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嵌入有在侧向上位于堆叠体的导电结构之间的内插件的部件承载件

文献发布时间:2023-06-19 11:32:36


嵌入有在侧向上位于堆叠体的导电结构之间的内插件的部件承载件

技术领域

本发明涉及制造部件承载件的方法,并且涉及部件承载件。

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越来越多、并且这种部件的日益微型化、以及待安装或嵌入部件承载件例如印刷电路板上的部件的数量越来越多的背景下,越来越多地采用更强大的具有若干部件的阵列式部件或封装结构,该阵列式部件或封装结构具有多个触点或连接部,在这些触点之间的间隔越来越小。移除由这种电子部件和部件承载件自身在操作期间产生的热成为了日益凸显的问题。同时,部件承载件应是机械上稳固并且电气上可靠的,以便即使在恶劣的条件下也是可操作的。

需要在部件承载件中有效地形成电连接。

发明内容

根据本发明的示例性实施方式,提供了部件承载件,其中该部件承载件包括:堆叠体(stack,叠置件)(特别是层压堆叠体),该堆叠体包括至少一个导电层结构(特别是多个导电层结构)和/或至少一个电绝缘层结构(特别是多个电绝缘层结构);内插件(interposer,中介体、互连导电件),该内插件具有多个竖向延伸的导电贯通连接件并且被嵌入堆叠体中;以及(特别是竖直延伸的)导电结构,该导电结构在堆叠体中在侧向上位于内插件的两侧。

根据本发明的另一示例性实施方式,提供了制造部件承载件的方法,其中该方法包括:提供包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构的堆叠体;在堆叠体中嵌入内插件,该内插件具有多个竖向延伸的导电贯通连接件;以及在堆叠体中在侧向上于内插件的两侧形成导电结构。

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/或其中容纳一个或多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换句话说,部件承载件可以被配置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和IC(集成电路)基板中的一种。部件承载件还可以是将上述类型的部件承载件中的不同部件承载件进行组合的混合板。

在本申请的上下文中,术语“堆叠体”可以特别地表示平坦或平面的结构或层压体,特别是通过将两个或更多个彼此叠置的片材或层结构结合在一起而形成的平坦或平面的结构或层压体。这种层结构可以彼此平行地布置和/或形成,并且可以通过施加温度和/或机械压力而彼此连接。

在本申请的上下文中,术语“层结构”可以特别表示在共用平面内的连续层、图案化层或多个不连续的岛状件。

在本申请的上下文中,术语“内插件”可以特别地表示被配置用于提供电互连的嵌体或构件。内插件可以包括:介电的、半导电的或导电性差的基体;以及被配置成用于在内插件的下侧和上侧之间建立导电连接的多个竖向延伸的导电(特别是金属性的)贯通连接件。例如,基体可以由玻璃、陶瓷、黄铜、塑料或半导体材料制成。竖向延伸的导电贯通连接件可以例如由铜或铝制成。

在本申请的上下文中,术语“竖向”可以特别地指优选为板状的部件承载件的厚度方向。

在本申请的上下文中,术语“侧向”可以特别地指在优选为板状的部件承载件的水平面内垂直于其竖向厚度方向的方向。

根据本发明的示例性实施方式,可以提供部件承载件(例如,印刷电路板,PCB),该部件承载件具有嵌入的内插件,以用于在板状部件承载件的竖向方向上提供紧凑的高性能导电连接。将这样的内插件嵌入(例如层压的)部件承载件中可以允许在部件承载件的内部完成甚至是复杂的电路。然而,由内插件提供的所述优选为高集成密度的电耦合可以在空间上限于真正需要它的部件承载件中的区域。因此,内插件可以伴随有附加的导电结构,该附加的导电结构形成在堆叠体中并且与内插件并排地延伸(即,在板状部件承载件的相反主表面之间并且在截面图中位于内插件的左侧和右侧)。后者的导电结构可以例如通过图案化的金属层和/或通过金属填充的过孔以部件承载件技术形成。结果,除了嵌入的内插件之外,附加的导电结构的制造工作量也非常小。因此,由内插件提供的高密度互连的设置可以限于真正需要这种高密度集成的部件承载件的特定区域(例如,为了正确地电连接表面安装的和/或嵌入的部件,例如半导体芯片)。部件承载件的其他部分可以设置有可简单制造的附加导电连接,该附加导电连接可以用较小的工作量来制造。通过采取这种措施,提供了混合的部件承载件,其组合了部件承载件技术(特别是PCB技术)的简单可制造性的优点和内插件技术的复杂的电连接能力。堆叠体中的在内插件侧向的附加导电结构可以有效地利用部件承载件内的自由空间,从而以较少的努力提供附加的连接功能。

