本發(fā)明涉及一種元件載體及制造元件載體的方法。

背景技術(shù)：

按照慣例，用于攜帶電子元件的載體包括多層結(jié)構(gòu)。具有板中板(board-in-board)技術(shù)的多層載體被設(shè)置為滿足裝置中更高扇出(fan-out)和更少可用空間的需要。在一個制造單元中制造這種載體照慣例與高成本和具有大量電子鏈接和連接的區(qū)域和具有少量電子鏈接和連接的區(qū)域之間的連接的困難的準確性和可靠性相關(guān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標是能夠低成本設(shè)計具有非常簡單的設(shè)計規(guī)則且同時具有高的扇出性能且在操作過程中可靠的元件載體。

為了實現(xiàn)上述確定的目標，提供了根據(jù)本發(fā)明的元件載體和制造元件載體的方法。

根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，提供了一種元件載體，其中，元件載體包括多個低密度層結(jié)構(gòu)、多個高密度層結(jié)構(gòu)，多個高密度層結(jié)構(gòu)比多個低密度層結(jié)構(gòu)具有更高的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度，其中，低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)交替垂直堆疊。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例，提供了一種制造元件載體的方法，其中，該方法包括提供多個低密度層結(jié)構(gòu)、提供比多個低密度層結(jié)構(gòu)具有更高的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度的多個高密度層結(jié)構(gòu)、以及交替垂直堆疊低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“元件載體”可尤其表示在其上和/或其中為提供機械支撐和電氣連接能夠容納一個或多個電子元件的任何支撐結(jié)構(gòu)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“導(dǎo)電結(jié)構(gòu)”可尤其表示能夠傳導(dǎo)電流的物理結(jié)構(gòu)。特別地，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)能夠傳導(dǎo)信號。此外，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以是連續(xù)或圖案化的層，或諸如過孔或襯墊的垂直互連結(jié)構(gòu)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度”可尤其表示每單位體積的多個導(dǎo)電元件或子結(jié)構(gòu)。還可以集成不同尺寸的導(dǎo)電元件。因此，較高數(shù)量的較小導(dǎo)電元件可導(dǎo)致比較低數(shù)量的較大導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或元件更高的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度可進一步被導(dǎo)電元件的厚度和/或可組成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的部分的襯墊或過孔的環(huán)狀墊圈的尺寸影響。此外，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的密度可被過孔的直徑或線對線的距離影響或限定。

在本申請的上下文中，術(shù)語“低密度層結(jié)構(gòu)”可尤其表示每單位面積可具有比高密度層結(jié)構(gòu)更小數(shù)量的導(dǎo)電元件或子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。低密度層結(jié)構(gòu)還可表示可包括相對較大的導(dǎo)電元件使得低數(shù)量的這種導(dǎo)電元件可被集成在一個單位體積中的結(jié)構(gòu)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“高密度層結(jié)構(gòu)”可尤其表示每單位面積可具有比低密度層結(jié)構(gòu)更大數(shù)量的導(dǎo)電元件的結(jié)構(gòu)。高密度層結(jié)構(gòu)還可表示可包括相對較小的導(dǎo)電元件使得高數(shù)量的這種導(dǎo)電元件或子結(jié)構(gòu)可被集成在一個單位體積中的結(jié)構(gòu)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“交替垂直堆疊”可尤其表示至少一個高密度層結(jié)構(gòu)可垂直設(shè)置在兩個低密度層結(jié)構(gòu)中間，且至少一個低密度層結(jié)構(gòu)可垂直設(shè)置在兩個高密度層結(jié)構(gòu)中間。理所當然的，交替垂直堆疊還可表示一個低密度層結(jié)構(gòu)可設(shè)置在兩個高密度層結(jié)構(gòu)中間。垂直堆疊還可表示低密度層結(jié)構(gòu)的兩個主表面中的一個的大部分與高密度層結(jié)構(gòu)的兩個主表面中的一個的大部分重疊。兩個主表面中的一個的大部分可尤其為大于該一個主表面的90％，進一步地尤其大于該一個主表面的95％。該重疊可能甚至明顯低于給定的數(shù)字。更特別地，術(shù)語“交替垂直堆疊”可表示包括至少一個“低密度-高密度- 低密度-高密度”序列的堆棧。

根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，元件載體可包括低密度層結(jié)構(gòu)的區(qū)域，對于具有非常簡單的設(shè)計規(guī)則的元件載體的大部分，每個低密度層結(jié)構(gòu)都包括低密度層子結(jié)構(gòu)或元件。每個都包括高密度層子結(jié)構(gòu)或元件的高密度層結(jié)構(gòu)可用于元件載體的區(qū)域，在該區(qū)域處電子元件連接至為具有高的扇出信號的電子元件的元件載體。因此，高密度層子結(jié)構(gòu)的區(qū)域可選擇性地位于真正需要連接至攜帶的電子元件的元件載體的區(qū)域中。在沒有電子元件連接至元件載體的區(qū)域中，僅提供低密度層子結(jié)構(gòu)。包括低密度層子結(jié)構(gòu)的低密度層結(jié)構(gòu)組成的模塊可與包括高密度層子結(jié)構(gòu)的高密度層結(jié)構(gòu)組成的模塊分開制造。在分開制造的過程中，元件載體可通過將高密度層結(jié)構(gòu)組成的模塊與低密度層結(jié)構(gòu)組成的模塊組合起來組裝。多個低密度層結(jié)構(gòu)與多個高密度層結(jié)構(gòu)的交替垂直堆疊可具有下列優(yōu)勢：可實現(xiàn)高扇出且同時可以低成本制造元件載體。此外，由于低數(shù)量的導(dǎo)電元件，多個低密度層結(jié)構(gòu)比多個高密度層結(jié)構(gòu)更不易于出錯且具有更好的冷卻特性。同時，可以更好的方式保證元件載體的平面度，且可簡化元件載體的厚度控制(這對后期過程尤其有利)。

