製造功能性基板的方法和功能性基板的製作方法
2024-04-10 22:47:06
製造功能性基板的方法和功能性基板的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種經由功能性柱體集成體製造功能性基板的方法和功能性基板。所述的功能性柱體集成體由多個功能性柱體集成，所述的功能性基板由所述的功能性柱體集成體分割成片製成；其中的功能性柱體包括柱狀半導體材料、柱狀磁性材料、導線集成體、導線柱體集成體、被動電子元件電柱體、或者變壓器柱體。本發明的實施例包括：經由矽柱導線集成體製成的矽柱導線柱體集成體，經由被動電子元件柱體和導線柱體製成的被動電子元件柱體導線柱體集成體。本發明的功能性基板可使集成電路半導體封裝的結構和性能設計更加靈活和高效。
【專利說明】製造功能性基板的方法和功能性基板
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及集成電路半導體封裝技術，特別地涉及製造一種功能性基板的方法。通過在所述的功能性基板的上下表面製作電路和焊盤，其可以進一步製作成用於集成電路半導體封裝的功能性電路基板。所述的功能性電路基板使集成電路半導體封裝的結構設計更加靈活，並可有效地加強集成電路半導體封裝的性能。
【背景技術】
[0002]在集成電路半導體封裝技術中，電路基板是用於整合電子產品功能的元件，其構成了集成電路半導體晶片與其它晶片或電子元件的橋梁。有通孔的(TSV:Through SiliconVia, TSV: Through Substrate Via and TGV: Through Glass Via)娃，玻璃，陶瓷或有機材料基板在集成電路半導體封裝技術中已有廣泛的應用，是3D和2.5D集成電路半導體封裝中的關鍵元件。基於含有通孔的基板製成的電路基板通常用於3D和2.5D集成電路半導體封裝技術中，其可有效地整合電子產品的功能。含有通孔的基板包括含有通孔的矽基板，玻璃基板，陶瓷基板和有機材料基板。目前，使用的含有通孔的基板的製造方法可以分為兩類:一類是基於基板的方法，另一類是基於通孔的方法。基於基板的方法基本上包括:1)在基板上先開一些所需的孔，2)然後用導電材料填充這些孔，從而形成一個含有導電通孔的基板。基於通孔的方法基本上包括:1)先在一個載體上製作一些點狀的小金屬柱，2)然後用一個基板材料覆蓋這些點狀的小金屬柱，再去掉所述的載體並打磨上下表面以露出點狀的小金屬柱，從而形成一個含有導電通孔的基板。目前，含有通孔的基板的使用是通過製作於基板表面的電路和焊盤把含有通孔的基板進一步製作成含有通孔的電路基板，從而在集成電路半導體封裝中把位於基板上表面的電子元件與基板下方的其它電子元件或印刷電路板相連接，位於基板上表面的電路也可以使位於其上的電子元件先直接地進行通訊，然後再與基板下方的其它電子元件或電路板相連接。
[0003]在現有技術中的含有通孔的基板的基本特徵包括:1)基板的上下表面是平整的以便在其上進一步製作電路和焊盤；2)通孔是一種導電的金屬小柱，嵌入在基板中並按照所需的間距形成規則的排列，3)基板的基體材料是用作保持通孔和在其上進一步製作電路和焊盤的一種載體。需要注意的是，這些現有技術中的含有導電通孔的基板在製造和使用上具有許多局限性。由於其製造工藝，一些局限性包括:1)其製造是非常費時和昂貴的，2)其中所述的金屬小柱或通孔不包含絕緣外層，3)由於是通過刻蝕、機械鑽頭或雷射開孔，通孔的側邊不是很平整，4)通孔的直徑不能非常小，現有技術製造通孔小於10微米，並且超過一定厚度(如100微米以上)的基板是非常昂貴的，5)通孔的間距不能非常小，(如現有技術在100微米以上厚度的基板上製造小於50微米間距的通孔是困難和昂貴的，6)含有通孔的基板的厚度受到通孔尺寸和間距的限制，通孔間距越小，基板就得越薄。
[0004]在現有技術中製作含有被動電子元件(如電阻器，電感器，電容器等)的電路基板的方法包括:1)被動電子元件通過另外的工藝被安裝在電路基板的表面，2)被動電子元件通過另外的工藝被埋入電路基板中，3)通過在電路基板的表面製作導電圖案來形成被動電子元件，如由螺旋形的導線形成的電容器。在現有技術及其產品中的含有通孔的基板是一種含有貫通形式的導電通道的電路基板，而對於被動電子元件，由於困難和昂貴的製造工藝，還沒有見到含有貫通形式的被動電子元件的電路基板。
【發明內容】