在下文中,将解释制造方法和部件承载件的另外的示例性实施方式。

在一实施方式中,导电结构是另外的竖向延伸的导电贯通连接件。因此,既可以在内插件中,也可以在部件承载件的有机部分中,即在其(优选为层压的)堆叠体中形成竖向导电贯通连接件。

在一实施方式中,内插件的竖向延伸的贯通连接件具有与堆叠体的另外的竖向延伸的导电贯通连接件相比的较高的集成密度。通过采取这种措施,可以通过内插件来提供部件承载件中的需要每体积大量电连接件的区域,而可以通过在侧向上位于内插件的两侧的导电结构来提供部件承载件的每体积较少数量的电连接件就足够的其他区域。因此,可以在不损害所需的部件承载件的电耦合功能的情况下,将制造部件承载件的总工作量保持在很小的水平。

在一实施方式中,内插件的竖向延伸的导电贯通连接件中的每一个竖向延伸的导电贯通连接件具有的横截面积小于堆叠体的另外的竖向延伸的导电贯通连接件中的每个另外的竖向延伸的导电贯通连接件的横截面积。因此,与内插件相比,堆叠体中的导电结构的较小的集成密度还可以通过内插件中的所述导电贯通连接件的与堆叠体相比较小的水平横截面积来反映。

在一实施方式中,堆叠体包括芯,内插件被嵌入在该芯中。这样的芯可以是在层堆叠体中竖向居中的并且由完全固化的材料制成的部件承载件的厚板状组成部件。因此,这种芯可以在承载件的积层期间提供机械支撑。此外,芯中的腔体(例如通孔)可以用于容纳内插件。例如,这种芯可以由FR4材料制成,即,其中具有诸如玻璃布之类的增强颗粒的固化环氧树脂。

在一实施方式中,部件承载件包括仅单个内插件。因此,在所有高集成密度电耦合都集中在部件承载件内的单个区域的实施方式中,嵌入仅单个内插件就足够了。这使制造部件承载件的工作量减小了。

在另一实施方式中,部件承载件包括嵌入在堆叠体中且并排布置的多个内插件(例如,两个内插件)。通过提供优选地在层堆叠体中并排布置的多个内插件,还可以符合其中部件承载件内的一个以上区域需要高集成密度的应用。然后,可以在部件承载件的侧壁与相应的内插件之间提供在侧向上位于内插件的两侧的导电结构。堆叠体的所述导电结构也可以布置在内插件之间。

在一实施方式中,部件承载件包括嵌入在堆叠体中在内插件侧向的至少一个嵌入的部件。非常有利地,除了一个或多个内插件之外,可以将一个或多个部件(例如半导体芯片)嵌入在层堆叠体中。例如,共用芯可以设置有多个腔,该至少一个内插件和该至少一个部件可以被嵌入在该腔中。因此,可以在紧凑的配置中实现高功能性能。

附加地或替代性地,部件承载件可以包括安装在堆叠体上并与内插件电连接的至少一个堆叠安装的部件。因此,除了将部件嵌入层堆叠体中之外或作为其替代,还可以提供被表面安装在堆叠体的外部主表面上的至少一个电子部件。这种表面安装的部件可以通过内插件的竖向延伸的导电贯通连接件和/或通过由堆叠体提供的在内插件侧向的另外的导电结构而在堆叠体中电连接。

在一实施方式中,在一个堆叠安装的部件与堆叠体之间形成有腔。在这种配置中,也安装在堆叠体上的另一堆叠安装的部件可以容纳在该腔中。因此,在这种节省空间的配置中,一个堆叠安装的部件可以安装在另一堆叠安装的部件上和其上方。后者也可以由前者以机械的方式保护而无需额外的工作量。