通過采取上述措施，可實現(xiàn)元件載體的整體結(jié)構(gòu)的更好的穩(wěn)定性，因為在高密度層結(jié)構(gòu)中在沒有過度增加元件載體的厚度的情況下可以處理對扇出做出大量努力。例如，在具有許多接觸的大的球狀矩陣排列(BGA)的方案中，僅提供高密度層結(jié)構(gòu)將是有利的但將會引起高度問題。提供低密度層結(jié)構(gòu)可對此做出補償，使得整個系統(tǒng)保持平衡且可獲得平整表面。

在下文中，將說明元件載體的進一步的示例實施例和制造元件載體的方法。

在實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的不同密度可以是下列中的一個或多個：

每單位體積導(dǎo)電子結(jié)構(gòu)或元件的數(shù)量，與各自的高密度層結(jié)構(gòu)相 比，各自的低密度層結(jié)構(gòu)的數(shù)量可能較低；和/或

各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的組成的復(fù)雜度，與各自的高密度層結(jié)構(gòu)相比，各自的低密度層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度可能較低，和/或

多個低密度層結(jié)構(gòu)或多個高密度層結(jié)構(gòu)中的各自一個組成的堆疊層子結(jié)構(gòu)或元件的數(shù)量，與各自的高密度層結(jié)構(gòu)相比，各自的低密度層結(jié)構(gòu)的數(shù)量可能較低，和/或

各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)組成的各自的層子結(jié)構(gòu)的厚度，與各自的高密度層結(jié)構(gòu)相比，各自的低密度層結(jié)構(gòu)的厚度可能較大，和/或

各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)組成的層子結(jié)構(gòu)的一種或多種材料，和/或

各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的高頻適用性(對于高密度層結(jié)構(gòu)可能存在)或缺乏高頻適用性(對于低密度層結(jié)構(gòu)可能存在)，和/或

被限定為各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的每體積的子結(jié)構(gòu)的數(shù)量的集成密度，與各自的高密度層結(jié)構(gòu)相比，各自的低密度層結(jié)構(gòu)的集成密度可能較低。

關(guān)于術(shù)語，層結(jié)構(gòu)(例如多層模塊或?qū)訅杭蚱渲芯哂卸鄠€嵌體的處理層)可由多層子結(jié)構(gòu)或元件(例如連續(xù)或圖案化的層或諸如過孔的布局嵌體(layout inlay))組成。

不同的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的不同的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度可對應(yīng)于各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電特征和/或電絕緣特征的不同集成密度。例如，各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的每體積的過孔的數(shù)量可以是對此的量度。在一個元件載體中的高密度層結(jié)構(gòu)和低密度層結(jié)構(gòu)的結(jié)合可以變?yōu)榭赡堋?/p>

當層子結(jié)構(gòu)(尤其導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)和/或電絕緣層子結(jié)構(gòu))的數(shù)量對于不同的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)不同時，尤其當標準層厚度對 于不同的低密度層元件和高密度層元件相同時，具有較高數(shù)量的高密度層結(jié)構(gòu)中的層子結(jié)構(gòu)和具有較低數(shù)量的低密度層結(jié)構(gòu)中的層子結(jié)構(gòu)的元件載體(尤其結(jié)合不同的整體厚度)可自由組合。

基本層元件或子結(jié)構(gòu)的基本(或標準)厚度對于不同的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)可以變化，多個基本層元件或子結(jié)構(gòu)用于形成層壓類型的元件載體。這可對各自的低密度層結(jié)構(gòu)或高密度層結(jié)構(gòu)的功能具有影響。此外，可以設(shè)置具有不同厚度的低密度層子結(jié)構(gòu)和高密度層子結(jié)構(gòu)的組合。

甚至不同材料組合的不同低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)可被自由組合在共同的元件載體中。

例如，適用于低密度層結(jié)構(gòu)的第一材料可與適用于高密度層結(jié)構(gòu)的第二材料組合。

在實施例中，多個低密度層結(jié)構(gòu)的至少一個包括腔體，其中多個高密度層結(jié)構(gòu)的至少一個被設(shè)置在腔體中。在多個低密度層結(jié)構(gòu)的至少一個中的腔體可設(shè)置為盲孔或至少一個低密度層結(jié)構(gòu)中的開口。開口可延伸穿過一個或多個低密度層子結(jié)構(gòu)或甚至穿過整個低密度層結(jié)構(gòu)。當開口或通孔設(shè)置在低密度層結(jié)構(gòu)的低密度層子結(jié)構(gòu)中的一個中時，至少一個其他的低密度層子結(jié)構(gòu)可被設(shè)置，其可形成與包括開口的低密度層子結(jié)構(gòu)的至少一個有關(guān)的腔體的底部。至少一個高密度層結(jié)構(gòu)可位于設(shè)置在至少一個低密度層結(jié)構(gòu)中的腔體中。位于腔體中的多個高密度層結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸可對應(yīng)于腔體的形狀和尺寸使得腔體可用高密度層結(jié)構(gòu)完全填充。還可以腔體未完全填充而是僅部分地用高密度層結(jié)構(gòu)填充使得可以將一個或多個附加的高密度層子結(jié)構(gòu)或甚至一個或多個高密度層結(jié)構(gòu)容納在腔體中。

