本發(fā)明涉及一種元件載體、一種元件載體系統(tǒng)和一種電子裝置。此外，本發(fā)明涉及一種元件載體的制造方法。

背景技術(shù)：

照慣例，用作元件載體的印刷電路板(pcb)包括形成用于產(chǎn)生至電氣元件的電連接的過孔的多個(gè)鉆孔。另外，為了降低過熱的風(fēng)險(xiǎn)，使用鉆孔以提供熱傳遞。

每一個(gè)元件載體通常包括多個(gè)例如一千個(gè)以上的過孔(鉆孔)。因此，為了在很短的制造時(shí)間內(nèi)制造元件載體，有必要提供高速鉆孔成形工藝。此外，為了提供適當(dāng)?shù)倪B接性，允許鉆孔尺寸的制造公差非常小。因此，高速鉆孔過程不僅必須快速而且必須非常準(zhǔn)確。

常規(guī)鉆孔需要具有小的直徑使得連接焊盤保持較小并且鉆孔在元件載體中具有足夠的空間。然而，尺寸小的鉆孔的傳熱能力也較弱。

現(xiàn)代電子裝置更微小并且精確甚至有多種功能，這意味著更多的電子元件必須被放置在緊密的pcb上。在激光鉆孔工藝的情況下，帶有更多元件的緊密尺寸需要較小的激光過孔、較高的激光過孔密度、更緊密線/空間設(shè)計(jì)和連接至過孔的焊盤的較小定位焊盤(capturepad)尺寸。然而，在有限區(qū)域中的更緊密線/空間設(shè)計(jì)導(dǎo)致較小的激光過孔尺寸和連接直徑。由于激光能量反射，當(dāng)在激光鉆孔期間碰撞內(nèi)層目標(biāo)cu(銅)時(shí)，在過孔(鉆孔)開口周圍產(chǎn)生突出段。標(biāo)準(zhǔn)鍍覆技術(shù)需要具有通常約為0.8的小長徑比ar(＝鉆孔的長度a/鉆孔的開口直徑r)的激光形成的過孔，因?yàn)榉駝t將顯著增加諸如夾雜物和裂紋等鍍覆缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)為了避免誤對(duì)準(zhǔn)(＝激光過孔移到內(nèi)層焊盤)在具有相同厚度的介質(zhì)pcb上需要具有較小連接(焊盤)直徑的激光過孔時(shí)，過孔的開口直 徑也將必須減小，因此，引起鍍覆作用的更高風(fēng)險(xiǎn)。

越來越多的電子元件被安裝至有限的pcb尺寸也意味著較高的熱擴(kuò)散和傳熱需求?？赏ㄟ^激光鉆孔形成的約30％的鉆孔(過孔)將被連接至接地連接盤(groundland)并且被專門用于熱擴(kuò)散作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種解決由于緊密設(shè)計(jì)需求的需要的小的激光過孔連接直徑需求和允許可靠的鍍覆性能所需要的較大激光過孔開口直徑之間的矛盾的元件載體。

此目的可通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題具體地說通過元件載體來解決。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供元件載體。元件載體包括由電絕緣結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層堆疊部。此外，元件載體包括延伸至層堆疊部中并且具有第一鉆孔段和連接的第二鉆孔段的鉆孔，第一鉆孔段具有第一直徑，第二鉆孔段具有不同于第一直徑的第二直徑。元件載體進(jìn)一步包括基本上填充整個(gè)鉆孔的導(dǎo)熱材料。鉆孔可特別通過激光鉆孔形成。

在本申請的上下文中，術(shù)語“元件載體”可具體表示能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)電子元件容納在其上和/或在其中的用于提供機(jī)械支撐和電連接性的任何支撐結(jié)構(gòu)。下面進(jìn)一步描述元件載體的示例性實(shí)施例。

此外，元件載體的鉆孔包括具有第一直徑的第一鉆孔段和具有第二直徑的第二鉆孔段。第一直徑和第二直徑彼此不同。在示例性實(shí)施例中，第一鉆孔直徑大于第二鉆孔直徑。

例如，通過激光鉆孔方法將第一鉆孔段和第二鉆孔段鉆孔，第一鉆孔段和第二鉆孔段可具有稍微圓錐形。因此，第一直徑可由第一平均直徑來限定，第一平均直徑為第一鉆孔段的直徑例如在第一鉆孔段的開口部的直徑和在第一鉆孔段向過渡段和/或向第二鉆孔段的過渡處獲取的第一鉆孔段的直徑的算術(shù)平均值。相應(yīng)地，第二直徑可由第二平均直徑來限定，第二平均直徑為第二鉆孔段的直徑例如在第二鉆孔段的開口部的直徑和在第二鉆孔段向過渡段和/或向第一鉆孔段的過渡處獲取的第二鉆 孔段的直徑的算術(shù)平均值。可選地，第一直徑可表示第一鉆孔段在第一表面處的開口直徑，且第二直徑可表示第二鉆孔段在第二表面處的開口直徑。

