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用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材

阅读：788发布：2023-03-03

专利汇可以提供用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及部件承载件、制造其的方法以及包括其的装置。本发明提供了一种使用在片材表面(104)上具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)制造部件承载件(106)的方法。本发明还提供一种部件承载件(106)，其中，所述部件承载件(106)包括：堆叠体(116)，所述堆叠体包括至少一个导电层结构(114)和/或至少一个电绝缘层结构(112)；片材(100)，所述片材具有纳米和/或微米结构(102)并且被布置在所述堆叠体(116)上和/或所述堆叠体中。另外，本发明还提供一种包括具有纳米和/或微米结构(102)的片材的装置以及一种制造部件承载件(106)的方法。，下面是用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种使用在片材表面(104)上具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)制造部件承载件(106)的方法。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述片材(100)被用作干型附着剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述片材(100)被用作排斥性结构(110)，尤其用作释放层。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述片材(100)被用以通过所述纳米和/或微米结构(102)与另外的纳米和/或微米结构(102)之间的互锁，建立与在另外的片材表面(104)上具有所述另外的纳米和/或微米结构(102)的另外的片材(100)的互锁连接，所述互锁连接尤其是可逆的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)是至少部分地导电的，尤其是包括铜或由铜组成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)是至少部分地电绝缘的，尤其是包括由下述组成的组中的至少一种：树脂、预浸料、至少部分未固化的材料、聚合物材料、陶瓷材料和玻璃。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述纳米和/或微米结构(102)通过对所述片材表面(104)的激光处理形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述片材(100)尤其是通过层叠与至少一个电绝缘层结构(112)和/或至少一个导电层结构(114)互连。
9.一种部件承载件(106)，其中，所述部件承载件(106)包括：
堆叠体(116)，所述堆叠体包括至少一个导电层结构(114)和/或至少一个电绝缘层结构(112)；
片材(100)，所述片材具有纳米和/或微米结构(102)并且被布置在所述堆叠体(116)上和/或所述堆叠体中。
10.根据权利要求9所述的部件承载件(106)，其中，所述片材(100)通过所述纳米和/或微米结构(102)的干型附着构造与所述堆叠体(116)互连，尤其是层叠在所述堆叠体(116)上或层叠在所述堆叠体内。
11.根据权利要求9所述的部件承载件(106)，其中，所述片材(100)被配置成能够通过所述纳米和/或微米结构(102)的排斥性构造从所述堆叠体(116)的至少一部分释放。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述片材(100)的主表面的仅一部分设置有所述纳米和/或微米结构(102)，而所述片材(100)的主表面的另一部分没有所述纳米和/或微米结构(102)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述纳米和/或微米结构(102)被暴露在所述部件承载件(106)的外表面处，尤其是用于附接至另一主体(122)，更尤其用于可拆卸地附接至另一主体(122)。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述纳米和/或微米结构(102)被嵌入在所述部件承载件(106)的内部。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的部件承载件(106)，包括表面安装在所述堆叠体(116)上和/或嵌入在所述堆叠体内的部件(118)。
16.根据权利要求15所述的部件承载件(106)，其中，所述部件(118)选自由下述组成的组：电子部件、不导电和/或导电嵌体、热传递单元、能量收集单元、导光元件、有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备、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、加密部件、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、累加器、开关、相机、天线、磁性元件、另外的部件承载件(106)和逻辑芯片。
17.根据权利要求15或16所述的部件承载件(106)，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)被布置成有助于所述部件(118)与所述堆叠体(116)之间的连接。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)是连续层或图案化层。
19.根据权利要求9至18中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)覆盖所述堆叠体(116)的平面表面和三维弯曲表面之一。
20.根据权利要求9至19中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述至少一个导电层结构(114)包括由下述材料组成的组中的至少一种：铜、铝、镍、银、金、钯和钨，上述材料中的任一种可选地涂覆有超导材料诸如石墨烯。
21.根据权利要求9至20中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述至少一个电绝缘层结构(112)包括由下述组成的组中的至少一种：树脂，尤其是增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂、FR-4、FR-5；氰酸酯；聚亚苯基衍生物；玻璃；预浸材料；
聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物；环氧树脂基的积层膜；聚四氟乙烯；陶瓷；以及金属氧化物。
22.根据权利要求9至21中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述部件承载件(106)被成形为板。
23.根据权利要求9至22中任一项所述的部件承载件(106)，其中，所述部件承载件(106)被配置为由印刷电路板和基板组成的组中之一。
24.根据权利要求9至23中任一项所述的部件承载件(106)，被配置为层叠型部件承载件(106)。
25.一种装置(120)，其中，所述装置(120)包括：
部件承载件(106)，所述部件承载件包括具有至少一个导电层结构(114)和/或至少一个电绝缘层结构(112)的堆叠体(116)；
主体(122)；
其中，所述部件承载件(106)和所述主体(122)中至少之一包括具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)，所述片材被配置为干型附着剂(108)以用于使所述部件承载件(106)和另外的主体(122)连接，尤其是可拆卸地连接。
26.根据权利要求25所述的装置(120)，其中，所述主体(122)通过所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)被表面安装在所述部件承载件(106)上。
27.根据权利要求25所述的装置(120)，其中，所述主体(122)被插入或嵌入在所述部件承载件(106)内，并且通过所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)与所述部件承载件(106)连接。
28.一种制造部件承载件(106)的方法，其中，所述方法包括：
提供包括至少一个导电层结构(114)和/或至少一个电绝缘层结构(112)的堆叠体(116)；
将具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)与所述堆叠体(116)连接。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述堆叠体(116)具有用于容纳部件(118)的通孔(126)，并且其中，所述片材(100)作为临时承载件的至少一部分连接至所述堆叠体(116)，以与所述通孔(126)一起界定腔体(124)用于容纳所述部件(118)。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述方法还包括：
将至少一个另外的电绝缘层结构(112)和/或至少一个另外的导电层结构(114)与所述堆叠体(116)和所述腔体(124)中的所述部件互连；
随后从所述堆叠体(116)和所述部件(118)移除所述临时承载件。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的方法，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)被布置在所述部件承载件(106)的外表面处，并且部件(118)附接到所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)上。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的方法，其中，所述具有纳米和/或微米结构(102)的片材(100)被布置在导电箔(128)的顶部上，作为在用于容纳部件(118)的带凹口的电介质结构(130)下方的临时承载件结构。

