部件承载件及其制造方法与流程

1.本发明涉及部件承载件和制造部件承载件的方法。


背景技术：

2.在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能不断增加并且这些电子部件的逐步小型化以及要安装在比如印刷电路板的部件承载件上的电子部件数量不断增多的情况下，采用了具有多个电子部件的越来越强大的阵列状部件或封装件，这些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。在运行过程中，将由这些电子部件和部件承载件本身产生的热量移除成为越来越严重的问题。同时，部件承载件应当是机械上稳定且电气和磁性上可靠的，以便即使在恶劣条件下也能够操作。
3.特别地，将有源和无源部件嵌置在诸如基板或印刷电路板之类的部件承载件中是具有挑战性的。嵌置式技术的优点可以包括尺寸减小、性能稳定和高可靠性。因此，嵌置式技术可能需要与减小尺寸一起来进行精确地装配。此外，在不断提高嵌置的部件(特别是芯片)的性能时，这些部件可能产生大量的热。因此，可能需要(在具有嵌置的部件的部件承载件中)对于散热和热管理而言的新构思。
4.根据现有技术的示例，可以将晶片嵌置包括介电材料和铜迹线的电路板中。晶片产生大量的热，必须使所产生的热散发。为此目的，可以应用铜迹线以沿电路板的主延伸方向(x轴)散热。然而，对于有效地散热而言不存在其他构思，特别地，不存在沿电路板的高度方向(沿着z轴)进行有效地散热的构思。


技术实现要素：

5.可能存在对提供具有有效的散热和热管理(特别是沿着部件承载件的z轴)的部件承载件(特别地具有嵌置的部件)的需求。
6.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种部件承载件(例如基板或电路印刷版)。部件承载件包括：i)第一(层)叠置件，该第一(层)叠置件包括至少一个第一电传导层结构和/或至少一个第一电绝缘层结构，ii)嵌置在第一层叠置件中的部件(例如晶片或芯片)，iii)第二(层)叠置件，该第二(层)叠置件包括至少一个第二电传导层结构和/或至少一个第二电绝缘层结构，以及iv)热传导块(例如铜块)，该热传导块嵌置在第二层叠置件中。由此，第一层叠置件和第二层叠置件(例如经由诸如电传导烧结浆料之类的热传导耦合材料)连接至彼此，以使得从部件承载件的嵌置的部件经由(嵌置的)热传导块(分别向上和向下)直至部件承载件的外(主)表面的热路径(特别是整体热路径)的最小热导率为至少7w/mk(该最小热导率特别为至少20w/mk、更特别地为至少40w/mk)。
7.根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种制造部件承载件的方法，其中，该方法包括：i)将部件嵌置在第一层叠置件中，该第一层叠置件包括至少一个第一电传导层结构和/或至少一个第一电绝缘层结构；ii)将热传导块嵌置在第二层叠置件中，该第二层
叠置件包括至少一个第二电传导层结构和/或至少一个第二电绝缘层结构，以及iii)将第一层叠置件与第二层叠置件连接，使得从部件承载件的嵌置的部件经由热传导块直至部件承载件的外部表面的热路径的热导率为至少7w/mk(特别是40w/mk)。
8.在本技术的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示任何支撑结构，该支撑结构能够在该支撑结构上和/或支撑结构中容纳一个或更多个部件从而用于提供机械支撑和/或电连接。换言之，部件承载件可以被构造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、有机中介层和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同的部件承载件组合的混合板。
9.在实施方式中，部件承载件包括(层)叠置件，该(层)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，部件承载件可以是所提及的一个或更多个电绝缘层结构和一个或更多个电传导层结构的层压件，特别地，该层压件通过施加机械压力和/或热能而形成。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。术语“层结构”可以特别地表示在同一平面内的连续层、图案层或多个非连续的岛状件。