在實施例中，多個低密度層結(jié)構(gòu)的至少一個包括腔體，其中多個高密度層結(jié)構(gòu)中的至少兩個被設(shè)置在腔體中，且其中多個低密度層結(jié)構(gòu)的至少一個垂直插入或夾在多個高密度層結(jié)構(gòu)中的至少兩個之間。 可能能夠提供多個高密度層結(jié)構(gòu)作為非常薄的層結(jié)構(gòu)。因此，低密度層結(jié)構(gòu)的厚度和高密度層結(jié)構(gòu)的厚度之間的差別可通過在兩個高密度層結(jié)構(gòu)之間插入低密度層結(jié)構(gòu)來補償。此外，腔體可比位于腔體中的一個高密度層結(jié)構(gòu)更深。因此，通過在多個高密度層結(jié)構(gòu)中的兩個之間插入多個低密度層結(jié)構(gòu)中的一個，腔體可能不需要用成本過高的大數(shù)量的薄的高密度層結(jié)構(gòu)填充。此外，元件載體的平均厚度可通過在高密度層結(jié)構(gòu)中間插入低密度層結(jié)構(gòu)來保證，使得填充的腔體可具有平滑表面且因此與其余的元件載體齊平。由于在低密度層結(jié)構(gòu)中的較低密度的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，腔體中的高密度層結(jié)構(gòu)中間的低密度層結(jié)構(gòu)還可能能夠比高密度層結(jié)構(gòu)更平均或均勻地導(dǎo)熱。

在實施例中，粘合結(jié)構(gòu)設(shè)置在腔體的表面上。在本申請的上下文中，術(shù)語“粘合結(jié)構(gòu)”可尤其表示可應(yīng)用在高密度層結(jié)構(gòu)或低密度層結(jié)構(gòu)中的任何一個上的粘合層(或另一形狀的主體)。此外，粘合結(jié)構(gòu)可應(yīng)用在腔體的一個或所有表面上。粘合結(jié)構(gòu)可尤其由膠或膜制成。優(yōu)選的粘合結(jié)構(gòu)可以為導(dǎo)電的使得粘合結(jié)構(gòu)能夠在通過粘合結(jié)構(gòu)固定在一起的兩個元件之間傳導(dǎo)電流、功率或信號。

粘合結(jié)構(gòu)可作為與通過粘合結(jié)構(gòu)固定到腔體表面的多個高密度層結(jié)構(gòu)的厚度相比具有相對較薄的厚度的層而形成在腔體的表面上。將粘合結(jié)構(gòu)設(shè)置在腔體的表面上可具有下列優(yōu)勢：當為了填充腔體的目的另一個高密度層結(jié)構(gòu)或低密度層結(jié)構(gòu)被固定在第一高密度層結(jié)構(gòu)的上部時，插入腔體中的第一高密度層結(jié)構(gòu)具有固定的位置。

在實施例中，例如上述類型的粘合結(jié)構(gòu)被設(shè)置在低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)中間。通過在低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)中間設(shè)置粘合結(jié)構(gòu)，低密度層結(jié)構(gòu)相對于高密度層結(jié)構(gòu)的位置可保證防止高密度層結(jié)構(gòu)和低密度層結(jié)構(gòu)相對移動至彼此。因此，如果已經(jīng)放置在腔體內(nèi)部的各自的層結(jié)構(gòu)已經(jīng)被固定在腔體中，則設(shè)置進一步的高密度層結(jié)構(gòu)或進一步的低密度層結(jié)構(gòu)是有利的。

在實施例中，粘合結(jié)構(gòu)包括或包含至少部分導(dǎo)電粘合劑。導(dǎo)電粘合劑可在不需要額外接觸和在粘合結(jié)構(gòu)內(nèi)部提供例如電氣珠子或球的情況下提供由粘合結(jié)構(gòu)固定在一起的兩個層結(jié)構(gòu)之間的電氣連接。因此，粘合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在同時提供機械連接和電氣聯(lián)接方面可能是簡單、快速且可靠的。

在實施例中，粘合結(jié)構(gòu)包括包含各向異性導(dǎo)電膜(ACF)和各向異性導(dǎo)電膠(ACP)的組中的至少一個。ACF是膜形狀的用于建立電氣和機械連接的粘合互連系統(tǒng)。ACF可選地可以被稱為ACP的膏形式被使用。盡管通常優(yōu)選各向異性導(dǎo)電膜，但也可使用其他的粘合劑。各向異性導(dǎo)電膜可以是包括包含銅的顆粒的部分導(dǎo)電粘合劑。具有相對較大的電氣端子的低密度層結(jié)構(gòu)和具有相對較小的電氣端子的高密度層結(jié)構(gòu)之間的連接可能是困難的。各向異性導(dǎo)電膜中的銅的顆粒允許被粘合在一起的兩個元件中的第一元件中的非常小的連接端子和被固定在一起的兩個元件中的第二元件中的較大的連接端子之間的連接。

在實施例中，包含或包括多個高密度層結(jié)構(gòu)和多個低密度層結(jié)構(gòu)的組中的至少一個包括或包含至少一個電絕緣層子結(jié)構(gòu)或元件和至少一個導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)或元件的堆棧。例如元件載體可以是提到的電絕緣層子結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)的層壓件，尤其是當期望熱能支撐時為通過應(yīng)用機械壓力形成的層壓件。提到的堆?？商峁┠軌驗榭砂惭b至堆棧然而非常薄且緊湊的一個或多個電子元件提供大的安裝表面的多個板形狀的低密度層結(jié)構(gòu)和多個高密度層結(jié)構(gòu)。術(shù)語“層子結(jié)構(gòu)”可尤其表示公共面內(nèi)的連續(xù)層、圖案化的層或多個非連貫島狀物。

在實施例中，至少一個電絕緣層子結(jié)構(gòu)或元件包括包含樹脂尤其是雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂、氰酸酯、玻璃尤其是玻璃纖維預(yù)浸材料、聚酰胺、液晶聚合物、環(huán)氧基積聚膜、FR4材料、FR5材料、陶瓷和金屬氧化物的組中的至少一個。盡管通常優(yōu)選預(yù)浸材料或FR4和/或FR5， 但也可使用其他材料。

在實施例中，至少一個導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)或元件包括包含銅、鋁和鎳的組中的至少一個。盡管通常優(yōu)選銅，但其他材料也有可能。