说明书全文

用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材

技术领域

[0001] 本发明涉及一种部件承载件、一种装置、一种制造部件承载件的方法以及一种使用方法。

背景技术

[0002] 在配备有一个或多个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日益微型化以及待要安装在部件承载件诸如印刷电路板上的电子部件的数量不断增加的背景下，越来越多地采用具有若干电子部件的更强大的阵列状部件或封装件，所述阵列状部件或封装件具有多个触点或连接件，在这些触点之间的间隔不断减小。移除由这样的电子部件和部件承载件本身在运行期间产生的热成为日益凸显的问题。同时，部件承载件应该是机械牢固的且电气可靠的，以使得甚至在恶劣的条件下也能运行。

[0003] 此外，部件承载件的元件之间的适当附着是个问题。部件承载件的层堆叠体的相邻层之间的分层可能会使部件承载件的可靠性劣化。另一方面，还存在其中期望部件承载件的组成部分具有排斥(repellent)性质的其他情况，例如期望用于在部件承载件中形成腔体的释放层的排斥性质。

[0004] 本发明的目的是提供一种在性质方面具有高可靠性和高灵活性的部件承载件。

发明内容

[0005] 为了实现上述目的，提供了根据独立权利要求的部件承载件、装置、制造部件承载件的方法和使用方法。

[0006] 根据本发明的一个示例性实施方案，提供了一种使用在片材表面上具有纳米和/或微米结构(microstructure，微型结构)的片材制造部件承载件的方法。

[0007] 根据本发明的另一示例性实施方案，提供了一种部件承载件，该部件承载件包括：堆叠体，该堆叠体包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构；以及片材，该片材具有纳米和/或微米结构并且被布置在该堆叠体上和/或该堆叠体中。

[0008] 根据本发明的又一示例性实施方案，提供了一种装置，该装置包括部件承载件，该部件承载件包括具有至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构的堆叠体，其中该装置还包括主体，其中所述部件承载件和所述主体中至少之一包括具有纳米和/或微米结构的片材，该片材被配置为用于将所述部件承载件和另外的主体保持在彼此上的干型附着剂。

[0009] 根据本发明的又一示例性实施方案，提供了一种制造部件承载件的方法，其中该方法包括：提供包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构的堆叠体；以及将具有纳米和/或微米结构的片材与该堆叠体连接(具体地连接在该堆叠体上和/或该堆叠体中)。

[0010] 在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以具体地表示能够在其上和/或其中容纳一个或多个部件的任何支撑结构，以用于提供机械支撑和/或电气连接。换言之，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/或电子承载件。具体地，部件承载件可以为印刷电路板、有机内插物和IC(集成电路)基板中的一种。部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同部件承载件组合的混合板。

[0011] 在本申请的上下文中，术语“纳米和/或微米结构”可以具体地表示尺寸在纳米至微米的范围内的物理结构，具体是尺寸在0.1nm和10μm之间的范围内的物理结构，更具体地是尺寸在1nm和500nm之间的范围内的物理结构。表面例如以有序的方式(例如成行和成列)或以随机的方式配备有这样的纳米和/或微米结构的片材可以在与相邻部件承载件材料的附着方面提供特定性质。取决于在片材表面上的纳米和/或微米结构的材料、形状、尺寸、涂层和布置，所述纳米和/或微米结构可以具有附着效应(例如在壁虎的腿部处)或排斥效应(如在莲花的表面上)。片材可以具有至少100个纳米和/或微米结构，尤其至少1000个纳米和/或微米结构。例如，具有提供附着性质的纳米结构的片材可以通过纳米和/或微米结构的对应表面涂层(例如具有蜡质材料)而转化为具有提供非附着性质或甚至排斥性质的纳米结构的片材。例如，纳米和/或微米结构可以是纳米和/或微米突起以及/或者纳米和/或微米凹陷。

[0012] 根据本发明的一个示例性实施方案，具有纳米和/或微米结构的片材可以集成在部件承载件诸如印刷电路板中。通过采取该措施，具有纳米和/或微米结构的片材的特定附着性质可以有利地用于使部件承载件的制造简化，并且使所述部件承载件与另一主体、待要表面安装在所述部件承载件上或嵌入在所述部件承载件中的部件等的连接简化。这允许以低投入制造部件承载件，并且允许选择性地将部件承载件与另一主体连接或断开。由于根据纳米和/或微米结构的性质来调整附着性质(即，调整成附着的或排斥的)的高度灵活性，所以板设计者具有调整在部件承载件内的互连性质和/或部件承载件之间相对于另外的主体的互连性质的高自由度。高度有利地，这样的具有纳米和/或微米结构的片材可以是干型的，使得用于建立附着或排斥功能的液体、化学品等的实现方式可以是不必要的。