10.在本技术的上下文中，术语“热传导块”可以特别地表示包括有利的热导率(例如大于7w/mk)并且可以嵌置在部件承载件的层叠置件中的任何紧凑且大的结构。“块”可以至少部分地是多边形的。块还可以具有矩形形状或立方体形状。在特定示例中，块也可以至少部分地具有圆形形状，特别地，块可以至少部分地具有球形或筒形的形状。热传导块可以(至少部分地)包括诸如铜之类的金属。例如，该块可以是铜块。在示例中，热传导块可以(特别是通过热传导耦合介质、例如烧结浆料)连接至(嵌置的电子)部件。在这种情况下，块可以有效地散发由部件产生的热。由此，热可以被引导通过块并且(例如使用过孔)被引导至部件承载件的外部表面。块可以具有与部件相同的尺寸(特别是宽度)，或者块可以大于部件。
11.在本技术的上下文中，术语“热路径”可以特别地表示热被传送所沿的限定距离。例如，在热源与散热器之间可以建立热路径。在特定示例中，可以在部件承载件的嵌置的电子部件与嵌置有该电子部件的外部表面之间建立热路径。特别地，在嵌置的部件与外部表面之间可以布置有热传导块，由此也形成热路径的一部分。热路径可以包括限定的热导率、例如至少为7w/mk(或至少40w/mk)的热导率。热路径也可以是电传导路径。
12.根据示例性实施方式，本发明可以基于以下思想：当部件承载件包括至少两个层叠置件时，可以提供具有有效的散热和热管理(特别是沿着z轴)的部件承载件，其中，第一层叠置件包括嵌置的(电子)部件，并且第二层叠置件包括嵌置的热传导块。这两个层叠置件可以彼此叠置(以形成部件承载件)，使得嵌置的发热部件与嵌置的散热传导块热耦合，从而形成热路径。沿着所述路径，由嵌置的部件产生的热可以经由嵌置的块而被引导至部件承载件的外(主)表面。由此，热路径可以布置成使得该热路径包括为至少7w/mk(或至少40w/mk)的有利的热导率。两个层叠置件可以以在两个层叠置件之间没有低热传导屏障的方式来有效地连接。即使提供了有效的热管理，但是部件承载件的尺寸仍可能是较小的。这是因为所描述的沿着z轴的高效热扩散可能是通过沿部件承载件的高度方向的短热路径来实现的。尽管现有技术(参见上文)教导了沿着部件承载件的x轴和y轴集中地进行散热(由嵌置的电子部件产生的热)，但是令人惊喜的发现是，在应用嵌置的热传导块(在嵌置的电
子部件上方或下方)时可以提供沿着z轴的非常有效的散热和热管理，而不会显著增加部件承载件尺寸。
13.示例性实施方式的详细描述
14.根据实施方式，热路径(至少部分地)沿着部件承载件的z轴定向。这可以提供以下优点：使得能够沿着部件承载件的高度方向进行有效的散热和热管理。
15.原则上，部件承载件可以被成形为板。板包括沿着x轴(长度)和y轴(深度)的两个主延伸方向的方向。通常，在沿着z轴的高度方向(垂直于主延伸方向的方向)上的延伸量显著短于沿主延伸方向的两个方向的延伸量。通过应用所描述的热路径(具体地将嵌置的部件与嵌置的块进行叠置)，可以提供从部件承载件的嵌置的部件沿着z轴(基本平行于z轴)穿过嵌置的块直至外(主)表面(该外(主)表面可以平行于x轴和y轴)的有效热传送。
16.根据另外的实施方式，热路径是连续地电传导的。这可以提供以下优点：可以以灵活的方式使用热路径，例如，将热路径作为另外的电传导路径来使用。
17.在示例中，沿着热路径可以仅布置电传导材料。更具体地，嵌置的部件的电接触部可以经由热和电传导的耦合介质(例如，烧结浆料或传导连接结构)而连接至嵌置的块。该块可以是电传导铜块，该电传导铜块通过电传导过孔(或其他电传导连接结构)而连接至部件承载件的外部表面。
18.根据另外的实施方式，部件承载件还包括布置在热传导块与嵌置的部件之间的接合部处的热传导耦合介质。这可以提供以下优点：嵌置的部件和嵌置的块可以以灵活但牢固的方式连接。
19.热传导耦合介质可以例如包括热传导浆料。特别地，热传导浆料包括烧结浆料或焊接浆料。这可以在部件与块之间的接合部处实现有效的连接。
20.在另一示例中，热传导耦合介质包括诸如铜层和/或一个或更多个(铜填充的)(微)过孔之类的电传导耦合结构。以这种方式，热传导耦合介质也可以是有效的电传导材料。
21.根据另外的实施方式，可以使用任何合适的耦合介质来耦合第一叠置件和第二叠置件。在一个示例中，热传导耦合介质可以是连续的层。在另一示例中，热传导耦合介质可以呈不连续的方式，例如，热传导耦合介质可以包括分开的岛状件和/或一个或更多个垫。在特定实施方式中，耦合介质仅在嵌置在第一叠置件中的接合部与嵌置在第二叠置件中的热传导块之间的接合部处是导热的。在一个示例中，热传导耦合介质的另外的部分可以是(基本)不导热的(或仅可选地，根据必要的设计/应用而是导热的)。在示例中，热传导耦合介质仅在所描述的接合部(区域)处(有效地)热传导(例如，至少7w/mk，特别是至少40w/mk)。这可以提供以下优点：热(基本)仅沿z方向而不沿x、y方向消散。