在實施例中，元件載體成形為平板。這有助于元件載體的緊湊設(shè)計，其中，元件載體不過為其上安裝一個或多個電子元件提供大的基礎(chǔ)。此外，由于電子元件的小的厚度，甚至非常薄的嵌入式電子元件可方便地嵌入諸如例如印刷電路板的薄板中。

在實施例中，元件載體被配置為包含印刷電路板和基板的組中的一個。

在本申請的上下文中，術(shù)語“印刷電路板(PCB)”可尤其表示通過例如通過應(yīng)用壓力當期望伴隨熱能的供應(yīng)時層壓數(shù)個導(dǎo)電層元件或子結(jié)構(gòu)與數(shù)個電絕緣層元件或子結(jié)構(gòu)形成的板形元件載體。作為PCB技術(shù)的優(yōu)選材料，導(dǎo)電層元件或子結(jié)構(gòu)由銅制成，然而電絕緣層元件或子結(jié)構(gòu)可包括樹脂和/或玻璃纖維、所謂的預(yù)浸材料或FR4材料。多個導(dǎo)電層元件或子結(jié)構(gòu)可以期望的方式通過例如通過激光鉆孔或機械鉆孔形成穿過層壓件的通孔及通過用導(dǎo)電材料(尤其是銅)填充它們從而形成作為通孔連接的過孔而連接至彼此。除了可嵌入印刷電路板的一個或多個電子元件，印刷電路板通常被配置用于將一個或多個電子元件容納在板形印刷電路板的一個或兩個相對表面上。它們可通過焊接連接至各自的主表面。

在本申請的上下文中，術(shù)語“基板”可尤其表示具有與待被安裝其上的電子元件大體相同尺寸的小的元件載體。

在實施例中，元件載體是層壓類型的元件載體。在這種實施例中，元件載體是通過應(yīng)用壓緊力當期望伴隨熱量時被堆疊并連接在一起的多層元件或子結(jié)構(gòu)的合成物。

在實施例中，元件載體進一步包括被配置(例如配備有根據(jù)相應(yīng)的要求放置并標出尺寸的各自的襯墊)用于安裝元件的第一主表面和 與第一主表面相對的第二主表面，其中，第一主表面是多個高密度層結(jié)構(gòu)中的一個的部分。此外或可選地，第二主表面可以是多個低密度層結(jié)構(gòu)中的一個的部分。第一主表面和第二主表面可表示具有顯著大于元件載體的其他四個片狀(edge-type)表面的大體相同的空間表面面積的元件載體的兩個表面。第一主表面與第二主表面相對且至少大體與第二主表面平行。第一主表面可提供從元件載體輸出的高扇出的信號且需要高扇出信號以被適當驅(qū)動的電子元件可連接至第一主表面。另一個電子元件可被連接在第二主表面上。

在實施例中，元件載體進一步包括一個或多個嵌入式電子元件。嵌入式電子元件可被放置在多個低密度層結(jié)構(gòu)中的一個上或其中，尤其是在多個低密度層結(jié)構(gòu)中的一個內(nèi)的腔體中?？蛇x地，嵌入式電子元件可放置在多個高密度層結(jié)構(gòu)中的一個上或其中。嵌入式電子元件可能需要高扇出信號，高扇出信號可以通過至少一個低密度層結(jié)構(gòu)和至少一個高密度層結(jié)構(gòu)的結(jié)合從元件載體輸出。

在實施例中，例如，嵌入式電子元件選自包含或包括有源電子元件、無源電子元件、電子芯片、存儲裝置、濾波器、集成電路、信號處理元件、功率管理元件、光電接口元件、電壓轉(zhuǎn)換器、密碼元件、發(fā)送器和/或接收器、機電換能器、傳感器、致動器、微機電系統(tǒng)、微處理器、電容器、電阻器、電感、電池、開關(guān)、攝像機、天線和邏輯芯片的組。然而，其他嵌入式電子元件也可嵌入元件載體中。

在實施例中，多個高密度層結(jié)構(gòu)和多個低密度層結(jié)構(gòu)被配置為使得不同的高密度結(jié)構(gòu)尤其包括高密度過孔的導(dǎo)電子結(jié)構(gòu)通過至少一個低密度層結(jié)構(gòu)尤其包括低密度過孔的導(dǎo)電子結(jié)構(gòu)被電氣聯(lián)接至彼此。低密度過孔可具有比高密度過孔更大的尺寸和更小的數(shù)量。因此，電信號(以及此外或可選地，在元件載體的操作過程中產(chǎn)生的熱能)可以改善的方式被引導(dǎo)出元件載體的內(nèi)部。因此，可以簡化扇出信號。特別地，信號必須沿其在垂直方向傳播以為了在元件載體的外部和內(nèi) 部之間傳輸?shù)男盘柭窂绞欠浅Ｐ〉摹?/p>

在實施例中，至少一個高密度層結(jié)構(gòu)被配置為基板且至少一個低密度層結(jié)構(gòu)被配置為印刷電路板，尤其使得基板建立在印刷電路板中。因此，可形成PCB中基板的板。

在實施例中，多個高密度層結(jié)構(gòu)可直接通過多個低密度層結(jié)構(gòu)彼此電氣連接。通過采取這種措施，元件載體變得更加穩(wěn)定，并且更加精細且復(fù)雜的扇出是可能的。

在實施例中，除高密度層結(jié)構(gòu)和低密度層結(jié)構(gòu)的交替垂直堆疊外，還可能元件載體還包括僅由多個高密度層結(jié)構(gòu)形成和/或僅有多個低密度層結(jié)構(gòu)形成的一個或多個部分。此外，還可能在元件載體的至少一部分中高密度層結(jié)構(gòu)和低密度層結(jié)構(gòu)不僅垂直堆疊而且在水平方向或水平面(垂直于元件載體的垂直軸)中靠近彼此并列。