[0005]本發明是本 申請人:於2013年12月5日和2013年12月27日提交的中國發明專利申請CN201310651705.5和CN201310737666.0的進一步發展。所述的已提交的專利申請CN201310651705.5公開了一種基於金屬線圖形陣列製造金屬線集成體或導線集成體，並進一步製造含有圖形陣列通孔的基板的方法。該方法包括如下關鍵步驟:製作一個金屬線圖形陣列；在金屬線之間和周圍的空間製作固態介電基體，從而形成一個包含金屬線圖形陣列的金屬線集成體；把所述金屬線集成體分割成片，從而形成多個含有圖形陣列通孔的基板。所述的已提交的專利申請CN201310737666.0公開了一種基於導線的在厚度方向導電的單向導電板的製造方法。該方法包括如下關鍵步驟:製作一個經由單向緊密排列的導線製成的導線集成體；把所述導線集成體分割成片，從而製成多個單向導電板或包含導電通孔的基板。
[0006]所述的本 申請人:已提交的中國發明專利申請中的關鍵構思是通過製作一個包含導線的柱體，並進一步分割成片，從而製造含有通孔的基板。本發明是所述構思的進一步發展，其公開了一種功能性柱體集成體，其即包含導線柱體也包含橫截面中的導體具有設定構形的功能性柱體，並公開了製造所述的功能性柱體集成體的方法，所述的功能性柱體集成體可被進一步分割成片，從而製成本發明中稱作的功能性基板。在所述功能性基板的表面進一步製作電路層，可製成用於集成電路半導體封裝的功能性電路基板。
[0007]本發明的製造功能性基板的方法，包括如下關鍵步驟:a)提供功能性柱體；b)把多個功能性柱體按照設定的分布圖案相互平行地排列在一起；c)把所述已排列好的多個功能性柱體通過設定的條件，如通過設定的溫度和壓力，固化成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體；d)把所述功能性柱體集成體分割成片，從而製成多片功能性基板。
[0008]本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟b)中，把多個功能性柱體緊密地排列在一起，並且在步驟c)中，通過設定的條件使所述已排列好的功能性柱體相互連接成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體；本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟b)中，把多個功能性柱體按照設定的間距和分布圖案相互平行地排列在一起，並且在步驟c)中，用一個基體材料填充功能性柱體之間和周圍的空間，並通過設定的條件把所述已排列好的功能性柱體連同基體材料一起固化成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體；本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述的相互平行地排列在一起的多個功能性柱體的分布圖案構成多個規則地排列的功能性柱體組，其中所述的功能性柱體組包含多個功能性柱體；本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟a)中所採用的功能性柱體是柱狀半導體材料、柱狀或條狀磁體、導線集成體、導線柱體集成體、電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體或層狀板條柱體。本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，包含在所述功能性基板的表面進一步製作電路層，從而製成功能性電路基板的步驟。
[0009]本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線集成體，所述導線集成體通過下述步驟來製造:1)提供導線，II)通過多組夾具把所述的多根導線在縱向和橫向按設定的間距平行地排列，並拉緊和固定在每兩個夾具之間，III)把每兩個夾具之間已排列好的多根導線固化在一個基體材料中，從而製成一個柱狀的導線集成體。
[0010]本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線柱體集成體，所述導線柱體集成體通過下述步驟來製造:1)提供多根導線和一個柱體，II)把所述的多根導線按設定的間距沿著柱體方向排列並固定在所述柱體的側面，從而製成一個導線柱體集成體。
[0011]本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線柱體集成體，所述導線柱體集成體通過下述步驟來製造:1)提供或製作帶狀材料，其包含按設定間距單向排列的導線，II)把所述的含有導線的帶狀材料固定在所述柱體的側面，並在設定的條件下把所述含有導線的帶狀材料和所述柱體固化成一個整體，從而製成一個導線柱體集成體。
