阅读说明：本技术 承载电子部件的部件承载件及制造部件承载件的方法 (Component carrier for carrying electronic components and method for manufacturing component carrier ) 是由 汉内斯·施塔尔 于 2015-12-16 设计创作，主要内容包括：承载电子部件的部件承载件及制造部件承载件的方法。该部件承载件包括：至少部分电绝缘的芯；嵌入在芯中的至少一个电子部件；以及具有至少一个导电直通连接件的耦接结构,该至少一个导电直通连接件至少部分地延伸穿过耦接结构并且具有部件接触端和接线接触端,其中该至少一个电子部件与部件接触端直接电接触,其中耦接结构的至少外表面部分具有均匀消蚀特性并且被图案化以具有表面凹部,该表面凹部被填充有导电接线结构,并且其中接线接触端与接线结构直接电接触,并且其中至少一个导电直通连接件包括至少一个柱状物。(A component carrier carrying electronic components and a method of manufacturing the component carrier. The component carrier includes: an at least partially electrically insulating core; at least one electronic component embedded in the core; and a coupling structure having at least one electrically conductive through-connection extending at least partially through the coupling structure and having a component contacting end and a wire contacting end, wherein the at least one electronic component is in direct electrical contact with the component contacting end, wherein at least an outer surface portion of the coupling structure has uniform ablation properties and is patterned to have a surface recess filled with an electrically conductive wire structure, and wherein the wire contacting end is in direct electrical contact with the wire structure, and wherein the at least one electrically conductive through-connection comprises at least one pillar.)

承载电子部件的部件承载件及制造部件承载件的方法

本申请是申请日为2015年12月16日，申请号为201580076115.1，发明名称为“通过在部件承载件的具有均匀消蚀特性的表面部分中的接线结构接触嵌入式电子部件”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及部件承载件以及制造部件承载件的方法。

背景技术

在配备有一个或多个嵌入式电子部件的部件承载件的产品功能不断增多和这样的电子部件的日益微型化以及待安装在部件承载件诸如印刷电路板上和/或中的电子部件的数量不断增加的背景下，日益采用具有若干电子部件的更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触点或连接件，其中这些触点之间的间隔不断减小。因此，接触嵌入式电子部件以及表面安装式电子部件变得越来越有挑战性。同时，部件承载件应具有机械坚固性，以便甚至在恶劣的条件下也能够操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可以以简单且可靠的方式接触的嵌入式电子部件的部件承载件。

为了实现以上限定的目的，提供了如下的部件承载件和制造部件承载件的方法。

根据本发明的一示例性实施方案，提供了一种用于承载电子部件的部件承载件，其中，所述部件承载件包括：至少部分电绝缘的芯；嵌入在所述芯中的至少一个电子部件；耦接结构，所述耦接结构具有至少一个导电直通连接件，所述至少一个导电直通连接件至少部分地延伸穿过所述耦接结构并且具有部件接触端和接线接触端；其中，所述至少一个电子部件与所述部件接触端直接电接触；其中，所述耦接结构的至少外表面部分具有均匀消蚀特性并且被图案化以具有表面凹部，所述表面凹部被填充有导电接线结构；其中，所述接线接触端与所述接线结构直接电接触；以及其中，所述至少一个导电直通连接件包括至少一个柱状物。

根据本发明的一示例性实施方案，提供了一种用于承载电子部件的部件承载件，其中，所述部件承载件包括：至少部分电绝缘的芯；嵌入在所述芯中的至少一个电子部件；耦接结构，所述耦接结构具有至少一个导电直通连接件，所述至少一个导电直通连接件至少部分地延伸穿过所述耦接结构并且具有部件接触端和接线接触端；其中，所述至少一个电子部件与所述部件接触端直接电接触；其中，所述耦接结构的至少外表面部分具有均匀消蚀特性并且被图案化以具有表面凹部，所述表面凹部被填充有导电接线结构；其中，所述接线接触端与所述接线结构直接电接触，其中，所述耦接结构的电介质材料包括基体和嵌入在所述基体中的填充粒子，其中，所述基体的材料和所述填充粒子的材料一起限定所述耦接结构的所述外表面部分的所述均匀消蚀特性。

根据本发明的一示例性实施方案，提供了一种用于承载电子部件的部件承载件，其中，所述部件承载件包括：至少部分电绝缘的芯；嵌入在所述芯中的至少一个电子部件；耦接结构，所述耦接结构具有至少一个导电直通连接件，所述至少一个导电直通连接件至少部分地延伸穿过所述耦接结构并且具有部件接触端和接线接触端；其中，所述至少一个电子部件与所述部件接触端直接电接触；其中，所述耦接结构的至少外表面部分具有均匀消蚀特性并且被图案化以具有表面凹部，所述表面凹部被填充有导电接线结构；其中，所述接线接触端与所述接线结构直接电接触，并且其中，所述部件承载件包括以下特征中的至少一者：其中，所述耦接结构包括耦接体与至少部分地布置在所述耦接体上的耦接层的组合，或者所述耦接结构由耦接体与至少部分地布置在所述耦接体上的耦接层的组合构成；其中，所述至少一个电子部件与所述至少一个直通连接件之间的电交界面无再分布层；其中，所述至少一个电子部件和所述耦接结构的至少一部分成一体地形成在半导体基板中。

根据本发明的一示例性实施方案，提供了一种用于承载电子部件的部件承载件，其中该部件承载件包括：至少部分电绝缘的芯；嵌入在芯中的至少一个电子部件；以及具有至少一个导电直通连接件(through-connection，贯穿连接件、转接件)的耦接结构，该导电直通连接件至少部分地穿过该耦接结构延伸并且具有部件接触端和接线接触端，其中该至少一个电子部件与部件接触端直接电接触(即，它们之间没有其他构件)，其中耦接结构的至少外表面部分具有均匀消蚀特性并且被图案化以具有表面凹部，该表面凹部被填充有导电接线结构，并且其中接线接触端与接线结构直接电接触(即，它们之间没有其他构件)。