鉆孔填充有導(dǎo)熱材料。除了適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱性能之外，導(dǎo)熱材料也可以是導(dǎo)電的。在示例性實(shí)施例中，導(dǎo)熱材料為銅或銅化合物。

例如，多徑鉆孔可通過激光鉆孔過程形成?？墒褂眉す忏@孔過程來代替例如用于機(jī)械鉆孔的標(biāo)準(zhǔn)單直徑鉆頭。根據(jù)本發(fā)明的鉆孔可通過改變激光過孔密度、激光束橫截面積和用于利用激光輻射穿透層堆疊部的穿透時(shí)間形成。

填充有導(dǎo)熱材料的鉆孔可形成作為元件載體(例如印刷電路板)的層堆疊部內(nèi)的兩層或多層之間的連接的過孔。過孔可形成通孔、盲孔或埋孔。

根據(jù)本發(fā)明通過提供具有不同直徑的鉆孔，實(shí)現(xiàn)由導(dǎo)熱材料制成的并且形成在鉆孔的出口開口段處的焊盤段的小直徑目標(biāo)焊盤直徑和額外地通過鉆孔的較大(第二)鉆孔段內(nèi)的導(dǎo)熱材料而更好的傳熱。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，層堆疊部包括第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，其中鉆孔在第一表面和第二表面之間延伸。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，第一鉆孔段從第一表面延伸至層堆疊部中，且第二鉆孔段從第二表面延伸至層堆疊部中。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，導(dǎo)熱材料在第二表面上形成焊盤段。焊盤段可被連接至例如印刷電路板軌道等。此外，焊盤段是填充鉆孔使得形成通過層堆疊部的過孔(垂直連接)的導(dǎo)熱材料的一部分。過孔將其它嵌入的元件和層堆疊部內(nèi)的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)連接至焊盤。焊盤通常具有比印刷電路板軌道更大的直徑。

然而，有可能在一個(gè)單一操作步驟中形成印刷電路板軌道并且使鉆孔填充有導(dǎo)熱材料。因此，焊盤段具有與印刷電路板軌道相同的尺寸(寬度)。因此，印刷電路板軌道和過孔之間的無焊盤連接是可能的，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)公差。因此，可提供無焊盤和所謂的“無連接盤的”(無 縫的)過孔-印刷電路板軌道連接。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，導(dǎo)熱材料沿第一表面延伸用于形成熱輻射段。沿第一表面的熱輻射段越大，可被傳輸遠(yuǎn)離元件載體的熱越多。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，熱輻射段在第一表面上形成第一覆蓋區(qū)域，且焊盤在第二表面上形成第二覆蓋區(qū)域。第一覆蓋區(qū)域大于第二覆蓋區(qū)域。

目的是沿第二表面具有更小的焊盤段使得多個(gè)焊盤段和因此多個(gè)鉆孔可形成在元件載體中。在元件載體內(nèi)形成的焊盤段越多，給定的元件載體的連接可能性越多。因此，焊盤段應(yīng)該較小從而防止與相鄰焊盤段的接觸。另一方面，需要沿第一表面的較大熱輻射段使得遠(yuǎn)離元件載體的適當(dāng)熱傳輸被提供。例如，可形成用于傳熱的較少但較大的鉆孔，但仍允許具有小直徑的較小的定位焊盤段。

關(guān)于熱輻射段的尺寸，被限定在熱輻射段的外周和第一鉆孔段在第一表面處的邊緣之間的熱輻射段的突出段的尺寸受限制，因?yàn)槿绻怀龆纬^一定的閾值尺寸，則增加在導(dǎo)熱材料流入鉆孔中的鍍覆進(jìn)程期間的空隙、裂紋和其它鍍覆缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，元件載體進(jìn)一步包括延伸至層堆疊部中的另外鉆孔。另外鉆孔與鉆孔間隔開，其中另外鉆孔在第一表面和第二表面之間延伸。導(dǎo)熱材料基本上被填充在整個(gè)另外鉆孔中。另外鉆孔可形成有均勻的直徑或可根據(jù)如上所述的具有不同直徑段的鉆孔形成。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，導(dǎo)熱材料沿第一表面在鉆孔和另外鉆孔之間延伸。因此，可沿第一表面產(chǎn)生用于鉆孔和另外鉆孔的共同的熱輻射段。然而，鉆孔的熱輻射段可相對(duì)于另外鉆孔的另外熱輻射段被電隔離。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，過渡段被形成在第一鉆孔段和第二鉆孔段之間。在過渡段中，第一直徑并入第二直徑。第一直徑大于第二直徑。在示例性實(shí)施例中，第一直徑可例如為約50μm(微米)至約300μm特別是約70μm至約150μm之間。相應(yīng)地，第二直徑可例如為約20μm 至約100μm特別是約40μm至約80μm之間。