在實施例中，多個低密度層結(jié)構(gòu)中的至少一部分是在堆疊之前容易制造(尤其容易層壓)的容易制造模塊。多個低密度層結(jié)構(gòu)的制造與多個低密度層結(jié)構(gòu)和多個高密度層結(jié)構(gòu)的裝配相比可發(fā)生在另一個制造側(cè)處。還可能例如通過制造單一高密度層結(jié)構(gòu)將至少部分低密度層結(jié)構(gòu)預(yù)制造(尤其預(yù)層壓)為半成品模塊，然后半成品模塊在與多個低密度層結(jié)構(gòu)和多個高密度層結(jié)構(gòu)裝配的位置相同的裝配位置處被容易地制造。提供低密度層結(jié)構(gòu)作為完全制造模塊可提供下列好處：多個低密度層結(jié)構(gòu)的制造和低密度模塊與高密度模塊的裝配可被協(xié)調(diào)或并行使得等待時間被縮短或甚至被避免。

在實施例中，多個高密度層結(jié)構(gòu)中的至少部分是在堆疊之前容易制造的容易制造模塊(尤其為容易層壓模塊)。高密度層結(jié)構(gòu)的制造與多個高密度層結(jié)構(gòu)和多個低密度層結(jié)構(gòu)的裝配相比可發(fā)生在另一個制造側(cè)處。還可能例如通過制造單一高密度層結(jié)構(gòu)將高密度層結(jié)構(gòu)預(yù)制造為半成品模塊，然后半成品模塊在與多個高密度層結(jié)構(gòu)和多個高密度層結(jié)構(gòu)裝配的位置相同的裝配位置處被容易地制造。提供高密度層 結(jié)構(gòu)作為完全制造模塊可提供下列好處：多個高密度層結(jié)構(gòu)的制造和高密度模塊與低密度模塊的裝配可被協(xié)調(diào)或并行使得等待時間被縮短或甚至被避免。

本發(fā)明的上述限定方面和進一步的方面從下文將被描述的實施例的示例中明顯且參照這些實施例的示例被說明。

附圖說明

圖1示出通過實施根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的制造元件載體的方法獲得的元件載體的橫截面視圖。

圖2示出如在根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的制造元件載體的方法中獲得的將高密度層結(jié)構(gòu)容納在低密度層結(jié)構(gòu)的腔體中之前預(yù)處理的低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。

圖3示出如在根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的制造元件載體的方法中獲得的被交替垂直堆疊的多個低密度層結(jié)構(gòu)和高密度層結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的其上安裝有電子元件的元件載體的橫截面視圖。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的包括嵌入式電子元件的元件載體的示意性視圖。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的包括嵌入式電子元件的元件載體的示意性視圖。

具體實施方式

附圖中的說明是示意性的。在不同附圖中，相似或相同的元件設(shè)置有相同的參考標記。

在參照附圖之前，將更詳細地描述示例實施例，將概括基于已經(jīng)研發(fā)了本發(fā)明的示例實施例的一些基本思路。

根據(jù)示例實施例，提供了一種諸如PCB的除具有根據(jù)標準技術(shù)制造的其他部分(即多個低密度層結(jié)構(gòu))外還具有局部高密度區(qū)域(即 多個高密度層結(jié)構(gòu))的元件載體。該技術(shù)允許使用者選擇具有非常簡單的設(shè)計規(guī)則的主板的低成本設(shè)計。高密度層結(jié)構(gòu)和低密度層結(jié)構(gòu)可被呈現(xiàn)為可以非常高的利用方式單獨制造且可單獨放置在主板上的預(yù)制模塊。這種元件載體的制造可通過首先將包含兩個或多個銅層的標準PCB或其他板制造為第一低密度層結(jié)構(gòu)來進行。這之后可在PCB的特定區(qū)域中創(chuàng)建腔體，其中需要先進設(shè)計規(guī)則。此外，各向異性層(例如絲網(wǎng)印刷形或膜形)可被放置在腔體內(nèi)。此外，高度先進的高利用率的高密度集成板可被單獨制造。這之后可將扇出模塊(例如一個或多個高密度層結(jié)構(gòu))放置在主PCB腔體中。然后，下一層可通過層壓連接以使表面平坦，產(chǎn)生外層相并創(chuàng)建新的腔體。此外，方法可包括將各向異性層(例如粘合結(jié)構(gòu))放置在腔體內(nèi)，且額外的扇出模塊可被放置在主PCB上。每個模塊PCB的層的數(shù)量可為至少兩個且模塊的數(shù)量還可為至少兩個。當系統(tǒng)可能夠提供高度先進的扇出性能時，全部模塊可系統(tǒng)地連接并一起作為系統(tǒng)。扇出模塊(例如形成多個高密度層結(jié)構(gòu)中的部分或組成多個高密度層結(jié)構(gòu))之間的電層(例如形成多個低密度層結(jié)構(gòu)中的部分或組成多個低密度層結(jié)構(gòu))的額外添加當減少板厚度的不需要的變化時可顯著改善可制造性且可保證平坦表面。

傳統(tǒng)地，使用具有板中板技術(shù)的單模塊。使用根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的元件載體呈現(xiàn)了為扇出目的可顯著改善性能而同時保持高的可制造性的基于更先進系統(tǒng)的方法。此外，這種架構(gòu)可避免由板厚度變化引起的問題。這種元件載體允許保證更高性能的系統(tǒng)順序排列。特別的優(yōu)勢是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的元件載體與先進的完整PCB相比可用更少的精力來制造。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的元件載體與具有插入模塊的傳統(tǒng)的PCB架構(gòu)相比提供了更好的可靠性、抑制翹曲、減少機械應(yīng)力風險(半嵌入PCB中)并減少了最終裝配高度。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的元件載體與傳統(tǒng)的板中板設(shè)計相比 允許更大的可能性并成功保持高的可制造性且避免由不同板之間的板厚度變化引起的問題。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的元件載體允許放置一起有助于實現(xiàn)高腳數(shù)(high pin count)和窄間距元件的扇出的連續(xù)扇出模塊(例如多個高密度層結(jié)構(gòu))的高度先進的系統(tǒng)。將板中板模塊(例如多個高密度層結(jié)構(gòu))放置在更簡單的PCB(例如多個低密度層結(jié)構(gòu))上的步進式系統(tǒng)在生產(chǎn)中可控制板厚度差異且可保證高的可制造性和高產(chǎn)率。此外，系統(tǒng)步進式方法保證高腳數(shù)元件的扇出可能性。

