CN112154538A - 导电过孔及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
通过对经过玻璃基板延伸的孔进行金属化来提供电部件。可以通过促使悬浮在液体介质中的导电颗粒的悬浮液经过孔来制造电部件。可以在诸如真空力的气压差、离心力或静电力的作用下促使悬浮液进入孔中。孔中的液体介质可以被干燥,并且颗粒可以被烧结。颗粒可以进一步在孔中被压实。替代地或附加地,可以将颗粒抵靠基板的外表面挤压以产生模头。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月30日提交的美国临时专利申请序列号62/651,074的优先权,该申请的公开内容通过援引合并于此,如同在此完整阐述一样。
背景技术
2.5-D和3-D封装是已经被公认的先前被称为MCM(多芯片模块)概念的新颖实现。创建具有多个孔或多个过孔的薄玻璃、硅或其他介电基板材料,其中多个孔或多个过孔被金属化,以此方式创建电路径。集成电路封装产业将这些互连基板称为转接板。被制造在转接板中的孔通常非常小,例如,直径为5微米至100微米且深度为50微米至500微米。每平方厘米的孔数可以是数百甚至数千。在制造这些孔所必需的处理之后,下一步是将孔金属化以提供从一个电路面或基板到另一电路平或基板的导电路径。
现有技术中用于使转接板的通孔和盲孔金属化的处理被称为“铜电镀”法,该方法非常昂贵并且通常缺乏制造上的规模化。金属化方法包括等离子气相沉积(PVD)或蒸镀或溅射沉积等方法的组合以形成粘附层/阻隔层和/或种子层,然后再电镀,通常是电镀铜。实施这些处理所需的设备昂贵且难以规模化高产量的制造。例如,取决于基板的尺寸、孔的直径和纵横比,针对每个基板的铜电镀处理通常可花费1小时至8小时。电镀处理需要每个基板在各个处理操作单元(cell)中电镀,各个处理操作单元具有复杂的分析和分配控制以及横跨基板的精确的化学物类和电场分布。
延伸超过基板表面的电镀铜沉积物在本领域中被称为“电镀凸悬(overburden)”。为了使电镀铜沉积物与基板表面齐平或与基板共面,通常需要使用化学机械抛光(CMP)的二次处理处理。CMP处理的维护和操作需要技术精湛的技术人员进行监视和控制,以获得一致的结果。铜是相对较软的金属,并且机械除去多余铜的方法受限于磨料中的软铜的加载。
将铜或其他导电材料沉积到转接板基板中的过孔中的第二种方法使用金属油墨(metal ink)。通常使用金属粉末来配制金属油墨,该金属粉末分散在以便孔填充的粘结树脂或其他聚合物以及用以防止金属粉末氧化的封端剂中。在用连同树脂或封端剂的金属油墨填充孔之后,有必要使所有有机材料挥发并将其从金属粉末中除去以获得良好的导电性。使这些有机化合物挥发所需的温度可能高达400℃至800℃。使有机化合物挥发后残留的碳灰可能会对最佳导电性产生负面影响,并为孔的不连续填充留下很大的潜在可能性。在填充的孔或过孔中有不连续或电开放区域潜在可能性是不可接受的。
大多数这些处理仅在非常有限的孔的长/宽比上起作用,并且很难以一致的方式制造窄孔或超宽孔。
发明内容
根据本公开的一个示例,电部件可以包括:基板,该基板界定第一表面和与第一表面相对的第二表面;以及导电过孔,该导电过孔从第一表面向第二表面延伸,以使得第一表面和第二表面分别界定到该孔的第一开口和第二开口。电部件可以进一步包括导电填充物,该导电填充物在孔中从第一表面向第二表面延伸,其中该导电填充物界定从第一表面到第二表面的导电路径。
附图简述
当结合附图阅读时,将更好地理解本发明的前述发明内容以及以下对本申请的说明性实施例的详细描述。为了说明本申请的锁定结构,在附图中示出了说明性实施例。然而,应当理解的是,本申请不限于所示的精确布置和手段。在附图中:
图1A是具有多个孔阵列的基板的透视图,每个孔阵列界定相应的多个孔;
图1B是图1A中所示的基板的一部分的示意性剖视侧视图,该图示出了通孔和盲孔;
图2A是类似于图1的示意性截面侧视图,但是该图示出了包括导电填充物的孔,用以界定导电过孔以及在过孔上方的导电再分布层;
图2B是图2A中所示过孔之一的SEM显微图;
图3是示出用于导电填充图1B中所示的孔以产生图2A中所示的导电过孔的方法的方法步骤的流程图;
图4A是在液体介质中的导电颗粒的悬浮液的透视图;
图4B是搅动后的悬浮液的透视图;
图4C是第二悬浮液的透视图;
图5是真空填充设备的示意性剖视图,该真空填充设备被配置为驱动悬浮液到基板的孔中;
图6A是图1B中所示的基板的一部分的示意性侧视图,示出在使用图5中所示的真空填充设备进行第一填充操作之后从而在一个孔中产生第一导电填充物的该基板的一部分;
图6B是图6A中所示的基板的一部分在增加了第一导电填充物的压实密度的挤压操作之后的示意性侧视图;
图7A是图4A至图4B中所示的悬浮液的颗粒的示意图,该悬浮液被示为包括基本上单一尺寸的导电颗粒;
图7B是根据替代实施例的图4A至图4B中所示的悬浮液的颗粒的示意性剖视图,该图示出包括小颗粒和大颗粒的双峰分布;
图7C是图4A至图4B中所示的悬浮液的颗粒的示意性剖视图,该图示出包括小颗粒、大颗粒和中等尺寸颗粒的三峰分布;
图8A是基板的示意性剖视图,该基板被示为设置在封壳(envelope)中,该封壳被配置为在填充操作和除去液体介质之后压缩颗粒;
图8B是设置在图8A中所示的封壳中的基板的示意性剖视图,该图示出了与该基板表面接触的封壳;
图8C是如图8B中所示设置在封壳中的基板的示意性剖视图,但该图示出了在挤压操作期间处于压力下的封壳,以便紧密地压实基板的孔中的颗粒;
图9A是图6A中所示的基板的一部分的示意性侧视图,示出在使用图5中所示的真空填充设备的后续填充操作之后该基板的一部分;
图9B是图9A中所示的基板的一部分的示意性侧视图,示出在挤压及后续填充且使用图5中所示的真空填充设备添加第三填充操作之后该基板的一部分;
图9C是图9A中所示的基板的一部分的示意性侧视图,示出在第二填充操作和第三填充操作之后该基板的一部分;
图10是类似于图5的悬浮真空填充设备的示意性剖视图,但是该悬浮真空填充设备被配置为使基板悬空;
图11是图9C中所示的基板的示意性剖视侧视图,该基板被示为由真空填充设备填充;
图12A是图11所示的基板的示意性剖视侧视图,示出在多个一系列的后续填充、干燥和挤压的操作之后,并且具有被小颗粒最终填充物悬浮液填充的孔的基板;
图12B是图12A中所示的基板在挤压小颗粒后的放大示意性剖视侧视图;
图12C是图12A中所示的基板的放大示意性剖视侧视图,该图示出了根据另一示例的被填充的孔;
图13A至图13C示出了在一个示例中籍此在填充操作期间将悬浮液输送到基板的孔中的方法。
图13A示出了处于初始角度取向的基板;
图13B示出了处于不同于初始角度取向的第一角度取向的基板;
图13C示出了处于与第一角度取向相反的第二角度取向的基板;
图13D示出了另一示例中在填充操作期间将悬浮液输送至基板的孔的方法;
图14是烧结基板方法步骤的示意性剖视侧视图;
图15A是在挤压后且烧结前的孔中相邻颗粒的示意性侧视图。
图15B是烧结后的孔中相邻颗粒的示意性侧视图。
图16A是图14中所示的基板的示意性侧视图,但是是烧结后的,该图示出了表面修整操作;
图16B是图16A中所示的基板的示意性侧视图,该基板被示为在表面修整操作之后被气密密封;
图17是图16A的基板的示意图,该图示出了根据一个示例的施加到基板上的导电再分布层;
图18A是图16A的基板的示意图,该图示出了在该基板外表面中形成的沟槽;
图18B是图18A的基板的示意图,该图示出了施加到沟槽170中的基板的导电再分布层;
图19A是根据替代实施例的用于填充孔的离心机的示意性俯视平面图,该离心机被示为具有多个可旋转的离心筐(bucket);
图19B是图1A中所示的基板的示意性侧视图,该基板被示为放置在一个离心筐中并覆盖有导电颗粒的悬浮液;
图19C是示出在离心机旋转期间面向离心筐的图19B中所示的离心筐的示意性侧视图;
图19D是图19C中所示的离心筐的示意性侧视图,示出了在离心力促使导电颗粒进入基板的孔中之后的的离心筐;
图19E是图19D中所示的离心筐的示意性侧视图,该图示出了从基板的外表面除去悬浮液;
图20A是基板的示意图,该图示出了烧蚀(ablation)后的弱化区。
图20B是图20A中所示的基板的示意图,但该图示出了施加到基板的内表面的导电层;
图20C是图20B中所示的基板的示意图,但该图示出了弱化区被除去以便使孔暴露,并且该示意图包括施加至导电层的掩模;
图20D是图20C中所示的基板的示意图,但该图示出了导电颗粒被驱动到孔中;
图20E是图20C中所示的基板的示意图,但该图示出了被压实在孔中并沿孔的整个长度延伸的导电颗粒;
图20F是图20E中所示的基板的示意图,但是示出了一个示例中导电层的除去;
图20G是与图20D类似的示意图,但该图示出了根据另一个示例的向悬浮液施加静电力以填充基板的孔;
图21A是根据另一示例的施加到过量填充的基板上的硬挤压的示意图;
图21B是硬挤压操作之后的基板的示意图;
图22是部件组件的示意性概要图,该部件组件被配置为安装到本文所述类型的转接板。
具体实施方式
在本申请中可以描述一个或多个不同的公开。此外,对于本文描述的一个或多个公开,可以描述许多替代实施例;应该理解的是,这些实施例仅是出于说明性目的而提出,而不以任何方式限制本文所包含的公开内容或本文所提出的权利要求。从本公开中明白易懂的是,本公开中的一个公开内容或多个公开内容可以广泛地应用于许多实施例。总体而言,本公开对实施例进行了足够详细的描述以使本领域技术人员能够实践一个或多个本公开内容,并且应当理解的是,可以利用其他实施例,并且可以在不脱离特定公开的范围的情况下进行结构、逻辑、软件、电气和其他改变。因此,本领域技术人员将认识到的是,可以以各种修改和变更来实践本公开中的一个或多个本公开内容。可以参考形成本公开的一部分的一个或多个具体实施例或附图来描述本文所述的一个或多个本公开的具体特征,并且以图示的方式示出了一个或多个本公开的具体实施例。然而,应了解的是,此类特征不限于在一个或多个具体实施例或参考其进行描述的附图中的使用。本公开既不是本公开的一个或多个本公开的所有实施例的文字描述,也不是所有实施例中必须存在的一个或多个本公开的特征的列表。
对具有数个相互通信的部件的实施例的描述并不意味着需要所有这些部件。相反地,可以描述各种可选的部件以说明一个或多个本公开的多种可能的实施例,并且以便更充分地说明本公开的一个或多个方面。类似地,尽管可以按顺序描述处理步骤、方法步骤、算法等,但是除非特别做出相反声明,否则通常可以将这些处理、方法和算法配置为按替换的顺序工作。换言之,在本专利申请中可以描述的步骤的任何顺序或顺序本身并不表示要求按该顺序执行步骤。所描述的处理的步骤可以以任何实际顺序执行。此外,尽管被描述或暗示为不是同时发生的(例如,因为一个步骤在另一步骤之后被描述),但是一些步骤仍然可以同时执行。此外,方法中示出的一些步骤可以省略。此外,通过其在附图中的描绘来说明的处理并不意味着所示处理不包括对其所做的其他变型和修改,通过其在附图中的描绘来说明的处理并不意味着所示处理或其任何步骤对于一个或多个本公开是必需的,通过其在附图中的描绘来说明的处理也不意味着所示处理是优选的。而且,步骤通常每个实施例描述一次,但这并不意味着步骤必须发生一次,或者每次执行处理、方法或算法时它们只能发生一次。在某些实施例中或某些情况下可以省略某些步骤,或者在给定的实施例中或某些情况下可以多次执行某些步骤。此外,在一些实施例中,可以除去一些步骤。此外,可以根据需要添加其他步骤。
为了清楚起见,有时将以单数形式描述本文描述的或参考的技术和机构。然而,应当理解的是,除非另外指出,否则具体实施例可以包括技术的多次迭代或机构的多个示例。附图中的处理描述或方框应理解为代表模块、段或部分代码,部分代码包括用于实现处理中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令。本领域技术人员可以理解的是,替代实施方式包括在本公开的实施例的范围内,其中例如,取决于所涉及的功能,可以按照不同于所示顺序或所讨论的顺序执行功能,包括基本上同时地执行功能或以相反顺序执行功能。
首先参考图1A至图1B,基板20界定相对的外表面,该相对的外表面包括第一表面22和与该第一表面相对的第二表面24。基板20还包括多个孔26。孔26沿中心轴从第一表面22向第二表面24延伸。例如,孔可以沿中心轴从第一表面22到第二表面24延伸。可以将基板20切割成直径为150毫米、200毫米或300毫米的晶圆,但是应该认识到的是,基板20可以根据需要界定任何合适的直径或其他最大尺寸。因此,除非另外指出,否则术语“直径”可以与术语“最大横截面尺寸”互换使用以表示参考结构不必是圆形的。
孔26可根据需要具有任何合适的直径。例如,孔26可具有10微米至25微米范围的直径或其它横剖视尺寸。孔26可具有沿其各自的中心轴的100微米到500微米范围的深度。直径要求没有上限。对于此处理,孔径和孔深之间的长宽比不受限制。另外,可以在同一基板上放置多个不同的孔径。孔26可以是圆锥形、圆柱形、沙漏形,或者可以沿其长度界定任何合适的形状。孔26可以根据需要布置在一个或多个孔阵列27中。因此,基板20可界定一个或多个阵列27,一个或多个阵列27以适合于切割玻璃并将该阵列分成基板20的27个单独部件的任何合适的距离相互间隔开。由于玻璃基板可对某些终端应用具有特殊的适用性,因此应当理解的是,基板20可以是玻璃基板、硅基板、陶瓷基板,或任何有机基板或根据需要的任何合适的替代材料的任何其他基板。在一个示例中,当基板20是玻璃基板时,玻璃可以是基本上无铅的,包括无铅。在其他示例中,玻璃可以含铅。
如本文中所使用的,术语基本上“无铅”的衍生词以及类似含义的短语可以指的是铅含量符合有害物质指示(RoHS)规范。在一个示例中,术语“无铅”、“不含铅”及其衍生词可以表示按重量计的铅含量小于0.1%,包括0%。替代地或附加地,如本文所使用的术语“无铅”的衍生词以及类似含义的短语可以表示按体积计的铅含量小于0.1%。在另一示例中,如本文所使用的术语“无铅”的衍生词以及类似含义的短语可以表示铅含量小于100百万分率(ppm)。
至少一个或多个孔26可被配置为通孔28,通孔28从第一表面22贯穿基板20延伸到第二表面24。因此,第一表面22界定到通孔28的第一开口23,并且第二表面24界定到通孔28的第二开口25。另外说明,通孔28界定在第一开口23处的第一端以及在第二开口25处的第二端。因此,通孔28的第一端和第二端均通向基板20的外周。通孔28从第一开口23到第二开口25可以是直的和线性的。或者,通孔28的一部分或多个部分可以是成角度的、弯曲的或可以界定任何合适的替代的非直线形状。
替代地或附加地,至少一个或多个孔26可以被配置为盲孔30,盲孔30可以从第一表面22和第二表面24之一向第一表面22和第二表面24中的另一者延伸。此外,盲孔可以终止于与第一表面22和第二表面24中的另一者隔开的位置。因此,盲孔30在第一端处向基板20的一个表面敞开,并且在与第一端相对的第二端处被基板20内部地封闭。另有说明,盲孔30的第一终端分别在第一表面22和第二表面24处延伸到第一开口23和第二开口25中的一者,并且盲孔30的第二终端被设置在第二表面22和第二表面24之间。然而,可以认识到的是,盲孔30的第二终端可以终止于另一孔26处,并且因此可以与第一开口23和第二开口25二者流体连通。此外,盲孔30可以是线性的,或者可以具有相对于彼此成角度的一个或多个段。一个或多个段可包括侧向部。基板20可以包括从盲孔30到基板20的外表面延伸的牺牲孔(scarificial hole)。例如,当盲孔30直接地或者通过另一孔在基板20的第一表面22敞开时,牺牲孔可以从盲孔30的封闭端到第二表面24延伸。
现在参考图2A至图2B,根据一个示例,一个、多个直至全部孔26可以包含导电材料以界定导电过孔34。在一个示例中,导电材料可以包括导电填充物35,导电填充物35被设置在一个、多个直至全部孔26的相应孔中。孔阵列27包括图2A至图2B中所示的导电材料,因此孔阵列27可以界定过孔阵列。在这方面,将理解的是,具有导电过孔34的基板20可以被称为电部件。
具体而言,可以说包含导电填充物35的通孔28界定贯通过孔36。可以说包含导电填充物35的埋孔30界定掩埋过孔39。因此,如本文所用的术语“过孔(via)”及其衍生词可以指代贯通过孔36和掩埋过孔39中之一或两者。导电填充物35可以从过孔34的第一端到过孔34的第二端连续地延伸。因此,导电填充物35可以沿过孔34在过孔的第一端向过孔的第二端之间延伸的方向上界定导电路径。例如,可以从过孔34的第一端到过孔34的第二端界定导电路径。就此而言,可以理解的是,当过孔34是贯通过孔36时,过孔34的第一端和第二端可以由第一开口23和第二开口25界定。从下面的描述中可以理解的是,在一些示例中,填充物35可以仅包括导电材料和空气41。空气41可以包括环境空气和惰性气体之一或两者。例如,空气41可以包括部分氩气或纯氩气。在另一示例中,空气41可以是纯氮气。
此外,在一些示例中,按体积计的过孔的至少50%可以仅包括填充物35。例如,在一些示例中,按体积计的过孔的50%乃至100%可以仅包括填充物35。具体而言,在一些示例中,按体积计的过孔的75%至乃至100%可以仅包括填充物35。例如,按体积计的过孔的90%乃至100%可以仅包括填充物35。具体而言,按体积计的过孔的95%乃至100%可以仅包括填充物35。
基板20可以包括至少一个或多个导电再分布层37。该再分布层可以被施加到第一表面22和第二表面24之一或两者。再分布层37在至少一个导电过孔34上方延伸,并因此与导电填充物35电连通。在一个示例中,基板20可以被配置为电转接板,该电转接板被配置为使第一表面22和第二表面24中每一者在电接触件处进行电连接,该电接触件通过导电过孔34相互电连通。
可以根据需要由任何合适的高导电率导电材料来界定导电填充物35,从而创建导电过孔34。如将在下面更详细地描述的,可以由导电材料的烧结颗粒界定导电材料。在一个示例中,导电材料可以是金属的。例如,导电材料可以是铜、金、银或任何合适的替代金属、这些金属的合金或这些金属与合金的其他组合。因此,在某些示例中,导电过孔34可以被称为金属化过孔34。类似地,基板20可以被称为金属化基板。或者,导电材料可以是诸如导电聚合物的非金属。导电材料可以进一步包括涂覆在任何合适的不同金属或非金属的颗粒上的任何合适的金属或导电聚合物,该颗粒可以是导电的或不导电的。从下面的描述可以理解的是,导电过孔34可以适合于传导直流(DC)和射频(RF)电流二者。导电填充物35可以在过孔34中从该过孔的第一端到该过孔的第二端延伸,以使得导电材料界定从第一端到第二端的导电路径。因此,当过孔34是贯通过孔36时,导电填充物35可以界定从基板20的第一表面22到第二表面24的导电路径。
现在参考图3,提供了一种方法40,方法40用导电填充物35导电地填充孔26,从而创建导电过孔34。该方法开始于步骤42,在此产生基板20和悬浮在液体介质中的颗粒62的至少一种悬浮液60。接下来,在步骤44中,可以根据需要搅动至少一种悬浮液以将颗粒分散在液体介质中。
接下来,在步骤46中,可以用至少一种悬浮液60的颗粒和液体介质中的一者或两者填充孔26。应当理解的是,除非另外指出,否则如本文所用的关于悬浮液60的术语“填充”包括至少部分填充或全部填充。填充步骤可以通过在一种或多种压力、离心力和静电力的作用下将悬浮液压入孔26中来进行,该压力可以是正压或负压。在步骤50中,将颗粒压实在一起。填充步骤46和压实步骤50界定填充和压实次序55,填充和压实次序55可以根据需要重复多次,直到孔26接收到期望体积的颗粒62为止。然而,如将在下面更详细地描述的,在一些示例中,可以省略压实步骤50。在一个示例中,期望体积的颗粒62可以从孔26的第一端到孔26的第二端延伸。当孔26是通孔时,颗粒62可以延伸到基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者。在一些示例中,孔26可以被颗粒62过量填充,以使得颗粒62可以从孔26延伸超过第一表面22和第二表面24之一或两者。
在步骤52中,将颗粒烧结。在步骤53中,可以对颗粒62进行硬挤压,由此将颗粒62压实在一起,并且分别沿基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者基本上平面化。在步骤54中,过孔可以被密封。在一些示例中,可以省略步骤54。因此,该方法可以从步骤52推进至步骤56。如从下面的描述中将理解的,颗粒62可以界定与它们自身的气密密封以及与基板20的气密密封。烧结颗粒62和空气的组合可以界定导电填充物。最后,在步骤56中,将至少一个或多个再分布层37施加到基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者。现在将更详细地描述方法40的步骤。
现在参考图1A至图4A,方法40开始于步骤42,由此获得基板20以及导电颗粒62的至少一种悬浮液,导电颗粒62被设置在液体介质64中。步骤42可以包括制造图1中所示的有孔26的基板20,或者步骤42可以获得有孔26的基板20。此外,步骤42可以包括将颗粒62悬浮在液体介质64中的步骤或获得悬浮液60的步骤。
如上所述,导电颗粒62可以根据需要由任何合适的导电材料来界定。例如,导电材料可以是诸如铜、银、金的金属。或者,导电材料可以是一种以上金属的组合。例如,可以将一种金属涂覆到另一种金属上。替代地或附加地,导电材料可以是导电聚合物。在一个示例中,金属可以涂覆导电聚合物。或者,导电聚合物可以涂覆一种金属。应当理解的是,一种或多种导电金属和导电聚合物可以根据需要涂覆任何合适的材料。在一个示例中,导电颗粒62可以是银颗粒。替代地或附加地,导电颗粒62可以被配置为包括银涂覆的铜颗粒。替代地或附加地,导电颗粒62可以被配置为无涂覆的铜颗粒。
就此而言,应当了解银是高电导率金属。此外,银是高延展性金属,这在烧结期间是有利的。具体而言,本发明人发现,烧结银的处理不会使过孔被银颗粒填充的玻璃基板开裂。不受理论的束缚,可以认为银颗粒的延展性允许基板20在烧结期间和烧结之后膨胀和收缩而不会损害基板20的结构完整性。与此同时,银表现出足够的强度特性。此外,银是基本上无孔的金属,从而增强了过孔34中所得到的导电填充物35的导电性。替代地或附加地,如上所述,颗粒62可以是铜颗粒或金颗粒,或任何合适的替代材料的颗粒。
如图7A中所示,可以希望颗粒62基本上是球形的,以使得当它们被压实时,孔26中的颗粒62界定在其间的相应的空隙66(参见诸如图7A),空隙66可以组合以界定至少一条液体流动路径,该至少一条液体流动路径用于从孔26中排出液体介质64而在孔26中留下颗粒62。因此,术语“基本上是球形的”意味着颗粒62可能不是理想的球形,但是它们可以近似球形,该近似球形达到所得的空隙66界定可靠的流动路径的程度。因此,颗粒62可以界定任何形状,该任何形状的颗粒62界定本文所述的空隙66的形状。因此,颗粒62可以至少部分或全部弯曲、倒圆,或者可以替代地或附加地包括直边缘。此外,应当理解的是,当孔26至少部分地或全部地被颗粒62填充时,填充物35可以包括由空隙66界定的气孔。应当理解的是,空隙可以界定孔26中的导电材料的内部气孔。在一些示例中,导电填充物35的基本上所有气孔都可以由空隙界定。除非另有说明,否则术语“基本上”、“约”的衍生词以及如本文所使用的具有相似含义的词可以表示在所述值或形状的10%以内。
此外,如下文更详细的描述,可以期望导电颗粒62可以被微晶化控制,以使得可以在基本上不致密化的情况下烧结颗粒62。尽管可以希望银或铜的纯度尽可能高,从而没有有机材料,但是可以认识到的是,生产既是大致球形的银或铜又受微晶化控制的颗粒62的处理可以产生具有痕量有机材料的颗粒。因此,如关于颗粒62的材料所使用的“基本上纯的”可以指按重量计大于90%的纯材料。在一个示例中,颗粒62可以是按重量计大于95%的纯材料。例如,颗粒62可以是按重量计大于98%的纯材料。即,颗粒62不含按重量计大于2%的有机杂质。例如,颗粒可以是按重量计约98.3%的纯材料。另外说明,在一个示例中,基本上的纯颗粒62可以指有机材料按重量计为10%或更少,诸如有机材料按重量计小于5%,并且在一个示例中有机材料按重量计小于2%。例如,颗粒可以具有按重量计约1.7%的有机材料。在一个示例中,固体颗粒62的孔隙率按体积计不大于约5%。
因此,尽管如上所述,导电材料可以包括少量有机材料,但是可以说所得到的过孔34可以仅包括导电材料和空气。可以进一步说,所得到的过孔34可以实质上由导电材料和空气组成。如上所述,在一些示例中,导电材料可以是诸如银或铜的金属,但是如本文所述,可以设想其他材料。或者可以将银或铜与导电聚合物混合以在气隙中获得更高的导电性。此外,颗粒62可以是基本上无孔的以便当烧结时,生产所得到的烧结基体提供了从过孔的第一端到过孔的第二端的高电导率路径。在一个示例中,过孔可以以期望的速率传导DC电流和射频(RF)电流。
例如,导电过孔34可以沿其整个长度传导RF信号,其中在约20千兆赫兹(GHz)的工作频率时的插入损耗不超过约-0.15分贝(dB)。例如,在一些示例中,在约20GHz的工作频率时,插入损耗可以不超过约-1分贝。例如,在一些示例中,在约20GHz的工作频率时,插入损耗可以不超过约-0.5分贝。例如,在一些示例中,在约20GHz的工作频率时,插入损耗可以不超过-0.3分贝。例如,在一些示例中,在约20GHz的工作频率时,插入损耗可以不超过约-0.1分贝。本文中的术语“不超过”用于表示“不低于(no less negative than)”所述分贝。
液体介质可以是满足需要的任何合适的液体介质以便使导电颗粒62悬浮。在一个示例中,液体介质64可以是醇。具体而言,该醇可以是异丙醇、乙醇和甲醇之一。在该方面,已经认识到诸如银和铜的金属可以具有Zeta电位或表面电荷。因此,金属颗粒因此可能相互结块。此外,诸如当基板是玻璃基板时,颗粒可以与可带静电的基板相互作用,并且颗粒可以彼此相互作用。该醇可以是弱极性的,且因此可以被配置为中和颗粒62的Zeta电位。
颗粒62可具有所期望的尺寸。应当理解的是,可以希望颗粒62的尺寸足够大,以使得空隙66界定可靠的液体流动路径,从而从基板20的孔26中排出液体同时在孔26中留下导电材料。然而,可以期望颗粒62的尺寸足够小,以使得所得到的过孔34包含适当体积的导电材料颗粒,以便界定从该过孔的第一端到该过孔的第二端可靠的电路径。在一个示例中,颗粒62的平均尺寸可在约1微米至约10微米的范围内,诸如约2微米至约10微米。在一个示例中,颗粒62的平均尺寸可在约2微米至约4微米的范围内。在另一示例中,颗粒62的平均尺寸可以在约2.5微米至约3.5微米的范围内。
然而,可以认识到的是,在将液体介质64排出之后,可以将辅助导电材料添加到空隙66内的颗粒62中,作为导电填充物的一部分。具体而言,可以设想在烧结之前添加辅助导电材料。替代地或附加地,可以设想在烧结之后添加辅助导电材料。如上所述,可以将可靠的电路径配置为可靠地传导DC电流和RF电流之一或二者。在一个示例中,悬浮液60的颗粒62可具有从约1微米至约10微米范围的平均尺寸,诸如从约2微米至约10微米。在一个示例中,颗粒62的平均尺寸可在从约2微米至约4微米的范围内。在另一示例中,颗粒62的平均尺寸可以在从约2.5微米至约3.5微米的范围内。