在一实施方式中,部件承载件包括在堆叠体上的封装结构,其中,该至少一个堆叠安装的部件可以被封装在封装结构内。例如,这种封装结构可以是通过在模制工具中模制一个或多个堆叠安装的部件而形成的模具结构。替代性地,封装也可以通过层压来实现,使得封装结构也可以是层压体(例如一个或多个预浸料片材)。因此,可以将该至少一个堆叠安装的部件封装在堆叠体的顶部。将堆叠安装的部件封装在堆叠体的顶部可以相对于环境适当地以机械和电气的方式保护所述部件。因此,即使是复杂的电子应用也可以提供较低的损坏风险。特别是通过模制,可以以简单的方式适当地保护堆叠安装的部件。

在一实施方式中,该方法包括将至少一个部件(特别是半导体芯片)安装在堆叠体上,并且仅在完成将内插件嵌入堆叠体中之后将该至少一个部件与竖向延伸的导电贯通连接件的至少一部分电耦合。因此,可以实现后芯片制造架构,其中,在制造过程的非常后期的阶段装配容易制造的部件承载件的最有价值的组成部件,即例如半导体芯片型部件。因此,高产量可以与高吞吐量结合。

在一实施方式中,部件承载件包括再分布结构,该再分布结构形成在堆叠体的一侧并且与内插件电连接。在本申请的上下文中,术语“再分布结构”可以特别地表示介电矩阵中的互连导电元件的阵列,互连导电元件被配置为在一方面为相应内插件或相应部件的结构的相对较小的尺寸与另一方面为部件承载件技术的结构的较大的尺寸(例如,印刷电路板(PCB)的外部焊盘和迹线的尺寸)之间转换。再分布结构也可以被表示为将输入/输出触点(特别是在内插件或部件例如半导体芯片的位置处)的第一空间间隔(特别是较窄的间隔)转换到输入/输出触点(特别是在诸如印刷电路板之类的部件承载件的外部位置处)的不同的第二空间间隔(特别是较宽的间隔)的电路。换句话说,可以通过再分布结构来提供电扇出(fan-out)功能。当再分布结构具有基本上平面的层形状时,它也可以被表示为再分布层。利用这样的再分布结构,可以在由内插件提供的微小尺寸的竖向延伸的导电连接件与又可以安装在例如印刷电路板之类的基础结构上的部件承载件的外表面之间提供转换结构。

在一实施方式中,部件承载件包括另外的再分布结构,该另外的再分布结构形成在堆叠体的相反的另一侧上并且与内插件电连接。再分布结构的双面提供可以在部件承载件的两个相反主表面上相对于电子环境提供适当的连接电路。

在一实施方式中,内插件还包括水平延伸的迹线,从而提供桥接功能。非常有利地,作为内插件的一部分提供的水平迹线可以改进内插件提供的连接架构。结果,内插件不仅充当用于获得紧凑的竖向电互连的工具,而且还可以有助于水平面内的电耦合。通过采取这种措施,具有其内插件的部件承载件也可以在水平面内实现桥接功能。水平延伸的迹线的至少一部分可以与竖向延伸的导电贯通连接件的至少一部分电耦合。附加地或替代性地,水平延伸的迹线的至少一部分可以与竖向延伸的导电贯通连接件的至少一部分电分离。

在一实施方式中,内插件的最下面导电层结构具有的厚度不同于特别是小于堆叠体的横向于内插件的最下面导电层结构的厚度。因此,内插件和堆叠体的水平导电结构的厚度可以不同。嵌体型内插件因此可以设置有较薄的导电结构作为部件承载件。因此,内插件的较高的集成密度不仅可以在竖向电路方面实现,而且可以在水平面内实现。

在一实施方式中,部件承载件包括在堆叠体上或者在表面安装在堆叠体上的部件上的天线。在部件承载件的顶表面上提供天线可以改进电子功能,并且可以使内插件类型的部件承载件与通信技术应用和/或高频应用兼容。结果,部件承载件可以例如用于Wi-Fi应用、蓝牙应用、5G应用等。

在一实施方式中,该方法包括通过层压形成堆叠体。在本申请的上下文中,术语“层压”可以特别地表示使用机械压力和/或热以使部分未固化的材料可流动,其中,如此触发的先前至少部分未固化的材料的交联可以使材料重新固化并变成永久粘合。

在一实施方式中,部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的堆叠体。例如,部件承载件可以是所提及的电绝缘层结构和导电层结构的层压体,特别是通过施加机械压力和/或热而形成的层压体。所提到的堆叠体可以提供板状的部件承载件,所述板状的部件承载件能够为另外的部件提供大的安装表面,但是仍然非常薄且紧凑。

