DE602005003318T2 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte, auf der ein Halbleiterelement angebracht ist, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte, bei der das Verfüllen eines elektrisch leitfähigen Materials in Löcher im Substratmaterial verbessert worden ist.
  • 2. Beschreibung verwandter Erfindungen
  • Eine Leiterplatte ist bekannt, auf der Halbleiterelemente installiert sind, wobei auf beiden Oberflächen des elektrisch isolierten Substrats ausgebildete Schaltungsstrukturen miteinander über leitfähige Verbindungslöcher in Durchgangslöchern verbunden sind, die durch das Substrat ausgebildet sind. Eine solche Leiterplatte kann als Mehrschichtplatine gebildet werden, indem eine Mehrzahl Schaltungsstrukturen auf beiden Oberflächen über Isolierschichten einander überlagert werden, und ein Halbleiterbauelement wird erzeugt, indem Halbleiterelemente auf der Mehrschichtplatine installiert werden.
  • Die US 3,318,993 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels Speicherkarten aus Papier, Kunststoff oder anderen Materialien, die vorzugsweise flexibel sind, mit einem isolierenden Substrat. Zuerst werden Löcher durch die Karten gestanzt. Dann wird ein Weichlotblock über der obersten Blankokarte des Kartenbündels mit den fluchtenden Löchern (Säulenlöcher) angeordnet. Danach werden Kartenbündel samt Weichlot in einen Ofen gebracht, wodurch das Weichlot schmilzt. Das geschmolzene Weichlot fließt durch Schwerkraft und/oder durch Druckbeaufschlagung des Weichlots in die Löcher.
  • Die US 2004/0111882A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Formplatte für eine gedruckte Leiterplatte. Ein leitfähiges Metallblech aus Weichlot wird auf eine Harzplatte gelegt. Ein Chip aus dem leitfähigen Metallblech wird durch Stanzen des leitfähigen Metallblechs gebildet. Der durch das Stanzen bewegte Chip stanzt folglich gleichzeitig ein Verbindungsloch in die Harzplatte. Dadurch wird das Verbindungsloch mit dem aus dem leitfähigen Metallblech gestanzten Chip gefüllt.
  • Die US 2003/0134509A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Halbleiter-Wafers. Zunächst wird ein Wafer mit Durchgangslöchern perforiert. Der perforierte Wafer wird dann auf geschmolzenem Weichlot angeordnet. Das ge schmolzene Weichlot wird in die Durchgangslöcher gefüllt, indem erstens der Druck in dem Bereich, der den Wafer und das geschmolzene Weichlot enthält, verringert und zweitens der Druck wieder auf den Umgebungsdruck gebracht wird.
  • Die 1(a) bis (f) zeigen den Stand der Technik, der im Patentdokument 1 offenbart ist, bei dem leitfähiges Metall durch galvanische Beschichtung in die Durchganglöcher gefüllt wird, die in einem isolierenden und klebenden Substrat vorgesehen sind. Die auf einer Oberfläche desselben über das leitfähige Metall ausgebildeten Schaltungsstrukturen sind elektrisch mit denen auf der anderen Oberfläche auf die gleiche Weise ausgebildeten verbunden.
  • 1(a) zeigt ein Substrat 10, das der Körper der Leiterplatte sein soll. Das Substrat 10 ist ein Isoliermaterial, mit dem eine Metallfolie wie eine Kupferfolie, die eine leitfähige Schicht für die Schaltungsstruktur bildet, durch Erwärmen und Pressen verbunden wird. So kann beispielsweise eine Platte aus Glasgewebe mit nicht ausgehärtetem Harz, die mit wärmehärtendem Harz imprägniert ist, als das Substrat 10 verwendet werden.
  • 1(b) zeigt den Zustand, in dem Durchgangslöcher 14 im Substrat 10 mittels Laserstrahl-Bearbeitung ausgebildet werden. Die Durchgangslöcher 14 lassen sich auf einfache Weise durch die Laserstrahl-Bearbeitung im Substrat 10 aus mit Harz imprägniertem Glasgewebe herstellen. Dank der Laserstrahl-Bearbeitung kann selbst ein Durchgangsloch 14 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als 100 μm und durch mechanisches Bohren schwer herzustellen ist, einfach und genau gebildet werden.