根据本发明的另一示例性实施方案，提供了一种制造用于承载电子部件的部件承载件的方法，其中该方法包括：将至少一个电子部件嵌入在至少部分电绝缘的芯中；提供具有至少一个导电直通连接件的耦接结构，该导电直通连接件至少部分地穿过该耦接结构延伸并且形成有部件接触端和接线接触端；使该至少一个电子部件与部件接触端直接电接触；为耦接结构的至少外表面部分提供均匀消蚀特性；对上述外表面部分进行图案化，以形成表面凹部；以及用导电接线结构填充表面凹部，使得接线接触端与接线结构直接电接触。

在本申请的上下文中，术语“耦接结构”可以特别地表示具有一个或多个集成的导电直通连接件的部分电绝缘的结构。这样的耦接结构可以被配置为耦接体，该耦接体可以与至少部分电绝缘的芯分离开设置，并且可以是用于使电子部件的焊垫(或其他电触点)与部件承载件的外部件承载表面直接接触的预形成或预制的构件或中间结构。在另一实施方案中，耦接结构由上述类型的耦接体与同样有助于嵌入式电子部件的电耦接的耦接层结合形成。

在本申请的上下文中，术语“直通连接件”可以特别地表示在嵌入式电子部件的焊垫(或另一电触点)与部件承载件的外部件承载表面之间提供电接触的导电结构。部件承载件的部件承载表面可以是适于表面安装一个或多个电子部件诸如半导体芯片的的表面。这样的直通连接件可以基本上或完全地垂直于部件承载件的相反主表面或部件承载表面延伸。

在本申请的上下文中，耦接结构的外表面部分的“均匀消蚀特性”这一术语可以特别地表示至少在暴露于环境的该部分中，材料成分具有的类型为表面材料由一种(特别是电介质)材料构成或由若干电介质和/或导电材料的组合构成，使得当向该表面部分应用消蚀工艺时，能够以恒定的消蚀速率移除该材料。这样的消蚀速率可以是指示在启用消蚀过程(特别是激光消蚀过程或蚀刻消蚀过程)期间每单位时间移除的材料的量的参数。例如，当应用激光消蚀时，激光束的施加将引起以均匀或恒定的消蚀速率从耦接结构的表面部分移除材料。均匀消蚀特性可以例如通过以下方式来实现：这样的方式即形成单一材料(诸如纯树脂)的表面部分，而非例如由树脂和玻璃纤维的混合物来形成该表面部分。在后者的树脂和玻璃纤维示例中，由于玻璃纤维的消蚀速率显著小于树脂材料的消蚀速率，所以无法实现均匀消蚀特性。

根据本发明的一示例性实施方案，提供了一种用于直接接触一个或多个嵌入式电子部件的非常有利的接触架构，该接触架构基于耦接结构使其部件接触端直接附接在电子部件(诸如半导体芯片)的一个或多个焊垫(或其他电触点)上。直通连接件优选地竖向穿过耦接结构延伸，并用于作为导电桥、通过在接线接触端接触接线结构来实现电子部件的焊垫与接线结构之间的电接触。通过由具有均匀消蚀特性的材料形成耦接结构的露出表面部分，那么简单的消蚀工艺允许灵活地将任何期望的接线结构设计为电路结构的表面部分中的外部接线图案，以提供与至少一个直通连接件的(例如仍然被埋置的)接线接触端的接触。利用这种接触架构，可以在将一个或多个嵌入式电子部件与部件承载件的外表面(或与表面安装在部件承载件的这样的外表面上的一个或多个另外的电子部件)互连时提供超细线的接线。通过使用经由耦接结构的具有均匀消蚀特性的外表面部分的专用消蚀进行接触的至少一个直通连接件，可以直接接触该一个或多个嵌入式电子部件且无需难处理的再分布层。这样的部件互连技术允许电子部件与部件承载件诸如印刷电路板的图案化层的少占地(landless)或基本上少占地的互连。这可以有利地允许用开槽/镀覆工艺进行超细画线。从而，可以实现电子部件的新型第一级互连。

在下文中，将说明部件承载件和制造部件承载件的方法的其他示例性实施方案。

在一实施方案中，耦接结构的至少外表面部分由无玻璃纤维的材料制成。因此，该表面部分可能既不是预浸料也不是FR4(其二者均具有玻璃纤维)，其中预浸料或FR4会使耦接结构的期望的均匀消蚀特性劣化。通过设置耦接结构的外表面部分由无玻璃纤维的材料制成，更特别地是设置耦接结构的整个电绝缘材料由无玻璃纤维的材料制成，确保了接线结构的尺寸限定精确且小，该接线结构不受消蚀特性差、消蚀特性在空间上变化或消蚀特性不明确的区域干扰。

在一实施方案中，耦接结构的至少外表面部分包括由下述组成的组中的至少一种：纯树脂、掺杂钯的树脂、掺杂氧化铜的树脂和光致抗蚀剂(photoresist，光刻胶)。这些材料是提供基本上均匀的消蚀特性的特别优选的示例，不过仍与印刷电路板技术兼容，是用于部件承载件的优选示例。

此外，当使用诸如掺杂钯的树脂或掺杂氧化铜的树脂等材料时，可以选择性地在这些材料上高效地开始无电镀(作为形成接线结构的起始过程)，使得可以有效地抑制在部件承载件的其他表面部分上进行金属材料的无电镀。这可以有利地使得抛光过程变得不必要。

