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：
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增加、并且这样的部件的小型化增强、以及待安装在部件承载件(诸如印刷电路板)上的部件的数量增多的背景下，采用了越来越强大的阵列式部件或具有若干部件的封装件，这些阵列式部件或封装件具有多个触点或连接部，在这些触点之间具有越来越小的间隔。在操作期间去除由这样的部件和部件承载件自身所生成的热成为日益严峻的问题。同时，部件承载件应是机械上稳健并且电气上可靠的，以便即使在恶劣条件下也是可操作的。
仍然难于以较少的努力将部件组装在部件承载件上和/或组装在部件承载件中，并且仍然难以可靠地维持部件的功能。
技术实现要素：
可能需要以简单并且紧凑的方式组装部件承载件的部件，同时可靠地确保部件的适当功能。
根据本发明的一种示例性实施方式，提供了一种制造部件承载件的方法，其中，该方法包括：提供叠置件，所述叠置件包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构；将部件嵌入所述叠置件中；在所述叠置件中，朝向(但是优选地不完全到达)嵌入的部件创建(例如钻出)盲孔；并且在此之后通过进行刻蚀来使所述盲孔延伸(优选地到达嵌入的部件)，由此使嵌入的部件的表面部分暴露。
根据本发明的另一种示例性实施方式，提供了一种部件承载件，其中，所述部件承载件包括：叠置件，所述叠置件包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构；部件，所述部件嵌入所述叠置件中；以及在所述叠置件中的盲孔，所述盲孔使嵌入的部件的表面部分暴露并且具有由所述叠置件限定的至少部分弯曲的侧壁。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够容纳其上和/或其中的一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被构造成用于部件的机械和/或电承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和集成电路(integratedcircuit,ic)基板中的一种。部件承载件还可以是组合了上述类型的部件承载件中的不同部件承载件的混合板。
在本申请的上下文中，术语“叠置件”可以特别地表示平行地一个安装在另一个的顶部上的多个平面层结构的布置。
在本申请的上下文中，术语“层结构”可以特别地表示共同平面内的多个非连续的岛、图案化层或连续层。
在本申请的上下文中，术语“部件”可以特别地表示嵌体型构件。这样的部件可以被布置在叠置件的内部。部件特别地可以具有光学和/或电子功能。例如，这样的部件可以是半导体管芯。
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，该孔不完全延伸贯穿整个叠置件，而是终止于叠置件的内部，具有封闭的底部。
在本申请的上下文中，术语“部分弯曲的侧壁”可以特别地表示限定盲孔的侧壁不具有完全笔直的(即，竖向的或倾斜的)形状，而是可以是弯的并且因而至少沿着侧壁的某子部段可以显示出非零的曲率。例如，这样的弯曲的侧壁可以包括一个或更多个凹部段和/或凸部段。然而，不排除：侧壁的某子部分也具有笔直的部段，只要侧壁(的该子部分)还具有弯曲的部段即可。
根据本发明的一种示例性实施方式，提供了一种部件承载件(诸如印刷电路板)，具有优选地层压(即通过压力和/或热进行连接)的层叠置件，包括嵌入的部件，诸如传感器部件。可以通过组合盲孔创建(例如钻孔，优选地为激光钻孔)以及刻蚀工艺来获得对所述嵌入的部件的接近。根据本发明的一种示例性实施方式，因而可以提供一种嵌入的封装件，该嵌入的封装件可以以高质量以及较少的努力被制造，并且考虑到嵌入方面具有紧凑的构造。与常规方法相比较，一种示例性实施方式通过以下来创建嵌入的(特别是光学传感器)封装件：(特别是基于层压的)进行包封；形成层叠置件；去除叠置件材料(例如在钻孔过程中(优选地通过软激光钻孔))，以形成接近嵌入的部件的接近孔的第一部分；以及随后通过进行刻蚀(特别是通过等离子体处理)来暴露嵌入的部件的表面部分(优选地与清洁嵌入的部件的孔口窗口相结合)。这样的过程可以以较少的努力实施，而且同时可靠地暴露嵌入的部件的目标表面部分，而没有损坏嵌入的部件的危险，并且以这种方式使得可靠地防止被暴露的表面部分被不期望的残留物(诸如烧过的叠置件材料、污垢或灰尘)覆盖。有利地，这样的过程可以以简单并且快速的方式实施，并且可以使常规使用的以及不期望的模制屏障、剥离层等成为不必要的。这样的过程(特别是当实施激光钻孔时)的结果是，可以在叠置件中形成至少具有部分弯曲的侧壁的盲孔。
在下文中，将解释方法和部件承载件的其他示例性实施方式。
优选地进行钻孔来形成盲孔。然而，也可以通过其他工艺(例如铣削或切割)创建盲孔。因而，挖掘材料以创建盲孔的“钻孔运动”可能是优选的，并且可选的。然而，也可以使用其他使盲孔开放的技术。