[0012]本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電阻器柱體，所述電阻器柱體通過下述步驟來製造:1)提供或製作三層結構的方形或長方形片狀材料，其中的兩層外層是絕緣材料層，中間層是導電材料層，I)把所述三層結構的方形或長方形片狀材料通過正反摺疊的方式摺疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述疊成好的柱體固化成一個整體，從而製成一個電阻器柱體；本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電容器柱體，所述電容器柱體通過下述步驟來製造:1)提供條狀介電材料，II)在所述條狀介電材料上覆蓋一層導電材料層，從而製成包含條狀介電材料和導電材料層的雙層板條，III)把多個所述的雙層板條堆疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述已堆疊成的柱體固化成一個整體，從而製成一個電容器柱體；本發明的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電感器柱體:1)提供或製作雙層結構的方形或長方形片狀材料，其中的一層是介電材料層，另一層是導電材料層；π)把所述雙層結構的方形或長方形片狀材料通過螺旋摺疊的方式緊密地摺疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述已摺疊好的柱體固化成一個整體，從而製成一個電感器柱體。
[0013]本發明的功能性基板，其特徵在於，所述的功能性基板包括多個按設定間距規則地排列的功能性基片，每個所述的功能性基片包含一個或多個功能性通片，所述的功能性通片的類型包括片狀半導體材料、片狀磁體材料、導線通片、導線柱體通片、電阻器通片、電容器通片、電感器通片、層形條通片或者變壓器通片。本發明的導線柱體集成體，其特徵在於，所述的導線柱體集成體包含一個柱體和多根導線，其中所述的多根導線按設定的間距沿著所述柱體的方向環繞地排列在所述柱體的側面。本發明的功能性柱體，包括:電阻器柱體、電容器柱體或者電感器柱體，其特徵在於，所述的電阻器柱體包含構成電阻器結構的正反摺疊形式的多層條狀導體和分隔所述多層條狀導體的絕緣材料；所述的電容器柱體包含構成電容器結構的交錯形式的多層條狀導體和分隔所述的多層條狀導體的介電材料；所述的電感器柱體包含構成電感器結構的卷狀的多層導體和分隔所述卷狀的多層導體的絕緣材料。
[0014]本發明的功能性柱體集成體，包括:多個按設定間距規則地排列的功能性柱體組，所述的每個功能性柱體組包含一個或多個功能性柱體，所述的功能性柱體包括柱狀半導體材料、柱狀或條狀磁體、導線集成體、導線柱體集成體、電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體、層形條柱體、或者變壓器柱體。本發明的功能性柱體集成體，其特徵在於，所述的功能性柱體組包含兩種或多種類型的功能性柱體；本發明的功能性柱體集成體，其特徵在於，其包含一種基體材料，其中所述的多個功能性柱體通過所述的基體材料相互連接成一個整體。
[0015]在本發明中，關鍵的發明構思是把多個功能性柱體排列好並固化成一個功能性柱體集成體並進一步分割成片，從而製成多片功能性基板。這裡把所述柱體稱作功能性柱體是因為所述柱體的橫截面內的導體、半導體或磁體材料具有設定的構形，其相互配合可以形成設定的導電功能。本發明的最大優點是可便宜和快捷地製造現有技術不易製造的包含特定導電功能的基板，如包含導電通孔和被動電子器件的功能性基板。本發明中一些其它的優點，特徵和相關的發明性概念會參照下面的【專利附圖】
【附圖說明】在本發明的【具體實施方式】中加以詳述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1和圖1A為本發明一個實施例中經由一個功能性柱體集成體製造功能性基板的方法的示意圖；
[0017]圖2為本發明一個實施例中的各種功能性柱體的橫截面示意圖；
[0018]圖3為本發明一個實施例中所採用的用於製作功能性柱體的雙層或三層板條的示意圖；
[0019]圖3A為本發明一個實施例中通過摺疊一個雙層或三層板條，或通過堆疊多個雙層或三層板條製作功能性柱體的示意圖；