在一实施方案中，至少一个直通连接件包括至少一个柱状物，特别是至少一个圆柱形柱状物和/或多个彼此平行对准的柱状物。这样的柱状物可以是穿过耦接结构延伸并提供电子部件与接线结构之间的接触的导电柱。特别地，这些柱状物可以具有圆形截面，或可替代地具有多边形(例如矩形)截面。通过布置例如矩阵状布置的柱状物，为用户提供了以高自由度设计与至少一个嵌入式电子部件匹配并经由柱状物的图案以专用方式进行接触的期望接线结构。

在一实施方案中，接线结构的外表面与耦接结构的外表面部分的外表面齐平。对应地，接线结构可以完全嵌入在耦接结构的表面部分内而不突出到该表面部分以外。换言之，接线图案的外表面部分和耦接结构的外表面部分可以形成不具有显著拓扑结构的公共平面表面，使得接线结构甚至可以在结构上整合到耦接结构的外表面部分中而不从该外表面部分突出。因此，在使用期间安全地保护接线结构免受损坏。

在一实施方案中，部件承载件包括在部件承载件的一主表面上的至少一个另外的导电接线结构，该主表面与耦接结构的外表面部分和接线结构所在的部件承载件的另一主表面相反。因此，部件承载件的两个相反主表面均可以按照根据本发明的示例性实施方案的接线技术进行配置，其中通过以下方式形成相应的接线结构：这样的方式即从具有均匀消蚀特性的对应表面部分消蚀材料，继之用导电材料填充对应形成的凹部或凹槽。因而，可以在部件承载件的两个相反主表面或在部件承载件的仅一个主表面上应用节约空间且细线条的接线架构。

在一实施方案中，部件承载件包括至少部分地位于耦接结构与嵌入在芯中的至少一个电子部件之间的粘合结构(特别是固化或硬化的粘合剂)。对应地，上述方法还可以包括：在至少一个电子部件与位于耦接结构的露出表面处的至少一个部件接触端之间形成软粘合结构；以及将该至少一个电子部件和耦接结构连接(特别是按压)在一起，从而挤压软粘合剂离开部件接触端与该至少一个电子部件之间的接触区域(特别是离开电子部件的突出焊垫)。已制好的部件承载件的在耦接结构与嵌入的电子部件之间的(固化或硬化的)粘合材料可以缘自一有利的制造过程，其中在将电子部件嵌入到芯中之前，通过粘合材料将电子部件粘附至耦接结构的部件承载表面。粘合材料可以作为一层软粘合材料施加在耦接结构与电子部件之间，使得在将电子部件与耦接结构彼此按压在一起后，粘合材料将被挤压离开电子部件的略微突出的触点或焊垫。从而，确保了电子部件与至少一个直通连接件之间的适当电子耦接，同时还在耦接结构与待嵌入的电子部件之间提供坚固的机械连接。

在一实施方案中，接线结构和至少一个直通连接件中至少之一包括由铜、铝和镍组成的组中的至少一种或由铜、铝和镍组成的组中的至少一种构成。特别地，铜是优选的，这是由于其与印刷电路板技术完全兼容，其中部件承载件是按照印刷电路板技术、根据优选实施方案制造的。使用仅单种金属提供简单的可制造性，同时防止不同导电材料具有的问题，诸如接触电阻效应、不同的热膨胀等。

在一实施方案中，耦接结构的电介质材料包括基体和嵌入在基体中的填充粒子，其中，基体和填充粒子的材料具有均匀消蚀特性。填充粒子的使用具有可以精确地控制耦接结构的特性的优点。例如，这样的填充粒子可以影响耦接结构的材料的热导率、消蚀能力、在其上沉积提别是导电材料的能力等。

在一实施方案中，填充粒子选自由珠(诸如球体，如玻璃球)和有机纤维组成的组。与玻璃纤维形成对比，尺寸设置得足够小的玻璃球或其他形状的珠相比于基体材料(诸如树脂)不会显著地改变消蚀特性，不过仍允许提高部件承载件的结构完整性。而且，有机纤维可以被设计成具有与基体基本上相同的消蚀特性。

在一实施方案中，接线结构的迹线的横向尺寸(诸如宽度)比至少一个直通连接件的横向尺寸(诸如直径)窄。由于可以通过消蚀过程诸如机械钻削或激光消蚀限定接线结构的宽度，所以可以使接线结构的尺寸非常小。因此，在这种情况下，直通连接件用作用于使接线结构的尺寸适应电子装置的焊垫的尺寸的调适(adaption)结构。因此，根据本发明的一示例性实施方案的连接技术与非常小尺寸的接线结构兼容。

在一实施方案中，接线结构的迹线的横向尺寸(诸如宽度)比至少一个直通连接件的横向尺寸(诸如直径)宽。在该可替代的实施方案中，接线图案的尺寸甚至可以在横向上大于直通连接件的尺寸。这在其中安装在部件承载件的外主表面上的部件需要相对较大尺寸的接线结构的实施方案中可能是有利的。

在一实施方案中，至少一个直通连接件具有纵横比大于1的柱形形状。特别地，直通连接件的纵横比——即竖向方向上的长度与水平方向上的直径之间的比——可以大于1.5或者甚至大于2。因此，可以通过直通连接件精确地连接甚至深深地埋置或嵌入在部件承载件的内部内的电子部件。

在一实施方案中，该方法包括在将至少一个电子部件嵌入在芯中之前将至少一个电子部件连接至耦接结构。因而，在耦接结构的一体布置之前，可以首先将耦接结构电气地且机械地连接至待嵌入的电子部件，然后可以将电子部件***到芯对应形状的凹部中，以完成嵌入。因而，利用该技术可以以较少的付出接触嵌入式电子部件。