在一实施方式中,部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计,然而其中,部件承载件为在其上安装部件提供了大的基部。此外,特别地,作为嵌入的电子部件的实例的裸晶片得益于其厚度小可以方便地嵌入薄板诸如印刷电路板中。板状的部件承载件还确保短的电连接路径,因此抑制了传输期间的信号失真。

在一实施方式中,部件承载件被配置为由印刷电路板、基板(特别是IC基板)和内插件组成的组中的一种。

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将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层压而形成的板状的部件承载件,该层压例如通过施加压力和/或通过提供热能来进行。作为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,即所谓的预浸料或FR4材料。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压体的通孔,并且通过用导电材料(特别是铜)填充该通孔从而形成作为通孔连接件的过孔,可以以期望的方式将各导电层结构连接至彼此。除了可以嵌入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用于在板状的印刷电路板的一个或两个相反的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的介电部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂构成。

在本申请的上下文中,术语“基板”可以特别地表示小型的部件承载件。相对于PCB,基板可以是相对较小的部件承载件,其上可以安装一个或多个部件,并且可以用作一个或多个芯片与另外的PCB之间的连接介质。例如,基板可以具有与待安装在其上的部件(特别是电子部件)基本相同的尺寸(例如,在芯片尺寸封装(CSP)的情况下)。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侧向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。侧向连接件例如是传导路径,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,并且可以用于提供被容置部件或未被容置部件(例如裸晶片)特别是IC芯片的被容置部件或未被容置部件与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接件和/或机械连接件。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(诸如增强球,特别是玻璃球)的树脂构成。

基板可以包括下述或由下述组成:至少一层玻璃、硅(Si)或可光成像或可干蚀刻的有机材料,例如环氧基积层材料(例如环氧基积层膜)或诸如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯官能化的聚合物之类的聚合复合物。

在一实施方式中,电绝缘层结构可以包括由下述组成的组中的至少一种:树脂(诸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、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、类玻璃材料)、预浸材料(诸如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,Teflon)、陶瓷和金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料,诸如网状物、纤维或球。虽然预浸料特别是FR4对于刚性的PCB来说通常是优选的,但也可以使用其他材料,特别是也可以使用环氧基积层膜或可光成像介电材料。对于高频应用,高频材料诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(LTCC)或其他的低DK材料、较低DK材料或超低DK材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。

在一实施方式中,导电层结构可以包括由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一种。虽然铜通常是优选的,但是其他材料或其涂覆的变型也是可以的,特别是涂覆有超导材料诸如石墨烯。

在一实施方式中,任何上述部件可以是微处理器。在又一实施方式中,半导体部件可以是被配置用于发射和/或接收射频信号的射频半导体芯片。因此,半导体部件可以被配置用于执行射频应用,特别是涉及高于1GHz的频率的射频应用。

但是,任何上述部件也可以选自由下述组成的组:非导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体,优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导体连接件)、光学元件(例如透镜)、电子部件或上述的组合。例如,所述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久磁性元件(诸如铁磁性元件、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,该部件也可以是例如在板中板配置中的基板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/或可以被嵌入部件承载件内部。

在一实施方式中,部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中,部件承载件是通过施加压力和/或热而堆叠并连接在一起的多层结构的复合物。

在处理部件承载件和/或封装的内层结构之后,可以用一个或多个另外的电绝缘层结构和/或导电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或两个相反的主表面。换句话说,积层可以持续直到获得期望的层数。

在完成电绝缘层结构和导电层结构的堆叠体的形成之后,可以对获得的层结构或部件承载件进行表面处理。

特别地,就表面处理而言,可以将电绝缘的阻焊剂施加到层堆叠体或部件承载件的一个或两个相反的主表面上。例如,可以在整个主表面上形成诸如阻焊剂,然后将阻焊剂层图案化,以便暴露一个或多个导电表面部分,该一个或多个导电表面部分将用于将部件承载件与电子周缘电耦合。可以有效地保护部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分特别是包含铜的表面部分免受氧化或腐蚀。

就表面处理而言,还可以选择性地对部件承载件的暴露的导电表面部分施加表面精加工部。这样的表面精加工部可以是在部件承载件的表面上的暴露的导电层结构(诸如,特别是包括铜或由铜组成的焊盘、导电迹线等)上的导电覆盖材料。如果不保护这种暴露的导电层结构,则暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能被氧化,从而使部件承载件的可靠性降低。然后可以例如将表面精加工部形成为表面安装的部件与部件承载件之间的界面。表面精加工部具有保护暴露的导电层结构(特别是铜电路)并例如通过焊接实现与一个或多个部件的接合过程的功能。用于表面精加工部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(OSP)、化学镍浸金(ENIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯、化学镍浸钯浸金(ENIPIG)等。