[0020]圖4為本發明一個實施例中一種用於排列和固定導線的夾具的示意圖；
[0021]圖4A，圖4B和圖4C為本發明一個實施例中利用圖4示意的夾具製作柱狀導線集成體的主要步驟的示意圖；
[0022]圖5為本發明一個實施例中通過在一個柱體的側面鋪設包含導線的帶狀基材製作導線柱體集成體的方法的示意圖；
[0023]圖6為本發明一個實施例中通過在一個柱體的側面纏繞單向排列的導線製作導線柱體集成體的方法的示意圖；
[0024]圖7為本發明一個實施例中一個圓形的功能性基板的示意圖，其中所述的功能性基板包括多個按設定間距規則地排列的功能性基片，每個功能性基片包括多個功能性通片。
【具體實施方式】
[0025]為清楚地通過參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，首先對一些使用的術語解釋如下:1)功能性柱體，其代表一個複合材料柱體，包括:基體材料，導體材料和半導體材料，其中的導體材料貫通所述柱體、並在所述柱體的橫截面內具有設定的構形，如規則排列的點狀或條狀圖案，如圖2示意的一些功能性柱體的橫截面圖；需要指出的是，術語功能性在本發明中代表所述柱體橫截面中的導體材料的導電功能，形成特定的圖案，導電功能，2)功能性柱體組，其代表一個包含多個功能性柱體的柱體組合，如圖1中數字符號112示意的一個功能性柱體組的橫截面圖；3)功能性柱體集成體，其代表一個包含多個功能性柱體組的柱體集合，如圖1中數字符號100示意的一個功能性柱體集成體；4)導線集成體，其代表一個包含導線的基體材料柱體，其中的導線按設定圖案沿柱體方向規則地排列，如圖2中數字符號210示意的一個導線集成體的橫截面圖；5)導線柱體集成體，其代表一個在基體材料中包含多根導線和一個柱體的集成體，其中所述的多根導線按設定的間距沿著所述柱體的方向環繞地排列在所述柱體的側面，如圖2中數字符號220示意的一個導線柱體集成體，圖2中數字符號290示意的是一個可製作變壓器的一個導線柱體集成體，這裡稱作變壓器柱體；6)電阻器柱體，其代表一個基體材料柱體，所述的基體材料柱體包含在柱體方向貫通的正反摺疊形式的導電板條，如圖2中數字符號230示意的一個電阻器柱體；7)電容器柱體，其代表一個基體材料柱體，所述的基體材料柱體包含在柱體方向貫通的交錯堆疊的導電板條，如圖2中數字符號240和250 意的一個電容器柱體；8)電感器柱體,其代表一個基體材料柱體，所述的基體材料柱體包含在柱體方向貫通的卷狀的多層導電板條，如圖2中數字符號260示意的一個電感器柱體；9)層形條柱體，其代表一個基體材料柱體，所述的基體材料柱體包含在柱體方向貫通的多層導電板條，如圖2中數字符號270示意的一個層形條柱體；10)被動電子元件柱體，包括所述的電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體和層形條柱體。需要指出的是，術語功能性在本發明中代表所述柱體橫截面中的導體材料的導電功能；由於導體材料在所述橫截面中形成設定的圖案，其可具有設定的功能，如在所述橫截面內形成被動電子元件。
[0026]以上是與功能性柱體集成體相關的術語；對應地，與功能性基板相關的術語為:I)功能性通片，其代表經由所述功能性柱體分割成的薄片，如圖7中數字符號821，822，823,824和825示意的一些功能性通片，其中的導電體貫通由所述功能性柱體分割成的薄片；2)功能性基片，其代表經由所述功能性柱體組分割成的薄片，如圖7中數字符號811和812示意的功能性基片，其包含一個或多個功能性通片；3)功能性基板，其代表經由所述功能性柱體集成體分割成的薄片，如圖7中數字符號800示意的一個圓形的功能性基板，其包含多個規則排列的功能性基片；4)導線通片，其代表經由所述導線集成體分割成的薄片；5)導線柱體通片；其代表經由所述導線柱體集成體分割成的薄片，相應地，變壓器柱體分割成的薄片稱作變壓器通片；6)電阻器通片，其代表經由所述電阻器柱體分割成的薄片；7)電容器通片，其代表經由所述電容器柱體分割成的薄片；8)電感器通片，其代表經由所述電感器柱體分割成的薄片；9)層形條通片，其代表經由所述層形條柱體分割成的薄片；10)被動電子元件通片，其代表經由所述被動電子元件柱體分割成的薄片。一般的說，術語通片在這裡代表一片基體材料，其包含貫通性的具有設定構形和分布的導體材料。
[0027]需要注意的是，以上的術語解釋僅是為了說明的目的，而不限制本發明的範圍和精神。