  • 1(c) zeigt den Zustand, in dem eine Kupferfolie 30a durch Erwärmen und Pressen als Metallfolie mit einer Oberfläche des Substrats 10, in dem die Durchgangslöcher 14 vorgesehen sind, verbunden wird. Das Substrat 10 besteht aus Glasgewebe, das mit nicht ausgehärtetem wärmehärtendem Harz imprägniert ist, und das Harz schmilzt, wenn die Kupferfolie 30a erwärmt und aufgepresst und so mit dem Substrat 10 verbunden wird, dass es einen einstückigen Körper bildet. Dabei wird eine Sperrschicht 32a aus Nickel vorläufig auf einer Oberfläche der mit dem Substrat 10 zu verbindenden Kupferfolie 30a bereitgestellt und die Kupferfolie 30a mit dem Substrat 10 verbunden, wobei die Sperrschicht 32a als die mit dem Substrat 10 zu verbindende Oberfläche dient. Die Sperrschicht 32a verhindert, dass Weichlot in die Kupferfolie 30a eindiffundiert, wodurch Hohlräume in der Grenzfläche entstehen würden, die den Leitungswiderstand erhöhen, wenn die Schaltungsstrukturen in einem späteren Prozess zwischen den Schichten elektrisch verbunden werden.
  • Wie aus 1(c) zu ersehen ist, wird das Durchgangsloch 14 an einer Seite verschlossen, wenn die Kupferfolie 30a mit der einen Oberfläche des Substrats 10 verbunden wird, so dass eine Ausnehmung 14a definiert wird.
  • 1(d) zeigt den Zustand, in dem die galvanische Beschichtung ausgeführt worden ist, wozu als Spannungsversorgungsschicht die mit der einen Oberfläche des Substrats 10 verbundene Kupferfolie 30a verwendet wurde, um das Innere der Ausnehmung 14a mit dem leitfähigen Metall 34 zu füllen.
  • 1(e) zeigt den Zustand, in dem eine Kupferfolie 30b mit der anderen Oberfläche des Substrats 10 durch Erwärmen und Pressen verbunden wird. Auf der einen Oberfläche der Kupferfolie 30b, die mit der anderen Oberfläche des Substrats 10 verbunden wird, wird eine Sperrschicht 32b aus Nickel vorläufig auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben. Das leitfähige Metall 34 ist ein Weichlot, da Weichlot bei Erwärmung schmilzt, wenn das leitfähige Metall 34 erwärmt und auf die andere Oberfläche des Substrats 10 gepresst wird, wie in 1(e) dargestellt, um die Kupferfolie 30b mit dem leitfähigen Metall 34 zu verschweißen.
  • Da das leitfähige Metall 34 mit der Sperrschicht 32a durch die galvanische Beschichtung verbunden wird, ist das leitfähige Metall 34 zuverlässig mit der Kupferfolie 30a, die mit der einen Oberfläche des Substrats 10 verbunden ist, elektrisch verbunden. Hinsichtlich der anderen Oberfläche des Substrats 10 dagegen wird die elektrische Leitung zwischen dem leitfähigen Metall 34 und der Kupferfolie 30b unzureichend, wenn die Kupferfolie 30b nur mit dem Substrat 10 verbunden ist. Da jedoch das leitfähige Metall 34 schmilzt, wenn die Kupferfolie 30b auf das Substrat 10 heißgepresst wird, geht die Kupferfolie 30b eine innige Verbindung mit dem Substrat 10 ein und wird mit dem leitfähigen Metall 34 während des Heißpressens der Kupferfolie 30b auf das Substrat 10 zuverlässig elektrisch verbunden. Während das Harz im Substrat 10 beim Verbinden der Kupferfolie 30b mit dem Substrat 10 im nicht ausgehärteten Zustand ist, wird das Harz durch Erwärmen des Harzes auf den Schmelzpunkt, gefolgt von Abkühlen auf den Härtepunkt vollständig ausgehärtet, um das Substrat 10 mit der Kupferfolie 30b zu einem einteiligen Körper zu verbinden. Selbst wenn im vorangegangenen Prozess der Laserstrahl-Bearbeitung Risse im Harz des Substrats entstehen, werden diese durch den Prozess der integralen Schmelzverbindung der Kupferfolie 30b mit dem Substrat 10 "ausgebessert".