過渡段可被限定為較大直徑減小并且并入較小直徑的段。沿鉆孔軸線的過渡段長度可例如為總鉆孔長度和因此元件載體的總厚度的1/2-1/15。具體地，沿鉆孔軸線的過渡段長度可例如為總鉆孔長度和因此元件載體的總厚度的1/4。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，鉆孔具有斜坡形。具有斜坡形的鉆孔包括例如上第一鉆孔段和下第二鉆孔段，其中過渡段形成在第一鉆孔段和第二鉆孔段之間。

第一鉆孔段包括比第二鉆孔段大的直徑。特別地，第一鉆孔段包括稍微圓錐形，其中第一鉆孔段的第一直徑從第一鉆孔段在第一表面處的開口段沿至過渡段的方向減小。在鉆孔的剖視圖中，形成第一鉆孔段的壁可具有彎曲的形狀。

第二鉆孔段包括比第一鉆孔段小的直徑。特別地，第二鉆孔段包括稍微圓錐形，其中第二鉆孔段的第二直徑從過渡段沿到第二鉆孔在第二表面處的第二開口段的方向減小。在鉆孔的剖視圖中，形成第二鉆孔段的壁可具有彎曲的形狀。

過渡段包括沿鉆孔軸線從第一鉆孔段在到第二鉆孔段的方向上迅速減小的直徑。在鉆孔的剖視圖中，過渡段形成s-形路線。在示例性實(shí)施例中，過渡段的平均直徑可例如為約15μm(微米)至約200μm特別是約30μm至約100μm之間。

特別地，第一鉆孔段和第二鉆孔段包括共同鉆孔軸線。過渡段在具有法線的平面內(nèi)延伸，其中過渡段被形成為使得法線與共同鉆孔軸線之間的角度約為±35度且例如平行于共同鉆孔軸線。

總之，鉆孔的斜坡形狀可實(shí)際上被認(rèn)為是洋蔥圓頂形。

鉆孔的斜坡形狀可優(yōu)選地通過激光鉆孔形成，因?yàn)樾逼滦螤钔ㄟ^采用激光強(qiáng)度和激光線寬度可形成。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，第一鉆孔段包括第一長徑比(aspectratio)，其為第一鉆孔段的第一長度與第一鉆孔段在第一表面處的直徑之 間的比值。第二鉆孔段包括第二長徑比，其為第二鉆孔段的第二長度與第二鉆孔段在第二表面處的直徑之間的比值。第一長徑比小于第二長徑比。

長徑比ar是由鉆孔的厚度(長度)a相對(duì)于在元件載體的各個(gè)表面處的鉆孔的開口直徑r限定：

ar＝a/r

鍍覆能力可通過長徑比ar的降低來提高。因此長徑比ar可通過減小鉆孔的長度和/或增大開口直徑r來降低。

因此，通過包括具有例如比第二鉆孔段的直徑大的直徑的第一鉆孔段的如上所述的鉆孔，第一鉆孔段的開口直徑r也可被增加以便提供熱輻射段的大表面，其中第二鉆孔段的直徑r被減小以便提供沿第二表面的小尺寸的焊盤段。

此外，第一鉆孔段的第一長度可被形成為比第二鉆孔段的第二長度大以便為第一鉆孔段和第二鉆孔段提供適當(dāng)?shù)拈L徑比。例如，第一長度可為第二長度的兩倍長度。

例如，在具有均勻直徑的機(jī)械鉆孔中，具有1mm的厚度a和0.1mm開口直徑r的元件載體的堆疊層將具有10：1＝10的長徑比ar＝a/r。

然而，用于第一鉆孔段和第二鉆孔段的長徑比優(yōu)選地小于約1，更具體地小于0.8。第一鉆孔段和第二鉆孔段的長徑比可彼此不同或可相等(特別是通過調(diào)節(jié)兩個(gè)鉆孔段相對(duì)于彼此的長度和寬度)。如從上述示例可知，根據(jù)本發(fā)明的鉆孔包括第一鉆孔段的第一長徑比和第二鉆孔段的第二長徑比。因此，兩個(gè)長徑比的總和可小于常規(guī)鉆孔的總長徑比。

總之，鉆孔的總長徑比被減小以使(銅)鍍覆工藝變得容易。此外，形成第二鉆孔段的較小焊盤段，元件載體的內(nèi)應(yīng)力被減小并且可靠性被提高。此外，通?？捎欣氖?，保持元件載體內(nèi)的阻抗恒定。然而，元件載體的導(dǎo)熱部件或線和過孔之間的阻抗恒定較困難。通過較小直徑(例如通過包括第二開口直徑的較小第二鉆孔段)，電容將被減小并且連接盤和焊盤尺寸也可分別減小。如上所述，也可形成“無連接盤”過 孔。較小連接盤過孔或無連接盤過孔也分別影響電容和阻抗。通過過孔直徑和連接盤(焊盤尺寸)的相互作用，阻抗可分別被調(diào)整和調(diào)節(jié)使得導(dǎo)線和過孔之間的阻抗差可被補(bǔ)償。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)可以是降低損耗。因?yàn)榭蓽p小直徑，所以電容也被減小，且因此充電電流被減小，其分別產(chǎn)生減小的充電電流。

