TW202245555A - 填充材料和填充通孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示經組態以填充基板中之孔的導電膏。該膏可固化於該孔中以便界定導電金屬化通孔。亦揭示在高溫下進行之填充。
Description
本發明係關於使用金屬化材料填充通道以建立供用於電子應用中之導電路徑。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2021年3月10日申請之美國專利申請案第63/159,178號、2021年10月19日申請之美國專利申請案第63/257,322號及2021年12月13日申請之美國專利申請案第63/288,990號之優先權,所述申請案中之每一者之揭示內容全文如在本文中闡述一般以引用之方式併入本文中。
半導體裝置正在不斷地對更快、更小、更高資料處理及更便宜裝置的市場需求作出回應。預期裝置以更小尺寸在更高速度下提供更多功能且具有電信號及光信號之能力。此需要新封裝方案,其可在單一封裝中整合異質裝置,諸如邏輯、記憶、功率、圖形、感測器及其他積體電路及組件,其中亦藉由使此等裝置緊密鄰近來達成經改善電氣效能。
玻璃基板中之微觀穿孔填充有材料,所述材料通常為金屬化的且可充當玻璃基板之頂表面與底表面之間的電連接器以將電子信號及電流轉移至半導體或其他裝置。玻璃及玻璃態基板包括硼矽酸鹽、石英、藍寶石及經設計用於特定應用之具有韌性、壓力敏感性、熱膨脹、介電特性及透明度的其他基板。
根據一個實例,導電組件可包括:基板,其界定外部第一表面及與該第一表面相對之外部第二表面;及至少一個導電通孔,其自該第一表面朝向該第二表面延伸。該導電通孔包括導電填充物。該導電填充物可包括固化載體及安置於該固化載體中之複數個導電粒子。
本發明認識到,當金屬化基板生物相容時,金屬化基板之某些應用可受益。因此,根據下文闡述之本發明之某些實例建構之金屬化基板可不含鉛。本發明者已發現,在習知通孔填充技術中,鉛與金屬粒子(諸如銅)相互作用以產生足夠導電之膏,其可在足夠低的溫度下燒結以避免損害基板之完整性。本發明提供不含鉛之導電填充材料。其可避免燒結電粒子之需要。
一或多種不同揭示內容可描述於本申請案中。另外,對於本文中所描述之揭示內容中之一或多者,可描述眾多替代具體實例;應瞭解,此等具體實例僅出於說明之目的而呈現且不以任何方式限制本文中所含有之揭示內容或本文中所呈現之申請專利範圍。揭示內容中之一或多者可廣泛地適用於眾多具體實例,如自本發明可容易地顯而易見。一般而言,足夠詳細地描述具體實例以使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實踐揭示內容中之一或多者,且應理解,可利用其他具體實例,且在不脫離特定揭示內容之範疇的情況下,可進行結構、邏輯、軟體、電及其他改變。因此,所屬技術領域中具有通常知識者將辨識到,可運用各種修改及更改來實踐揭示內容中之一或多者。本文中所描述之揭示內容中之一或多者的特定特徵可參考形成本發明之一部分的一或多個特定具體實例或圖式進行描述,且其中藉助於說明展示揭示內容中之一或多者的特定具體實例。然而,應瞭解,此等特徵不限於在參考其被描述之一或多個特定具體實例或圖式中的使用。本發明既不為對揭示內容中之一或多者之所有具體實例的文字描述,亦不為必須存在於所有具體實例中之揭示內容中之一或多者之特徵的清單。
描述具有彼此通信之若干組件之具體實例並不暗示需要所有此類組件。相反地,可描述多種視情況選用之組件以說明廣泛多種可能具體實例,且以便更全面地說明具體實例之一或多個態樣。類似地,儘管製程步驟、方法步驟、演算法或其類似物可以依序次序描述,但除非相反地特定規定,否則所述製程、方法及演算法可通常經組態以替代次序起作用。換言之,可在本專利申請案中描述之步驟之任何順序或次序就其本身而言不指示步驟以該次序進行之需要。所描述之處理之步驟可以任何實際次序執行。此外,儘管被描述或暗示為非同步發生(例如,因為一個步驟被描述為在另一步驟之後),但一些步驟可同時發生。另外,可省略方法中所說明之一些步驟。此外,對過程藉由其在圖式中的描繪所進行的說明並不暗示所說明之過程排斥對其之其他變化及修改,並不暗示所說明之過程或其任何步驟對揭示內容中之一或多者為必需的,且並不暗示所說明之過程為較佳的。此外,通常每個具體實例描述一次步驟,但此不意謂其必須進行一次,或其可在每次進行或執行製程、方法或演算法時僅可進行一次。一些步驟可在一些具體實例或一些發生中省略,或一些步驟可在給定具體實例或發生中執行超過一次。另外,在一些具體實例中,可消除一些步驟。另外,可視需要添加其他步驟。
出於清楚起見,本文中所描述或參考之技術及機制有時將以單數形式加以描述。然而,應瞭解,除非另有指出,否則特定具體實例可包括技術之多次反覆或機制之多次執行。圖式中之過程描述或區塊應理解為程式碼之表示模組、區段或部分,其包括用於實施過程中之特定邏輯功能或步驟之一或多個可執行指令。替代實施方式包括於本發明之具體實例的範圍內,其中例如,不同於所展示或論述之情形,可無序地執行功能,包括實質上同時或以相反次序執行,此取決於所涉及之功能性,如所屬技術領域中具有通常知識者將理解的。
初始參考圖1A至圖1B,基板20界定相對之外表面,其包括外部第一表面22及沿著方向D之與第一表面相對之外部第二表面24。基板20進一步包括界定各別複數個孔26之複數個內表面29,所述孔對第一表面22及第二表面24中之至少一者或兩者敞開。可將基板20切割成直徑為150 mm、200 mm或300 mm之晶圓,但應認識到,基板20可視需要界定任何適合的直徑或其他最大尺寸。因此,除非另外指明,否則術語「直徑(diameter)」可與術語「最大截面尺寸(maximum cross-sectional dimension)」互換使用以表示參考結構不必為圓形。
在一個實例中,基板可為玻璃基板。玻璃基板可由硼矽酸鹽製成。在另一實例中,玻璃基板可由石英製成。仍替代地,玻璃基板可由硼矽酸鹽、鋁矽酸鹽及包括單晶石英及合成石英之石英中之一或多者直至所有製成。玻璃基板可替代地由任何適合的替代玻璃基板材料或其組合製成。仍替代地,基板可由藍寶石、二氧化矽、氧化鋅、氧化鋯(包括氧化釔穩定的氧化鋯)、陶瓷或其組合製成。在某些實例中,玻璃基板可無鉛,此意謂玻璃基板可不含包括氧化鉛、鉛合金、鉛化合物及所有鉛成分之鉛。在一個實例中,基板之熱膨脹係數可為約0.05 ppm/攝氏度至約15 ppm/攝氏度。
術語「不含鉛(lead-free)」、「無鉛(free of lead)」及其衍生詞可意謂鉛的數量係根據有害物質限制令(Restriction of Hazardous Substances Directive;RoHS)規範。在一個實例中,術語「不含鉛」、「無鉛」及其衍生詞可意謂鉛的數量小於1重量%。替代地或另外,術語「不含鉛」、「無鉛」及其衍生詞可意謂鉛的數量小於0.1體積%。在另一實例中,術語「不含鉛」、「無鉛」及其衍生詞可意謂鉛的數量小於100百萬分之一(ppm)。在另外其他實例中,術語「不含鉛」、「無鉛」及其衍生詞可意謂完全不含鉛。
孔26可視需要具有任何適合的直徑。舉例而言,孔26之直徑或其他截面尺寸可在約10 µm至約25 µm之範圍內。孔26可具有在約100 µm至約500 µm之範圍內的沿著其各別中心軸線之深度。直徑要求不具有上限。對於此方法,孔直徑與孔深度之間的縱橫比不受限制。另外,複數個不同孔直徑可置於同一基板中。孔26可為圓錐形形狀的、圓柱形形狀的、沙漏形的,或可沿著其長度界定任何適合的形狀。孔26可視需要佈置成一或多個孔陣列27。因此,基板20可界定以適合於切割玻璃及將陣列27分離成基板20之離散組件的任何適合距離彼此間隔開的一或多個陣列27。雖然玻璃基板可特別適用於某些最終使用應用,但應瞭解,基板20可視需要為玻璃基板、矽基板、陶瓷基板、藍寶石基板或任何有機基板或任何適合的替代材料之任何其他基板。在一個實例中,當基板20為玻璃基板時,玻璃可實質上不含鉛,包括不含鉛。在其他實例中,玻璃可包括鉛。
孔26中之至少一或多者可經組態為穿孔28,該穿孔沿著各別中心軸線38自第一表面22延伸穿過基板20至第二表面24。因此,穿孔28界定第一表面22處之第一開口23及第二表面24處之第二開口25。穿孔28界定在第一開口23處之第一末端及在第二開口25處之第二末端。因此,穿孔28之第一及第二末端兩者均對基板20之外部周邊敞開。穿孔28可自第一開口23至第二開口25為筆直且線性的。因此,中心軸線38可在將第一表面22與第二表面24分離之方向上延伸。中心軸線38可自第一表面22至第二表面24為筆直且線性的。替代地,穿孔28之一或多個部分可成角度、彎曲或界定任何適合的替代非筆直形狀。因此,中心軸線38之至少一或多個部分可成角度、彎曲或界定第一表面22與第二表面24之間的任何適合之替代性非筆直形狀。如本文所用,字組「孔(hole)」與「穿孔(through-hole)」可互換使用。如本文所用,術語「部分地(partially)」定義為在一定程度上而非完全地指定。如本文所用,術語「完全(completely)」定義為全部地或完全地指定。
另外,如本文所用,相對於設備或方法步驟之單數術語「一(a)」或「該(the)」可包括複數個設備或方法步驟。相反地,如本文中相對於設備或方法步驟所使用之複數術語可包括單數「一」或「該」。因此,應瞭解,除非另外指明,否則本文中單數術語「一」或「該」之使用以及本文中複數術語之使用可同樣適用於「至少一個(at least one)」。
替代地或另外,孔26中之至少一或多者可經組態為盲孔30,其可沿著各別中心軸線自第一表面22及第二表面24中之一者朝向第一表面22及第二表面24中之另一者延伸,但在不延伸至第一表面22及第二表面24中之另一者的情況下終止。因此,盲孔30具有第一末端,其以上文關於穿孔28所描述之方式對基板20之第一表面22及第二表面24中之一者敞開。盲孔30具有沿著中心軸線與第一末端相對的第二末端。第二末端在基板20中在第一表面22與第二表面24之間的位置處內部封閉。以其他方式陳述,盲孔30之第一末端分別在第一表面22及第二表面24處延伸至第一開口23及第二開口25中之一者,且盲孔30之第二末端在第一表面22與第二表面24之間的位置處終止。然而,應認識到,盲孔30之第二末端可終止於另一孔26處,且因此可與第一開口23及第二開口25兩者進行流體連通。另外,如上文關於穿孔28所描述,盲孔30可為線性的,或可具有一或多個區段,該一或多個區段相對於分離第一表面22與第二表面24之方向成角度或彎曲,或另外為非筆直的。在一些實例中,基板20可包括自盲孔30延伸至基板20之外表面的犧牲孔。舉例而言,當盲孔30對基板20之第一表面22敞開時,犧牲孔可自盲孔30之封閉末端延伸至第二表面24。
