发明内容

可能存在提供一种具有扩展功能的可有效制造的部件承载件的需求。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种部件承载件，该部件承载件包括(特别是层压的)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以及位于叠置件的中央区域中的部分暴露层，暴露层就上侧和下侧而言是通过形成在叠置件中的盲孔而暴露的，其中，暴露层的相反的主表面中的每个主表面部分地由相应的粘合剂层覆盖。

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：形成包括至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构的叠置件；在叠置件中形成第一盲孔，该第一盲孔从叠置件的第一主表面延伸直至叠置件的中央区域中的暴露层；在叠置件中形成第二盲孔，第二盲孔从叠置件的与第一主表面相反的第二主表面延伸直至暴露层；以及将叠置件内的暴露层连接(特别是直接连接)在两个粘合剂层之间，所述两个粘合剂层各自布置在暴露层的相反主表面中的相应一个主表面的部分上。

在本申请的上下文中，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、有机插置件和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。

在本申请的上下文中，术语“叠置件”可以表示部件承载件材料(例如铜、树脂和玻璃)的大致平行对准的层结构的平坦本体，其中，这些层结构例如通过层压而彼此一体地连接。

在本申请的上下文中，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。

在本申请的上下文中，术语“盲孔”可以特别地表示叠置件中的孔，该孔由暴露层在底侧部或顶侧部处限定并且在侧向上由叠置件的侧壁限定。

在本申请的上下文中，术语“暴露层”可以特别地表示部分地未被部件承载件的材料覆盖以及部分地被部件承载件的材料覆盖的薄膜。特别地，暴露层可以在暴露层的水平中央部分处在相反的两个主表面的表面区域中未被覆盖。然而，同时，部分暴露层部分地可以在相反的两个主表面上由相应的粘合剂层覆盖，例如将暴露层与叠置件的侧向区域、特别是周向区域连接。

在本申请的上下文中，术语“粘合剂层”可以特别表示由能够将暴露层在暴露层的相反的两个主表面上与叠置件的材料粘合的材料制成的片材或膜。这种粘合可以通过使液体粘合剂固化、通过使固体粘合剂层(例如通过预浸料的层压)固化、或以任何其他方式来实现。

在本申请的上下文中，术语“叠置件的中央区域”可以特别地表示叠置件的在叠置件的层结构的内部中且相对于叠置件的相反的两个主表面间隔开的区域。例如，中央区域可以位于叠置件的竖向方向上的中间。然而，中央区域也可以布置成相对于叠置件的相反的两个主表面不对称、即与主表面中的一个主表面相比更靠近主表面中的另一个主表面。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种部件承载件，在该部件承载件中，暴露层从部件承载件的相反的两个主表面并且优选在叠置件的中央区域中就环境而言是暴露的。叠置件可以经由将暴露层在顶部和底部上可靠地连接的粘合剂层优选地在周向上对暴露层进行支撑和保护。通过采取这种措施，可以提供具有暴露层的部件承载件，该暴露层与环境直接连通或相互作用，从而能够用作例如传感器和/或致动器。通过将暴露层布置在叠置件的中央区域中、即相对于叠置件的相反的两个主表面竖向地间隔开，还可以可靠地保护机械敏感的暴露层免受外部冲击的机械损坏。高度有利地，可以将暴露层(该暴露层可以部分地暴露或以该暴露层的整个表面暴露)夹置在两个图案化的粘合剂层之间，以确保同时使暴露层在叠置件的盲孔的区域内暴露并使敏感暴露层与叠置件进行适当的机械连接。

示例性实施方式的详细描述

在下文中，将对部件承载件及该方法的其他示例性实施方式进行解释。

在实施方式中，部件承载件被构造为传感器(特别为麦克风、压力传感器、湿度传感器、加速度传感器和气体传感器中的一者)、致动器(特别为扬声器)或微机电系统(MEMS)。在这种应用的情况下，暴露层在功能上可以是有源组件。

在实施方式中，暴露层形成功能隔膜(该功能隔膜可以替代性地表示为隔膜或分隔结构、特别是超灵敏分隔结构的功能层)。当暴露层被实现为功能隔膜时，暴露层可以被构造以及能够在由相反的盲孔限定的容积内以该暴露层的暴露部位自由振荡或运动。这种自由振荡的功能隔膜对于诸如传感器应用的功能(例如在部件承载件用作麦克风时)和对于致动功能(例如在部件承载件用作扬声器时)可能是有利的。

