较低杨氏模量的材料也可以具有20mpa以下的杨氏模量值(特别是对于芯部材料)。

25、当与第二层叠置件的介电材料相比,第一层叠置件的介电材料具有较高的杨氏模量值时,可以实现在抑制翘曲方面高度有利的性能。

26、更具体地,用于封装件的翘曲控制的两个关键参数已经证明是第一层叠置件的介电材料的cte值和杨氏模量值以及第二层叠置件的介电材料的cte值和杨氏模量值。就翘曲抑制而言,特别优选的组合是:与第二层叠置件的介电材料相比,第一层叠置件的介电材料具有较高的杨氏模量值和较小的cte值,这可以补偿具有不对称结构的两个叠置件的cte。

27、然而,虽然用于第一层叠置件的杨氏模量值可以高于用于第二层叠置件的杨氏模量值,但用于第二层叠置件的杨氏模量值也可以高于用于第一层叠置件的杨氏模量值,特别地在相应地调整cte特性时更是如此。

28、在实施方式中,至少一个镀覆材料部中的相应的一个镀覆材料部电连接至至少一个筒状竖向电传导连接元件中的指定的一个筒状竖向电传导连接元件,并且相对于该指定的一个筒状竖向电传导连接元件在轴向上移位。具有镀覆材料部的贯通孔的中心轴线和指定的筒状竖向电传导连接元件的中心轴线之间的公差与封装件的设计相兼容。这种兼容性特别地可以通过贯通孔与指定的筒状竖向电传导连接元件之间的足够大的连接垫来实现。

29、在实施方式中,具有至少一个镀覆材料部的芯部的集成密度与具有另外的电传导元件的第二层叠置件的集成密度大致相同。因此,第一层叠置件可以具有封装件的三个主要构成部分、即芯部和各层叠置件中最高的集成密度。相比之下,可以以较低的集成密度并且因此以简单的方式制造出芯部和第二层叠置件两者。所描述的设计可以将简单的制造过程与小间距的半导体技术的兼容性相结合。

30、在实施方式中,纵横比、即至少一个筒状竖向电传导连接元件的高度与直径之间的比为至少0.5、特别是至少1、例如至少为2。因此,可以实现具有较高纵横比的金属柱或其他筒状结构,以用于对竖向方向上足够大的空间进行桥接。

31、在实施方式中,芯部的竖向厚度为至少500μm、特别是至少1mm。有利地,具有所提及的较高厚度的芯部可以提供足够的机械稳定性以避免翘曲,甚至在不对称的积层部的情况下、即当第一层叠置件的层系列与第二层叠置件的层系列明显不同时也是如此。

32、在实施方式中,第一层叠置件包括再分布结构比如再分布层(rdl)、或扇出结构。再分布结构可以用作第一层叠置件的作为部件承载件技术特性的较大的电传导结构与第一层叠置件上的作为半导体技术特性的表面安装的部件的较小的电传导结构之间的电接合部。特别地,这种再分布结构从封装件的内部朝向第一层压式层叠置件的外部主表面渐缩(例如参见图1)。

33、在实施方式中,电传导连接接合部提供了栅格阵列状接合部。特别地,所述栅格阵列状接合部可以是球栅阵列状接合部或平面栅阵列状接合部。平面栅阵列(lga)和球栅阵列(bga)都是特别地用于印刷电路板或主板的表面安装技术(smt)。平面栅阵列和球栅阵列基本上限定了封装件实际上如何被安装,特别地,平面栅阵列和球栅阵列基本上限定了封装件实际上如何被安装在pcb或主板的座件上。本质上,平面栅阵列与球栅阵列之间的最基本的区别在于:基于lga的封装件可以插入pcb或主板中以及从pcb或主板拔出,并且基于lga的封装件也可以被更换。然而,基于bga的封装件可以被焊接在pcb或主板上,并且因此不能被插拔出或被更换。另一方面,球栅阵列可以具有球形接触部,所述球形接触部则被焊接到pcb或主板上。lga类型的封装件可以放置在位于pcb或主板上的座件的顶部上。在上下文中,封装件可以具有平坦的表面接触部,而pcb或主板的座件可以具有引脚。

34、在实施方式中,至少一个筒状竖向电传导连接元件在竖向上通过至少一个另外的竖向电传导连接元件而与电传导连接接合部间隔开。例如,至少一个另外的竖向电传导连接元件包括至少一个金属填充的过孔,特别地,至少一个金属填充的过孔沿远离电传导连接接合部的方向渐缩。这种实施方式例如在图1中示出并且允许制造出具有筒状竖向电传导连接元件的封装件,所述筒状竖向电传导连接元件具有相对较小的纵横比。