在一实施方案中，该方法还包括通过激光钻削形成表面凹部(以用于限定接线结构)。激光钻削被视为特别适合于形成任何期望的接线结构，通过仅仅限定激光束在耦接结构的具有均匀消蚀特性的露出表面部分上进行操作所沿的轨迹，激光钻削可以容易地适应于特定的应用。可以通过这样的激光消蚀处理同时加工或依次加工部件承载件的两个相反主表面。

在另一实施方案中，该方法包括通过蚀刻特别是通过光刻蚀刻和/或继之通过使用反应离子蚀刻的第二步骤来形成表面凹部(以用于限定接线结构)。根据这样的架构，可以通过蚀刻对表面材料进行图案化，以限定接线图案。

作为另外的替代方案，可以以另一方式例如通过机械钻削或通过压纹来完成具有均匀消蚀特性的露出表面部分中的接线图案。

在一实施方案中，该方法还包括：在芯内形成至少一个容纳容积(volume，体积)(诸如盲孔)；将至少一个电子部件(以及可选地接触结构的至少一部分)容纳在该至少一个容纳容积中；以及将芯与至少一个电子部件连接(例如通过按压，可替代地通过粘附)。这样的容纳容积可以通过蚀刻或冲压预浸材料等的箔来形成，其中在蚀刻或冲压之后，一个或多个这样的预处理箔可以用于将电子部件嵌入对应的容纳容积中。

在一实施方案中，在至少一个电子部件与至少一个直通连接件之间的交界面(即连接区域)无再分布层(RDL)。因此，通过不在电子部件与耦接结构之间设置再分布层，可以以紧凑设计实现简单的连接。当如图4所示，铜柱状物和电介质(参见附图标记106)在同一水平结束时，可能是有利的。可以通过以下简单的方式实现这一点：在晶圆级的铜柱状物凸块接合技术之后，晶圆可以被涂覆电介质并被机械研磨，以露出柱状物。该平坦的部件直接接触用于激光开槽的电介质。

在一实施方案中，至少一个电子部件和耦接结构的至少一部分一体地形成，特别是一体地形成在半导体基板(诸如硅晶圆)中。对应地，该方法还可以包括将至少一个电子部件和耦接结构的至少一部分作为单片集成结构设置在公共半导体基板内。换言之，电子部件和耦接结构的至少一部分可以形成公共晶片。因此，至少一个直通连接件可以直接接触待嵌入的电子部件的至少一个集成电路元件。直通连接件和电路元件两者均可以被公共基板的半导体材料围绕。因而，可以用半导体技术形成接线结构与待嵌入的电子部件的集成电路元件之间的电子和机械接口。

在一实施方案中，执行图案化和填充，使得接线结构直接电连接至至少一个直通连接件的通过图案化露出的至少一个接线接触端。因此，少占地或基本上少占地的连接是可能的，从而使连接过程简单并使所产生的部件承载件紧凑。

在一实施方案中，通过无电沉积(electroless deposition，化学沉积)一导电材料、继之通过电流沉积另外的导电材料来对通过图案化形成的表面凹部进行填充。因此，可以首先沉积金属层，继之电流沉积另外的金属材料以进一步(特别是完全地)填充凹部，以用于形成接线结构。两种沉积过程的这种组合允许制造坚固且可靠的接线结构。

在一实施方案中，该方法包括：在通过沉积形成接线结构之后，将耦接结构的至少露出的表面与露出的接线结构一起抛光，特别是通过化学机械抛光(CMP)进行该抛光。在之前描述的两级接线结构形成过程(特别是通过无电镀和电镀)之后，可能出现的是，对应地加工的部件承载件的外表面是非平面的或不平坦的，并且导电材料也位于不期望的位置。化学机械抛光过程可以确保实现平面性，同时具有在空间上精确限定的接线结构。

在一实施方案中，该方法包括将导电掩模层(例如铜膜)和光致抗蚀剂层附接在耦接结构的外表面部分上(特别是附接在耦接结构的外耦接层上)。该方法还可以包括对光致抗蚀剂层和导电掩模层进行图案化，从而露出耦接结构的外表面部分的一部分(特别是耦接结构的待在其处形成接线结构的表面部分)。然后，可以选择性地(特别地通过激光处理或蚀刻)移除耦接结构的外表面部分的先前露出部分的材料，从而露出至少一个直通连接件的至少一个接线接触端的至少一部分。随后，可以用导电材料(特别是部分地)填充如此形成的表面凹部，从而形成与露出的至少一个接线接触端接触的接线结构。特别地，接线结构的这种形成可以通过无电沉积过程继之通过电流沉积过程来进行。可以对耦接层的材料进行选择(例如掺杂钯的树脂)，使得金属材料的无电沉积将主要或仅仅出现在图案化的耦接层的露出表面上(而不例如出现在光致抗蚀剂层上)。有利地，金属掩模层可以用于在电流沉积过程期间施加电压。

仍然参照之前描述的实施方案，该方法还可以包括在填充后将光致抗蚀剂层和导电掩模层移除。然后，可以完成部件承载件的制造。通过这样的过程，可以省略上面参照另一实施方案描述的化学机械抛光过程，这进一步简化了制造过程。