在一个示例中,导电填充物35可以包括不同尺寸的熔融颗粒。在一个示例中,颗粒可在烧结操作期间熔融。例如,至少一种悬浮液60可包括第一悬浮液60a和第二悬浮液60b。如图4B所示,第一悬浮液60a可以包含悬浮在液体介质64中的多个第一颗粒62a。如图4C所示,第二悬浮液60b可包含悬浮在液体介质64中的多个第二颗粒62b。第一颗粒62a可包括本文所述的任何合适的导电材料。类似地,第二颗粒62b可包括本文所述的任何合适的导电材料。在一个示例中,第一颗粒62a和第二颗粒62b可以由各自材料界定,各自材料可以是相同材料。在另一示例中,第一颗粒62a和第二颗粒62b可以由各自材料界定,各自材料可以是不同材料。如以下将理解的,在一些示例中,导电填充物可以包括第一颗粒62a的大块填充物(bulk fill)以及第二颗粒62b的最终填充物(final fill),第二颗粒62b的最终填充物从大块填充物延伸到过孔的第一端和第二端。
当第一颗粒62a和第二颗粒62b的材料是相同材料时,该材料可以是从孔26的第一端到孔26的第二端的单一均质材料。当孔26是通孔时,可以说该材料可以是从基板20的第一表面22到基板20的第二表面24的单一均质材料。当该材料是金属时,则可以说是该金属是从第一表面到第二表面的单一均质金属。或者,第一颗粒62a和第二颗粒62b的各自材料可以是不同材料。此外,第一悬浮液60a和第二悬浮液60b的液体介质64可以是如本文所述的任何合适的液体介质。第一悬浮液60a的液体介质64可以是与第二悬浮液60b相同的液体介质或不同的液体介质。
在一个示例中,第一颗粒62a可具有约1微米至约10微米范围的第一平均粒度,诸如约1.2微米的第一平均粒度。在一个示例中,颗粒62的平均尺寸可在约2微米至约4微米的范围内。在另一示例中,颗粒62的平均尺寸可以在约2.5微米至约3.5微米的范围内。
第二颗粒62b的平均粒度可以小于第一颗粒62a的平均粒度。因此,可以说第一颗粒62a具有第一平均粒度,第二颗粒62b具有第二平均粒度,并且第一平均粒度大于第一平均粒度。在一个示例中,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约1.5倍至约120倍的范围,除非另有说明,否则第一平均粒度不受限在该范围内。在一个示例中,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约5倍至约20倍的范围内。例如,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约10倍至约15倍的范围内。
在一个示例中,第二平均粒度可以在约0.01微米至约1微米的范围内,除非另有说明,否则第二平均粒度不受限在此范围内。例如,第二平均粒度可以在约0.05微米至约.9微米的范围内。具体而言,第二平均粒度可以在约0.15微米至约0.75微米的范围内。具体而言,第二平均粒度可以在约0.15微米至0.5微米的范围内。在一个示例中,第二平均粒度可在约0.15微米至0.3微米的范围内。例如,第二平均粒度可以为约0.22微米。
除非另外指出,否则本文中对“颗粒62”及其“材料”的引用旨在应用于第一颗粒62a和第二颗粒62b中的每一者。类似地,除非另外指出,否则本文中对“液体介质”的引用旨在应用于第一悬浮液60a和第二悬浮液60b中每一者的液体介质。仍然类似地,除非另外指出,否则本文中对“悬浮液60”的引用旨在应用于第一悬浮液60a和第二悬浮液60b中的每一者。
第一悬浮液60a和第二悬浮液60b之一或两者的粘度可以小于常规浆料的粘度,常规浆料被尝试使用以将玻璃基板中的过孔金属化。第一悬浮液60a和第二悬浮液60b之一或两者的粘度可以在约1厘泊(cP)至约1,000厘泊的范围内。例如,该范围可以从约1.5厘泊至约50厘泊。在另一示例中,该范围可以从约1.8厘泊至约15厘泊。例如,该范围可以在约1.9厘泊至约5厘泊之间。
按重量计的第一悬浮液60a的第一颗粒62a的固体浓度可以在约0.1%至约20%的范围内。在一个示例中,该范围可以从约1%至约15%。例如,该范围可以从约1%至约10%。在一个示例中,固体浓度可为约5%。在另一示例中,固体浓度可以为约10%。或者,第一悬浮液60a可以根据需要具有任何合适的替代的固体浓度。按重量计的第二悬浮液60b的第二颗粒62b的固体浓度可在约0.1%至约10%的范围内。在一个示例中,该范围可以从约1%至约5%。例如,该范围可以从约1%至约4%。在一个示例中,第二悬浮液60b的固体浓度可以为约2%。在另一示例中,固体浓度可以为约10%。或者,第二悬浮液60b可根据需要具有任何合适的替代的固体浓度。在该方面,应当理解的是,任何高于零的固体颗粒浓度都可以使相应的液体介质允许颗粒流入孔26中。
认识到第一悬浮液60a和第二悬浮液60b之一或两者可以包含抗结块剂以分别减少第一颗粒62a和第二颗粒62b相互结块的情况。结块的减少可以导致孔26中更高浓度的颗粒,与没有结块剂的情况相比,孔26中更高浓度的颗粒可以以更快的速率填充到孔26中。在一个非限制性示例中,抗结块剂可以是油酸。油酸在烧结过程中烧除。虽然在烧结后可能残留痕量的残余材料,但可以相信的是残余材料的量不足以实质地影响过孔34的电性能。因此,如图2B所示,当将抗结块剂添加到悬浮液60a和悬浮液60b之一或两者中时,过孔34仍然可以说基本上仅包括导电材料和空气。可以进一步说,过孔34实质上由导电材料和空气组成。
参照图7A,颗粒62可以界定单峰分布70。在单峰分布70中,颗粒62可以在平均粒度的正负100%的范围内,除非本文另有说明,否则颗粒62的平均粒度不受限在此范围内。例如,该范围可以是平均粒度的正负50%。
在一个示例中,第一颗粒62a可以界定单峰分布70,单峰分布70的平均尺寸可以在约1微米至约10微米的范围内,诸如1.2微米。除非在权利要求中另有说明,否则第一颗粒62a的平均尺寸不受限在此范围内。除非另外指出,否则本文中关于尺寸和形状使用的术语“约”和“基本上”可以解释为表示在所述值或形状的10%以内。在一个示例中,第一颗粒62a的平均尺寸可以在约2微米至约4微米的范围内。在另一示例中,颗粒62的平均尺寸可以在约2.5微米至约3.5微米的范围内。
此外,第二颗粒62b可以界定单峰分布70,单峰分布70的其平均粒度小于第一颗粒62a的平均粒度,除非在权利要求中另有说明,否则单峰分布70的平均粒度不受限于此范围。因此,可以说第一颗粒62a具有第一平均粒度,第二颗粒62b具有第二平均粒度,并且第一平均粒度大于第一平均粒度。在一个示例中,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约1.5倍至约120倍的范围内,除非另有说明,否则第一平均粒度不受限在此范围内。在一个示例中,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约5倍至约20倍的范围内。例如,第一平均粒度可以在第二平均粒度的约10倍至约15倍的范围内。
现在参考图7B,第一悬浮液60a的第一颗粒62a可以替代地界定双峰分布72。第一颗粒62a的双峰分布可以具有过孔34中的导电颗粒的填充密度,该填充密度大于单峰分布的填充密度。填充密度可以被界定为过孔34中的颗粒密度。因此,可以预见的是,在一些示例中,从双峰分布产生的过孔34的电导率可以大于从单峰分布产生的过孔34的电导率。
第一颗粒62a可以包括多个第一双峰颗粒74和多个第二双峰颗粒76。第一双峰颗粒74可具有如上文关于单峰分布的第一颗粒62a所述的第一双峰平均粒度。因此,第一双峰颗粒74可以界定上述空隙66。第二双峰颗粒76可具有第二双峰平均粒度,第二双峰平均粒度小于第一双峰颗粒74的第一双峰平均粒度。如图所示,第二双峰颗粒76的尺寸可设置成适合于容纳在由第一双峰颗粒74界定的相应的空隙66中。在一些示例中,可以希望最大化第二双峰颗粒76的尺寸,以使它们适合于容纳在相应的空隙66中但不使空隙66膨胀。然而,应理解的是,在相对于单峰分布增加第一颗粒密度的同时,第二双峰颗粒76可以使空隙66膨胀。无论如何,可以说第一双峰颗粒74和第二双峰颗粒76结合以便界定第二双峰空隙75,第二双峰空隙75小于可以被称为第一双峰空隙的空隙66。此外,第二双峰空隙75可以被设置在第一双峰空隙66内。
第一双峰粒度和第二双峰平均粒度可以界定在从约4:1至约10:1的范围内的比率,除非另有说明,否则该比率不受限在此范围内。例如,该比率可以为约7:1。可以预见的是,包含双峰颗粒74的空隙66的尺寸应保持足够大,以使得双峰空隙66结合以界定液体流动路径,以从基板20的孔26排出液体介质64,同时双峰颗粒74的空隙66的尺寸应保持足够小,以使得所得到的过孔34包含体积合适的颗粒导电材料以便界定可靠的电路径。应当理解的是,如果需要的话,第二悬浮液60b的第二颗粒62b也可以界定上述类型的双峰分布。
现在参考图7C,第一悬浮液60a的第一颗粒62a可以替代地界定三峰分布73。第一颗粒62a的三峰分布可以具有过孔34中的导电颗粒的填充密度,该填充密度大于双峰分布的填充密度,因此也大于单峰分布的填充密度。因此,可以预见的是,在一些示例中,从三峰分布73产生的过孔34的电导率可以大于从双峰分布和单峰分布中的每一者生产生的过孔34的电导率。
第一颗粒62a可以包括上述的多个第一双峰颗粒74、上述的多个第二双峰颗粒76以及多个第三三峰颗粒78,其中多个第一双峰颗粒74界定第一三峰颗粒,多个第二双峰颗粒76界定第二三峰颗粒。第一三峰颗粒74可以具有如上关于单峰分布的第一颗粒62a所述的第一三峰平均粒度。因此,第一三峰颗粒74可以界定上述空隙66。三峰分布73的空隙66可以被称为第一三峰空隙。第二三峰颗粒76可具有第二三峰平均粒度,第二三峰平均粒度小于如上关于第一双峰颗粒和第二双峰颗粒所述的第一三峰颗粒74的第一双峰平均粒度。因此,第二三峰颗粒76的尺寸可被设定为适合于容纳在第一三峰空隙66中,从而如上所述界定第二三峰空隙75。
此外,第三三峰颗粒78可以被压实在孔26中,以便被设置在第二三峰空隙75中。如图所示,第三三峰颗粒78的尺寸可以被设定为适合于容纳在由第一三峰颗粒74和第二三峰颗粒76界定的相应第二三峰空隙75中。在一些示例中,可以希望最大化第三三峰颗粒78的尺寸,以使它们适合于容纳在相应的第二三峰空隙75中但不会使空隙75膨胀。然而,应当理解的是,在相对于双峰分布增加第一颗粒62a的密度的同时,第三双峰颗粒78可以使第二三峰空隙75膨胀。无论如何,可以说第一及第二和第三双峰颗粒76和78结合以界定第三三峰空隙69,第三三峰空隙69比第二三峰空隙75小。
第三三峰颗粒78可以具有第三三峰平均粒度,第三三峰平均粒度可以小于第二三峰平均粒度。第二三峰平均粒度和第三三峰平均粒度可界定在约4:1至约10:1范围内的比率,除非另有说明,否则该比率不受限在此范围内。例如,该比率可以为约7:1。应当理解的是,如果需要的话,第二悬浮液60b的第二颗粒62b也可以界定三峰分布。应当理解的是,如果需要的话,第二悬浮液60b的第二颗粒62b也可以界定三峰分布。
再次大致参考图1A至图4C,可以预想的是,填充物35的孔隙率按体积计可以在约10%和约60%之间。例如,孔隙率可以在约20%和约50%之间。孔隙率可以取决于几个因素,包括粒度、粒度分布的类型(诸如单峰、双峰或三峰),以及可以在烧结之前或烧结之后添加到导电材料中的任何导电添加剂。在其他示例中,可以认识到的是,可以将颗粒62配备为四峰(quadmodal)分布。在另外的其他示例中,可以认识到的是,可以将颗粒62配备为五峰(quintmodal)分布。
可以认识到的是,孔26可以包含一个大块填充物和最终填充物。大块填充物可以占据孔26或过孔的第一部分,而最终填充物可以占据孔26或过孔的不同于第一部分的第二部分。例如,大块填充物可以占据孔26或过孔的内部部分,而最终填充物可以占据孔26或过孔的相对的外部区域。因此,最终填充物可以从大块填充物延伸到孔26或过孔的每个相对端。例如,当孔或过孔是通孔或贯通过孔时,最终填充物可以从大块填充物延伸到基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者。因此,可以说导电填充物35可包括大块填充物和最终填充物之一或两者。在一个示例中,可以由第一颗粒62a界定大块填充物。在一个示例中,可以由第二颗粒62b界定最终填充物。或者,可以根据需要由第一颗粒62a界定大块填充物和最终填充物两者。在该方面,可以认识到的是,方法40可以包括大块填充孔的多个步骤。可以使用单峰分布、双峰分布和三峰分布中一分布的第一颗粒62a执行一个或多个大块填充的步骤,并且可以使用单峰分布、双峰分布和三峰分布中一不同分布的第一颗粒执行一个或多个其他大块填充的步骤。或者,可以使用单峰分布、双峰分布和三峰分布中同一者的第一颗粒来执行所有大块填充步骤。
大块填充物可以占据孔26或过孔总长度约50%至100%范围内的长度。例如,大块填充物可占据孔26或过孔总长度约80%至约100%范围内的长度。具体而言,大块填充物可以占据孔26或过孔总长度约90%至约99%范围内的长度。在一个示例中,大块填充物可以占据孔26或过孔34总长度约94%至约99%范围内的长度。在一个特定示例中,大块填充物可以占据孔26或过孔总长度约96%至约98%范围内的长度。最终填充物可以从大块填充物延伸到孔26或过孔的第一端。此外,最终填充物可以从大块填充物延伸到孔26或过孔的第二端。此外,在一个示例中,本文所述的被最终填充物占据的孔的部分未被大块填充物占据。在一个特定示例中,最终填充物可以在过孔34的第一端和第二端的每一者处占据一在过孔34总长度约1%至约4%范围内的长度。
如图4A处所示,本发明的发明人认识到导电颗粒62倾向于沉积在液体介质64中,特别是在长时间存储的情况下。因此,在步骤44,如图4B至图4C中所示,可以搅动悬浮液60,以使颗粒62分散在液体介质64中。例如,在一个示例中,可以对悬浮液进行超声处理,以使颗粒62分散在液体介质64中。因此,可以理解的是,液体介质64被配置为作为分散剂68来稳定(support)颗粒62。因此,应当理解的是,液体介质可以是适合于稳定颗粒62的任何液体以根据本文所述的至少一种方法辅助颗粒62填充基板的孔26。
接下来,在步骤46中,孔26可以被至少一种悬浮液60填充。从下面的描述中可以理解的是,如图5和图10所示,悬浮液60可以在由横跨基板20的压力差所界定的力的作用下被促使流入孔26中,并且因此颗粒62可以在由横跨基板20的压力差所界定的力的作用下被促使流入孔26中。压力差可以由气压差界定。例如,气压差可以由真空力界定。因此,可以使用真空设备在真空压力下促使颗粒62流入孔26中。或者,气压差可以由正气压来界定。替代地或附加地,促使颗粒62流入孔26中的力可以是离心力,例如,使用如下文关于图19A至图19E所述的离心机。替代地或附加地,如下面参考图21A至图21F所述,促使颗粒62流入孔26中的力可以是静电力。
现在将参照图5至图6B描述在一个示例中在气压下填充孔26的步骤46。具体而言,流体压力填充设备82被配置为施加横跨悬浮液60的压力差,该压力差促使悬浮液60流入孔26中。例如,流体压力填充设备82可以被配置为气压填充设备,气压填充设备被配置为施加横跨悬浮液60的气压差,该气压差促使悬浮液60流入孔26中。在一个示例中,气压填充设备82可被配置为真空填充设备84,真空填充设备84被配置为将真空压力施加至悬浮液60,悬浮液60产生气压差。在另一示例中,真空填充设备82可以被改为将处于正压的受压空气施加到悬浮液60,悬浮液60产生气压差。已经认识到的是,悬浮液将被促使沿从较高压力向较低压力的方向流动。
如图5中所示,真空填充设备84可以包括框架86,框架86界定内部腔室88,内部腔室88至少部分地界定真空腔室90。框架86包括框架本体87,框架本体87界定到内部腔室88的开口端92。基板20的至少一部分,具体而言是孔26,与真空腔室90流体连通。此外,基板20被密封到框架86,以使得产生的真空压力被施加到基板20,并且因此使得产生的真空压力被施加到孔26,而不将大量空气通过基板20和框架86之间的界面抽吸到内部空腔。在一个示例中,真空填充设备84可以包括垫圈94,垫圈94相对于基板20和框架86之间的界面处的气流而言将基板20密封到框架86。例如,垫圈94可以横跨基板20和框架86之间的界面延伸。垫圈94可以根据需要由任何合适的材料制成。例如,垫圈94可以由橡胶制成。在一个示例中,垫圈94可以是硫化硅树脂。具体而言,垫圈94可以是室温硫化硅树脂(RTV硅树脂)。
框架86可包括框架本体87和附连至框架本体87的搁架96,以直接或间接地支承基板20的至少一部分。搁架96可封闭开口端92的一部分。例如,搁架96可封闭开口端92的外周。真空填充设备84可包括将搁架96密封至框架本体87的密封件98。因此,搁架96与框架本体87可以是分离的。当真空腔室90处于负压时,密封件98可界定相对于搁架96和框架本体87之间的气流而言的无孔界面。应当理解的是,搁架96与框架本体87可以是一体的。框架本体87可以界定出口91,出口91被配置成耦合至真空源,以便在真空腔室90中引起负压。当真空腔室90处于负压时,框架本体87和搁架96相对于通过其中的气流而言可以基本上是无孔的。
真空填充设备84还可以包括过滤介质100,过滤介质100被定位在基板20的至少一部分和真空腔室90之间。例如,过滤介质100可以与接收悬浮液60的开口对准。过滤介质100相对于空气和液体介质64而言可以是多孔的,但是相对于颗粒62而言可以是无孔的。因此,空气和液体介质64都能够穿过过滤介质,而颗粒62保留在孔26中。相对于在基板20和过滤介质100之间的界面处的气流而言,垫圈94还可以将基板20密封到过滤介质100。因此,基板20和过滤介质100之间的第一界面102相对于其间的气流而言是密封的,并且过滤介质100和框架86之间的第二界面104相对于其间的气流而言是密封的。应当理解的是,相同的垫圈94可以密封第一界面102和第二界面104中的每一者。或者,第一垫圈可以密封第一界面102,并且与第一垫圈分离的第二垫圈可以密封第二界面104。因此,可以说至少一个垫圈密封第一界面102和第二界面104。
过滤介质100可以根据需要由任何适合于允许液体介质64和空气通过同时防止颗粒62通过的合适的材料制成。用于过滤介质的潜在材料的非限制性列表包括玻璃微纤维、纤维素、混合纤维素酯(MCE)、醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺、聚酰亚胺-酰亚胺、聚醚砜、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenedifluoride)、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、苯酚甲醛、VVPP,VVLP、HVLP,以及由密理博(Millipore)、迈博瑞(MembraneSolutions)、沃特曼(Whatman)和奥斯龙(Ahlstrom)等公司以诸如Durapore、ExpressPlus、Isopure等商标名商业出售的多种滤膜类型。
因为第一界面102和第二界面104是密封的,所以可以将真空腔室90中的基本上全部或全部真空压力施加到基板20的孔26。应当理解的是,垫圈94防止气流在被垫圈94覆盖的基板20的排出区106处通过基板20。因此,产生在排出区106处没有开口的基板20是合需的。在一个示例中,排出区106可以被设置在基板20的外周,但是应当理解的是,被至少一个垫圈94覆盖的基板20的任何位置都可以界定排出区106。
真空填充设备84还可包括支承件108,支承件108被配置为直接地或间接地支承基板20的至少一部分。具体而言,支承件108可以与基板20的孔26对准,孔26在所引起的压力差下接收悬浮液60。支承件108可以由框架86支承,从而跨越开口端92的至少一部分直至整个开口端92。具体而言,支承件108可以由搁架96支承。此外,由于过滤介质100与孔26对准,因此过滤介质100与支承件108类似地对准。在一个示例中,过滤介质100可以被设置在基板20和支承件108之间。具体而言,过滤介质100可以安置在支承件108上,并且基板20可以安置在过滤介质100上。
基板20、过滤介质100和支承件108中的每一者界定内表面97和外表面99,内表面97面对真空腔室90,外表面99与内表面97相对。基板20的外表面99可以由第一表面22和第二表面24之一界定。基板20的内表面97可以由第一表面22和第二表面24中的另一者界定。支承件108的内表面的至少一部分对真空腔室90可以是敞开的。过滤件100的内表面的至少一部分可安置在支承件108的外表面的至少一部分上。基板20的内表面97的至少一部分可以安置在过滤件100的外表面的至少一部分上。垫圈94可以安置在排出区106处基板的外表面99上。因此,每个接收悬浮液60的孔26可以与过滤件100和支承件108相对于孔26的长度均对准,孔26的长度与穿过孔26界定气压差的方向一致。
支承件108可以由任何相对于空气和过滤介质100两者而言是多孔的合适材料制成。具体而言,支承件108的孔隙率可以大于过滤介质100的孔隙率。因此,空气和过滤介质两者都能够通过支承件108。在一个非限制性示例中,支承件108可以由烧结玻璃(也称为玻璃料)界定。因此,支承件108可以是刚性支承件。
在操作期间,将一定量的悬浮液60施加到基板20的外表面99,以使得该悬浮液覆盖外表面99的至少一部分。例如,可以将悬浮液60涂覆到外表面99上。在大块填充操作期间,悬浮液60可以由第一悬浮液60a界定。如从下面的描述将理解的是,在最终填充操作期间,悬浮液60可以由第二悬浮液60b界定,但是应当理解的是,其他尺寸的颗粒也可能足以用于最终填充物。例如,第一悬浮液60a可以用于最终填充物。
具体而言,将悬浮液60施加到基板20的填充区。基板20的填充区可以由孔26界定,孔26与过滤介质和支承件108对准。因此,悬浮液60可以覆盖要被填充的孔26。例如,悬浮液60可以在孔26上方并跨过孔26延展。替代地或附加地,如下面更详细地描述,可以使悬浮液60沿基板20的外表面99流过孔26。
填充步骤46可以包括将悬浮液60施加到基板20的外表面99的步骤。真空源可以被激活,以施加负压到真空腔室90。应该理解的是,可以在将悬浮液60施加到基板20之前,或者在将悬浮液60施加到基板20期间,或者在将悬浮液60施加到基板20之后,激活真空源。
现在还参照图6A,负压促使悬浮液60从基板20的外表面99流入向基板的外表面99敞开的各个孔26中。如上所述,过滤介质100跨过基板20的内表面97并且跨过孔26延伸。由于过滤介质100和支承件108相对于空气而言是多孔的,因此在真空腔室90中的负压产生跨过孔26的压力差,该压力差可被配置为将一定量的悬浮液60抽吸到孔26中的负压。因此,液体介质和悬浮在液体介质64中的颗粒62均在压力差下流入孔26中。因为过滤介质100相对于液体介质64而言是多孔的,而相对于颗粒62而言是无孔的,所以压力差导致液体介质64穿过滤介质100流动。因为颗粒62无法穿过过滤介质100流动,所以颗粒62保留在孔26中。因此,当液体介质64穿过孔26流动时,颗粒62聚集在孔26中。此外,由于过滤介质100可以靠基板20的内表面97,所以颗粒62可以抵靠过滤介质100聚集,并因此可以与基板20的内表面97基本上齐平。此外,当完成所有填充步骤时,颗粒62可以相对于基板20的外表面99延伸出。或者,颗粒可与基板20的外表面99基本上齐平。或者,从外表面99延伸出的颗粒62可从该外表面除去,诸如通过驱动清理杆(wand)横跨基板20的外表面99来除去延伸超过外表面99的颗粒62。
如上所述,孔26可以是通孔,以使得负压和从基板20的外表面99到基板20的内表面97的液体介质64的流动之一或两者使得颗粒62相互压靠,从而根据粒度分布的性质界定上文关于图7A至图7C所述的一个或多个空隙类型。具体而言,抵靠基板20的内表面97施加的真空力可以将悬浮液从外表面抽吸到孔26中。或者,施加到外表面99的正气压可以使悬浮液朝向内表面97流入孔26中。空气和悬浮液的液体介质可以从通孔26排出。或者,如果孔26是上述类型的盲孔,则牺牲孔可以从该盲孔到基板20的外表面延伸,从而建立通孔。因此,可以在压力差所产生的力、离心力和静电力中一者、多者或全部的作用下,将导电颗粒62压入盲孔和牺牲孔中。为了防止牺牲孔充当导电过孔,可以用电绝缘帽将牺牲孔在邻近第二表面24的位置加盖。因此,再分布层将不与牺牲孔中的金属电连通。如本文所述,电绝缘帽可密封牺牲孔以为该牺牲孔提供气密性。替代地或附加地,可以从牺牲孔中除去至少一些直至全部的金属。例如,激光可以烧蚀牺牲孔中的金属而不会从盲孔中除去金属。替代地或附加地,可以蚀刻牺牲孔以除去该牺牲孔中的金属而不从盲孔除去金属。此外,替代地或附加地,再分布层可以避免诸如在第二表面24处与牺牲孔中的金属接触。
可以认识到的是,在实践中,颗粒62可能不会如图7A至图7C示意性示出的颗粒62那样高度地压实。因此,所产生的空隙的尺寸可能大于图7A至图7C中所示的空隙,这允许液体介质64以更大的流速流经颗粒62。进一步如上所述,压实颗粒62的空隙可以界定流动路径,该流动路径允许液体介质64穿过孔26流动并经过过滤介质100排出该孔。因此,已经进入孔26的液体介质64也被从孔26除去。随着悬浮液60继续流入孔26中,颗粒62在孔26中聚集直到填充步骤46完成。
此外,因为支承件108相对于液体介质64而言是多孔的,所以液体介质64可以在真空压力下被抽吸到真空腔室90中。根据期望的填充处理速度,真空压力可以是低于大气压的任何压力。在一个非限制性示例中,负压可以在低于大气压的任何气压直到约120千帕之间的范围内,诸如约80千帕。
框架86可以界定经过框架本体87延伸并且与真空腔室90流体连通的排出口114。因此,排出口114可提供在排出液体介质64时用于液体介质64流出真空腔室90的出口。排出的液体介质64可以被丢弃。或者,排出的液体介质64可以被再利用。在一个示例中,可以将一定量的颗粒62放到一定量的排出的液体介质64中,以生产悬浮液60,以供在基板20的后续填充操作或另一基板20的填充操作中使用。在一个示例中,排出的液体介质64可以作为料流循环流过干燥颗粒62的料斗。料斗可以将一定量的干燥颗粒62释放到料流中,从而生产悬浮液60。
尽管可以理解的是,过滤介质100可以如上所述地相对于颗粒62是无孔的,但是可以认识到的是,存在过滤介质100相对于比进入孔26的总颗粒量少的颗粒62而言是多孔的可能性。无论过滤介质100相对于所有颗粒62而言是无孔的还是相对于某些颗粒62而言是无孔的,未穿过过滤介质100的颗粒62都可以以上述方式积聚在孔26中。
继续参考图6A,认识到压力差导致了悬浮液60的对准部分,该对准部分被设置在对准区110的外表面99上,籍此悬浮液与相应的孔26对准。因此,在压力差下,在对准区中的悬浮液60可被压入相应的孔26中。此外,压力差促使悬浮液60的偏移部分流入相应的孔26中,该偏移部分被设置在影响区112的基板20的外表面99上。影响区112可以具有在基板20的外表面99上的圆形形状,或根据需要的任何合适的替代形状。设置在影响区112处的悬浮液的偏移部分沿垂直于孔26长度的侧向方向从相应的孔26侧向偏移地定位。影响区定位于充分靠近相应的孔26的位置,以便在压力差的作用下被抽吸进孔26中。已经发现的是,影响区112基本上是球形的。然而,可以预想的是,取决于包括液体介质中的颗粒62的分散梯度在内的若干因素,影响区112可以为替代的形状。应该认识到的是,可以在填充步骤46期间搅动设置在基板20的外表面99上的悬浮液60,从而保持颗粒62在液体介质64中的分散。例如,可以使基板20振动、摇动或以其他方式移动以搅动悬浮液60并使悬浮液行或者行进到相应的孔26或者行进到影响区112以便被压入相应的孔26中。