特別地，通過利用激光鉆孔方法形成具有像斜坡一樣的形狀的鉆孔，可提供具有第一鉆孔段的較大第一開口直徑和第二鉆孔段的較小連接直徑(較小焊盤段)的激光形成過孔(鉆孔)。利用較小的連接直徑，可實(shí)現(xiàn)臨界定位焊盤的精確對(duì)準(zhǔn)性能。同時(shí)，較大開口直徑允許較小的長徑比ar，這將有利于鍍覆過程。因此，較大的第一開口直徑提供較大的熱擴(kuò)散面積(即熱輻射段)，這意味著可降低僅用于傳熱的激光過孔的數(shù)量，因?yàn)樾枰膫鳠崮芰赏ㄟ^也用于電連接和額外地用于提供較大傳熱能力的根據(jù)本發(fā)明形成的過孔(鉆孔)來提供。

總之，通過尺寸不同的段，給出對(duì)銅填充過程的合適長徑比限制，且密封/小的目標(biāo)焊盤環(huán)狀圈斷開被防止。此外，為了更好的傳熱增大在填充的過孔(鉆孔)中的銅(用作導(dǎo)熱材料)的總體積。因此，少量熱停留在過孔中，這引起層堆疊部的較低溫度和較少膨脹。這導(dǎo)致元件載體的較小的應(yīng)力和較好的可靠性。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，至少一個(gè)電絕緣(層)結(jié)構(gòu)包括由樹脂特別是雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、氰酸酯、玻璃特別是玻璃纖維、預(yù)浸材料、聚酰亞胺、液晶聚合物、環(huán)氧基積聚膜(build-upfilm)、fr4材料、陶瓷和金屬氧化物組成的組中的至少一種。雖然預(yù)浸材料或fr4通常是優(yōu)選的，但是也可使用其它材料。

在實(shí)施例中，至少一個(gè)導(dǎo)電(層)結(jié)構(gòu)包括由銅、鋁和鎳組成的組中的至少一種。雖然銅通常是優(yōu)選的，但是也可能是其它材料。

在實(shí)施例中，元件載體的形狀為板。這有助于電子裝置的緊湊設(shè)計(jì)，然而其中元件載體為將電子元件安裝在元件載體上提供較大基礎(chǔ)。此外，特別地，作為嵌入式電子元件的優(yōu)選示例的裸模具由于其厚度小可方便 地被嵌入在諸如印刷電路板等薄板中。

在實(shí)施例中，元件載體被配置為由印刷電路板和基板組成的組中的一種。

在本申請的上下文中，術(shù)語“印刷電路板(pcb)”可特別地表示板狀的元件載體，板狀的元件載體通過層壓數(shù)個(gè)導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)與數(shù)個(gè)電絕緣層結(jié)構(gòu)例如通過施加壓力必要時(shí)伴隨熱能的供應(yīng)而形成。作為用于pcb技術(shù)的優(yōu)選的材料，導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)由銅制成，而電絕緣層結(jié)構(gòu)可包含樹脂和/或玻璃纖維、所謂的預(yù)浸材料或fr4材料。各種導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)可以期望的方式通過形成通過層壓板的通孔，例如通過激光鉆孔或機(jī)械鉆孔并且通過填充導(dǎo)電材料(特別是銅)從而形成作為通孔連接的過孔被連接至彼此。除了可被嵌入在印刷電路板中的一個(gè)或多個(gè)電子元件之外，印刷電路板通常被配置用于將一個(gè)或多個(gè)電子元件容納在板狀的印刷電路板的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)的表面上。它們可通過釬焊被連接至各個(gè)主表面。

在本申請的上下文中，術(shù)語“基板”可特別表示具有與在其上安裝的電子元件的尺寸大體上相同的尺寸的小的元件載體。

在實(shí)施例中，元件載體是層壓板型元件載體。在這種實(shí)施例中，元件載體是通過施加壓力必要時(shí)伴有熱量而堆疊并連接在一起的多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合體。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，電子裝置包括帶有電端子的電子元件和電子元件封裝在其中的上述元件載體。

在實(shí)施例中，電子元件選自由以下組成的組：有源電子元件、無源電子元件、電子芯片、存儲(chǔ)裝置、濾波器、集成電路、信號(hào)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)射器和/或接收器、機(jī)電換能器、傳感器、致動(dòng)器、微機(jī)電系統(tǒng)、微處理器、電容器、電阻器、電感、電池、開關(guān)、攝像機(jī)、天線以及邏輯芯片。例如，磁性元件可用作電子元件。這種磁性元件可以是永磁性元件(例如鐵磁性元件、反鐵磁性元件或亞鐵磁性元件，例如鐵氧體磁芯)或者可以是順磁性元件。然而，其它電子元件，特別是產(chǎn)生和發(fā)射電磁輻射和/或?qū)? 從環(huán)境傳播至電子元件的電磁輻射敏感的那些電子元件可嵌入在電子裝置中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了包括上述元件載體和另外上述元件載體的元件載體系統(tǒng)。元件載體被設(shè)置在另外元件載體上使得元件載體的第二鉆孔段鄰接在另外元件載體的另外第一鉆孔段上。