根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，制造元件載體的方法包括制造具有腔體的夾層核心包(例如多個低密度層結(jié)構(gòu))、將AFC膜(例如粘合結(jié)構(gòu))層壓在腔體中以及生產(chǎn)單獨的高度先進的模塊板(例如多個高密度層結(jié)構(gòu))。然后，該方法包括將扇出板中板模塊(例如多個高密度層結(jié)構(gòu))放置在腔體中并層壓下一層以使表面平坦。進一步地，該方法可包括生產(chǎn)具有新腔體的外層相及將ACF膜和扇出模塊系統(tǒng)的額外模塊放置在板上。模塊的數(shù)量可根據(jù)需要增加。

在圖1中，示出了根據(jù)示例實施例的元件載體100。元件載體100包括兩個低密度層結(jié)構(gòu)120，每個低密度層結(jié)構(gòu)120都包括兩個分配的低密度層子結(jié)構(gòu)或元件121。此外，元件載體100包括兩個高密度層結(jié)構(gòu)110，每個高密度層結(jié)構(gòu)110都包括三個分配的高密度層子結(jié)構(gòu)或元件111，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)131、171具有比低密度層結(jié)構(gòu)120的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)132、172的較低密度更高的密度。兩個低密度層結(jié)構(gòu)120和兩個高密度層結(jié)構(gòu)110交替垂直堆疊。元件載體100的上表面限定第一主表面101。限定元件載體100的較低或第二主表面102的元件載體100的底層為第一低密度層結(jié)構(gòu)120中的一層。高密度層結(jié)構(gòu)110中的第一層、低密度層結(jié)構(gòu)120中的第二層和高密度層結(jié)構(gòu)110中的第二層交替垂直堆疊在根據(jù)圖1的右手側(cè)上的元件載體100的一部分中的低密度層結(jié)構(gòu)120中的第一層之上。與此相比，在中間沒有高密度層結(jié)構(gòu)110的情況下，低密度層 結(jié)構(gòu)120被堆疊在根據(jù)圖1的左手側(cè)上。

多個高密度層結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造比多個低密度層結(jié)構(gòu)120具有更高的復(fù)雜度。更高復(fù)雜度是由于更高數(shù)量的堆疊的高密度層子結(jié)構(gòu)或元件111且因此由于個體高密度層子結(jié)構(gòu)或元件111的較低厚度。此外，依照如低密度層結(jié)構(gòu)120中的進一步的過孔132或進一步的導(dǎo)電路徑172呈現(xiàn)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的數(shù)量，高密度層結(jié)構(gòu)110單位體積包括較高數(shù)量的呈現(xiàn)為過孔131或?qū)щ娐窂?71的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。多個高密度層結(jié)構(gòu)110和/或多個低密度層結(jié)構(gòu)120包括或包含電絕緣層子結(jié)構(gòu)或元件(參見參考數(shù)字111、121)和導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)或元件(參見參考數(shù)字131、171、132、172)的堆棧。導(dǎo)電層子結(jié)構(gòu)或元件可包括諸如導(dǎo)電路徑171和進一步的導(dǎo)電路徑172的過孔131和進一步的過孔132。導(dǎo)電路徑171和進一步的導(dǎo)電路徑172可提供一個高密度層結(jié)構(gòu)110中或一個低密度層結(jié)構(gòu)120中的不同端子之間例如分布在高密度層子結(jié)構(gòu)111中的一個中或低密度層子結(jié)構(gòu)121中的一個中的不同端子之間的水平連接。水平連接可以為與元件載體100的兩個主表面101、102平行的連接。導(dǎo)電路徑171和進一步的導(dǎo)電路徑172可通過使用掩膜技術(shù)圖案化完整層(諸如例如由銅形成的箔)來制造。過孔131和進一步的過孔132可通過形成凹處(例如通過激光鉆孔或機械鉆孔)隨后通過使用掩膜技術(shù)的電鍍和/或無電鍍(electro-less)(例如水電鍍)來制造。此外，不同低密度層子結(jié)構(gòu)121和不同高密度層子結(jié)構(gòu)111之間的垂直電連接分別關(guān)于第一主表面101或第二主表面102垂直運行且通過高密度層結(jié)構(gòu)110中的過孔131和低密度層結(jié)構(gòu)120中的進一步的過孔132設(shè)置。過孔131和進一步的過孔132通過這種方式放置使得甚至可提供低密度層結(jié)構(gòu)120和高密度層結(jié)構(gòu)110之間的垂直連接。這保證短的傳播路徑。過孔131和進一步的過孔132分別通過激光鉆孔或機械鉆孔設(shè)置且連續(xù)用導(dǎo)電材料例如銅填充制造的孔。

PCB類型的元件載體100成形為板。第一主表面101被配置以用于 安裝電子元件(例如封裝電子芯片)。第一主表面101由高密度層結(jié)構(gòu)110中的一個部分地限定且由低密度層結(jié)構(gòu)120中的一個部分地限定。第二主表面102由低密度層結(jié)構(gòu)120中的一個唯一地限定。

