1.本发明总体上涉及电子封装件的技术领域。具体地,本发明涉及一种具有内部层叠置件的电子封装件,其中,在层叠置件的两侧部处均安装有部件。此外,本发明涉及一种对具有双侧安装式内部层叠置件的电子封装件进行制造的方法。
背景技术:2.在电子制造领域,不断需要使具有减小的结构尺寸的电子组件的产品功能增加。这种需求随着电子组件的不断小型化而得到满足,比如说例如通过小型电子(芯片)封装件来满足。
3.此外,在许多电子应用中,需要良好的高频(hf)兼容性。由于每个导体迹线至少对(小)电子封装件内的不希望的总阻抗产生一定的贡献,因此在这种封装件内需要短的电连接件。已知在电子封装件内实现短的电连接,其概念是将电子部件从双侧安装在一个尽可能薄的同一基板上。为了实现薄基板,可以采用所谓的无芯基板。这是一种在没有预固化芯的情况下制造的基板。
4.薄的无芯基板的缺点是其在机械上难以处理,尤其是对于大尺寸基板,例如对于所谓的系统中封装(sip)装置而言在机械上难以处理,系统中封装(sip)装置例如为处理器/存储器模块、射频(rf)模块、带有小芯片的模块。此外,薄无芯基板的不希望的翘曲是不希望的问题,特别对于电子封装件的制造过程而言是不希望的问题。因此,降低了这种电子封装件的生产良率。
5.实现具有短的内部电连接的小型电子封装件的另一种方法是将部件嵌入到基板(的腔)内的概念。然而,这个概念的缺点是从嵌入式部件散发的热量相对较小。因此,为了限制热量的产生,这种芯片只能以相对较小的处理速度进行工作。此外,与对部件进行表面安装相比,将部件嵌入需要显著更高的定位精度。
6.可能需要适用于双侧(表面)安装的小厚度基板,该基板具有与包括芯的较厚基板相似的高机械稳定性。
技术实现要素:7.这种需要可以通过根据本技术的技术方案来满足。
8.根据本发明的第一方面,提供了一种用于制造电子封装件的方法。所提供的电子封装件制造方法包括:(a)提供临时承载件;(b)在临时承载件上形成层叠置件,该层叠置件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个图案化电传导层结构,其中,层叠置件包括与临时承载件邻接的下表面和与下表面相反的上表面;(c)在层叠置件的上表面处安装至少一个第一部件;(d)在层叠置件的上表面处放置和/或结合第一框架结构,第一框架结构至少部分地围绕第一部件;(e)用第一涂覆材料覆盖第一部件,第一涂覆材料在空间上延伸到层叠置件的上表面;以及(f)从层叠置件移除临时承载件。层叠置件的下表面是平坦表面,而层叠置件的相反的上表面是不平坦表面。
9.所描述的电子封装件制造方法基于以下思想:在所有处理步骤期间,可以为层叠置件提供足够的机械稳定性。因此,在不产生操纵和/或翘曲问题或经受操纵和/或翘曲问题的情况下,层叠置件可以没有(预固化的)芯。作为替代方案或以组合的方式,层叠置件可以非常薄,例如小于350μm,并且优选地最好小于150μm。
10.从方法步骤的顺序可以看出,层叠置件的机械稳定性首先由临时承载件提供,该临时承载件可以由提供所需机械稳定性的任何材料制成。临时承载件的材料的示例可以是例如完全固化树脂、增强树脂、金属和/或玻璃。在已经移除临时承载件之后,机械稳定性主要由第一框架结构提供。然而,在临时承载件已被移除之后,第一部件和/或第一填充材料也可以对机械稳定性做出(通常很小的)贡献。
11.所描述的临时承载件可以是为随后的工艺步骤提供足够机械稳定性的任何结构,随后的工艺步骤当然包括特定的操纵以对这些工艺步骤进行控制。在一些实施方式中,临时承载件是具有芯的部件承载件,例如临时承载件是印刷电路板(pcb),或由金属和/或玻璃制成的机械板式结构。
12.贯穿本文件描述的第一部件和/或任何另外的部件可以选自包括以下的组:不导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体,优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光传导连接件)、光学元件(例如透镜)、电子部件或其组合。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或其他数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、电力管理部件、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、照相机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而,其他部件可以被嵌入在部件承载件中。例如,磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(例如铁磁元件、反铁磁元件、多铁性元件或亚铁磁元件,例如铁氧体磁芯)或者可以是顺磁元件。然而,该部件也可以是基板、中介层或另外的部件承载件,另外的部件承载件例如呈板中板构型。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,也可以使用以下其他部件作为部件:特别是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那些部件。
13.所描述的框架结构可以由以下任何材料制成:该材料提供足够的机械稳定性并且可以被处理成使得形成围绕第一部件的结构。第一框架结构可以包括环氧树脂,特别地增强型环氧树脂。由此,增强颗粒可以是玻璃球状部或玻璃织物。根据所选择的材料,第一框架结构可以通过减材制造过程形成,或通过任何合适的增材制造过程形成。
14.所描述的第一涂覆材料可以是适于以平顺的方式对第一部件进行涂覆而不存在机械应变或仅存在小的机械应变的任何材料。具体而言,可以使用具有适当杨氏模量的材料。此外,第一填充材料可以具有适配于以下各者的热膨胀系数(cte)的热膨胀系数:(i)第一部件、(i)第一框架结构和/或(i)用于电子封装件的任何其他材料。因此,不仅可以实现电子封装件的高机械稳定性,还可以实现电子封装件的高热稳定性。
15.应当指出,对第一部件进行安装的步骤(和/或对第二部件或另外的部件进行安装的任何可选的另外步骤)可以包括在以下两者之间建立电连接:(i)至少部分地由层叠置件的至少一个图案化电传导层结构形成的层叠置件(竖向的)贯通连接件与(ii)第一部件的端子。因此,可能已经被任何非导电材料潜在地隐藏的连接垫可以用任何合适的本身已知
的工艺而变成敞开可见的,已知的工艺例如为选择性化学和/或物理蚀刻、研磨或通过(激光)光辐射进行材料移除。当然,相同的考虑适用于使层叠置件的(竖向)贯通连接件是敞开可见的,层叠置件的(竖向)贯通连接件面向可选的第二部件的电端子,以用于与第二部件电连接。
16.这里提到可以通过任何已知的工艺来实现对层叠置件(竖向)贯通连接件的形成,已知的工艺例如为焊接、锡焊、施加烧结膏和热压粘合。
17.在一些优选实施方式中,连接垫的面向第一部件的必要的敞开可以与所描述的从层叠置件移除临时承载件来一起实现。
18.在本文件中,术语“平坦表面”可以理解为“空间上平坦的表面”或就平面度而言的平整表面。表面的平整度可以直接与邻接之前的临时承载件的平坦或平整的表面相关。平坦表面可以沿着横向延伸部(即,与层叠置件的竖向z方向或厚度方向垂直)包括图案化电传导层结构的互补表面部分和电绝缘层结构的表面部分。换言之,这意味着沿着图案化电传导层结构的升高部分之间的平坦表面间隙填充有电绝缘层结构的介电材料。