在一种实施方式中，方法包括通过激光钻孔来钻出盲孔。可以将激光束引导至叠置件的表面，从而通过激光束的强烈能量冲击来去除层压的叠置件材料。可以根据待钻出的盲孔的目标厚度、叠置件的材料等调整激光束的功率、辐照时间和用于激光钻孔的激光装置的类型。已经证明，激光钻孔是一种创建盲孔的强大并且快速的方法，即使是小尺寸的情况下，依然如此。应注意，激光钻孔不会使嵌入的部件的上述表面部分暴露，而是维持嵌入的部件被叠置件中的某些剩余材料覆盖。这可以确保嵌入的部件的敏感表面部分不会因过度的激光能而劣化或者甚至损坏。用于形成盲孔的激光工艺可以用脉冲式激光或者用连续式激光实施。可以通过单次激光照射或者通过多次激光照射形成盲孔。
在一种实施方式中，方法包括通过等离子体刻蚀来暴露表面部分。等离子体刻蚀可以表示为一种用于处理部件承载件的等离子体工艺的形式。等离子体刻蚀可以涉及在待形成接近嵌入的部件的接近孔的叠置件处照射(特别是以脉冲的形式)适当气体混合物的高速等离子体流(诸如辉光放电)。等离子体源或刻蚀物种可以是带电的(即可以以离子的形式提供)或者可以是电中性的(例如以原子和/或自由基的形式)。在等离子体工艺期间，等离子体可以从待刻蚀的叠置件材料的元素与由等离子体生成的反应性物种之间的化学反应生成挥发性刻蚀产物。从描述上讲，可以对带有嵌入的部件和盲孔的叠置件实施等离子体处理，以去除在上述的钻孔工艺(特别是激光钻孔工艺或者机械钻孔工艺)之后仍覆盖嵌入的部件的层压的叠置件材料的剩余薄膜。因为对于待暴露的部件的敏感表面而言，等离子体处理可能不如先前的激光处理有侵蚀性，所以等离子体刻蚀是用于实际使嵌入的部件的所述表面部分暴露的高度有利的工艺。同时，所述等离子体处理还可以清洁嵌入的部件的表面，以及可选地清洁嵌入的部件的表面区域中的孔口。
在一种实施方式中，方法包括在直至嵌入的部件为止的最后几微米上(特别是小于5μm的范围内)进行用于使盲孔延伸的刻蚀。因而，在到达待暴露的部件的表面之前适时地终止所述钻孔(例如，通过关闭激光器或者停止机械钻头的旋转)可以确保部件及其敏感表面的完整性得以维持，并且不会受到过度的激光能或钻头的机械磨蚀的负面影响。在此之后，可以通过等离子体刻蚀去除叠置件厚度的剩余几微米，例如剩余的距离在1μm到5μm之间的范围内，从而暴露部件的上述表面部分。
在一种实施方式中，方法包括在直至嵌入的部件为止的小于5μm的范围内进行用于使盲孔延伸的刻蚀。与激光钻孔相比，刻蚀对于去除介电叠置件材料可能更低效。因而，可以将刻蚀工艺限制于覆盖嵌入的部件的最后小于5μm的介电叠置件材料，以便确保快速并且有效地形成盲孔。同时，应该控制停止(特别是激光)钻孔，使得在钻孔工艺(例如激光束)到达嵌入的部件的表面之前足够早地发生停止钻孔。应该通过钻孔以外的其他工艺(优选地通过刻蚀)去除最后几微米，以保护嵌入的部件免受(特别是激光引起的)损坏。
在一种实施方式中，方法包括通过所述刻蚀来清洁被暴露的表面部分和/或盲孔。另外可替代地，方法可以包括通过激光处理来清洁被暴露的表面部分和/或盲孔。换句话说，刻蚀过程和激光处理(例如，用于钻孔的相同激光处理或另外的激光处理)也可以清洁被暴露的表面部分和/或盲孔的内部免于材料去除过程的残留物、灰尘、污垢和/或任何其他污染物。这可以显著改善带有嵌入的部件的部件承载件的性能，特别是对于传感器应用，并且更特别是对于光学传感器应用，其中需要可靠的暴露的传感器启用(活性，active)表面。
在一种实施方式中，部件是光学部件，特别是光学传感器、光学发射器、发光装置和/或光学接收和/或发射装置。例如，待暴露的嵌入的光学部件的表面部分可以是光学传感器的传感器启用表面。换句话说，所述传感器启用表面可以能够检测从环境到达部件的电磁辐射(诸如，光学光、红外光等)。例如，光学部件可以是光电二极管或相机(诸如，电荷耦合器件(chargecoupleddevice,ccd)相机或互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor,cmos)相机)。在另一种实施方式中，光学部件可以是电磁辐射发射器，例如激光二极管或发光二极管。可靠地暴露这样的光学部件的启用表面部分(例如光敏表面或发光表面)而没有损坏的风险对于确保光学部件的适当功能可能是高度有利的。
在一种实施方式中，部件在其被暴露的表面部分具有孔口。特别地，这样的孔口可以是在嵌入的部件的主表面中的、与光学部件的光学活性区域相对应的凹口。在光学器件中，孔口可以表示光传播通过的孔或开口。更具体地说，光学系统的孔口和焦距可以确定到达图像平面中的焦点的一束光线的锥角。光学部件的被暴露的表面部分可以包括整个孔口，并且可选地还包括围绕所述孔口的环形区域。
在一种实施方式中，部件承载件包括至少部分容纳在孔口中的光学元件，特别是透镜。换句话说，光学元件诸如具有一个或两个弯曲的表面(特别是具有凹曲率和/或凸曲率)的透镜可以被安装在孔口中并且至少部分地容纳在孔口中。可以提供这样的光学元件，用于以预定的方式操纵电磁辐射，诸如在嵌入的部件与部件承载件的环境之间传播的光。