22.在另外的特定实施方式中，另外的(第三)层叠置件布置在第二层叠置件下方，其中，另外的层叠置件包括另外的热传导块(特别地大于热传导块)。以这种方式，可以实现从嵌置的部件经由两个(或更多个)热块(沿着z方向)的非常有效的热路径。
23.根据另外的实施方式，嵌置的电子部件是芯片(特别是功率芯片或高频芯片)。这可以提供以下优点：以高于平均能量(功率芯片)和/或高于平均速度(并因此产生高于平均量的热)工作的高级(或高端)芯片可以施加在部件承载件中，同时提供有效的热管理并防止过热。
24.根据另外的实施方式，热传导块是金属块，特别地，热传导块是铜块。这可以提供以下优点：可以通过使用与工业相关的材料以成本有效的方式来提供热(和电)传导块。
25.在示例中，热块的形状可以是筒形、立方形、梯形、棱柱形中的至少一者。例如，热块的形状可以类似于房屋或棺材的形状(基部为立方体并且顶部为棱柱的形状)。可以根据整体架构、部件承载件和发热部件本身等的设计来调整块的形式。
26.根据另外的实施方式，热传导块的横向延伸量(例如宽度或长度)(基本)等于或大于嵌置的部件的横向延伸量。这可以提供散热非常有效的优点，因为热传导块将发热的嵌置部件的一个外部表面(或更多个外部表面)覆盖。在示例中，块和部件(特别是就宽度而言)具有基本相同的尺寸。在另一示例中，块(特别是就宽度而言)大于(特别是显著大于)部件。
27.根据另外的实施方式，热路径的最小宽度为嵌置的电子部件的宽度的至少90％。特别地，热路径的最小宽度至少为嵌置的部件的宽度。这可以提供散热非常有效的优点，因为热路径从发热的嵌置部件的外(主)表面散发90％或更多的热。
28.根据另外的实施方式，嵌置的部件的电信号仅传导至部件承载件的另外的外部表面，其中，另外的外部表面与外部表面相反(另外的外部表面布置成与外部表面相反，例如也平行于x轴和y轴)。这可以提供以下优点：在电传导信号路径与热传导热路径之间建立了有效的间隔。在实施方式中，信号路径和热路径可以彼此相反地延伸，例如，信号路径可以延伸至部件承载件的上主表面(更外部的表面)，而热路径可以延伸至部件承载件的下主表面(外部表面)。
29.根据另外的实施方式，第一层叠置件和第二层叠置件具有不同的集成密度和/或由不同的材料制成。这可以提供以下优点：可以以灵活的方式将第一层叠置件与第二层叠置件结合。
30.根据另外的实施方式，部件承载件的外部主表面和/或另外的外部主表面与壳体或散热器(和/或另外的(更大)的热块，特别是在另外的叠置件中)连接。这可以提供散热更加有效的优点。热路径可以从部件承载件的外部表面延伸至散热器(或壳体)，以便从部件承载件层叠置件移除热。
31.根据另外的实施方式，该方法还包括：在热传导块与嵌置的部件之间的接合部处施加热传导耦合介质，其中，在第一层叠置件与第二层叠置件连接之前将热传导耦合介质施加至热传导块。这可以提供以下优点：嵌置的部件和嵌置的块可以以灵活但牢固的方式连接。
32.根据另外的实施方式，该方法还包括：使用热压结合将热传导块和嵌置的部件连接。这可以提供以下优点：连接是牢固的，同时提供了有效的热路径。
33.术语“热压结合”(或扩散结合、压力结合、热压焊接或固态焊接)可以是指以下技术：通过该技术，两种金属、例如铜通过同时施加力和热使原子接触。由于原子运动，扩散可能需要在表面之间进行原子接触。原子基于晶格振动从一个晶格迁移至另一个晶格。然后，这种原子相互作用可以将接合部黏附在一起。
34.根据另外的实施方式，部件被嵌置(在第一层叠置件中)，使得部件的主表面与第一层叠置件的外部主表面(基本)齐平。这可以提供以下优点：实现了连续的层叠置件(包括第一层叠置件和第二层叠置件)，其中，可以使部件非常靠近热传导块。所描述的构型可以
直接由制造过程产生，例如在最初放置有部件的临时承载件被移除之后(见图1至图3)。部件的术语“主表面”可以指部件的外部表面。主表面可以是平坦的(例如，晶片表面)或可以包括电传导垫。在后一种情况下，电传导垫可以与第一层叠置件外部主表面齐平。
35.根据另外的实施方式，热传导块被嵌置成使得热传导块的主表面与第二层叠置件的外部主表面齐平。这可以提供以下优点：实现了连续的层叠置件(包括第一层叠置件和第二层叠置件)，其中，可以使热传导块紧密地靠近部件。所描述的构型可以直接由制造过程产生，例如在最初放置有块的临时承载件被移除之后(见图4至图6)。热传导块的术语“主表面”可以指外部表面，例如铜表面。在示例中，主表面可以是平坦的。