19.术语“不平坦表面”可以理解为空间上不平坦的表面,其中该表面的凹陷是由相对于参考平面凹入的表面部分产生的。因此,还存在相对于参考平面升高的凸起表面部分。这种不平坦表面(轮廓)可以例如通过减材工艺来实现,其中,与凹陷表面部分相关联的材料已经通过对应的图案化工艺来去除,并且该表面的升高是由没有通过图案化工艺来移除的表面部分而产生的。在这样的减材工艺中,可以实现材料移除,例如通过化学蚀刻过程来实现材料移除。
20.在本文中提到,所述不平坦表面也可以通过增材工艺来实现,其中例如形成有升高的铜结构。这意味着不平坦的表面的凹陷是由于没有另外的图案化(通过铜积层工艺,例如镀覆)而导致的,而表面的升高是由已经通过适当的(铜)积层工艺进行图案化的表面部分而产生的。提到与减材工艺相比,增材工艺允许产生更薄的铜迹线。因此,对于具有所谓“超高铜密度”的层叠置件而言,增材工艺是优选的。
21.本文提到的是,术语“上”和“下”可以分别指临时承载件和层叠置件相对于第一部件的初始取向。然而,应该清楚的是,在所描述的方法期间形成的中间结构可以特别地翻转180
°
以便于进行进一步处理,该中间结构包括这些组成部分,并且如果适用的话,中间结构和另外的组成部分例如可以特别地翻转180
°
以便于进行进一步处理。这意味着在这种经翻转的取向中,“上”将被理解为“下”,“下”将被理解为“上”。
22.根据本发明的一个实施方式,第一涂覆材料是第一填充材料,该第一填充材料整体地对存在于第一部件与第一框架结构之间的至少部分连通的空隙进行填充并且延伸到层叠置件中。这可以提供第一部件将以机械可靠的方式嵌入的优点。
23.第一填充材料可以是包括特定的弹性的材料,例如包括黏弹性的材料,使得(至少一个)第一部件将以机械平顺的方式被嵌入。在这种情况下,第一填充材料可以是例如弹性泡沫类型的材料,弹性泡沫类型的材料确保提供足够的膨胀空间,例如在温度发生变化或相应部件是在操作期间膨胀的部件(例如mems部件)的情况下提供足够的膨胀空间。只是为了清楚起见,需要指出的是,上面已经针对第一涂覆材料描述的材料示例也适用于第一填充材料。应该清楚的是,在本文件的上下文中,(第一)填充材料也代表(第一)涂覆材料。
24.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括将第二部件安装在层叠置件的下表
面处。这可以提供能够使所制造的电子封装件的集成密度和/或(电子)功能性增强的优点。
25.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括在层叠置件的下表面处放置和/或结合至少一个第二框架结构。第二框架结构至少部分地围绕第二部件。因此,所描述的第二框架结构可以对电子封装件的机械稳定性做出进一步的贡献。这在临时承载件已被移除之后尤其适用。
26.应提到的是,对于第二框架结构,可以使用与上述第一框架结构的材料相同的材料。对于上文提到的(减材或增材)制造过程也是如此。在优选实施方式中,两个框架结构由相同的材料制成和/或用相同的制造过程制造。这可以减少用于电子封装件的不同材料的数目并且使制造过程的复杂性降低。因此,所描述的方法可以很容易地实施。
27.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括用第二涂覆材料覆盖第二部件,第一涂覆材料在空间上延伸到层叠置件的下表面;其中特别地,第二涂覆材料是第二填充材料,存在于第二部件与第二框架结构之间的空隙被第二填充材料填充。这可以提供如下优点:所制造的电子封装件在其下部部分处还可以具有高机械性和/或热稳定性。
28.在一些实施方式中,第二涂覆材料是第二填充材料,存在于第二部件与第二框架结构之间的空隙被第二填充材料填充。
29.在优选实施方式中,第一涂覆材料或第一填充材料分别与第二涂覆材料或第二填充材料相同。这意味着所得到的电子封装件不仅可以具有结构对称构型,还可以具有关于所使用材料的对称构型。因此,可以降低(层叠置件的)不需要的翘曲,该翘曲例如是由温度变化导致的。
30.根据本发明的另一个实施方式,该方法还包括(a)在用第一涂覆材料对第一部件进行覆盖之后并且在安装第二部件之前,在第一部件的上表面处和/或在第一框架结构的上表面处,附接另外的临时承载件;以及(b)在安装第二部件之后,移除另外的临时承载件。
31.所描述的另外的临时承载件可以是与临时承载件相似或相同的结构。在几何结构和/或用于实现另外的临时承载件的材料方面,与临时承载件相似或相同。具体地,另外的临时承载件也为随后的工艺步骤提供了足够的机械稳定性,这些随后的工艺步骤当然包括一定的操纵以对这些工艺步骤进行控制。
32.在一些实施方式中,另外的临时承载件(单独地)与临时承载件相同。这意味着在将临时承载件附接在与另外的临时承载件相反的另一侧处之前,必须首先移除临时承载件。通过这种方法,实现了对临时承载件的有利的重复使用。
33.需要指出的是,可以使所描述的电子封装件扩展成具有(另外的)积层式层结构。当在电子封装件的第一外表面处形成积层式层结构时,明显的是,在形成之前,必须将附接至该第一外表面的临时承载件移除。在一些实施方式中,当在对扩展的电子封装件进行制造的这个阶段处存在其他另外的临时承载件或相同的临时承载件,其他另外的临时承载件或相同的临时承载件随后被附接至电子封装件的相反的第二外表面。这种方法可以重复多次,从而可以在电子封装件的相反的两个主外表面处逐步交替地形成若干(附加的)积层式层结构。
34.在迄今为止制造的电子封装件的相反的第二外表面处使用其他的或相同的临时承载件的优点可以是可以提高制造期间的精确度。此外,应提到的是,在连接垫逐渐减少的情况下对部件进行附接可以是优选的,因为可以实现更高的制造精度。
35.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括(i)使第一部件的上表面和第一框架结构的上表面平面化,以及/或者(ii)使第二部件的下表面和第二个框架结构的下表面平面化。
36.在上下文中,“平面化”特别地可以意味着:相应的上表面相对于与层叠置件的层的主表面平面垂直的(竖向)z方向处于同一水平。例如通过以下方式可以实现平面化:通过研磨或在pcb制造领域中已知的任何其他材料移除工艺。平面化的总体表面或整体表面可以提供可以在相应的外表面处容易地形成另外的积层式层(build-up layers)的优点。这有利于对电子封装件的结构和功能上的扩展,以使得电子封装件具有另外的层,以及在适用的情况下具有另外的部件。
37.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括:(a)在层叠置件的上表面处安装至少一个另外的第一部件;(b)在层叠置件的上表面处放置和/或结合另外的第一框架结构,另外的第一框架结构至少部分地围绕另外的第一部件;(c)在层叠置件的下表面处安装至少一个另外的第二部件。在优选实施方式中,该方法还包括(d)在层叠置件的下表面处放置和/或结合另外的第二框架结构,另外的第二框架结构至少部分地围绕另外的第二部件。
38.以所描述的方式对另外的第一部件和另外的第二部件进行处理可以提供以下优点:制造两个电子封装件的过程可以是并行化的。因此,不需要使同时执行的处理步骤的数目增加。因此,可以以高效的方式制造实际上多个电子封装件中的两个电子封装件。