例如，功能层或隔膜可以是电绝缘和/或电传导层或隔膜。功能层或隔膜可以是基于聚合物的(例如有机)结构、基于铜的结构、石墨烯涂覆(特别是超导)层等。功能层或隔膜的其他材料也是可能的。例如，功能层或隔膜可以由单向渗透材料制成。功能层或隔膜也可以由高倍支撑性(high power supportive)热塑性材料或弹性体材料制成。在又一个实施方式中，功能层或隔膜可以由非弹性材料制成。在实施方式中，暴露层包括弹性材料或由弹性材料构成，该弹性材料特别是聚酰亚胺。当功能隔膜由诸如聚酰亚胺的弹性材料制成时，可以实现功能隔膜的振荡特性。为了增强弹性暴露层的特定功能，还可以在暴露层的表面上形成例如由压电材料制成的一个或更多个附加层。利用压电材料，可以对弹性暴露层的机械振荡进行电检测或迫使弹性暴露层根据所施加的电信号进行运动。

在实施方式中，暴露层是单个材料层。在这样的实施方式中，暴露层由均质材料制成。这确保了暴露层作为整体的均匀性质。

在另一个实施方式中，暴露层包括不同材料的多个子结构件。在所述实施方式中，暴露层可以具有异质材料成分(例如由不同的层制成，每层均具有另一种材料)，这使得可以对暴露层的期望特性进行微调或调节。例如，暴露层可以由下述多个子层构成：所述多个子层可以叠置或夹置以一起形成暴露层。一个示例是弹性子层(例如由聚酰亚胺制成)与用于对部件承载件的例如传感器或致动器功能进行微调的压电子层的上述覆盖部。

在实施方式中，暴露层的厚度在1μm与30μm之间的范围内、特别是在3μm与7μm之间的范围内。当暴露层的厚度选自上述范围时，一方面可以确保暴露层可以自由移动(例如，由诸如外部压力的外部影响触发或由内部电刺激信号触发，该内部电刺激信号可以例如经由暴露层的压电材料来施加)。另一方面，暴露层也不应当变得过于薄，以防止部件承载件及其高度敏感的暴露层在使用期间变得易于受到环境的影响而机械损坏。

在实施方式中，第一盲孔的最外部分的中央部与第二盲孔的最外部分的中央部之间的侧向偏移小于20μm、特别地不大于15μm。在本申请的上下文中，术语“侧向偏移”可以特别地表示盲孔的所述相反的最外部分之间、即盲孔的与叠置件的主表面紧相邻的部分之间沿着水平面的空间偏移。根据将在下面进一步详细描述的高度有利的制造过程，结果可以是，盲孔的限定暴露层的暴露部位的相反的两个最外部分之间的侧向或水平偏移可以非常小。当例如通过激光切割形成盲孔时，这种侧向偏移可以是对部件承载件的预成形件重新调节激光源涉及某一误差从而导致侧向偏移这一事实的结果。

在实施方式中，第一盲孔的最内部分的中央部与第二盲孔的最内部分(即盲孔的与暴露层紧相邻的部分)的中央部之间的侧向偏移大于所述第一盲孔的最外部分的中央部与第二盲孔的最外部分(即盲孔的与叠置件的主表面紧相邻的部分)的中央部之间的侧向偏移。再次参照下文更详细描述的高度有利的制造方法，相比于最外部分，盲孔中的一个或两个盲孔的侧向偏移在将暴露层暴露的相应盲孔的内侧处可能更大。然而，在最外部分处的小的侧向偏移使部件承载件与可以在部件承载件的外表面处安装在部件承载件上的其他部件之间的机械匹配简化。

在实施方式中，第一盲孔的最内部分从暴露层朝向叠置件的延伸有第一盲孔的第一主表面渐缩。相应地，第二盲孔的最内部分可以从暴露层朝向叠置件的延伸有第二盲孔的第二主表面渐缩。这种呈锥形或截头形方式的渐缩可能是通过激光处理而形成相应盲孔的最内部分的特点。由于在激光处理期间激光束对盲孔的最内部分中的叠置件材料的能量冲击，可能产生这种渐缩。由于下面将进一步详细描述的有利制造方法，最内部分的渐缩从相应盲孔的内部向外部发生，即朝向相应盲孔和叠置件的外部主表面变窄。