[0013] 在下文中，将说明所述部件承载件、所述装置、所述制造部件承载件的方法和所述使用方法的另外的示例性实施方案。

[0014] 在一个实施方案中，所述片材用作干型附着剂。这样的干型附着剂可以以与胶类似的方式在片材与部件承载件的相邻材料之间实现附着，或者在片材与相邻主体的材料之间实现附着。因此，处于非固体状态的液态的附着材料或其他化学品的使用可能变得不必要。通过仅物理效应(尤其基于范德华力或基于在配合的纳米和/或微米结构之间的互锁)，可以实现附着。

[0015] 在另一实施方案中，所述片材用作排斥性结构，尤其用作释放层。纳米和/或微米结构的排斥效应可以例如通过纳米和/或微米结构的适当涂层来实现。根据这样的实施方案，可以精确地限定材料分离在部件承载件的表面上或在部件承载件的内部的位置。例如，这可能在部件承载件的特定表面不应连接到任何其他主体或者应当保持无尘时是有利的。还可能有利的是对于应在部件承载件中形成腔体的情况实现这样的实施方案。在这样的情况下，具有纳米和/或微米结构的包埋或嵌入式释放层可以限定如下一个位置，在该位置所述部件承载件的一部分能够例如通过激光切割被容易地分离。由于纳米和/或微米结构的排斥功能，随后可以从部件承载件的其余部分移除由排斥层和周缘切割线限定的这样的部分，使得留下具有腔体的部件承载件。

[0016] 在一个实施方案中，所述片材被用于通过所述纳米和/或微米结构与所述另外的纳米和/或微米结构之间的互锁，建立与在另外的片材表面上具有另外的纳米和/或微米结构的另外的片材的互锁连接(尤其是可逆的互锁连接)。因而，具有对应性质的、实现相同或不同类型的纳米和/或微米结构的两个片材可以在部件承载件技术方面以与Velcro(维克罗)连接类似的方式实现。通过采取该措施，可能的是通过简单地附接或分离所述片材和所述另外的片材，它们可以连接，并且可以断开。在一个实施方案中，一个片材的纳米和/或微米结构可以是钩，而另一个片材的纳米和/或微米结构可以是环。然而，也可能的是，两个配合片材的纳米和/或微米结构均具有以可逆的方式彼此互锁的钩。

[0017] 在一个实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材是导电的(具体地包括铜或与部件承载件技术(更具体地为PCB技术)兼容的任何其他导电材料，或者由铜或与部件承载件技术兼容的任何其他导电材料构成)。因此，具有纳米和/或微米结构的片材也可以有助于部件承载件内的电信号和/或电功率的传输。具有纳米和/或微米结构的片材可以仅通过与另一导电主体附接而建立电耦合，并且可以因此实现插头/插座功能。

[0018] 在另一实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材是电绝缘的(具体地包括以下项或由以下项组成：树脂、预浸料、至少部分未固化的材料、聚合物材料、陶瓷材料、玻璃或与部件承载件技术——更具体地是PCB技术——兼容的任何其他电绝缘材料)。因此，可以使用具有纳米和/或微米结构的片材来构建部件承载件的电绝缘部分。当由至少部分未固化的材料(诸如预浸料)制成时，所述片材可以通过纳米和/或微米结构与另一主体建立初步附着，其中所述附着可以通过使已经形成所述片材的一部分的至少部分未固化的材料固化而进一步增强。

[0019] 在一个实施方案中，通过将片材表面暴露于激光处理来形成所述纳米和/或微米结构。例如，激光可以对片材的表面进行图案化，从而产生纳米和/或微米结构。然而，也可能的是通过光刻和蚀刻过程来执行纳米和/或微米结构的这种形成。根据再一示例性实施方案，例如通过在片材表面上形成、沉积或生长纳米管或纳米线，纳米和/或微米结构可以固定在片材的表面上。

[0020] 在一个实施方案中，所述片材尤其通过层叠与至少一个电绝缘层结构和/或至少一个导电层结构互连。高度有利地，可能的是所述片材的材料被配置成使得其可以与其他结构层叠。例如，所述片材可以由通过施加热和/或压力而能够固化的至少部分未固化的材料诸如树脂制成。在所述片材与部件承载件或装置的另一主体或结构之间临时连接之后，然后可以通过层叠来实现永久互连，在所述层叠期间具有纳米和/或微米结构的片材的先前部分未固化的材料固化。

[0021] 在一个实施方案中，由于纳米和/或微米结构的干型附着构造，所述片材与所述堆叠体互连。这致使部件承载件的内部牢固，使得可以在具有纳米和/或微米结构的片材与堆叠体的其他材料之间形成整体结构。这还安全地防止例如在部件承载件的运行期间出现的热负荷或热循环的影响下出现的不期望的分层和翘曲。因此，纳米和/或微米结构可以提高部件承载件的可靠性。

[0022] 在一个实施方案中，所述片材被配置成由于纳米和/或微米结构的排斥性构造而能够从堆叠体的至少一部分释放。在释放层嵌入到部件承载件的内部并且在限定分离(例如通过激光切割或机械切割)这样的释放层上方的材料时期望的分层位置方面，这样的实施方案可能是有利的。这允许例如形成可以在部件嵌入和其他应用方面使用的腔体。

[0023] 在一个实施方案中，所述片材的主表面的仅一部分设置有纳米和/或微米结构，而所述片材的主表面的另一部分没有纳米和/或微米结构。通过对具有纳米和/或微米结构的连续层进行图案化或者通过仅在片材的特定表面部分选择性地沉积、生长或形成纳米和/或微米结构，可以精确地限定片材的功能化表面。在一些实施方案中，期望片材的一个或多个部分具有干型附着性质和/或排斥性质，而该片材的一个或多个其他部分应当没有纳米结构和/或微米结构。这向板设计者提供了用于精确地限定这样的片材的表面性质的进一步自由度。