  • 1(f) zeigt den Zustand, in dem Schaltungsstrukturen 36 auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 10 durch Ätzen der Kupferfolien 30a, 30b und der damit verbundenen Sperrschichten 32a, 32b ausgebildet werden. Die auf beiden Oberflächen des Substrats ausgebildeten Schaltungsstrukturen 36 sind über das als leitfähige Abschnitte geformte leitfähige Metall 34 elektrisch miteinander verbunden. Das in 1(f) dargestellte Substrat bildet also eine Leiterplatte 38, bei der die auf den beiden Oberflächen des Substrats ausgebildeten Schaltungsstrukturen 36 über leitfähige Abschnitte elektrisch miteinander verbunden sind.
  • 2 zeigt detailliert einen in Patentdokument 1 offenbarten Prozess zum Verfüllen der Ausnehmungen 14a mit dem leitfähigen Metall 34 durch Beschichten wie in 1(d) dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass in 2 das Substrat 10 ein Silikonsubstrat mit einer Dicke im Bereich von 200 bis 250 μm ist, in dem die Durchgangsbohrungen 14 mit einem Durchmesser von 60 μm und einer Teilung von 100 bis 200 μm ausgebildet sind.
  • In diesem Fall erfolgt die galvanische Beschichtung unter Verwendung der Kupferfolie 30b, die mit einer Oberfläche des Substrats 10 verbunden ist, als Spannungsversorgungsschicht. Eine Anodenplatte 40 aus dem zu verfüllenden Metall ist an einer Seite der anderen Oberfläche des Substrats 10 in einer etwas vom Substrat 10 entfernten Position angeordnet, und die galvanische Beschichtung wird in einem geeigneten Tank (nicht dargestellt) zur galvanischen Beschichtung durch das hinreichend bekannte Verfahren ausgeführt. Da die Kupferfolie 30a mit der einen Oberfläche des Substrats 10 verbunden ist, wird eine der gegenüberliegenden Öffnungen des Durchgangslochs 14 durch die Kupferfolie 30a, die die Spannungsversorgungsschicht ist, verschlossen. Da andererseits die andere Öffnung der Öffnungen der Durchgangsbohrungen 14 frei und die Anodenplatte des Füllmetalls in einer Position in geringem Abstand zum Substrat 10 angeordnet ist, wird das leitfähige Metall 34 auf der Kupferfolie 30a im Innern der Durchgangsbohrungen 14 im Zuge des galvanischen Beschichtungsprozesses abgeschieden, wodurch das leitfähige Metall im Innern der Durchgangsbohrungen 14 aufwächst, so dass das Innere der Durchgangsbohrungen 14 perfekt mit dem leitfähigen Metall gefüllt wird.
  • Bei einer solchen galvanischen Beschichtung, bei der die Kupferfolie 30a als Spannungsversorgungsschicht für die Beschichtung dient, kann das Innere der Durchgangsbohrung 14 selbst dann leicht mit dem leitfähigen Metall 34 gefüllt werden, wenn die Durchgangsbohrung einen kleinen Durchmesser hat. Dabei kann während der Ausführung der galvanischen Beschichtung unter Verwendung der Kupferfolie 30a als Spannungsversorgungsschicht für die Beschichtung die frei liegende Oberfläche der Kupferfolie 30a insgesamt mit einem Beschichtungs-Schutzfilm bedeckt werden, damit die Dicke der Kupferfolie 30a nicht durch die Beschichtung bei der Bildung des leitfähigen Metalls zunimmt. Eine galvanische Beschichtung zum Füllen der Ausnehmung 14a ist eine Beschichtung mit Weichlot, so dass die Ausnehmung 14a mit Weichlot gefüllt ist.