39.描述性地说,根据这里描述的实施方式,具有安装在(薄且无芯)的层叠置件的相反两侧上的两个部件的所述电子封装件与至少一个另外的电子封装件一起基于所谓的面板级来制造,其中,多个电子封装件形成在大面板(无芯)pcb上或大面板(无芯)pcb内。在使各个电子封装件在整个pcb面板内的形成完成之后,必须执行一个或更多个单体化过程,以便最终得到包括期望数目的第一部件和/或第二部件的各个电子封装件。
40.根据本发明的另外的实施方式,该方法还包括(i)用第一填充材料对存在于另外的第一部件与另外的第一框架结构之间的空隙进行填充;以及/或者(ii)用第二填充材料对存在于另外的第二部件与另外的第二框架结构之间的空隙进行填充。在优选实施方式中,第一填充材料和第二填充材料是相同的或至少包括相同的介电材料。所描述的空隙填充可以提供以下优点:可以沿着宽横向延伸部提供高机械稳定性和/或热稳定性。所描述的空隙填充可以借助于以下已知的方法来实现:例如,分配、喷墨施用(3d打印)和层压。
41.根据本发明的另一方面,提供了用于对至少两个单独的电子封装件进行制造的方法。这种多封装件制造方法包括:(a)执行上述方法,其中至少一个另外的第一部件和至少一个另外的第二部件被处理;以及(b)执行至少一个单体化处理,使得制造的电子封装件被分离成至少(i)单独的电子封装件,该单独的电子封装件包括层叠置件的一部分、第一部件、第二部件、第一框架结构和第二框架结构;以及(ii)另外的单独的电子封装件,另外的单独的电子封装件包括层叠置件的另外的部分、另外的第一部件、另外的第二部件、另外的第一框架结构以及另外的第二框架结构。
42.所描述的用于制造至少两个单独的电子封装件的方法是基于这样的思想:即原则上可以通过并行地(表面)安装若干部件,以及以所谓的面板尺寸级(panel size level),在同一薄(无芯)pcb处并行地分别放置若干框架结构、形成若干框架结构,制造大量单独的电子封装件。对于各个电子封装件进行单个化,可以采用通常的锯切常规方式,例如用机械
锯和/或激光切割进行锯切。
43.根据本发明的另外的方面,提供了电子封装件。所提供的电子封装件包括(a)层叠置件,该层叠置件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个图案化电传导层结构,并且层叠置件至少部分地形成多个层叠置件贯通连接件,多个层叠置件贯通连接件至少部分地从层叠置件的上表面延伸至层叠置件的下表面,其中,层叠置件贯通连接件在空间上被布置成具有层叠置件密度;(b)至少一个第一部件,至少一个第一部件被安装在层叠置件的上表面处;以及(c)第一框架结构,第一框架结构被放置在层叠置件的上表面处,第一框架结构至少部分地围绕第一部件,其中第一框架结构包括至少部分地延伸穿过第一框架结构的多个第一框架贯通连接件,其中,第一框架贯通连接件在空间上布置成具有小于层叠置件(空间上)密度的第一密度。第一部件被覆盖有第一涂覆材料,该第一涂覆材料在空间上至少部分地延伸到位于第一框架结构处或第一框架结构内的空隙中,以及第一涂覆材料在空间上至少部分地延伸到位于层叠置件处或层叠置件内的空隙中。另外,层叠置件的下表面为平坦表面,而层叠置件的相反的上表面为不平坦表面。
44.所描述的电子封装件是基于这样的想法:即可以包括环氧树脂、特别地包括增强环氧树脂的第一框架结构提供足够的机械稳定性,使得(中间)层叠置件可以以无芯的方式实现。如上面已经提到的,“无芯”可以特别地指层叠置件没有芯层,该芯层在制造方法期间(并且不仅在制造方法结束时)已经是预固化的芯。因此,层叠置件以及当然还有整个电子封装件可以非常薄。这也可以增加在竖向方向上的集成密度,该竖向方向即与层叠置件的层的主表面垂直。
45.层叠置件、相应的层叠置件贯通连接件可以用于将至少第一部件和/或第二部件进行电连接。因此,第一部件和/或第二部件可以具有布置成彼此靠近的电端子,因此,电端子的横向间距(显著)小于形成在电子封装件的其他部分内、特别地形成在第一框架结构内的电连接结构的任何横向间距。因此,层叠置件可以表示用于便于至少第一部件和/或第二部件的电连接的所谓的再分布层(rdl)。
46.所描述的电子封装件可以适于(表面)安装在更大的印刷电路板(pcb)上,该印刷电路板例如为母板。因此,该pcb与所述电子封装件之间的空间电连接密度可以小于第一框架贯通连接件的(内部)空间电连接密度。
47.根据本发明的实施方式,电子封装件还包括电接口,该电接口将层叠置件贯通连接件中的至少一个层叠置件贯通连接件与第一框架贯通连接件中的至少一个第一框架贯通连接件进行连接。
48.电接口可以是任何电结构,该电结构将以下两者直接地或间接地连接:(i)被分配至层叠置件的图案化电传导层结构的至少一个导体迹线与(ii)被分配至第一框架结构的图案化电传导层结构的至少一个其他导体迹线。与现有技术的连接方法相比,电连接不是通过(金属化的)过孔实现的。作为替代方案,可以使用传导层,传导层布置在层叠置件与第一框架结构之间并且将(i)层叠置件的电传导层结构与(ii)第一框架结构的电传导层结构进行间接电连接。这种间接连接可以通过以下方式实现:例如通过焊膏、焊接化合物、烧结膏或烧结垫。
49.应提到的是,存在直接(电)连接的可能性,例如通过热压结合和/或超声波结合来实现直接连接。在那种情况下,不需要提供布置在层叠置件与第一框架结构之间的物理传
导层,并且电接口不是物理结构而是由(i)层叠置件的电传导层结构和/或(ii)第一框架结构的电传导层结构提供的功能特征。
50.应提到的是,关于层叠置件的电连接的相同考虑也适用于第二框架结构,该第二框架结构是下文关于电子封装件的另外的实施方式所描述的。
51.根据本发明的另外的实施方式,电子封装件还包括安装在层叠置件的下表面处的第二部件。所描述的第二(电子)部件可以使电子封装件的功能提高。
52.根据电子封装件的另外的实施方式,第一部件被形成第一保护层的第一填充材料围绕,并且第一腔的位于第一部件与层叠置件之间的区域是第一空隙。替代性地或组合地,第二部件被形成第二保护层的第二填充材料围绕,并且第二腔的位于第二部件与层叠置件之间的区域是第二空隙。
53.描述性地讲,在该实施方式中,两个腔没有(完全)被填充有介电材料,从而仍然存在未填充的空隙。这可以提供(至少对于相同的应用)以下优点:在第一部件/第二部件是有源部件的情况下,有源部件在操作期间可以膨胀(例如,mems部件和/或在操作期间呈现出温度变化的部件),第一部件/第二部件将有足够的空间进行必要的膨胀。
54.第一保护层/第二保护层可以是相对薄的保护层,相对薄的保护层由导电和导热材料(例如铜、石墨烯)或作为防潮层的疏水性材料制成,疏水性材料例如为ptfe,其等于特氟隆(teflon)。根据具体应用,可以为第一保护层/第二保护层选择合适的材料。
55.在优选实施方式中,第一保护层形成以下两者:层叠置件的一部分和第一框架结构的一部分。
56.需要指出的是,在这种方法中,第一保护层/第二保护层包括被分配至层叠置件和相应的框架结构两者的至少一个部分。因此,第一保护层/第二保护层没有排他地在与层叠置件的上表面/下表面平行的平面内延伸,而是(也)沿着与这些表面垂直的方向延伸。另外指出,同样在这种方法中,与现有技术的嵌入相比,不需要使相应的部件必须放置在完全平坦的表面上。相反,所描述的第一保护层/第二保护层也可以填充至少一些与层叠置件的相应表面的不平整度相关的空隙。