[0024] 在一个实施方案中，所述纳米和/或微米结构被暴露在所述部件承载件的外表面处。这在纳米和/或微米结构是干型附着剂时对于与另一主体的附接可能是有利的。这简化了部件在部件承载件上的表面安装。待安装的部件可以设置有或者也可以不设置有促进附着的对应纳米和/或微米结构。所描述的暴露对于限定排斥性表面部分也是有利的(例如当期望无尘表面部分时)。

[0025] 在另一实施方案中，所述纳米和/或微米结构被嵌入在所述部件承载件的内部。因此，在这样的实施方案中，具有附着性质的纳米和/或微米结构可以用于将待要嵌入的部件固定在部件承载件的内部中。这样的固定可以是暂时的固定或永久的固定。可选地，其可以与后续通过层叠实现的永久连接相结合。

[0026] 在一个实施方案中，所述部件承载件包括表面安装在堆叠体上和/或嵌入在堆叠体内的部件。所述至少一个部件可以选自由以下组成的组中：不导电嵌体；导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)；热传递单元(例如热管)；导光元件(例如光波导或光导体连接件)；电子部件；或它们的组合。例如，所述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或另一数据存储器)、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)、加密部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(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，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。例如，可以使用磁性元件作为部件。这样的磁性元件可以是永磁性元件(诸如铁磁元件、反铁磁性元件或铁磁性元件，例如铁氧体磁芯)，或者可以是顺磁性元件。然而，所述部件还可以是另外的部件承载件，例如处于板中板配置。所述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。

[0027] 在一个实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材被布置成有助于所述部件与所述堆叠体之间的连接。在一个实施方案中，纳米和/或微米结构单独提供与部件的连接力。在另一实施方案中，连接力可以是一方面由纳米和/或微米结构提供的结合力，另一方面是层叠力。还可能的是，在部件和部件承载件的两个连接表面上形成配合的纳米和/或微米结构，例如用以通过相对的纳米和/或微米结构之间的互锁来建立互连。

[0028] 在一个实施方案中，具有纳米和/或微米结构的片材是连续层或是图案化层。因此，片材的整个表面或仅部分表面可以具有由纳米和/或微米结构提供的特定附着性质或排斥性质。

[0029] 在一个实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材覆盖所述堆叠体的平面表面和三维弯曲表面之一。仅作为示例，这样的纳米和/或微米结构可以设置在平面刚性板上。然而，通过三维打印形成的柔性板或部件承载件的三维弯曲表面也可以由具有纳米和/或微米结构的片材限定。所述片材可以是刚性的、柔性的或可弯曲的。

[0030] 在一个实施方案中，所述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堆叠体。例如，所述部件承载件可以是一个或多个所述电绝缘层结构和一个或多个导电层结构的层叠体，尤其是通过施加机械压力形成，如果期望的话所述形成的过程受热能支持。所述堆叠体可以提供能够为另外的部件提供大安装表面但仍然非常薄且紧凑的板形部件承载件。术语“层结构”可以具体地表示在公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛。

[0031] 在一个实施方案中，所述部件承载件被成形为板。这有助于紧凑设计，不过其中所述部件承载件提供用于在其上安装部件的大基底。此外，由于裸晶片的厚度小，可以方便地将尤其是作为嵌入式电子部件的示例的裸晶片嵌入到薄板诸如印刷电路板中。

[0032] 在一个实施方案中，所述部件承载件被配置为由印刷电路板(PCB)和基板(尤其是IC基板)组成的组中之一。

[0033] 在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以具体地表示通过将多个导电层结构与多个电绝缘层结构层叠形成的部件承载件(其可以是板状的(即平面的)、三维曲面的(例如当使用3D打印制造时)或者其可以具有任何其他形状)，上述形成过程例如通过施加压力形成，如果希望的话伴随有热能的供应。作为用于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。通过形成穿过层叠体的通孔(例如通过激光钻孔或机械钻孔)，并且通过用导电材料(尤其是铜)填充这些通孔，由此作为通孔连接形成过孔，各个导电层结构可以以期望的方式彼此连接。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被配置用于在板形印刷电路板的一个表面或两个相对表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接被连接到相应的主表面。PCB的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂构成。

[0034] 在本申请的上下文中，术语“基板”可以具体地表示与待要安装在其上的部件(尤其是电子部件)具有基本上相同的尺寸的小部件承载件。更具体地，基板可以被理解为用于电气连接件或电气网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件，然而具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件。横向连接件例如为传导路径，而竖向连接件可以为例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供尤其是IC芯片的所容置的部件或未容置的部件(诸如裸晶片)与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接和/或机械连接。因而，术语“基板”也包括“IC基板”。基板的电介质部分可以由具有增强球(诸如玻璃球)的树脂构成。

[0035] 在一个实施方案中，所述至少一个电绝缘层结构包括由以下组成的组中的至少一种：树脂(诸如增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂，更具体地为FR-4或FR-5)；氰酸酯；聚亚苯基衍生物(polyphenylene derivate)；玻璃(尤其是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)；预浸材料；聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物(LCP)；环氧树脂基的积层膜(epoxy-based Build-Up Film)；聚四氟乙烯(特氟隆)；陶瓷；以及金属氧化物。也可以使用增强材料，诸如例如由玻璃(多层玻璃)制成的网、纤维或球体。尽管预浸料或FR4通常是优选的，但是也可以使用其他材料。对于高频应用，高频材料诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂，可以在部件承载件中作为电绝缘层结构实现。

[0036] 在一个实施方案中，所述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种。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或它们的涂覆形式也是可能的，尤其是涂覆有超导材料诸如石墨烯的上述材料。

[0037] 在一个实施方案中，所述部件承载件是层叠型部件承载件。在这样的一个实施方案中，部件承载件是通过施加压力——如果需要的话伴随有热——而堆叠并连接在一起的多层结构的复合物。