然而，优选地，部件承载件被配置为电路板，特别是被配置为由印刷电路板、基板和内插件组成的组中之一。也可以实施其他类型的电路板。

在本申请的上下文中，“印刷电路板”(PCB)可以表示具有电绝缘芯的板(特别是由玻璃纤维和树脂的复合物制成)，该电绝缘芯被导电材料覆盖并常规地用于在其上承载待通过导电材料电耦接的一个或多个电子构件(诸如封装的电子芯片、插座等)。更具体地，PCB可以使用导电径线、焊垫或从层压在非导电基板上的金属结构诸如铜片蚀刻出的其他特征来机械地支撑并电连接电子部件。PCB可以是单面的(即，可以使其主表面中的仅一个被金属层特别是图案化的金属层覆盖)、双面的(即，可以使其两个相反主表面二者均被金属层特别是图案化的金属层覆盖)或多层型(即，在其内部还具有一个或多个金属层特别是图案化的金属层)。不同层上的导体可以通过经镀覆的通孔彼此连接，该经镀覆的通孔可以被表示为过孔。PCB还可以包括嵌入在电绝缘芯中的一个或多个电子部件，诸如电容器、电阻器或有源器件。

在本申请的上下文中，“内插件”可以表示在一个连接件与另一连接件之间布线(route)的电气接口装置。内插件的目的可以是将连接扩展至较宽间距或将连接重新布线为不同的连接。内插件的一种示例可以是在电子芯片(诸如集成电路晶片)与球栅阵列(BGA)之间的电气接口。

在本申请的上下文中，“基板”可以表示待在其上安装电子部件的物体，例如包括陶瓷和/或玻璃材料。

在一实施方案中，芯的电绝缘材料包括由下述组成的组中的至少一种：树脂，特别是双马来酰亚胺-三嗪树脂；玻璃纤维；预浸材料；聚酰亚胺；液晶聚合物；基于环氧树脂的积层膜(epoxy-based Build-Up Film，环氧基增层膜)；和FR4材料。树脂材料可以用作具有期望的介电特性并且便宜且非常适合批量生产的基体材料。玻璃纤维可以加固电路板，并可以使电路板在机械上稳定。此外，如需要，玻璃纤维可以引入相应电路板的各向异性。预浸料是用于电路板的适合材料，因为其已经是树脂和玻璃纤维的混合物，可以被进一步加工(并且特别是回火)，以使其转变为PCB型的电介质材料。FR4是用于PCB用耐火电介质材料，其可以适用于根据示例性实施方案的封装理念。

嵌入式电子部件可以特别地表示任何有源电子部件(诸如电子芯片，特别是半导体芯片)或任何无源电子部件(诸如电容器)。嵌入式部件的示例为数据存储器诸如DRAM(或任何其他存储器)、微处理器、滤波器(其可以例如被配置为高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器，并且可以例如用于频率滤波)、集成电路(诸如逻辑IC)、信号处理部件(诸如微处理器)、功率管理部件、光电接口构件(例如光电子构件)、电压转换器(诸如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、电容器、电感、开关(例如基于晶体管的开关)以及这些的组合和其他功能电子构件。

附图说明

根据下文描述的实施方案的实施例，将明了本发明的在上文限定的方面和其他方面，并且将参考实施方案的这些实施例说明这些方面。

下文将参照实施方案的实施例更详细地介绍本发明，但本发明不限于这些实施例。

图1示出了根据本发明的一示例性实施方案的部件承载件的截面图。

图2示出了根据本发明的另一示例性实施方案的部件承载件的截面图。

图3示出了根据本发明的又一示例性实施方案的部件承载件的截面图。

图4至图7示出了在执行根据本发明的一示例性实施方案的制造部件承载件的方法期间获得的结构。

图8至图12示出了在执行根据本发明的另一示例性实施方案的制造部件承载件的方法期间获得的结构。

图13示出了在单个化之前的包括多个作为单片集成体的、类似于图4所示的通过半导体加工获得的结构的晶圆。

附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，类似或等同的元件被提供有相同的附图标记。

具体实施方式

在参照附图进一步详细描述示例性实施方案之前，将呈现本发明的开发示例性实施方案所基于的一些一般考虑。

根据一示例性实施方案，提供了一种具有超细线和细间距互连件的嵌入式部件。这样的嵌入式部件封装件特别适合于高压应用。其中，本发明的示例性实施方案具有以下优点：提供了简单且有效的至芯片的互连技术。至PCB上的图案化层的少占地互连件成为可能。此外，示例性实施方案提供了利用新的开槽和/或镀覆工艺的超细线技术。此外，示例性实施方案使得能够实现至芯片的第一级互连，且不需要再分布层(RDL)。示例性实施方案特别适用的示例性应用领域是嵌入式扇出型封装件、高密度嵌入式模块和高密度基板(例如具有<8μm L/S)。

图1示出了根据本发明的一示例性实施方案的部件承载件100的截面图。图1特别地示出了具有在铜柱状物上的互连件如直通连接件108并且具有激光开槽的铜填充迹线如接线结构110的实施方案。

更具体地，图1示出了被配置为适于在其两个相反主表面118、120二者上承载电子部件(未示出，例如封装的半导体芯片)的印刷电路板(PCB)的板状部件承载件100。

部件承载件100包括电绝缘芯102。在所示实施方案中，芯102由三个堆叠的箔形成。对由FR4或预浸料(特别是树脂和玻璃纤维的组合)制成的两个下部箔进行穿孔(即设置通孔)，以界定容纳容积。上部箔是连续的。上部箔也可以由FR4或预浸料制成，或者可以由具有均匀消蚀特性的材料诸如纯树脂制成(这将允许以有利的方式形成接线结构116)。

此处被实施为具有焊垫或电触点160的半导体芯片的电子部件104被容置在容纳容积中，并因此嵌入在芯102中。因此，电子部件104被埋置在部件承载件100的内部内。

部件承载件100的耦接体106包括多个平行对准的圆柱形铜柱状物作为导电直通连接件108，上述直通连接件竖向(且垂直于主表面118、120)穿过直通连接件108嵌入其中的耦接体106的周围电介质材料延伸。直通连接件108中的每一个均具有两个相反的端面，这两个相反的端面分别构成部件接触端112和接线接触端114。嵌入式电子部件104的电触点160与部件接触端112直接电接触，从而在电子部件104与直通连接件108之间形成直接的导电连接。