現參看圖2A至圖2B,根據一個實例,孔26中之一或多者直至全部可含有導電填充物35以便界定導電通孔34。因此,孔26之中心軸線界定對應通孔34之中心軸線。含有導電填充物35之穿孔28可稱為界定貫穿通孔36。含有導電填充物35之盲孔30可稱為界定盲通孔39。因此,如本文所用之術語「通孔(via)」及其衍生詞可指貫穿通孔36及盲通孔39中之一者或兩者。包括圖2A至圖2B中所示之導電填充物的孔陣列27可因此界定通孔陣列。就此而言,應瞭解,具有導電通孔34之基板20可被稱為電組件或導電組件。如自以下描述內容將瞭解,導電通孔34可適合於傳導直流(direct current;DC)電流及射頻(radio frequency;RF)電流兩者。
導電通孔34界定由對應孔26之第一及第二末端界定的第一及第二末端。在其中導電填充物35佔據孔26之實質上全部且終止於對應的孔26之第一及第二末端處的實例中,所得導電通孔34之第一及第二末端可由導電填充物35之各別第一及第二末端界定。
導電通孔34由此界定自導電通孔34之第一末端至導電通孔34之第二末端的電路徑。電路徑可沿著實質上平行於導電通孔34之中心軸線的方向延伸。在一些實例中,導電填充物35自孔26之第一末端連續延伸至第二末端。因此,導電通孔34界定自通孔之第一末端至通孔之第二末端的電路徑,該電路徑僅由導電填充物35界定。在其他實例中,導電填充物35可與孔26之第一末端及第二末端中之任一者或兩者分隔開,且一或多個電導體可自導電填充物延伸至孔26之第一末端及第二末端中之任一者或兩者。因此,在此實例中,通孔34界定自通孔之第一末端至通孔之第二末端的電路徑,該電路徑由導電填充物及一或多個電導體界定。
繼續參看圖2A,基板20可包括至少一或多個導電重佈層37。可將重佈層施加至第一表面22及第二表面24中之一者或兩者。重佈層37在導電通孔34中之至少一者上方延伸,且因此與導電填充物35進行電連通。在一個實例中,基板20可經組態為電插入件,該電插入件經組態以在第一表面22及第二表面24中之每一者處在經由導電通孔34與彼此進行電連通之電接點處進行電連接。
膏材料
現參看圖2B至圖4,導電填充物35可由導電膏40界定,該導電膏被引入至孔26中以便產生導電通孔34。如下文將更詳細地描述,可將導電膏40引入至孔26中且隨後固化以便界定導電填充物35。在一個實例中,導電膏40可包括黏性載體58,及複數個導電材料粒子62,該複數個導電材料粒子由黏性載體58支撐或以其他方式安置於黏性載體58中。舉例而言,粒子62可懸浮於黏性載體58中。載體58可為樹脂。樹脂可為熱可固化樹脂,且可因此自黏性狀態轉型至硬化狀態。
在一些實例中,載體58可為介電載體。導電粒子可以充足量存在,使得膏40在使膏40固化之前導電。在其他實例中,膏在使膏40固化之前可為非導電的,但在固化之後導電。在一個實例中,載體58可為環氧樹脂介電載體。載體可為熱可固化的。此類環氧樹脂之一個實例為Duralco 4460,其可購自企業主址位於紐約州布魯克林(Brooklyn, NY)之Cotronics公司。另一實例為可購自Cotronics公司之Duralco 4701。應認識到,可使用任何適合之環氧樹脂。環氧樹脂可視需要具有任何適合固化溫度。在一個實例中,環氧樹脂之固化溫度在大氣壓下在空氣中為約125攝氏度。在其他實例中,載體58可為聚醯亞胺介電載體。當然,應瞭解,載體58可為在固化至固體剛性狀態之前可以液態形式與導電粒子摻合的任何適合之材料。舉例而言,在其他實例中,載體58可為矽酸鈉,亦稱為水玻璃。舉例而言,載體58可以商品名MB600獲取,其可購自企業主址位於新澤西州哈肯薩克(Hackensck, NJ)之Masterbond公司。載體58可以熱方式或在紫外光下固化。舉例而言,在一些實例中,樹脂可在曝露於紫外光後固化。在另外其他實例中,載體58可為導電載體。
在一個實例中,導電材料可為金屬。舉例而言,導電材料可為金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。替代地或另外,導電材料可為鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。仍替代地,導電材料可包括:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物,及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。在一個實例中,導電材料可僅包括:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物,及/或2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。因此,導電材料可基本上由以下組成或由以下組成:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物,及/或2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。
因此,粒子62可為以下中之任一者或兩者:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物,及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。仍替代地,導電材料可包括:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物,及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物。在一個實例中,導電粒子62可僅包括:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子,及/或2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子。因此,導電粒子可基本上由以下組成或由以下組成:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子,及/或2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子。
在其他實例中,導電材料且因此粒子62可包括銅、銀、鋁、鎳、鎢、鉬、矽、鋁、鋅、鋇、硼、鉍、鈦、金屬化合物,或其任何適合的可替代金屬及/或合金,或其其他組合。因此,在某些實例中,導電通孔34可被稱為金屬化通孔34。類似地,基板20可被稱為金屬化基板。應瞭解,除非另外規定,否則至少一種導電材料可為適用於在至少一個通道中使基板金屬化之任何材料。
因此,應瞭解,導電材料及載體58二者可不含鉛。在一些實例中,膏40及所得導電填充物35可僅包括導電材料及載體58。因此,膏40可不含鉛。術語「不含鉛(lead free)」可意謂無鉛,包括氧化鉛、鉛合金、鉛化合物及所有鉛成分。因此,膏40可用於需要生物相容性之應用中。在一些實例中,膏40且因此導電填充物35可僅包括導電材料及載體58。已發現,載體58可提供對於基板20之內表面29的黏著(參見圖1B),且載體58中之導電材料之呈足量的粒子62可使得膏40導電。因此,膏40及所得導電材料35可為無玻璃料的(fritless)或不含玻璃料。在此等實例中,可據稱,膏40及因此導電填充物35及金屬化通孔34由導電材料或粒子62及載體58組成。在某些特定實例中,設想膏40可為無玻璃料的。舉例而言,當膏40之導電材料35為鉑及/或鉑之至少一種合金及/或鉑之至少一種氧化物時,膏40可為無玻璃料的。此外,當膏40之導電材料35為金及/或金之至少一種合金及/或金之至少一種氧化物時,膏40可為無玻璃料的。設想當導電材料35包含本文所描述之其他導電材料中之任何一或多者時,膏40可為無玻璃料的。當然,若需要,則膏40亦可包括玻璃料。
在一些實例中,粒子62可佔據膏40之體積的約10%至多至約90%,且因此佔據所得導電填充物35及通孔34。剩餘體積可由載體58佔據。舉例而言,粒子62可佔據膏40之體積的約50%至約85%之間,且膏之體積的剩餘約15%至約50%可由載體58佔據。已發現,較低黏性載體可允許按體積計較高百分比之粒子62。膏可具有約30帕斯卡秒(PA.S)至約400 PA.S之黏度。膏可具有在約1厘泊(cP)至約40,000 cP範圍內之動態黏度。舉例而言,範圍可為約1.5 cP至約1,000 cP。在一個實例中,範圍可為約30 cP至約300 cP。在另一實例中,範圍可為約1.8 cP至約15 cP。舉例而言,範圍可為約1.9 cP至約5 cP。應認識到,低黏度膏允許大量導電材料包括於膏40中,同時防止膏40達到防止其能夠填充至基板之一或多個孔中的厚度位準。
其他實例認識到,可藉由相對應地減少粒子62之數量來減少導電材料之成本,只要所得導電填充物35保持充分導電即可。因此,膏40之導電粒子中之一些可替換為非導電粒子,諸如膏40中之玻璃。應瞭解,在一些實例中,非導電粒子並不影響膏40及所得導電填充物35之導電率,且並不影響膏40及所得導電填充物35對於基板20之黏著性。因此,可據稱在此等實例中,膏40及所得導電填充物35基本上由粒子62及載體58組成。在一些實例中,膏40及所得導電填充物35由粒子62及載體58組成。
在另外其他實例中,若需要,膏40可包括玻璃料,以增加膏40對於基板20之內表面29的黏著性。玻璃料可包括以下材料及/或其一或多種合金及/或其一或多種氧化物中之一或多者:Ag、Al、B、Bi、Ce、Cu、Co、F、Zn、Zr、Si、Ba、Ru、Sn、Mg、Te、Ti、V、Na、K、Li、Ca及P。因此,玻璃粉可不含鉛。因此,當膏40及所得導電填充物35包括玻璃料時,膏40及所得導電填充物可不含鉛。在一些具體實例中,按體積計,玻璃料組成物可為金屬化膏之約1%至約20%,且包含玻璃料之混合物。
現參看圖3A,在一些具體實例中,金屬導電粒子62可界定任何適合之粒度(particle size),如在粒子62之最大截面尺寸下所量測。在一些具體實例中,粒子可為實質上球形的,以使得最大截面尺寸界定粒子直徑。在其他實例中,一些或全部粒子可不規則地成形。在一些具體實例中,可混合具有不同粒度及形狀之粉末的組合以用於穿孔填充應用。