在圖2中，示出了預(yù)處理的嵌入式的低密度層結(jié)構(gòu)120和隨后將位于低密度層結(jié)構(gòu)120的腔體240中的高密度層結(jié)構(gòu)110。低密度層結(jié)構(gòu)120包括三個低密度層子結(jié)構(gòu)或元件121。三個低密度層子結(jié)構(gòu)121中的兩個形成為連續(xù)層。兩個低密度層子結(jié)構(gòu)121中的一個具有多個過孔132。過孔132優(yōu)選通過激光鉆孔并用導(dǎo)電材料例如銅填充鉆孔形成。不同的過孔132設(shè)置在不同的位置。過孔132可各自提供與腔體240的表面的接觸且可因此隨后電連接至高密度層結(jié)構(gòu)110的對應(yīng)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

開口形成在最上面的低密度層子結(jié)構(gòu)121中。連同在其他兩個低密度層子結(jié)構(gòu)121之間的中間的低密度層子結(jié)構(gòu)121，腔體240形成在低密度層結(jié)構(gòu)120中。腔體240的垂直壁面242由最上面的低密度層子結(jié)構(gòu)121的側(cè)壁限定且腔體240的水平底面241由在其他兩個低密度層子結(jié)構(gòu)121之間的中間的低密度層子結(jié)構(gòu)121限定。過孔132被形成以提供從元件載體100的低密度層結(jié)構(gòu)120的內(nèi)部到腔體240的底面241的連接。三個低密度層子結(jié)構(gòu)或元件121之間的連接通過進一步的過孔234形成。

低密度層結(jié)構(gòu)120進一步包括提供低密度層子結(jié)構(gòu)121的不同端子之間的水平連接的圖案化的層類型的導(dǎo)電路徑172。

此外，包括三個高密度層子結(jié)構(gòu)或元件111的高密度層結(jié)構(gòu)110被單獨設(shè)置且同時與低密度層結(jié)構(gòu)120隔開。過孔131和導(dǎo)電路徑171形成在高密度層結(jié)構(gòu)110中。導(dǎo)電路徑171提供高密度層子結(jié)構(gòu)111的不同端子之間的水平連接。過孔131形成在高密度層結(jié)構(gòu)110中以提供三個不同的高密度層子結(jié)構(gòu)111之間的垂直連接。此外，過孔131位于高密度層結(jié)構(gòu)110中使得在隨后的程序中在將高密度層結(jié)構(gòu)110連接至低密度層結(jié)構(gòu)120時可設(shè)置位于低密度層結(jié)構(gòu)120中的過孔131中的各自一個 和過孔132中的各自一個之間的連接。因此，可設(shè)置高密度層結(jié)構(gòu)110和低密度層結(jié)構(gòu)120之間的電聯(lián)接。

如還可從圖2中看出，在將腔體240設(shè)置在最上面的低密度層子結(jié)構(gòu)121中后，粘合結(jié)構(gòu)250層設(shè)置在腔體240中。粘合結(jié)構(gòu)250覆蓋腔體240的水平底面241和腔體240的垂直壁面242的一部分。粘合結(jié)構(gòu)250是導(dǎo)電的，例如可以是各向異性導(dǎo)電膜(ACF)。各向異性導(dǎo)電膜250包括粘合材料251和導(dǎo)電顆粒252例如銅顆粒，粘合材料251是平滑且有彈性的且能夠?qū)崿F(xiàn)粘附，導(dǎo)電顆粒252嵌入粘合材料251內(nèi)以在它們裝配后形成高密度層結(jié)構(gòu)110和低密度層結(jié)構(gòu)120之間的導(dǎo)電連接。通過提供各向異性導(dǎo)電膜250，可靠連接是可設(shè)置的即使大數(shù)量的端子被設(shè)置為彼此靠近。此外，不同尺寸的襯墊之間的連接通過各向異性導(dǎo)電膜250是可設(shè)置的。

在圖3中，示出了交替垂直堆疊的多個低密度層結(jié)構(gòu)120、320和高密度層結(jié)構(gòu)110。高密度層結(jié)構(gòu)110包括一起固定在低密度層結(jié)構(gòu)120的腔體240(圖2中描述的，非圖3所示)中的三個高密度層子結(jié)構(gòu)或元件111。此外，進一步的低密度層結(jié)構(gòu)320包括兩個進一步的低密度層子結(jié)構(gòu)或元件321，且垂直堆疊在低密度層結(jié)構(gòu)120和高密度層結(jié)構(gòu)110上方。因此，高密度層結(jié)構(gòu)110夾在低密度層結(jié)構(gòu)120和進一步的低密度層結(jié)構(gòu)320中間。兩個進一步的低密度層子結(jié)構(gòu)或元件321例如通過粘合結(jié)構(gòu)固定在一起，粘合結(jié)構(gòu)例如可以為與設(shè)置在腔體240中的各向異性導(dǎo)電膜250(圖2中詳細描述的)相似的各向異性導(dǎo)電膜。兩個進一步的低密度層子結(jié)構(gòu)或元件321形成進一步的腔體340。兩個進一步的低密度層子結(jié)構(gòu)或元件321中的第一個形成腔體340的進一步的水平底面341，且兩個低密度層子結(jié)構(gòu)中的第二個中的開口的側(cè)壁形成進一步的腔體340的進一步的垂直壁面342。進一步的粘合結(jié)構(gòu)(圖3中未描述)設(shè)置在進一步的腔體340中以保證可以固定并連接至可放置在進一步的腔體340中的進一步的高密度層結(jié)構(gòu)或電子元件(參見圖6)。

