具有磁性元件的部件承载件、制造方法以及光刻用途与流程

1.本发明涉及具有磁性元件和介电层结构的部件承载件。本发明还涉及制造部件承载件的方法。此外，本发明涉及以特定方式使用感光的方法。因此，本发明可以涉及在部件承载件、比如印刷电路板或ic基板中的磁/电感应用的技术领域。


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长以及这种电子部件的日益小型化以及待被安装在部件承载件、比如印刷电路板上的电子部件的数量不断增加的背景下，正在采用具有多个电子部件的越来越强大的阵列状部件或封装件，该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。在操作期间由这种电子部件和部件承载件自身产生的热的移除成为日益严重的问题。同时，部件承载件应当是机械方面坚固的且电气和磁方面可靠的，以便即使在恶劣的条件下也能够操作。
3.此外，使用者要求部件承载件的扩展功能。例如，已知的是将磁性材料结合在部件承载件中以为特定应用提供/增强电感。然而，常规的方法可能会受到低电感值和高生产劳力/成本的影响。
4.然而，将磁性材料组装至电路板可能被认为是繁琐且成本低的。一方面，这种设计中磁性材料的量通常较低，并且因此只能使用较小(较少)的磁性颗粒，这又会导致低的电感值。
5.图2示出了其中磁性元件被表面安装至电路板400的常规示例。


技术实现要素：

6.可能需要以成本有效的方式提供用于部件承载件的大的磁增强电感。
7.提供了根据本发明的各方面的部件承载件、制造方法和用途。
8.根据本发明的一方面，描述了一种部件承载件，该部件承载件包括：
9.i)(层)叠置件，该叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构，
10.ii)磁性元件(例如磁性糊剂)，该磁性元件组装(例如表面安装或部分地嵌入)至叠置件，特别地其中，磁性元件包括嵌入的电感元件(例如线圈)，以及
11.iii)介电层结构(例如，感光电介质(pid)如非纤维强化树脂)，该介电层结构位于(特别是直接位于)叠置件上，其中，介电层结构对磁性元件进行至少部分地(特别是完全地)围绕(封装)(特别地其中，介电层结构包括腔并且磁性元件至少部分地嵌入在所述腔中，更特别地其中，腔通过感光、蚀刻、预切割中的一者而形成)。
12.根据本发明的另一方面，描述了一种制造部件承载件的方法，该方法包括：
13.i)提供叠置件(使用pcb技术)，该叠置件包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构；
14.ii)在叠置件上设置、特别是层压第一介电层结构；
15.iii)在第一介电层结构内形成第一腔(例如，使用感光如光刻)；
16.iv)在第一腔中至少部分地安置第一磁性元件，使得第一介电层结构对第一磁性元件进行至少部分地围绕；
17.v)在第一介电层结构和第一磁性元件上设置、特别是层压第二介电层结构；
18.vi)在第二介电层结构内形成第二腔；以及
19.vii)在第二腔中(以及在第一磁性元件上)至少部分地安置第二磁性元件，使得第二介电层结构对第二磁性元件进行至少部分地围绕。
20.根据本发明的另一方面，描述了一种对介电层结构的感光(特别是光刻)以提供腔从而将包括磁性元件的电感元件(例如线圈)嵌入在部件承载件中(以(基本)无钻孔的方式)的用途(使用方法)。
21.在本文件的上下文中，术语“磁性元件”可以指适合于结合到部件承载件(比如电路板)中并且具有磁性的任何元件。根据所需的功能，磁性元件可以具有任何形状，例如矩形(特别地呈块的形式)、圆形、多边形等。磁性元件可以包括可以安置/嵌入有电感元件的磁性基体(见下面的定义)。在特定示例中，磁性元件可以包括磁性糊剂。在优选的示例中，磁性元件以平面方式设置在部件承载件中(磁性元件的主延伸方向平行于部件承载件的主延伸方向，换言之，是水平设置的)。
22.磁性元件可以大体上成形为板和/或平面的，这意味着：磁性元件包括沿着x轴和y轴(相对于部件承载件而言)的两个主延伸方向以及沿着z轴的相当短的延伸部。在该上下文中，术语“水平的”因此可以指“平行于主延伸方向定向的”，而术语“竖向的”可以指“垂直于主延伸方向定向的”。因此，即使部件承载件翻转，术语“竖向的”和“水平的”始终具有相同的含义。
23.在本文件的上下文中，术语“磁性基体”可以特别地是指具有磁性的基底材料(基底物质)。基底材料自身可以是磁性的，或者磁性颗粒可以分布在非磁性基体材料中。磁性基体可以被构造成例如：刚性的/固体(例如，为磁片)；或粘性的(磁性糊剂)。磁性基体可以包括：电传导材料/颗粒；和/或电绝缘材料/颗粒。此外，磁性基体可以被构造为具有介于2至106的范围内的相对磁导率μr。可以考虑多种不同的材料来适于提供磁性基体的基底材料和/或嵌入的颗粒，例如铁磁材料(如铁)、亚铁磁材料(如铁氧体)、永磁材料、软磁材料、金属氧化物。在示例中，在其中具有磁性颗粒的介电(树脂)基体被使用。在另一示例中，包括嵌入在纤维强化树脂(例如预浸料)中的磁性颗粒的磁片被应用。在另外的示例中，包括嵌入在非纤维强化树脂中的磁性颗粒的磁性糊剂被应用。