[0028]圖1和圖1A為本發明一個實施例中經由功能性柱體集成體製造功能性基板的方法的示意圖。圖1中的數字符號1000示意把多個功能性柱體按照設定的分布圖案相互平行地排列在一起形成多個如數字符號110示意的功能性柱體組，其中數字符號111和箭頭示意一個包含如數字符號112示意的多個功能性柱體的功能性柱體組的例子，數字符號113示意一種基體材料，其把所述多個功能性柱體連接成一個整體，從而形成一個如數字符號100示意的功能性柱體集成體，數字符號120和箭頭示意把所述功能性柱體集成體分割成片，從而製成多片如數字符121示意的功能性基板。圖1A是多個按設定的規則排列好的柱體的橫截面圖，其中的數字符號1500示意把多個功能性柱體151按照設定的分布圖案相互平行地排列在一起形成多個功能性柱體組150，其中數字符號152示意功能性柱體組150之間的分割通道，數字符號155和箭頭示意把排列好的多個功能性柱體151固化在一個基體材料163中形成數字符號160示意的功能性柱體集成體。在圖1A的示意例中，每一個功能性柱體組150包含3x3個功能性柱體151，而在圖1的示意例中，每一個功能性柱體組110包含12個導線集成體和一個電感器柱體。需要說明的是，一個功能性柱體組包含的功能性柱體的類型和數量可以根據需要設定，而不限於所述示意例的情況；另外，所述示意例中的功能性柱體集成體100或160是一個方形的柱體，其也可以根據需要設定為其它的形狀，如長方形或圓形。
[0029]在圖1和圖1A示意的本發明的一個實施例中的功能性柱體集成體包含一個連接所述多個柱體的如數字符號113或163示意的基體材料，其把所述的多個功能性柱體固封在一起形成所述的功能性柱體集成體。需要說明的是，根據需要，所述的多個功能性柱體也可以緊密地排列在一起，並在設定的溫度和壓力下，通過自身的基體材料相互固化在一起形成一個功能性柱體集成體。
[0030]圖2示意本發明一個實施例中所採用的一些功能性柱體的橫截面圖，所述的功能性柱體包括:數字符號210和箭頭示意的一個導線集成體，其包含導線211和基體材料212 ;數字符號220和箭頭示意的一個導線柱體集成體，其包含柱體材料221，按設定的間距沿著所述柱體221的方向環繞地排列在所述柱體的側面的多根導線222和把所述柱體材料221和多根導線222連接成一個整體的基體材料223 ;數字符號230和箭頭示意的一個電阻器柱體，其包含正反摺疊形式的多層條狀導體231和分隔所述多層條狀導體231的絕緣材料232 ;數字符號240和箭頭示意的一個電容器柱體，其包含交錯形式的多層條狀導體241和分隔所述的多層條狀導體的介電材料242 ;數字符號250和箭頭示意的另一個電容器柱體，其包含交錯形式的多層條狀導體251，分隔所述的多層條狀導體的介電材料252和連接所述的多層條狀導體251的端部的導電板條253 ;數字符號260和箭頭示意的一個電感器柱體，其包含卷狀的多層導體261和分隔所述卷狀的多層導體的絕緣材料262 ;數字符號270和箭頭示意的一個層形條柱體，其包含導電板條271和絕緣或介電材料層272 ;數字符號280和箭頭示意的一個單一材料柱體，如半導體材料柱體或磁體柱體；數字符號290和箭頭示意的一個變壓器柱體，其包含一個管狀的磁體材料柱體291、排列在所述管狀柱體兩個對邊的裡外側的導線292和293、以及把所述的管狀柱體和導線固化成一個柱體的基體材料 294 和 295。
[0031]需要說明的是，圖2中數字符號220和箭頭示意的導線柱體集成體中的柱體以及數字符號280和箭頭示意的單一材料柱體的材料和橫截面形狀可以按照需要設定，而不限於半導體材料、磁體材料及方形；另外，圖2中數字符號220和290示意的導線柱體集成體中的導線的形狀和數量也可以按照需要設定，而不限於圖2示意的一層圓形導線及分布在柱體的四邊或兩邊。圖2中數字符號290示意的導線柱體集成體也被稱作變壓器柱體，其可按照導線柱體集成體的製造方法被類似地製造。另外，需要說明的是，圖2示意的這些功能性柱體是本發明製造功能性柱體集成體的基本單元，但除了數字符號280示意的單一材料柱體外，需要製作其它的功能性柱體。因此，在本發明中，為了製造所述的功能性柱體集成體，其公開了製造所述的功能性柱體的方法的關鍵步驟，如圖3到圖6示意的一些製作方法。