根據(jù)系統(tǒng)的進(jìn)一步示例性實(shí)施例，元件載體的鉆孔的第二鉆孔段和另外元件載體的另外鉆孔的第二鉆孔段彼此面對(duì)而元件載體的鉆孔的第一鉆孔段和另外元件載體的另外鉆孔的第一鉆孔段彼此相對(duì)。

根據(jù)系統(tǒng)的進(jìn)一步示例性實(shí)施例，元件載體的鉆孔的第二鉆孔段和另外元件載體的另外鉆孔的第二鉆孔段相對(duì)于彼此被橫向地移動(dòng)。

根據(jù)進(jìn)一步示例性實(shí)施例，系統(tǒng)進(jìn)一步包括高密度層結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在高密度層結(jié)構(gòu)的相對(duì)主表面上的元件載體的鉆孔的第二鉆孔段和另外元件載體的另外鉆孔的第二鉆孔段之間并且與它們電聯(lián)接和/或熱聯(lián)接。

根據(jù)系統(tǒng)的進(jìn)一步示例性實(shí)施例，高密度層結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

根據(jù)系統(tǒng)的進(jìn)一步示例性實(shí)施例，電子元件被封裝在元件載體系統(tǒng)的高密度層結(jié)構(gòu)中。通過將鉆孔和另外鉆孔的各個(gè)第二鉆孔段設(shè)置在高密度層結(jié)構(gòu)處，高密度封裝和同時(shí)遠(yuǎn)離高密度層結(jié)構(gòu)的良好的傳熱被提供。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了元件載體的制造方法。根據(jù)該方法，形成電絕緣結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的層堆疊部。延伸至層堆疊部的鉆孔被鉆孔，其中鉆孔具有呈第一直徑的第一鉆孔段和呈不同于第一直徑的第二直徑的連接的第二鉆孔段。整個(gè)鉆孔基本上填充有導(dǎo)熱材料。特別地，鉆孔通過激光鉆孔裝置來鉆孔。

本發(fā)明的上述方面和另外的方面從以下待描述的實(shí)施例的示例顯而易見并參照實(shí)施例的這些示例進(jìn)行解釋。

以下將參照實(shí)施例的示例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于此。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括具有斜坡形的鉆孔的元件載體的示意圖。

圖2示出被設(shè)置在另外元件載體上的根據(jù)本發(fā)明的具有鉆孔的元件載體的示意圖。

圖3示出用于描述長徑比的限定的鉆孔的示意圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的元件載體系統(tǒng)的示意圖。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另外元件載體系統(tǒng)的示意圖。

參考標(biāo)記：

100元件載體300孔

101層堆疊部301突出段

102導(dǎo)熱材料302連接段

103第一表面303熱輻射段

104第二表面

105焊盤段

106熱輻射段400元件載體系統(tǒng)

107熱輻射

108鉆孔軸線501高密度層結(jié)構(gòu)

110鉆孔d1第一直徑

111第一鉆孔段d2第二直徑

112第二鉆孔段l1第一長度

113過渡段l2第二長度

r鉆孔的開口直徑

120另外鉆孔a元件載體的厚度

121另外焊盤段

122另外熱輻射段

200另外元件載體

201另外層堆疊部

203另外第一表面

204另外第二表面

205另外焊盤段

206另外熱輻射段

207接觸層

210另外元件載體的另外鉆孔

具體實(shí)施方式

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

圖1說明元件載體100，電氣元件可被嵌入元件載體100中或安裝在元件載體100上。元件載體100包括由電絕緣結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)形成的層堆疊部101和延伸至層堆疊部101中并且具有第一鉆孔段111和連接的第二鉆孔段112的鉆孔110，第一鉆孔段111具有第一直徑d1，第二鉆孔段112具有不同于第一直徑d1的第二直徑d2。元件載體100進(jìn)一步包括基本上填充整個(gè)鉆孔110的導(dǎo)熱材料102。鉆孔110特別地通過激光鉆孔形成。在圖1中示出的示例性實(shí)施例中，第一鉆孔直徑d1大于第二鉆孔直徑d2。

鉆孔110填充有導(dǎo)熱材料102。除了適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱性能之外，導(dǎo)熱材料102也可以是導(dǎo)電的。在示例性實(shí)施例中，導(dǎo)熱材料102為銅或銅化合物。