在实施方式中，第一盲孔的最外部分从叠置件的延伸有第一盲孔的第一主表面朝向暴露层渐缩。相应地，第二盲孔的最外部分可以从叠置件的延伸有第二盲孔的第二主表面朝向暴露层渐缩。这种几何形状可以是所述盲孔可以通过激光处理的两个阶段形成的事实的特点。

相比于第一盲孔的所述最内部分和第二盲孔的所述最内部分，所述最外部分可以沿相反的方向渐缩。从描述上讲，这可能导致形成大致X形的盲孔。

在实施方式中，位于叠置件内并由第一盲孔或第二盲孔限定的至少一个电传导层结构在叠置件的内侧壁处具有凹进部。如下所述，电传导层结构(特别是铜箔)的这种凹进部也可以是有利的制造方法的特点。

在实施方式中，部件承载件包括嵌入在暴露层中或表面安装在暴露层上的部件。这样的部件可以形成暴露层的暴露部位。高度有利地，可以将部件(例如半导体芯片、MEMS或任何其他种类的传感器或致动器部件)嵌入到暴露层中，以便对要被在环境中检测的任何现象或参数特别敏感。例如，可以通过部件承载件技术(特别是PCB技术)形成压力传感器，其中，压力感测部件被布置在暴露层的暴露部位中。在一个实施方式中，该部件可以形成暴露层的整个暴露部位、即没有任何其他组件。在另一个实施方式中，部件可以嵌入在暴露层中，例如以便延伸直至暴露层的暴露表面。在这样的实施方式中，嵌入部件直接暴露于环境，这对于感测和/或致动应用可能是有利的。在又一个实施方式中，嵌入部件可以嵌入在暴露层的内部中，以便在周向上由暴露层的材料在周向上完全覆盖。也可以将部件布置在盲孔中的挨着暴露层或与暴露层相邻的一个盲孔中，或者将部件布置在暴露层的紧后方(例如出于保护目的)。

在实施方式中，部件的表面的至少一部分暴露于环境。这在该部件是传感器部件、例如用于从环境感测参数时(比如在麦克风、气体传感器或化学传感器的情况下)可以是特别有利的。

在实施方式中，叠置件形成环形本体。因此，这种部件承载件的空间消耗非常小。暴露层的暴露部位可以布置在环形本体的中央贯通孔中，并且因此以受保护但在外部仍可接近的方式布置。

在实施方式中，部件承载件包括要被保护的元件(特别是传感器元件)，其中，暴露层布置成用于对要被保护的元件进行保护。在这样的实施方式中，暴露层的功能可以是针对诸如机械负载或化学环境之类的不期望的影响来保护敏感元件。因此，暴露层也可以用作对于某些部件(例如用于传感器)的保护。

在实施方式中，暴露层包括电传导材料和电绝缘材料中的至少一者或由电传导材料和电绝缘材料中的至少一者构成，该电绝缘材料特别是高性能塑性材料。例如，高性能塑性材料包括以下各者中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚醚醚酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚酮、乙烯四氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、氟化乙烯丙烯、苯乙烯聚合酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚苯砜和聚砜。

在实施方式中，暴露层的相反的主表面中的每个主表面在暴露层位于叠置件的材料内、即未暴露的部分中通过相应的粘合剂层覆盖。此外，暴露层的相反的主表面中的每个主表面在与盲孔有关的部分中可以没有相应的粘合剂层。因此，可以将暴露层以高的机械强度可靠地安装在叠置件内，同时使盲孔区域中的中央部分暴露。这可以有利地确保暴露层可以实现暴露层的功能。

在实施方式中，该方法包括将要被暴露的层(即上述暴露层在制造过程的较早阶段中尚未暴露的层)布置在叠置件的两个部分(或两个部分叠置件)之间，每个部分包括相应的腔，并且每个腔使该层的相应主表面的一部位暴露。换言之，每个部分叠置件或叠置件的一部分可以形成为具有带有闭合底部的相应腔的两个或更多个叠置的层结构。然后，所述部分叠置件或叠置件的一部分可以与要被暴露的层连接，使得腔的敞开侧朝向要被暴露的层定向。这可以简化制造方法，因为在进一步处理所获得的结构之前，可以首先形成两个可易于加工的单独的部分叠置件并将所述两个可易于加工的单独的部分叠置件与所述两个易于加工的单独的部分叠置件之间的层连接。将要被暴露的层连接至相应的腔的敞开侧可以确保在随后的制造过程期间通过腔的闭合侧对要被暴露的层进行机械保护。