[0032]圖3和圖3A為本發明一個實施例中通過數字符號3000示意的雙層或三層板條製作數字符號3400示意的被動電子元件柱體的方法的示意圖。圖3中的數字符號300示意一個多層板條；數字符號310, 320和330不意多層板條的截面圖,其中310不意一個中間為導電層，兩邊為絕緣或介電層的三層板條；320示意一個上面為導電層，下面為絕緣或介電層的雙層板條；320示意一個上面為導電層，下面為絕緣或介電層的雙層板條，但上面的導電層在左側或右側比下面的絕緣層短，形成交錯結構。圖3A中的數字符號341示意一個電阻器柱體，其可由圖3中的三層板條310經過正反摺疊的方式緊密地摺疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述疊成好的柱體固化成一個整體而製成；圖3A中的數字符號342示意一個電感器柱體，其可由圖3中的雙層板條320或三層板條310緊密地捲成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述已卷好的柱體固化成一個整體而製成；圖3A中的數字符號343示意一個電容器柱體，其可由圖3示意的多個具有交錯結構的雙層板條330堆疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述已堆疊成的柱體固化成一個整體而製成；圖3A中的數字符號344示意一個層形條柱體，其可由圖3示意的多個雙層板條320或三層板條310堆疊成一個柱體，並通過設定的溫度和壓力把所述已堆疊成的柱體固化成一個整體而製成。
[0033]圖4為本發明一個實施例中用於規則地排列和固定導線的一種夾具的示意圖，其中數字符號5000示意所述的夾具由數字符號510示意的第一部分和數字符號520示意的第二部分組成；所述的的第一部分510包含一組如數字符號511/514示意的橫向圓杆和在所述的橫向圓杆兩側的如數字符號512/513示意的支撐部件，所述的的第二部分520包含一組如數字符號521/524示意的縱向圓杆和在所述的縱向圓杆的上下端的如數字符號522/523示意的支撐部件，數字符號530示意所述的夾具的第一部分510和第二部分520疊在一起形成的網眼結構，其中每一個網眼容納並定位一根導線，從而把一組導線規則地排列和固定在所述的夾具中。圖4A中的數字符號5100示意通過數字符號530，540和550示意的多組夾具把數字符號561示意的導線從供線端，如數字符號560示意的多個線軸拉出並定位在每兩個夾具中，如線段561被拉緊和固定在夾具530和540之間，數字符號545表示的虛線示意一個切割線，從而被拉緊和固定在夾具530和540之間的線段561連同夾具可以被安置到一個模具中進行基體材料的填充或澆鑄，從而製造一個導線集成體。圖4B中的數字符號5200示意用一個基體材料填充或澆鑄所述的拉緊和固定在夾具530和540之間的線段的另一個選擇，其中數字符號545/555表示的虛線示意一個包圍夾具530，540和線段561的開口槽，基體材料可以填充或澆鑄在所述的開口槽545/555中，從而製造一個導線集成體。圖4C中的數字符號5300示意一個連續的生產過程，其中數字符號562示意的線段被夾具550從線軸560拉出，數字符號570和580示意新插入的夾具，然後重複圖4A或圖4B示意的用一個基體材料填充或澆鑄拉緊和固定在夾具550和570之間的線段的步驟，從而製造下一個導線集成體。
[0034]圖5為本發明一個實施例中通過在一個柱體的側面鋪設包含導線的帶狀基材製作導線柱體集成體的方法的示意圖。圖5中的數字符號610和620示意一個包含導線的帶狀基材的正視圖和橫截面圖，其中數字符號612或622示意鋪設在帶狀基材611或621上的導線；數字符號6000示意把所述的包含導線的帶狀基材鋪設或包裹到一個柱體的側面，從而製成如數字符號630或640示意的導線柱體集成體，其中數字符號630和640分別示意所述導線柱體集成體的沿柱體方向的截面圖和橫截面圖，數字符號631和641示意所述的柱體，數字符號632/633和642/643示意鋪設或包裹在所述柱體側面的包含導線的帶狀基材中的導線和基體材料。
[0035]圖6為本發明一個實施例中通過在一個柱體的側面鋪設導線製作導線柱體集成體的方法的示意圖，其中的數字符號7000示意在一個柱體710的側面鋪設導線700的關鍵步驟。圖6中的數字符號700示意一個導線來源端，如一個線圈，數字符號710示意一個柱體，數字符號720及箭頭示意把所述導線沿著所述柱體的側面一層一層地按設定的間距纏繞，數字符號730和740示意設置在所述柱體兩端的用來設定導線層之間的間距的分隔板條，在同一層中的導線間的間距可在纏繞導線的時候通過導線的移動來設定。圖6中的數字符號750示意纏繞了兩層導線的柱體710的沿著A到A的截面圖，數字符號760示意纏繞了兩層導線的柱體被固化在一個基體材料761中形成的導線柱體集成體。