24.在本文件的上下文中，术语“介电层结构”可以指可以形成(特别是层压)为部件承载件层结构的任何介电材料。此外，可以在介电层结构中形成腔，特别是通过使用感光、蚀刻、预切割中的一者来形成腔。
25.在本文件的上下文中，术语“感光介电层结构”可以指被构造为使用感光来处理(显示效果)的任何介电(层)结构。特别地，该术语指的是可以使用(仅)感光技术在其中形成腔的pid介电层结构。优选地，pid层结构包括非纤维强化树脂，例如聚酰亚胺。用于pid应用的基底材料可以包括：i)热固性材料，例如环氧树脂、bcb、苯酚；ii)热塑性材料：pi、pbo。pid材料还可以包括可以通过光uv光被固化的光引发剂(光敏剂)。pid材料可以层压在基板
(例如叠置件)上，并且然后可以通过图案掩模暴露于光刻源，其中，图案掩模限定要制造的腔。pid材料的一部分可以被显影，并且暴露部分和未暴露部分中的一者(可以使用正光刻或负光刻)可以被移除以获得多个腔。光刻处理的示例可以包括x射线光刻、uv光刻、立体光刻、电子束光刻和激光光刻。
26.在本文件的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够将一个或更多个部件容置在该部件承载件上和/或该部件承载件中以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换言之，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、金属芯基板、无机基板和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件还可以是将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组合的混合板。
27.根据示例性实施方式，本发明可以基于这样的构思，即当具有嵌入的电感元件的磁性元件被组装至部件承载件、其中磁性元件被部件承载件的介电(例如pid)层结构围绕时，可以以成本有效的方式提供用于部件承载件的高磁增强电感(值)。该特定设计直接反映出使用例如光刻、蚀刻或(芯)预切割中的一者在介电层结构中提供腔并将磁性元件放入腔中而使得磁性元件被介电材料围绕(嵌入介电材料)的制造方法。
28.优选地，该制造工艺可以在介电层结构层压的两个步骤中执行，其中，在第二腔形成在第二介电层结构中(在第一介电层结构上方)之前，仅将磁性元件的第一(下部)部分安置在第一介电层结构的第一腔中，以能够将磁性元件的第二(上部)部分设置在第一磁性元件的顶部上。这种两步方法可以使电感元件(例如呈铜线圈的形式)能够在部件承载件制造过程中直接嵌入在第一磁性元件与第二磁性元件之间。
29.发明人现在已经发现，将磁性材料作为(以平面的方式定向的)磁性元件提供到形成于部件承载件的介电层结构中的腔中会是出奇地有效的。特别地，可以提供更高的电感值，这是因为更大量的磁性材料(并且因此更多且更大的磁性颗粒)可以被嵌入在部件承载件材料中。此外，用于在介电材料中形成腔的(例如光刻)工艺也可以容易且成本有效地大规模实现。
30.显着提高的电感值可以特别适用于特定应用，比如客户端(处理器)、智能手机、可穿戴设备和医疗应用。
31.示例性实施方式的描述
32.根据一实施方式，磁性元件包括磁性基体和(至少部分地)(特别是完全地)嵌入在磁性基体中以提供电感元件的电传导结构(例如铜迹线)。因此，可以以有效的、坚固的且成本节约的方式提供平面的电感元件。
33.磁性基体可以将电传导结构(完全)封装，并且因此使电感值显着增加。在腔内使用磁性元件(平面的)，可以应用大量的磁性材料(与同轴电感器相比)，这可以实现更高的电感值。
34.根据另一实施方式，电传导结构形成为绕组(特别是线圈状结构)。这可以提供这样的优点：可以仅通过电传导结构的形式来容易地提供电感。
35.在本文件的上下文中，术语“绕组”可以特别地表示环结构(该环结构可以与具有拐角部的螺旋结构相似)，其中，多个这样的环可以形成线圈型布置结构。然而，由于磁性元件的部件承载件制造技术(例如涉及层压)和/或由于使用的部件承载件原材料(例如涉及
平面成分如板和箔)，线圈(状)结构的绕组结构可以具有边缘状或拐角状部分，而不限于多个相互连接的纯圆形结构的组合。
36.根据另一实施方式，绕组的主延伸方向(长度x和宽度y)与部件承载件的主延伸方向(长度x和宽度y)(基本)平行。在磁性元件和部件承载件是板状的(特别是平面的)的情况下，磁性元件和部件承载件可以以彼此平行的方式定向。这可以提供可以以简单的方式提供高电感值(见上文)的优点。
37.应指出的是，水平(以平面的方式)定向的磁性元件的磁场与常规的同轴绕组的磁场相比可以是垂直的(相对于部件承载件)。