本发明的以上限定的方面和其他方面根据下文描述的实施方式的示例是明显的,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至图10例示了根据本发明示例性实施方式的在实施制造部件承载件的方法期间获得的结构的截面图,其中,在图10中示出了这种部件承载件。

图11至图13例示了根据本发明的其他示例性实施方式的部件承载件的截面图。

图14示出了根据本发明的又一示例性实施方式的被安装在安装基础上的部件承载件。

图15和图16例示了根据本发明的其他示例性实施方式的部件承载件的截面图。

具体实施方式

附图中的例示是示意性的。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。

在参考附图之前,将更详细地描述示例性实施方式,将基于已经开发的本发明的示例性实施方式来总结一些基本考虑。

根据本发明的示例性实施方式,提供了具有嵌入堆叠体的内插件和堆叠体的附加侧向导电结构的部件承载件。特别地,内插件可以被嵌入在部件承载件的层堆叠体的中央芯中。有利地,这样的制造架构可以适于作为后芯片制造架构,其中,在制造过程的非常晚的阶段将部件嵌入在部件承载件中和/或将部件表面安装在部件承载件上。这可以允许以高产量和合理的工作量来制造部件承载件。

由于先进的半导体产品需要更多的功能、保持和/或提高性能,因此基板中的细线结构已成为包括较高输入/输出计数、高速、较低功耗和较小形状的要素的集成方案的关键。这适用于各种应用,诸如手机、平板电脑、IDC服务器和超级计算。特别是对于5μm/5μm及以下的线/间隔值,传统的半增材处理有机基板在精细结构方面具有局限性。示例实施方式克服了纯有机基板用于细线结构的此类限制,并且通过将一个或多个内插件嵌入例如IC基板类型的部件承载件中来提供高功能性的后芯片制造架构。本发明的示例性实施方式还可以为异构系统级封装(SIP)应用提供更有效的方案。例如,内插件的不导电基体可以包括玻璃或硅。铜柱可以包含在内插件中作为竖向延伸的导电通孔连接件,以用于与其他功能性晶片或其他嵌入的或表面安装的部件的互连。这种部件的示例是存储芯片和ASIC(专用集成电路)。这样的互连可以在等离子体蚀刻以暴露柱之后实施。有利地,可以在柱的背面上形成再分布结构,以提供扇出结构。取决于所期望或所需的功能,中央芯可以是双面的或多层的。可以在一个部件承载件中提供单个内插件或多个嵌入的内插件。

在将内插件放置在堆叠体的腔中之后,可以在顶侧进行层压,例如,使用环氧衍生物诸如ABF(

有利地,内插件可以被嵌入在堆叠体的中央芯中。进一步有利地,可以在内插件上提供一个或多个铜柱。可以实现等离子体蚀刻以暴露内插件。此外,可以在内插件和芯层上形成再分布层。另一个有利特征是有机会在嵌入的内插件上装配部件(例如晶片)。

有利地,所描述的制造过程与PCB(印刷电路板)制造的半增材处理兼容,以提供例如5μm/5μm的线空间比和高输入/输出计数。此外,由于中央芯中的迹线互连,因此与传统方法相比,实现了较少的再分布层工作量。无需焊接工艺即可将内插件附接在基板或其他类型的部件承载件上。此外,嵌入的内插件可以用于相对于另一部件(诸如另一半导体晶片(semiconductordie,半导体管芯))来桥接部件(诸如半导体晶片)。而且,通过使用内插件上的基准,晶片对准的风险较低。

根据本发明的示例性实施方式,提供了部件承载件,其中提供了涉及将内插件嵌入在中央芯部件承载件(诸如基板)中的后芯片扇出制造架构。例如,内插件可以被嵌入在先前已经形成在部件承载件的堆叠体中的腔中。例如,可以使用掩埋在堆叠体中的非粘性层来形成这样的腔,从而在非粘性层上方从堆叠体中沿周向切割出片来形成腔。

在一实施方式中,可以在部件(诸如使用成熟的IC设计和制作能力的晶片)与部件承载件之间提供非常高带宽的互连。可以完成将集成电路(IC)划分成多个片以减小晶片面积并因此提高产量。