在一种实施方式中，嵌入的部件的暴露部分的宽度小于100μm，特别是小于70μm。相应地，盲孔的最大直径可以处于相同的数量级，例如可以小于150μm，特别是小于90μm。高度有利地，即使这样小尺寸的暴露部分和对应的盲孔也可以通过以下来创建：激光钻孔，随后对直至嵌入的部件为止的最后几微米进行刻蚀。尽管在本发明的其他实施方式中可以实施机械钻孔，但是本发明的优选实施方式是通过激光钻孔的盲孔，这使得制造工艺与嵌入的部件及其启用表面面积的持续小型化完美兼容。
在一种实施方式中，至少部分弯曲的侧壁至少部分地凹入式弯曲。特别地，与凸相反，凹是指向内弯曲或者向内挖空。这样的弯曲的侧壁可以从以下获得：进行激光钻孔，用于形成盲孔的外部主要部分；随后可以进行补充的刻蚀工艺以到达嵌入的部件。换句话说，凹入式弯曲的侧壁可以被认为是激光钻孔工艺的指纹(fingerprint)。激光钻孔工艺之后可以进行刻蚀过程，以完成在部件承载件的层压的层叠置件中形成延伸到嵌入的部件的盲孔。
在一种实施方式中，至少部分弯曲的侧壁具有弯曲的部段以及位于与部件的交界面处的台阶。更具体地，盲孔的外部部段(即，从叠置件的外部表面延伸的部段)可以具有弯曲的(特别是凹入的)形状，而盲孔的内部部段(即，紧邻嵌入的部件的部段)可以具有竖向并且基本上笔直的形状。外部部段可以比内部部段具有更长的竖向延伸。在外部部段与内部部段之间，可以形成台阶。在所描述的外部部段与所描述的内部部段之间的这样的台阶可以是通过进行激光钻孔并且随后进行等离子体刻蚀来制造对应的盲孔而获得的。
在一种实施方式中，弯曲的部段由至少一个电绝缘层结构中的第一电绝缘层结构限定，特别地是由第一电绝缘材料限定。台阶可以由至少一个电绝缘层结构中的第二电绝缘层结构来限定，特别地是由与第一电绝缘材料不同的第二电绝缘材料限定。例如，第一电绝缘层结构的第一电绝缘材料可以被构造为可以通过激光钻孔以较高去除率被去除，而第二电绝缘层结构的第二电绝缘材料可以被构造为可以通过激光钻孔以较低去除率被去除。在这样的实施方式中，相应的电绝缘层结构本身的不同材料可以限定激光钻孔的停止位置。优选地，第二电绝缘材料可以被构造为可以通过刻蚀、特别是通过等离子体刻蚀适当地去除，更优选地，刻蚀率高于第一电绝缘材料的刻蚀率。因此，介电材料的选择可以支持盲孔的适当形成，以及保护嵌入的部件免于损坏。
在一种实施方式中，至少部分弯曲的侧壁朝向嵌入的部件渐缩。例如，侧壁可以基本上锥形地向内变细，然而具有叠加的曲率。盲孔的渐缩的形状可能是由于如下事实导致的：在叠置件的外部表面处的激光能的冲击可能比在叠置件的更加内部部分处的激光能的冲击更强。
在一种实施方式中，被暴露的表面部分是部件的传感器启用表面。对于嵌入的部件作为具有高的信噪比的传感器的功能而言，这样的传感器启用表面的精确并且可靠的曝光具有最大的优点。
在一种实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的叠置件。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)导电层结构的层压件，特别是通过施加机械压力和/或热能而形成的。所提及的叠置件可以提供如下板状部件承载件，该板形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并且紧凑。术语“层结构”可以特别地表示位于共同平面内的多个非连续的岛、图案化层或连续层。
在一种实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑设计，其中部件承载件仍为在部件承载件上安装部件提供大的基底。此外，特别是作为嵌入的电子部件的示例的裸管芯，得益于其厚度小，可以方便地嵌入到薄板诸如印刷电路板中。
在一种实施方式中，部件承载件被构造成由印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层组成的组中的一者。
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将若干导电层结构与若干电绝缘层结构进行层压(例如通过施加压力和/或通过供给热能)而形成的板状的部件承载件。作为pcb技术的优选材料，导电层结构由铜制成，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。各种导电层结构可以通过以下以期望的方式彼此连接：(例如通过激光钻孔或机械钻孔)形成贯穿层压件的贯通孔；并且用导电材料(特别是铜)填充这些贯通孔，由此形成作为贯通孔连接部的过孔。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件之外，印刷电路板通常被构造成用于在板状的印刷电路板的一个表面或两个相反的表面上容纳一个或更多个部件。这些部件可以通过焊接连接至相应的主表面。pcb的介电部分可以由带有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂组成。