[0038] 在一个实施方案中，所述主体通过所述具有纳米和/或微米结构的片材被表面安装到所述部件承载件上。因此，片材表面上的纳米和/或微米结构可以限定待要通过表面安装而安装在其上的部件的安装位置。

[0039] 在另一实施方案中，所述主体嵌入在所述部件承载件内并且通过所述具有纳米和/或微米结构的片材与所述部件承载件连接。因此，具有纳米和/或微米结构的片材可以有助于待要嵌入在部件承载件的内部中的部件的固定。

[0040] 在一个实施方案中，所述堆叠体具有用于容纳部件的通孔。所述片材可以作为临时承载件(或作为临时承载件的一部分，其中这样的临时承载件的另一部分可以是连接到片材的刚性板或柔性箔)连接到堆叠体，以用于与通孔一起界定用于容纳所述部件的腔体。具体地，该方法还可以包括将至少一个另外的电绝缘层结构和/或至少一个另外的导电层结构与所述堆叠体和所述腔体中的部件互连，并且随后从所述堆叠体和所述部件移除临时承载件。这简化了嵌入过程期间对部件和辅助结构的处理。作为临时承载件的至少一部分的具有纳米和/或微米结构的片材也可以被再利用或再循环。

[0041] 在一个实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材被布置在所述部件承载件的外表面处，并且部件附接到所述具有纳米和/或微米结构的片材上。因而，具有纳米和/或微米结构的片材可以用于在部件承载件或其预成型件上表面安装部件。另外地或可替代地，待安装的部件可以设置有具有纳米和/或微米结构的片材。

[0042] 在另一实施方案中，所述具有纳米和/或微米结构的片材被布置在导电箔的顶部上，作为在用于容纳部件的带凹口的电介质结构下方的临时承载件结构。其上有具有纳米和/或微米结构的片材的导电箔可以形成便宜且可重复使用的临时承载件，以在部件嵌入方面一次或多次用于支撑部件和限定腔体。

[0043] 本发明的以上限定的方面和其他方面从下文将要描述的实施方案的示例将是明了的，并且被参照实施方案的这些示例进行说明。附图说明

[0044] 图1示出了根据本发明的一个示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件的预成型件的截面图。

[0045] 图2示出了根据本发明的另一示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件的预成型件的截面图。

[0046] 图3示出了根据本发明的又一示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件的预成型件的截面图。

[0047] 图4示出了可以根据本发明的一个示例性实施方案用于制造部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材的三维视图。

[0048] 图5示出了根据本发明的又一示例性实施方案的包括具有相互作用的蘑菇形纳米和/或微米结构的配合片材的两个部件承载件的装置的截面图。

[0049] 图6示出了用于部件承载件的仅部分地覆盖有纳米和/或微米结构的片材的截面图。

[0050] 图7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，该部件承载件使具有纳米和/或微米结构的片材暴露以用于表面安装一部件。

[0051] 图8示出了根据本发明的再一示例性实施方案的部件承载件的截面图，该部件承载件使具有排斥性纳米和/或微米结构的片材作为释放层被嵌入以形成用于使部件嵌入的腔体。

[0052] 图9示出了根据本发明的又一示例性实施方案的用于形成板中板器件的包括具有相互作用的纳米和/或微米结构的配合片材的两个部件承载件的装置的截面图。

[0053] 图10示出了根据本发明的又一示例性实施方案的包括具有相互作用的钩和环型的纳米和/或微米结构的配合片材的两个部件承载件的装置的截面图。

[0054] 图11示出了根据本发明的一个示例性实施方案的用于部件承载件的覆盖有T形纳米和/或微米结构的片材的截面图。

[0055] 图12示出了根据本发明的一个示例性实施方案的用于部件承载件的覆盖有球形纳米和/或微米结构的片材的截面图。

[0056] 附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或同样的元件被提供有相同的附图标记。

具体实施方式

[0057] 在参照附图更详细地描述示例性实施方案之前，将概述开发本发明的示例性实施方案所基于的一些基本考虑。

[0058] 根据一个示例性实施方案，纳米涂覆结构可以用于部件承载件技术，尤其是作为干型附着结构。实现这样的表面配置的附着层也可以被表示为壁虎膜(gecko film)。这样的表面的附着效应可以基于范德华力。描述性而言，通过这样的构思可以形成多个小尺寸吸盘。根据本发明的一个示例性实施方案，由于在该表面上的纳米和/或微米结构的对应配置，提供可靠的基板和/或结构化材料以用于具有特定附着性质的嵌入和/或表面安装应用。示例性实施方案具有以下优点：上述的表面附着性质的可调节性可以以低材料消耗、低生产成本、小污染风险和高工艺可靠性来获得。

[0059] 在一个实施方案中，所述材料可以在嵌入技术中被用作用于部件放置的支撑件。与依赖于温度和时间的传统胶带系统相比，一个示例性实施方案使用支撑件(其可以是刚性的或柔性的)或PCB元件(例如芯板、预浸料、铜箔等)的以下表面：该表面得益于纳米和/或微米结构而呈现出范德华吸引力、壁虎效应、高紧握力；并且该表面是干型的，因而可以被清洁和再利用。具有纳米和/或微米结构的片材也可以包括在最终产品中。当用于嵌入的构思时，部件可以被放置在该干型表面上，并且可以在部件层叠之前通过弱接合(如范德华力、壁虎效应、高紧握力值)保持就位。

[0060] 这样的架构允许获得部件与保持基板之间的干型相互作用。不需要额外的液体附着剂。这具有干型相互作用以及降低来自基板的污染的风险的优点。

[0061] 图1示出了根据本发明的一个示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件106的预成型件的截面图。