粒子62可界定具有D50粒度(粒子62之五十百分位數粒度分佈)之粉末,其D50在約0.01至約24微米範圍內。舉例而言,D50粒度可在約0.2微米至多至約10微米範圍內。舉例而言,D50粒度可為約1微米。亦應瞭解,粉末之個別粒子62可具有上文所描述之粒度。除非另外指示,否則如本文所用之關於尺寸、值、形狀、方向及其他參數之術語「約(approximately)」及「實質上(substantially)」及其衍生詞可包括所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數且所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±10%,如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±9%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±8%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±7%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±6%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±5%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±4%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±3%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±2%、如所陳述之尺寸、值、形狀、方向及其他參數之至多±1%。
參看圖3A,粒子62可界定單峰分佈70。無意欲限制,除非本文中另外指示,否則在單峰分佈70中,粒子62可在平均粒度之±100%範圍內。舉例而言,範圍可為單峰分佈之平均粒度的±50%。
在一個實例中,無意限制,除非在申請專利範圍中另外指示,否則粒子可界定單峰分佈70,其平均粒度在約1微米至約10微米範圍內,如約1.2微米。舉例而言,粒子62之平均粒度可在約1微米至約6微米範圍內,諸如約1.4微米。在一個實例中,粒子62之平均大小可在約2微米至約4微米範圍內。在另一實例中,粒子62之平均大小可在約2.5微米至約3.5微米範圍內。單峰分佈之粒子62可界定間隙66。應認識到,載體58可安置於間隙66中。舉例而言,載體58可填充間隙66。替代地,粒子62可界定多峰分佈,其中額外金屬粒子安置於間隙66中。
舉例而言,現參看圖3B,粒子62可界定雙峰分佈72。粒子62之雙峰分佈可具有通孔34中之導電粒子之填充物密度,其大於單峰分佈之填充物密度。填充物密度可定義為通孔34中之粒子的密度。因此,設想在一些實例中,由雙峰分佈產生之通孔34可具有比由單峰分佈產生之通孔34更大的導電率。
粒子62可包括複數個第一雙峰粒子74及複數個第二雙峰粒子76。第一雙峰粒子74可具有如上文關於單峰分佈之粒子62所述之第一雙峰平均粒度。第二雙峰粒子76可具有小於第一雙峰粒子74之第一雙峰平均粒度的第二雙峰平均粒度。因此,第二雙峰粒子76可擬合於且安置於由第一雙峰粒子74限定之對應的間隙66中。在一個實例中,第二雙峰粒子76可具有可在約0.3微米至約1微米範圍內之雙峰粒子76之第二平均粒度。舉例而言,第二平均粒度可為約0.6微米。
在一些實例中,可能需要使第二雙峰粒子76之大小達到最大以使得其擬合於間隙66之對應間隙中而不使間隙66膨脹。然而,應瞭解,第二雙峰粒子76可使間隙66膨脹,同時相對於單峰分佈增加第一粒子之密度。無論如何,據稱第一及第二雙峰粒子74及76可組合以便界定小於可稱為第一雙峰間隙之間隙66之第二雙峰間隙75。另外,第二雙峰間隙75可安置於第一雙峰間隙66內部。
儘管不為限制性的,但除非另外指示,否則第一雙峰粒度及第二雙峰平均粒度可界定在約4:1至約10:1範圍內之比率。舉例而言,該比率可為約7:1。在其他實例中,比率可在約1.5:1至約12:1範圍內。舉例而言,該比率可在約1.5:1至約3.5:1範圍內。設想含有雙峰粒子74之間隙66之大小保持足夠大,使得雙峰間隙66組合以界定液體流動路徑以自基板20之孔26排出液體介質64,同時保持足夠小,使得所得通孔34含有適合體積之粒子之導電材料以便界定可靠電路徑。應瞭解,視需要,第二懸浮液60b之第二粒子62b亦可界定雙峰分佈。特定言之,第一粒子62a及第二粒子62b中之一者或兩者可包括雙峰分佈。第二雙峰粒子76可以在孔之約5體積%至孔之約20體積%範圍內的量包括在內。舉例而言,該量可為孔之約10體積%。應理解,包括第二雙峰粒子76可在填充步驟期間降低懸浮液之黏度,且可導致填充物之較高壓坯密度。
應瞭解,雙峰分佈可達成比單峰分佈更高的填充密度。因此,所得導電填充物可具有較高密度。第二雙峰粒子76可為與第一雙峰粒子74相同之材料。舉例而言,第一及第二雙峰粒子74及76兩者可為金及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物。在另一實例中,第一及第二雙峰粒子74及76兩者可為鉑及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物。在再一實例中,第一及第二雙峰粒子74及76兩者可為本文所述之粒子62之任何適合的替代材料。替代地,第二雙峰粒子76可為與第一雙峰粒子74不同之材料。舉例而言,第一雙峰粒子73可為金及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物,且第二雙峰粒子76可為鉑及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物。在另一實例中,第一雙峰粒子73可為鉑及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物,且第二雙峰粒子76可為金及/或其至少一種合金及/或其至少一種氧化物。在再一實例中,第一及第二雙峰粒子74及76可為本文所述之粒子62之任何適合的兩種不同材料(及/或其至少一種合金及/或至少一種氧化物)。
進一步認識到,第一及第二雙峰粒子74及76在後期RDL步驟期間可為溫度穩定的。特定言之,雙峰粒子74及76之熔點可大於施加RDL層時的溫度。
現參看圖3C,粒子62可替代地界定三峰分佈73。三峰分佈可具有通孔34中之導電粒子的填充物密度,該填充物密度大於雙峰分佈之填充物密度,且因此亦大於單峰分佈。因此,設想在一些實例中,由三峰分佈73產生之通孔34可具有比由雙峰分佈及單峰分佈中之每一者產生之通孔34大的導電率。
粒子62可包括上文所描述之界定第一三峰粒子之複數個第一雙峰粒子74、上文所描述之界定第二三峰粒子之複數個第二雙峰粒子76及複數個第三三峰粒子78。第一三峰粒子74可具有如上文關於單峰分佈之粒子62所描述之第一三峰平均粒度。因此,第一三峰粒子74可界定上文所描述之間隙66。三峰分佈73之間隙66可被稱為第一三峰間隙。如上文關於第一及第二雙峰粒子所描述,第二三峰粒子76可具有小於第一三峰粒子74之第一雙峰平均粒度的第二三峰平均粒度。第一三峰粒子73及第二三峰粒子76可協作以便界定其間之第二三峰間隙75。
第三三峰粒子78可安置於第二三峰間隙75中。在一些實例中,可能需要使第三三峰粒子78之大小增到最大以使得其擬合於第二三峰間隙75中之各別間隙而不使間隙75膨脹。然而,應瞭解,第三雙峰粒子78可使第二三峰間隙75膨脹,同時相對於雙峰分佈增加第一粒子62a之密度。無論如何,第一及第二及第三雙峰粒子76及78可據稱進行組合以便界定小於第二三峰間隙75之第三三峰間隙69。
第三三峰粒子78可具有小於第二三峰平均粒度之第三三峰平均粒度。儘管不為限制性的,但除非另外指示,否則第二三峰平均粒度及第三三峰平均粒度可界定在約4:1至約10:1範圍內之比率。舉例而言,該比率可為約7:1。
在一個實例中,第三三峰粒子78可由任何適合的導電材料製成。舉例而言,第三三峰粒子78可為與第一三峰粒子74及第二三峰粒子76中之任一者或兩者相同的材料。替代地,第三三峰粒子78可為與第一三峰粒子74及第二三峰粒子76中之每一者不同的材料。
現參看圖3D,粒子62可包括複數個薄片(flake)42。如自下文應瞭解,當粒子62被壓縮時,薄片42可破裂以便界定實質上無孔的材料緻密層,其就液體及氣體中之任一者或兩者進入至通孔34中而言提供障壁。
薄片42可不規則地成形,且可彼此不同地設定大小及成形。薄片42之平均比表面積可在約0.15平方公尺/公克至約17平方公尺/公克範圍內。舉例而言,平均比表面積可在約0.15平方公尺/公克至約7平方公尺/公克範圍內。在另一實例中,平均比表面積可在約0.15平方公尺/公克至約2平方公尺/公克範圍內。在一個實例中,平均比表面積可在約0.15平方公尺/公克至約0.45平方公尺/公克範圍內。在另一實例中,平均比表面積可為約17平方公尺/公克。在另一實例中,平均比表面積可為約16平方公尺/公克。在另一實例中,平均比表面積可為約7平方公尺/公克。在另一實例中,平均比表面積可為約2平方公尺/公克。在另一實例中,平均比表面積可為約1.5平方公尺/公克。在另一實例中,平均比表面積可為約0.76平方公尺/公克。當然,應認識到,薄片42可視需要具有任何適合的比表面積。此外,大部分薄片可具有在約2:1至約10:1範圍內之平均縱橫比。在一個實例中,薄片可經球磨。替代地,薄片經磨碎機研磨。仍替代地,薄片粒子可經行星攪拌機(planetary)研磨。仍可替代地,薄片可經低溫研磨。就此而言,應瞭解,薄片可視需要以任何適合方式製造。薄片42可為與實質上球形粒子相同之金屬。替代地,薄片42可為最終填充物或不同於最終填充物之金屬。
當壓縮力施加至薄片42時,例如在本文所描述之均衡(isostatically)加壓操作期間,薄片可斷裂成薄片粒子且封裝於間隙66及/或75中以便在實質上球形粒子之外提供傳導。因此,實質上球形粒子可界定第一複數個粒子62,且薄片42可界定第二複數個粒子。第一複數個粒子62可界定上文所描述之單峰分佈、雙峰分佈或三峰分佈。此外,第一複數個粒子62可如上文所描述為實質上球形的,或可視需要界定任何適合的替代大小及形狀。薄片42之密度可為約80%至約98%。
填充穿孔
一般參看圖4至圖8,提供一種用於使基板20之具有導電填充物35之孔26金屬化藉此產生金屬化通孔之方法。該方法可包括填充步驟,該填充步驟包括引入導電膏40之步驟,該導電膏經引入至孔26中。在一些實例中,引入步驟包括將一定量之膏40沈積至基板20之第一表面22及第二表面24中之至少一者的步驟。金屬化步驟亦可包括在施加至基板20及膏40之均衡壓力下執行引入步驟。在一些實例中,可在部分固化膏40及尤其載體58之第一高溫下施加均衡壓力。第一高溫可大於室溫。該方法可進一步包括在足以完全固化膏40及尤其載體58之第二高溫下執行最終固化步驟由此產生導電填充物35之步驟。在填充步驟及最終固化步驟中之一者或兩者之後,可使基板20之第一外表面22及第二外表面24中之至少一者或兩者平坦化以移除安置於第一表面22及第二表面24中之至少一者或兩者上的殘餘膏40。