耦接体106的电介质外表面部分(即，耦接体106在下主表面120处的电介质材料，例如纯树脂)具有均匀消蚀特性，并经过图案化以具有表面凹部，该表面凹部被填充有导电接线结构110。通过对耦接结构106的露出的电介质材料进行图案化(优选地通过激光消蚀)以及填充对应形成的凹部，基本上可以限定接线结构110的任何期望设计。从图1可以看出，接线接触端114与接线结构110直接电接触。

为了使耦接体106的露出的电介质材料的消蚀特性在耦接体106的位于下主表面120处的电介质材料的整个电介质区域上均匀或恒定，以使得能够适当限定接线结构110，耦接体106的外电介质表面部分由无玻璃纤维的纯树脂制成。然而，可替代地，耦接结构106的露出的电介质材料可以包括基体和嵌入在基体中的填充粒子，如果该基体和填充粒子的材料具有均匀的消蚀特性的话。例如，这样的填充粒子可以包括小尺寸的玻璃球和/或有机纤维。

由于接线结构110的外表面与耦接体106在下主表面120处的外表面齐平，所以下主表面是平坦的并因此在使用期间不易受损。

从图1还可以看出，部件承载件100包括在部件承载件100的上主表面118上的另外的导电接线结构116。

参照图1中所示的细节图170，接线结构110的迹线的宽度d小于直通连接件108的柱形柱状物的直径D。

根据图1的部件承载件100允许进行超细线接线，并提供了用于形成至嵌入式电子部件104诸如晶片的互连件的简单制造过程。这样的超细线互连件使得能够实现直接至芯片的1级互连而无需使用再分布层(RDL)。

晶片的互连件由铜柱状物而不是由铜垫焊垫形成。利用这种架构，可以在嵌入例如通过转移嵌入(可以按照AT 514074实施，其在此处通过引用并入本文)后使铜柱状物的端部靠近PCB的表面。对于根据一示例性实施方案的转移嵌入，可以将一个或多个耦接结构(例如与待嵌入的电子部件一体形成的)安装在尺寸稳定的临时承载件上，并且可以将所产生的布置附接(例如通过施加一定压力，优选地在真空环境中)至涂覆有软树脂的铜箔(或涂覆有任何其他软粘合剂的导电接线结构)。软粘合剂可以形成耦接结构的耦接层(参见附图标记202)。耦接结构可以具有集成在其内的铜柱状物或任何其他至少一个导电直通连接件。不过采用这种措施，铜柱状物可以直接接触至铜箔。在固化后，就可以移除临时承载件。随后，可以使用预浸料片、额外的铜结构等容易制造印刷电路板状结构。通过采用后一措施，可以制造至少一个部分电绝缘的芯。对于制成至接线层或接线结构的互连件，不需要镀覆的微过孔，并且因此可以省去对应的配准(registration)过程。

例如，可以以以下方式形成构成接线结构110的接线图案：在位于PCB的表面——在其中嵌入有嵌入式电子部件104的铜柱状物——上的接触结构106的非玻璃布增强电介质材料中形成凹槽。可以用激光束形成这些凹槽，其中激光束限定宽度和深度，使得可以用该工艺制成完整的图案。激光凹槽可以使在铜柱状物上面的区域敞开，并将使得能够在稍后的镀覆工艺中实现与铜柱状物的电接触。

该凹槽图案的配准可以通过与晶片的铜柱状物的光学配准进行，并使得凹槽能够与铜柱状物精确配准。当需要与面板上的多个晶片配准时，可以实施自适应成像工艺，以使每个单独晶片及其偏移和偏斜的图像适应于面板的整体图像。该工艺使得激光凹槽能够与每个晶片适当配准，并形成与芯片的第一级互连。

可以按如下方式来完成图案：对凹槽和PCB的对应(例如裸露的环氧化物)表面的表面进行无电镀，继之进行水电镀以用于填充凹槽。然后，可以执行化学机械抛光(CMP)，以移除镀覆的表面铜。

在将电子部件104嵌入到由芯102限定的容纳容积中之前，将电子部件104连接至由均匀电介质材料构成的耦接体106，该耦接体中集成有被实施为平行对准的铜柱状物的直通连接件108。为此，可以在耦接体106中形成凹部，以用于容纳电子部件104(其可以通过粘附进行连接)。在将电子部件104和耦接体106连接至彼此的该连接过程之后，将最终的布置***到芯102的容纳容积中，并且可以通过施加压力来连接所提及的成分。随后，使部件承载件100的下主表面120经受激光钻削处理，其中，激光束(未示出)在部件承载件100的下主表面120的表面材料上作用所沿的轨迹限定接线结构110的形状。以对应的方式，可以对上主表面118进行处理，以限定接线结构116。

然后可以通过无电金属沉积过程和随后的电流沉积过程的组合来完成填充耦接体106的露出表面部分中的凹部以及可选地芯102的在下主表面120处的露出表面部分中的凹部。如此填充的凹部可能仍然具有延伸到耦接体106以外的金属突出体，可以通过机械化学抛光(CMP)将上述金属突出体平面化。

图2示出了根据本发明的另一示例性实施方案的部件承载件100的截面图。图2示出了图1的改型，其中，在制造过程期间(对照图8至图12)在PCB的外侧临时附接薄铜箔(图2未示出)。此外，可以使用掺杂钯(Pd)的电介质(参见附图标记202和200)获得无CMP的工艺。