[0062] 在制造中的部件承载件106包括互连堆叠体116，该堆叠体包括导电层结构114(在所示实施方案中为图案化的铜层和作为铜过孔实现的竖向互连结构)和电绝缘层结构112(在此被实现作为其中具有增强纤维的完全芯化的树脂的芯板，所述增强纤维尤其是FR4)。堆叠体116已通过层叠互连。堆叠体116被设置有通孔126，在将电子部件118(在所示实施方案中为具有焊盘157的半导体芯片)嵌入到部件承载件106内的过程期间，可以将该电子部件118插入到该通孔中。

[0063] 在这里被实现作为连续平面层的片材100在其暴露表面上设置有大量矩阵状排列的纳米和/或微米结构102(参见细节151)，并且在此被安装在刚性承载板153上。有多种在片材100的表面上制造纳米和/或微米结构102的方法。在一个实施方案中，可以在片材100的表面上生长出纳米和/或微米结构102(例如作为碳纳米管)。在另一实施方案中，可以通过将片材表面104暴露于激光处理来形成纳米和/或微米结构102。也可以通过在片材100的表面上沉积材料来形成纳米和/或微米结构102。片材100和承载板153一起形成临时承载件，该临时承载件不形成将要制造好的部件承载件106的一部分，而仅在嵌入过程期间暂时被使用。由于具有纳米和/或微米结构102的片材100用作干型附着剂(参见附图标记108，类似于壁虎的皮肤)，所以片材100将是自附着的，而不需要在其上施加额外的(尤其是液体的)附着材料。

[0064] 为了嵌入，在承载板153上的片材100由于纳米和/或微米结构102的干型附着构造而与堆叠体116互连。如果需要的话，该临时互连可以通过层叠——即，通过施加温度和/或压力——而被增强。然而，施加在纳米和/或微米结构102与对置表面之间的仅显著的范德华力也可足够用于建立可靠的临时连接。此后，电子部件118被插入到堆叠体116中的目前封闭的通孔126中，并且通过纳米和/或微米结构102的作用而临时附着至片材100。因而，具有纳米和/或微米结构102的片材100被布置成有助于部件118与堆叠体116之间的连接。

[0065] 尽管在图1中未示出，但是如此获得的结构然后可以在堆叠体106的顶侧上被层叠有另外的导电层结构(诸如铜箔)和/或另外的电绝缘层结构(例如预浸料片材)。此后，可以从该结构的其余部分移除临时承载件，该其余部分目前足够刚性。如果需要的话，并且尽管在图1中未示出，如此获得的结构然后可以在顶侧上和/或在底侧上被层叠有另外的导电层结构(诸如铜箔)和/或另外的电绝缘层结构(例如预浸料片材)。

[0066] 结果，可以获得被成形为板并且被配置为嵌入有电子部件118的印刷电路板(PCB)的部件承载件106。因此，图1和以上描述涉及制造部件承载件106的方法，其中堆叠体116使其通孔126用于容纳电子部件118。片材100与承载板153一起仅临时地连接至堆叠体116，作为用于界定腔体的临时承载件。根据图1，在制造部件承载件106的过程期间使用在暴露的片材表面104上具有其纳米和/或微米结构102的片材100，而具有纳米和/或微米结构102的片材100不构成将要制造好的部件承载件106的一部分而是从该部件承载件中被移除。片材100被用作可以暂时地连接到堆叠体116和电子部件118两者的临时的干型附着剂108，直到该堆叠体和电子部件以刚性方式连接使得不再需要临时承载件提供支撑为止。

[0067] 在所示实施方案中，具有纳米和/或微米结构102的片材100可以由电绝缘材料诸如预浸料或FR4制成。当片材100由已经固化的材料制成时，该材料在堆叠体116的底表面和电子部件118的底表面上的层叠期间将不会再熔化和固化(尤其是通过交联)。结果，已经由于其纳米和/或微米结构102而提供附着功能的片材100可以在堆叠体116和电子部件118的顶部上层叠有材料之后容易地从堆叠体116和电子部件118移除。

[0068] 如从图1可以看出，(尤其是刚性的)承载板153的厚度D1可以在50μm至200μm之间的范围内。片材100的厚度D2可以在0.5μm至20μm之间的范围内。纳米和/或微米结构102的高度d可以在0.1nm至10μm之间的范围内，优选在1nm至100nm之间的范围内。

[0069] 因此，图1示出了在片材表面104上具有纳米和/或微米结构102的片材100如何临时固定在承载板153上。承载板153可以例如是金属板、陶瓷板或FR4材料的芯板。在所示实施方案中，具有纳米和/或微米结构102的片材100在其暴露表面上具有干型附着性质，使得由电绝缘层结构112和导电层结构114组成的芯板可以通过简单地将该片材附接到堆叠体116或芯板而固定在片材100上。此外，当被放置在由通孔126和封闭所述通孔126的底部的临时承载件形成的腔体中时，待嵌入的部件118也可以被固定在片材100的干型附着表面上。因此，图1的实施方案示出了用干型附着纳米涂层进行嵌入。

[0070] 图2示出了根据本发明的另一示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件106的预成型件的截面图。