取决于施加到基板20的外表面99的悬浮液60的体积,悬浮液60的对准部分的体积和悬浮液60的偏移部分的体积可能足以填充孔26。因此,在一个示例中,当基本上整个孔26都被颗粒62填充时,填充步骤46可以完成。或者,认识到在一些示例中,悬浮液60的对准部分的体积和悬浮液60的偏移部分的体积可能在一个填充操作中不足以填充孔26。在这种情况下,真空压力不能成功将额外量的悬浮液60抽吸到孔26中,而在孔26中留下的颗粒62的体积小于足以从孔的第一端到孔的第二端填充基本上全部孔26的颗粒62的体积。因此,应当理解的是,填充孔26的步骤46可以包括部分填充孔26以及基本上填充整个孔26。
一旦在真空压力下将液体介质64从对准区110和影响区112抽入孔26中,并且没有其他液体介质64可在压力差下被抽入孔26中,继续向孔26施加压力差抽吸空气经过孔26。所抽吸的空气促使孔中的液体介质64通过由空隙界定的流动路径排出孔26。因为导电材料至少基本上是无孔的,所以液体介质64不会进入导电材料。相反地,液体介质64在压力差下排出孔26。因此,在填充步骤期间施加的压力差使得孔中的压实颗粒62相对于液体介质64而言至少基本上干燥或完全干燥。
可以理解的是,一旦液体介质已经离开孔26,所得的压实导电颗粒62可以相互接触,从而以界定第一填充物65的第一压实粉末或初始压实粉末63。第一压实粉末或初始压实粉末63可被配置为如本文所述的大块填充物。应当认识到的是,当液体介质64已经排出孔时,颗粒62的表面电荷不再被液体介质64中和。因此,颗粒62可以相互结块,以使得在孔26中的颗粒62界定一定体积的压实颗粒。
在一个示例中,填充步骤46可包括致使(causing)额外的悬浮液60进入对准区110和影响区112之一或两者的步骤。额外的悬浮液60可增加在孔26中被压实的颗粒62的体积。例如,额外的悬浮液60可以使孔26基本上全部被颗粒62填充。或者,额外的悬浮液60可以增加在孔中的颗粒62的体积至比足以基本上填充孔的颗粒62的体积小但比在没有该致使步骤的情况下被压实在孔26中的颗粒62的体积大。
例如,现在参照图6A和图13A至图13C,致使步骤可以包括摇动基板20以便来回地改变基板20在一个或多个成角度的平面内的角度的步骤。具体而言,致使步骤可以包括使包括基板20的流体压力填充设备82来回摇动的步骤。摇动步骤可以使在基板20的外表面99上的悬浮液60横跨外表面99流动。因此,一定量的悬浮液可以流入孔26的对准区110和影响区112之一或两者中。当基板20被连续地摇动时,附加量的悬浮液60可以替换已从对准区110和影响区112之一或两者流入孔26中的一定量的悬浮液。摇动件209可被致动以施加摇动步骤。可以认识到的是,可以通过手动致动摇动件来手动摇动基板20。或者,真空填充设备84可以界定摇动平台,该摇动平台直接地或间接地支承基板20,并且被配置为自动摇动基板20。可以理解的是,流体压力填充设备82可以包括挡板116,挡板116捕获悬浮液60并且在基板20摇动时防止悬浮液60从基板20流出。在一个示例中,挡板116可由至少一个垫圈94界定。例如,至少一个垫圈94可以由密封第一界面102的至少一个垫圈界定,如上文参考图5所述。挡板116可以相对于基板20向上延伸足够的高度,从而在摇动基板20的步骤期间防止悬浮液从挡板116溢出。
或者,现在参考图13D,致使步骤可以包括使悬浮液交叉流动填充到孔26中的步骤。具体而言,可以将悬浮液60在与孔26侧向间隔开的位置处施加到基板的外表面99。基板20随后可以倾斜,这使得悬浮液60横跨外表面99流动并依次流过孔26上方。当悬浮液60流过第一孔26上方时,一定量的悬浮液60可以流入第一孔26中。然后,悬浮液60在与第一孔26相邻的第二孔26上方流动,从而使一定体积的悬浮液60流入第二孔26中。因此,基板20的倾斜可以使悬浮液依次流过孔26上方。悬浮液可以在重力的作用下流入孔26中。就此而言,如上文关于图13A至图13C所述,当基板20摇动时,悬浮液可在重力的作用下流入孔26中。或者,使基板20倾斜可以使悬浮液进入影响区,在此悬浮液抽吸到孔中。例如,当悬浮液60在给定的孔26上方流动时,该孔可以在施加到悬浮液的力的作用下被悬浮液60填充,该力以上述方式由压力差引起。此外,如上所述,在图13A至图13D的致使步骤完成之后,继续向孔26施加真空压力将空气抽吸到孔26中,从而至少基本上干燥孔26。
如图3所示,一旦在填充孔26的步骤期间从孔26中除去了液体介质,在压实步骤50中,紧接在前的填充步骤46中抽吸到孔26中的颗粒62的压实密度可以增加。现在参照图8A至图8B,在一个示例中,可以将基板20放置在封壳118中。封壳118包括第一层压板119a和与第一层压板119a间隔开的第二层压板119b,从而界定内部空间124,内部空间124的尺寸被设定为并且被配置为容纳基板20。
具体而言,第一层压板119a可以包括第一外片120a和第一内层122a。第二层压板119b可包括第二外片120b和第二内层122b。第一内层122a和第二内层122b面朝彼此,并且因此当基板20被设置在内部空间中时,第一内层122a和第二内层122b面朝基板20。从下面的描述中将会认识到的是,第一内层122a和第二内层122b可以分别称为第一压实件和第二压实件,第一压实件和第二压实件被配置成向干燥的初始压实粉末63施加压力,该压力进一步将干燥的初始粉末63压实到高度压实粉末77,相比在填充和除去步骤46之后且在压实步骤50之前颗粒62是压实颗粒的时侯,高度压实粉末77的颗粒62更多地压在一起。具体而言,第一内层122a和第二内层122b可以具有足够的柔性以便延伸到相应的孔26中以压实颗粒62。在该方面,封壳118可以被称为软压实封壳。类似地,压实步骤50可以被称为软压实步骤。应当理解的是,在压实步骤50之后,孔26中的颗粒62的密度可以大于在填充步骤46之后并且在压实步骤50之前的密度。就此而言,压实步骤50也可以被称为致密化步骤。
在从孔26除去液体介质64的步骤之后,内部空间124的尺寸被设定并配置为容纳基板20。因此,内层122面朝基板20的相应的相对表面。外片120相对于空气而言是无孔的并且是柔性的,而且可以围绕内层122。因此,当第一层压板119a和第二层压板119b随后相互熔融以使得内部空间124被完全封闭从而界定封闭空间126时,空气无法进入封闭空间126。
在一个示例中,第一层压板119a和第二层压板119b的各个部分可以相互密封,从而部分地界定封闭空间126。然后,在形成封闭空间126之前,可以将基板20放置在内部空间124中,以使得内表面97面朝第一内层122a和第二内层122b之一,而外表面99面朝第一内层122a和第二内层122b中的另一者。接下来,对封闭空间126的内部空间124施加真空以从内部空间124除去空气,并且第一层压板119a和第二层压板119b可以相互密封,例如热密封,以便界定在真空下的封闭空间126。当将封壳118放置于真空下时,内层122a和内层122b可以平放抵靠基板20的内表面97和外表面99中的相应表面,并可以在孔26上方延伸。此外,第一内层122a和第二内层122b可以抵靠相对于表面97和表面99之一或两者延伸出的任何过量填充颗粒62。
因此,现在参考图8C,可以将封壳118放置在压力机128中,压力机128被配置成向封壳118施加足够的外压力,从而使封壳118致密化初始压实粉末63的颗粒62。例如,压力机128可以是将等静压施加到层压板的等静压机。因此,压实步骤50可以被称为等静压压实步骤。可以将等静压力施加到外片120a和外片122a,继而将等静压力施加到内层122a和内层122b。等静压力可以在约每平方英寸5000磅(PSI)至约60,000PSI的范围内。例如,等静压力可以在约20,000PSI至约50,000PSI的范围内。在一个示例中,等静压力可在约25,000PSI至约40,000PSI的范围内。
施加到封壳118的等静压机的压力可以驱动内层122a和内层122b在等静压力下进入孔26的相对端,从而进一步压实填充步骤46器件所得的初始压实粉末63的颗粒62至高度压实粉末77,高度压实粉末77的颗粒62比压实颗粒62更加紧密地压实。因此,可以说压力使孔26中的颗粒62致密化。具体而言,等静压力驱动内层122a和内层122b使压实粉末63致密化。应当理解的是,当将初始压实粉末进一步压实到高度压实粉末时,相对于被初始压实粉末的颗粒占据的距离,被高度压实粉末的颗粒沿孔26的长度占据的距离减小了。即,颗粒62可以在孔26中纵向压缩。
等静压力可以在室温下施加。在此方面,等静压机可以称为冷等静压机(CIP)。或者,等静压机可以被配置为热等静压机(WIP),热等静压机可以被配置为在约120℃至约250℃的温度范围内的某温度施加某时长的等静压,该时长足以导致颗粒62变形并进一步致密。
不受理论的束缚,可以相信内层122a和内层122b可使初始压实粉末63的外端的密度大于在外端之间延伸的初始压实粉末63的中间部分的密度。此外,还参考图6B,内层122a和内层122b可以驱动第一填充步骤46的初始压实粉末63在孔26中朝向孔26的中心移动。因此,如图6B中所示,相对于孔26的总长度而言,初始压实粉末63可以基本上被驱动到孔26的中心。后续填充物的后续挤压步骤可驱动所得到的后续压实粉末79抵靠在先前填充步骤46期间抽吸到孔26中的粉末,该粉末也称为先前粉末。可以由第一填充步骤46和第一挤压步骤50(如果需要的话)之一或两者来界定先前粉末。或者,可以由后续填充步骤46和后续挤压步骤50(如果需要的话)之一或两者来界定先前粉末。
在一个示例中,随着压力延伸到孔26的相对端,内层122a和内层122b可以将基本上相等的压力施加到孔26的每个端部。因此,相对于孔26的长度而言偏离中心设置的初始压实粉末63可以被内层122a和内层122b中相应的内层接触,被驱动朝向孔26的中心,并且被挤压在内层122a和内层122b之间。将后续初始压实粉末压靠先前挤压的高度压实粉末。因此,内层122a和内层122b之一接触先前挤压的高度压实粉末的外端,而内层122a和内层122b中的另一者与后续初始压实粉末的外端接触,从而高度压实后续初始压实粉末至高度压实粉末。随着初始压实粉末被内层122a和内层122b纵向压实,应当理解的是,初始压实粉末在被压实成高度压实粉末时可以径向膨胀,从而将相应的颗粒62抵靠基板20的内壁压缩,基板20的内壁界定孔26。
内层122a和内层122b可根据需要由任何合适的材料制成。在一个示例中,内层122a和内层122b可以由粘弹性材料制成,并且因此被配置为进入孔26以便压缩设置在其中的颗粒62。例如,内层122a和内层122b可将等静压力均匀地跨整个基板分布,以使得内层122a和内层122b顺应基板20的外表面22和外表面24并延伸到孔26中。因此,内层122a和内层122b可以将初始压实粉末63机械压实成高度压实粉末。因此,期望内层122a和内层122b由不粘附至颗粒62的材料制成,以使得当除去等静压时,内层122a和内层122b可以从孔26除去而不将颗粒62拉出孔26。在一个示例中,内层122a和内层122b可以由聚酯薄膜(Mylar)制成。在另一示例中,内层122a和内层122b可以由特氟龙(Teflon)制成。外层片120a和外层片120b可以由任何合适的无孔材料制成。例如,外片120a和外片120b可以由诸如铝的柔性金属制成。
在一个示例中,如果需要的话,外片120a和外片120b可包括涂覆在它们的相应内表面的熔融材料121,诸如聚酯薄膜。熔融材料121可以熔融到其自身以建立真空封闭空间126。内层122a和内层122b可以与外片120a和外片120b是分离的,并且被放置在外片和基板20之间。或者,内层122a和内层122b可以根据需要在外片120a和外片120b的内壁形成(line)。
因此,应当理解的是,封闭空间126中的真空足以使内层122a和内层122b单独地或与过量填充结合地抵靠内表面97和外表面99平放。因此,将认识到的是,可以设想任何合适的设备,在将等静压力直接地或通过外层间接地如本文所述均匀地施加到内层122a和内层122b之前,该设备使内层122a和内层122b单独地或与过量填充结合地抵靠内表面97和外表面99平放。因此,内层可以被称为压实件,压实件被配置成被驱动到基板20的孔26中,以将初始压实粉末63高度压实成设置在其中的高度压实粉末。
现在参考图3和图6B,一旦从压实件除去了等静压力,就完成了增加压实密度50的步骤。一旦增加压实密度的步骤已经完成,则第一填充和压实次序55同样已经完成。然而,应当理解的是,在某些示例中,可以省略压实步骤50。取而代之的是,可以在步骤53中执行硬挤压基板20以压实颗粒62的步骤,如下文更详细地描述。在其他示例中,步骤50和步骤53二者都可以在方法40期间执行。此外,应当理解的是,等静压挤压颗粒62的步骤可以分别在填充孔的多个顺序的迭代之间的多个阶段(instance)执行。
参照图6B至图7C,认识到在第一填充步骤46之后的颗粒62以及可选地在第一压实步骤50之后的颗粒62可以界定大块填充物,该大块填充物在一些示例中仅沿孔26的一部分延伸。在其他示例中,大块填充物可以沿大致整个孔26延伸。当大块填充物仅沿孔的一部分延伸时,颗粒62可以占据孔26的长度,该长度小于孔26的整个长度,从而界定从大块填充物到基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者测得的纵向距离。如果每个距离都大于预定距离,则后续次序55被执行以用附加的大块填充物来填充孔26,直到该距离达到该预定距离。如果每个距离都小于或等于预定距离,则最终填充物可以从大块填充物分别到孔26的第一端和第二端被引入到孔26中。可以在执行填充步骤46之后确定距离。或者,可以在执行压实步骤50之后确定距离。
又或者,在一些示例中,认识到大块填充物的颗粒62可以在第一压实步骤50之后从孔26的第一端到该孔的第二端延伸。因此,大块填充物可以从基板20的第一表面22到基板20的第二表面24延伸。例如,大块填充物可以从孔26延伸超过基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者。因此,单个填充步骤46可以填充孔26,以使导电颗粒62连续地经过该孔延伸,并且可以从该孔延伸超过基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者。从下面的描述可以理解的是,颗粒62随后可以在孔26内部被压缩,并在下文中更详细描述的硬挤压步骤53期间抵靠第一表面22和第二表面24之一或两者。
在一个示例中,预定距离可以在从约1微米至约30微米的范围内。在一个示例中,该范围可以是从约1微米至约20微米。例如,该范围可以从约1微米至约10微米。例如,该范围可以从约2微米至约6微米。在一个示例中,预定距离可以在孔26的总长度的约0.5%到孔26的总长度的约25%的范围内。例如,该范围可以是孔26的总长度的约0.5%到孔26的总长度的约20%。例如,该范围可以从孔26的总长度的约0.5%到孔26的总长度的约15%。例如,该范围可以从孔26的总长度的约0.5%到孔26的总长度的约10%。例如,该范围可以从孔26的总长度的约0.5%至孔26的总长度的约5%。例如,该范围可以从孔26的总长度的约1%到孔26的总长度的约4%。
当距离已经达到预定尺寸或预定尺寸范围时,可以执行填充和挤压步骤的至少一个最终次序55。因此,如图9B中所示,在最终次序55的最终填充步骤46期间进入孔26的颗粒62可以被称为最终填充物。最终填充物旨在占据从大块填充物向孔26的第一终端和第二终端延伸的孔26的部分。当孔26是通孔时,最终填充物旨在从大块填充物到基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者延伸。大块填充物的颗粒62可以由第一颗粒62a界定,第一颗粒62a被配置为并且旨在沿孔26的大部分长度延伸。最终填充物的颗粒62可以由第二颗粒62b界定,但是应当理解的是,其他尺寸的颗粒也可以考虑用于最终填充物。因此,在一个示例中,孔26可以被大块填充物和最终填充物两者填充。
如图9A中所示,当每个距离都大于预定距离时,以上述方式执行后续填充步骤46,以便从后续填充步骤46的后续填充物67产生初始压实粉末63。后续填充步骤46可以是大块填充步骤。如图9B中所示,如果执行后续挤压步骤50,则后续挤压步骤50可以从后续填充物67产生高度压实粉末77。与第一填充步骤之后以及可选地与第一压实步骤50之后相比,高度压实粉末可以被压实得更多。因此,如图9A中所示,如以上参考第一填充步骤所述,后续填充步骤在步骤46开始,在此以上面关于第一填充步骤描述的方式执行后续填充步骤46。具体而言,以上述方式将基板20的内表面97抵靠过滤介质100放置。
参照图9A,第一填充物65的高度压实粉末77可以提供栓子(plug)95,栓子95允许空气和液体介质64通过,但是不允许第一颗粒62a通过。具体而言,当孔26中的颗粒62界定上述单峰分布70时,颗粒62界定空隙66。或者,当第一填充物65的颗粒62界定双峰分布72时,则颗粒62可以如上所述分别界定第一双峰空隙66和第二双峰空隙75。又或者,如上所述,当第一填充物65的颗粒62界定三峰分布73时,则颗粒可以分别界定第一三峰空隙66、第二三峰空隙75和第三三峰空隙69。在某些示例中认识到的是,第一填充物65的空隙的尺寸可以设定为小于第一颗粒62a的尺寸。因此,可以说栓子95界定在孔26中的内过滤器,该内过滤器相对于第一颗粒62a而言是无孔的。栓子95可以由高度压实粉末77界定,或者可以由在第一填充步骤46期间被抽吸到孔26中的第一颗粒62a界定。内过滤器的空隙足够大以致相对于流体和空气而言是多孔的。因此,可以考虑在后续填充步骤46中流入孔26中的颗粒62被由第一颗粒62a界定的内过滤器阻止经孔26行进至位于基板20下方的过滤介质100。然而,仍然可以期望包括作为阻挡层的过滤介质100以保护支承件108(见图5)免受可能仍然流经孔26的杂散颗粒的影响。后续压实步骤的过滤介质100可能在一些示例中比第一填充步骤的过滤介质100更加粗化。
现在参考图9A,应当理解的是,在第一后续填充步骤46期间,基板的内表面97可以由在紧接在前的填充步骤期间界定内表面97的第一表面22和第二表面24中的同一者界定,该紧接在前的填充步骤可以是如图所示的第一填充步骤,也可以是后续填充步骤。类似地,外表面99可以由在紧接在前的填充步骤期间界定外表面99的第一表面22和第二表面24中的同一者界定。或者,基板20可以相对于紧接在前的填充步骤翻转,以使得内表面97由第一表面22和第二表面24中的另一者界定。类似地,基板20可以相对于紧接在前的填充步骤翻转,以使得外表面99由第一表面22和第二表面24中的另一者界定。
因此,在第一后续填充步骤期间,真空压力可使悬浮液60流入与紧接在前的填充步骤相同的孔26的第一端和第二端中的一端。或者,可以翻转基板20以便真空压力使悬浮液60流入孔26的第一端和第二端中截然不同的一端。
如图9A中所示,可以执行第一后续填充步骤46,以使得第一后续填充步骤46的后续填充物67的后续压实粉末79过量填充孔26。即,后续压实粉末79的颗粒62延伸超过孔26、越过第一表面22和第二表面24中的相应一者。然而,可以认识到的是,如果执行后续压实步骤50,则后续压实步骤50将后续压实粉末79压实成后续高度压实粉末。因此,相对于在后续填充步骤46之后但在后续压实步骤50之前的后续压实粉末79的颗粒62所占据的距离,后续高度压实粉末所占据的孔26的沿长度的距离减小了。即,如果执行后续压实步骤50,则在后续压实步骤50期间颗粒62可以被纵向压缩。因此,即使在压实之前当颗粒62被过量填充(意思是延伸超过第一表面22和第二表面24之一或两者)时,也可以认识到的是,如图9B中所示,在后续压实步骤50之后由后续填充物67界定的后续高度压实粉末可以相对于基板20的各个外表面凹进,从而界定上述距离。
如图9A中所示,一旦已经在孔26的一端执行了第一后续填充步骤46以界定后续压实粉末79,则后续压实粉末67可以根据需要随后在步骤50中被压实为高度压实粉末77,如图9B中所示。因此,导电材料可以包括高度压实粉末77的区域,该区域沿孔以及沿所得到的过孔相互间隔开。或者,可以省略压实步骤50,以使得至少延伸到孔26的一端(并且可能延伸超过)的颗粒62可以仍然是后续压实粉末79而不被高度压实。接下来,如图9B所示,可以相对于图9A翻转基板20,并且可以在孔26的相对端处执行第二后续填充步骤或相对的后续填充步骤46,以界定第二或相对的后续压实粉末81,后续压实粉末81延伸到孔26的相对端并可能延伸超过孔26的相对端。接下来,如果需要的话,可以执行相对的后续压实步骤50,以便如果需要将相对的后续压实粉末81压实成高度压实粉末77。因此,第一填充物65的第一压实粉末或初始压实粉末63可以被设置在后续压实粉末79和相对的后续压实粉末81之间。如果需要的话,第一压实粉末或初始压实粉末63、后续压实粉末79以及相对的后续压实粉末81中的任何一者、多者直至全部可以界定高度压实粉末77。如图9C中所示,第一填充物65和后续填充物67的颗粒62可以结合以界定大块填充物130。
现在参考图9C和图12A,当上述距离在预定距离内时,可以在孔26的每一端处执行最终填充步骤46。最终填充步骤46可以根据需要使用第二悬浮液60b。因此,第二悬浮液60b的颗粒62b可以被称为最终填充物。或者,第一悬浮液60a可以用于最终填充步骤46。因此,尽管下面结合第二悬浮液60b描述了最终填充步骤46,但是该描述可以等同地适用于第一悬浮液60a。最终填充步骤46可以在第一填充步骤46之后执行,或者可以在一个或多个后续填充步骤46之后执行。又或者,如果第一填充步骤46使颗粒62延伸超过基板20的第一表面22和第二表面24,并且省略了压实步骤50,那么可以省略最终填充步骤46。
在最终填充步骤期间使用的悬浮液60可以由第二悬浮液60b界定或根据需要由任何合适的替代悬浮液界定,以产生最终压实粉末132。在第一最终填充步骤46期间,可以在孔26的一端处填充第一最终悬浮液60。在第二最终填充步骤或相对的最终填充步骤46期间,可以在孔26的相对端处填充第二悬浮液或相对的悬浮液60。第一最终悬浮液60可以由第二悬浮液60b界定,或者如上所述替代地由第一悬浮液60a界定。第一最终悬浮液60可以被过量填充,从而延伸出孔26并且延伸超过基板20的外表面99,基板20可以由第一外表面22或第二外表面24界定。如果需要的话,第一最终压实步骤50随后可以被施加到第一最终悬浮液60以将最终压实粉末132压实成最终填充物134的高度压实粉末77,如图12B中所示。在该方面,应当理解的是,最终填充物134的高度压实粉末77可以相对于孔26而言被过量填充。
接下来,可以翻转基板20,并且第二最终填充步骤或相对的最终填充步骤可以用第二最终悬浮液填充孔的相对端,以便在孔26的相对端处产生相对的最终压实粉末。第二最终悬浮液可以在步骤50中压实以产生图12B中所示的最终填充物134的高度压实粉末,该高度压实粉末基本上呈平面和/或与第一表面22和第二表面24基本上齐平。在呈平面并且与第一表面22和第二表面24齐平的上下文中的术语“基本上”意味着可以存在与绝对平面性和绝对齐平的微小的变化,但是出于将来的图案化和后续使用的目的,本领域技术人员仍可将其理解为齐平。或者,如上所述,可以省略压实步骤50。或者,如果在压实步骤50中第一最终填充物未被压实,则可以在第二最终填充步骤或相对的最终填充步骤46之后执行压实步骤50,以便用第一最终填充步骤和第二最终填充步骤46两者的最终压实粉末产生高度压实粉末。最终填充物的相对的压实粉末77同样可以在最终填充步骤46之后相对于孔26而言过量填充。
可以认识到的是,无论在步骤50是否压实,压实大块填充物130和压实最终填充物134可以结合以界定过孔34的填充物35。因此,可以说填充物35由导电材料界定。
可以认识到的是,如果适用的话,第一填充物65的高度压实粉末77的孔26中的颗粒62的密度大于第一填充物65的初始压实粉末63的孔中的颗粒62的密度。可以进一步认识到的是,如果适用的话,后续填充物67的高度压实粉末77的孔26中的颗粒62的密度大于后续压实粉末63的孔中的颗粒62的密度。类似地,可以认识到的是,如果适用的话,最终填充物134的高度压实粉末77的孔26中的颗粒62的密度大于最终压实粉末132的孔中的颗粒62的密度。
现在参考图10,认识到可以通过随后用颗粒62填充孔的一侧,翻转基板20,随后用颗粒填充孔的相对侧来执行后续填充步骤46而不在第一填充步骤46之后在步骤50中压实颗粒。然后,如果执行压实步骤50,则压实步骤50可以同时在孔26的两端压实第一后续填充的颗粒和第二后续填充的颗粒62。
在该方面,真空设备84可以界定悬挂式真空设备85。具体而言,该悬挂式真空设备可以如以上关于图5的真空设备84所述地构造。然而,悬挂式真空设备85的垫圈94可以跨过搁架96和支承件108之间的界面延伸。垫圈94可以与支承件108的外表面间隔开。因此,基板20可以被放置在垫圈94的外表面上。因此,界定孔26的基板20的对准区可以悬置于支承件108上方。因此,可以在基板20和支承件108之间界定气隙136。具体而言,基板20和支承件108可以沿一方向相互间隔开,该方向与孔26伸长的方向相同。
空隙136可足以容纳在最终填充步骤46期间产生的粉末颗粒62的过量填充物,以使得面对支承结构108的过量填充物不会接触支承结构108。如上文所讨论的,当液体介质64已经排出孔时,剩余的颗粒62可以被称为干压实粉末。此外,因为颗粒62的表面电荷不再被液体介质64中和,所以颗粒62可以相互结块。因此,在被压实成高度压实粉末之前,结块的颗粒不会从孔26掉出并掉进空隙136中。如果需要的话,可以将过滤介质100放置在支承件108上方,以保护支承件108免受在填充步骤46期间通过孔26逸出的任何杂散颗粒62的影响。过滤介质100可以根据需要跨过支承件108延伸,并延伸到垫圈94和支承件108之间的界面中。
参考图11,在操作期间,对于其间的气流而言,至少一个垫圈密封基板20与支承件108之间的第一界面102或替代地密封基板20与过滤介质之间的第一界面102。对于其间的气流而言,至少一个垫圈还可以密封支承件108和搁架96之间的第二界面。垫圈94可在上述排出区处支承基板20的外周。此外,部分垫圈94或部分其他辅助支承件可以在支承件108和基板20之间延伸,以支承基板20的中间区,该中间区可能经受增加的力,该增加的力来自施加的负压。
将悬浮液60施加到基板20的外表面99,直到孔26的各个端部如上所述被颗粒填充为止。液体介质64以上述方式从孔26中排出。接下来,翻转基板以使得先前的内表面97现在界定外表面99,并且将悬浮液再次施加到外表面99,并且相应的孔被颗粒填充。如果后续填充处理是大块填充物处理,则第一后续压实粉末和相对的后续压实粉末两者可被填充,而不在填充第一后续压实粉末步骤和填充相对的后续压实粉末之间执行压实步骤50。接下来,如果需要的话,可以在步骤50以上述方式压实基板20。压实步骤50可以使第一后续压实粉末和相对的后续压实粉末都被压实成相应的高度压实粉末。或者,可以省略后续填充处理的压实步骤50。又或者,如果后续填充处理是最终填充处理,则第一最终压实粉末和相对的最终压实粉末132两者可被填充,而不在填充第一最终压实粉末步骤和填充相对的最终粉末步骤之间执行压实步骤50。在最终填充步骤46之后,可以以上述方式在步骤50压实基板20,这使得第一最终压实粉末和相对的最终压实粉末两者都被压实成相应的高度压实粉末77,如图12A所示。