因此，该方法可以包括将要被暴露的层夹置在具有使该层的一部位暴露的腔的两个部分叠置件之间。此后，该方法可以包括将一个或更多个另外的层结构连接(特别是层压)至部分叠置件的相反的主表面，从而使得从另一侧(特别地通过激光处理)为位于相反的主表面中的每个主表面上的所述至少一个另外的层结构设置有凹部，因而获得中间结构，在该中间结构中布置有该层的暴露部位，从而通过保持保护层从两侧保护该中间层。通过这种非常有利的制造方法，可以在通过层压等进一步堆积叠置件期间对部件承载件的预成形件内部的暴露层进行可靠地保护。例如，当将叠置件插入到压制机(press)中以在上主表面和下主表面处连接叠置件的其他层结构时，由于上保护层和下保护层，可以安全地保护暴露层免受损坏。叠置件的两个相反侧中的每一侧上的相应的保护层防止来自环境的对要暴露的敏感层的任何影响。

在实施方式中，该方法包括将中间结构用于图案化和镀覆中的至少一者。特别地，该方法可以包括：在移除保护层的暴露部位之前，对另外的层结构的外部部位进行图案化和镀覆。在部件承载件的预成型件的受保护的构型中，可以进行任何蚀刻、激光处理和材料沉积程序，而不会对仍由保护层保护的敏感的暴露层产生不希望的影响。

在实施方式中，该方法包括随后移除盲孔中的保护层，使得由于移除保护层通过将相应的腔与相应的凹部连接而形成盲孔。最终，这在制造过程的最后阶段使暴露的层暴露，从而使敏感的暴露层在制造过程的很长一段时间内保持受保护的状态。

在实施方式中，该方法包括通过激光处理来形成凹部和/或腔、以及尤其形成整个盲孔。通过利用激光处理在叠置件中形成凹部和/或腔，可以执行高精度的激光切割程序，从而转变为精确限定的暴露层。因此，可以获得高精度和高准确度。因此，对于凹部和腔的形成，激光处理是优选的选择，因为激光处理确保了高精度和快速的制造过程。

在实施方式中，部件承载件包括表面安装在部件承载件上和/或嵌入在部件承载件中的至少一个部件。所述至少一个部件可以选自非导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体，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)、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、功率管理部件、光电接口元件、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(诸如铁磁性元件、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，该部件还可以是呈板中板构型的另外的部件承载件(例如印刷电路板、基板、插置件)。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。

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，该层压件特别地通过施加机械压力和/或热能而形成。所提到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。

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，作为嵌入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入诸如印刷电路板的薄板中。

在实施方式中，部件承载件构造为印刷电路板和基板(特别是IC基板)中的一者。

在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示通过例如经由施加压力、如果需要则伴随有供给热能将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构层压而形成的部件承载件(该部件承载件可以是板状的(即平坦的)、三维弯曲的(例如在使用3D打印制造时)，或者该部件承载件可以具有任何其他形状)。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过孔，可以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或多个部件以外，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。

在本申请的上下文中，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球体(比如玻璃球体)的树脂。

基板或插置件可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅、陶瓷和/或有机材料(例如树脂)。基板或插置件还可以包括如环氧基积层膜的可光成像或可干蚀刻的有机材料或如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯的高分子化合物。

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、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(特氟隆)、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、FR4、或环氧基积层膜或可光成像的介电材料通常是优选的，但是也可以使用其他材料。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以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。

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、钯和钨。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，特别地涂覆有诸如石墨烯的超导材料。

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、如果需要的话伴随有热而叠置和连接在一起的多层结构的复合物。

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。

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该阻焊剂并且随后对阻焊剂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接至电子外围。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。

就表面处理而言，还可以选择性地将表面修整部施加到部件承载件的暴露的电传导表面部分。这样的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、电传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)上的电传导覆盖材料。如果不保护这样的暴露的电传导层结构，暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)就可能会氧化，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、镍钯等。

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来说明。