  • Gemäß der JP-A 10-275966 wird ein Anschlussstift in ein Durchgangloch eingeführt, das mit einer Leiteranordnung einer gedruckten Platine verbunden ist, die über den Anschlussstift mit einem Kontaktflecken eines gepaarten Substrats verbunden ist. Der Anschlussstift besteht aus einem Material, das bei der Temperatur, bei der der Anschlussstift mit dem gepaarten Anschlussflecken heißbondiert wird, nicht schmilzt, und hat einen Bondierungskopf, der einen mit dem gepaarten Kontaktflecken zu verbindenden Abschnitt bildet und dessen Durchmesser größer ist als die Öffnung des Durchgangslochs sowie einen Schenkel mit einer solchen Größe, dass er in das Innere des Durchgangslochs eingeführt werden kann. Der Schenkel wird mit dem Durchgangsloch durch ein leitfähiges Material wie Weichlot, das in das Durchgangsloch eingebracht worden ist, verbunden.
  • Wie in der oben beschriebenen JP-A 2003-332705 dargelegt ist die galvanische Beschichtung als ein Verfahren zum Verfüllen des Durchgangslochs der Leiterplatte mit leitfähigem Material insbesondere dann problematisch, wenn der Innendurchmesser des Durchgangslochs klein ist, weil das Aufwachsen des leitfähigen Materials im Durchgangsloch langwierig ist, die Aufwachsgeschwindigkeit des leitfähigen Materials im mittleren Bereich des Durchgangslochs gering ist, während sie im Bereich der Wandoberfläche und des Umfangsbereichs in der Nähe desselben relativ hoch ist, so dass nicht mit einem gleichmäßigen Aufwachsen des leitfähigen Materials gerechnet werden kann, und Luftblasen im leitfähigen Material während der Abscheidung des Metalls bei der galvanischen Beschichtung auftreten und Hohlräume darin bilden können, die ein dichtes Aufwachsen des leitfähigen Materials beeinträchtigen. Um solche Probleme zu lösen, kann z. B. die Beschichtungslösung im Galvaniktank gerührt werden. Ein zufrieden stellendes Ergebnis ist jedoch nicht erzielt worden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, mit dem es möglich ist, das Innere eines Durchgangslochs gleichmäßig und rasch mit leitfähigem Material zu füllen, wenn das Durchgangsloch des Substrats mit leitfähigem Material verfüllt wird.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden von Durchgangslöchern in einem Substrat, Aufbringen von geschmolzenem Weichlot auf einer Oberfläche des Substrats und Pressen des Weichlots mittels einer Presse auf das Substrat, wobei eine Erwärmung stattfindet, um das Weichlot zu schmelzen, mit dem die Durchgangslöcher im Substrat zu füllen sind. Dadurch ist es möglich, das Weichlot, bei dem es sich um ein leitfähiges Material handelt, bei niedrigen Kosten in die Durchgangslöcher des Halbleitersubstrats zu füllen, und die Fülloperation des leitfähigen Materials in die Durchgangslöcher des Substrats in kürzerer Zeit auszuführen.
  • Um die Benetzung der Wand des Durchgangslochs im Substrat mit dem Weichlot zu unterstützen, wird vorläufig ein Mittel zur Verbesserung des Benetzungsvermögens auf das Durchgangsloch im Substrat aufgebracht. In diesem Fall wird als Mittel zur Verbesserung des Benetzungsvermögens ein Flussmittel mit relativ geringer Viskosität verwendet. Durch eine solche Behandlung zur Verbesserung des Benetzungsvermögens zwischen der Wandoberfläche des Durchgangslochs im Substrat und dem Weichlot ist es möglich, das leitfähige Material in kurzer Zeit dicht in das Durchgangsloch des Halbleitersubstrats zu füllen.
  • Wenn das Weichlot mit der Presse auf das Halbleitersubstrat gepresst wird, wird das Weichlot von der gegenüberliegenden Seite des Substrats angesaugt. Durch eine derartige Saugwirkung von der gegenüberliegenden Seite kann der von der Presse aufgebrachte Druck verstärkt werden, um die zum Füllen des leitfähigen Materials in das Durchgangsloch von einer zur anderen Oberfläche des Substrats erforderliche Zeit zu verkürzen.