35、在另外的实施方式中,至少一个筒状竖向电传导连接元件延伸直至电传导连接接合部。因此,单个一体的筒状竖向电传导连接元件可以在第二层叠置件的整个厚度上延伸(例如参见图2)。通过具有足够高的纵横比的这种筒状竖向电传导连接元件,可以实现第二层叠置件的非常简单的构造。

36、在实施方式中,封装件包括表面安装在第一层叠置件上的至少一个部件,特别地,至少一个部件是至少一个半导体芯片。在本技术的上下文中,术语“部件”可以特别地表示例如完成电子和/或热任务的装置或构件。例如,该部件可以是电子部件。这种电子部件可以是有源部件比如包括半导体材料的半导体芯片,特别地,半导体材料作为主要材料或基本材料。半导体材料例如可以是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、比如裸晶片或模制晶片。至少一个集成电路元件可以整体集成在这种半导体芯片中。

37、在实施方式中,封装件包括供第二层叠置件安装的安装基部,安装基部比如为部件承载件、特别地是印刷电路板(pcb)或集成电路(ic)基板。这种部件承载件可以形成用于对封装件进行安装的安装基部,该封装件又形成用于至少一个表面安装的部件的基底。

38、在实施方式中,封装件包括介电填充介质,介电填充介质特别是墨,该介电填充介质对至少一个贯通孔的位于至少一个镀覆材料部的不同部分之间的空的容积部进行至少部分地填充。在一个实施方式中,这种填充介质可以是插入到空的容积部中的介电墨或胶粘物。通过对这种空的容积部或间隙进行填充,可以防止准备制造的封装件内的空的空间,这可以提高机械完整性并且因此提高封装件的可靠性。此外,这种填充介质可以使芯部的贯通孔中的镀覆材料部稳定,并且由此可以促进封装件的各种构成部分的正确对准。然而,填充介质也可以是磁性糊剂材料。这种材料可以降低电感,这可以有利于降低电磁干扰(emi)。例如,磁性糊剂材料可以通过插入过程而填充在孔中。

39、在实施方式中,至少一个筒状竖向电传导连接元件包括至少一个金属柱,至少一个金属柱特别是至少一个铜柱。这种金属筒状件可以是预制件或嵌体,该预制件或嵌体也可以设置有较大的纵横比。

40、在实施方式中,芯部包括有机芯部、玻璃、陶瓷和特别是硅的半导体、或金属中的至少一者。有机芯部可以包括具有有机化合物的介电材料。特别地,有机芯部的介电材料可以仅由有机材料制成或至少基本上仅由有机材料制成。在另外的实施方式中,有机芯部可以包括有机介电材料和额外的另外的介电材料。有机化合物可以是含有碳-氢键的化合物。例如,有机芯部可以包括有机树脂材料、环氧树脂材料等。特别地,印刷电路板(pcb)电介质或集成电路(ic)基板电介质可以是用于有机芯部的电介质。替代性地,芯部可以实施为无机芯部,即,芯部可以包括无机材料或由无机材料构成。特别地,无机芯部或甚至整个无机芯部的介电材料可以仅由无机材料制成或至少基本仅由无机材料制成。在另外的实施方式中,无机芯部可以包括无机介电材料和额外的另外的介电材料。无机化合物可以是没有碳-氢键的化合物或不是有机化合物的化合物。无机芯部材料的示例是玻璃(特别是二氧化硅基玻璃)、陶瓷(比如氮化铝和/或氧化铝)和包括半导体(比如氧化硅或硅)的材料。

41、在实施方式中,芯部具有至少两个贯通孔,至少两个贯通孔彼此平行地延伸,以及,每个贯通孔均由至少部分地覆盖有相应的电传导镀覆材料部的相应的壁表面来界定。对应地,另外的电传导元件可以包括至少两个筒状竖向电传导连接元件,至少两个筒状竖向电传导连接元件彼此平行地延伸,以及,每个筒状竖向电传导连接元件有助于提供电传导连接接合部。在芯部中布置多个平行的贯通孔允许增大同时通过封装件而传输的信号的数量。至少部分地填充有镀覆材料部的每个贯通孔可以与指定的筒状竖向电传导连接元件相连接,以用于实现所述的并行信号传输。因此,在芯部中形成贯通孔所依据的图形可以对应于在第二层叠置件中形成筒状竖向电传导连接元件所依据的图形。