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。与pcb相比，基板可以是相对较小的部件承载件，可以在基板上安装一个或更多个部件并且基板可以充当(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其上的部件(特别是电子部件)的尺寸基本上相同的尺寸(例如，在芯片尺寸封装(chipsizepackage,csp)的情况下)。更具体地，基板可以被理解为用于电连接或电网络的承载件，以及与印刷电路板(pcb)可相当的部件承载件，但是具有相对更高密度的侧向和/或竖向布置的连接部。侧向连接部是例如传导性路径，而竖向连接部可以是例如钻孔。这些侧向连接部和/或竖向连接部布置在基板内，并且可以用于提供(特别是ic芯片的)所容置的部件或未容置的部件(诸如裸管芯)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。因而，术语“基板”还包括“ic基板”。基板的介电部分可以由带有增强颗粒(诸如增强球，特别是玻璃球)的树脂组成。
基板或中介层可以至少包括以下材料的层：玻璃、硅(si)或者可光成像或可干刻蚀有机材料，如环氧基积层材料(诸如环氧基积层膜)或聚合物复合物，如聚酰亚胺、聚苯并噁唑(polybenzoxazole)或苯并环丁烯(benzocyclobutene)；或者基板或中介层可以至少由如上这些材料的层组成。
在一种实施方式中，至少一个电绝缘层结构包括由树脂(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、聚苯衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸材料(诸如fr-4或fr-5)、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(liquidcrystalpolymer,lcp)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,特氟隆)、陶瓷和金属氧化物组成的组中的至少一者。也可以使用增强材料，诸如网状物、纤维或球，例如由玻璃(多层玻璃)制成的。尽管对于刚性pcb而言，通常优选的是预浸料(特别是fr4)，但是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。对于高频应用，可以在部件承载件中实施高频材料诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(lowtemperaturecofiredceramics,ltcc)或其他低、非常低或超低dk材料，作为电绝缘层结构。
在一种实施方式中，至少一个导电层结构包括由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一者。尽管通常优选的是铜，但是其他材料或它们的涂覆形式也是可以的，特别是涂覆有超导材料诸如石墨烯。
可以光学地表面安装在叠置件上和/或嵌入叠置件中的至少一个部件可以选自由非导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光引导元件(例如光波导或光导体连接)、光学元件(例如透镜)、电子部件或它们的组合组成的组。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、功率管理部件、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、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(microelectromechanicalsystem,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。然而，可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如，磁性元件可以用作部件。这样的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，例如铁氧体磁芯)或者可以是顺磁元件。然而，部件也可以是基板、中介层或另外的部件承载件，例如板中板构造的。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入部件承载件的内部。此外，其他部件也可以用作部件。
在一种实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并且连接在一起的多层结构的复合物。
在处理部件承载件的内部层结构之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或导电层结构对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)被处理的层结构的一个或两个相反的主表面。换句话说，可以继续积层，直到获得期望数量的层为止。