38.根据另一实施方式，介电层结构包括偏移(shift)图案，该偏移图案反映出将第二介电层结构层压在第一介电层结构上以形成介电层结构的制造步骤(也参见下面的图6h至图6k)。这可以提供这样的特定优势，即：电感元件可以在部件承载件制造期间(在层堆叠期间)直接有效地围封在磁性基体中。如下面将详细描述的，可以应用至少两个介电层结构(和两个对应的腔)以将电感元件嵌入在磁性元件内。在第一介电层结构与第二介电层结构的接合部处，偏移图案可以是肉眼可观察到的或使用显微镜可观察到的。
39.根据另一实施方式，偏移图案包括与磁性元件的侧壁相接触的介电层结构侧壁的对准偏移、拖尾(smearing)、渐缩中的至少一者。因此，在完成的部件承载件产品中，提供至少两个介电层结构(以嵌入磁性元件)的制造过程被直接反映出。
40.根据另一实施方式，偏移图案是沿着一平面建立的，该平面与电传导结构的上部主表面(基本)齐平并且与部件承载件的主延伸方向(x，y)(基本)平行。因此，在完成的部件承载件产品中，在部件承载件制造过程中提供至少两个介电层结构以将电感器元件直接嵌入磁性基体中的制造工艺被反映出。
41.根据另一实施方式，另外的偏移图案可以存在于第一磁性元件与第二磁性元件之间的接合部处，特别是沿着与电传导结构的上部主表面(基本)齐平且与部件承载件的主延伸方向(x，y)(基本)平行的平面存在于第一磁性元件与第二磁性元件之间的接合部处。
42.根据另一实施方式，磁性元件的下部主表面与层叠置件的上部主表面齐平。以这种方式，磁性元件可以直接应用在部件承载件材料上。
43.根据另一实施方式，磁性元件的上部主表面与介电层结构的上部主表面齐平。因此，磁性元件可以极佳地配装在(至少两个)腔中，并且可以在部件承载件上直接堆叠另外的层结构。
44.根据另一实施方式，部件承载件还包括设置在介电层结构和/或磁性元件上的另外的层结构和/或另外的叠置件。这可以提供可以以有效且坚固的方式进行另外的堆叠的优点。在示例中，磁性元件可以夹置在多个部件承载件层之间或者两个或更多个层叠置件之间。
45.根据另一实施方式，磁性基体连续地填充下述容积部：该容积部围绕着电传导结构并且介于电传导结构的绕组之间(见例如图3)。这可以提供以稳定且坚固的方式围封电传导结构的优点。此外，这可以提供可以应用大量磁性材料并且可以实现相应高电感的优点。
46.尽管常规地在部件承载件制造期间围绕过孔设置仅少量的磁性糊剂(这导致低电感值)，但所描述的(平面的)磁性元件可以允许应用大量的磁性基体(该磁性基体对过孔之
间的所有空间进行填充)。
47.根据另一实施方式，磁性基体包括刚性固体和糊剂中的至少一者。根据所需的功能，磁性基体的不同构型可能是特别合适的。例如，磁性基体可以被构造为可以层压的磁片(刚性的)。在该示例中，磁性基体可以包括具有嵌入的磁性颗粒的预浸料或另一种树脂。在另一示例中，磁性基体可以被构造为可以填充/倾注在模具中以制造磁性元件的磁性糊剂(粘性的)。
48.根据另一实施方式，磁性基体包括下述各者中的一者：导电的磁性基体、电绝缘的磁性基体、部分导电的磁性基体、以及部分电绝缘的磁性基体(例如，第一导电部分和第二电绝缘部分)。根据所需的功能，磁性基体的不同构型可能是特别合适的。
49.根据另一实施方式，磁性基体的相对磁导率μr在介于2至106的范围内，特别是在介于2至1000的范围内，更特别地是在介于20至80的范围内，更特别地是约50。这些值相当高并且可以实现有利的高电感值。磁导率是材料响应于所施加的磁场而获得的磁化的量度。用符号μr表示的相对磁导率是特定介质μ的磁导率与空置空间μ0(真空)的磁导率的比率。
50.根据另一实施方式，磁性基体包括下述材料中的至少一种材料：铁磁材料(例如铁、镍)；亚铁磁材料；永磁材料；软磁材料；铁氧体；金属氧化物(例如磁铁矿)；在其中具有磁性颗粒的介电基体(例如树脂)，特别是在其中具有磁性颗粒的预浸料；以及合金，特别是铁合金或合金硅。因此，已建立的材料可以直接应用于以成本有效的方式制造磁性基体。
51.永磁材料可以是铁磁材料或亚铁磁材料，并且可以例如基于诸如铁或镍的过渡金属(具有部分填充的3d壳)或基于稀土(具有部分填充的4f壳)来提供。
52.软磁材料可以是易于再磁化的材料，即具有面积较小的磁滞曲线的材料。换言之，软磁材料是那些容易磁化和退磁的材料。软磁材料可以具有小于1000am-1
的内在矫顽力。
53.铁氧体可以表示为由fe2o3与一种或更多种附加金属元素化学结合而组成的一种类型的陶瓷化合物。铁氧体既不是电传导的又具有亚铁磁性，因此铁氧体可以被磁体磁化或吸引。根据应用，铁氧体可以实现为硬铁氧体或软铁氧体。
54.根据该方法的另一实施方式，安置(例如，通过丝网印刷)第一磁性元件还包括：在第一磁性元件内提供多个间隙；以及在间隙(特别是呈绕组的形式)中至少部分地设置电传导结构，从而提供电感元件。有利地，将感应元件的嵌入直接结合在部件承载件制造过程中。提供间隙可以例如包括蚀刻、机械钻孔或激光钻孔。间隙可以以绕组的形式设置以提供用于电传导结构的模具。所述电传导结构可以通过电镀(例如铜)设置在间隙内，优选地通过电镀(例如铜)设置在呈绕组的形式的间隙内。