[0036]圖7為本發明一個實施例中一個圓形的功能性基板的示意圖8000，其中所述的功能性基板800包括多個按設定間距規則地排列的功能性基片810，每個功能性基片包括多個功能性通片，如數字符號811示意的多個功能性通片，其包含一個柱體通片820和12個環繞所述柱體通片的導線通片830 ;所述的功能性基片810也可只包含一個功能性通片，如數字符號812示意的導線柱體通片，其由固化在基體材料860中的導線通孔850和柱體通片840組成。需要注意的是，包含在功能性基片810中的柱體通片，如820或840可以是一片半導體材料，也可以是一種功能性通片，如數字符號821、822、823、824、825、或826示意的電阻器通片、電容器通片、電感器通片、帶電極的電容器通片、層形條通片或變壓器通片。
[0037]圖1為本發明一個實施例中經由功能性柱體集成體製造功能性基板的方法的示意圖，除了其中已示意的一些例子外，下面進一步公開一些具體的應用例。在第一個例子中，圖1的功能性柱體組110設定為一個基體材料為陶瓷或玻璃的導線集成體，把所述的陶瓷或玻璃基的導線集成體粘接在一起的基體材料113設定為一個有機材料，如聚合物材料或塑封料，從而製成的功能性基板121是一個柔性的功能性陶瓷或玻璃基板，其包含多個含有導線通孔的陶瓷或玻璃基片。在第二個例子中，圖1的功能性柱體組110設定為一個基體材料為鋁基的導線集成體，其中的導線是帶有玻璃或陶瓷外層的金屬線，把所述的基體材料為鋁基的導線集成體粘接在一起的基體材料113設定為一個有機材料，如聚合物材料或塑封料，從而製成的功能性基板121是一個柔性的包含導電通孔的鋁基板，其包含多個含有導線通孔的鋁基片。在第三個例子中，圖1的功能性柱體組110設定為一個導線柱體集成體，其中的柱體是一個半導體材料柱體，如矽柱，導線是金屬線，把所述的半導體材料柱體和所述的金屬線連接成一個導線柱體集成體的材料為陶瓷或玻璃，把所述的導線柱體集成體連接在一起的基體材料113設定為陶瓷或玻璃材料，從而製成的功能性基板121是一個功能性矽基板，其包含多個在周圍含有導線通孔的矽基片。在第四個例子中，圖1的功能性柱體組I1設定為包含導線集成體和被動電子元件柱體，其中的被動電子元件柱體可以是電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體、或者層形條柱，從而製成的功能性基板121是一個包含導電通孔和被動電子元件通片的基板。
[0038]需要說明的是，以上參照實施例和【專利附圖】
【附圖說明】對本發明的描述僅為舉例說明，而不是限定本發明的精神和範圍，熟悉此技術者當可據此進行修改而得到等效實施例。
【權利要求】
1.一種製造功能性基板的方法，該方法包括如下步驟: a)提供功能性柱體； b)把多個功能性柱體按照設定的分布圖案相互平行地排列在一起； c)把所述已排列好的多個功能性柱體通過設定的條件固化成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體； d)把所述功能性柱體集成體分割成片,從而製成多片功能性基板。
2.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟b)中，把多個功能性柱體緊密地排列在一起，並且在步驟c)中，通過設定的條件使所述已排列好的多個功能性柱體相互連接成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體。
3.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟b)中，把多個功能性柱體按照設定的間距和分布圖案相互平行地排列在一起，並且在步驟c)中，用一個基體材料填充所述多個功能性柱體之間和周圍的空間，並通過設定的條件把所述已排列好的多個功能性柱體連同基體材料一起固化成一個整體，從而製成一個含有多個功能性柱體的功能性柱體集成體。
4.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述的相互平行地排列在一起的多個功能性柱體的分布圖案構成多個規則地排列的功能性柱體組，其中所述的每個功能性柱體組包含多個功能性柱體。
5.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，在步驟a)中所採用的功能性柱體是柱狀半導體材料、柱狀磁體、導線集成體、導線柱體集成體、電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體、層形條柱體或者變壓器柱體。