現參看圖4,引入步驟可包括將一定量之膏40沈積至第一表面22而非第二表面24的步驟。一定量之膏可安置於對準位置44處,該對準位置與孔26中之相應至少一者的相應開口端對準。以其他方式陳述,膏40可沿著基板22之各別外表面且跨越孔26中之各別至少一者延伸。在一個實例中,可將一定量之膏40自任何適合之遞送裝置沈積至基板20上。舉例而言,複數個量之膏40可沈積至各別對準位置44,所述對準位置與孔26中之僅單一者之開口端對準。替代地,一或多個量之膏40可沈積至各別對準位置44,所述各別對準位置與各別複數個孔26之複數個開口端對準。
在一個實例中,遞送裝置可經組態為注射器46。因此,注射器46之輸出端48可與對準位置44對準,且適合於填充至少一個孔26之一定量之膏40自輸出端48沈積至基板20之對準位置44。因此,一定量之膏40覆蓋孔26中之至少一者的開口端。可接著重新定位注射器46以將後續數量之膏40沈積至後續對準位置44。此過程可視需要繼續直至已在各別對準位置44處沈積至少一個數量之膏40,所述各別對準位置與待金屬化之所有孔26對準。雖然遞送裝置可經組態為如上文所描述之注射器46,但應瞭解,設想適合於沈積膏40至基板20或以其他方式將膏40遞送至基板20上之任何替代遞送裝置。
現參看圖5A至圖5B,膏40可在均衡壓力下被驅動至孔26中。根據圖5A至圖5B所示之實例,基板20可以上文所描述之方式在膏40已沈積至基板20之後置放於包封(envelope)118中。包封118包括第一層合物119a以及與第一層合物119a分隔開的第二層合物119b,以便界定內部空間124,該內部空間經設定大小且經組態以容納基板20。
特定言之,第一層合物119a可包括第一外薄片120a及第一內層122a。第二層合物119b可包括第二外薄片120b及第二內層122b。第一內層122a及第二內層122b面向彼此,且因此當基板20安置於內部空間中時面向基板20。如自以下描述應瞭解,第一內層122a及第二內層122b可分別被稱為第一壓縮部件及第二壓縮部件,其經組態以將壓縮力施加至膏40亦即將膏40驅動至各別至少一個孔26中。特定言之,第一內層122a及第二內層122b可為足夠可撓性的以便在膏40上方延伸且隨後向基板20之各別表面施加力,以便將膏40驅動至各別至少一個孔中。就此而言,包封118可被稱為軟封裝包封。類似地,由於粒子62隨著膏40被壓縮且驅動至孔中而變得彼此壓緊,因此填充步驟亦可被稱為封裝步驟。因為包封118為軟封裝包封,所以封裝步驟可被稱為軟封裝步驟。應瞭解,在封裝步驟之後膏40中之粒子62之密度可大於在封裝步驟之前膏40中之粒子62之密度。
內部空間124經設定大小且經組態以容納基板20,使得內層122面向基板20之各別相對表面。因此,內層122中之至少一者面向所沈積膏40。外薄片120對於空氣為無孔的及具有可撓性,且可包圍內層122。因此,當第一及第二層合物119a及119b彼此融合以使得內部空間124完全封閉以界定殼體126時,空氣無法進入殼體126。
在一個實例中,第一層合物119a及第二層合物119b之各別部分可彼此密封,以便部分界定殼體126。基板20及膏40可接著在形成殼體126之前置放於內部空間124中,使得第一表面22面向第一內層122a及第二內層122b中之一者,且第二表面24面向第一內層122a及第二內層122b中之另一者。接下來,將真空施加至殼體126之內部空間124以自內部空間124移除空氣,且可將第一及第二層合物119a及119b彼此密封(例如,熱封)以便在真空下界定殼體126。當包封118置放於真空下時,內層122a及122b可平鋪於可延伸超過孔26之基板20之第一外表面及第二外表面中之各別一者上。此外,第一內層122a及第二內層122b可抵靠相對於表面22及24中之一者或兩者延伸出的任何過度填充之粒子62。
因此,現參看圖5B,包封118可置放於按壓機中,該按壓機經組態以將充足外部壓力施加至包封118,此又使得膏40流入各別對準孔26中。舉例而言,按壓機可為將均衡壓力施加至包封118之均衡按壓機。因此,填充步驟可包括均衡封裝步驟。均衡壓力可施加至外薄片120a及122a,如由圖5B中之箭頭指示,其又向內層122a及122b施加均衡壓力。包封,且特定言之,第一及第二內層122a及122b,可將對應力施加至膏40,該對應力對應於施加至基板20之第一及第二表面22及24的均衡壓力。該力足以將膏40自基板20之各別外表面驅動至各別孔26中。
如上文所描述,基板20之外表面可界定孔26之第一末端。該力驅動膏40以自孔26之第一末端朝向孔26之第二末端流動。在一個實例中,該力驅動膏40自孔之第一末端流動至孔26之第二末端。因此,膏40可填充自第一末端且至第二末端之孔。在其中孔26為穿孔之實例中,膏可填充自基板20之第一外表面22至第二外表面的孔26。在其中孔26為盲孔之實例中,膏可填充自基板20之外表面(其界定孔之第一末端)至孔26之第二末端的孔。
該力可進一步使粒子62在載體58中封裝且緻密化。因此,與施加均衡力之前相比,在施加均衡力之後,膏40具有更大的封裝密度。在施加均衡力之後,膏40可由此稱為封裝膏。此外,如上文所描述,若粒子62包括薄片42,則由內層122a及122b施加之力可引起薄片斷裂,由此進一步用額外導電材料封裝所得填充物。導電粒子62可以充足量存在,使得膏40在沈積至基板20上之前導電。因此,孔26中之封裝膏40可類似地為導電的。由此所得電通孔34自膏40之第一末端(或所得導電填充物)至膏40之第二末端(或所得導電填充物)導電。在其中膏40之第一及第二末端安置於所述孔或通孔之第一及第二末端處的實例中,所得通孔34類似地自通孔之第一末端至通孔之第二末端導電。
內層122a及122b可由適合於遞送如上文所描述之對應力的任何材料製成。在一個實例中,內層122a及122b可由經組態以封裝膏40之粒子62的黏彈性材料製成。舉例而言,內層122a及122b可跨越基板20之各別外表面實質上均一地分佈均衡壓力。因此,內層122a及122b可以機械方式將粒子62封裝成高度封裝粒子62。因此,需要內層122a及122b由並不黏附至粒子62之材料製成,使得當均衡壓力經移除時,內層122a及122b可自基板20移除而不將粒子62拉出孔26。在一個實例中,內層122a及122b可由聚酯薄膜(Mylar)製成。在另一實例中,內層122a及122b可由鐵氟龍(Teflon)製成。外層薄片120a及120b可由任何適合的無孔材料製成。舉例而言,外薄片120a及120b可由諸如鋁之可撓性金屬製成。
在一個實例中,外薄片120a及120b可包括融合材料121,諸如視需要塗佈至其各別內表面之聚酯薄膜。融合材料121可融合至自身以產生真空殼體126。內層122a及122b可與外薄片120a及120b分離,且置放於外薄片與基板20之間。替代地,內層122a及122b可視需要加襯外薄片120a及120b。
均衡壓力可在約500磅/平方吋(pounds per square inch;PSI)至約60,000 PSI範圍內。舉例而言,均衡壓力可在約1,000 PSI至約10,000 PSI範圍內。在一個實例中,均衡按壓機可經組態為溫均衡按壓機(warm isostatic press;WIP),該溫均衡按壓機可經組態以在第一高溫下施加均衡壓力,該高溫可高至且包括載體58之固化溫度。第一高溫可藉由將包封置於在第一高溫下之液體浴(諸如水)中來達成。在一個實例中,第一溫度可在約50 C至約250 C範圍內持續足以使載體58部分固化且黏附至基板20之內表面29的任何適合之持續時間。在一個實例中,在約60 C之溫度下施加均衡壓力。在一個實例中,可在不足以燒結粒子62之溫度下施加均衡壓力,此係因為膏40可在不燒結粒子62的情況下為導電的。持續時間可在約15分鐘與約3小時之間,諸如約45分鐘。持續時間可視需要變化。替代地,均衡按壓機可經組態為在室溫下施加均衡壓力的冷均衡按壓機(cold isostatic press;CIP)。
當載體58為矽酸鈉時,可在約40 C至約90 C範圍內的第一溫度下,在約500 PSI至約10,000 PSI之間的均衡壓力下執行填充步驟持續至多約一小時的持續時間。舉例而言,在一個實例中,溫度在6,000 PSI之均衡壓力下可為約60 C持續約45分鐘之持續時間。應認識到,溫度、壓力及持續時間可視需要而變化。
儘管在一個實例中,第一及第二內層122a及122b可對基板20及粒子62施加力,但應瞭解,均衡壓力可視需要根據任何適合的替代具體實例而將膏40驅動至孔26中。在其他實例中,設想深按壓機可用以將膏40驅動至孔中,或提供足以將膏40驅動至孔26之力的任何適合替代方法。又替代地,膏40可在正真空壓力、負真空壓力、離心力或靜電力下驅動至孔26中,如2020年8月6日公開且在本文中作為展現證據A包括之PCT公開案第WO 2020/160343 A1號中所揭示。PCT公開案第WO 2020/160343 A1號因此形成本發明之一部分。
如圖5A至圖5B中所示,當孔26為穿孔時,膏40可沈積於基板20之第一外表面22上,且施加均衡壓力引起對應力將膏40自第一外表面22驅動至第二外表面24。相較於藉由膏40佔據的孔26之體積,更大體積之膏40可沈積於基板20上,以便確保孔26在填充步驟期間被膏40完全填充。因此,施加均衡壓力使得殘餘膏40沿第一及第二外表面22及24中之任一者或兩者延伸。此外,當粒子62在施加均衡壓力期間變得壓緊時,均衡壓力可轉移安置於孔26中之載體58中之一些且使額外載體58行進超出孔26且行進至基板20之外表面22及24中之任一者或兩者上。
在另一實例中,參看圖6,各別犧牲層50可施加至基板20之第一及第二外表面22及24中的任一者或兩者。犧牲層50可界定與孔26中之各別至少一者對準的至少一個孔口52。犧牲層50因此界定一高度,該高度有效地增加在第一及第二表面22及24中之任一者或兩者處的各別孔26之長度。因此,當基板26之孔26以上文所描述之方式填充時,殘餘膏40可在孔26為穿孔時在第一及第二表面22及24中之每一者外側延伸。當孔26為盲孔時,則膏可延伸超出第一及第二表面22及24中之僅一者。由犧牲層50界定之至少一個孔口52可在填充步驟之後至少部分地或完全地填充有膏40,藉此確保孔26已實質上填充有膏40。一旦已完成填充步驟,便可如下文所描述使用化學機械拋光(chemical mechanical polishing;CMP)、機械拋光及/或研磨製程移除犧牲層50及殘餘膏。
現參看圖7A至圖7B,孔26中之至少一者可經組態為盲孔30。舉例而言,閉合層56可跨越基板20之第二外表面24延伸以便界定盲孔30,該盲孔具有在第一表面處敞開之第一末端及藉由閉合層56封閉之第二末端。閉合層56可界定盲孔30之封閉末端。在一個實例中,閉合層56可為鈦層,但應瞭解,可使用任何適合的替代材料。當孔26為盲孔30時,可將膏40沈積至基板20之第一外表面22上,且可將基板20置放於包封118中,且可以上文所描述之方式將均衡壓力施加至基板20。施加至膏40之對應力足以以上文所描述之方式將膏40驅動至各別盲孔30中。特定言之,膏40自第一表面22驅動至盲孔30之封閉末端。因此,膏40可自盲孔30之封閉末端朝向第一表面22延伸。在一個實例中,膏40可自盲孔30之封閉末端延伸至第一表面22。此外,如上文所描述,粒子62可變得彼此壓緊,以便以上文所描述之方式界定封裝膏40。另外,粒子62之壓實可以上文所描述之方式將載體58驅動出孔26且驅動至第一外表面22上。就此而言,應瞭解,防止過量膏流動至基板20之第二外表面24上。在已完成填充步驟或最終固化步驟之後,可移除閉合層56。替代地,可視需要使閉合層56圖案化以界定重佈層。