55.根据该方法的另一实施方式，设置电传导结构还包括：提供种子层(例如，非电镀覆和/或溅射)以覆盖所述多个间隙的相应底部。然后，可以通过电镀对间隙进行(至少部分地)(特别是完全地)填充。
56.根据该方法的另一实施方式，安置第二磁性元件还包括：将第二磁性元件设置在第一磁性元件上(特别是直接设置在第一磁性元件上)，以将电传导结构嵌入在磁性材料内。因此，可以直接在部件承载件制造中获得坚固且可靠的磁性元件。
57.根据该方法的另一实施方式，第一磁性元件包括第一磁性基体，第二磁性元件包括第二磁性基体，并且第一磁性基体和第二磁性基体包括相似的材料或不同的材料。以这种方式，根据所需的应用提供了不同的设计选项。
58.根据该方法的另一实施方式，形成第二腔还包括：使第一磁性元件的上部主表面暴露。因此，第一磁性元件的上部主表面是能够被直接操作的，例如，第二磁性元件可以被直接连接。
59.根据该方法的另一实施方式，设置第一介电层结构和/或第二介电层结构包括使用热和压力中的至少一者进行的层压。这可以提供可以直接应用已建立的工业相关部件承载件制造技术的优点。
60.根据该方法的另一实施方式，介电层结构为pid层结构，形成第一腔和/或第二腔包括：通过感光、特别是光刻使第一pid层结构的一部分和/或第二pid层结构的一部分暴露。这可以提供可以直接应用已建立的工业相关部件承载件制造技术的优点。
61.根据另一实施方式，形成第一腔和/或第二腔包括：通过蚀刻或(芯)预切割(例如机械或激光的方式)将第一介电层结构的一部分和/或第二介电层结构的一部分移除。
62.根据另一实施方式，介电层结构包括腔，并且磁性元件至少部分地(特别是完全地)嵌入在腔中。
63.根据该方法的另一实施方式，安置第一磁性元件和/或第二磁性元件还包括丝网印刷。这可以提供可以直接应用已建立的工业相关部件承载件制造技术的优点。
64.在一实施方式中，磁性元件可以被构造成用于屏蔽电磁辐射以免电磁辐射在部件承载件内或叠置件内传播(例如从叠置件的第一部分传播至叠置件的第二部分)。然而，磁性元件也可以被构造成用于屏蔽电磁辐射以免电磁辐射在部件承载件与环境之间传播。这种屏蔽可以包括防止电磁辐射从部件承载件的外部传播至部件承载件的内部、从部件承载件的内部传播至部件承载件的外部、和/或在部件承载件的不同部分之间传播。特别地，这种屏蔽可以在叠置件的侧向方向上(即水平地)和/或叠置件的叠置方向上(即竖向地)实现。在这样的实施方式中，磁性元件可以起到屏蔽电磁辐射的作用，从而抑制电磁干扰(emi)的不希望的影响，特别是在射频(rf)状态下，更是如此。
65.在另一实施方式中，部件承载件包括至少一个过孔，所述至少一个过孔延伸穿过层叠置件和/或穿过电介质(pid)层结构。在另一实施方式中，过孔可以延伸穿过磁性元件。因此，可以实现有效且(设计)灵活的电连接。
66.在本文件的上下文中，术语“过孔”(竖向互连通道)可以是指物理电子电路中的层之间的穿过一个或更多个相邻层的平面的电连接部。术语过孔可以包括通孔式过孔、埋孔式过孔和盲孔式过孔。尽管过孔可以用于仅将几层(叠置件中)彼此连接，但“镀覆通孔”可以用于连接叠置件的所有层。微过孔用作高密度互连(hdi)基板和印刷电路板(pcb)中的层之间的互连部，以适应高级封装的高i/o密度。在本文件中，电传导的贯通连接部可以被称为过孔。
67.在实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。例如，部件承载件可以是所提到的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件，特别是通过施加机械压力和/或热能而形成的层压件。所提到的叠置件可以提供板状部件承载件，该板状部件承载件能够为其他部件提供大安装表面并且仍然非常薄且紧凑。术语“层结构”可以特别地表示在共用平面内的连续层、图形化层或多个非连续岛状部。
68.在实施方式中，部件承载件成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，尽管如此，部件承载件仍为该部件承载件上的安装部件提供大的基底。此外，特别地，作为嵌入的电子部件
的示例的裸晶片由于该裸晶片的厚度小而可以方便地嵌入到薄板、比如印刷电路板中。
69.在实施方式中，部件承载件被构造为印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层中的一者。