6.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，包含在所述功能性基板的表面進一步製作電路層，從而製成功能性電路基板的步驟。
7.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線集成體，所述導線集成體通過下述步驟來製造: i)提供多根導線； ?)通過多組夾具把所述的多根導線在縱向和橫向按設定的間距平行地排列，並拉緊和固定在每兩個夾具之間； iii)把每兩個夾具之間已排列好的多根導線固化在一個基體材料中，從而製成一個柱狀的導線集成體。
8.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線柱體集成體，所述導線柱體集成體通過下述步驟來製造: i)提供柱體和導線； ?)把所述的導線按設定的間距沿著柱體方向排列並固定在所述柱體的側面； iii)把所述在柱體側面已排列好的導線連同所述柱體固化在一個基體材料中，從而製成一個導線柱體集成體。
9.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括導線柱體集成體，所述導線柱體集成體通過下述步驟來製造: i)提供柱體和包含按設定間距單向排列的導線的帶狀材料； ?)把所述的含有導線的帶狀材料固定在所述柱體的側面，並在設定的條件下把所述含有導線的帶狀材料和所述柱體固化成一個整體，從而製成一個導線柱體集成體。
10.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電阻器柱體，所述電阻器柱體通過下述步驟來製造: i)提供三層結構的方形或長方形片狀材料，其中的兩層外層是絕緣材料層，中間層是導電材料層； ?)把所述三層結構的方形或長方形片狀材料通過正反摺疊的方式緊密地摺疊成一個柱體，並通過設定的條件把所述疊成好的柱體固化成一個整體，從而製成一個電阻器柱體。
11.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電容器柱體，所述電容器柱體通過下述步驟來製造: i)提供多個雙層帶狀材料，其中一層是介電材料層，另一層是導電材料層； ?)把多個所述的雙層帶狀材料堆疊成一個柱體，並通過設定的條件把所述已堆疊成的柱體固化成一個整體，從而製成一個電容器柱體。
12.如權利要求1所述的製造功能性基板的方法，其特徵在於，所述功能性柱體包括電感器柱體，所述電感器柱體通過下述步驟來製造: i)提供雙層結構的方形或長方形片狀材料，其中的一層是介電材料層，另一層是導電材料層； ?)把所述雙層結構的方形或長方形片狀材料緊密地捲成一個柱體，並通過設定的條件把所述已卷好的柱體固化成一個整體，從而製成一個電感器柱體。
13.—種通過如權利要求1所述的方法製造的功能性基板，其特徵在於，所述的功能性基板包括多個按設定間距規則地排列的功能性基片，每個所述的功能性基片包含一個或多個功能性通片，所述的功能性通片包括片狀半導體材料、片狀磁體材料、導線通片、導線柱體通片、電阻器通片、電容器通片、電感器通片、層形條通片或者變壓器通片。
14.一種導線柱體集成體，其特徵在於，所述的導線柱體集成體包含一個柱體和多根導線，其中所述的多根導線按設定的間距沿著所述柱體的方向排列在所述柱體的側面。
15.一種功能性柱體，包括電阻器柱體、電容器柱體或者電感器柱體，其特徵在於，所述的電阻器柱體包含構成電阻器結構的正反摺疊形式的多層條狀導體和分隔所述多層條狀導體的絕緣材料；所述的電容器柱體包含構成電容器結構的交錯形式的多層條狀導體和分隔所述的多層條狀導體的介電材料；所述的電感器柱體包含構成電感器結構的卷狀的多層導體和分隔所述卷狀的多層導體的絕緣材料。
16.—種功能性柱體集成體，包括:多個按設定間距規則地排列的功能性柱體組,所述的每個功能性柱體組包含一個或多個功能性柱體，所述的功能性柱體包括柱狀半導體材料、柱狀磁體、導線集成體、導線柱體集成體、電阻器柱體、電容器柱體、電感器柱體、層形條柱體或者變壓器柱體。
17.如權利要求16所述的功能性柱體集成體，其特徵在於，所述的每個功能性柱體組包含兩種或多種類型的功能性柱體。
18.如權利要求16所述的功能性柱體集成體，其特徵在於，其包含一種基體材料，其中所述的多個功能性柱體通過所述的基體材料相互連接成一個整體。
【文檔編號】H01L21/48GK104362100SQ201410544633
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】申宇慈 申請人:申宇慈