  • Die Pressoperation des Weichlots auf das Substrat durch die Presse erfolgt in einer Unterdruckumgebung. Durch Ausführen der Pressoperation in einer solchen Unterdruckumgebung nimmt die Oberflächenspannung des Weichlots beim Füllen des Weichlots in das Durchgangsloch des Halbleitersubstrats ab, wodurch das leitfähige Material dicht in einer kürzeren Zeit in das Durchgangsloch des Substrats gefüllt werden kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
  • 1(a), 1(b), 1(c), 1(d), 1(e) und 1(f) nacheinander Prozesse im Stand der Technik zur Herstellung einer Leiterplatte;
  • 2 einen Prozess zum Verfüllen des Durchgangslochs durch die galvanische Beschichtung gemäß dem Stand der Technik; und
  • 3 ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, das einen Prozess zum Verfüllen des Durchgangslochs mit einer Presse gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • In 3 besteht das Halbleitersubstrat 10 vorzugsweise aus einem Isoliermaterial wie z. B. einem Keramikmaterial und ist z. B. ein Silikonsubstrat. Es kann ein harzhaltiges Isoliersubstrat wie ein Glasepoxydsubstrat verwendet werden. In einem solchen Fall wird ein Substrat mit hoher Wärmebeständigkeit verwendet. Dies begründet sich daraus, dass der Schmelzpunkt eines Zinn-/Silberweichlots 260°C beträgt.
  • Das Silikonsubstrat 10 hat z. B. eine Dicke im Bereich von 200 bis 250 μm und ist mit einer Reihe Durchganglöcher 14 mit einem Durchmesser von 60 μm versehen, die mit einer Teilung im Bereich von 100 bis 200 μm angeordnet sind. Obwohl der Prozess zur Ausbildung der Durchgangslöcher 14 nicht dargestellt ist, werden sie durch Laserstrahlbearbeitung oder Präzisionsbohren auf die gleiche Weise wie im Stand der Technik hergestellt.
  • Vor dem anschließenden Pressprozess wird das Durchgangsloch 14 des Silikonsubstrats 10 mit einem Flussmittel zum Bilden eines Films bedeckt, der das Benetzungsvermögen zwischen der Wand des Durchgangslochs 14 und dem Weichlot verbessert. Das vorzugsweise verwendete Flussmittel hat eine möglichst niedrige Viskosität. Um die Benetzung des das Substrat 10 bildenden Silikonmaterials zu unterstützen, wird vorzugsweise ein dünner Kupferfilm 14a vorläufig auf der Wandoberfläche des Durchgangslochs 14 durch Sputtern oder Beschichten ausgebildet.
  • Danach wird ein plattenartiges Weichlot 42 auf einer Oberfläche des Silikonsubstrats 10 angebracht. Das Weichlot 42 ist vorzugsweise Zinn-/Silberlot mit einem relativ hohen Schmelzpunkt von ca. 260°C. Alternativ kann ein Zinn-/Blei-Weichlot mit hohem Bleianteil verwendet werden. Die Größe des plattenartigen Weichlots 42 ist so zu wählen, dass es eine solche Fläche hat, dass es eine Zone des Silikonsubstrats 10 mit einer Reihe Durchgangslöcher 14 (z. B. eine Fläche von 10 mm2) abdeckt und ein Volumen, das größer ist als das Gesamtvolumen sämtlicher zu verfüllender Durchgangslöcher 14.
  • Damit das Weichlot 42 im anschließenden Pressprozess in kürzerer Zeit schmilzt, wird das Silikonsubstrat 10 vorzugsweise selbst vorläufig auf ca. 150°C erwärmt, wenn das plattenartige Weichlot 42 auf dem Silikonsubstrat 10 angebracht ist. Dadurch wird vor dem anschließenden Pressprozess das Weichlot 42 auf eine Temperatur nahe 150°C, der Temperatur des Silikonsubstrats 10, erwärmt.
  • Das plattenartige Weichlot 42 wird von der Presse 40 von einer Oberfläche des Silikonsubstrats 10 aus, auf der das plattenartige Weichlot 42 angeordnet ist, aufgepresst und erwärmt. Die Presse 40 wird vorläufig auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Weichlots 42 erwärmt (wenn das Weichlot 42 ein Zinn-/Silberlot ist, beträgt der Schmelzpunkt 260°C). Nachdem das plattenartige Weichlot 42 von der Presse 40 aufgepresst worden ist, wird folglich Wärme der Presse an das plattenartige Weichlot 42 übertragen, um es zu schmelzen. Bei Einsetzen des Schmelzens des Weichlots 42 wird die Presse 40 unter Krafteinwirkung zu der einen Oberfläche des Silikonsubstrats 10 bewegt, um das geschmolzene und fluidisierte Weichlot 42a in die Durchgangslöcher 14 des Silikonsubstrats 10 zu pressen.