可以以以下方式进行铜图案化工艺的改型：代替使用非玻璃布增强材料作为耦接体106(参见图1)的露出电介质材料，使用根据图2的由具有掺杂钯的树脂的非玻璃布增强材料制成的额外耦接层202。耦接体106与耦接层202一起形成根据图2的耦接结构。在制造过程期间，在PCB的两侧上层压薄铜箔(通常1μm至2μm厚)。这种构造使得能够实现下述工艺：其中，仅对形成在耦接层202中的激光凹槽进行镀覆，并且不需要进行CMP工艺。不使用CMP是有益的，这是因为CMP是需要使非常平坦的PCB的厚度公差处于微米范围内的昂贵工艺。

用于制造根据图2的部件承载件100的可能对应工艺流程为如下流程：

-在薄的外层铜上层压光致抗蚀剂

-配准置于芯层上的基准点进行成像

-对抗蚀剂进行显影

-蚀刻露出的薄铜箔

-通过诸如等离子体、RIE或准分子激光等工艺移除露出的树脂层并减小光致抗蚀剂的厚度

-进行掺杂Pd的材料的无电镀(将镀覆仅该材料或基本上仅该材料)

-电镀

-剥离抗蚀剂并对薄铜箔进行显现蚀刻

这样的制造方法和如图2所示的对应部件承载件100的益处在于，利用一个光成像过程，形成了用于针对掺杂Pd的材料的激光消蚀工艺的金属掩模，并且光致抗蚀剂在激光消蚀工艺期间保护金属掩模不露出。由于这种构造，光致抗蚀剂的表面将不会被金属化，并且仅凹槽会被金属化，而且在激光消蚀工艺中用作掩模的薄铜箔使得能够在凹槽中实现水电镀工艺的电气互连。

对于该过程，耦接层202的至少外表面部分可以包括所提及的掺杂钯的树脂或可替代地包括掺杂氧化铜的树脂。在图2中，不仅仅耦接层202的露出表面部分可以包括掺杂物(例如钯)。与此相对比，在相反的主表面118上的露出层200也可以由这样的材料制成，使得也可以在此处应用对应的制造方法。因而，所描述的制造过程以及对应的优点适用于两个相反的主表面118、120的露出的电介质表面部分。

图3示出了根据本发明的又一示例性实施方案的部件承载件100的截面图。根据图3，实施利用与裸层压体中的凹槽一起制成的、至晶片(如嵌入式电子部件104)的微过孔(如直通连接件108)的互连件，来代替使用铜柱状物互连件(如图1)。从图3可以看出，图1和图2的铜柱状物可以用导电材料填充的过孔替代。

图4至图7示出了在执行根据本发明的一示例性实施方案的制造部件承载件100的方法期间获得的结构。利用该方法，可以获得与图1所示的部件承载件对应的部件承载件100。

图4示出了电子部件104，这样的电子部件是具有焊垫或其他类型的芯片触点160的半导体芯片，该电子部件待利用耦接体106嵌入到待制造的部件承载件100内。预制的耦接体106包括纯树脂(即无玻璃纤维)的基体402，该耦接体具有铜柱状物作为在基体402的内部竖向延伸的直通连接件108。直通连接件108是圆柱形铜柱状物，在其顶部具有露出的部件接触端112，并且在其底部具有接线接触端114，该接线接触端埋置在基体402内。此外，从图4可以看出，在直通连接件108的露出的部件接触端112上施加有一层软的液态的粘性或可流动的粘合结构400。

在粘合结构400仍为液态时，以粘合结构400位于电子部件104和耦接体106之间的方式将电子部件和耦接体按压在一起(参见箭头404)，使得由于电子部件的焊垫或电触点160略微突出到部件主体的其余部分之上，所以在电触点160与直通连接件108的部件接触端112之间的接触位置处，粘合结构400的粘合材料流走。然后，粘合结构400至少部分地硬化或固化，以将电子部件104与耦接体106机械地连接在一起。因此在电触点160与直通连接件108之间建立了直接电接触。

产生根据图4的结构的另一方法是：将铜柱状物400镀覆在位于晶圆上的接触焊垫160上，并在下一步骤中用聚合物材料涂覆晶圆的该侧(形成耦接结构106的一部分)并使其固化。在下一步骤(未示出)中，可以将晶圆切成图4所示的单个结构(成为晶片)。

从图5可以看出，然后将根据图4形成的布置***到在芯102中形成的容纳容积中。芯102可以由多个堆叠的预处理预浸料箔或其他适当的材料组装而成(优选地，至少在相反的主表面118、120处及其附近，芯102的材料具有均匀消蚀特性，例如由纯树脂提供，如下文进一步详细描述)。以电子部件104被芯102的材料和耦接体106的材料包埋的方式执行***过程。如箭头500所示，然后通过施加机械压力——如期望或需要的话伴随热能供应——将所提及的结构中的成分彼此连接。

因此，在芯102内形成用于容纳电子部件104的容纳容积，并且芯102通过按压与电子部件104连接。方法还包括：将电子部件104嵌入在电绝缘芯102中；提供具有导电直通连接件108的耦接体106，该导电直通连接件穿过该耦接体延伸并且形成有部件接触端112和接线接触端114；以及使电子部件104与部件接触端112直接电接触。在将电子部件104嵌入在芯102中之前，将电子部件104连接至耦接体106。该方法还包括：在电子部件104与位于耦接体106的露出表面处的部件接触端112之间设置软粘合结构400，以及将电子部件104和耦接体106按压在一起，从而挤压软粘合剂离开部件接触端112与电子部件104的电触点160之间的接触区域。