因此可以认识到,在步骤50压实颗粒62之前,悬挂式真空设备85可以被用于以第一后续压实粉末和第二或相对的后续压实粉末来填充孔26。如果执行压实步骤50,在步骤50期间,第一后续压实粉末和相对的后续压实粉末两者可以同时被压实成高度压实粉末。或者,如上所述,可以省略压实步骤50。替代地或附加地,可以设想,在执行最终压实步骤50之前,悬挂式真空设备85可以用于以第一最终压实粉末和相对的最终压实粉末来填充孔26。最终压实步骤50可以将第一最终压实粉末和相对的最终压实粉末同时压实成高度压实粉末。或者,如上所述,可以省略最终压实步骤50。
或者,参考图12C,可以在完成最终填充步骤46之后省略压实步骤50。当方法40中省略了压实步骤50时,孔26中的颗粒62可以从第一表面22到第二表面24延伸。在一些示例中,在完成一个或多个填充步骤46之后,颗粒62可以延伸超过第一表面22和第二表面24。此外,在完成一个或多个填充步骤之后,以及当要执行烧结步骤52(见图3)时,颗粒62在孔26中可以没有高度压实粉末77的区域。
现在参考图19A,尽管在上述示例中将填充步骤46描述为致使气压以将悬浮液60驱动到孔中,但是可以认识到的是,可以根据一些其他示例执行填充步骤46。例如,离心机150可提供将悬浮液60驱动或抽吸到孔26中的力。在一个示例中,孔26可为上述类型的通孔。因此,促使颗粒62流入孔26中的力可以是离心力。离心机150可包括可旋转的轴毂(hub)152、诸如多个离心筐156的至少一个离心筐156,以及在轴毂152和离心筐156之间延伸的臂部154。
如图19B中所示,可以将基板20放置在离心筐156中,以使基板20由离心筐156的远壁158支承。因此,基板20的内表面97面朝离心筐156远壁158,并且基板20的外表面99背朝远壁158。内表面97可以由第一表面22和第二表面24中的一者界定。外表面99可以由第一表面22和第二表面24中的另一者界定。内表面97可抵靠在离心筐156内部的远壁158的对应支承表面157放置。离心筐156的支承表面157可以是平面的并且由合适的材料制成,该合适的材料将允许随后将基板20从内表面157移除而不会引起设置在孔中的颗粒的拉出。或者,可以离心筐156中在基板20和内表面157之间放置辅助支承件160。支承件160可以界定支承表面,以使得基板20的内表面97抵靠该支承表面放置。支承件160可以由任何合适的材料制成,诸如玻璃,该玻璃可以根据需要被涂覆以防止支承件160粘附至基板20的颗粒。内表面157或支承件160可以密封基板20的内表面97,以防止颗粒62在基板20的内表面97与支承表面之间的界面处排出孔26。在一些示例中,可以认识到孔可以是与通孔相对的盲孔。因此,离心机150可以使颗粒通过盲孔的开口端流入该盲孔,从而以本文关于通孔所述的方式填充盲孔。
如图19B中所示,然后可以将悬浮液60施加到离心筐156中的基板20的外表面99,以使该悬浮液覆盖至少一部分外表面99。如上所述,在将悬浮液施加到离心筐156中的基板20之前,可以对悬浮液60进行超声处理或以其他方式搅动以便将颗粒62分散在液体介质64中。
离心筐156可以取向为在第一取向上,以使得内表面157可以基本上水平地取向,从而使得悬浮液60不会滑出基板的外表面或以其他方式倒出该离心筐。接下来,参考图19C,离心筐156可枢转地附连到臂部154。因此,当离心筐156围绕轴毂152旋转时,离心筐156可从第一取向枢转到第二取向,由此内表面157基本上竖直地取向,或基本上垂直于第一取向而取向。离心机150可以使离心筐156根据需要以任何合适的速度围绕轴毂152旋转。例如,离心机150可以以一速度旋转,该速度施加任何根据期望的合适的G力(G-force)以将颗粒62驱动到孔26中。例如,G力可以在约100Gs与约15,000G之间。在一个示例中,G力可以为约6,000G。
如图19D中所示,认识到颗粒62的比重明显高于液体介质64的比重。因此,施加到悬浮液60的离心力致使颗粒62将液体介质64从孔26移出并且流到孔26中。孔26中的颗粒62在离心力的作用下相互压实,从而形成压实粉末162。然而,由于液体介质64保留在压实粉末162的颗粒之间的空隙中,所以压实粉末162可以称为湿压实粉末。在离心操作完成之后,一定量的残余液体介质64可以保留在基板20的外表面99上。如图19D中所示,悬浮液60的固体含量可以大于填充孔26的固体体积,以使得残余液体介质64可包含一定量的颗粒62。然而,在填充操作之后的基板20外部的残余液体介质64中的颗粒62的浓度小于在操作离心机150之前的悬浮液60的颗粒浓度。或者,悬浮液60的颗粒含量可以被计算以在离心操作期间填充孔26,从而使得基本上没有颗粒62保留在残余液体介质64中。一旦孔26已经被压实粉末162填充,就停止离心操作,并且可以将残余液体介质从基板20干燥脱离,或者以其他方式从基板20除去。
然后可以除去设置在孔26中的液体介质64。例如,然后可以将基板20放置在任何适当温热的环境中以使液体介质蒸发。替代地或附加地,可以促使空气流经孔26通风,以从孔26除去液体介质。应当理解的是,在一个示例中,当用离心机150执行填充处理时,填充处理46可以是无刷的。即,方法40可以省略刷理步骤或以其他方式沿基板20的外表面引入任何结构以便在填充步骤之后46从基板20的外表面99强制地除去多余的导电材料。替代地或附加地,参考图9E,在已经从孔26除去液体介质64之前或之后,可以执行刮平(screed)步骤以从基板20的外表面99除去残余液体64。例如,可以横跨基板20的外表面99驱动任何合适的清理杆103,以除去包含颗粒62的残余液体64。清理杆103可以根据需要由不会将导电颗粒从孔26拉出的任何材料制成。例如,特氟龙清理杆可能是特别合适的。或者,如果残余液体介质64没有颗粒62,则可以以上述方式除去残余液体介质64,而无需使用清理杆103。
在利用离心机执行填充步骤46之后,可以执行压实步骤50。在一个示例中,可以在从基板20的外表面99除去残余液体介质64和颗粒62之后执行压实步骤50。具体而言,可以将基板20放置在封壳118内,并且可以将空气以上文关于图8A至图8B所述的方式从封壳118除去,并且基板20可以如上文关于图8C所述在压机128中被挤压。压实步骤50可以进一步压实在孔26中的颗粒62,从而产生如上所述的干燥的高度压实粉末的大块填充物。
或者,可以在不首先从外表面99除去残余液体介质和颗粒62的情况下执行压实步骤50。不受理论的束缚,可以相信如果不首先除去残余液体介质64和颗粒62,在完成压实步骤50之后从封闭空间除去基板20时,通过粘附到内层122a和内层122b,可以除去大部分或基本上全部的残余液体介质64和颗粒62。或者,如上所述,在已经用离心机执行填充步骤46之后,可以省略压实步骤50。
在一个示例中,在使用离心机进行填充步骤46之后,可以认识到所产生的颗粒62的大块填充物可以沿孔26的整个长度从该孔的第一端到孔26的第二端延伸。此外,颗粒62可以延伸超过基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者。例如,在离心力的作用下执行填充步骤46之前,内表面97和支承件160的面朝内表面97的表面中之一或两者可以用悬浮液60预涂覆,从而在内表面97处产生过量填充。又或者,在离心力的作用下执行填充步骤46之前,可以在支承件160和内表面97之间设置支座件。支座件可以在内表面9和支承件160之间界定空隙。因此,颗粒可以在离心力的作用下被促使到内表面97和支承件160之间的位置。因此,单个填充步骤46可以填充孔26,以使得导电颗粒62连续地经过孔延伸,并且可以延伸超过基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者。
替代地或附加地,基板20可以被翻转,以使得内表面97现在是外表面99,而之前的外表面99现在是内表面97。在离心力的作用下的填充步骤46可以随后被重复为在离心力的作用下的后续填充步骤。因此,在第一填充步骤中离心机150促使颗粒从第一表面22进入孔26中的情况下,离心力现在可以在后续填充步骤期间在离心力的作用下促使颗粒从第二表面24进入孔26中。
在离心力作用下完成一个或多个填充步骤46之后,颗粒62随后可以被压缩在孔26内并在硬挤压步骤53期间压靠第一表面22和第二表面24之一或两者,下文有更详细的描述。
如果执行压实步骤50,则所得到的高度压实粉末可占据的孔26的长度比孔的总长小,从而界定从大块填充物分别到基板26的第一表面22和第二表面24测得的纵向距离,如上所述。如果该距离大于如上所述的预定距离,则可以根据需要使用真空设备84、悬挂式真空设备85和离心机中的一者或多者来以上述类型描述至少一个后续大块填充步骤46。应当理解的是,用真空设备84和离心机150之一或两者以第一后续压实粉末和相对的后续压实粉末填充孔包括在步骤46填充第一后续压实粉末。接下来,另一后续次序55包括在步骤46填充相对的后续压实粉末。或者,如上所述,悬挂式真空设备85可以被用于依次填充第一粉末和相对粉末。可以根据需要在一个或多个直至全部填充步骤46之后执行压实步骤50。或者,可以省略压实步骤50。一旦每个距离等于或小于预定距离,就执行上述类型的最终填充步骤46。
现在参考图20A至图20F,可以通过向颗粒62施加静电力来执行填充步骤46,该静电力驱动颗粒62流入孔26中。具体而言,静电填充设备200被配置为向悬浮液60施加静电力,该静电力驱动颗粒流入孔26中。
如图20A中所示,可以烧蚀基板20的区域,诸如激光烧蚀,以界定弱化区202,随后可以在之后的步骤中除去弱化区202以界定孔26。如图20B中所示,可以将导电层204施加到基板20的内表面97。例如,层204可以是金属层。在一个示例中,可以将金属层溅射到基板20的内表面97上。接下来,如图20C所示,可以将非反应性掩模206施加到导电层204。例如,非反应性掩模206可以是光刻胶或其他合适的材料。接下来,可以蚀刻烧蚀区以便产生孔26。在该方面,虽然该孔被示为圆锥形,但是应当理解的是,本文所述的所有孔26以及由此所得到的过孔34可以被成形为任何所需的方式。例如,孔26可以是基本上圆柱形的。或者,孔26可以是圆锥形的。例如,孔可以从外表面99向内表面97向内逐渐变细。或者,孔可以从外表面99向内表面97向外逐渐变细。孔26可以根据需要界定任何合适的替代形状。应当进一步理解的是,本文所有示例中所描述的基板20可以根据任何合适的可用方法来制造,包括激光烧蚀及随后的蚀刻以形成孔26。
如图20D中所示,如上所述,悬浮液60可以被施加到基板20的外表面99,以覆盖外表面99的至少一部分。层204可以具有与颗粒62的电荷相反的电荷。例如,颗粒62的电荷可以由上述的Zeta电势界定。层204可以具有表面电荷。或者,层204可以电连接到电极,该电极将电荷施加到层204。在一个示例中,层204可以界定负电荷,颗粒62可以带正电荷。液体介质64可以是任何合适的液体,该液体相对于带相反电荷的层204的吸引不中和颗粒62的表面电荷,层204在悬浮液60外部。或者,可以将颗粒62设置在浆料中。替代地或附加地,可以将电荷施加到与层204的电荷相反的颗粒上。
在操作期间,层204可以静电吸引颗粒62流入孔26中,并使设置在孔26中的液体介质64移出。因此,颗粒62可以界定上述类型的湿压实粉末。孔26然后可以被允许干燥。可以认识到的是,在一个示例中,与电荷相关的力可以填充孔26的整个长度,如图20E中所示。电荷还可以将颗粒62压实在孔26内。在另一示例中,可以按照上文关于压实步骤50所述的方式压实颗粒62。当然,如上所述,可以省略压实步骤50。应当理解的是,设置在孔26中的包括第一颗粒62a和第二颗粒62b之一或两者的颗粒62可以接触从第一表面22到第二表面24延伸的基板20的内表面,从而在填充步骤之后至少部分地界定孔26,无论填充步骤是在压力差、离心力还是静电力的作用下执行的。
如果执行压实步骤50,则应当理解的是,仅内层122a和内层122b之一(参见图8A至图8B)进入基板20的外表面99处的孔26。内层122a和内层122b中的另一者可以倚靠层204。或者,可以除去层204,并且内层122a和内层122b中的另一者可以在内表面97处进入孔26。一旦压实步骤50完成或者如果省略压实步骤50,则最终填充步骤可以被单独执行,或者与一个或多个后续填充步骤结合执行。如果执行一个或多个后续填充步骤和最终填充步骤,则可以本文所述的方式执行。应当理解的是,层204可以界定用于再分配层(RDL)的溅射层,如下文更详细的描述。或者,如图20F中所示,可以除去层204。可以认识到的是,该方法旨在与通常在基板20上发现的类型的大量孔一起使用。层204可以覆盖许多或全部孔26,以便将颗粒62以本文描述的方式抽吸到每个孔26中。
如图20G中所示,第二电荷205可以在与颗粒62相同的电荷的外表面99处相邻。因此,第二电荷205可以施加沿外表面99驱动颗粒62的力。如上所述,颗粒62可以在悬浮液中。或者,颗粒62可以是干燥的。例如,第二电荷可以是使悬浮液60远离第二电荷的正电荷。可以在孔26的阵列的外部的位置处施加第二电荷,以使得第二电荷以上述方式驱动悬浮液60横跨外表面99流动并流入孔26中。
在另一示例中,可以将层204配备为牺牲氧化物层,并且可以将载体层设置在该氧化物层上方。可以将再分布层施加到基板20的外表面99,并且可以随后蚀刻氧化物以便可以将该再分布层施加到基板20的内表面99。
因此可以认识到的是,颗粒62可以在气压差、离心力、静电力,或上述的组合的力的作用下被促使进入孔中。此外,认识到可以执行一个或多个大块填充操作。在一些示例中,可以在一个或多个大块填充操作之后执行最终填充操作。在最终填充操作期间的颗粒的平均尺寸可以小于大块填充操作期间的颗粒的平均尺寸。在一个示例中,填充步骤可以包括在界定第一表面22的基板20的第一侧处填充孔,翻转该基板,并且在界定第二表面24的该基板的相对的第二侧处填充孔。或者,认识到填充基板的第一步可以包括根据本文所述的任何填充步骤将最终填充物在该基板的第一侧处引入到孔中,以使得最终填充物在该基板的第二侧处积聚。因此,最终填充物可以从基板的第二表面延伸到孔中。替代地或附加地,第一最终填充物可以以上述方式从孔延伸到第二表面上,以便在硬挤压步骤之后界定模头(buttons)。接下来,可以根据本文所述的任何填充步骤将大块填充物在基板的第一侧处引入孔中,以使得该大块填充物从第一最终填充物向第一表面延伸。最后,根据本文所述的任何填充步骤,可以将第二最终填充物在基板第一侧处引入到孔中,以使得第二最终填充物从大块填充物到基板的第一表面延伸。替代地或附加地,第一最终填充物可以以上述方式从孔延伸到第二表面上,以便在硬挤压步骤之后界定模头。
再次参考图3,一旦一个或多个填充步骤46单独或与一个或多个压实步骤50组合已经完成以填充孔26,就可以在烧结步骤52烧结颗粒62。应当理解的是,可以在烧结步骤52之前干燥颗粒62。具体而言,现在参考图14,可以将基板20在足以烧结颗粒62的温度下在任何合适压力下在烤箱164中放置一段时间。例如,烤箱164中的压力可以处于大气压。或者,烤箱164可以界定真空。烤箱可根据需要进一步包括任何合适的气体环境。在一个示例中,烧结处理基本上是非致密化烧结处理。可以认识到的是,在烧结处理期间的致密化可能导致相邻颗粒62的部分相向流动,从而使所得到的导电填充物35收缩。
现在参考图15A至图15B,认识到颗粒62的变形可以在基本上非致密化烧结步骤52期间发生。然而,与致密化烧结相比,变形相对最小。例如,由此在图15A中示出了基本上的非致密化,多个相邻颗粒62相互接触并且界定各个几何中心159,各个几何中心159相互隔开第一距离D1。在基本上非致密化烧结步骤之后,两个相邻颗粒62的几何中心159在它们各自的几何中心之间界定第二距离D2,如图15B中所示。在一个示例中,第二距离D2与第一距离D1之间的差别不大于第一距离的约30%。例如,该差别不大于第一距离的约20%。例如,该差别不大于第一距离的约15%。在另一示例中,该差别不大于第一距离的约10%。例如,在一个特定示例中,该差别不大于第一距离的约5%。在一个特定示例中,第一距离D1可以基本上等于第二距离D2。
可以认识到的是,烧结包括初始阶段,在初始阶段中形成延伸在相邻烧结颗粒之间的颈部145,以便在相邻烧结颗粒62之间的相应界面处界定晶界149。应当理解的是,颗粒62可以界定被称为“大体积纳米结构(bulk nonostructure)”粉末。每个颗粒62可包括纳米晶粒的压实阵列。在一个示例中,每个颗粒62可以包括至少一千个直至超过一百万个纳米晶粒。然而,可以设想的是,颗粒62可各自包括小于一千个纳米晶粒,例如当颗粒的平均尺寸为0.22微米时。在烧结的初始阶段,组成颗粒62的纳米晶粒可以膨胀或生长。当发生这种情况时,可以将颗粒62内部的气孔移动到颗粒62的外表面并除去。在烧结的第二阶段或中间阶段,相邻颗粒62之间的空隙66在颗粒62的致密化期间可以收缩。然而,可以通过确定上述悬浮液60的原始合成的颗粒62的平均晶粒尺寸来调节颗粒62的致密化。可以通过确定颗粒62的模态分布来进一步调节颗粒62的致密化。例如,如以上关于图7A至图7C所述,颗粒62可以界定诸如单峰分布、双峰分布或三峰分布。应当理解的是,颗粒62的模态分布不影响每个颗粒62中的纳米晶粒的晶粒生长行为。相反地,多峰分布可以影响烧结期间颗粒与颗粒相互作用的致密化行为,诸如颈缩。
已经发现的是,在致密化的第一阶段期间,较小尺寸的纳米晶粒产生更大的纳米颗粒的生长。已经发现在致密化的第一阶段中较大纳米颗粒的生长导致在致密化的第二或中间阶段期间颗粒62的致密化较少。此外,在烧结之前,孔26中的导电颗粒62的较大的初始密度也可以在致密化的第二或中间阶段期间产生对颗粒62的较少的致密化。可以认识到三峰分布比双峰分布具有更大的初始密度。此外,双峰分布比单峰分布具有更大的初始密度。因此,颗粒的三峰分布比单峰分布具有更大的初始密度。
因此,为了减少在烧结的第二或中间阶段期间的致密化,减小形成颗粒62的纳米晶粒的尺寸是合需的。此外,为了减少在烧结的第二或中间阶段期间的致密化,提供双峰分布或三峰分布的颗粒是合需的。然而,可以认识到的是,颗粒可以以单峰分布基本上非致密化地烧结。
不受理论的束缚,可以相信单独地降低纳米颗粒尺寸或与双峰颗粒分布或三峰颗粒分布组合可以降低烧结的中间阶段和烧结的最终阶段之间的总可实现的致密化的转变点。另有说明,可以降低颗粒62在烧结的中间阶段期间致密化的能力,从而使得所得到的烧结颗粒62基本上不致密。在烧结的最终阶段,除了在初始烧结阶段期间获得的生长之外,纳米晶粒可以进一步生长,该纳米晶粒可以是封闭颗粒62内气孔的先驱体。烧结完成之后的最终结果是过孔内的连续的金属网状填充物,该金属网状填充物可以从第一表面22到第二表面24延伸,而不改变金属化过孔和周围的基板20的共面性(参见图2A)。此外,连续的金属网状填充物可以在过孔中的一个、多个直至所有位置、在第一表面以及在第二表面24接触基板20。连续的金属网状填充物可以从过孔向外延伸到基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者上。
因此,应当理解的是,在步骤52期间,颗粒62的致密化调节方法可包括用大体积纳米结构的导电粉末填充孔的步骤46,该大体积纳米结构的导电粉末具有诸颗粒,各颗粒包括压实的纳米晶粒阵列。该方法可以进一步包括在温度范围内将孔中的颗粒烧结一段时间的步骤52。该方法可进一步包括在填充步骤之前确定平均晶粒尺寸和模态分布中至少一者的步骤,以便继而在烧结步骤期间确定致密度的量。如上所述,填充步骤可包括用液体介质中的颗粒悬浮液填充孔,并在烧结步骤52之前将液体介质从该孔排出。
如上所述,孔26中颗粒62的总体积的大部分可以是基本上非致密化烧结的。在一个示例中,孔26中的颗粒62的总体积的至少约60%是基本上非致密化烧结的。在另一示例中,孔26中的颗粒62的总体积的至少约70%是基本上非致密化烧结的。在又一示例中,孔26中的颗粒62的总体积的至少约80%是基本上非致密化烧结的。在又一示例中,孔26中的颗粒62的总体积的至少约90%是基本上非致密化烧结的。例如,在一个特定示例中,孔26中的颗粒62的总体积的至少约95%是基本上非致密化烧结的。具体地。更具体而言,在一个示例中,孔26中的颗粒62的总体积的约100%是基本上非致密化烧结的。应当理解的是,由孔26中的非致密化烧结颗粒62界定的填充物的至少一部分可以接触基板20的内表面,基板20的内表面从第一表面22到第二表面24延伸并且至少部分地界定孔。
烧结步骤52可以在约100℃至约400℃的温度范围内的烧结温度发生。在一个示例中,温度范围可以从约200℃至约400℃。例如,温度范围可以从约300℃至约350℃。例如,烧结温度可以为约325℃。
烧结步骤52可以根据需要以任何合适的时间段在以上所述的温度范围内发生而基本上不致密化颗粒62,从而烧结颗粒62,如上所述。例如,时间段可以在从约15分钟至约4小时的时间段范围内。在一个示例中,时间段范围可以从约30分钟至约2小时。例如,持时间段可以为约1小时。
有利地,如上所述,颗粒62可以是延性的(ductile)以及展性的(malleable)。因此,颗粒62可以具有热膨胀系数(CTE),该热膨胀系数相对于基板20的热膨胀系数不匹配但不会在烧结期间损坏基板20。具体而言,例如,银颗粒62的展性允许非致密化烧结,同时保持基板的结构完整性。因此,可以理解的是,没有材料被添加到悬浮液60a和悬浮液60b中任一者,该材料旨在使所得到的颗粒62的热膨胀系数更接近基板20的热膨胀系数。因此,烧结颗粒62没有残余材料,该残余材料是燃烧的CTE匹配剂的产物。例如,第一悬浮液和第二悬浮液60均可以没有玻璃料,或者说是无玻璃料(fritless)。此外,在颗粒62的导电材料是金属的示例中,所得的过孔34可界定从基板20的第一表面22到第二表面24的单一均质金属。例如,第一颗粒62a和第二颗粒62b可以是相同的金属。在一个示例中,相同的金属可以是银。在另一示例中,相同的金属可以是铜。
替代地或附加地,烧结步骤52可以包括将射频(RF)电流施加到颗粒62的步骤,该电流足以产生使颗粒62基本上非致密化烧结的涡流。
可以认识到的是,如果适用的话,除了如上所述在密封步骤期间引入孔中的任何金属,如上所述,所得的过孔34基本上仅包含导电材料和空气。此外,如现在将描述的,所得的过孔34可以是气密的。
具体而言,再次参考图3,一旦在步骤52烧结了基板20,基板20就可以受到硬挤压步骤53。参照图21A至图21B,可以在硬挤压机140中执行挤压步骤53。具体而言,硬挤压机140可以包括第一挤压面和第二挤压面142,第一挤压面和第二挤压面142可以同时与基板20接触并且被压向基板20的第一表面22和第二表面24。具体而言,第一挤压面和第二挤压面142可以相向地单向移动,并且朝向相应的第一表面22和第二表面24单向移动。因此,可以将挤压步骤53称为单向挤压步骤。挤压面142可以与从第一表面22和第二表面24延伸出的颗粒62接触,该从第一表面22和第二表面24延伸出的颗粒62也被称为过填充颗粒62。随着挤压面142继续相互靠近,并因此朝向基板20靠近,挤压面142分别将过填充颗粒62压靠第一表面22和第二表面24。因此,颗粒62可以界定工字梁形结构,该工字梁形结构具有在孔26内部延伸到第一表面22和第二表面24的梁144以及分别压靠第一表面22和第二表面24的外凸块146。外凸块146可以是与基板20的相应的第一表面22和第二表面24平行的平的外凸块146。此外,凸块146可以相对于孔26沿垂直于孔26的方向伸出,并因此相对于过孔34沿垂直于过孔34的方向伸出。
可以认识到的是,可以在不向基板添加人工地延伸孔26以及因此人工地延伸过孔34超过第一表面22和第二表面24之一或两者的任何附加层的情况下创建凸块146。例如,可以在不向基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者添加诸如干膜抗蚀剂的牺牲层从而人工地延伸孔26以及因此人工地延伸过孔34超过第一表面22和第二表面24之一或两者的情况下创建凸块146。在该方面,可以在不首先在表面22和表面24上添加干膜抗蚀剂的情况下执行填充步骤46。因此,在一个示例中,孔26或过孔34没有任何部分是由从第一表面22和第二表面24中的任一者伸出的抗蚀剂层界定的。此外,可以用颗粒62填充孔26,并且因此可以用颗粒62填充过孔34,而无需在第一表面22和第二表面24上沉积诸如金或钛的导电层,以便人工地延伸孔26超过第一表面22和第二表面24。因此,在一个示例中,孔没有任何部分是由钛或金的层界定的,该钛或金的层从第一表面22和第二表面24中的任一者延伸出。
平的外凸块146分别压靠第一表面22和第二表面24可以在基板20的表面22和表面24的两者处密封过孔34的端部。此外,应当理解的是,至少一些非致密化烧结颗粒62可以在第一表面22和第二表面24之一或两者处接触基板。因此,过孔34可以是气密的。因此,在第一表面22和第二表面24的每一者处,烧结颗粒62的导电材料以及因此过孔34的导电材料可以是无孔的。此外,平的外端和基板20之间的干涉可以抵抗或防止在操作期间导电填充物35的迁移。挤压面142还可以向孔26内的至少一些颗粒62施加压缩力。因此,至少一些颗粒62可以界定高度压实粉末,从而使粉末致密。因此,方法40还可包括非烧结致密化孔26中的导电材料的步骤。尽管本文所述的过孔提供了改进的电性能,并且不受理论的束缚,可以相信的是,进一步致密化导电材料可以进一步改善所得到的过孔的电性能的某些方面。
第一平的挤压表面和第二平的挤压表面142可分别由第一挤压件和第二挤压件148界定。挤压件148可由玻璃或任何替代物来界定,该替代物具有合适的硬度以压缩颗粒62但不经受变形。此外,挤压面142在它们接触颗粒62之前、当它们将颗粒62压靠基板20时,以及在完成硬挤压步骤53之后可以是平的。具体而言,平的挤压面142可以分别平行于基板20的第一表面22和第二表面24。挤压件148可以被设置在以上关于图8A至图8B所描述的类型的封壳内部。封壳可以由聚酯薄膜或任何合适的替代材料制成。可以将基板20放置在封壳中相对的挤压件148之间,以使得第一表面22面朝该挤压件中的第一者,并且第二表面24面朝挤压件148中的另一者。挤压件148可以相向地被拉动,从而以上述方式挤压颗粒62。硬挤压步骤53可以在封壳中的真空下执行,或者可以在正常大气压下执行。此外,硬挤压步骤53可以是在室温下的冷硬挤压步骤,或者是在高于室温的温度下,诸如从约120℃至约250℃下执行的热硬挤压步骤。此外,硬挤压步骤53可以在真空下执行。或者,可以在大气压下执行硬挤压步骤53。
可以认识到的是,硬挤压步骤53可以如上所述在烧结步骤52之后执行。或者,可以设想的是,可以在烧结步骤52之前替代地执行硬挤压步骤53。此外,可以单独地或与一个或多个压实步骤50组合地执行硬挤压步骤53。或者,硬挤压步骤53可以在方法40中执行,由此不执行压实步骤50。或者,方法40可以包括一个或多个压实步骤50,由此不执行硬挤压步骤53。当该方法包括硬挤压步骤53但不包括压实步骤50时,填充物35的一部分可以包括与在填充步骤46期间填充的颗粒62的密度相同的颗粒62。