在已经完成形成电绝缘层结构和导电层结构的叠置件之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。
特别地，就表面处理而言，可以将电绝缘阻焊剂施用至层叠置件或部件承载件的一个或两个相反的主表面。例如，可以在整个主表面上形成诸如阻焊剂，并且随后对阻焊剂的层进行图案化，以便暴露应该用于将部件承载件电耦接至电子外围设备的一个或更多个导电表面部分。部件承载件的剩余的覆盖有阻焊剂的表面部分可以有效地防止氧化或腐蚀，特别是含有铜的表面部分。
就表面处理而言，还可以选择性地对部件承载件的被暴露的导电表面部分实施表面修饰。这样的表面修饰可以是在部件承载件的表面上的被暴露的导电层结构(诸如焊盘、导电轨迹等，特别是包括铜或由铜组成)上的导电覆盖材料。如果这样的被暴露的导电层结构未受到保护，则被暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能氧化，使得部件承载件不那么可靠。然后表面修饰可以例如形成为表面安装的部件与部件承载件之间的交界面。表面修饰具有如下功能：保护被暴露的导电层结构(特别是铜电路)，并且使得能够例如通过焊接实现与一个或更多个部件的接合工艺。用于表面修饰的适当材料的示例是有机可焊性保护料(organicsolderabilitypreservative,osp)、无电镍浸金(electrolessnickelimmersiongold,enig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯等。
本发明的以上限定的各方面和其他方面，根据下文要描述的实施方式的示例是显而易见的，并且参照这些实施方式的示例来进行说明。
附图说明
图1例示了在实施根据本发明的示例性实施方式的、制造部件承载件的方法期间部件承载件的预成型件的剖视图。
图2例示了可以基于图1中所示的预成形体获得的、根据本发明的示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
图3例示了图2的部件承载件的盲孔的细节。
图4例示了根据本发明的示例性实施方式制造的部件承载件的图像。
图5例示了根据本发明的另一种示例性实施方式的部件承载件的剖视图。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
在参照附图将进一步详细地描述各种示例性实施方式之前，将总结一些基本的考虑因素，已经基于这些基本的考虑因素开发了本发明的示例性实施方式。
常规地，利用具有低稳健性的机械模制屏障来保护传感器孔口的、复杂的模制封装工艺流来创建传感器封装件。另一种常规方法实施剥离层，形成接近被包封的部件的通路。
本发明的示例性实施方式提供了一种制造带有嵌入的或包封的部件(特别是嵌入的传感器部件)的部件承载件的方法，其中通过激光和等离子体工艺来接近并且清洁嵌入的部件的孔口。优选地，所述包封通过层压多层结构(部件位于其间)而完成。通过组合的激光和等离子体工艺，使得可以形成用于使嵌入的部件暴露的接近盲孔，而无需繁琐的模制工艺或剥离层。此外，这样的制造方法可以允许创建微型接近孔，而无损坏敏感的嵌入的部件的风险。这可以通过以下来完成：在到达嵌入的部件之前足够早地停止激光钻孔工艺，并且通过刻蚀(例如等离子体刻蚀)去除剩余的层压材料，以最终暴露嵌入的部件。
根据本发明的示例性实施方式，可以提供一种制造传感器封装件的方法，该方法协同地组合了激光清洁工艺和等离子体清洁工艺。这可以确保：优选地在嵌入的传感器封装件的框架下，使嵌入的部件的功能性启用表面部分暴露。
本发明的示例性实施方式提供了一种非常有利的制造架构，其中通过以下来创建嵌入的光学传感器封装件：进行包封，以及通过激光和等离子体处理另外形成并且清洁孔口窗口。与常规的模制屏障的概念相比，这样的制造技术在可靠性方面提供了多重好处，并且大大减少了制造努力。特别地，本发明的示例性实施方式可以允许实现较小的开口尺寸，而不需要形成附加的模制屏障或剥离层。
本发明的示例性实施方式的示例性应用是传感器封装(特别是光学传感器封装)、相机(例如用于移动电话或汽车应用)、光源和光电封装(例如用于光学数据传输)。
图1例示了在实施根据本发明的示例性实施方式的、制造如图2中所示的部件承载件100的方法期间获得的部件承载件100的预成型件的剖视图。
如图1所例示的，部件108安置在形成于层叠置件102中的空腔(未显示)中。
叠置件102可以是由多个导电层结构104和多个电绝缘层结构106组成的板状层压型层叠置件。例如，导电层结构104可以包括图案化的铜箔以及竖向贯通连接部，例如铜填充的激光过孔。电绝缘层结构106可以包括树脂(例如环氧树脂)和其中的可选的增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球)。例如，电绝缘层结构106可以由fr4或abf制成。在所示的实施方式中，厚的中央的电绝缘层结构106可以是完全固化的芯。