70.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通过施加压力和/或通过供给热能而将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行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。可以通过例如激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的孔并且通过用电传导材料(特别是铜)将这些孔部分地或完全地填充从而形成过孔或任何其他通孔连接部，使得各个电传导层结构以期望的方式彼此连接。填充的孔连接整个叠置件，(通孔连接部延伸穿过多个层或整个叠置件)，或者填充的孔连接至少两个电传导层，该填充的孔称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连部以接纳电光电路板(eocb)。除了可以嵌入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将一个或更多个部件容置在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上。所述一个或更多个部件可以通过焊接而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。
71.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而言，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，在芯片级封装(csp)的情况下)。更具体地，基板可以理解为这样的承载件：用于电连接件或电网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通道，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些侧向连接件和/或竖向连接件布置在基板内并且可以用于提供已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，增强球状件，特别是玻璃球状件)的树脂。
72.基板或中介层可以包括至少一层以下各者或由至少一层以下各者构成：玻璃；硅(si)；和/或感光的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)；或者聚合物化合物(聚合物化合物可以包括也可以不包括光敏和/或热敏分子)、如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
73.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：树脂或聚合物，比如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂；聚亚苯基衍生物(例如基于聚苯醚，ppe)；聚酰亚胺(pi)；聚酰胺(pa)；液晶聚合物(lcp)；聚四氟乙烯(ptfe)；和/或它们的组合。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，比如网状物、纤维、球状件或其他种类的填料颗粒以形成复合物。与增强剂结合的半固化树脂、例如用上面提及的树脂浸渍的纤维被称为预浸料。这些预浸料通常以预浸料的对预浸料的阻燃特性进行描述的特性命名，例如fr4或fr5。尽管预浸料、特别是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，特别是环氧基积层材料(比如积层膜)或感光介电材料。对于高频应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂的高频材料可能是优选的。
除了这些聚合物之外，低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的、非常低的或超低的dk材料可以作为电绝缘结构应用于部件承载件中。
74.在实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括下述各者中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆变型、特别是分别涂覆有超导材料或传导聚合物、比如石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(pedot)也是可以的。