在一些示例中,方法40可以包括密封过孔的步骤54。在一个示例中,可以通过对颗粒62进行表面修整来执行密封步骤。具体而言,如图16A至图16B所示,在第一表面22和第二表面24中的每一者处,可以用清理杆166挤压烧结颗粒62的面向外的表面。清理杆166的硬度可以大于导电材料的硬度并且小于基板的硬度。例如,硬度可以大于银和铜之一或两者,并且小于玻璃。因此,清理杆166可以使第一表面22和第二表面24中的每一者处的烧结颗粒62改变其形状而不会损害基板的完整性。具体而言,清理杆166可以改变在第一表面和第二表面中的每一者处的烧结颗粒的过量填充部分的形状,以便在导电材料与基板20之间的一个或多个界面处将过孔的开口密封。例如,界面可以分别设置在基板20的第一表面22和第二表面24处。在一个示例中,清理杆166可以由镍制成。可以认识到的是,可以由如上所述的最终填充物来界定在第一表面22和第二表面24处的烧结颗粒62。因此,可以说最终填充物界定了过孔34的端盖161。此外,端盖可以气密地密封过孔。
可以将清理杆166压入最终填充物中并横跨最终填充物移动,以使得过孔的第一端和第二端处的多个空隙被导电材料栓塞。银最终填充物或铜最终填充物的延性可以特别适合此目的。此外,可以在基板20的第一表面22和第二表面24中的每一者处在具有通向孔26的开口的一个或多个界面上方挤压最终填充物。在一个示例中,密封步骤54可以在真空中执行,从而可以在导电材料的表面修整期间将基板20和清理杆166都设置在真空环境中。应当理解的是,对导电材料进行表面修整的步骤可以进一步使导电材料变平。替代地或附加地,密封步骤54可以包括将导电材料的真空沉积物施加到过孔的端部处的导电材料中,以便于以下之一或二者:1)栓塞多个空隙,以及2)填充导电材料和基板20之间的界面处的开口。替代地或附加地,密封步骤54可以包括真空熔融导电材料,以便于以下之一或二者:1)栓塞多个空隙,以及2)填充导电材料与基板20之间的界面处的开口。
密封步骤54可以产生气密性小于约10-7的气密过孔。例如,气密性可以小于约10-8。例如,气密性可以小于约10-9。例如,气密性可以小于约10-10。例如,气密性可以小于约10-11。
然而,可以认识到的是,硬挤压步骤53和后续步骤可以代替密封步骤54。因此,方法40可以包括硬挤压步骤53并且省略密封步骤54。或者,方法40可以包括密封步骤54并且省略硬挤压步骤53。又或者,可以预见的是,该方法可以包括密封步骤54和硬挤压步骤53两者。硬挤压步骤53可以在密封步骤54之前执行。或者,硬挤压步骤53可以在密封步骤54之后执行。如图16A至图16B所示,应当理解的是,密封步骤54可以分别在界定第一表面22和第二表面24的基板的第一侧和第二侧处密封过孔34的端部。因此,过孔34可以是气密的。因此,在第一表面22和第二表面24中的每一者处,烧结颗粒62的导电材料可以是无孔的,并且因此过孔34的导电材料可以是无孔的。具体而言,清理杆可以沿玻璃的外表面涂抹颗粒。
或者,如上所述,可以从方法40中省略密封步骤54。或者,可以在烧结步骤52之后将导电保形涂层施加到过孔的端部。在该方面,保形涂层可以在硬挤压步骤53之后施加。或者,保形涂层可以在执行硬挤压步骤53之前施加。又或者,可以在方法40不包括硬挤压步骤53时施加保形涂层。例如,可以将保形涂层施加到与基板20的表面22和表面24基本上共面的填充物。可以根据需要使用任何合适的沉积技术将保形涂层施加到过孔的端部。在一个示例中,如果执行了最终填充步骤,则可以在过孔的端部处将保形涂层施加到最终填充物的颗粒62。或者,可以在过孔的端部处将保形涂层施加到大块填充物的颗粒62。在一个示例中,可以将保形涂层电镀到颗粒62。或者,可以通过如蒸镀、PVD或诸如原子层沉积(ALD)的化学气相沉积(CVD)之类的技术的变体来沉积保形涂层。又或者,可以在化学镀步骤中施加保形涂层。可以认识到的是,保形涂层可以占据并且在某些情况下填充如上所述的在相邻颗粒之间界定的空隙。
接下来,可以将过孔的端部进一步密封到基板20的第一表面22和第二表面24。例如,基本上与基板的第一表面22和第二表面24共面和/或齐平的过孔的端部可以被密封。或者,可以将平的外端或凸块146(参见图21B)进一步密封至基板20的表面22和表面24。在一个示例中,密封步骤可以在真空下进行,以防止气态污染物进入过孔。例如,密封步骤可以防止气态污染物进入相邻颗粒之间的空隙中。替代地或附加地,密封步骤可以防止气态污染物进入导电材料的气孔中。
最后,可以根据需要将再分布层(RDL)施加到基板20。例如,现在参考图17至图18B,可以将再分布层37施加到基板20的第一表面22和第二表面24之一或两者,以便与过孔34电连通,并且因此与该过孔中的导电材料电连通。例如,可以施加溅射层,并且可以以常规方式在溅射层上施加导电金属镀层。如图18A中所示,可以替代地在第一表面22和第二表面24中相应的至少一者处形成沟槽170。应当理解的是,沟槽170可以对孔26和过孔敞开。因此,还可以使用诸如真空、离心力和静电力之类用于使颗粒进入孔的方法来使颗粒进入沟槽。可以如上所述地干燥、压实和烧结颗粒以界定再分布层37。
再次参考图1A至图4,所得的过孔界定颗粒62的导电材料以及由固体材料中的相邻颗粒之间的空隙界定的孔隙(void),颗粒62的导电材料可以是金属,该孔隙可以被称为气孔,该气孔可以通过在方法40期间未填充的上述空隙来界定。如果如上所述施加保形涂层,则所得到的过孔还可以界定该保形涂层。颗粒62的导电材料可以界定支架基体,该支架基体被设计成具有内部空气孔隙或气孔,该内部空气孔隙或气孔沿从第一表面22到第二表面24的孔的大部分长度布置。烧结的导电材料界定从第一表面到第二表面的导电路径。在某些示例中,气孔可以界定过孔的总体积的至少25%直至过孔的75%。然而,可以理解的是,在其他示例中,气孔可界定过孔的总体积的小于25%。另外,气孔可以被基本上均匀地沿过孔的大部分长度布置。所得到的过孔可以界定从第一表面22到第二表面24的非线性导电路径。网状基体可以界定至少一条气流路径,该至少一条气流路径从该网状基体的第一终端到该网状基体的第二终端延伸。第一终端和第二终端可以由无孔的端盖界定。
因此,网状基体可以包括导电材料,该导电材料包括烧结的和表面修整的颗粒,该烧结的和表面修整的颗粒沿从第一表面22到第二表面24的孔的大部分长度界定连续的导电互连网络,其中该导电材料没有在孔26中与基板熔融,并且其中该导电材料沿该过孔的全部长度界定导电路径。
过孔34的导电填充物35可以由多个导电颗粒的基体界定,该多个导电颗粒被压实并且随后被烧结以便将相邻颗粒相互结合。从下面的描述中可以理解的是,导电路径可以根据需要界定任何形状。可以设想的是,导电路径的至少一部分是非线性的。
此外,导电填充物可以包括银或铜颗粒,该银或铜颗粒可以与其他导电材料混合以产生颗粒分布,由此导电材料其他导电材料可以占据一些空隙。其他导电材料可包括导电聚合物、导电金属、导电陶瓷、导电化合物等类似物中的一种或多种,诸如石墨烯、导电碳化物和金属间复合材料。替代地或附加地,超临界流体具有极低的表面张力,并且可以用于沉积金属。可以预见的是,在烧结步骤之后,它们可以至少部分地填充过孔中的空隙。超临界流体承载表面张力低的金属,因此金属可以进入狭窄的空间。因此,金属可以沉积在孔26中。另一选择是纳米颗粒在孔中的超临界沉积,从而占据空隙的至少一部分。
可以认识到的是,按保证提供用于清洁基板20的方法。例如,可以根据需要清除第一表面22和第二表面24上的残余悬浮液,包括在填充步骤之前、烧结步骤之前、表面修整步骤之前以及表面修整步骤之后。可以例如使用合适的清理杆除去残余悬浮液,合适的清理杆诸如是特氟隆清理杆。替代地或附加地,诸如IPA的醇和软的半研磨材料可以清洁残余粉末。
图22示出了根据本文公开的系统和方法的一个方面的上文和全文所讨论的部件的示例性组件500的概观。在该示例中,可以将多个设备安装到转接板21上,并且在底部处是附加设备。转接板21可以具有上述类型的贯穿玻璃过孔或贯穿硅过孔的多个部分。作为设备组装结构的部分的附加的转接板或其他类型的层以绿色显示。这些层可用于附加互连。可以在转接板21的顶部或底部上制作一些互连。在一个示例中,可以将专用集成电路安装到基板20,以便至少部分地界定管芯封装。在另一示例中,可以将硅光子芯片(siloconphotonics ship)安装在基板上,以便与基板20光连通。在另一示例中,可以将收发器安装到玻璃基板上,以便与导电材料电连通。
应当理解的是,在附图中所示的实施例的说明和讨论仅仅是出于示例性的目的,并且不应当被解释为限制本公开。本领域的技术人员将理解的是,本公开考虑了各种实施例。另外,应当理解的是,以上结合上述实施例描述的概念可以单独使用,也可以与上述任何其他实施例结合使用。应当进一步理解的是,除非另外指出,否则以上关于一个示出的实施例描述的各种替代实施例可以应用于本文描述的所有实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电部件,包括:
基板和孔,所述基板界定第一表面和与第一表面相对的第二表面,所述孔从所述第一表面向所述第二表面延伸;以及
导电填充物,所述导电填充物在所述孔中从所述第一表面向所述第二表面延伸从而界定导电过孔,其中所述导电填充物界定从所述第一表面向所述第二表面的导电路径。
2.根据权利要求1所述的电部件,其中所述基板是玻璃基板。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述金属包括烧结的颗粒。
4.根据权利要求3所述的电部件,其中大多数颗粒被基本上非致密化烧结。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的电部件,其中所述填充物界定分别相对于所述第一表面和所述第二表面延伸出的凸块。
6.根据权利要求5所述的电部件,其中所述凸块基本上是平的并且与所述第一表面和所述第二表面分别平行。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的电部件,其中所述孔沿中心轴从第一表面向第二表面延伸,并且所述凸块沿垂直于中心轴的方向分别沿所述第一表面和所述第二表面延伸。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电部件,其中所述凸块不由设置在干式抗蚀剂中的颗粒界定,所述干式抗蚀剂将所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的电部件,其中通过挤压导电颗粒的过量填充物来界定所述凸块。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的电部件,其中在由压力差、离心力和静电力中的一者所界定的力的作用下,促使所述颗粒进入所述孔中。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的电部件,其中在烧结之前,所述烧结颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
12.根据权利要求11所述的电部件,其中所述烧结颗粒界定多个第一颗粒,所述多个第一颗粒具有所述平均粒度,并且所述烧结颗粒界定多个第二颗粒,所述多个第二颗粒具有约0.01微米和约1微米之间的平均粒度。
13.根据权利要求12所述的电部件,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒分别向所述基板的所述第一表面和所述第二表面延伸。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分接触所述基板。
15.根据权利要求14所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分在所述基板的内表面处接触所述基板,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸并且至少部分地界定所述孔。
16.根据权利要求14至15中任一项所述的电部件,其中所述填充物在所述第一表面和所述第二表面之一或两者处接触所述基板。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括银。
18.根据权利要求17所述的电部件,其中所述填充物包括银合金。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括铜。
20.根据权利要求19所述的电部件,其中所述填充物包括铜合金。
21.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中孔的横截面尺寸在10微米至25微米的范围内。
22.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中过孔的气密性小于10-7。
23.根据权利要求22所述的电部件,其中所述气密性小于10-8。
24.根据权利要求23所述的电部件,其中所述气密性小于10-9。
25.根据权利要求24所述的电部件,其中所述气密性小于10-10。
26.根据权利要求25所述的电部件,其中所述气密性小于10-11。
27.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物包括沿所述过孔相互间隔开的高度压实粉末的区域。
28.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
执行至少一个填充步骤,所述至少一个填充步骤促使多个第一导电颗粒进入孔中;
执行最终填充步骤,所述最终填充步骤促使多个第二导电颗粒进入所述孔中从所述第一导电颗粒向所述第一表面和所述第二表面中的每一者;以及
烧结所述第一导电颗粒和所述第二导电颗粒,以建立经过所述孔从所述第一表面到所述第二表面的导电路径。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述最终填充步骤使所述第二导电颗粒进一步延伸超过所述第一表面和所述第二表面中的每一者。
30.根据权利要求29所述的方法,还包括将所述第二导电颗粒压靠所述第一表面和所述第二表面中每一者的步骤。
31.根据权利要求30所述的方法,其中所述挤压步骤包括将所述第二导电颗粒抵靠所述第一表面和所述第二表面中的每一者硬挤压。
32.根据权利要求30至31中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在室温下执行。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
34.根据权利要求30至32中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
35.根据权利要求28至34中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得所述第一导电颗粒和所述第二导电颗粒中的大部分基本上被非致密化烧结。
36.根据权利要求28至35中任一项所述的方法,其中所述第一颗粒和所述第二颗粒具有相同的平均粒度。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述平均粒度在约1微米和约10微米之间。
38.根据权利要求28至35中任一项所述的方法,其中所述第一颗粒具有第一平均粒度,并且所述第二颗粒具有第二平均粒度,并且所述第一平均粒度大于所述第二平均粒度。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述第一平均粒度在约1微米和约10微米之间,并且所述第二平均粒度在约0.01微米和约1微米之间。
40.根据权利要求28至39中任一项所述的方法,其中所述至少一个填充步骤包括促使第一悬浮液进入所述孔中,所述第一悬浮液包括第一液体介质和悬浮在所述第一液体介质中的所述第一导电颗粒,以及随后从所述孔排出所述第一液体介质。
41.根据权利要求40所述的方法,其中所述最终填充步骤包括促使第二悬浮液进入所述孔中,所述第二悬浮液包括第二液体介质和悬浮在所述第二液体介质中的所述第二导电颗粒,以及随后从所述孔排出所述第二液体介质。
42.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在压力差的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
43.根据权利要求42所述的方法,其中所述压力差是由真空产生的。
44.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在离心力的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述第一填充步骤是无刷的。
46.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在静电力的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
47.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在压力差的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述压力差是由真空产生的。
49.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在离心力的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
50.根据权利要求49所述的方法,其中所述第二填充步骤是无刷的。
51.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在静电力的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
52.根据权利要求28至51中任一项所述的方法,其中包括所述第一颗粒和所述第二颗粒的导电填充物接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
53.根据权利要求52所述的方法,其中在所述烧结步骤之后所述第一颗粒接触所述内表面。
54.根据权利要求52至53中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后所述第二颗粒接触所述内表面。
55.根据权利要求28至54所述的方法,其中包括所述第一颗粒和所述第二颗粒的导电填充物接触所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
56.根据权利要求55所述的方法,其中所述第二颗粒接触所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
57.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
在第一填充步骤期间,在压力差的作用下将悬浮液抽吸到所述孔中,其中所述悬浮液包括液体介质和悬浮在所述液体介质中的多个导电颗粒;
从所述孔中排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒,
其中至少一些所述烧结颗粒接触所述基板。
58.根据权利要求57所述的方法,其中所述颗粒包括银。
59.根据权利要求57至58中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所述烧结颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
61.根据权利要求57至60中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所述烧结颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
62.根据权利要求57至61中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空创建所述压力差。
63.根据权利要求57至58中任一项所述的方法,还包括在所述抽吸步骤之前将所述悬浮液施加在所述基板的所述第一表面上的步骤。
64.根据权利要求63所述的方法,其中所述抽吸步骤将所述悬浮液从围绕所述孔的所述第一表面处的影响区抽吸到所述孔中。
65.根据权利要求62所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的悬浮液从偏离所述影响区的第一位置引入所述影响区的步骤。
66.根据权利要求57至65中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
67.根据权利要求66所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板以使得所述第二表面暴露,将所述悬浮液施加到所述第二表面,并且在第二填充步骤期间,沿从所述第二表面朝向所述第一表面的方向将所述悬浮液抽吸到所述孔中,并且从施加到所述第二表面的悬浮液中排出所述液体介质。
68.根据权利要求67所述的方法,其中所述第二填充步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔向所述第二表面延伸。
69.根据权利要求67至68中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
70.根据权利要求69所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头接触所述第一表面,所述第二模头接触所述第二表面。
71.根据权利要求70所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
72.根据权利要求70所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
73.根据权利要求57至72中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
74.根据权利要求57至73中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
75.根据权利要求57至73中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
76.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
将液体介质中的导电颗粒的悬浮液施加到所述基板的所述第一表面;
将所施加的悬浮液的一部分从围绕所述孔的影响区抽吸到所述孔中;
从所述孔排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒,
其中至少一些所烧结的颗粒接触所述基板。
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述颗粒包括银。
78.根据权利要求76至77中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
79.根据权利要求76至78中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
80.根据权利要求76至79中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
81.根据权利要求76至80中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空创建所述压力差。
82.根据权利要求81的方法,还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述过滤介质允许所述液体介质经其流过,同时防止所述颗粒穿过。
83.根据权利要求82所述的方法,其中放置的步骤还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置,所述玻璃料支承件允许所述液体介质经其流过。
84.根据权利要求76至83中任一项所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
85.根据权利要求76至84中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
86.根据权利要求85所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
87.根据权利要求76至86中任一项所述的方法,其中所述影响区是圆形的。
88.根据权利要求76至87中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面的影响区抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面的影响区抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
89.根据权利要求88所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒延伸到所述第二表面。
90.根据权利要求88至89中任一项所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
91.根据权利要求90所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
92.根据权利要求91所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
93.根据权利要求91所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
94.根据权利要求91至93中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
95.根据权利要求76至93中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分颗粒被基本上非致密化烧结。
96.根据权利要求76至95中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
97.根据权利要求96所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
98.根据权利要求76至97中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
99.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将导电颗粒的悬浮液施加到所述第一表面,所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的所述颗粒;
在真空力的作用下将一部分所施加的悬浮液抽吸到所述孔中;
从所述孔中排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒以界定导电过孔,
其中所述导电过孔被配置为沿其全部长度传导RF信号,所述RF信号在20GHz的工作频率插入损耗不超过约-0.15分贝。
100.根据权利要求99所述的方法,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-1分贝。