上述空腔可以由叠置件102的厚的中央的电绝缘层结构106中的贯通孔限定，该贯通孔可以通过将临时承载件(未示出)附接至芯的下部主表面而在底侧封闭。临时承载件可以例如是胶带。带有(在此向下突出的)焊盘150的部件108可以附接在空腔中，直接物理接触临时承载件。临时承载件的功能是提供稳定性，只要部件108尚未胶粘在空腔中的适当位置。
可以通过将一个或更多个另外的电绝缘层结构106和一个或更多个另外的导电层结构104层压到容纳部件108的中央的电绝缘层结构106的上部主表面来获得图1所示的结构。例如，可以将预浸料层(作为另外的电绝缘层结构106)和一个或更多个铜箔(作为另外的导电层结构104)层压在顶部。在层压工艺期间，另外的电绝缘层结构106的未固化材料可能变得可流动或熔化，并且可能在叠置件102、临时承载件与部件108之间的间隙中流动。在另外的电绝缘层结构106的材料固化(例如交联、聚合等)时，在所述间隙中填充介质可以变成固态的。特别地，底部填充物152材料可以通过所述目前固化的树脂材料形成在间隙中。
作为所描述的层压的替代，也可以通过以下方式将部件108胶粘在形成于叠置件102中的空腔中的适当位置：将液体粘合材料填充在它们之间的间隙中。在所述粘合材料固化时，再次将部件108胶粘在空腔中的适当位置。
在已经将部件108胶粘在空腔内的适当位置并且因而已经提供了与叠置件102的整体连接之后，可以移除临时承载件。当临时承载件是胶带时，可以简单地从图1所示的结构的下部主表面剥掉胶带。一个或更多个另外的导电层结构104和电绝缘层结构106可以连接到所获得的结构的下部表面，从而获得如图1所示的叠置件102。
通过实施所描述的制造工艺，获得了所例示的带有嵌入的部件108的、导电层结构104和电绝缘层结构106的层压叠置件102。在所示的实施方式中，嵌入的部件108是光学部件，例如，光学传感器，被构造用于检测当前制造的部件承载件100的环境中的可见光。例如，嵌入的部件108是光电二极管或相机。因此，所描述的制造方法涉及使用层压技术的传感器嵌入包封。从图1还可以看出，部件108的底部主表面具有凹口形式的孔口114。光学的部件108的光敏检测表面位于部件108的底侧处的孔口114内。因此，嵌入的部件108的下部主表面设置有孔口开口，传感器启用表面位于该孔口开口处，该传感器启用表面应被制成为可以接近环境。
图2例示了可以基于参照图1所描述的预成型体、通过实施下文将描述的进一步的制造工艺而获得的、根据本发明的示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。图3例示了通过所述进一步的制造工艺创建的、图2的部件承载件100的盲孔110的细节180。
如图2所示，在叠置件102的下部主表面中创建盲孔110。更具体地，所述盲孔110从图1所示的结构的底部主表面朝向嵌入的部件108延伸。
盲孔110的从叠置件102的外部底部主表面到最低的电绝缘层结构106的主要部分几乎但不完全延伸至部件108，并且可以通过激光钻孔形成。通过激光钻孔，即用激光束(未示出)辐照叠置件102的下部主表面的中央部分，可以以高去除率并且因而快速地有效去除叠置件102的介电材料。高度有利地，激光钻孔工艺可以在距待暴露的光学的部件108的表面部分112一定距离(优选地几微米)处停止。这可以确保激光束不会到达光学部件108的传感器启用表面，即表面部分112，并且因此可靠地保护其免于因过度的激光能而劣化或损坏。通过采取该措施，可以将盲孔110的快速形成与部件108可靠地受保护免于损坏相结合。高度有利地，激光钻孔能够创建具有小的最大宽度d(例如90μm)的盲孔110，参见图3的细节180。还如图3所例示的，被暴露的部分112的宽度w可以甚至更小，例如60μm。部件108的下部主表面中的孔口114的宽度l可以还要更小，例如50μm。因而，所描述的制造方法与嵌入的部件108以及对应的部件承载件100的持续小型化的趋势适当地兼容。
在距待暴露的(并且目前仍然部分地被叠置件102的介电材料覆盖的)表面部分112若干微米已经完成激光钻孔过程之后，方法可以通过进一步地向叠置件102内进行刻蚀来使盲孔110的已形成的外部部分延伸，从而使嵌入的部件108的上述传感器启用表面部分112暴露。高度优选地，方法可以包括通过等离子体刻蚀来暴露表面部分112。可替代地，可以实施其他刻蚀过程(例如，湿刻蚀，其中选择保持表面部分112完好无损的刻蚀剂)。因而，方法可以包括在直至嵌入的部件108为止的最后几微米上进行用于使盲孔110延伸的刻蚀，从而暴露嵌入的部件。在激光钻孔之后，通过进行刻蚀来使盲孔110延伸可能在直至嵌入的部件108为止的剩余的小于5μm范围内发生。通过等离子体刻蚀去除的叠置件102的部分的厚度在图3中用“d”表示，其中d可以例如在1μm到5μm之间的范围内。高度有利地，所描述的等离子体刻蚀工艺完成了形成直到待暴露的嵌入的部件108的表面部分112的盲孔110。