圖4示出根據(jù)示例實施例的其上安裝有電子元件460(例如封裝在模具混合料等中的半導(dǎo)體芯片)的元件載體100的橫截面視圖。除圖3所示的結(jié)構(gòu)外，元件載體100包括進一步的高密度層結(jié)構(gòu)410，進一步的高密度層結(jié)構(gòu)410包括三個進一步的高密度層子結(jié)構(gòu)或元件411并通過設(shè)置在進一步的腔體340的進一步的水平底面341上的粘合導(dǎo)電膜450固定在進一步的低密度層結(jié)構(gòu)320的進一步的腔體340中。進一步的高密度層結(jié)構(gòu)410可與高密度層結(jié)構(gòu)110相似或相同。然而，進一步的高密度層結(jié)構(gòu)410分別比低密度層結(jié)構(gòu)120的過孔132和導(dǎo)電路徑171和進一步的低密度層結(jié)構(gòu)320的過孔432和導(dǎo)電路徑472具有更高密度的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)例如過孔431和/或?qū)щ娐窂?71。元件載體100具有用于安裝電子元件460的第一主表面401和與第一主表面401相對的第二主表面402。第二主表面402由低密度層結(jié)構(gòu)120限定。第一主表面401由進一步的高密度層結(jié)構(gòu)410的一部分和進一步的低密度層結(jié)構(gòu)320的一部分限定。電子元件460通過諸如一個或多個焊錫球(未示出)的適當?shù)膱D示所示的連接結(jié)構(gòu)452固定到第一主表面401。

在圖5中，示出了根據(jù)示例實施例的包括嵌入式電子元件570的元件載體100。嵌入式電子元件570設(shè)置在第一高密度層結(jié)構(gòu)511和第二高密度層結(jié)構(gòu)512中間。第一高密度層結(jié)構(gòu)511設(shè)置在第一低密度層結(jié)構(gòu)521的腔體中。第二高密度層結(jié)構(gòu)512設(shè)置在第二低密度層結(jié)構(gòu)522的腔體中。第一低密度層結(jié)構(gòu)521中的腔體和第二低密度層結(jié)構(gòu)522中的腔體分別各自包括具有開口的階梯式通孔，通過該階梯式通孔嵌入式電子元件570分別與第一高密度層結(jié)構(gòu)511和第二高密度層結(jié)構(gòu)512直接接觸。嵌入式電子元件570的第一主表面571與第一高密度層結(jié)構(gòu)511接觸。嵌入式電子元件570的第二主表面572與第二高密度層結(jié)構(gòu)512接觸。因此，分別在元件載體100的第一主表面401的方向上通過第一高密度層結(jié)構(gòu)511且同時在元件載體100的第二主表面502的方向上通過第二高密度層結(jié)構(gòu)512可提供嵌入式電子元件570的信號的高扇出。

在圖5中，高密度區(qū)域由非常緊密的位置特征圖示地表示，而低密度區(qū)域由不那么緊密的位置特征圖示地表示。

如其還可從圖5中看出的，當適用于本申請時，元件載體100的第二主表面502還包括第二高密度層結(jié)構(gòu)512的一部分。此外，設(shè)置在第一低密度層結(jié)構(gòu)521和第二低密度層結(jié)構(gòu)522中間的第三高密度層結(jié)構(gòu)513具有開口，開口的尺寸分別符合第一低密度層結(jié)構(gòu)521和第二低密度層結(jié)構(gòu)522的階梯式通孔的較窄尺寸。因此，第一低密度層結(jié)構(gòu)521的階梯式通孔的垂直側(cè)壁與第三高密度層結(jié)構(gòu)513的開口的垂直側(cè)壁合并。第一高密度層結(jié)構(gòu)511、第一低密度層結(jié)構(gòu)521、第三高密度層結(jié)構(gòu)513、第二低密度層結(jié)構(gòu)522和第二高密度層結(jié)構(gòu)512交替垂直堆疊。特別地，分別在嵌入式電子元件570的右邊界和左邊界上的邊界區(qū)域中，兩個低密度層結(jié)構(gòu)521、522和三個高密度層結(jié)構(gòu)511、512、513尤其以從上到下為第一高密度層結(jié)構(gòu)511、第一低密度層結(jié)構(gòu)521、第三高密度層結(jié)構(gòu)513、第二低密度層結(jié)構(gòu)522和第二高密度層結(jié)構(gòu)512的順序交替垂直堆疊。

在圖6中，示出了根據(jù)示例實施例的包括嵌入式電子元件570的元件載體100。嵌入式電子元件570垂直設(shè)置在第一高密度層結(jié)構(gòu)611和第二高密度層結(jié)構(gòu)612中間。第一高密度層結(jié)構(gòu)611垂直設(shè)置在嵌入式電子元件570和第一低密度層結(jié)構(gòu)621中間。嵌入式電子元件570的第一主表面571接觸第一高密度層結(jié)構(gòu)611。第二高密度層結(jié)構(gòu)612接觸嵌入式電子元件570的第二主表面572和具有中心凹處或開口的第二低密度層結(jié)構(gòu)622的一個主表面，電子元件570被嵌入在該中心凹處或開口中。嵌入式電子元件570的第二主表面572位于與第一主表面571相對。因此，在向上的方向上通過第一高密度層結(jié)構(gòu)611和在朝向元件載體100的第一主表面401的方向上通過第一低密度層結(jié)構(gòu)621可提供嵌入式電子元件570的信號的高扇出。同時，在向下的方向上通過第二高密度層結(jié)構(gòu)612朝向元件載體100的第二主表面502可提供嵌入式電子元件570 的信號的高扇出。如還可從圖6中看出，嵌入式電子元件570可被嵌入在被設(shè)計為第二低密度層結(jié)構(gòu)622中的通孔的腔體中。

應(yīng)該注意的是，術(shù)語“包括”并不排除其他元件或步驟且“一”或“一個”不排除多個。而且，聯(lián)系不同實施例所描述的元件可被結(jié)合。

還應(yīng)該注意的是，權(quán)利要求中的參考標記不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求的范圍。

本發(fā)明的實施例不限于附圖中所示的和上文所述的優(yōu)選實施例。反而，甚至在根本不同的實施例的情況中，可使用所示的方案和根據(jù)本發(fā)明的原理的大量變形。