101.根据权利要求100所述的电部件,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.5分贝。
102.根据权利要求101所述的电部件,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.3分贝。
103.根据权利要求102所述的电部件,其中在最高至40GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.1分贝。
104.根据权利要求99至103中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
105.根据权利要求99至104中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
106.根据权利要求99至105中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
107.根据权利要求99至106中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
108.根据权利要求99至107中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空产生所述压力差。
109.根据权利要求99至108中任一项所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
110.根据权利要求99至109中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
111.根据权利要求110所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
112.根据权利要求99至111中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面的影响区抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面的影响区抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
113.根据权利要求112所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的所述颗粒延伸到所述第二表面。
114.根据权利要求112至113中任一项所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
115.根据权利要求114所述的方法,其中还包括将所述颗粒分别抵靠在所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
116.根据权利要求115所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
117.根据权利要求115所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
118.根据权利要求115至117中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
119.根据权利要求99至118中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
120.根据权利要求99至119中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
121.根据权利要求120所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
122.根据权利要求99至109中任一项所述的方法,其中所述悬浮液是第一悬浮液,并且所述颗粒是具有第一平均粒度的第一颗粒,并且所述方法还包括将第二悬浮液抽吸到所述孔中,所述第二悬浮液具有悬浮在所述液体介质中的第二颗粒,其中所述第二悬浮液具有第二平均粒度。
123.根据权利要求122所述的方法,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒向所述第一表面和所述第二表面之一或两者延伸。
124.根据权利要求123所述的方法,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒向超过所述第一表面和所述第二表面之一或两者的位置延伸。
125.根据权利要求122至124中任一项所述的方法,其中所述第一平均粒度等于所述第二平均粒度。
126.根据权利要求122至124中任一项所述的方法,其中所述第一平均粒度大于所述第二平均粒度。
127.根据权利要求99至126中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
128.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将所述玻璃基板的所述第二表面抵靠过滤介质放置;
将液体介质中的导电颗粒悬浮液施加到所述基板的所述第一表面;
在真空力的作用下,将一部分所施加的悬浮液从所述第一表面抽吸到所述孔中;
从所述孔并经过所述过滤介质排出所抽吸的悬浮液中的液体介质,其中所述过滤介质防止所述颗粒经其穿过;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒。
129.根据权利要求128所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质经其流过。
130.根据权利要求128至129中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括将真空腔室抽吸至真空,所述真空腔室与所述玻璃基板流体连通。
131.根据权利要求130所述的方法,其中所述排出步骤包括将所述液体介质排出到所述真空腔室中。
132.根据权利要求131所述的方法,还包括从所述真空腔室排掉所排出的液体介质,并将一定量的颗粒添加到所排掉的液体介质中,以产生另一悬浮液,所述另一悬浮液将被抵靠另一玻璃基板放置。
133.根据权利要求128至132中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
134.根据权利要求133所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
135.根据权利要求128至134中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
136.根据权利要求128至135中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
137.根据权利要求128至136中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
138.根据权利要求137所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
139.根据权利要求128至138中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
140.根据权利要求139所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面,并且所述烧结步骤进一步烧结从所述孔延伸超过所述第一表面的颗粒。
141.根据权利要求128至140中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
142.根据权利要求141所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使得所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面,并且所述烧结步骤烧结从所述孔延伸超过所述第二表面的颗粒。
143.根据权利要求142所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
144.根据权利要求143所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
145.根据权利要求143所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
146.根据权利要求143至145中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
147.根据权利要求128至146中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
148.根据权利要求128至146中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
149.根据权利要求148所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
150.根据权利要求128至149中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,在真空下将所述孔中所述颗粒等静挤压的步骤。
151.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将悬浮液施加到所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个导电颗粒;
致使所述悬浮液从所述第一表面流入所述孔中,而不会对所述第一表面沉积金、钛或干膜抗蚀剂,从而使所述孔延伸超过所述第一表面。
从所述孔排出所致使的液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒。
152.根据权利要求151所述的方法,还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述排出步骤包括促使所致使的悬浮液的液体介质经过所述过滤介质,同时防止所致使的悬浮液的所述颗粒穿过所述过滤介质。
153.根据权利要求152所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质流经所述玻璃料支承件。
154.根据权利要求151至153中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括通过所述孔抽真空。
155.根据权利要求151至154中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
156.根据权利要求155所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
157.根据权利要求151至156中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
158.根据权利要求151至156中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
159.根据权利要求151至158中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
160.根据权利要求159所述的方法,其中还包括使所述基板倾斜以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
161.根据权利要求151所述的方法,其中所述致使步骤包括将离心力施加到所施加的悬浮液。
162.根据权利要求161所述的方法,其中所述致使步骤是无刷的。
163.根据权利要求151所述的方法,其中所述致使步骤包括将静电力施加到所施加的悬浮液。
164.根据权利要求151至163中任一项所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
165.根据权利要求164所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
166.根据权利要求151至165中任一项所述的方法,其中所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面,并且所述方法还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以便界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
167.根据权利要求166所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
168.根据权利要求166所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
169.根据权利要求166至168中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
170.根据权利要求151至169中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
171.根据权利要求151至170中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
172.根据权利要求171所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
173.根据权利要求151至172中任一项所述的方法,还包括在烧结步骤之前在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
174.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将悬浮液施加到所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个颗粒;
致使所述悬浮液从所述第一表面流到所述孔中;
从所述孔排出所致使的液体介质;以及
在所述排出步骤之后,烧结所述孔中的颗粒,其中所述烧结步骤包括执行初始阶段烧结和最终阶段烧结,同时限制中间阶段烧结,以便基本上非致密化烧结所述孔中的大部分颗粒。
175.根据权利要求174所述的方法,其中还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述排出步骤包括促使所致使的悬浮液的液体介质经过所述过滤介质,同时防止所致使的悬浮液的颗粒经所述过滤介质穿过。
176.根据权利要求175所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质流经所述玻璃料支承件。
177.根据权利要求174至176中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
178.根据权利要求177所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
179.根据权利要求174至178中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
180.根据权利要求174至179中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
181.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括通过所述孔抽真空。
182.根据权利要求181所述的方法,其中所述致使步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
183.根据权利要求182所述的方法,其中还包括使所述基板倾斜以使一定量的悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
184.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中致使步骤包括将离心力施加到所施加的悬浮液。
185.根据权利要求184所述的方法,其中所述第二填充步骤是无刷的。
186.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括将静电力施加到所施加的悬浮液。
187.根据权利要求174至186中任一项所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
188.根据权利要求187所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
189.根据权利要求174至188中任一项所述的方法,其中所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面,并且所述方法还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以便界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
190.根据权利要求189所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
191.根据权利要求189所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
192.根据权利要求189至191中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
193.根据权利要求189至192中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤。
194.根据权利要求174至193中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
195.根据权利要求194所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
196.根据权利要求174至195中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,在真空下将所述孔中所述颗粒等静挤压的步骤。
197.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将玻璃基板放置在离心机的离心筐中;
将悬浮液施加到所述离心筐中的所述玻璃基板的所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个导电颗粒,所述颗粒的比重大于所述液体介质的比重;
围绕中心轴旋转离心筐,从而产生离心力促使颗粒从所述悬浮液进入所述孔中,同时从所述孔移出液体;
停止所述旋转步骤;以及
干燥所述孔中的所述液体介质。
198.根据权利要求197所述的方法,其中所述离心力将所述金属颗粒压实在一起。
199.根据权利要求197至198中任一项所述的方法,还包括在所述干燥步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒的步骤。
200.根据权利要求197至199中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
201.根据权利要求200所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
202.根据权利要求197至201中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
203.根据权利要求197至202中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
204.根据权利要求197至203中任一项所述的方法,其中所述旋转步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面,并且所述烧结步骤还烧结从所述孔延伸超过所述第一表面的颗粒。
205.根据权利要求204所述的方法,其中在完成所述旋转之后,所述颗粒进一步从所述孔延伸超过所述第二表面,并且所述烧结步骤烧结从所述孔延伸超过所述第二表面的颗粒。
206.根据权利要求197至205中任一项所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
207.根据权利要求206所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
208.根据权利要求206所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
209.根据权利要求206至208中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
210.根据权利要求197至209中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
211.根据权利要求197至210中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
212.根据权利要求211所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
213.根据权利要求197至212中任一项所述的方法,还包括在烧结步骤之前在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
214.根据权利要求197至213中任一项所述的方法,其中所述方法是无刷的。
215.根据权利要求197至213中任一项所述的方法,其中所述孔是通孔。
216.一种调节烧结期间基板的孔中多个颗粒的致密度的方法,所述方法包括步骤:
用具有大块纳米结构的导电粉末来填充所述孔,所述导电粉末具有颗粒,所述颗粒各自包括纳米晶粒压实阵列;
在约100℃至约400℃的温度范围内,烧结所述孔中的所述颗粒约15分钟至约4小时的持续时间,从而界定导电过孔;以及
在所述填充步骤之前,确定平均晶粒和模态分布中的至少一者,以便继而确定在所述烧结步骤期间的致密度的量。
217.根据权利要求216所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,所述颗粒是基本上非致密化的。
218.根据权利要求216至217中任一项所述的方法,其中所述温度范围从约300℃至约350℃。
219.根据权利要求216至218中任一项所述的方法,其中所述温度范围为约325℃。
220.根据权利要求216至219中任一项所述的方法,其中所述持续时间在从约30分钟至约2小时的范围内。
221.根据权利要求216至220中任一项所述的方法,其中所述持续时间为约1小时。
222.根据权利要求216至221中任一项所述的方法,包括重复所述填充步骤。
223.根据权利要求216至222中任一项所述的方法,其中所述填充步骤包括用在液体介质中的所述颗粒的悬浮液来填充所述孔,并且从所述孔排出所述液体介质。
224.根据权利要求216至223中任一项所述的方法,其中所述填充步骤包括在真空力、离心力和静电力中至少一者的作用下用所述大块纳米结构粉末填充所述孔。
225.根据权利要求216至224中任一项所述的方法,其中相比较大的平均尺寸,较小的平均尺寸产生的致密化较少。
226.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的单峰分布,所述颗粒的双峰分布产生的致密化更少。
227.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的双峰分布,所述颗粒的三峰分布在烧结步骤期间产生的致密化更少。
228.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的单峰分布,所述颗粒的三峰分布在烧结步骤期间产生的致密化更少。
229.根据权利要求216至228中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括金属。
230.根据权利要求216至229中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括银。
231.根据权利要求216至230中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括银合金。
232.根据权利要求216至231中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤在所述过孔内产生连续的金属网状填充物,所述过孔从所述基板的第一表面向与所述基板的相对的第二表面延伸,所述连续的金属网状填充物在所述过孔中的一个或多个乃至全部位置、在所述第一表面,以及在所述第二表面接触所述基板。
233.根据权利要求232所述的方法,其中所述连续的金属网状填充物从所述过孔向外延伸到所述第一表面和所述第二表面之一或两者上。
234.根据权利要求216至233中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
235.根据权利要求234所述的方法,还包括分别在所述填充步骤的多个顺序的迭代之间的多个阶段等静压挤压颗粒的步骤。
236.根据权利要求216至235中任一项所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
237.根据权利要求216至336中任一项所述的方法,其中所述颗粒各自包括至少一千个纳米晶粒。
238.根据权利要求237所述的方法,其中所述颗粒各自包括至少一百万个纳米晶粒。
239.一种金属化孔的方法,所述孔在基板中从第一表面向相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
在压力差、离心力和静电力之一的作用下,将第一最终填充物引入到基板的第一侧的所述孔中,以使得所述第一最终填充物从所述第二表面朝向所述第一表面延伸,其中所述基板的第一侧界定所述第一表面;
在气压力、离心力和静电力之一的作用下,将大块填充物引入到所述基板的第一侧的所述孔中,以使得所述大块填充物从所述第一最终填充物朝向所述第一表面延伸;以及
在气压力、离心力和静电力之一的作用下,将第二最终填充物引入到所述基板的第一侧的所述孔中,以使得所述第二最终填充物从所述大块填充物延伸到所述第一表面。
240.根据权利要求239所述的方法,其中所述引入步骤包括将所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物作为悬浮在液体介质中的相应的颗粒而引入,并排出所述液体介质。