对照图6，然后使如此获得的结构经受表面消蚀过程，例如通过激光处理。通过采取该措施，在如此获得的结构的两个相反主表面118、120的表面部分中形成凹部600的布置。在下主表面120处且在耦接体106暴露于环境的区域中，凹部结构600使直通连接件108的接线接触端114露出。非常有利地，至少耦接体600的基体402的材料(以及优选地还有在两个相反主表面118、120处暴露于环境的芯102的材料)由具有均匀消蚀特性的材料例如纯树脂(特别是不具有玻璃纤维)形成。为了设计凹部结构600并因此设计随后形成的接线结构110(参见图7)，沿着能够沿主表面118、120中的相应主表面自由限定的轨迹引导激光束，以选择性地在此处消蚀材料，以用于限定期望的接线图案。

参照图6，该方法因此为耦接体106的至少外表面部分提供均匀消蚀特性，并通过激光钻削对外表面部分进行图案化以形成表面凹部，从而构成凹部结构600。

为了获得根据如图7所示的示例性实施方案的部件承载件100，然后通过以下方式用导电材料优选为铜填充凹部结构600的凹部，上述方式即：首先进行无电沉积过程，随后继之进行对额外的导电材料的电流沉积。这形成在接线接触端114直接接触直通连接件108的接线结构110。为了获得图7所示的平面化部件承载件100，随后可以通过化学机械抛光(CMP)对相反主表面118、120进行处理。

因此，该方法还包括用导电接线结构110填充表面凹部，使得接线接触端114与接线结构110直接电接触。接线结构110完全嵌入在耦接体106的表面部分内，而不突出到该表面部分以外。可以例如通过以下方式来对通过图案化形成的表面凹部进行填充，上述方式即：无电沉积导电材料，继之电流沉积另外的导电材料(或使用另一工艺)。通过用CMP对耦接体106的露出表面部分和露出的接线结构110进行抛光，该方法完成。

图8至图12示出了在执行根据本发明的另一示例性实施方案的制造部件承载件100的方法期间获得的结构。利用该方法，可以获得与图2所示部件承载件对应的部件承载件100。

为了获得图8所示的结构800，应用与根据图5的过程类似的过程。然而，根据图8，接线接触端114相对于耦接主体106的基体402的电介质材料露出。可替代地，接线接触端114还可以埋置在耦接体106的电介质材料内，如图5中一样。

随后，将可以例如由掺杂钯的非布树脂制成的耦接层202附接至耦接体106和芯102的露出的下主表面。然后，可以在耦接层202上附接金属掩模层802(例如铜片，其可以例如具有1μm至2μm之间的厚度)。此后，可以在金属掩模层802上形成(例如沉积)光致抗蚀剂层804。因而，根据所描述的方法，导电掩模层802和光致抗蚀剂层804附接在耦接体202的外表面部分上。

为了获得图9所示的结构900，可以根据待形成的期望接线结构对金属掩模层802和光致抗蚀剂层804进行图案化，以形成多个凹部900。这可以通过适当的蚀刻过程进行，从而露出耦接层202的某些表面部分。因此，该方法继续对光致抗蚀剂层804和导电掩模层802进行图案化，从而露出耦接层202的外表面部分的一部分。

为了获得图10所示的结构1000，例如通过反应离子蚀刻或激光消蚀进行另外的材料移除过程，以进一步加深凹部900，从而使光致抗蚀剂层804薄化，甚至更重要的是，移除耦接层202的露出表面部分以露出接线结构端114的部分。换言之，优选地通过激光处理移除耦接层202的外表面部分的露出部分的材料，从而露出接线接触端114的部分。

为了获得图11所示的结构1100，首先通过无电镀沉积导电材料诸如铜，从而在凹部900内选择性地在掺杂钯的树脂耦接层202的材料和接线结构端114上形成无电镀结构1102(对照细节图1110)。与此相对比，在无电镀过程期间，基本上将不在光致抗蚀剂层804上沉积导电材料。随后，在无电镀结构1102上形成另外的导电材料诸如铜，从而形成电镀结构1104，对照细节图1110。在该电镀过程期间，可以向导电金属掩模层802施加电压。从而，形成由无电镀结构1102和电镀结构1104构成的接线结构110。通过所描述的过程，用导电材料填充在耦接层202中形成的凹部，从而形成接线结构110。

为了获得图12所示的部件承载件100，移除光致抗蚀剂层804和金属掩模层802。鉴于所描述的由无电镀结构1102和电镀结构1104构成的接线结构110的形成，不需要化学机械抛光。

图13示出了在单个化之前的包括多个作为单片集成体的、类似于图4所示的通过半导体加工获得的结构的晶圆1310。

从图13可以看出，公共半导体基板1300特别是硅晶圆包括多个单独的部段，可以通过沿分离线1304将这些部段分离开(例如锯开)来对这些部段进行单个化。这些部段中的每一个包括多个电子部件104中的一个相应电子部件和多个耦接体106中的一个相应耦接体的一部分，上述电子部件和耦接体一体地形成在公共半导体基板1300中。集成电路元件1302(诸如晶体管阵列等)单片集成在半导体基板1300内，从而形成相应的电子部件104。被实施为铜柱状物的多个直通连接件108竖向地穿过周围的半导体材料延伸并直接接触集成电路元件1300。在经处理的半导体晶圆1300的顶部上形成耦接层202例如聚合物层(或具有均匀消蚀特性的任何其他材料)，并且可以对耦接层进行图案化(未示出)，以用于限定接线结构110(图13中未示出)。在单个化之后，部段中的每一个可以用作形成根据本发明的示例性实施方案的部件承载件100的基础，例如根据图5至图7或图8至图12所示的过程中的任一种形成部件承载件。

应注意的是，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，可以组合关于不同实施方案描述的元件。

本发明的实施不限于附图所示和上述的优选实施方案。更确切地，使用所示方案和根据本发明的原理的多种变体均是可能的，即使在根本不同的实施方案的情况下。