57.根据本发明的另外的实施方式,电子封装件还包括另外的层叠置件,另外的层叠置件(至少部分地)形成在第一框架结构处并且包括至少一个另外的电绝缘层结构和至少一个另外的图案化的电传导层结构,并且另外的层叠置件至少部分地形成多个另外的层叠置件贯通连接件,多个另外的层叠置件贯通连接件从另外的层叠置件的上表面延伸至另外的层叠置件的下表面,其中,另外的层叠置件贯通连接件在空间上布置成具有高于第一密度的另外的层叠置件密度。
58.在本文中,所描述的密度即至少(另外的)层叠置件密度和第一密度是与相应的贯通连接件相对于以下平面的空间布置相关的几何特性:该平面与主平面对应或与主平面平行,主平面相应地为层叠置件的层的主表面。这意味着这些平面具有与层叠置件的层的平面延伸部平行的二维延伸部。
59.应提到的是,并不要求所描述的密度在确定密度的区域内在空间上是恒定的。具体地,两个(相邻)独立(竖向)贯通连接件之间的间距可以不同于两个其他(相邻)独立(竖向)贯通连接件之间的间距。然而,对于不等距排列的贯通连接件,当然也存在平均(空间)密度。因此,在本文件的上下文中,术语“密度”也可以意味着“平均密度”。
60.应提到的是,另外的层叠置件还可以形成用于第一部件的rdl和/或用于安装在这种另外的层叠置件处的任何其他部件的rdl。另外的层叠置件贯通连接件的(平均)密度可以与层叠置件贯通连接件的(平均)密度相同或可以不同。然而,两个层叠置件贯通连接件都布置成比第一框架贯通连接件具有更高的(空间)密度。
61.根据本发明的另外的实施方式,电子封装件还包括至少一个第三部件,至少一个第三部件被安装在第一框架结构处并且与第一框架贯通连接件电连接。这可以提供这样的优点:即电子封装件一方面可以具有高度的功能性,而另一方面可以具有空间紧凑的设计。就此而言,应该认识到,在本实施方式中,第一框架结构不仅用作用于在制造期间增加电子封装件的稳定性的机械结构,而且还用于通过第一框架贯通连接件为第三部件提供适当的电连接。
62.在一些实施方式中,第三部件安装在另外的层叠置件处,使得另外的层叠置件位于第一部件与第三部件之间。
63.所描述的第三部件可以是可以增加电子封装件的功能的任何部件。第三部件的端子的(空间)密度通常可以较低,使得第三部件可以与如上所述具有相对低(空间)密度的第一框架贯通连接件进行电连接。
64.根据本发明的实施方式,电子封装件还包括第二框架结构,第二框架结构被放置在层叠置件的下表面处,第二框架结构至少部分地围绕第二部件。第二框架结构包括多个第二框架贯通连接件,多个第二框架贯通连接件至少部分地延伸穿过第二框架结构。第二框架贯通连接件在空间上布置成具有小于层叠置件(空间)密度的第二密度。替代性地或组合地,第二部件被容置在至少部分地由第二框架结构形成的第二腔内,其中,存在于第二腔内的空隙至少部分地被第二填充材料填充,并且优选地完全地由第二填充材料填充。优选地,第二填充材料形成以下两者:层叠置件的一部分和第二框架结构的一部分。
65.所描述的第二框架结构可以提供使电子封装件的机械稳定性增强的优点。特别地,第二框架结构可以专门地保护第二部件。因此,整个电子封装件的操作可靠性将得到提高。
66.与第一框架结构相比,第二框架结构可以由相同的材料制成和/或可以包括相同的厚度。在第一部件和第二部件具有相同横向尺寸的情况下,两个框架结构的不仅厚度而且整个横向尺寸可以是相同的。
67.第一填充材料/第二填充材料可以机械地保护第一部件/第二部件,使得可以实现所述电子封装件的高可靠性(即使在恶劣的环境条件下)。此外,由于(介电的)填充材料通常具有低导热性,因此可以保护相应的嵌入部件免受环境高温的影响。这特别地在嵌入式部件是电子无源部件的实施方式中可能是有利的。
68.在优选的应用中,第一填充材料形成以下两者:层叠置件的一部分和第一框架结构的一部分。替代性地或组合地,第二填充材料形成以下两者:层叠置件的一部分和第二框架结构的一部分。应当指出,填充材料被分配给层叠置件和相应的框架结构两者的这种方法与对部件进行嵌入的现有技术完全不同,在现有技术中,相应的部件必须被放置在完全平整或平坦的表面上。在这种方法中层叠置件的相应表面可能不是平整的或平坦的,而是不平坦的,例如由于空间图案化,例如由于叠置件的电传导层结构的相应图案化,使得层叠置件的相应表面是不平坦的。与层叠置件的相应表面的不平整度相关的空隙将被填充有相
应的填充材料,这使得相应部件在所有几何侧面的可靠嵌入。
69.根据本发明的另外的实施方式,层叠置件贯通连接件和/或另外的层叠置件贯通连接件具有小于8μm(=8
×
10-6
m)的线间距,并且第一框架贯通连接件布置成具有以下线间距:大于15μm(=15x 10-6
m)的线间距,以及特别地大于25μm(=25x 10-6
m)的线间距。
70.在另外的实施方式中,层叠置件的电绝缘层和可选地另外的电绝缘层结构包括或由以下材料中的至少一种材料制成:聚酰亚胺(pi);聚酰胺;聚(对苯撑-2,6-苯并二恶唑)(pbo);苯并环丁烷(bcb)的聚合物;苯酚的聚合物;味之素积层膜(abf);非增强树脂,非增强树脂例如为环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂氰酸酯树脂;聚苯衍生物;液晶聚合物(lcp);环氧基积层膜;聚四氟乙烯(ptfe、);可光成像的介电材料。特别是对于高频应用,高频材料比如聚四氟乙烯(ptfe、teflon)、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低、极低或超低dk材料可能被实施为电绝缘层结构。
71.所有这些电绝缘材料都具有高抗拉强度、低杨氏模量和优异的热稳定性以及相应的良好的耐热性。因此,这些电绝缘材料可以为所述电子封装件的高机械稳定性和热稳定性提供相对较大的贡献。这不仅在操作期间适用,而且在对电子封装件的制造期间适用。
72.特别地,所提到的abf可以提供以下优点:abf包括低热膨胀系数(cte)、低杨氏模量、低介电损耗因数(df)、低吸水率以及在偏置的高加速应力测试(hast)中具有良好可靠性。在这种情况下,abf的另外的优点可能是低迁移性能和低电流/低电腐蚀。
73.在另外的实施方式中,第一框架结构和/或第二框架结构还包括用于电绝缘层的上述材料中的至少一种材料,或者由用于电绝缘层的上述材料中的至少一种材料制成。
74.可以用于对环氧树脂进行增强的玻璃颗粒可以例如是玻璃球。然而,也可以使用(普通)玻璃纤维。
75.在一些实施方式中,(i)第一框架结构具有与第一部件相同的厚度或第一框架结构比第一部件厚。替代性地或组合地,第二框架结构具有与第二部件相同的厚度,或第二框架结构比第二部件更厚。这意味着第一框架结构/第二框架结构至少与相应的第一部件/第二部件一样厚。如果部件和框架结构具有相同的厚度,则在第一框架结构和第一部件的上表面处自动提供了具有共同表面平面的优点。这有利于进一步扩展所描述的电子封装件,使得电子封装件具有作为上部积层结构的另外的(功能)层。在第一部件/第二部件比相应的框架结构薄的情况下,高度上的这种差异可以通过上述填充物或涂覆材料来补偿,利用该填充物或涂覆材料(精确地)填充到框架结构的高度。