42、在实施方式中,相应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,部件承载件可以是特别地通过施加机械压力和/或热能而形成的所提及的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件。所提及的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大的安装表面并且仍然非常薄且紧凑的板状部件承载件。

43、在实施方式中,相应的叠置件可以成形为板。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,作为嵌入的电子部件的示例的裸晶片由于该裸晶片的较小的厚度而可以方便地嵌入到薄板、比如印刷电路板中。

44、在实施方式中,部件承载件或相应的叠置件构造为印刷电路板、基板(特别是ic基板)或中介层。

45、在本技术的上下文中,术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示通过例如借助于施加压力和/或借助于热能的供给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的部件承载件。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。可以通过例如借助于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)对这些孔进行部分或完全地填充从而形成过孔或任何其他贯通孔连接部,使得各个电传导层结构可以以期望的方式连接至彼此。被填充的孔连接整个叠置件(延伸穿过多个层或整个叠置件的贯通孔连接部),或者,被填充的孔连接至少两个电传导层,被填充的孔被称为过孔。类似地,可以穿过叠置件的各个层形成光学互连部,以接收电光电路板(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,印刷电路板通常被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。

46、在本技术的上下文中,术语“基板”可以特别地表示较小的部件承载件。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外的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)。在另外的实施方式中,基板可以显著大于指定的部件(例如在倒装芯片球栅阵列fcbga(flip chip ball grid array)构型中)。更具体地,基板可以被理解为用于电连接件或电网络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,并且可以用于提供容置部件或未容置部件(诸如裸晶片)——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,增强球体,特别是玻璃球体)的树脂构成。

47、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/或可光成像或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如,环氧基积层膜);或聚合物化合物(聚合物化合物可以包括或可以不包括光敏和/或热敏分子)如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。

48、在实施方式中,至少一个电绝缘层结构包括下述各者中的至少一者:树脂或聚合物、比如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、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/或上述各者的组合。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料、比如网状物、纤维或球体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,特别是环氧基积层材料(比如积层膜)或可光成像的电介质材料。对于高频应用,高频材料比如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可能是优选的。除了这些聚合物,低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的dk材料、非常低或超低的dk材料可以作为电绝缘结构应用于部件承载件中。

49、在实施方式中,至少一个电传导层结构包括铜、铝、镍、银、金、钯、钨、镁、碳、(特别是掺杂的)硅、钛和铂中的至少一者。尽管铜通常是优选的,但是其他的材料或其涂覆的变型也是可以的,特别地分别涂覆有超导材料或传导聚合物、比如石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(pedot)也是可以的。

50、至少一个另外的部件可以嵌入在叠置件中和/或可以表面安装在叠置件上。部件和/或至少一个另外的部件可以选自包括以下各者的组: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)、光导引元件(例如光波导或光导体连接件)、电子部件、或上述各者的组合。嵌体可以是例如具有或不具有绝缘材料涂层的金属块(ims-嵌体),所述嵌体可以被嵌入或表面安装以便于散热的目的。根据材料的导热率限定合适的材料,导热率应至少为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的表面积的其他几何形状。此外,部件可以是有源电子部件(具有实现的至少一个p-n结)、无源电子部件如电阻器、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(例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(例如场效应晶体管(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),上述功率管理部件全部基于半导体材料,例如碳化硅(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复合物)、光电接口元件、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。但是,可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如,磁性元件可以被用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(比如铁磁元件、反铁磁元件、多铁性元件或亚铁磁元件,例如铁氧体芯),或者这种磁性元件可以是顺磁元件。然而,该部件也可以是例如呈板中板构型的ic基板、中介层或另外的部件承载件。部件可以被表面安装在部件承载件上和/或可以被嵌入在部件承载件的内部。此外,也可以使用其他部件作为部件,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作为部件。

51、在实施方式中,相应的叠置件或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/或热而被叠置并且连接在一起的多层结构的复合物。

52、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主表面或相反的两个主表面。换句话说,可以持续堆积,直到获得期望的层数为止。

53、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。

54、特别地,在表面处理方面,可以将电绝缘的阻焊剂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该阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图形化以暴露一个或更多个电传导表面部分,这些电传导表面部分将用于将部件承载件电耦接至电子外围件。部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀,特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。

55、就表面处理而言,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,垫、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)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)、非电镍非电钯浸金(enepig)、金(特别地是硬金)、化学锡(化学和电镀)、镍金、镍钯等。也可以使用无镍材料来用于表面处理部,特别地用于高速应用。无镍材料的示例为isig(浸银浸金)和epag(非电钯自催化金)。

56、本发明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。

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