241.根据权利要求240所述的方法,还包括对所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物中至少之一的所述颗粒等静挤压的步骤。
242.根据权利要求240至241中任一项所述的方法,还包括在所述最终引入步骤之后烧结所述颗粒的步骤。
243.根据权利要求240至242中任一项所述的方法,其中第一最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第二表面上,并且所述第二最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第一表面上。
244.根据权利要求243所述的方法,还包括将所述第一填充物和最终填充物的颗粒分别抵靠所述第二表面和所述第一表面硬挤压以界定模头的步骤。
245.根据权利要求240至244中任一项所述的方法,其中所述第一最终填充物和所述第二最终填充物的颗粒小于所述大块填充物的颗粒。
246.根据权利要求239至245中任一项所述的方法,其中所述第一最终填充物包括双峰分布颗粒。
247.根据权利要求246所述的方法,其中所述双峰分布包括具有第一平均粒度的多个第一颗粒和具有第二平均粒度的多个第二颗粒。
248.根据权利要求247所述的方法,其中所述第一平均粒度在约1微米至约10微米的范围内。
249.根据权利要求248所述的方法,其中所述第一平均粒度为约1.2微米。
250.根据权利要求248所述的方法,其中所述第一平均粒度在约2微米至约4微米的范围内。
251.根据权利要求250所述的方法,其中所述第一平均粒度在约2.5微米至约3.5微米的范围内。
252.根据权利要求248至251中任一项所述的方法,其中所述第二平均粒度在约0.1微米至约2.5微米的范围内。
253.根据权利要求252所述的方法,其中所述第二平均粒度在约.25微米至约1微米的范围内。
254.根据权利要求248至251中任一项所述的方法,其中所述第一平均粒度和所述第二平均粒度界定的比率在约4:1至约10:1的范围内。
255.根据权利要求254所述的方法,其中所述比率为约7:1。
256.一种金属化孔的方法,所述孔在基板中从第一表面向相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
在离心力的作用下将第一最终填充物引入所述基板的第一侧处的所述孔中,以使得所述第一最终填充物从所述第二表面朝向所述第一表面延伸,其中所述基板的所述第一侧界定所述第一表面;
在离心力的作用下将大块填充物引入所述基板的第一侧处的所述孔中,以使得所述大块填充物从所述第一最终填充物朝向所述第一表面延伸;以及
在离心力的作用下将第二最终填充物引入所述基板的第一侧处的所述孔中,以使得所述第二最终填充物从所述大块填充物延伸到所述第一表面。
257.根据权利要求256所述的方法,其中所述引入步骤包括将所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物作为悬浮在液体介质中的相应的颗粒而引入,并排出所述液体介质。
258.根据权利要求257所述的方法,还包括对所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物中的至少一者等静挤压颗粒的步骤。
259.根据权利要求257至258中任一项所述的方法,还包括在所述最终引入步骤之后烧结所述颗粒的步骤。
260.根据权利要求257至259中任一项所述的方法,其中第一最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第二表面上,并且所述第二最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第一表面上。
261.根据权利要求260所述的方法,还包括分别将第一和最终填充物的颗粒抵靠所述第二表面和所述第一表面硬挤压以界定模头的步骤。
262.根据权利要求257至261中任一项所述的方法,其中所述第一最终填充物和所述第二最终填充物的颗粒小于所述大块填充物的颗粒。
263.一种电部件,包括:
基板和孔,所述基板界定第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,所述孔从所述第一表面向所述第二表面延伸;以及
导电填充物,所述导电填充物在所述孔中从所述第一表面向所述第二表面延伸以界定导电过孔,其中所述导电填充物界定从所述第一表面到所述第二表面的导电路径,其中所述导电填充物包括1)在所述孔中的大块填充物,以及2)在所述孔中的最终填充物,所述最终填充物从所述大块填充物延伸到所述第一表面和所述第二表面中的每一者,
其中所述最终填充物的平均粒度小于所述大块填充物的平均粒度,并且大部分所述导电填充物被基本上非致密化烧结。
264.根据权利要求263所述的电部件,其中所述基板是玻璃基板。
265.根据权利要求263至264中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物包括烧结的金属颗粒。
266.根据权利要求264和265中任一项所述的电部件,其中所述填充物界定分别相对于所述第一表面和所述第二表面延伸出来的凸块。
267.根据权利要求266所述的电部件,其中所述凸块是基本上是平的并且分别与所述第一表面和所述第二表面平行。
268.根据权利要求266至267中任一项所述的电部件,其中所述孔沿中心轴从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且所述凸块沿垂直于中心轴的方向分别沿所述第一表面和所述第二表面延伸。
269.根据权利要求266至268中任一项所述的电部件,其中所述凸块不是由设置在干式抗蚀剂中的的颗粒界定的,所述干式抗蚀剂使所述过孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面。
270.根据权利要求266至269中任一项所述的电部件,其中所述凸块由被挤压的导电颗粒的过量填充物界定。
271.根据权利要求263至270中任一项所述的电部件,其中所述大块填充物的所述颗粒在烧结之前具有约1微米和约10微米之间的平均粒度。
272.根据权利要求263至271中任一项所述的电部件,其中所述最终填充物的所述颗粒具有在约0.01微米和约1微米之间的平均粒度。
273.根据权利要求263至272中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分接触所述基板。
274.根据权利要求273所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分在所述基板的内表面处接触所述基板,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并至少部分地界定所述孔。
275.根据权利要求273至274中任一项所述的电部件,其中所述填充物在所述第一表面和所述第二表面之一或两者处接触所述基板。
276.根据权利要求263至275中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括银。
277.根据权利要求276所述的电部件,其中所述填充物包括银合金。
278.根据权利要求263至275中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括铜。
279.根据权利要求278所述的电部件,其中所述填充物包括铜合金。
280.根据权利要求263至279中任一项所述的电部件,其中所述孔的横截面尺寸在10微米至25微米的范围内。
281.根据权利要求263至280中任一项所述的电部件,其中所述过孔的气密性小于10-7。
282.根据权利要求281所述的电部件,其中所述气密性小于10-8。
283.根据权利要求282所述的电部件,其中所述气密性小于10-9。
284.根据权利要求283所述的电部件,其中所述气密性小于10-10。
285.根据权利要求284所述的电部件,其中所述气密性小于10-11。
286.根据权利要求263至285中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物包括沿所述过孔相互间隔开的高度压实粉末的区域。
Claims (245)
1.一种电部件,包括:
基板和导电过孔,所述基板界定第一表面和与第一表面相对的第二表面,所述导电过孔从所述第一表面向所述第二表面延伸;以及
导电填充物,所述导电填充物在所述孔中从所述第一表面向所述第二表面延伸,其中所述导电填充物界定从所述第一表面向所述第二表面的导电路径。
2.根据权利要求1所述的电部件,其中所述基板是玻璃基板。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述金属包括烧结的颗粒。
4.根据权利要求3所述的电部件,其中大多数颗粒被基本上非致密化烧结。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的电部件,其中所述填充物界定分别相对于所述第一表面和所述第二表面延伸出的凸块。
6.根据权利要求5所述的电部件,其中所述凸块基本上是平的并且与所述第一表面和所述第二表面分别平行。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的电部件,其中所述孔沿中心轴从第一表面向第二表面延伸,并且所述凸块沿垂直于中心轴的方向分别沿所述第一表面和所述第二表面延伸。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电部件,其中所述凸块不由设置在干式抗蚀剂中的颗粒界定,所述干式抗蚀剂将所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的电部件,其中通过挤压导电颗粒的过量填充物来界定所述凸块。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的电部件,其中在由压力差、离心力和静电力中的一者所界定的力的作用下,促使所述颗粒进入所述孔中。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的电部件,其中在烧结之前,所述烧结颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
12.根据权利要求11所述的电部件,其中所述烧结颗粒界定多个第一颗粒,所述多个第一颗粒具有所述平均粒度,并且所述烧结颗粒界定多个第二颗粒,所述多个第二颗粒具有约0.01微米和约1微米之间的平均粒度。
13.根据权利要求12所述的电部件,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒分别向所述基板的所述第一表面和所述第二表面延伸。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分接触所述基板。
15.根据权利要求14所述的电部件,其中所述导电填充物的至少一部分在所述基板的内表面处接触所述基板,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸并且至少部分地界定所述孔。
16.根据权利要求14至15中任一项所述的电部件,其中所述填充物在所述第一表面和所述第二表面之一或两者处接触所述基板。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括银。
18.根据权利要求17所述的电部件,其中所述填充物包括银合金。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的电部件,其中所述填充物包括铜。
20.根据权利要求19所述的电部件,其中所述填充物包括铜合金。
21.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述孔的横截面尺寸在10微米至25微米的范围内。
22.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述孔的气密性小于10-7。
23.根据权利要求22所述的电部件,其中所述气密性小于10-8。
24.根据权利要求23所述的电部件,其中所述气密性小于10-9。
25.根据权利要求24所述的电部件,其中所述气密性小于10-10。
26.根据权利要求25所述的电部件,其中所述气密性小于10-11。
27.根据前述权利要求中任一项所述的电部件,其中所述导电填充物包括沿所述过孔相互间隔开的高度压实粉末的区域。
28.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
执行至少一个填充步骤,所述至少一个填充步骤促使多个第一导电颗粒进入孔中;
执行最终填充步骤,所述最终填充步骤促使多个第二导电颗粒进入所述孔中从所述第一导电颗粒向所述第一表面和所述第二表面中的每一者;以及
烧结所述第一导电颗粒和所述第二导电颗粒,以建立经过所述孔从所述第一表面到所述第二表面的导电路径。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述最终填充步骤使所述第二导电颗粒进一步延伸超过所述第一表面和所述第二表面中的每一者。
30.根据权利要求29所述的方法,还包括将所述第二导电颗粒压靠所述第一表面和所述第二表面中每一者的步骤。
31.根据权利要求30所述的方法,其中所述挤压步骤包括将所述第二导电颗粒抵靠所述第一表面和所述第二表面中的每一者硬挤压。
32.根据权利要求30至31中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在室温下执行。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
34.根据权利要求30至32中任一项所述的方法,其中所述挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
35.根据权利要求28至34中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得所述第一导电颗粒和所述第二导电颗粒中的大部分基本上被非致密化烧结。
36.根据权利要求28至35中任一项所述的方法,其中所述第一颗粒和所述第二颗粒具有相同的平均粒度。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述平均粒度在约1微米和约10微米之间。
38.根据权利要求28至35中任一项所述的方法,其中所述第一颗粒具有第一平均粒度,并且所述第二颗粒具有第二平均粒度,并且所述第一平均粒度大于所述第二平均粒度。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述第一平均粒度在约1微米和约10微米之间,并且所述第二平均粒度在约0.01微米和约1微米之间。
40.根据权利要求28至39中任一项所述的方法,其中所述至少一个填充步骤包括促使第一悬浮液进入所述孔中,所述第一悬浮液包括第一液体介质和悬浮在所述第一液体介质中的所述第一导电颗粒,以及随后从所述孔排出所述第一液体介质。
41.根据权利要求40所述的方法,其中所述最终填充步骤包括促使第二悬浮液进入所述孔中,所述第二悬浮液包括第二液体介质和悬浮在所述第二液体介质中的所述第二导电颗粒,以及随后从所述孔排出所述第二液体介质。
42.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在压力差的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
43.根据权利要求42所述的方法,其中所述压力差是由真空产生的。
44.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在离心力的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述第一填充步骤是无刷的。
46.根据权利要求28至41中任一项所述的方法,其中所述第一填充步骤包括在静电力的作用下促使所述第一颗粒进入所述孔中。
47.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在压力差的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述压力差是由真空产生的。
49.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在离心力的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
50.根据权利要求49所述的方法,其中所述第二填充步骤是无刷的。
51.根据权利要求28至46中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤包括在静电力的作用下促使所述第二颗粒进入所述孔中。
52.根据权利要求28至51中任一项所述的方法,其中包括所述第一颗粒和所述第二颗粒的导电填充物接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
53.根据权利要求52所述的方法,其中在所述烧结步骤之后所述第一颗粒接触所述内表面。
54.根据权利要求52至53中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后所述第二颗粒接触所述内表面。
55.根据权利要求28至54所述的方法,其中包括所述第一颗粒和所述第二颗粒的导电填充物接触所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
56.根据权利要求55所述的方法,其中所述第二颗粒接触所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
57.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
在第一填充步骤期间,在压力差的作用下将悬浮液抽吸到所述孔中,其中所述悬浮液包括液体介质和悬浮在所述液体介质中的多个导电颗粒;
从所述孔中排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒,
其中至少一些所述烧结颗粒接触所述基板。
58.根据权利要求57所述的方法,其中所述颗粒包括银。
59.根据权利要求57至58中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所述烧结颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
61.根据权利要求57至60中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所述烧结颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
62.根据权利要求57至61中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空创建所述压力差。
63.根据权利要求57至58中任一项所述的方法,还包括在所述抽吸步骤之前将所述悬浮液施加在所述基板的所述第一表面上的步骤。
64.根据权利要求63所述的方法,其中所述抽吸步骤将所述悬浮液从围绕所述孔的所述第一表面处的影响区抽吸到所述孔中。
65.根据权利要求62所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的悬浮液从偏离所述影响区的第一位置引入所述影响区的步骤。
66.根据权利要求57至65中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
67.根据权利要求66所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板以使得所述第二表面暴露,将所述悬浮液施加到所述第二表面,并且在第二填充步骤期间,沿从所述第二表面朝向所述第一表面的方向将所述悬浮液抽吸到所述孔中,并且从施加到所述第二表面的悬浮液中排出所述液体介质。
68.根据权利要求67所述的方法,其中所述第二填充步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔向所述第二表面延伸。
69.根据权利要求67至68中任一项所述的方法,其中所述第二填充步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
70.根据权利要求69所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头接触所述第一表面,所述第二模头接触所述第二表面。
71.根据权利要求70所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
72.根据权利要求70所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
73.根据权利要求57至72中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
74.根据权利要求57至73中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
75.根据权利要求57至73中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
76.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括以下步骤:
将液体介质中的导电颗粒的悬浮液施加到所述基板的所述第一表面;
将所施加的悬浮液的一部分从围绕所述孔的影响区抽吸到所述孔中;
从所述孔排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒,
其中至少一些所烧结的颗粒接触所述基板。
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述颗粒包括银。
78.根据权利要求76至77中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
79.根据权利要求76至78中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面向所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
80.根据权利要求76至79中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
81.根据权利要求76至80中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空创建所述压力差。
82.根据权利要求81的方法,还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述过滤介质允许所述液体介质经其流过,同时防止所述颗粒穿过。
83.根据权利要求82所述的方法,其中放置的步骤还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置,所述玻璃料支承件允许所述液体介质经其流过。
84.根据权利要求76至83中任一项所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
85.根据权利要求76至84中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
86.根据权利要求85所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
87.根据权利要求76至86中任一项所述的方法,其中所述影响区是圆形的。
88.根据权利要求76至87中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面的影响区抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面的影响区抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
89.根据权利要求88所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒延伸到所述第二表面。
90.根据权利要求88至89中任一项所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
91.根据权利要求90所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
92.根据权利要求91所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
93.根据权利要求91所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
94.根据权利要求91至93中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
95.根据权利要求76至93中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分颗粒被基本上非致密化烧结。
96.根据权利要求76至95中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
97.根据权利要求96所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
98.根据权利要求76至97中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
99.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将导电颗粒的悬浮液施加到所述第一表面,所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的所述颗粒;
在真空力的作用下将一部分所施加的悬浮液抽吸到所述孔中;
从所述孔中排出所抽吸的悬浮液的所述液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒以界定导电过孔,
其中所述导电过孔被配置为沿其全部长度传导RF信号,所述RF信号在20GHz的工作频率插入损耗不超过约-0.15分贝。
100.根据权利要求99所述的方法,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-1分贝。
101.根据权利要求100所述的电部件,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.5分贝。