同时，刻蚀工艺清洁盲孔110，并且特别是清洁由被暴露的表面部分112限定的盲孔110的被暴露的底部表面。也可以使用激光工艺来支持所述清洁。在激光钻孔之后，叠置件102的激光燃烧的介电材料的残留物可能残留在盲孔110中，并且可能干扰嵌入的传感器部件108的传感器功能。然而，通过进行刻蚀，暴露表面部分112可以协同地并且同时地与清洁盲孔110相组合，而不损坏部件108。更具体地，可以通过使被暴露的表面部分112暴露的所述刻蚀工艺来完成对被暴露的表面部分112和/或盲孔110的清洁。另外或替代地，可以通过激光处理来完成有效的清洁暴露的表面部分112和/或盲孔110。所述激光处理可以与用于钻出盲孔110的外部部分的激光处理相同或者是另外的激光处理。特别地，用于进行暴露并且清洁被暴露的表面部分112和盲孔110的等离子体刻蚀和激光处理的协同结合可能具有最大的优点。
结果，可以获得具有如图2和图3所示的形状的叠置件102中的盲孔110。盲孔110暴露嵌入的部件108的表面部分112并且具有部分弯曲的侧壁120。换句话说，盲孔110由叠置件102的倾斜的侧壁120限定。
更具体地，部分弯曲的侧壁120部分地凹入式弯曲。这是激光钻孔的结果，因为与叠置件102的内部相比，激光束对叠置件102的外部具有更强的冲击。更精确地，部分弯曲的侧壁120具有外部弯曲的部段122以及位于与部件108的交界面处的台阶124。形成的台阶124是等离子体刻蚀的结果。此外，部分弯曲的侧壁120朝向嵌入的部件108渐缩。这是用于对盲孔110的外部主要部分进行激光钻孔的激光束的能量冲击特性的进一步结果。
还如图3所示，弯曲的部段122由电绝缘层结构106中的第一电绝缘层架构限定，特别地是由其第一电绝缘材料126限定。与此相比，台阶124可以由电绝缘层结构106中的第二电绝缘层结构限定，特别地是由与第一电绝缘材料126不同的第二电绝缘材料128限定。通过对电绝缘材料126、128的对应的材料选择，可以进一步促成如图2所示的盲孔110的特性形状。如图2所示的盲孔110的形状对于嵌入的部件100的传感器功能也是高度有利的，因为其漏斗状促进了带感测的光在部件承载件100的外部与内部之间的传播，同时另外提供了对环境光的适当屏蔽。因而，所描述的几何形状还促进了高的信噪比。
还如图2所示，部件承载件100还可以包括可选的光学元件116，诸如凸透镜，其可以例如部分地或全部地容纳在孔口114中。这样的光学元件116可以进一步促进传感器封装型部件承载件100的光学性能。
简而言之，制造工艺的特征在于具有超软参数的激光烧蚀过程，随后进行等离子体刻蚀。结果，获得了具有嵌入的并且被暴露的部件108的部件承载件100，部件被适当的保护以防损坏，并且被构造用于高准确度地检测光。
图4例示了根据本发明的示例性实施方式制造的部件承载件100的图像。
已经通过与参照图1至图3所描述的工艺类似的工艺制造了对应的部件承载件100。通过激光处理随后进行等离子体刻蚀而在叠置件102中形成的窗口的宽度可以稍微大于100μm。
图5例示了根据本发明的另一种示例性实施方式的部件承载件100的剖视图。
图5的实施方式与图2的实施方式的不同之处特别在于，与图2相比，图5中的盲孔110的外部部分具有不同的形状。根据图5，盲孔110的外部部分具有笔直的壁，如例如通过机械钻孔、例如使用用于去除叠置件102的材料的钻头(未示出)而获得。机械钻孔工艺可以在距待暴露的表面部分112若干微米(特别是在1μm到5μm之间)停止。通过这样的在距待暴露的表面部分112足够远时停止机械钻孔工艺，可以可靠地防止钻孔期间损坏嵌入的部件108。在此之后，可以通过随后的刻蚀工艺(优选的等离子体刻蚀)来完成暴露表面部分112以及清洁盲孔110。
应注意，术语“包括”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。此外，可以组合与不同实施方式相关联描述的元素。
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。
本发明的实现不限于附图中所示和以上描述的优选实施方式。相反，即使在根本上不同的实施方式中，使用根据本发明的原理和所示的解决方案的多种变型也是可能的。
1.一种制造部件承载件(100)的方法，其中，所述方法包括：
提供叠置件(102)，所述叠置件包括至少一个导电层结构(104)和/或至少一个电绝缘层结构(106)；
将部件(108)嵌入所述叠置件(102)中；
在所述叠置件(102)中朝向嵌入的所述部件(108)创建盲孔(110)，特别是钻出盲孔；以及
在此之后，通过进行刻蚀来使所述盲孔(110)延伸，从而暴露嵌入的所述部件(108)的表面部分(112)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：通过激光钻孔来钻出所述盲孔(110)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括：通过等离子体刻蚀来暴露所述表面部分(112)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括：在直至嵌入的所述部件(108)为止的最后几微米上实施用于使所述盲孔(110)延伸的所述刻蚀。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括：在直至嵌入的所述部件(108)为止的小于5μm的范围内实施用于使所述盲孔(110)延伸的所述刻蚀。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括：通过所述刻蚀来清洁被暴露的所述表面部分(112)和/或所述盲孔(110)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括：通过激光处理来清洁被暴露的所述表面部分(112)和/或所述盲孔(110)。