36.根据另外的实施方式，第一层叠置件和第二层叠置件通过电绝缘层(特别是树脂层)连接。同样，该措施可以提供以下优点：实现连续的(且牢固的)层叠置件(包括第一层叠置件和第二层叠置件)，其中，可以使热传导块紧密地靠近部件。电绝缘层可以例如包括树脂、预浸料和/或粘合材料，使得第一层叠置件和第二层叠置件可以以有效且牢固的方式耦合。
37.根据另外的实施方式，电绝缘层包括在部件与热传导块之间的接合部处的开口。
38.根据另外的实施方式，电绝缘层包括在部件与热传导块之间的接合部处的开口。在另外的实施方式中，热传导耦合介质(的至少一部分)(特别是浆料)被布置在开口内，以热(和电)连接部件和热传导块。以这种方式，可以在部件与热传导块之间建立有效的热(和电)连接时，牢固地连接层叠置件(通过电绝缘层)。
39.根据另外的实施方式，电绝缘层被(直接)布置在第一层叠置件的第一电传导层结构与第二层叠置件的第二电传导层结构之间。
40.根据另外的实施方式，电绝缘层包括多个开口(不仅在接合部处)，在所述多个开口中分别布置有热传导材料。特别地，热传导材料可以布置在第一层叠置件的第一电传导层结构与第二层叠置件的第二电传导层结构之间的开口中，其中，在开口的至少一部分中布置有热传导材料，以便热(和电)连接第一电传导层结构和第二电传导层结构。这可以提供以下优点：整个(连续)层叠置件包括关于散热的高性能。此外，因为两个层叠置件都可以用于信号路由，所以可以有效地实现复杂的电路设计。
41.根据另外的实施方式，电绝缘层包括热(高)传导材料，例如，结合有诸如金属氧化物(例如，al2o3)之类的填充剂的树脂或包括ain(氮化铝)的材料。
42.根据另外的实施方式，电绝缘层包括的厚度(沿着部件承载件的z方向的延伸量)(基本)等于布置在电绝缘层的一个或更多个开口中的热传导材料(特别是浆料)的厚度。
43.根据另外的实施方式，热传导材料直接连接部件和热传导块，而在部件与热传导块之间没有另外的层/材料。
44.根据另外的实施方式，电绝缘层将层叠置件连接在所述电绝缘层的整个主表面上，除了通过一个或更多个开口的一个或更多个热路径之外。
45.根据另外的实施方式，第一层叠置件和第二层叠置件通过电传导连接层结构(例如，铜材料)而连接。在示例中，来自第一层叠置件的第一电传导层结构可以连接至第二层叠置件的第二电传导层结构。在另一示例中，电传导连接层结构被分开提供以便连接第一层叠置件和第二层叠置件。根据另外的示例，电传导连接层结构可以代替(可以被使用成替代)上述电绝缘层。因此，此处，对于电绝缘层描述的说明也可以对于电传导连接层结构成
立。在特定的实施方式中，在所述的电传导连接层结构内存在至少一个开口(特别是多个开口)。可以通过所述开口建立所谓的过孔中过孔的连接。以这种方式，可以在第一层叠置件与第二层叠置件之间实现另外的电/热连接。
46.在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑设计，其中尽管如此，部件承载件仍为部件承载件上的安装部件提供了大的基底。此外，特别地，作为嵌置的电子部件的示例的裸晶片由于其较小的厚度可以方便地嵌置诸如印刷电路板的薄板中。
47.在实施方式中，部件承载件构造为以下中的一者：印刷电路板、基板(特别地ic基板)和中介层。
48.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将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构层压而形成的板状部件承载件，例如通过施加压力和/或通过供给热能来层压。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)填充该通孔从而形成作为通孔连接部的导通部，可以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。除了可以嵌置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为在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上容纳一个或更多个部件。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(诸如玻璃纤维)的树脂。