現參看圖8,在已完成填充步驟之後,方法可包括分別使第一外表面22及第二外表面22及24中的至少一者或兩者平坦化以便移除殘餘膏40的步驟。當孔26中之至少一者界定如上文關於圖5A至圖5B所描述之穿孔時,殘餘膏40可分別安置於第一及第二外表面22及24中之一者或兩者上。當孔26中之至少一者界定如上文關於圖6A至圖6B所描述之盲孔時,殘餘膏40可安置於第一表面22而非第二表面24上。
在一個實例中,殘餘膏40可使用任何適合之平面機械裝置,諸如剃刀片移除。特定言之,剃刀片可沿第一及第二外表面22及24中之至少一者刮擦以移除殘餘膏40。在另一實例中,殘餘懸浮液或殘餘聚合物137可藉由對第一及第二表面22及24中之任一者或兩者執行化學機械拋光(CMP)步驟而移除。可選擇任何適合的漿液作為用於膏40之選擇性CMP移除的蝕刻溶液。替代地,第一及第二表面22及24中之任一者或兩者可使用任何適合的機械拋光技術用研磨墊及/或研磨漿液拋光。又替代地,可使用任何適合的研磨技術拋光第一及第二表面22及24中之任一者或兩者。應瞭解,以上確定之平坦化步驟或任何適合之替代拋光步驟中之任何一或多者可用於在填充步驟之後平坦化第一及第二表面22及24中之任一者或兩者。替代地或另外,以上確定之平坦化步驟或任何適合之替代拋光步驟中之任何一或多者可用於在如現將描述之最終固化步驟之後平坦化第一及第二表面22及24中之任一者或兩者。
現參看圖9,使孔26金屬化之方法可包括最後固化安置於孔26中之膏40的步驟。最後固化之步驟可包括使基板20經受第二高溫,該第二高溫大於用於部分固化膏40之第一高溫。當載體58為環氧樹脂時,第二高溫可在約125C至約300C之範圍內。以其他方式陳述,第二高溫可不超過約300C。在一個實例中,基板20在第二高溫下置放於任何適合之烘箱54中持續所需持續時間。在一個實例中,持續時間可在約5小時與約40小時之間,諸如約20小時。當然,應瞭解,環氧樹脂可替代地在第二高溫之其他範圍內固化持續其他持續時間。所得通孔34可具有約10
-10之氣密性(hermeticity)。
提及當載體58為矽酸鈉時,最終固化步驟可包括將第二溫度自室溫增加至約70 C至約120 C之範圍內,諸如約95C。第二溫度可以約1 C至約5 C之速率(諸如約3 C/分鐘)增加。第二溫度接著可維持約15分鐘至約2小時之持續時間,諸如約45分鐘。在持續時間過期之後,第二溫度可升高至約125 C至約225 C之範圍內,諸如約175C,例如以約1 C至約5 C之速率,諸如約3 C/分鐘。第二溫度可維持持續在約30分鐘至約2小時範圍內之後續持續時間,諸如約60分鐘。接著可允許第二溫度冷卻至室溫。
應認識到,第二高溫可小於粒子62燒結之溫度。因此,使孔26金屬化之方法可在不燒結粒子62之情況下執行。因此,可稱所得導電填充物35之導電粒子62可為未經燒結的。替代地,例如當粒子為金時,第二高溫可達到粒子62燒結之溫度。然而,在不受理論束縛之情況下,咸信,膏40之載體58可防止粒子62燒結。雖然可能發生一些部分燒結,但可據稱所得導電填充物35實質上未經燒結。在其他實例中,粒子62可視需要燒結。就此而言,應認識到,膏40在使膏40經受第一高溫及第二高溫中之任一者之前為導電的。此外,在用膏40填充孔26之前,膏40可導電。雖然膏40在第一高溫及第二高溫下部分固化及最終固化,但在替代性實例中,公認孔26中之膏40可替代地或另外藉由將膏40曝露於紫外線(ultraviolet;UV)光來固化。又替代地,安置於孔26中之膏40可藉由使膏40曝露於周圍環境持續延長的時間段來固化。部分及最終固化膏40之方法可取決於膏40之載體58。
如上文所描述,應瞭解,經固化膏40且因此導電填充物35可自通孔之第一末端延伸至通孔之第二末端。因此,可據稱導電填充物35及因此通孔可由經固化膏組成或基本上由經固化膏組成。經固化膏可由載體58及導電粒子組成或基本上由載體58及導電粒子組成。在一些實例中,膏40可不含溶劑。然而,應認識到,膏40可視需要包括溶劑。特定言之,載體58可包括溶劑。
移至圖10且如上文所論述,導電組件可包括可界定外部第一表面22、與第一表面相對之外部第二表面24的基板20。複數個內表面29界定各別複數個對第一及第二表面22及24中之至少一者或兩者敞開之孔26。至少一個孔26或複數個孔26可各自自第一表面22朝向第二表面24延伸。穿孔26可界定第一表面22處之第一開口23及第二表面24處之第二開口25。替代地,孔26可為盲通孔,僅具有第一或第二開口23、25中之一者。孔26可包括鄰近於其各別內表面29而定位之塗層128。塗層128可包括第一層130及第二層132,或僅第二層132。第二層132可為導電的且界定導電通孔34A。填充物(諸如高溫填充物35A)可定位於孔26中。填充物35A可與第二層132實體接觸。在將填充物35A固化於至少一個孔26中之後,填充物35A可在至少約400攝氏度的溫度下保持其材料相。填充物35A可為非導電的。導電通孔34A可經氣密密封。
每一孔26或孔26可視需要界定任何適合的大小及任何截面形狀。舉例而言,至少一個或每一孔26在截面上可為沙漏形、圓柱形或V形。沙漏形孔26或高溫導電通孔34A之內表面可界定至少一度至三度之錐形。
第一層130及第二層132可各自含有使用不同沈積技術在各別孔26中沈積之金屬、金屬氧化物或金屬合金。塗層128、第一層130及/或第二層132可各自沿著各別孔26之內表面29的整個長度延伸或各自連續延伸。此外,塗層128、第一層130及/或第二層132可沿著基板20之第一及第二相對表面22、24中的每一者之一部分延伸。塗層128之第一層130可為視情況選用的,且可經由無電極電鍍或物理氣相沈積(physical vapor deposition;「PVD」)而建立於孔26之內表面29上。第一層130可藉由在基板20之第一及第二相對表面22、24中之每一者上執行PVD而建立。第一層130可被稱為黏著層。第一層130可由諸如鈦之第一金屬或其氧化物製成。第一層130可為導電或非導電的。第一層之厚度可在約0.01奈米至約5奈米範圍內,諸如0.05奈米至約1.5奈米。
第二層132可為第二金屬之電導體層。舉例而言,第二金屬可為銅、金或銀。可使用電化學或濺鍍沈積施加第二層132。第二層132可沿著視情況選用之第一層130實質上均勻地施加。第二層132之厚度可在約1微米至約15微米範圍內,諸如3微米至約7微米。塗層128、第一層130及/或第二層132可經組態以不完全填充孔之最窄部分或頸部。舉例而言,塗層128可經定位以准許對應孔26之第一及第二末端藉由除塗層128、第一層130或第二層132以外的材料或填充物流體地或連續地連接。換言之,塗層128、第一層130及/或第二層132可經定位以使得光或流體或連續填充物可自孔26之第一末端23傳遞至孔26之第二末端25,或自孔26之各別第一或第二末端23、25傳遞至盲通孔之底部。替代地,塗層128、第一層130及/或第二層132可遮蔽或封閉孔26之第一末端23及第二末端25中之一或多者。在此類情況下,可使用CMP、機械拋光及/或研磨製程移除塗層128、第一層130及/或第二層132之一部分。
可為非導電、電絕緣或導電中之至少一者的高溫填充物35A可根據上文所描述之任何適合的方法引入至孔26中。填充物35A可在約15至25℃之室溫/環境溫度下嵌入或沈積於孔26中,且可在室溫/環境溫度與約300℃之間的溫度下固化。舉例而言,可藉由刮板、流體壓力、離心力、靜電、均衡壓力或其某一組合將填充物35A引入至對應孔26或導電通孔34A中。
填充物35A可佔據並未由塗層128佔據的孔26之剩餘部分的實質上全部。因此,塗層128及填充物35A可組合以完全填充孔26之頸部。在將填充物35A引入至各別孔26或導電通孔34A中且經固化之後,填充物35A可經由約15至25℃直至且包括約1000攝氏度或直至且包括約2800攝氏度之溫度以固態或大部分固態保持,從而產生高溫導電通孔34A。
填充物35A可為黏合劑或環氧樹脂,諸如以下中之任一種或任何組合:Resbond 940-1、Resbond 940HT、Resbond 940LE、Resbond 901、Resbond 919、Resbond 940、Resbond 950、Resbond 989、Resbond 7030、Resbond 907GF品牌黏合劑及密封劑,皆可購自紐約州布魯克林(Brooklyn NY)之COTRONICS;Pyro-Paint 634-ALP、Pyro-Paint 634-AS、Pyro-Paint 634-AS、Pyro-Paint 634-AS-1、Pyro-Paint 634-YO、Graphi-Coat 623品牌黏合劑及密封劑,皆可購自紐約州河谷學院(Valley College, NY)之AREMCO;及OMEGABOND 400系列、500系列、600系列品牌黏合劑及密封劑,皆可購自康涅狄格州諾沃克(Norwalk, CT)之OMEGA。填充物35A可為無有機物、基於黏合劑之填充物。有機物可分解且在低於300攝氏度下除氣。使用基於黏合劑之填充物35A允許至多導體之熔點的熱穩定性。填充物35A可與基板20具有接近完美的CTE匹配,諸如用二氧化矽填充二氧化矽晶圓、用Al
2O
3填充藍寶石晶圓等。填充物35A可為二氧化矽或可基本上由二氧化矽組成。
所得導電組件可用於經歷高溫之環境或經歷密封性亦為要求之高溫的環境中。實例包括電力應用,其中較小通孔可增加I2R關係,產生較熱導電通孔及高能量下游處理(CVD、熱壓結合等)。
導電組件可包括甚至在高溫環境中界定氣密密封式通孔34A之罩蓋,所述高溫環境在一些實例中可為至少300攝氏度。導電組件亦可或替代地包括多孔罩蓋,其允許安置於孔中之加壓氣體經由罩蓋離開孔。現參看圖11-12,可在填充物35A之沿著孔之中心軸線彼此相對的第一末端及第二末端處製造或以其他方式建立第一罩蓋140及/或第二罩蓋142。導電材料可安置於孔26中,且界定第一末端及沿著中心軸線與第一末端相對的第二末端。導電材料可建立自第一末端至第二末端之導電路徑。第一罩蓋140及第二罩蓋142可各自連接至導電材料以建立導電通孔34A。第一罩蓋140可氣密密封通孔34A。第一罩蓋140可包括實質上固體層,其減少或阻止氣體或液體之流動。一般而言,通孔可界定可以流體方式連接在一起之第一開口端及第二開口端。第一開口端可使用第一物質或第一方法密封或部分密封,且第二開口端可使用第二物質或第二方法密封或部分密封。該第二物質可不同於該第一物質。第二方法可不同於第一方法。經密封可意謂經氣密密封至約10