本发明的示例性实施方式可以克服有机基板在细线结构方面的限制,并且可以通过将内插件嵌入在(特别是基板类型的)部件承载件中来构建高功能性的后芯片扇出封装。

示例性实施方式可以提供嵌入在层堆叠体的中央芯中的内插件。优选地,一个或多个铜柱可以形成在内插件上和/或内插件中。有利地,可以实现等离子体蚀刻程序以暴露内插件从而实现其电连接。优选地,可以在内插件和层堆叠体的芯层上形成再分布层。可以提供晶片桥并将其装配在嵌入的内插件上。有利地,这样的制造架构与半增材处理(SAP)PCB(印刷电路板)工艺兼容。利用这样的规定,就可以满足5μm/5μm及以下的非常小的线空间比的挑战。这还可以进一步增加部件承载件的输入/输出计数。进一步有利地,与中央芯部件承载件中的传统迹线互连相比,较少的用于制造再分布层的工作量可能就足够了。此外,可能有利的是,用于将一个或多个内插件附接在部件承载件(特别是基板)的堆叠体上的焊接可以是不必要的。因此,可以提供具有嵌入的内插件的部件承载件,以用于形成晶片到晶片的桥。

图1至图10例示了根据本发明示例性实施方式的在实施制造图10中所示的部件承载件100的方法期间获得的结构的截面图。

参照图1,提供了一种芯型层压的堆叠体102,该堆叠体包括通过层压(即施加热和/或压力)彼此连接的导电层结构106和中央电绝缘层结构104。在堆叠体102中形成通孔132。如图所示,层堆叠体102由多个平面层结构104、106组成,作为要制造的板状层压型印刷电路板(PCB)部件承载件100的基础。导电层结构106由诸如图案化的铜箔的图案化的金属层组成,并且还可以包括诸如铜填充的激光过孔之类的竖向贯通连接。电绝缘层结构104可以包括一个或多个包括树脂(特别是环氧树脂)的片材,所述树脂可选地在其中包括增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)。例如,电绝缘层结构104可以由诸如FR4之类的完全固化的材料制成。

此外,图1示出了例如胶带之类的临时承载件150。芯型堆叠体102布置在临时承载件150上,该临时承载件从底侧封闭通孔132以形成腔,每个腔用于容纳内插件108中的相应一个内插件。

此后,所述内插件108可以插入形成在芯中的通孔132或腔中,并且所述内插件可以附接至粘性临时承载件150。例如,内插件108的电绝缘基体152可以由硅、玻璃、黄铜或陶瓷制成。如图所示,内插件108的竖向延伸的导电贯通连接件110可以形成在基体152中,更准确地说是在该基体的底部与顶部之间延伸。竖向延伸的导电贯通连接件110可以例如由铜制成,更具体地可以是铜柱。

如图所示,内插件108的竖向延伸的导电贯通连接件110具有与构成堆叠体102的另外的竖向延伸的导电通孔连接件的导电结构112相比较高的集成密度,即每体积具有更多数量的导电结构。例如,图1左侧的堆叠体102的部段具有三个导电元件(一个在所述芯的顶部,一个在所述芯的底部,一个延伸穿过所述芯),而图1左侧的内插件108具有八个平行的体积大致相同的导电元件。

从图1中的细节130可以看出,与堆叠体102的每个导电结构112的示意性地例示为A的较大的横截面积相比,内插件108的每个竖向延伸的导电贯通连接件110具有示意性例示为a的较小的横截面积。细节130还示出,内插件108的最下面导电层结构104”具有的竖向厚度d小于堆叠体102的布置在内插件108侧向的最下面导电层结构104'的另一竖向厚度D。因此,内插件108的比堆叠体102高的集成密度还反映在底部材料(特别是导电材料,例如金属)的不同值的厚度D>d上。考虑到通过层压和随后暴露来嵌入导电结构,所描述的制造架构与这种差异是适当兼容的,如下图所述。

参考图2,然后通过层压将图1所示的组成部件彼此牢固地连接。可以通过对一个或多个先前未固化的电绝缘层结构154例如预浸料层或环氧衍生物(例如,

图3示出了根据另一示例性实施方式的部件承载件100的预成型件,其中,不是两个内插件108(如图2所示),而是一个较大的单个内插件108被嵌入到堆叠体102的芯中。