[0071] 与图1相比，图2示出了其中在片材表面104上具有纳米和/或微米结构102的片材100被用作具有用于与待嵌入的部件118干型附着的表面附着性质的永久性承载件的情况。
电绝缘层结构112(例如预浸料层)被布置在导电层结构114(这里被实现为连续铜箔)的顶部上并且被覆盖有片材100。片材100的两个相对的主表面可以被覆盖有纳米和/或微米结构102(比较细节159)，以促进电绝缘层结构112与片材100之间的附着，并且还促进片材100与待在制造中嵌入到部件承载件106中的部件118(例如用于耗散热的铜块)之间的附着。因此，片材100的纳米和/或微米结构102用作干型附着剂，并且确保部件118在嵌入过程期间保持就位，并且不需要添加液体附着剂。另外的电绝缘层结构112和导电层结构114形成具有通孔126的结构，并且可以被放置在先前描述的元件118、100、112、114的装置上。部件118因此被容纳在通孔126中。再者，两个连续的电绝缘层结构112(例如连续的预浸料箔)和另外的导电层结构114(例如连续的铜箔)放置在前述装置的顶部上。然后所述元件可以通过层叠——即，通过施加热和/或压力(未示出)——而互连。在该层叠期间，部分或全部电绝缘层结构112的至少部分未固化的材料以及可选地片材100的至少部分未固化的材料可以再熔化，可以进行交联，然后可以再固化。所描述过程的结果是根据本发明的一个示例性实施方案的部件承载件106。

[0072] 根据图2(并且与图1形成对照)，具有纳米和/或微米结构102的片材100保留为制造好的部件承载件106的一部分。有利地，所述片材可以由与在制造中的部件承载件106的其他组成部分相同的材料例如预浸料制成。更一般地，具有纳米和/或微米结构102的片材100可以由具有增强颗粒(具体地是纤维，更具体地是玻璃纤维)的树脂(诸如环氧树脂)制成。这样的配置的第一个优点是片材100的材料可以是至少部分未固化的，并且可以在层叠过程期间固化，以有助于部件承载件106的组成部分之间的连接力。该配置的第二个优点是片材100的材料具有与部件承载件106的其他元件非常相似的使热负荷(例如由于部件承载件106内的不同的热膨胀系数引起的)保持得小的材料性质。应当说，当片材100由在PCB技术中使用的导电材料——尤其是铜——制成时，也可以实现第二个优点。在后面提到的实施方案中，纳米和/或微米结构也可以是纳米线，尤其是铜纳米线。

[0073] 图3示出了根据本发明的又一示例性实施方案的当前处于制造中的部件承载件106的预成型件的截面图。

[0074] 根据图3，具有纳米和/或微米结构102的片材100被布置在导电箔128的顶部上，该导电箔现在与片材100一起用作在用于容纳部件118的带凹口的电介质结构130下方的柔性临时承载件结构(而不是形成将要制造好的部件承载件106的一部分)。带凹口的电介质结构130的通孔126与由导电箔128和片材100构成的连续双层一起形成或界定在其中嵌入所述部件118的腔体124。另外的层结构112、114以与图2所示类似的方式布置在所述的元件之上。在图3中所示的元件已经通过层叠互连之后，可以将柔性临时承载件结构(参见附图标记128、100)从所制造的部件承载件106移除。如果需要的话，该柔性临时承载件结构可以被重新使用。

[0075] 应当进一步提及的是，根据图3，部件118的底表面可以设置有可选的辅助层161。该辅助层161可以是一层(例如液体或粘性的)附着剂或者可以是具有纳米和/或微米结构
102的另外的片材100。因此，辅助层161可以有助于与下面的临时承载件结构的片材100的可靠连接。

[0076] 图3的实施方案与图1和图2的实施方案的不同之处在于，片材100现在连接在柔性或可弯曲的导电箔128更确切地说是铜箔上，该导电箔作为连接到片材100的下表面的导电层结构114。

[0077] 图4示出了用于部件承载件106的具有纳米和/或微米结构102的片材100的三维视图。更确切地，图4示出了在其上具有蘑菇形纳米和/或微米结构102的规则阵列的片材100的显微图像。

[0078] 图5示出了根据本发明的又一示例性实施方案的包括具有相互作用的蘑菇形纳米和/或微米结构102的配合片材100的两个部件承载件106的装置120的截面图。

[0079] 尽管在图5中未详细示出，但是每个部件承载件106可以包括相应的堆叠体116，该堆叠体例如以如图1至图3所示的方式包括至少一个导电层结构114和/或至少一个电绝缘层结构112。图5的两个配合片材100被布置成使得其具有蘑菇形纳米和/或微米结构102的片材表面104相互作用，即以互锁相互作用。因而，部件承载件106的片材100用于建立在部件承载件106之间的可拆卸连接。部件承载件106可以简单地插在一起或彼此拉开。换言之，两个部件承载件106可以连接和断开多次。这种临时或可逆的连接可以通过在片材100之一的纳米和/或微米结构102与另一片材100的纳米和/或微米结构102之间的互锁来建立。

[0080] 当具有纳米和/或微米结构102的片材100完全或部分导电(例如由铜制成)时，部件承载件106的片材100之间的连接和断开可以建立或禁用在部件承载件106之间的电连接，并因此可以在部件承载件106之间建立或禁用常见电子功能。

[0081] 因此图5示出了在其连接表面上具有相同类型的纳米和/或微米结构102的两个对应片材100如何以与在Velcro紧固件的情况下类似的方式互连，以用于在片材100之间并因此在它们被分配的部件承载件106之间提供可逆的连接。

[0082] 在另一有利的实施方案中，参照图5描述的原理也可以用于在部件承载件106的制造期间连接该部件承载件的两个组成部分。例如，两个电绝缘层结构112(例如预浸料箔)、两个导电层结构114(例如铜箔)、或者一个电绝缘层结构112(例如预浸料箔)和一个导电层结构114(例如铜箔)可以仅通过使具有纳米和/或微米结构102的两个配合片材100连接而进行连接，无需使用胶。