8.部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括：
叠置件(102)，所述叠置件包括至少一个导电层结构(104)和/或至少一个电绝缘层结构(106)；
部件(108)，所述部件嵌入所述叠置件(102)中；以及
所述叠置件(102)中的盲孔(110)，所述盲孔使嵌入的所述部件(108)的表面部分(112)暴露并且具有由所述叠置件(102)限定的至少部分弯曲的侧壁(120)。
9.根据权利要求8所述的部件承载件(100)，其中，所述部件(108)是光学部件，特别是光学传感器、光学发射器、发光装置以及光学接收和/或发射装置中的至少一者。
10.根据权利要求8或9所述的部件承载件(100)，其中，所述部件(108)在被暴露的所述表面部分(112)处具有孔口(114)。
11.根据权利要求10所述的部件承载件(100)，包括至少部分地容纳在所述孔口(114)中的光学元件(116)，所述光学元件特别地是透镜。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，被暴露的所述表面部分(112)的宽度(w)小于100μm，特别是小于70μm。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述盲孔(110)的最大宽度(d)小于150μm，特别是小于90μm。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少部分弯曲的侧壁(120)至少部分地凹入式弯曲。
15.根据权利要求8至14中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少部分弯曲的侧壁(120)具有弯曲的部段(122)以及位于与所述部件(108)的交界面处的台阶(124)。
16.根据权利要求15所述的部件承载件(100)，其中，所述弯曲的部段(122)由所述至少一个电绝缘层结构(106)中的第一电绝缘层结构限定，特别地是由第一电绝缘材料(126)限定；并且所述台阶(124)由所述至少一个电绝缘层结构(106)中的第二电绝缘层结构限定，特别地是由与所述第一电绝缘材料(126)不同的第二电绝缘材料(128)限定。
17.根据权利要求8至16中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，所述至少部分弯曲的侧壁(120)朝向嵌入的所述部件(108)渐缩。
18.根据权利要求8至17中的任一项所述的部件承载件(100)，其中，被暴露的所述表面部分(112)是所述部件(108)的传感器启用表面。
19.根据权利要求8至18中的任一项所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的至少一者：
其中，所述部件(108)选自电子部件、非导电嵌体和/或导电嵌体、传热单元、光引导元件、光学元件、桥、能量收集单元、有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置、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、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、致动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、蓄能器、开关、相机、天线、磁性元件、另外的部件承载件以及逻辑芯片；
其中，所述至少一个导电层结构(104)包括铜、铝、镍、银、金、钯和钨中的至少一者，所提及的材料中的任一者任选地涂覆有超导材料，诸如石墨烯；
其中，所述至少一个电绝缘层结构(106)包括以下项中的至少一者：树脂，特别是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；fr-4；fr-5；氰酸酯；聚亚苯衍生物；玻璃；预浸材料；聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物；环氧基积层膜；聚四氟乙烯；陶瓷和金属氧化物；
其中，所述部件承载件(110)成形为板；
其中，所述部件承载件(110)被构造为印刷电路板和基板中的一者；
其中，所述部件承载件被构造为层压型的部件承载件(110)。
技术总结