102.根据权利要求101所述的电部件,其中在20GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.3分贝。
103.根据权利要求102所述的电部件,其中在最高至40GHz的工作频率,所述插入损耗不超过-0.1分贝。
104.根据权利要求99至103中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
105.根据权利要求99至104中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
106.根据权利要求99至105中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
107.根据权利要求99至106中任一项所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的所述第一表面和所述第二表面之一或两者。
108.根据权利要求99至107中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括向所述基板施加真空,以使得所述真空产生所述压力差。
109.根据权利要求99至108中任一项所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
110.根据权利要求99至109中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
111.根据权利要求110所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
112.根据权利要求99至111中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面的影响区抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面的影响区抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
113.根据权利要求112所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的所述颗粒延伸到所述第二表面。
114.根据权利要求112至113中任一项所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面。
115.根据权利要求114所述的方法,其中还包括将所述颗粒分别抵靠在所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
116.根据权利要求115所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
117.根据权利要求115所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
118.根据权利要求115至117中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
119.根据权利要求99至118中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
120.根据权利要求99至119中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
121.根据权利要求120所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
122.根据权利要求99至109中任一项所述的方法,其中所述悬浮液是第一悬浮液,并且所述颗粒是具有第一平均粒度的第一颗粒,并且所述方法还包括将第二悬浮液抽吸到所述孔中,所述第二悬浮液具有悬浮在所述液体介质中的第二颗粒,其中所述第二悬浮液具有第二平均粒度。
123.根据权利要求122所述的方法,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒向所述第一表面和所述第二表面之一或两者延伸。
124.根据权利要求123所述的方法,其中所述第二颗粒从所述第一颗粒向超过所述第一表面和所述第二表面之一或两者的位置延伸。
125.根据权利要求122至124中任一项所述的方法,其中所述第一平均粒度等于所述第二平均粒度。
126.根据权利要求122至124中任一项所述的方法,其中所述第一平均粒度大于所述第二平均粒度。
127.根据权利要求99至126中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
128.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将所述玻璃基板的所述第二表面抵靠过滤介质放置;
将液体介质中的导电颗粒悬浮液施加到所述基板的所述第一表面;
在真空力的作用下,将一部分所施加的悬浮液从所述第一表面抽吸到所述孔中;
从所述孔并经过所述过滤介质排出所抽吸的悬浮液中的液体介质,其中所述过滤介质防止所述颗粒经其穿过;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒。
129.根据权利要求128所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质经其流过。
130.根据权利要求128至129中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括将真空腔室抽吸至真空,所述真空腔室与所述玻璃基板流体连通。
131.根据权利要求130所述的方法,其中所述排出步骤包括将所述液体介质排出到所述真空腔室中。
132.根据权利要求131所述的方法,还包括从所述真空腔室排掉所排出的液体介质,并将一定量的颗粒添加到所排掉的液体介质中,以产生另一悬浮液,所述另一悬浮液将被抵靠另一玻璃基板放置。
133.根据权利要求128至132中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
134.根据权利要求133所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
135.根据权利要求128至134中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
136.根据权利要求128至135中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
137.根据权利要求128至136中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
138.根据权利要求137所述的方法,还包括倾斜所述基板以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
139.根据权利要求128至138中任一项所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
140.根据权利要求139所述的方法,其中所述抽吸步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面,并且所述烧结步骤进一步烧结从所述孔延伸超过所述第一表面的颗粒。
141.根据权利要求128至140中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,翻转所述基板,将所述悬浮液施加到所述第二表面,将所述悬浮液从所述第二表面抽吸到所述孔中,并且将从所述第二表面抽吸出的悬浮液中的所述液体介质排出。
142.根据权利要求141所述的方法,其中在所述翻转步骤之后的所述抽吸步骤使得所述悬浮液的颗粒从所述孔延伸超过所述第二表面,并且所述烧结步骤烧结从所述孔延伸超过所述第二表面的颗粒。
143.根据权利要求142所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
144.根据权利要求143所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
145.根据权利要求143所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
146.根据权利要求143至145中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
147.根据权利要求128至146中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
148.根据权利要求128至146中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
149.根据权利要求148所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
150.根据权利要求128至149中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,在真空下将所述孔中所述颗粒等静挤压的步骤。
151.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将悬浮液施加到所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个导电颗粒;
致使所述悬浮液从所述第一表面流入所述孔中,而不会对所述第一表面沉积金、钛或干膜抗蚀剂,从而使所述孔延伸超过所述第一表面。
从所述孔排出所致使的液体介质;以及
在所述排出步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒。
152.根据权利要求151所述的方法,还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述排出步骤包括促使所致使的悬浮液的液体介质经过所述过滤介质,同时防止所致使的悬浮液的所述颗粒穿过所述过滤介质。
153.根据权利要求152所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质流经所述玻璃料支承件。
154.根据权利要求151至153中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括通过所述孔抽真空。
155.根据权利要求151至154中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
156.根据权利要求155所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
157.根据权利要求151至156中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
158.根据权利要求151至156中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
159.根据权利要求151至158中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
160.根据权利要求159所述的方法,其中还包括使所述基板倾斜以使一定量的所述悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
161.根据权利要求151所述的方法,其中所述致使步骤包括将离心力施加到所施加的悬浮液。
162.根据权利要求161所述的方法,其中所述致使步骤是无刷的。
163.根据权利要求151所述的方法,其中所述致使步骤包括将静电力施加到所施加的悬浮液。
164.根据权利要求151至163中任一项所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
165.根据权利要求164所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
166.根据权利要求151至165中任一项所述的方法,其中所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面,并且所述方法还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以便界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
167.根据权利要求166所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
168.根据权利要求166所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
169.根据权利要求166至168中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
170.根据权利要求151至169中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
171.根据权利要求151至170中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
172.根据权利要求171所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
173.根据权利要求151至172中任一项所述的方法,还包括在烧结步骤之前在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
174.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将悬浮液施加到所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个颗粒;
致使所述悬浮液从所述第一表面流到所述孔中;
从所述孔排出所致使的液体介质;以及
在所述排出步骤之后,烧结所述孔中的颗粒,其中所述烧结步骤包括执行初始阶段烧结和最终阶段烧结,同时限制中间阶段烧结,以便基本上非致密化烧结所述孔中的大部分颗粒。
175.根据权利要求174所述的方法,其中还包括将过滤介质抵靠所述第二表面放置的步骤,其中所述排出步骤包括促使所致使的悬浮液的液体介质经过所述过滤介质,同时防止所致使的悬浮液的颗粒经所述过滤介质穿过。
176.根据权利要求175所述的方法,还包括将所述过滤介质抵靠玻璃料支承件放置的步骤,所述玻璃料支承件允许所述液体介质流经所述玻璃料支承件。
177.根据权利要求174至176中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
178.根据权利要求177所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
179.根据权利要求174至178中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
180.根据权利要求174至179中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
181.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括通过所述孔抽真空。
182.根据权利要求181所述的方法,其中所述致使步骤包括从围绕所述孔的影响区抽吸所述悬浮液。
183.根据权利要求182所述的方法,其中还包括使所述基板倾斜以使一定量的悬浮液从偏离所述影响区的第一位置进入所述影响区的步骤。
184.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中致使步骤包括将离心力施加到所施加的悬浮液。
185.根据权利要求184所述的方法,其中所述第二填充步骤是无刷的。
186.根据权利要求174至180中任一项所述的方法,其中所述致使步骤包括将静电力施加到所施加的悬浮液。
187.根据权利要求174至186中任一项所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒延伸到所述第一表面。
188.根据权利要求187所述的方法,其中所述致使步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面。
189.根据权利要求174至188中任一项所述的方法,其中所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面和所述第二表面,并且所述方法还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以便界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
190.根据权利要求189所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
191.根据权利要求189所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
192.根据权利要求189至191中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
193.根据权利要求189至192中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤。
194.根据权利要求174至193中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
195.根据权利要求194所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
196.根据权利要求174至195中任一项所述的方法,还包括在所述烧结步骤之前,在真空下将所述孔中所述颗粒等静挤压的步骤。
197.一种填充孔的方法,所述孔从玻璃基板的第一表面向所述玻璃基板的与所述第一表面相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
将玻璃基板放置在离心机的离心筐中;
将悬浮液施加到所述离心筐中的所述玻璃基板的所述第一表面,其中所述悬浮液包括悬浮在液体介质中的多个导电颗粒,所述颗粒的比重大于所述液体介质的比重;
围绕中心轴旋转离心筐,从而产生离心力促使颗粒从所述悬浮液进入所述孔中,同时从所述孔移出液体;
停止所述旋转步骤;以及
干燥所述孔中的所述液体介质。
198.根据权利要求197所述的方法,其中所述离心力将所述金属颗粒压实在一起。
199.根据权利要求197至198中任一项所述的方法,还包括在所述干燥步骤之后烧结所述孔中的所述颗粒的步骤。
200.根据权利要求197至199中任一项所述的方法,其中至少一部分所烧结的颗粒接触所述基板。
201.根据权利要求200所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,至少一些所烧结的颗粒接触所述基板的内表面,所述内表面从所述第一表面到所述第二表面延伸,并且至少部分地界定所述孔。
202.根据权利要求197至201中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银。
203.根据权利要求197至202中任一项所述的方法,其中所述颗粒包括银合金。
204.根据权利要求197至203中任一项所述的方法,其中所述旋转步骤使所述颗粒从所述孔延伸超过所述第一表面,并且所述烧结步骤还烧结从所述孔延伸超过所述第一表面的颗粒。
205.根据权利要求204所述的方法,其中在完成所述旋转之后,所述颗粒进一步从所述孔延伸超过所述第二表面,并且所述烧结步骤烧结从所述孔延伸超过所述第二表面的颗粒。
206.根据权利要求197至205中任一项所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
207.根据权利要求206所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之前执行。
208.根据权利要求206所述的方法,其中所述硬挤压步骤在所述烧结步骤之后执行。
209.根据权利要求206至208中任一项所述的方法,其中所述硬挤压在室温下发生。
210.根据权利要求197至209中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤是非致密化烧结步骤,以使得大部分所述颗粒被基本上非致密化烧结。
211.根据权利要求197至210中任一项所述的方法,其中大多数所述颗粒的平均粒度在约1微米和约10微米之间。
212.根据权利要求211所述的方法,其中所述平均粒度为约1.2微米。
213.根据权利要求197至212中任一项所述的方法,还包括在烧结步骤之前在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
214.根据权利要求197至213中任一项所述的方法,其中所述方法是无刷的。
215.根据权利要求197至213中任一项所述的方法,其中所述孔是通孔。
216.一种调节烧结期间基板的孔中多个颗粒的致密度的方法,所述方法包括步骤:
用具有大块纳米结构的导电粉末来填充所述孔,所述导电粉末具有颗粒,所述颗粒各自包括纳米晶粒压实阵列;
在约100℃至约400℃的温度范围内,烧结所述孔中的所述颗粒约15分钟至约4小时的持续时间。
在所述填充步骤之前,确定平均晶粒和模态分布中的至少一者,以便继而确定在所述烧结步骤期间的致密度的量。
217.根据权利要求216所述的方法,其中在所述烧结步骤之后,所述颗粒是基本上非致密化的。
218.根据权利要求216至217中任一项所述的方法,其中所述温度范围从约300℃至约350℃。
219.根据权利要求216至218中任一项所述的方法,其中所述温度范围为约325℃。
220.根据权利要求216至219中任一项所述的方法,其中所述持续时间在从约30分钟至约2小时的范围内。
221.根据权利要求216至220中任一项所述的方法,其中所述持续时间为约1小时。
222.根据权利要求216至221中任一项所述的方法,包括重复所述填充步骤。
223.根据权利要求216至222中任一项所述的方法,其中所述填充步骤包括用在液体介质中的所述颗粒的悬浮液来填充所述孔,并且从所述孔排出所述液体介质。
224.根据权利要求216至223中任一项所述的方法,其中所述填充步骤包括在真空力、离心力和静电力中至少一者的作用下用所述大块纳米结构粉末填充所述孔。
225.根据权利要求216至224中任一项所述的方法,其中相比较大的平均尺寸,较小的平均尺寸产生的致密化较少。
226.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的单峰分布,所述颗粒的双峰分布产生的致密化更少。
227.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的双峰分布,所述颗粒的三峰分布在烧结步骤期间产生的致密化更少。
228.根据权利要求216至225中任一项所述的方法,其中相比所述颗粒的单峰分布,所述颗粒的三峰分布在烧结步骤期间产生的致密化更少。
229.根据权利要求216至228中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括金属。
230.根据权利要求216至229中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括银。
231.根据权利要求216至230中任一项所述的方法,其中所述导电颗粒包括银合金。
232.根据权利要求216至231中任一项所述的方法,其中所述烧结步骤在所述过孔内产生连续的金属网状填充物,所述过孔从所述基板的第一表面向与所述基板的相对的第二表面延伸,所述连续的金属网状填充物在所述过孔中的一个或多个乃至全部位置、在所述第一表面,以及在所述第二表面接触所述基板。
233.根据权利要求232所述的方法,其中所述连续的金属网状填充物从所述过孔向外延伸到所述第一表面和所述第二表面之一或两者上。
234.根据权利要求216至233中任一项所述的方法,还包括在真空下将所述孔中的所述颗粒等静挤压的步骤。
235.根据权利要求234所述的方法,还包括分别在所述填充步骤的多个顺序的迭代之间的多个阶段等静压挤压颗粒的步骤。
236.根据权利要求216至235中任一项所述的方法,还包括将所述颗粒分别抵靠所述第一表面和所述第二表面硬挤压以界定第一模头和第二模头的步骤,所述第一模头被抵靠所述第一表面挤压,所述第二模头被抵靠所述第二表面挤压。
237.根据权利要求216至336中任一项所述的方法,其中所述颗粒各自包括至少一千个纳米晶粒。
238.根据权利要求237所述的方法,其中所述颗粒各自包括至少一百万个纳米晶粒。
239.一种金属化孔的方法,所述孔在基板中从第一表面向相对的第二表面延伸,所述方法包括步骤:
在气压力、离心力和静电力之一的作用下,将第一最终填充物引入到基板的第一侧的所述孔中,以使得所述第一最终填充物从所述第二表面朝向所述第一表面延伸,其中所述基板的第一侧界定所述第一表面;
在气压力、离心力和静电力之一的作用下,将大块填充物引入到所述基板的第一侧的所述孔中,以使得所述大块填充物从所述第一最终填充物朝向所述第一表面延伸;以及
在气压力、离心力和静电力之一的作用下,将第二最终填充物引入到所述基板的第一侧的所述孔中,以使得所述第二最终填充物从所述大块填充物延伸到所述第一表面。
240.根据权利要求239所述的方法,其中所述引入步骤包括将所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物作为悬浮在液体介质中的相应的颗粒而引入,并排出所述液体介质。
241.根据权利要求240所述的方法,还包括对所述第一最终填充物、所述大块填充物和所述第二最终填充物中至少之一的所述颗粒等静挤压的步骤。
242.根据权利要求240至241中任一项所述的方法,还包括在所述最终引入步骤之后烧结所述颗粒的步骤。
243.根据权利要求240至242中任一项所述的方法,其中第一最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第二表面上,并且所述第二最终填充物的颗粒从所述孔延伸到所述第一表面上。
244.根据权利要求243所述的方法,还包括将所述第一填充物和最终填充物的颗粒分别抵靠所述第二表面和所述第一表面硬挤压以界定模头的步骤。
245.根据权利要求240至245中任一项所述的方法,其中所述第一最终填充物和所述第二最终填充物的颗粒小于所述大块填充物的颗粒。
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