75.至少一个部件可以嵌入在部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这样的部件可以选自下述各者：非电传导嵌体、电传导嵌体(比如，金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如，热管)、光引导元件(例如，光波导或光导体连接件)、电子部件或它们的组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层(ims-嵌体)的金属块，该金属块可以被嵌入或被表面安装以用于促进散热的目的。合适的材料是根据材料的导热系数限定的，导热系数应为至少2w/mk。这种材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)。为了增加热交换能力，也经常使用具有增加的表面积的其他几何结构。此外，部件可以是：有源电子部件(实现了至少一个pn结)、诸如电阻器、电感器或电容器的无源电子部件、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(比如现场可编程门阵列(fpga)、可编程阵列逻辑(pal)、通用阵列逻辑(gal)和复杂可编程逻辑器件(cpld))、信号处理部件、功率管理部件(比如场效应晶体管(fet)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、互补金属氧化物半导体(cmos)、结型场效应晶体管(jfet)、或绝缘栅场效应晶体管(igfet)，以上均基于诸如碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)、氧化镓(ga2o3)、砷化铟镓(ingaas)的半导体材料和/或任何其他合适的无机化合物)、光电接口元件、发光二极管、光耦合器、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、相机、天线、逻辑芯片以及能量收集单元。然而，其他部件也可以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性元件(比如，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ic基板、中介层或例如呈板中板构型的另外的部件承载件。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部中。此外，也可以使用其他部件、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来作为部件。
76.在实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这种实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而被叠置并连接在一起的多层结构的复合物。
77.在对部件承载件的内部层结构进行加工之后，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(特别是通过层压)将经加工的层结构的一个主表面或相反的两个主表面对称地或不对称地覆盖。换言之，可以持续堆叠，直到获得期望的层数为止。
78.在具有电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。
79.特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊部施用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这样的阻焊部并且随后对阻焊部的层进行图形化以使一个或更多个电传导表面部分暴露，所述一个或更多个电传导表面部分将用于使部件承载件电耦合至电子外围件。部件承载件的用阻焊部保持覆盖
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。
80.在表面处理方面，还可以将表面处理部选择性地施用至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面处理部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如，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。如果不对这种暴露的电传导层结构进行保护，则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)会被氧化，从而使部件承载件的可靠性较低。然后，表面处理部可以形成为例如表面安装部件与部件承载件之间的接合部。表面处理部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能，并且表面处理部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面处理部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(osp)、非电镍浸金(enig)、非电镍浸钯浸金(enipig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯等。
附图说明
81.本发明的上面限定的方面及其他方面通过下文中描述的实施方式的示例而是明显的，并且参照这些实施方式的示例进行说明。