-8立方大氣壓之氦/秒。通孔34自第一表面22至第二表面24。通孔34可繞垂直於孔26之中心的平面不對稱。
第一罩蓋140可至少部分或完全安置在孔26內,該孔可為電鍍或以其他方式金屬化之穿孔,其自第一表面22不受阻地延伸至第二表面24。可使用CMP、機械拋光及/或研磨製程將填充物35A之鄰近第一或第二表面22、24的一部分研磨或移除,以產生凹槽,使得第一及第二罩蓋140、142可至少部分或完全地安置在孔26內。第一罩蓋之厚度可為約0.5微米至約6微米、約2微米至約4微米或小於約6微米。儘管第一罩蓋140可經電鍍且第二罩蓋142可藉由PVD、CVD及ALD(原子層沈積)建立,但第一罩蓋140及第二罩蓋142兩者可經電鍍或以其他方式完全密封。
第一罩蓋140可藉由電鍍建立。舉例而言,基板20之第一表面22可浸沒於電解質中。接著可將基板20自電解質中移出,且進行旋轉、沖洗及乾燥(spun, rinsed, and dried;SRD)中之至少一者。第一罩蓋140可接著在約室溫或約22℃下施加。
導電材料可界定具有面向第一層130之外表面的第二層132。第二層132可具有與面向填充物35A之外表面相對的內表面。填充物35A可安置於由第二層132界定的內部空隙中。在一些具體實例中,可在將導電材料及填充物35A引入至孔26中且使填充物35A固化之後建立第一罩蓋140。在其他具體實例中,可在將填充物35A引入至孔26中之前在同一步驟期間建立第一罩蓋140及導電材料。
第一罩蓋140之外緣可徑向延伸超出孔26之外緣。替代地,第一罩蓋140之外緣可經組態以不徑向地延伸超出孔26之外緣。第一罩蓋140可具有實質上與基板20之第一表面22共面的外表面。第一罩蓋140可甚至在高溫下氣密地密封導電通孔34A。
在製造第一罩蓋140之後,來自用於產生第一罩蓋140之電鍍製程的殘餘液體可位於孔26中。在一些情況下,將基板曝露於至少300攝氏度之高溫可引起將孔中之殘餘液體轉型成加壓氣體。加壓氣體可使得罩蓋在加壓氣體離開孔26時開裂或斷裂。第二罩蓋142可允許加壓氣體經由第二罩蓋142離開孔,同時維持第二罩蓋142之大小及形狀。舉例而言,第二罩蓋142可為多孔的以允許自孔26除氣。換言之,第二罩蓋142可允許自孔26除氣而不使第二罩蓋142開裂。
第二罩蓋142可藉由PVD建立以在孔26中產生物理沈積層。PVD可提供包括孔隙的三維晶格結構,所述孔隙允許氣體或液體移動通過第二罩蓋142。舉例而言,約10
-8立方大氣壓之氦氣/秒可視為氣密密封式通孔末端。第二罩蓋142可經組態使得其並不被氣密密封的。第二罩蓋142沿方向D之厚度可為約1微米至約5微米、約5微米至約10微米、小於約10微米、大於約1微米、約1微米至約2微米、約2微米至約3微米、約3微米至約4微米或約4微米至約5微米。第二罩蓋142可具有與第二表面實質上平面的外表面。
第一及第二罩蓋140、142中的一者或兩者可與第二層132實體接觸。第一及第二罩蓋140、142可由與第二層132相同之材料製造。替代地,第一及第二罩蓋140、142可由彼此不同或與第二層132不同的材料製造。第一及第二罩蓋140、142可包括金屬,諸如銅、金或銀、金屬氧化物或金屬合金。第一及第二罩蓋140、142可由導電材料製造。第一及第二罩蓋140、142可電耦接至第二層132以提供導電通孔34A。在一些具體實例中,第二罩蓋142可在通孔的兩端處建立且可省略第一罩蓋140。
可在建立第二罩蓋142之後將重佈層(redistribution layer;RDL)施加至第二罩蓋142及/或第二表面24。RDL可提供至第二罩蓋142之氣密密封件。
如上文所描述之多孔罩蓋可在任何除氣期間減少罩蓋之非所要開裂。然而,如在圖13處所展示,當基板及通孔自較高溫度冷卻至較低溫度時,有時在通孔附近觀測到基板中之裂紋143。不希望受任何特定理論束縛,咸信,填充物可在其冷卻時收縮。此收縮可對界定通孔之孔的基板側壁施加拉力。當足夠的拉力施加至側壁時,圍繞通孔之基板可開裂。
現參看圖14至圖19C,一或多個凹槽144可自第一表面22朝向第二表面24及/或自第二表面24朝向第一表面22延伸。基板側壁可將凹槽144與孔26分離。凹槽144可全部徑向地與孔26間隔開。當填充物冷卻時,凹槽144可允許基板側壁撓曲,且將拉力施加至側壁。凹槽144可藉由將蝕刻溶液塗覆至基板而形成。蝕刻溶液可為氟化氫或氫氟酸或氫氧化鈉。蝕刻製程可每分鐘移除0.5微米之基板。蝕刻可在約80℃、約100℃或約120℃下進行。替代地,凹槽144可藉由研磨或切割基板而形成。
可在選擇部位中施加雷射以在執行蝕刻製程之前使基板減弱。美國專利第9,656,909號以引用之方式併入,如同在本文中全文闡述一般。施加雷射可幫助控制凹槽之大小及形狀及/或蝕刻凹槽144所需之時間。
凹槽144可部分或完全填充有凹槽材料146以固化基板20。凹槽材料146可為介電膏、金屬、鈦、鈦鎢或銅。凹槽材料146可為填充物35A(圖16)。參看圖15及16,孔26可形成於基板20中,且第一層130及第二層132可如先前所描述施加。凹槽144可接著形成於基板20中。接著可將填充物35A引入至孔26及凹槽144中。舉例而言,可經由如先前所描述之均衡按壓機引入填充物35A。
參看圖17-18,凹槽材料146可與第一層130及第二層132相同。凹槽144可在孔26已形成之後但在任何材料引入至孔26中之前形成於基板120中。第一層130及第二層132可接著引入至孔26及凹槽144中之每一者中。可接著將填充物35A引入至如先前所描述之孔26中。
參看圖14,凹槽144之內緣可沿著方向R與通孔34之外緣間隔距離R
1。距離R
1可為約10微米至約50微米。替代地,凹槽144可自孔26徑向向外延伸。每一凹槽144可視需要界定任何適合的大小及任何截面形狀。舉例而言,至少一個或凹槽144在截面上可為沙漏形、圓柱形或V形。凹槽144可界定至少一度至三度之錐形。舉例而言,凹槽144可具有大體上圓柱形的截面形狀,其直徑D
1為約5微米至約20微米。凹槽之高度H
1可為約0.1微米直至基板20之高度的約四分之一。高度H
1可小於孔26之高度的二分之一。
參看圖19A至圖19C,展示凹槽144之一些示例圖案。凹槽144可環繞孔26(圖19A)。複數個凹槽可自孔26向外延伸(圖19B及圖19C)。替代地,凹槽144可視需要界定任何適合的大小及形狀。
根據前文描述,除本文所述之修改以外,本發明之各種修改對於所屬技術領域中具有通常知識者而言將為顯而易見的。所述修飾亦意欲處於所附申請專利範圍之範疇內。本申請案中所引用之各參考文獻以全文引用之方式併入本文中。
儘管已展示且描述本發明之較佳具體實例,但對所屬技術領域中具有通常知識者將容易地顯而易見,可對其作出不超過所附申請專利範圍之範疇的修改。因此,本發明之範疇僅受以下申請專利範圍限制。申請專利範圍中所列舉之參考數字僅為例示性的且僅為了易於由專利局審查,且不以任何方式為限制性的。在一些具體實例中,本專利申請案中所呈現之圖式按比例繪製,包括角度、尺寸比率等。在一些具體實例中,諸圖僅為代表性的且申請專利範圍不受諸圖中所示之實例限制。在一些具體實例中,本文中使用片語「包含(comprising)」所描述之揭示內容的描述包括可描述為「由……組成(consisting of)」或「基本上由……組成(consisting essentially of)」之具體實例,且因此滿足對於使用片語「由……組成」或「基本上由……組成」主張本發明之一或多個具體實例的書面描述要求。
20:基板
22:外部第一表面/第一表面
23:第一末端/第一開口
24:外部第二表面/第二表面
25:第二末端/第二開口
26:孔
27:陣列
28:穿孔
29:內表面
30:盲孔
34:通孔
34a:導電通孔/通孔
35:導電材料/導電填充物/填充物
35a:填充物
36:貫穿通孔
37:重佈層
38:中心軸線
39:盲通孔
40:導電膏/膏
42:薄片
46:注射器
48:輸出端
50:犧牲層
52:孔口
54:烘箱
56:閉合層
58:載體
62:粒子
66:間隙
69:間隙
70:單峰分佈
72:雙峰分佈
73:粒子/三峰分佈
74:粒子
75:間隙
76:粒子
78:粒子
118:包封
119a:層合物
119b:層合物
120:基板
120a:外薄片/外層薄片
120b:外薄片/外層薄片
121:融合材料
122:內層
122a:內層
122b:內層
124:內部空間
126:殼體
128:塗層
130:第一層
132:第二層
140:第一罩蓋
142:第二罩蓋
143:裂紋
144:凹槽
146:凹槽材料
本文中所描述之任何特徵或特徵之組合包括於本發明之範圍內,其條件為包括於任何此類組合中之特徵不相互矛盾,如將自上下文、本說明書及所屬技術領域中具有通常知識者之瞭解顯而易見。本發明之額外優點及態樣在以下詳細描述及申請專利範圍中以及以下圖式顯而易見,在所述圖式中:
[圖1A]為具有複數個孔陣列之基板的透視圖,所述孔陣列各自界定各別複數個孔;
[圖1B]為圖1A中所示出之基板之一部分的示意性截面側視圖,其展示穿孔及盲孔;
[圖2A]為類似於圖1之示意性截面側視圖,但展示包括導電填充物之所述孔以便界定導電通孔,及所述通孔上方之導電重佈層;
[圖2B]為圖2A中所示出之通孔中的一者的一部分的SEM顯微圖;
[圖3A]為經組態以產生圖2B中所示出之導電填充物的膏粒子之示意圖,展示為包括單峰粒子分佈;
[圖3B]為圖3A中所示出之懸浮液粒子之示意性截面視圖,展示為界定雙峰式分佈;
[圖3C]為圖3A至圖3B中所示之懸浮液粒子之示意性截面視圖,展示為包括三峰分佈;
[圖3D]為薄片42之透視圖,該薄片可包括於圖3A至圖3C中所示出之粒子中;
[圖4]為展示為將一定量之膏遞送至基板之遞送裝置之透視圖;
[圖5A]為展示為安置於包封中的基板之示意性截面視圖,該包封經組態以將粒子驅動至圖4中所示出之基板之各別孔中;
[圖5B]為安置於如圖5A中所示之包封中之基板的示意性截面視圖,但展示在施加均衡壓力以驅動粒子至基板之孔中的期間在壓力下之包封;
[圖6
]為基板之示意性截面側視圖,其包括沿基板之各別外表面延伸的犧牲層。
[圖7A
]為展示為安置於包封中之基板的示意性截面視圖,該包封經組態以驅動粒子至圖4中所示之基板之各別孔中,其中基板包括閉合層以便產生盲孔;
[圖7B
]為安置於如圖7A中所示之包封中之基板的示意性截面視圖,但展示在施加均衡壓力以驅動粒子至基板之孔中的期間在壓力下之包封;
[圖8
]為在已完成填充步驟之後且在已完成平坦化步驟之後所展示的基板之示意性截面圖;
[圖9]為展示圖8之在最終固化步驟期間安置於烘箱中之基板的示意性正視圖;
[圖10]為具有導電通孔之基板的側截面視圖;
[圖11]為具有導電通孔之基板的側截面視圖;
[圖12]為圖11之具有導電通孔之基板的放大側截面視圖;