49.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一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包括具有增强颗粒(比如增强球体，特别地玻璃球体)的树脂。
50.基板或中介层可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅(si)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)或聚合物复合物如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯
‑
功能聚合物。
51.在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括下述各者中的至少一者：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)、氰酸酯树脂、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸材料(比如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、)、陶瓷以及金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，诸如网状物、纤维或球体。尽管预浸料、特别地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，特别地环氧基积层膜或可光成像的介电材料。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、低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的dk材料、非常低或超低的dk材料之类的
高频材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。
52.在实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括铜、铝、镍、银、金、钯、镁和钨中的至少一者。尽管铜通常是优选的，但是其他的材料或其涂覆的其他类型也是可以的，特别地电传导层结构被涂覆有诸如石墨烯的超导材料。
53.所述至少一个(嵌置的)部件可以选自不导电的嵌体、导电的嵌体(例如金属嵌体，优选包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、导光元件(例如光波导或光导体连接件)、光学元件(例如透镜)、电子部件或其组合。例如，该部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备(例如dram或其他数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、电源管理部件、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、发送器和/或接收器、机电转换器、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、相机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。但是，其他部件也可以嵌置在部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这样的磁性元件可以是永磁元件(例如铁磁元件、反铁磁元件、多铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体芯)或可以是顺磁元件。然而，该部件也可以是基板、中介层或另外的例如呈板中板的构型的部件承载件。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌置在部件承载件内部。此外，还可以使用其他的部件作为部件，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。
54.在实施方式中，部件承载件是层压式部件承载件。在这种实施方式中，部件承载件是通过施加按压力或热而堆叠和连接在一起的多层结构的复合物。