82.图1示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌入的磁性元件的部件承载件的侧视图。
83.图2示出了根据本发明的另一示例性实施方式的具有嵌入的磁性元件的半成品部件承载件的侧视图。
84.图3示出了根据本发明的示例性实施方式的在磁性基体中包括电感元件的磁性元件的详细视图。
85.图4示出了具有表面安装的磁性材料的常规电路板的示例。
86.图5a至图5h示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的第一部分。
87.图6a至图6l示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件的方法的第二部分。
具体实施方式
88.附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件被提供以相同的附图标记。
89.在将参照附图对示例性实施方式进行更详细地描述之前，将对开发本发明的示例性实施方式所基于的一些基本考虑进行总结。
90.根据示例性实施方式，在感光介电层内形成有较大的腔，该腔可以填充有磁性糊剂。根据需要的应用，腔可以是圆形的、矩形的或任何其他形状。此外，可以通过光刻法来创建腔，这避免了昂贵的对芯部的激光切割过程或耗时的机械钻孔(例如，在一个面板上钻出数十万个钻孔)。替代性地，可以通过蚀刻或预切割来形成腔，由此可以节约成本。
91.根据示例性实施方式，通过叠置多个pid层，可以创建具有更高厚度的腔，这允许：在腔内印刷更多的磁性材料，从而实现更高的电感值，并且可以消除机械钻孔，这能够实现成本节约。
92.图1示出了根据本发明的示例性实施方式的具有嵌入的磁性元件的部件承载件
100的侧视图。部件承载件100包括叠置件110(例如，覆铜层压件或多层叠置件)，该叠置件110包括电传导层结构104和电绝缘层结构102(例如，芯层)。
93.磁性元件150表面安装(组装)至叠置件110并且包括嵌入的电感元件120。磁性元件150的下部主表面152直接安置在叠置件110上并且因此与叠置件110的上部主表面111齐平。磁性元件150包括磁性基体155(磁性糊剂)和完全嵌入在磁性基体155中的电传导结构120。电传导结构120包括绕组并且由此用作嵌入的电感元件120。磁性元件150具有平面形状(其中z方向上的延伸部低于x方向和y方向上的延伸部)，使得绕组布置在部件承载件100的水平方向上。
94.部件承载件100还包括位于叠置件110上的介电层结构130，例如感光电介质(pid)层结构130。用于pid应用的基底材料可以包括：i)热固性材料：环氧树脂、bcb、苯酚；ii)热塑性材料：pi、pbo，并且可以包括光引发剂(光敏剂)以能够被光uv光固化。
95.磁性元件150嵌入在pid层结构130中，使得pid层结构130将磁性元件150的侧壁完全围绕。磁性元件150的上部主表面151与pid层结构130的上部主表面131齐平，并且因此是暴露的。另外的层结构和/或另外的叠置件可以设置在pid层结构130上(未示出)。
96.pid层结构130包括偏移图案140，偏移图案140反映出将第二pid层结构130b层压在第一pid层结构130a上以形成pid层结构130的制造步骤(见图6)。所述偏移图案140是沿着平面p建立的，该平面p与电传导结构120的上部主表面121齐平并且平行于部件承载件100的主延伸方向x、y。因此，偏移图案140包括例如对准偏移。
97.图2示出了根据本发明的另一示例性实施方式的具有嵌入的磁性元件150的半成品部件承载件105的侧视图。图2中所示的装置105与图1中描述的装置非常相似，不同之处在于：电传导结构120嵌入在磁性基体的第一部分155a中，使得电传导结构120的侧壁被磁性基体155a围绕。然而，电传导结构120的上表面121仍然是暴露的。磁性基体的第一部分155a被介电层结构的第一部分130a围绕。半成品105在图6g所示的处理步骤处获得(见下文)。
98.图3示出了根据本发明的示例性实施方式的磁性元件150的详细视图，该磁性元件150包括嵌入在磁性基体155中的电感元件120。可以看出的是，电感元件120由以线圈状方式形成的电传导结构120(例如铜)绕组形成。绕组120的起始点和终止点分别电连接至一端子。当向绕组120提供电流时，提供有电感，该电感又通过磁性基体155被放大。由于磁性元件150具有平面形状，因而电传导结构120相对于部件承载件100水平地定向。通过提供磁性基体155，可以应用大量的磁性材料(例如，与图4中的现有技术示例相比)。结果是，可以获得高电感值。
99.图5a至图5h示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件100的方法的第一部分。
100.图5a：层叠置件101在顶部上设置有第一介电层结构130a，第一介电层结构130a还被膜层160(例如pet膜)覆盖。该示例中的介电层结构包括感光介电(pid)结构。