[0083] 图6示出了用于部件承载件106的仅部分地覆盖有纳米和/或微米结构102的片材100的截面图。

[0084] 因此，可能的是，片材100的主表面的仅一部分被设置有纳米和/或微米结构102，而片材100的主表面的另一部分没有纳米和/或微米结构102。结果，可以获得如下片材100，在该片材中一个局部表面具有干型附着性质，而另一个局部表面可以是非附着性的。因此，例如通过图案化程序(诸如光刻和蚀刻程序)，可以以低投入精确地调节片材100的特定表面性质。以类似的方式，还可能的是，片材100的表面的仅一部分可以配备有具有排斥效应的纳米和/或微米结构102(例如用以确保无尘或无水的表面区域)。

[0085] 图7示出了根据本发明的又一示例性实施方案的部件承载件106的截面图，该部件承载件包括暴露于外部的具有纳米和/或微米结构102的片材100，以用于表面安装一部件118(未示出，但例如实现为如图1、图2或图3所示的)。根据图7，具有纳米和/或微米结构102的片材100被布置在部件承载件106的外表面处，并且部件118被附接到具有纳米和/或微米结构102的片材100上(具体地在部件118与具有纳米和/或微米结构102的片材100之间没有使用其他材料，诸如焊料)。因此，图7示出了部件承载件106的安装表面158可以配备有具有纳米和/或微米结构102的片材100，从而允许以低投入将部件118(其也可以被配备以具有纳米和/或微米结构102的片材100，图7中未示出)表面安装(尤其是可拆卸地)在部件承载件106上。有利地，在将部件118安装在纳米和/或微米结构102上时，可以在部件承载件106与部件118之间建立电连接，而不需要采取任何进一步的措施。

[0086] 图8示出了根据本发明的再一示例性实施方案的部件承载件106的截面图，该部件承载件使具有排斥性纳米和/或微米结构102(例如由于将纳米和/或微米结构102涂覆有材料，诸如蜡或聚四氟乙烯(PTFE))的片材100作为释放层被嵌入，以形成用于嵌入一部件118所需的腔体124。

[0087] 因而，与图1至图7的实施方案相比，根据图8的片材100的微米结构102被配置为排斥性的(例如具有与莲花表面的构造类似的构造)，而非附着性的。结果，由于纳米和/或微米结构102的排斥性构造，片材100能够从由导电层结构114和/或电绝缘层结构112构成的堆叠体116释放。

[0088] 如从图8可以看出，纳米和/或微米结构102被嵌入在部件承载件106的内部。在该实施方案中，片材100被用作排斥性结构110或释放层。当使图8所示的结构经受激光处理(参见激光切割线180)时，由附图标记182表示并且由激光切割线180与片材100的位置结合限定的材料块可以简单地从部件承载件106的所示预成型件的其余部分移除。例如，部件118然后可以嵌入到如此制造的腔体124中。

[0089] 因此，图8示出了与图7对应的情况，然而具有两个显著差异。一方面，具有纳米和/或微米结构102的片材100现在被嵌入在部件承载件106的内部。另一方面，如附图标记180所示，在沿着所示的线进行切割时，由于在所示的实施方案中具有纳米和/或微米结构102的片材100具有排斥性质或非附着性质，所以可以从中移除部件承载件106的材料块182。因此，其在此用作释放层。因此，材料块182可以简单地从部件承载件106的其余部分移除，以用于形成腔体124。例如，这在形成用于随后嵌入部件118的腔体124方面可能是有利的。

[0090] 图9示出了根据本发明的又一示例性实施方案的用于形成板中板器件的包括具有相互作用的纳米和/或微米结构102的配合片材100的两个部件承载件106(诸如两个印刷电路板(PCB))的装置120的截面图。

[0091] 因此，具有腔体124(其可以如参照图8所描述的那样制造)的部件承载件106和主体122——其可以是另外的部件承载件106——中的每一个均包括具有纳米和/或微米结构102的被配置为干型附着剂108的相应片材100，该干型附着剂用于将部件承载件106和另外的主体122保持在彼此上。因此，配合(例如互锁)的纳米和/或微米结构102可以暴露于部件承载件106和另外的主体122两者的外表面。在所示实施方案中，主体122嵌入在部件承载件
106内，并且通过具有纳米和/或微米结构102的片材100与该部件承载件连接。

[0092] 图10示出了根据本发明的又一示例性实施方案的包括具有相互作用的钩和环型的纳米和/或微米结构102的配合片材100的两个部件承载件106——被实现为印刷电路板——的装置120的截面图。

[0093] 图10示出了一个示例性实施方案，在该示例性实施方案中两个配合片材100以Velcro的类型彼此连接，然而该连接是在部件承载件制造或处理方面实现的。如从图10可以看出，下部片材100具有环型的微米结构102，而图10中的上部片材100具有钩型微米结构。钩和环可以彼此互连，以在由如图10所示的两个片材100实现的部件承载件106的两个部分之间形成例如可逆的互连。

[0094] 图11示出了用于部件承载件106的覆盖有T形纳米和/或微米结构102的片材100的截面图。换言之，图11示出了纳米和/或微米结构102也可以是具有横向加宽的帽166的柱164。

[0095] 图12示出了用于部件承载件106的覆盖有球形纳米和/或微米结构102的片材100的截面图。因此，图12示出了纳米和/或微米结构102也可以是球形结构。

[0096] 应当注意，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且“一个”或“一”并不排除多个。与不同实施方案相关联描述的元件也可以进行组合。

[0097] 还应当注意，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。

[0098] 本发明的实现方式不限于附图中所示的和上面描述的优选实施方案。而是，使用所示出的方案和根据本发明的原理的多种变型都是可能的，即使在根本不同的实施方案的情况下也如此。

标题	发布/更新时间	阅读量
含锰矿石的堆浸	2020-05-11	151
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用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材

用于部件承载件的具有纳米和/或微米结构的片材

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