[圖13]為在基板中具有導電通孔及斷裂之基板的側截面視圖;
[圖14]為在基板中具有導電通孔及凹槽之基板的側截面視圖;
[圖15]為具有孔及鄰近基板側壁之第一層及第二層之基板的側截面視圖;
[圖16]為圖15之在基板中具有凹槽且在凹槽中具有凹槽材料的基板之側截面視圖;
[圖17]為具有導電通孔之在基板中具有凹槽且在凹槽中具有凹槽材料之基板的側截面視圖;
[圖18]為圖17之在孔中具有填充物之基板的側截面視圖;及
[圖19A]為根據一個實例的在基板中具有孔及凸起之基板的俯視平面圖;
[圖19B]為根據另一實例的在基板中具有孔及凸起之基板的俯視平面圖;且
[圖19C]為根據又另一實例的在基板中具有孔及凸起之基板的俯視平面圖。
20:基板
22:外部第一表面/第一表面
24:外部第二表面/第二表面
27:陣列
Claims (152)
- 一種導電組件,其包含: 基板,其界定: 外部第一表面; 外部第二表面,其與該第一表面相對;及 至少一個導電通孔,其自該第一表面朝向該第二表面延伸,其中該導電通孔包括導電填充物, 其中該導電填充物包含固化載體及安置於該固化載體中之複數個導電粒子,其中所述粒子包括以下中之至少一者:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子,及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子。
- 如請求項1之導電組件,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項1或2之導電組件,其中該載體為介電的。
- 如請求項1至3中任一項之導電組件,其中該載體為環氧樹脂及矽酸鈉中之一者。
- 如請求項1至4中任一項之導電組件,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項1至5中任一項之導電組件,其中所述導電粒子未經燒結。
- 如請求項1至6中任一項之導電組件,其中所述導電粒子包含實質上球形的粒子。
- 如請求項1至7中任一項之導電組件,其中所述導電粒子包含薄片。
- 如請求項1至8中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定單峰分佈。
- 如請求項1至9中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定雙峰分佈。
- 如請求項1至10中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定三峰分佈。
- 如請求項1至11中任一項之導電組件,其中該導電通孔具有約10 -10之氣密性。
- 如請求項1至12中任一項之導電組件,其中該載體黏附至該玻璃之內表面。
- 如請求項1至13中任一項之導電組件,其中該通孔為自該第一外表面延伸至該第二外表面之穿孔。
- 如請求項1至13中任一項之導電組件,其中該通孔為自該第一外表面朝向該第二外表面延伸但在不延伸至該第二外表面情況下終止的盲通孔。
- 如請求項1至15中任一項之導電組件,其中該導電填充物基本上由該固化載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項1至16中任一項之導電組件,其中該導電填充物係由該固化載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項1至17中任一項之導電組件,其中該導電填充物基本上由固化導電填充物組成。
- 如請求項1至18中任一項之導電組件,其中該導電填充物係由該固化導電填充物組成。
- 如請求項1至19中任一項之導電組件,其中所述導電粒子僅包含金及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項1至19中任一項之導電組件,其中所述導電粒子僅包含鉑及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如前述請求項中任一項之導電組件,其中該導電通孔自該導電填充物之第一末端至該導電填充物之與該第一末端相對的第二末端導電。
- 如前述請求項中任一項之導電組件,其中該導電通孔自該通孔之第一末端至該通孔之與該第一末端相對的第二末端導電。
- 如前述請求項中任一項之導電組件,其中所述粒子界定具有D50粒度在約0.2微米至多至約10微米範圍內的粉末。
- 一種導電組件,其包含: 基板,其界定: 外部第一表面; 外部第二表面,其與該第一表面相對;及 至少一個導電通孔,其自該第一表面朝向該第二表面延伸,其中該導電通孔包括導電填充物, 其中該導電填充物包含固化載體及安置於該固化載體中之複數個導電粒子,及 其中該固化載體為環氧樹脂及矽酸鈉中之一者。
- 如請求項25之導電組件,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項25或26之導電組件,其中該載體為介電的。
- 如請求項25至27中任一項之導電組件,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項25至28中任一項之導電組件,其中所述導電粒子未經燒結。
- 如請求項25至29中任一項之導電組件,其中所述導電粒子包含實質上球形的粒子。
- 如請求項25至30中任一項之導電組件,其中所述導電粒子包含薄片。
- 如請求項25至31中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定單峰分佈。
- 如請求項25至32中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定雙峰分佈。
- 如請求項25至33中任一項之導電組件,其中所述導電粒子界定三峰分佈。
- 如請求項25至34中任一項之導電組件,其中該導電通孔具有約10 -10之氣密性。
- 如請求項25至35中任一項之導電組件,其中該載體黏附至該玻璃之內表面。
- 如請求項25至36中任一項之導電組件,其中該通孔為自該第一外表面延伸至該第二外表面之穿孔。
- 如請求項25至37中任一項之導電組件,其中該通孔為自該第一外表面朝向該第二外表面延伸但在不延伸至該第二外表面情況下終止的盲通孔。
- 如請求項25至38中任一項之導電組件,其中該導電填充物基本上由該固化載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項25至39中任一項之導電組件,其中該導電填充物係由固化環氧樹脂及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項25至40中任一項之導電組件,其中該導電填充物基本上由固化導電填充物組成。
- 如請求項25至41中任一項之導電組件,其中該導電填充物係由該固化導電填充物組成。
- 如請求項25至42中任一項之導電組件,其中所述導電粒子僅包含金及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項25至42中任一項之導電組件,其中所述導電粒子僅包含鉑及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項25至44中任一項之導電組件,其中該導電通孔自該導電填充物之第一末端至該導電填充物之與該第一末端相對的第二末端導電。
- 如請求項25至45中任一項之導電組件,其中該導電通孔自該通孔之第一末端至該通孔之與該第一末端相對的第二末端導電。
- 如請求項25至46中任一項之導電組件,其中所述粒子界定具有D50粒度在約0.2微米至多至約10微米範圍內的粉末。
- 一種導電膏,其經組態以使基板之孔金屬化以便界定導電通孔,該導電膏包含: 黏性載體;及 安置於該黏性載體中之複數個導電粒子,其中所述粒子僅包括以下中之至少一者:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子;及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子。
- 如請求項48之導電膏,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項48或49之導電膏,其中該黏性載體為介電的。
- 如請求項48至50中任一項之導電膏,其中該載體為環氧樹脂及矽酸鈉中之一者。
- 如請求項48至51中任一項之導電膏,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項48至52中任一項之導電膏,其中所述導電粒子包含實質上球形的粒子。
- 如請求項48至53中任一項之導電膏,其中所述導電粒子包含薄片。
- 如請求項48至54中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定單峰分佈。
- 如請求項48至55中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定雙峰分佈。
- 如請求項48至56中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定三峰分佈。
- 如請求項48至57中任一項之導電膏,其基本上由該黏性載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項48至58中任一項之導電膏,其中該導電填充物係由該固化載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項48至59中任一項之導電膏,其中所述導電粒子僅包含金及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項48至59中任一項之導電膏,其中所述導電粒子僅包含鉑及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如前述請求項中任一項之導電膏,其中所述粒子界定具有D50粒度在約0.2微米至多至約10微米範圍內的粉末。
- 一種導電膏,其經組態以使基板之孔金屬化以便界定導電通孔,該導電膏包含: 基板,其界定: 黏性載體;及 安置於該黏性載體中之複數個導電粒子, 其中該黏性載體包含環氧樹脂及矽酸鈉中之一者。
- 如請求項63之導電膏,其中該導電填充物為無玻璃料的。
- 如請求項63或64之導電膏,其中該載體為介電的。
- 如請求項63至65中任一項之導電膏,其中該膏為無玻璃料的。
- 如請求項63至66中任一項之導電膏,其中所述導電粒子包含實質上球形的粒子。
- 如請求項63至67中任一項之導電膏,其中所述導電粒子包含薄片。