76.在本文中,应提到的是,积层结构可以是任何层结构,特别地是层压式层结构,层压式层结构使电子封装件沿高度方向或厚度方向扩展。层的功能性可以例如通过另外的嵌入式部件和/或通过电连接结构的传导部分来实现,电连接结构的传导部分例如为所谓的再分布层结构。
77.在一些实施方式中,上部积层结构和/或可能存在的下部积层结构可以包括热传导材料或涂覆部。这种“积层结构材料”可以允许改进整个电子组件的热管理,特别地在电子组件运行时改进整个电子组件的热管理。
78.根据用于所述积层式层结构的常用坐标系,厚度是沿着与各个层的主表面平面垂直的方向测量的。
79.在一些实施方式中,层叠置件比第一框架结构薄。替代性地或组合地,层叠置件比
第二框架结构更薄。这可能意味着到目前为止,对电子封装件的机械稳定性的最大贡献是由框架结构提供的。这可以提供这样的优点:即可以进一步减小层叠置件的厚度,使得第一部件与第二部件之间的电连接件的长度可以最小化。正如上文已经提到的,这可能会导致电子封装件具有出色的hf性能。
80.在一些实施方式中,层叠置件贯通连接件中的至少一些层叠置件贯通连接件与第一框架贯通连接件中的至少一些第一框架贯通连接件电连接。替代性地或组合地,层叠置件贯通连接件中的至少一些层叠置件贯通连接件与第二框架贯通连接件中的至少一些第二框架贯通连接件电连接。这也可以提供以下优点:还可以提供竖向电连接件,该竖向电连接件围绕第一部件和/或第二部件,以及/或者绕过第一部件和/或第二部件。因此,可以增加电子封装件内的布线密度,并且可以给予很大的设计自由度以用于对至少一个另外的部件进行电连接,至少一个另外的部件位于形成在第一部件上方或相应的第一框架结构的上方的积层式层结构内,或者位于形成在第二部件下方、相应的第二框架结构的下方的积层式层结构内。
81.需要指出的是,所描述的框架贯通连接件可以由例如机械钻孔或激光钻孔来形成。根据所采用的钻孔过程,这些框架贯通连接件的形状可以是直的(机械钻孔)或锥形的(激光钻孔)。因此,框架贯通连接件的形状用于指示所使用的钻孔方法。
82.根据本发明的另外的实施方式,电子封装件还包括形成在第一部件和第一框架结构上方的第一积层结构。替代性地或组合地,电子封装件还包括形成在第二部件和第二框架结构下方的第二积层结构。
83.对于所描述的(附加的)积层结构中的每个积层结构,可以向电子封装件提供另外的功能。因此,每个积层结构可以包括具有任何合适的顺序的至少一个电绝缘层结构和至少一个(图案化)电传导层结构。此外,另外的部件也可以嵌入到相应的积层结构内,如果适用的话,另外的部件相应地被框架结构围绕并且可选地用合适的填充材料对空隙进行填充。
84.应注意的是,已经参考不同的主题描述了本发明的实施方式。特别地,已经参考方法类型的权利要求描述了一些实施方式,而参考设备类型的权利要求描述了其他实施方式。然而,本领域技术人员将从上文描述和以下描述中得知,除非另有说明,除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外,还包括与不同主题相关的特征之间的任何组合,特别地方法类型的权利要求的特征和设备类型的权利要求的特征之间的组合被认为通过本文公开。
85.在下文中,为了更好地理解本文中描述的技术,下面将提供附加的技术信息:
86.术语“部件承载件”可以用作临时承载件,部件承载件可以特别地表示能够经由其他(层)结构在该部件承载件上容置一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接性的任何支撑结构。换句话说,部件承载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,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结合有以上提及的类型的部件承载件中的不同类型的部件承载件的混合板。
87.根据所描述的电子封装件的层叠置件,部件承载件还可以包括叠置件,叠置件具有至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构。例如,部件承载件可以是电绝缘层结构(多个电绝缘层结构)和电传导层结构(多个电传导层结构)特别地通过施加机械压力和/
或热能而形成的层压件。所提及的叠置件可以提供板状的部件承载件,该部件承载件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。术语“层结构”可以特别地表示在同一平面内的连续层、图案化层或多个非连续的岛状件。
88.部件承载件可以被成形为板。此外,部件承载件可以构造为印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层中的一者。
89.部件承载件可以是层压型部件承载件。在这种实施方式中,部件承载件是多个层结构的组合物,多个层结构通过施加压力和/或热而叠置和连接在一起。
90.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由施加压力和/或供给热能而将若干电传导层结构与若干电绝缘层结构层压而形成的板状部件承载件。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。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压件的通孔,并且通过用电传导材料(特别是铜)填充这些孔,由此形成作为通孔连接部的过孔,可以以期望的方式将各电传导层结构彼此连接。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件以外,印刷电路板通常构造成用于在板状印刷电路板的一个表面或两个相反的表面上容置一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可以通过焊接连接至相应的主表面。pcb的介电部分可以包括具有增强纤维(比如玻璃纤维)的树脂。
91.在本技术的上下文中,术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于pcb,基板可以是相对较小的部件承载件,该部件承载件上可以安装有一个或更多个部件,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(比如裸晶片)——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包括具有增强颗粒(比如为增强球体,特别是玻璃球体)的树脂。
92.基板或中介层可以包括以下各者或由以下各者构成:至少一层玻璃、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)、或聚合物化合物如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯功能的聚合物。