55.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。在电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以进行对所获得的层结构或部件承载件的表面处理。
56.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比如阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图案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合至电子外围件。部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分、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。
57.就表面处理而言，还可以选择性地将表面修整部施加至部件承载件的暴露的电传导表面部分。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覆盖结构(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(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯、enipig(化学镍浸钯浸金)等。
58.根据下面将描述的实施方式的示例，本发明的以上限定的方面和其他方面变得明
显，并且参考实施方式的这些示例对其进行说明。
附图说明
59.图1至图3示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌置的部件的第一层叠置件的制造。
60.图4至图7示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌置的热传导块的第二层叠置件的制造。
61.图8示出了根据本发明的示例性实施方式的包括第一层叠置件和第二层叠置件的部件承载件的制造。
62.图9示出了根据本发明的另外的示例性实施方式的包括第一层叠置件和第二层叠置件的部件承载件的制造。
具体实施方式
63.附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，类似的或相同的元件具有相同的附图标记。
64.在参考附图进一步详细地描述示例性实施方式之前，将先概述发展本发明的示例性实施方式所基于的一些基本考虑。
65.根据示例性实施方式，中央芯嵌置式pcb沿着z轴与大的散热芯互相连接。以这种方式，可以在没有任何低热传导屏障层的情况下实现沿着z轴的极好的热路径。关键设计层和散热层可以是分离的和被优化的。在没有任何(低)热传导屏障的情况下，z轴中存在嵌置的有源部件与铜块的组合。两个板状件都可以与z轴互连构思相结合。例如，该原理可以用于诸如具有ic材料的高功率芯片或高性能射频芯片之类的应用，该ic材料例如砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)、氧化镓(ga2o3)中的至少一者。另外的应用可以包括：用于电力电子光电逆变器的嵌置的部件、5g电力部件、电池充电器、毫米波5g和雷达部件。
66.根据另外的示例性实施方式，可以执行以下步骤：i)提供gan嵌置式芯(第一层叠置件)；ii)通过使用cce技术和/或parsec技术将有源/无源部件嵌置芯中；iii)通过激光钻孔和填充有铜的过孔来连接hdi层；iv)用铜嵌体或具有高热传导性的材料(热传导块)来制造热传播芯(第二层叠置件)；v)热传播层通过激光钻孔和填充有铜的过孔来互相连接。在特定的解决方案中，通过2.5维概念利用铜的互连在整个表面上移除介电材料。vi)将热传导浆料(热传导耦合介质)施加到整个热传导块上；以及vii)嵌置的芯与热传播层在z轴上被连接(以形成部件承载件)。
67.根据另外的示例性实施方式，在标准pcb工艺中可以将两个板状件(层叠置件)层压(测试之后)在一起，由此电绝缘层(该电绝缘层可以是热传导层)使两个板状件在整个表面除了热路径以及板状件之间的由热传导耦合介质、优选为电传导浆料制成的其他电接触部之外的表面上粘合在一起。借助于这种方式，可以高效地实现非常复杂的电路设计，因为两个板状件都可以用于信号路由。
68.图1至图3示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌置的部件110的第一层叠置件120的制造。