填充有導(dǎo)熱材料102的鉆孔110可形成作為元件載體100的層堆疊部101內(nèi)的兩層或多層之間的連接的過孔。通過提供具有不同直徑d1+d2的鉆孔110，實(shí)現(xiàn)由導(dǎo)熱材料102制成的并且在鉆孔110的出口段處形成的焊盤段105的較小直徑的焊盤尺寸和額外地通過鉆孔的較大第二鉆孔段112內(nèi)的導(dǎo)熱材料102的較好傳熱。

例如，通過激光鉆孔方法將第一鉆孔段111和第二鉆孔段112鉆 孔，第一鉆孔段111和第二鉆孔段112可具有稍微圓錐形。因此，第一直徑d1可由第一平均直徑d1來限定，第一平均直徑d1為第一鉆孔段111的直徑例如在第一鉆孔段111的開口段的直徑和在第一鉆孔段111向過渡段113和/或向第二鉆孔段112的過渡處獲取的第一鉆孔段111的直徑的算術(shù)平均值。相應(yīng)地，第二直徑d2可由第二平均直徑d2來限定，第二平均直徑d2為第二鉆孔段112的直徑例如在第二鉆孔段112的開口段的直徑和在第二鉆孔段112向過渡段113和/或向第一鉆孔段111的過渡處獲取的第二鉆孔段112的直徑的算術(shù)平均值。

層堆疊部101包括第一表面103和與第一表面103相對(duì)的第二表面104，其中，鉆孔110在第一表面103和第二表面104之間延伸。第一鉆孔段111從第一表面103延伸至層堆疊部101中，第二鉆孔段112從第二表面104延伸至層堆疊部101中。

導(dǎo)熱材料102在第二表面104上形成焊盤段105。焊盤段105可連接至例如印刷電路板軌道。此外，焊盤段105是填充鉆孔110使得形成通過層堆疊部101的過孔(垂直連接)的導(dǎo)熱材料102的部分。過孔將其它嵌入的元件和層堆疊部101內(nèi)的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)連接至焊盤段105。通常，焊盤段105具有比印刷電路板軌道的直徑更大的直徑。然而，有可能在單個(gè)操作步驟中形成印刷電路板軌道并且使鉆孔110填充有導(dǎo)熱材料102。因此，焊盤段105的尺寸可減小并且具有與印刷電路板軌道相同的尺寸(寬度)。

導(dǎo)熱材料102沿第一表面103延伸用于形成熱輻射段106。沿第一表面103的熱輻射段106越大，可被傳輸遠(yuǎn)離元件載體100的熱107越多。熱輻射段106在第一表面103上形成第一覆蓋區(qū)域，焊盤段105在第二表面104上形成第二覆蓋區(qū)域。第一覆蓋區(qū)域大于第一覆蓋區(qū)域。

關(guān)于熱輻射段106的尺寸，被限定在熱輻射段105的外周和在第一表面103處的第一鉆孔段111的邊緣之間的熱輻射段105的突出段301在尺寸上受限制，因?yàn)槿绻怀龆?01超過一定的閾值尺寸，則增加在導(dǎo)熱材料102流入鉆孔110中的鍍覆進(jìn)程期間的空隙、裂紋和其它鍍覆 缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

用于計(jì)算長徑比的直徑可以為各個(gè)鉆孔段111、112的各個(gè)開口段的直徑或各個(gè)鉆孔段111、112的上述平均直徑。

如從圖1可知，第一鉆孔段111包括比第二鉆孔段112的第二直徑d2大的直徑d1。特別地，第一鉆孔段111包括稍微圓錐形，其中第一鉆孔段111的第一直徑d1從第一鉆孔段111在第一表面103處的開口段沿至過渡段113的方向減小。圓錐形第一鉆孔段111的周向區(qū)域可具有略微彎曲的形狀。

第二鉆孔段112包括比第一鉆孔段111的直徑小的直徑d2。特別地，第二鉆孔段112包括稍微圓錐形，其中第二鉆孔段112的第二直徑d2從過渡段113沿到第二鉆孔112在第二表面104處的第二開口段的方向減小。圓錐形第二鉆孔段112的周向區(qū)域可具有略微彎曲的形狀。

過渡段113包括沿鉆孔軸線108從第一鉆孔段111在到第二鉆孔段112的方向上迅速減小的直徑。在如圖1中示出的剖視圖中，過渡段形成s-形路線。

特別地，第一鉆孔段111和第二鉆孔段112包括共同鉆孔軸線108。過渡段113在具有法線的平面內(nèi)延伸，其中過渡段被形成使得法線與共同鉆孔軸線108之間的角度約為±35度和例如平行于共同鉆孔軸線108。總之，鉆孔110的斜坡形可實(shí)際上被認(rèn)為是洋蔥圓頂形。

第一鉆孔段111包括第一長徑比，其為第一鉆孔段111的第一長度l1與第一鉆孔段110在第一表面103處的直徑d1(開口直徑)之間的比值。第二鉆孔段112包括第二長徑比，其為第二鉆孔段112的第二長度l2與第二鉆孔段112在第二表面104處的直徑d2(開口直徑)之間的比值。第一長徑比可小于第二長徑比。