101.图5b：应用光刻(如箭头所示)，其中，第一介电层结构130a的第一部分被掩模(或ldi)161覆盖，而第一介电层结构130a的第二部分被暴露。代替掩模，可以应用激光直接成像(ldi)来对需要被固化/结构化的部分进行固化(因为可能需要对介电层结构130进行结构化)。
102.图5c：为了获得第一腔135a，将暴露的部分移除。此外，膜层160已被移除。
103.图5d至图5f：在这些可选的处理步骤中，通过重复图5a至图5c中描述的处理将第一腔135a(即，腔的侧壁)进一步扩大。
104.图5g和图5h：在介电材料的显影和固化之后，在第一介电层结构130a中提供有坚固的第一腔135a。
105.图6a至图6l示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件100的方法的第二部分。第二种方法可以直接建立在第一种方法的基础上，并且从图5h中获得的产品开始。
106.图6a：提供呈磁性糊剂形式的第一磁性元件150a，该磁性糊剂通过丝网印刷163填充(倾注)到第一腔135a中。这样的腔可以通过感光(当介电层结构130为pid层结构)、蚀刻或预切割来形式。因此，第一磁性元件150a被安置到第一腔135a中，使得第一介电层结构130a围绕第一磁性元件150a。
107.图6b：将模板(用于丝网印刷)163移除并执行第一固化步骤。
108.图6c：通过研磨将第一磁性元件150a的叠置磁性材料移除。执行第二固化步骤。
109.图6d：在第一磁性元件150a内提供多个间隙156(例如“激光开槽(laser trenching)”)。
110.图6e：提供种子层164(例如使用非电镀覆和/或溅射)以覆盖所述多个间隙156的相应底部和第一介电层结构130a的上部主表面。
111.图6f：通过电镀对间隙156进行填充，特别是通过电镀用铜对间隙156进行填充。介电层结构130a的第一部分的上部主表面的顶部上被增加有金属层165。因此，在呈绕组的形式的间隙156中形成有电传导结构120，从而提供电感元件。
112.图6g：将所述金属层165以化学或机械的方式移除(平面化)并且获得图2中描述的半成品105。
113.图6h：将第二介电层结构130b设置(层压)在第一pid层结构130a和第一磁性元件150a上。
114.图6i：在第二介电层结构130b内形成第二腔135b，如图5a至图5c所描述的。
115.图6j：在膜层移除之后，完成第二介电层结构130b的显影和固化。第二腔135b现在是设置在第一磁性元件150a和嵌入的电传导结构120的顶部上的，由此第一磁性元件150a的上部主表面151a是暴露的。
116.图6k：将第二磁性元件150b安置到第二腔135b中(通过丝网印刷)，使得第二介电层结构130b围绕第二磁性元件150b。第二磁性元件150b是被直接安置在第一磁性元件150a上的，以将电传导结构120嵌入在磁性材料内。
117.图6l：在将覆盖介电层结构130的模板163移除之后，执行以下步骤：第一固化、研磨、第二固化。然后，获得了针对图1描述的部件承载件100。
118.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。还可以对结合不同实施方式描述的元件进行组合。
119.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。
120.本发明的实现方式不限于图中所示和上面描述的优选实施方式。而是，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用所示解决方案和根据本发明的原理的多种变型也是可以
的。
121.附图标记：
122.100 部件承载件
123.102 电绝缘层结构
124.104 电传导层结构
125.105 半成品部件承载件
126.110 层叠置件
127.111 层叠置件的上部主表面
128.120 电传导结构、电感元件
129.121 电传导结构的上部主表面
130.130 介电(pid)层结构
131.130a 介电层结构的第一部分
132.130b 介电层结构的第二部分
133.131 介电层结构的上部主表面
134.135a 第一腔
135.135b 第二腔
136.140 偏移图案
137.150 磁性元件
138.150a 第一磁性元件(磁性元件的第一部分)
139.150b 第二磁性元件(磁性元件的第二部分)
140.151 磁性元件的上部主表面
141.152 磁性元件的下部主表面
142.155 磁性基体
143.155a 第一磁性基体
144.155b 第二磁性基体
145.156 间隙
146.160 膜层
147.161 光掩膜
148.163 模板(丝网印刷)
149.164 种子层
150.165 另外的电传导材料
151.p 平面
152.400 常规的电路板。