69.图1：提供了第一层叠置件120的预形成件，其中，预形成件包括(第一)电绝缘(例
如芯材料或(多)层叠置件)层结构的芯122。在芯122上方和下方布置有(第一)电传导层结构124。例如，预形成件是包覆铜的层压件(ccl)，并且电传导层结构124是铜层。穿过上电传导层结构124、电绝缘层结构122和下电传导层结构124形成有孔，以便容置部件110。在示出的示例中，(电子)部件110是诸如功率芯片或高频芯片之类的芯片。芯片110包括位于该芯片的下外部主表面上的电接触部111(例如端子、垫)。芯片110还可以具有位于上外部主表面和/或任何其他主表面上的电接触部。下外部主表面上的接触部111必须是热传导的，并且可以可选地(并且优选地，以便减少占地空间)是电传导的。芯片110放置到孔中并放置到第一临时承载件结构126上(在预形成件下方)，使得电接触部111与临时承载件结构126相接触。
70.图2：现在将电子部件110嵌置在第一层叠置件120的预形成件中。在此之前，将电绝缘材料(例如与芯材料相同的材料)施加到孔中并且施加在电子部件110的上主表面上(例如，作为预浸料)。电绝缘材料的施加可以通过浇注、流动、印刷等来完成。然后，电子部件110将通过电绝缘材料122而(完全)嵌置/封装在第一层叠置件120的预形成件中。可选地，在预形成件的顶部上(层叠置件)可以层压有电传导材料124的另外的层。
71.图3：在该步骤中，提供了第一层叠置件120。临时承载件结构126被移除，并且嵌置的电子部件110的电接触部111暴露于第一层叠置件120的下外部主表面。因此，嵌置的部件110的主表面114与第一层叠置件120的外部主表面121齐平(在所示的示例中与第一电传导层结构124齐平)。穿过电子部件110的顶部上的电绝缘层结构122和电传导层结构124而钻孔有过孔112(例如通过激光钻孔)。然后，过孔112被(完全)填充有电传导材料(例如铜)。为了保护第一层叠置件120的上主表面102，施加了第一表面修整层127。
72.图4至图7示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌置的热传导块150的第二层叠置件130的制造。
73.图4：提供了第二层叠置件130的预形成件，其中，该预形成件包括(第二)电绝缘(芯材料)层结构的芯132。在芯132的上方和下方布置有(第二)电传导层结构134。穿过上电传导层结构134、电绝缘层结构132和下电传导层结构134形成有孔，以便容置大的热传导块150，该热传导块在优选示例中为铜块。在该示例中，块150不需要电接触部111、比如电子部件110，因为该块已经是电传导的。将热传导块150放置到孔中并放置到第二临时承载件结构136上，使得块150的下主表面与临时承载件结构136接触。
74.图5：现在将热传导块150嵌置在第二层叠置件130的预形成件中。在此之前，将电绝缘材料(例如与芯材料相同的材料)施加在孔中以及块150的上主表面上(例如作为预浸料)。然后，块150通过电绝缘材料132将(完全)被嵌置/封装在第二层叠置件130的预形成件中。可选地，在预形成件的顶部上(层叠置件)可以层压有电传导材料134的另外的层。
75.图6：在该步骤中，提供了第二层叠置件130。临时承载件结构136被移除，并且嵌置的块150的下主表面暴露于第二层叠置件130的下主表面。穿过块150的顶部上的电绝缘层结构132和电传导层结构134钻孔有过孔152(例如通过激光钻孔)。然后，过孔152被(完全)填充有电传导材料(例如铜)。在过孔152附近布置有可以以与过孔152相同的方式形成的电传导垫结构153。为了保护第二层叠置件130的上主表面，应用第二表面修整层137。在临时承载件结构136被移除之后，热传导块150的主表面154(例如平坦的铜表面)与第二层叠置件130的外部主表面131齐平(在示出的示例中与第二电传导层结构134齐平)。应用图6的第
二层叠置件130来提供图9中所示的部件承载件100。
76.图7：在第一层叠置件120与第二层叠置件130连接之前，将第二层叠置件130翻转并且将热传导耦合介质140施加至热传导块150。热传导耦合介质140包括例如热传导浆料(例如烧结浆料或焊接浆料)、铜层和/或(微)过孔。在优选的实施方式中，热传导耦合介质140也是电传导的。在施加热传导耦合介质140之后，所述介质140暴露于第二层叠置件130的上表面(下表面之前)。可选地，在热传导块150与热传导耦合介质140之间布置有绝缘层160。应用图7的第二层叠置件130来提供图8中所示的部件承载件100。