从图4结合图2可以看出,在层压之后,然后可以从图2中所示的结构的下部主表面移除临时承载件150,因为示出的本体的组成部件现在被牢固地相连接。图4示出了在参照图1和图2描述的过程之后,在拆卸临时承载件150之后以及在如下所述的其他可选过程之后的结果。因此,图4示出了图2之后的接下来的一个或接下来的多个过程的结果(或者替代性地在图3之后,因为从过程的观点来看图2和图3可以互换,唯一的例外是图2和图4示出了具有两个内插件108的实施方式,而图3示出了具有一个内插件108的实施方式)。在拆卸临时承载件150之后,可以进行可选的但非常优选的底部电介质层形成的附加工艺,以获得图4的结构。还可以实施另外的可选的但非常优选的再分布层形成工艺。

图4还示出了所示结构的主表面中的过孔158。可以利用激光或光刻工艺来形成过孔158。

图4还示出,在剥离临时承载件150之后,内插件108的竖向延伸的导电贯通连接件110已经在底侧暴露。该暴露可以例如通过蚀刻(例如通过等离子体蚀刻)同时固化的电绝缘层结构154的材料来完成。通过也在图2所示的结构的顶侧上去除电绝缘层结构154的材料,竖向延伸的导电贯通连接件110也可以在顶侧上暴露。

现在参考图5,可以例如通过电镀将导电材料沉积在图4所示的结构的下部主表面上。沉积的材料可以随后被蚀刻。通过采取该措施,竖向延伸的导电贯通连接件110和导电结构112可以从底侧被电接触。因此,堆叠体102可以通过一个或多个层结构的进一步积层而延伸到底侧。

为了获得图6所示的结构,可以在底侧上继续进行所述进一步积层。这可以通过将一个或多个另外的导电层结构104和/或一个或多个另外的电绝缘层结构106连接到图5中所示的结构的底侧来实现,从而使层压的堆叠体102进一步延伸。

此后,在所示结构的下部主表面上实施再分布结构118的形成。所述再分布结构118在延伸的堆叠体102的底侧上的形成可以通过一个或多个另外的导电层结构170(例如,由铜制成)和一个或多个另外的电绝缘层结构172(例如由聚酰亚胺制成)的积层来完成。可以实施图案化和精加工过程,从而获得再分布结构118。

为了获得图7所示的结构,实施全面板等离子体蚀刻。

图8示出了部件116被表面安装在图7所示的结构上的晶片组件的结果。例如使用焊球160将两个部件116表面安装在内插件108的竖向延伸的导电贯通连接件110的暴露的上部主表面上。如图8的左侧示意性所示,可以附加地或替代性地附接一个或多个另外的部件116,以与堆叠体102的在内插件108侧向的另外的导电结构112电连接。焊球160可以用于在一方面的部件116与另一方面的堆叠体102或内插件108之间建立焊接连接。

从图9可以看出,然后可以例如通过模制来封装表面安装的部件116。替代性地,它们也可以通过层压来封装。因此,可以在堆叠体102的顶部形成模具型封装结构126。在所述模具型封装结构126中,可以通过模制来封装堆叠安装的部件116,以提供机械保护和电绝缘。

图10例示了通过所描述的制造过程获得的根据本发明示例性实施方式的部件承载件100,随后在底侧上的再分布结构118的暴露的导电表面处形成焊球160。

部件承载件100包括由导电层结构104和电绝缘层结构106组成的层压的堆叠体102。具有竖向延伸的导电贯通连接件110的两个内插件108并排地嵌入到堆叠体102中。此外,在堆叠体102中,在侧向上于内插件108两侧以及在内插件108之间形成导电结构112,以有助于竖向方向上的电连接。导电结构112是平行于导电贯通连接件110延伸但具有较大的尺寸和较小的集成密度的另外的竖向延伸的导电贯通连接件。因此,竖向延伸的导电贯通连接件110具有的集成密度大于与导电结构112对应的另外的竖向延伸的导电贯通连接件。如图10所示,内插件108的多个竖向延伸的导电贯通连接件110延伸穿过内插件108的整个竖向厚度,从而将层压延伸的堆叠体102的位于内插件108下方的部分与层压延伸的堆叠体102的位于内插件108上方的另一部分电耦合。