93.用于实现本文中描述的本发明的实施方式的电绝缘层结构可以包括以下各者中的至少一者:树脂(比如增强树脂或非增强树脂,例如环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂)、氰酸酯树脂、聚亚苯基衍生物(比如烷基聚苯醚(appe))、玻璃(特别地玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸料(比如fr4或fr5)、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、)、陶瓷和金属氧化物。也可以使用增强结构,比如例如网状部、纤维或球状件,例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构。虽然预浸料特别是fr4通常对于刚性的pcb是优选的,但也可以使用其他材料,特别是环氧基积层膜或可光成像介电材料。对于高频的应用,诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂之类的高频材料可能是优选的,低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低、极低或超低dk材料可以在部件承载件中被实现
为电绝缘层结构。
94.用于实现在本文中描述的本发明的实施方式的图案化电传导层结构可以包括铜、铝、镍、银、金、钯和钨中的至少一者。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,特别是涂覆有超导材料比如石墨烯。
95.可以选择性地将表面修整部施加至层叠置件的暴露的电传导表面部分、潜在积层的层和/或所述电子封装件的任何部件承载件。这种表面修整部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(诸如垫、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。如果不保护这种暴露的电传导层结构,然后,暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)就可能氧化,从而使部件承载件的可靠性较低。然后,可以将表面修整部形成为例如表面安装的部件与部件承载件之间的接合部。表面修整部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)并且例如通过焊接来实现与一个或更多个部件的结合过程的功能。用于表面修整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(特别地硬金)、化学锡、镍金、镍钯、化学镍浸钯浸金(enipig)等。
96.以上限定的方面和本发明的另外的方面从下文中要描述的实施方式的示例是明显的并且参考实施方式的示例进行说明。下文中将参考实施方式的示例更详细地描述本发明,然而本发明不限于这些示例。
附图说明
97.图1a至图1n示出了在制造根据本发明实施方式的电子封装件时由各个生产步骤产生的中间产品。
98.图2a、图2b和图2c分别示出了叠置式电子封装件、单体化叠置式电子封装件和经屏蔽的单体化叠置式电子封装件。
99.图3示出了叠置式电子封装件,其中两个部件分别被同一框架结构围绕。
100.图4a和图4b示出了电子封装件,其中第一部件和第二部件被容纳在敞开的腔内。
101.图5a至图5e示出了根据本发明实施方式的各个电子封装件。
具体实施方式
102.附图中的图示是示意性的。需要注意的是,在不同的附图中,相似或相同的元件或特征被提供有相同的附图标记,或所提供的附图标记与对应附图标记仅在第一数位不同。为了避免不必要的重复,已经相对于先前描述的实施方式阐明的元件或特征在说明书的后面位置处不再阐明。
103.此外,比如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等空间相关术语用于描述在附图中使出的一个元件相对于另一个元件的关系。因此,空间相对术语可以应用于使用时的取向,该取向可以不同于图中描绘的取向。显然,所有这种空间相对术语是指图中所示的取向仅为了便于描述,并且不一定是限制性的,因为根据本发明的实施方式的装置在使用时可以采用与图中所示的取向不同的取向。
104.图1a至图1n示出了根据本发明实施方式的用于制造电子封装件的方法。图示包括由制造方法的各个制造步骤产生的几种中间产品。
105.从图1a可以看出,该方法从提供临时承载件110a开始。根据这里描述的实施方式,
临时承载件110a是由完全固化的树脂制成的比较坚硬的结构,该树脂可以通过例如玻璃纤维件来增强。在其他实施方式中,临时承载件可以是玻璃板、陶瓷板、金属片材、复合材料或具有适当物理特性的任何材料。在临时承载件110a的上(平坦)表面上,形成有电传导层结构122。该结构122非常薄,例如结构122仅1nm,可以通过物理沉积(例如物理气相沉积)或化学沉积(例如非电镀覆)形成。此外,该结构122被图案化使得形成有多个连接垫和/或导体迹线。在图1a中,所得到的结构以“(a1)”命名。
106.接着,在临时承载件110a的上表面上、在电传导层结构122的图案化件之间形成有电绝缘层结构124。所得到的结构以“(a2)”命名。
107.在接下来的本身已知的工艺步骤中,形成有附加的电绝缘层结构和电传导层结构,从而形成层叠置件120。从图1a的底部图像可以看出,层叠置件120包括至少两个电绝缘层结构124和至少两个图案化电传导层结构122。另外,下部电传导层结构122的传导件中的至少一些传导件分别借助于例如金属化过孔之类的竖向互连元件而与上部电传导层结构122中的至少一个传导件电连接。在本文中,这些竖向互连元件被命名为层叠置件贯通连接件126。所得到的结果在图1a中以“(a3)”命名。
108.在层叠置件120的主表面内,层叠置件贯通连接件126在空间上布置成彼此靠近,例如布置成具有小于10μm的(平均)细微线间距(fls)。因此,层叠置件贯通连接件126在与层叠置件120的主表面平行的(水平)平面内的(平均)集成密度是相对较高的。
109.图1b示出了下一个处理步骤的结果,其中第一部件130a被表面安装在层叠置件120的上表面处。由此,第一部件130a的端子132与层叠置件120的上部图案化的电传导层结构122的预定连接垫电连接。
110.根据这里描述的实施方式,与第一部件130a一起,在层叠置件120的上表面处(表面)安装有另外的第一部件130a'。因此,第一部件130a和另外的第一部件130a'被放置成彼此紧挨着,并且第一部件130a与另外的第一部件130a'之间具有特定的间距。此外,另外的第一部件130a'以适当的方式与上部图案化的电传导层结构122电连接。在图1b以及后续的图1d至图1n中,仅示出了另外的第一部件130a'的一部分。
111.图1c图示了第一框架结构140a的制造,该第一框架结构140a随后用于进一步处理图1b中所示的结构。从上图部分“(c1)”可以观察到,例如预浸材料之类的绝缘层144设置有两个图案化的电传导层142,电传导层142分别形成在绝缘层144的下表面处。
112.如上文提到的,绝缘层144也可以是包括(铜)导体结构的叠置件或包括具有(铜)导体结构的叠置件。然而,如上所述,与层叠置件120相比,导体密度较低。
113.从中间图部分“(c2)”可以看出,第一框架贯通连接件146形成在两个传导件之间,第一框架贯通连接件146形成在上电传导层142的一个传导件与下电传导层142的一个传导件之间。
114.接着,从下图部分“(c3)”可以看出,在绝缘层144内形成有开口148。这可以例如通过激光切割或任何适当的蚀刻过程来完成,其中,应用适当的掩模以实现空间上的选择性蚀刻。