77.图8示出了根据本发明的示例性实施方式的包括第一层叠置件120和第二层叠置件130(如上所述)的部件承载件100的制造。第一层叠置件120和第二层叠置件130连接至彼此，使得从部件承载件100的嵌置的电子部件110经由热传导块150直至(下)外部主表面101的热路径t(由箭头表示)具有至少7w/mk(特别是至少40w/mk)的最小热传导率。由此，热传导耦合介质140被施加在热传导块150与嵌置的电子部件110之间的接合部141处。在该示例中，热传导耦合介质140被实现为热传导垫和电传导垫。热传导块150与嵌置的电子部件110的连接可以例如通过使用热压结合来实现。在所示的示例中，嵌置的电子部件110的电接触部111以热传导(特别地也以电传导)的方式耦合至热传导耦合介质140。热传导耦合介质140还连接至热(特别是电)传导块150。因此，热路径t可以限定成从嵌置的电子部件110经由电接触部111、热传导耦合介质140和过孔152(和/或垫153)到达部件承载件100的外部主表面101。由此，热路径t(大致)沿着部件承载件100的z轴定向，其中，z轴(大致)沿着部件承载件的与部件承载件100的主延伸方向(沿着x轴和y轴)垂直的高度方向。在所描述的示例中，热路径t是连续地电传导的。热路径t的最小宽度为嵌置的电子部件110的宽度(并且热路径t的最小宽度还为热传导块150的宽度，因为在所示的示例中，嵌置的电子部件110和块150具有相同的宽度)。嵌置的电子部件110的电信号可以被传导至部件承载件100的两个外部主表面101、102。在另一示例中，所述电信号(通过过孔112)仅被传导至部件承载件100的上外部主表面102。两个所述外部主表面101、102都可以与壳体或散热器和/或另外(更大)的块(未示出)连接。
78.图9示出了根据本发明的另外的示例性实施方式的包括第一层叠置件120和第二层叠置件130的部件承载件100的制造(如上所述)。除了在图9中的以下描述：电绝缘层170直接连接第一层叠置件120(其中，部件110与外部主表面121齐平)和第二层叠置件130(其中，热传导块150与外部主表面131齐平)之外，图8的描述也适用于图9。电绝缘层170在部件110的暴露的主表面114与热传导块150的暴露的主表面154接合的接合部180处包括开口175。在开口175中，布置有热传导材料(例如浆料)140。此外，电绝缘层170还包括位于第一层叠置件120的第一电传导层结构124与第二层叠置件130的第二电传导层结构134之间的另外的开口175。以这种方式，可以在层叠置件120、130的传导层结构124、134之间建立热(和电)传导路径。
79.应指出的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。而且，可以对与不同实施方式相关联地描述的元件进行组合。
80.还应指出的是，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。
81.本发明的实施不限于附图中所示和上面描述的优选实施方式。相反，使用示出的解决方案和根据本发明的原理的多种变型也是可行的，即使在根本不同的实施方式的情况
下，也是如此。
82.附图标记
83.100 部件承载件
84.101 (下)外部(主)表面
85.102 (上)另外的外部(主)表面
86.110 嵌置的(电子)部件
87.111 电接触部、端子
88.112 电传导过孔
89.114 主表面部件
90.120 第一层叠置件
91.121 第一叠置件的外部主表面
92.122 第一电绝缘层结构
93.124 一个或更多个第一电传导层结构
94.126 第一临时承载件
95.127 第一表面修整部
96.130 第二层叠置件
97.131 第二叠置件的外部主表面
98.132 第二电绝缘层结构
99.134 一个或更多个第二电传导层结构
100.136 第二临时承载件
101.137 第二表面修整部
102.140 热传导耦合介质
103.141 层叠置件的接合部
104.150 热传导块
105.152 热(和电)传导过孔
106.153 热(和电)传导结构/垫
107.154 热传导块的主表面
108.160 绝缘连接层
109.170 电绝缘层
110.175 开口
111.180 部件与块的接合部
112.t 热路径。