在圖1中示出的鉆孔110被設(shè)計(jì)為使得第一鉆孔段111具有例如比第二鉆孔段112的直徑大的直徑d1。第一鉆孔段111的開口直徑r(d1)被增大以便提供熱輻射段106的較大表面面積301，其中第二鉆孔段112的直徑r(d2)被減小以便提供沿第二表面104的小尺寸的焊盤段105。

此外，第一鉆孔段111的第一長度l1被形成為比第二鉆孔段112的第二長度l2大以便為第一鉆孔段111和第二鉆孔段112兩者提供合適的長徑比ar。例如，第一長度l1可具有第二長度l2的兩倍長度。

第一長度l1被限定為從第一表面103沿鉆孔軸線108至過渡段113的長度。第二長度l2被限定為從第二表面104沿鉆孔軸線108至過渡段113的長度。過渡段長度的一半被分配給第一長度l1，過渡段長度的另一半被分配給第二長度l2。

特別地，通過利用激光鉆孔方法形成如圖1中示出的具有像斜坡一樣的形狀的鉆孔110，可提供具有第一鉆孔段111的較大第一開口直徑d1和第二鉆孔段112的較小連接直徑d2(較小焊盤段)的激光形成過孔(鉆孔110)。利用較小的連接直徑d2，可實(shí)現(xiàn)臨界定位焊盤105的精確對(duì)準(zhǔn)性能。同時(shí)，第一鉆孔110的較大開口直徑d1允許較小的長徑比ar，這將有利于鍍覆過程。因此，較大的第一開口直徑d1提供較大的熱擴(kuò)散面積(即熱輻射段106)。

圖2示出被設(shè)置在另外元件載體200上的根據(jù)本發(fā)明的具有鉆孔110的元件載體100的示意圖。可選地，圖2中的參考標(biāo)號(hào)100和110可表示一塊和相同板的兩層。

元件載體100包括如圖1中示出的鉆孔110。特別地，元件載體100包括由電絕緣結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層堆疊部101和延伸至層堆疊部101中并且具有第一鉆孔段111和連接的第二鉆孔段112的鉆孔110，第一鉆孔段111具有第一直徑d1，第二鉆孔段112具有不同于第一直徑d1的第二直徑d2。元件載體進(jìn)一步包括基本上填充整個(gè)鉆孔110的導(dǎo)熱材料102。鉆孔110特別地通過激光鉆孔形成。在圖1中示出的示例性實(shí)施例中，第一鉆孔直徑d1大于第二鉆孔直徑d2。

此外，如在圖2中示出，第一鉆孔段包括較大的熱輻射段106使得熱107遠(yuǎn)離元件載體100被傳遞。

此外，元件載體100包括與鉆孔110相鄰設(shè)置的另外鉆孔120。另外鉆孔120以常規(guī)均勻并且稍微圓錐形設(shè)計(jì)示出。如從圖2可知，另外鉆 孔120的另外焊盤段121和另外鉆孔120的另外熱輻射段122包括幾乎相似的尺寸區(qū)域，因?yàn)橛捎诹硗忏@孔120的較大開口直徑，較小的另外焊盤段121是不可能的。此外，較大的另外熱輻射段122由于鍍覆工藝要求也不容易制造。

此外，如從圖2可知，元件載體100被設(shè)置在另外元件載體200上。另外元件載體200包括填充有導(dǎo)熱并且導(dǎo)電材料的另外鉆孔210。另外鉆孔210可通過激光鉆孔或機(jī)械鉆孔方法鉆孔。另外鉆孔210包括另外熱輻射段206，元件載體100的各個(gè)鉆孔110、120的焊盤段105、121分別設(shè)置在另外熱輻射段206上并且與另外熱輻射段206電熱接觸。因此，另外熱輻射段206沿另外層堆疊部201的另外第一表面203形成。另外熱輻射段206可包括連接兩個(gè)相鄰另外鉆孔210的導(dǎo)熱材料。另外鉆孔210可包括沿另外層堆疊部201的另外第二表面形成的各個(gè)另外焊盤段205。另外焊盤段205與被設(shè)置在另外層堆疊部201上的接觸層207相接觸。