115.图1d示出了下一过程步骤的结果,其中,第一框架结构140a被组装在层叠置件120处。这是以第一部件130a位于开口148内的方式完成的。此外,虽然在图1c的图像部分中未示出,形成第一框架结构140a的层叠置件结构还设置有第二开口。该第二开口在几何形状
上适配于图1b中所示的另外的第一部件130a'的尺寸和位置。因此,在组装之后围绕另外的第一部件130a'的层叠置件结构的部分在本文中被命名为另外的第一框架结构140a'。
116.从图1d可以看出,在层叠置件的过孔与第一框架结构140a的过孔之间设置有电接口128。根据这里描述的示例性实施方式,该电接口是由传导层(的一部分)实现的物理结构。该传导层可以例如通过焊膏、焊接化合物、烧结膏等来实现。因此,上述两个过孔之间是间接连接的。
117.图1e示出了下一工艺步骤的结果,其中在第一部件130a与第一框架结构140a之间存在的空隙以及在另外的第一部件130a'与另外的第一框架结构140a'之间存在的空隙是用第一填充材料150a填充的。应提到的是,第一填充材料150a(以及本文中描述的其他填充材料)是介电材料。此外,如上文已经提到的,(介电的)第一填充材料150a可以是适合于以机械平顺的方式将第一部件130a和另外的第一部件130a'嵌入的任何材料,即,即使在不同的温度条件下,也没有机械应变或仅有很小的机械应变。
118.接下来,从图1f可以看出,根据这里描述的示例性实施方式,临时承载件100a被移除并且另外的临时承载件110b被附接在目前为止制造的结构的另一侧处,该目前制造的结构包括层叠置件120、第一部件130a、130a'以及第一框架结构140a、140a'。通常,另外的临时承载件110b在结构上与临时承载件110a相同。然而,为了减少浪费,临时承载件110a可以被再次用作另外的临时承载件110b。
119.应指出的是,实际上目前为止制造的结构被翻转了180
°
,使得另外的临时承载件110b被再次定位在底部处。由此,可以更容易地执行以下制造步骤(在重力的帮助下)。然而,为了便于说明,这里没有示出这种有益的翻转。
120.图1g示出了下一个工艺步骤的结果,其中第二部件130b和另外的第二部件130b'被表面安装在层叠置件120处。再次,需要注意对第二部件130b、130b'的所有连接端子132进行正确电连接。因此,第一部件130a、130a'被安装在层叠置件120的一个主表面处,并且第二部件130b、130b'被安装在层叠置件120的相反的另一主表面处。
121.图1h示出了下一个工艺步骤的结果,其中第二框架结构140b和(同时)另外的第二框架结构140b'被组装在层叠置件120处。这是以这样的方式完成的:第二部件130b由第二框架结构140b围绕并且另外的第二部件130b'被另外的第二框架结构140b'围绕。
122.图1i示出了下一个工艺步骤的结果,其中在第二部件130b与第二框架结构140b之间存在的空隙以及在另外的第二部件130b'与另外的第二框架结构140b'之间也存在的空隙被填充有第二填充材料150b。根据这里描述的实施方式,第二填充材料150b与第一填充材料150a相同。在其他实施方式中,第二填充材料可以不同于第一填充材料。然而,两种填充材料都是介电材料。
123.接下来,从图1j可以看出,另外的临时承载件110b被移除。现在提供的结构可以是根据本发明实施方式的电子封装件100的最简单的构型。
124.接下来,从图1k可以看出,临时承载件被附接至电子封装件100的一个主表面。该临时承载件可以是新的临时承载件或是重复使用的临时承载件,该临时承载件用附图标记110c表示。此外,临时承载件110c用于在另外的制造步骤期间提供机械稳定性。
125.接下来,从图1l可以看出,在第一部件130a、130a'的上表面和第一框架结构140a、140a'处形成有另外的层叠置件160。根据层叠置件120,叠层160还包括至少一个电绝缘层
结构164、至少一个图案化的电传导层结构162、以及若干层叠置件贯通连接件166,若干层叠置件贯通连接件根据这里描述的实施方式在空间上布置成分别具有小于10μm的较小fls的高密度。
126.图1m示出了下一个工艺步骤的结果,其中第三部件130c和另外的第三部件130c'被表面安装在层叠置件160处。同样,需要注意对第三部件130c、130c'的所有连接端子132的正确电连接。
127.图1n示出了下一工艺步骤的结果,其中第三框架结构140c和(同时)另外的第三框架结构140c'被组装在另外的层叠置件160处。这也以如下方式完成:第三部件130c被第三框架结构140c围绕并且另外的第三部件130c'被另外的第三框架结构140c'围绕。因此,第三框架结构140c、140c'和所容纳的第三部件130c、130c'可以被视为代表图1j中所示的电子封装件100的功能积层部。
128.应提到的是,在图1n中可以看到的第三部件130c、130c'周围的空隙当然可以用适当的填充材料填充。由于这种通常也称为“底部填充”的过程本身是本领域技术人员众所周知的,因此在本上下文中没有说明另外的细节。
129.这里描述的实施方式的一个重要方面是,已经在图1a中示出的临时承载件110a的结构为以下图中所示的后续积层式层提供了必要的刚度。至少一个部件被组装(面朝下)在第一积层部的上方,这里至少一个部件是第一部件30a,第一积层部是层叠置件120。之后,空隙通过本身已知的层压工艺被至少部分地填充(参见图1e)。这种空隙填充层压将层叠置件120的机械稳定性提高到这样的程度:使层叠置件120具有足够的刚度,使得临时支撑结构可以被移除而不会遭受不希望的变形或翘曲。与需要相对厚(固化)芯结构的已知工艺相比,通过这种方法可以使用更薄的层叠置件。叠置件120可以是例如非常薄的,即所谓的超高密度层(uhdl)。此外,框架结构140也由高密度层组成或可以包括高密度层,但是与层叠置件120内的相应密度相比,框架结构的层内的(铜)导体迹线的密度可以更小。
130.图2a、图2b和图2c示出了根据本发明的各个实施方式的堆叠式电子封装件,该堆叠式电子封装件是由对图1n所示结构的进一步处理获得的。
131.图2a示出了根据本发明的一个实施方式的堆叠式电子封装件200a。从与图1n的比较中可以看出,堆叠式电子封装件200a是由图1n的结构通过基本上直接的进一步处理步骤而产生的产品。具体地,第三部件130c、130c'与周围的第三框架结构140c、140c'之间的空隙填充有(第三)填充材料。根据这里描述的实施方式,该(第三)填充材料与第一填充材料150a和第二填充材料150b相同。如上所述,在其他实施方式中,可以使用不同的填充材料。此外,分别在第三框架结构140c、140c'和第三部件130c、130c'的顶部上形成具有与其他层叠置件120和160至少基本相同或相似的结构的附加的层叠置件270。
132.图2b示出了单体化叠置式的电子封装件200b。从与图2a中所示的结构的比较可以容易地看出,可以通过通常的单体化过程来由堆叠式的电子封装件200a来生产单体化堆叠式的电子封装件200b,通常的单体化过程例如用足够强的激光辐射通过机械锯切来实现分离。
133.在电子封装件200b中,上连接垫272可以用于将第三部件130c与外部电路电连接。然而,在第三部件130c是射频(rf)部件的一些实施方式中,这些垫用作天线元件272。