  • Um das plattenartige Weichlot 42 rascher zu erwärmen, können zusätzlich zur Erwärmung der Presse 40 selbst weitere Heizmittel wie ein elektrisches Heizgerät um das plattenartige Weichlot 42 herum bereitgestellt werden.
  • Da der Film 14a zur Verbesserung der Benetzung durch das Lot vorläufig auf der Wandoberfläche des Durchgangslochs 14 im Silikonsubstrat 10 aufgebracht wird, wird der nachteilige Effekt der Oberflächenspannung des Lots abgeschwächt, wenn das fluidisierte Weichlot 42a in das Durchgangsloch 14 fließt, wodurch das Lot auf vorteilhafte Weise in innigem Kontakt mit der Wandoberfläche des Durchgangslochs kommt.
  • Ein geeignetes Sauggerät (nicht dargestellt) ist zum Ansaugen des fluidisierten Weichlots 42a von der anderen Oberflächenseite des Silikonsubstrats 10 bereitgestellt, um das Fließen des Weichlots 42a in das Durchgangsloch 14 zu unterstützen, wenn das plattenartige Weichlot 42 von der Presse 40 von der einen Oberflächenseite des Silikonsubstrats 10 her aufgepresst wird, wodurch die Bewegung des fluidisierten Weichlots 42a im Durchgangsloch 14 beschleunigt wird. Alternativ können die Geräte einschließlich der Presse 40 bei einem verringerten Druck betrieben werden.
  • Wenn das Durchgangsloch 14 des Silikonsubstrats 10 mit dem Weichlot 42a gefüllt ist, wird die Presse 40 vom Silikonsubstrat 10 wegbewegt, und das auf der Oberfläche des Silikonsubstrats 10 anhaftende restliche Weichlot wird entfernt. Damit ist die Operation beendet.
  • Die vorliegende Erfindung ist oben auf Basis ihrer bevorzugten Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst verschiedene Änderungen und Modifikationen, ohne vom Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Wie oben beschrieben werden gemäß der vorliegenden Erfindung Durchgangslöcher in einem Halbleitersubstrat ausgebildet und ein Weichlot auf einer Oberfläche desselben angeordnet, das erwärmt und geschmolzen wird, um das Durchgangsloch im Substrat damit zu füllen, wodurch es möglich ist, die Durchgangslöcher gleichmäßig und rasch mit dem leitfähigen Material zu füllen, was in einem dichten Verbindungsloch resultiert.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats (10), das die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden von Durchgangslöchern (14) im Substrat (10), Aufbringen von Weichlot (42) auf einer Oberfläche des Substrats (10) und Pressen des Weichlots (42) mittels einer Presse auf das Substrat (10), wobei eine Erwärmung stattfindet, um das Weichlot (42) zu schmelzen, mit dem die Durchgangslöcher (14) im Substrat (10) zu füllen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10) aus einem Siliziummaterial besteht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Presse (40) zu Beginn des Schmelzens des Weichlots (42) in Richtung der einen Oberfläche des Substrats (10) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Presse (40) zunächst auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Weichlots (42) erwärmt wird, insbesondere auf über 260°C.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Substrat (10) selbst zunächst auf ca. 150°C erwärmt wird, wenn das Weichlot (42) auf dem Substrat (10) aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Kupferfilm (14a) auf einer Wandoberfläche des Durchgangslochs (14) durch Sputtern oder Plattieren vorläufig ausgebildet wird, wodurch die Benetzung des Siliziummaterials erleichtert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Durchgangsloch (14) im Substrat (10) zunächst mit einem das Benetzungsvermögen verbessernden Mittel beschichtet wird, um das Benetzungsvermögen zwischen einer Wand des Durchgangslochs (14) im Substrat (10) und dem Weichlot (42) zu verstärken.