可以看出,堆叠体102包括中央完全固化的芯,该芯可以例如由FR4制成,内插件108被可靠地且居中地嵌入该芯中。

除此之外,部件承载件100包括两个部件116,该两个部件被安装在堆叠体102上且并排布置,即也呈节省空间的配置。例如,部件116可以是半导体芯片,例如存储器芯片和处理器。所述部件116与内插件108电连接。同样如图所示,部件116被模制在堆叠体102上的作为封装结构126的模具部件中。

形成在堆叠体102的下部主表面上的再分布结构118与内插件108以及堆叠体102的导电结构112电连接。再分布结构118可以提供扇出功能。

可以通过将焊球160附接到再分布结构118的导电层结构170来完成图10所示的部件承载件100。获得的BGA(球栅阵列)架构允许将部件承载件100焊接在基础结构(未示出)例如印刷电路板上。

图11例示了根据本发明的另一示例性实施方式的包括仅单个内插件108的部件承载件100的截面图。因此,图11示出了部件承载件100的另一示例性实施方式,其与图10的实施方式的不同之处在于:根据图11,单个内插件108(而不是两个内插件108)被嵌入到堆叠体102的芯中。

图12例示了根据本发明的又一示例性实施方式的部件承载件100的截面图。

图12所示的实施方式具有另外的部件116,该另外的部件116被表面安装在部件承载件100上,并且布置在其他表面安装的部件116上方并覆盖该其他表面安装的部件。更具体地,在最上面的最大的堆叠安装的部件116与堆叠体102之间形成有腔128。如图所示,也安装在堆叠体102上的两个较小的堆叠安装的部件116都以受保护的方式且以节省空间的配置被容纳在腔128中。因此,可以制造显示出高机械和电气可靠性的非常紧凑的部件承载件100。焊球160可以用于表面安装所述最大的另外的部件116。如图所示,焊球160的厚度可以足够大,使得下部且较小的表面安装的部件116可以以受保护的方式容纳在最上面的较大的表面安装的部件116与堆叠体102之间的间隙或腔128中。

根据图12,部件承载件100还包括在最大部件116上的天线124,该天线被表面安装在堆叠体102上。通过采取该措施,可以为部件承载件100提供通信功能。

图13例示了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件100的截面图。

图13的实施方式还包括在(这里是单个)内插件108的侧向嵌入在堆叠体102中的两个部件116'。如图所示,内插件108还包括水平延伸的迹线122,从而提供桥接功能。

此外,根据图13的部件承载件100包括另外的再分布结构120,该再分布结构120形成在堆叠体102的相反的另一侧(即,在堆叠体102的顶侧)并与内插件108电连接。

因此,图13的实施方式与先前描述的涉及某些方面的实施方式不同。首先,在所示的部件承载件100的两个相反的主表面上形成再分布层118、120。其次,将部件116'(例如半导体晶片)与内插件108并排地嵌入到堆叠体102中。再次,内插件108设置有提供电桥接功能的水平迹线122。

图14示出了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件100,该部件承载件通过其焊球160被安装在诸如印刷电路板(PCB)之类的安装基础166上。在图14的实施方式中,例示了在内插件108内的可以提供桥接功能的水平或侧向连接件122。

图15示出了根据本发明的另一示例性实施方式的部件承载件100的截面图。

根据图15的部件承载件100类似于根据图11的部件承载件100,但是与后者的不同之处在于,根据图15的部件承载件100不包括封装结构126。此外,另外的内插件108被表面安装在堆叠体102上。此外,一个或多个部件116可以安装在表面安装的另外的内插件108上。

图16例示了根据本发明的又一示例性实施方式的部件承载件100的截面图。

根据图16的部件承载件100与根据图12的部件承载件100类似,但是与后者不同之处在于,根据图16的部件承载件100不具有天线124。此外,在图16中,被表面安装在堆叠体102上位于较大的最上面的部件116下方的另外的部件116中的一个部件以不同的方式布置。例如,所述不同地布置的部件116可以是半导体芯片或另外的内插件。

应当注意,术语“包括”不排除其他元件或步骤,并且“一(a)”或“一(an)”不排除多个。而且,可以组合与不同实施方式相关联描述的元件。

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和上面描述的优选实施方式。相反,即使在根本不同的实施方式的情况下,也可以使用示出的方案和根据本发明的原理的多种变型。

相关技术
  • 嵌入有在侧向上位于堆叠体的导电结构之间的内插件的部件承载件
  • 部件承载件的腔体中位于高频电介质上的天线结构
技术分类

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