134.图2c示出了经屏蔽的单体化堆叠式电子封装件200c。通过在顶部处形成/提供上
屏蔽层274来实现电磁屏蔽。“横向屏蔽(lateral shielding)”是通过对特殊化的切割部选择合适的位置来实现的。具体而言,通过在以下位置处进行切割来实现单体化:在该位置处,完全金属化的过孔在竖向上以成一线的方式彼此上下叠置。因此,至少在这些叠置的完全金属化的过孔的区域内,可以以简单且有效的方式实现屏蔽。
135.图3示出了叠置式电子封装件300,其中相应的两个部件被同一框架结构围绕。具体地,在内部框架区域349(以及在图3的图像部分中未示出的其他内部框架区域)内,在每个“部件和框架结构层”cfsl内,分别设置有由同一部件框架结构围绕的两个部件c1和c2。在竖向方向上,(i)上部的两个部件c1和c2被夹置在上部附加层叠置件370与另外的层叠置件160之间,(ii)中间的两个部件c1和c2被夹置在另外的层叠置件160与层叠置件120之间,以及(iii)下部的两个部件c1和c2被夹置在层叠置件120与下部的附加层叠置件370之间。
136.图4a和图4b示出了电子封装件400,其中第一部件130a和第二部件130b被容纳在敞开的腔475内。
137.从图4a可以最佳地看出,与上述实施方式相比,没有提供填充材料,既没有提供第一填充材料也没有提供第二填充材料。因此,敞开式腔475包括多个空隙477。为了保护第一部件130a和第二部件130b免受经由这些空隙477到达部件130a、130b的不希望的环境扰动,提供了两个部件覆盖件476,两个部件覆盖件476分别对一个部件130a或130b进行屏蔽而使部件免受环境影响。部件覆盖件476可以由任何合适的涂覆材料制成或可以包括任何合适的涂覆材料,涂覆材料例如由诸如ptfe的聚合物材料和/或由诸如铜、石墨烯等导热材料制成。在其他实施方式中,部件覆盖件476代表保护层,保护层包括导电且导热材料(例如铜、石墨烯)或作为防潮层的疏水性材料,或者保护层由导电且导热材料(例如铜、石墨烯)或作为防潮层的疏水性材料制成,该疏水性材料例如为ptfe(等于teflon)。
138.这种无需任何填充材料即可工作的方法可以显著降低机械应力。此外,可以阻止或可以至少显著减少朝向相邻部件的热传导。特别地对于容纳在堆叠层结构内的竖向相邻的部件而言,同样具有这样的优点。
139.在图4b所示的电子封装件中设置有这种竖向相邻的部件。除了电子封装件400之外,这个(扩展的)电子封装件包括形成在封装件400的顶部上的积层结构480。这个积层结构480包括图案化的传导层482、绝缘层484和第一框架贯通连接件486。上述竖向相邻部件被嵌入在绝缘层484内,并由附图标记488指示。
140.电连接件489被形成在绝缘层484内,以便从上侧与嵌入式部件488的连接端子132电连接。在一些rf应用中,电连接件489可以用作天线元件。
141.从图4b可以看出,相应地在积层结构480的下部处的嵌入部件488下方形成有相对较大的空气间隙或气体间隙487。如上所述,该空气间隙或气体间隙487在嵌入式部件488与位于部件488下方的中间部件之间形成热屏障。
142.图5a至图5e示出了根据本发明实施方式的各种电子封装件,电子封装件设置有焊料球端子,以用于与未描绘的主要部件承载件进行电连接,该主要部件承载件例如为母板。
143.图5a示出了电子封装件500a,电子封装件500a在其底侧部处包括焊料球sb。具体而言,焊料球sb与形成在第一框架结构140a内的竖向连接结构电连接,根据上述实施方式,第一框架结构140a围绕第一部件130a。
144.在电子封装件500a中,第二部件130b没有被框架结构围绕。相反,提供了围绕第二
部件130b并且保护第二部件130b的增量填充材料(bulkfillermaterial)。
145.图5b示出了包括第三部件530c的电子封装件500b。该第三部件530c与第一框架结构140a的第一框架贯通连接件146电连接。
146.应提到的是,电子封装件包括未描绘的结构,该未描绘的结构至少部分地围绕第三部件以提供机械稳定性。该围绕结构可以是已知的模具或层积层件,优选地围绕结构具有适当的填充材料以使第三部件530c以平顺的方式稳定。
147.图5c示出了电子封装件500c,其中第二部件530b没有被框架结构围绕。相反,第二部件530b分别安装成在层叠置件120的底侧部处悬置在焊料球sb之间。
148.图5d示出了电子封装件500d,其中与封装件500c相比,第二部件530b由部件覆盖件576保护。部件覆盖件576可以由与相应地作为电子封装件400的涂覆材料476的部件覆盖件相同的涂覆材料制成。在此处所示的示例性实施方式中,并非所有的嵌入式部件都具有相同的高度。
149.图5e示出了电子封装件500e,其中第二部件530b又未被框架结构围绕。与电子封装件500c相比,焊料球sb设置在上侧部处。此外,焊料球sb的数量是五个(而不是三个)。
150.应当注意,术语“包括”不排除其他元件或步骤,并且冠词“一”或“一种”的使用不排除复数形式。与不同实施方式相关联描述的元件还可以被结合。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。
151.附图标记列表
152.100电子封装件
153.110a临时承载件
154.110b另外的临时承载件
155.110c临时承载件
156.120层叠置件
157.122(图案化)电传导层结构
158.124电绝缘层结构
159.126层叠置件贯通连接件
160.128电接口
161.130a第一部件
162.130a'另外的第一部件
163.130b第二部件
164.130b'另外的第二部件
165.130c第三部件
166.130c'另外的第三部件
167.132连接端子
168.140a第一框架结构
169.140a'另外的第一框架结构
170.140b第二框架结构
171.140b'另外的第二框架结构
172.140c第三框架结构
173.140c'另外的第三框架结构
174.142(图案化)传导层
175.144绝缘层
176.146第一框架贯通连接件/金属化过孔
177.148开口
178.150a第一填充材料
179.150b第二填充材料
180.160另外的层叠置件
181.162(图案化)电传导层结构
182.164电绝缘层结构
183.166层叠置件贯通连接件
184.200a叠置式电子封装件
185.200b单体化叠置式电子封装件
186.200c屏蔽的单体化叠置式电子封装件
187.270附加层叠置件
188.272连接垫/天线元件
189.274屏蔽层
190.300叠置式电子封装件
191.349内部框架区域
192.370附加层叠置件
193.400电子封装件
194.475敞开式腔
195.476部件覆盖件/涂覆材料/保护层
196.477空隙
197.480积层结构
198.482(图案化)传导层
199.484绝缘层
200.486第一框架贯通连接件/金属化过孔
201.487空气间隙/气体间隙
202.488嵌入式部件
203.489电连接件/天线元件
204.500a-e电子封装件
205.530b第二部件
206.530c第三部件
207.552增量填充材料
208.576部件覆盖件/涂覆材料
209.sb焊料球。