如從圖2可知，另外元件載體200的另外鉆孔210包括均勻或圓錐形使得另外熱輻射段206和另外焊盤段205具有幾乎相同的尺寸。特別地，另外元件載體200的另外熱輻射段206包括幾乎與元件載體100的另外鉆孔120的另外焊盤段121的尺寸相同的尺寸。因此，作為誤對(duì)準(zhǔn)208的高風(fēng)險(xiǎn)，這是另外焊盤段121和另外元件載體200的另外鉆孔210的各個(gè)另外熱輻射段206的焊盤段移動(dòng)。特別地，誤匹配對(duì)準(zhǔn)208描述元件載體100的另外鉆孔120相對(duì)于另外元件載體200的另外鉆孔210的移動(dòng)，使得另外鉆孔120內(nèi)的導(dǎo)熱材料形成相對(duì)于另外元件載體200的另外鉆孔210內(nèi)的導(dǎo)熱材料的突出部。誤對(duì)準(zhǔn)108的上述突出部被突出顯示在圖2中畫的圓內(nèi)。因此，通過減小根據(jù)本發(fā)明的鉆孔100的焊盤段105，誤對(duì)準(zhǔn)108的風(fēng)險(xiǎn)被降低。

圖3示出用于描述長徑比ar的限定的鉆孔的示意圖。長徑比ar由鉆孔300的厚度(長度)a相對(duì)于在元件載體的各個(gè)表面處的鉆孔300的開口直徑r限定：

ar＝a/r

鍍覆能力可通過長徑比ar的降低來提高。因此長徑比ar可通過減小鉆孔300的長度和/或增大開口直徑r來降低。

例如，元件載體的堆疊層具有50μm(微米)的厚度a(其為鉆孔長度)和60μm(微米)的鉆孔300的開口直徑r，從而得出50:60＝0.8的長徑比ar＝a/r＝。厚度的上述值涉及作為元件載體的印刷電路板。技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到較小的厚度值適合于作為元件載體的基板。

關(guān)于熱輻射段303的尺寸，被限定在熱輻射段303的外周和鉆孔段在第一表面處的邊緣之間的熱輻射段303的突出段301在尺寸方面受限制，因?yàn)槿绻怀龆?01超過一定的閾值尺寸，則增加在導(dǎo)熱材料流入鉆孔中的鍍覆進(jìn)程期間的空隙、裂紋和其它鍍覆缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

相應(yīng)地，被限定在連接段302的外周和鉆孔段在第一表面處的邊緣之間的連接段302(焊盤段)的突出部301在尺寸方面受限制。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的元件載體系統(tǒng)400的示意圖。元件載體系統(tǒng)400包括上述的元件載體100和上述的另外元件載體200。可選地，圖4中的參考標(biāo)號(hào)100和200可表示一塊和相同板的兩層。元件載體100被設(shè)置在另外元件載體200上使得元件載體100的第二鉆孔段112鄰接在另外元件載體200的另外第一鉆孔段上。特別地，焊盤段105鄰接在另外鉆孔210的另外熱輻射段206上。具體地，元件載體100的鉆孔110和另外元件載體200的另外鉆孔210被形成為與在圖1中示出的鉆孔110相似。

因此，鉆孔110、210具有與它們各個(gè)焊盤段105、205相比更大的熱輻射段106、206。因此，獲得合適的鍍覆特性并且誤對(duì)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)被降低。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另外元件載體系統(tǒng)400的示意圖。元件載體系統(tǒng)400包括上述的元件載體100和上述的另外元件載體200。可選地，圖5中的參考標(biāo)號(hào)100和200可表示一塊和相同板的兩層。

高密度層501被設(shè)置在元件載體100和另外元件載體200之間。鉆孔110的第二鉆孔段112鄰接在高密度層501的第一表面上，另外鉆孔210的第二鉆孔段112鄰接在高密度層501的第二表面上，其中第一表面是關(guān)于高密度層501的第二表面的相對(duì)側(cè)。換言之，高密度層501被設(shè)置在鉆孔110的第二鉆孔段112和另外鉆孔210的第二鉆孔段之間。特別地，鉆孔110的第一鉆孔段105鄰接在高密度層501的第一表面上，另外板2010的另外焊盤段205鄰接在高密度層501的第二表面上。元件載體100的鉆孔110的第二鉆孔段112和另外元件載體200的另外鉆孔210的第二鉆孔段112彼此面對(duì)而元件載體100的鉆孔110的第一鉆孔段111和另外元件載體200的另外鉆孔210的第一鉆孔段111彼此相對(duì)。

此外，如從圖5可知，元件載體100的鉆孔110的第二鉆孔段112和另外元件載體200的另外鉆孔210的第二鉆孔段112相對(duì)于彼此被橫向地移動(dòng)。通過將鉆孔110和另外鉆孔210的各個(gè)第二鉆孔段112設(shè)置在高密度層結(jié)構(gòu)501，高密度封裝和同時(shí)遠(yuǎn)離該密度層結(jié)構(gòu)501的良好的傳熱被提供。

應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟，“一”或“一個(gè)”并不排除多個(gè)。結(jié)合不同實(shí)施例描述的元件也可以組合。還應(yīng)當(dāng)注意的是，權(quán)利要求中的參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明的實(shí)施不限于圖中所示和上面描述的優(yōu)選的實(shí)施例。相反，使用示出的解決方案和根據(jù)本發(fā)明的原理的多種變型即使在根本不同的實(shí)施例的情況下也是有可能的。