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Mittel zur Verbesserung des Benetzungsvermögens ein Flussmittel mit relativ niedriger Viskosität verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zusätzlich zur Erwärmung der Presse (40) selbst andere Heizmittel um das Weichlot vorgesehen sind, insbesondere ein elektrisches Heizgerät.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Weichlot (42) von der gegenüberliegenden Seite des Substrats (10) aus angesaugt wird, wenn das Weichlot (42) durch die Presse (40) auf das Substrat (10) gepresst wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Pressvorgang des Weichlots (42) auf das Substrat (10) mittels der Presse (40) in einer Umgebung mit verringertem Druck stattfindet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Weichlot (42) plattenartig ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Weichlot (42) ein Zinn-/Silber- oder ein Zinn-/Blei-Weichlot ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017128630A1 (de) * 2017-12-01 2019-06-19 Wen Yao Chang Leiterplatte mit einem siliziumsubstrat und fertigungsverfahren dafür

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009177011A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Ferrotec Ceramics Corp 導電性部材ならびにそれを用いた部品および装置
US20110079632A1 (en) * 2009-10-01 2011-04-07 International Business Machines Corporation Multistack solder wafer filling
JP5639356B2 (ja) * 2009-11-18 2014-12-10 新光電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
US20130267089A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 Henkel Corpration Film for filling through hole interconnects and post processing for interconnect substrates
PL3337528T3 (pl) 2015-08-17 2023-08-21 Musc Foundation For Research Development System i sposób odtykania odsysania

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3318993A (en) * 1963-07-11 1967-05-09 Rca Corp Interconnection of multi-layer circuits and method
JPS55162451A (en) * 1979-05-31 1980-12-17 Sekisui Chem Co Ltd Interlayer composition for safety laminated glass
JPH01308038A (ja) * 1988-06-06 1989-12-12 Hitachi Cable Ltd 半田供給方法
JP2788755B2 (ja) * 1989-06-05 1998-08-20 古河電気工業株式会社 電子部品実装用パッドの製造方法
JPH0575253A (ja) * 1991-08-27 1993-03-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd レーザ光による回路パターンの形成方法及びスルーホール内の導体形成方法
JPH05267849A (ja) * 1992-03-19 1993-10-15 Fujitsu Ltd セラミックス多層回路基板の製造方法
US6098283A (en) * 1996-12-19 2000-08-08 Intel Corporation Method for filling vias in organic, multi-layer packages
JP2000332369A (ja) * 1999-05-25 2000-11-30 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd プリント回路板及びその製造方法
JP4142800B2 (ja) * 1999-04-07 2008-09-03 株式会社ルネサステクノロジ バンプ形成装置及びバンプ形成方法
US6426241B1 (en) * 1999-11-12 2002-07-30 International Business Machines Corporation Method for forming three-dimensional circuitization and circuits formed
US6380060B1 (en) * 2000-03-08 2002-04-30 Tessera, Inc. Off-center solder ball attach and methods therefor
JP4314731B2 (ja) * 2000-08-02 2009-08-19 カシオ計算機株式会社 ビルドアップ回路基板の製造方法
JP3627856B2 (ja) * 2000-11-22 2005-03-09 株式会社フジクラ 微細空間への金属充填装置及び金属充填方法
JP2002219793A (ja) * 2001-01-26 2002-08-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法
JP2003115658A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Advantest Corp 配線基板の製造方法、充填物挿入方法、配線基板、及び素子パッケージ
JP3836375B2 (ja) * 2002-01-11 2006-10-25 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法
JP2003229659A (ja) * 2002-02-05 2003-08-15 Murata Mfg Co Ltd 電子部品の製造方法
JP2004228135A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Mitsubishi Electric Corp 微細孔への金属埋め込み方法
JP4138641B2 (ja) * 2003-12-16 2008-08-27 松下電器産業株式会社 回路基板とその製造方法
JP2005217055A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Kyocera Corp 熱電モジュールの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017128630A1 (de) * 2017-12-01 2019-06-19 Wen Yao Chang Leiterplatte mit einem siliziumsubstrat und fertigungsverfahren dafür

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