- 如請求項63至68中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定單峰分佈。
- 如請求項63至69中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定雙峰分佈。
- 如請求項63至70中任一項之導電膏,其中所述導電粒子界定三峰分佈。
- 如請求項63至71中任一項之導電膏,其基本上由該載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項63至72中任一項之導電膏,其由該載體及該複數個導電粒子組成。
- 如請求項63至73中任一項之導電膏,其中所述導電粒子僅包含金及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項63至73中任一項之導電膏,其中所述導電粒子僅包含鉑及/或其合金及/或一或多種其氧化物。
- 如請求項63至75中任一項之導電膏,其中所述粒子界定具有D50粒度在約0.2微米至多至約10微米範圍內的粉末。
- 如請求項63至76中任一項之導電膏,其中該黏性載體為熱可固化載體。
- 一種使基板之孔金屬化的方法,該方法包含以下步驟: 用包括載體及安置於該載體中之複數個導電粒子的膏填充該孔;及 使該孔中之該膏固化以便界定導電通孔。
- 如請求項78之方法,其中該填充步驟包含向該基板及該膏施加均衡壓力。
- 如請求項78或79之方法,其中該填充步驟包含將該基板置放於包封中,及將均衡壓力施加至該包封,使得該包封將對應力施加至將該膏亦即使該膏驅動至該孔中。
- 如請求項80之方法,其中該對應力引起所述粒子在該載體中緻密。
- 如請求項78至81中任一項之方法,其中該填充步驟在高於室溫之第一高溫下執行,以便部分固化該載體。
- 如請求項82之方法,其中該第一高溫使該載體黏著至該基板之內表面。
- 如請求項82或83之方法,其中所述導電粒子為金屬粒子,且該第一高溫不足以燒結所述導電粒子。
- 如請求項82至84中任一項之方法,其進一步包含在該填充步驟之前將該膏沈積至該基板之至少一個外表面上的步驟。
- 如請求項85之方法,其中該沈積步驟包含將一定量之該膏沈積至該基板之該外表面的與該孔對準的位置。
- 如請求項82至86中任一項之方法,其進一步包含在該填充步驟之後最後固化該膏的步驟。
- 如請求項87之方法,其中最後固化之該步驟在大於該第一高溫之第二高溫下進行。
- 如請求項88之方法,其中該第二高溫不足以燒結所述導電粒子。
- 如請求項78至89中任一項之方法,其進一步包含使該基板之至少一個外表面平坦化。
- 如請求項78至90中任一項之方法,其中該載體為環氧樹脂及矽酸鈉中之一者。
- 如請求項78至91中任一項之方法,其中所述導電粒子僅包含以下中之至少一者:1)金及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子;及2)鉑及/或一或多種其合金及/或一或多種其氧化物之粒子。
- 如請求項78至92中任一項之方法,其中該膏為無玻璃料的。
- 一種導電膏,其經組態以使基板之孔金屬化以便界定導電通孔,該導電膏包含: 黏性載體;及 安置於該黏性載體中之複數個導電粒子, 其中該膏為無玻璃料的。
- 如請求項94之導電膏,其中該黏性載體為可固化的。
- 如請求項95之導電膏,其中該黏性載體為熱可固化的。
- 一種導電組件,其包含: 基板,其界定: 外部第一表面; 外部第二表面,其與該第一表面相對;及 自該第一表面朝向該第二表面延伸之至少一個孔,其中該至少一個孔經塗佈有導電第二層及填充物,該填充物在該填充物固化於該至少一個孔中之後在至少約400℃之溫度下保持其材料相。
- 如請求項97之導電組件,其進一步包含安置於該孔之側壁與該第二層之間的第一層。
- 如請求項98之導電組件,其中該第一層為導電或非導電的。
- 如請求項98或99之導電組件,其中該第一層及該第二層界定塗層。
- 如請求項97至100中任一項之導電組件,其中該填充物在至少約500℃之溫度下保持其材料相。
- 如請求項97至101中任一項之導電組件,其中該填充物在至少約750℃之溫度下保持其材料相。
- 如請求項97至102中任一項之導電組件,其中該填充物在至少約1100℃之溫度下保持其材料相。
- 如請求項97至103中任一項之導電組件,其中該填充物為黏合劑。
- 如請求項97至104中任一項之導電組件,其中該填充物不含鉛。
- 一種導電組件,其包含: 玻璃基板,其界定: 外部第一表面; 外部第二表面,其與該外部第一表面相對; 至少一個孔,其沿著中心軸線自該外部第一表面朝向該外部第二表面延伸; 導電材料,其安置於該孔中且界定第一末端及沿著該中心軸線與該第一末端相對的第二末端,其中該導電材料建立自該第一末端至該第二末端的導電路徑;及 多孔罩蓋,其在鄰接於該第一末端之位置處延伸至該孔中,其中該多孔罩蓋為多孔的以便允許安置於該孔中之加壓氣體經由該多孔罩蓋離開該孔。
- 如請求項106之導電組件,其中當該基板經受至少300攝氏度之溫度時,該多孔罩蓋經組態以允許產生於該孔中之該加壓氣體穿過。
- 如請求項106或107之導電組件,其中該多孔罩蓋在該加壓氣體穿過該多孔罩蓋時維持其大小及形狀兩者。
- 如請求項106至108中任一項之導電組件,其中該多孔罩蓋包含物理氣相沈積。
- 如請求項106至109中任一項之導電組件,其中該多孔罩蓋包含不同於該導電材料之多孔罩蓋材料。
- 如請求項106至109中任一項之導電組件,其中該多孔罩蓋包含與該導電材料相同之多孔罩蓋材料。
- 如請求項106至111中任一項之導電組件,其中該多孔罩蓋之外表面與該外部第一表面實質上共面。
- 如請求項106至112中任一項之導電組件,其中該至少一個孔自該外部第一表面延伸至該外部第二表面,且該導電組件進一步包含安置於該填充物與該外部第二表面之間的氣密密封式罩蓋。
- 如請求項113之導電組件,其中該氣密密封式罩蓋之外表面與該外部第二表面實質上共面。
- 如請求項106至114中任一項之導電組件,其進一步包含安置於該玻璃基板之至少一個側壁上之至少部分地界定該至少一個孔的第一層。
- 如請求項115之導電組件,其中該第一層為導電的。
- 如請求項115或116之導電組件,其中該第一層包含物理沈積層。
- 如請求項115至117中任一項之導電組件,其中該導電材料界定第二層,該第二層具有面向該第一層之外表面及與該外表面相對之內表面,該內表面面向安置於由該第二層界定之內部空隙中之填充材料。
- 如請求項118之導電組件,其中該填充材料包含二氧化矽。
- 如請求項118之導電組件,其中該填充材料基本上由二氧化矽組成。
- 如請求項118之導電組件,其中該填充材料由二氧化矽組成。
- 如請求項115至121中任一項之導電組件,其中該第一層及該第二層界定塗層。
- 如請求項118至122中任一項之導電組件,其中該第二層及該多孔罩蓋包含相同材料。
- 如請求項118至123中任一項之導電組件,其中該第二層及該氣密密封式罩蓋包含該相同材料。
- 一種使沿中心軸線自基板之第一外表面朝向基板之第二外表面延伸之孔金屬化的方法,該方法包含以下步驟: 將導電材料引入至該孔中,以便建立自該導電材料之第一末端至該導電材料之第二末端的導電路徑,該第二末端沿著界定該中心軸線之方向與該第一末端相對;及 在該第一外表面與該導電材料之間的該孔中製造多孔罩蓋,其中該多孔罩蓋經組態以允許該孔中之加壓氣體通過。
- 如請求項125之方法,其中該罩蓋經組態以允許該孔中之加壓氣體通過,同時維持該多孔罩蓋之大小及形狀。
- 如請求項125或126之方法,其中該製造步驟包括該多孔罩蓋在該孔中之物理氣相沈積。
- 如請求項127之方法,其進一步包含將導電第一層物理氣相沈積至該基板之至少部分地界定該孔之內部側壁上,且將該導電材料電鍍至該導電層上。
- 如請求項128之方法,其進一步包含將膏均衡地按壓至該孔中之步驟,其中該膏包含環氧樹脂及二氧化矽粉末。
- 如請求項129之方法,其中該膏僅包含該環氧樹脂及該二氧化矽粉末。
- 如請求項129或130之方法,其進一步包含加熱該基板以便燒盡該環氧樹脂之步驟。
- 如請求項125至131中任一項之方法,其中該孔自該第一外表面延伸至該第二外表面且該方法進一步包含在該第二外表面與該填充物之間的該孔中製造第二罩蓋。
- 如請求項125至131中任一項之方法,其中該孔自該第一外表面延伸至該第二外表面,且該方法進一步包含在該第二外表面與該填充物之間製造氣密密封式罩蓋。
- 如請求項133之方法,其中製造該氣密密封式罩蓋包含電鍍該第二外表面與該導電材料之間的該氣密密封式罩蓋。
- 如請求項134之方法,其中該電鍍製程包含: 將該第二外表面浸沒在液體電解質浴中,且施加電荷以在該孔中鍍覆該基板; 對該基板進行旋轉、沖洗或乾燥中之至少一者;及 在至少300攝氏度之溫度下加熱該基板以固化該氣密密封式罩蓋。
- 如請求項133至135中任一項之方法,其中製造該氣密密封式罩蓋之步驟在製造該多孔罩蓋之該步驟之前執行。
- 如請求項119至126中任一項之方法,其進一步包含在該第一外表面及該第二外表面中之至少一者上製造重佈層。
- 如請求項137之方法,其中製造該重佈層之該步驟係在製造該多孔罩蓋之該步驟之後執行。
- 如請求項125至138中任一項之方法,其進一步包含將該導電材料之溫度升高至至少300攝氏度之溫度,使得氣體經由該多孔罩蓋排出,同時維持該罩蓋之該大小及形狀。
- 如請求項125至138中任一項之方法,其進一步包含使該基板之溫度升高,使得安置於該孔中之液體蒸發以界定行進通過該多孔罩蓋而不使該罩蓋或該基板破裂之加壓氣體。
- 一種導電組件,其包含: 基板,其界定: 外部第一表面; 外部第二表面,其與該第一表面相對; 孔,其沿著中心軸線自該外部第一表面朝向該外部第二表面延伸,該孔藉由內部基板側壁界定; 導電材料,其安置於該孔中,以便建立自該導電材料之第一末端至該導電材料之第二末端的導電路徑,該第二末端沿著該中心軸線與該第一末端相對;及 凹槽,其自該外部第一表面朝向該外部第二表面延伸,該凹槽鄰近該孔且經組態以允許該基板側壁在該基板之熱處理期間屈曲至該凹槽中。
- 如請求項141之導電組件,其進一步包含至少部分地填充該凹槽之凹槽材料。
- 如請求項142之導電組件,其中該凹槽材料包含介電膏。
- 如請求項142之導電組件,其中該凹槽材料包含金屬。
- 如請求項142之導電組件,其中該凹槽材料包含鈦。
- 如請求項142之導電組件,其中該凹槽材料包含鈦鎢。
- 如請求項142之導電組件,其中該凹槽材料包含銅。
- 如請求項141至148中任一項之導電組件,其進一步包含在該基板側壁與該導電材料之間的導電第二層。
- 如請求項141之導電組件,其中該凹槽整體徑向地與該孔間隔開。
- 如請求項141之導電組件,其中該凹槽包圍該孔。
- 如請求項141至150中任一項之導電組件,其中該凹槽包括如在自該外部第一表面至該外部第二表面之第一方向上量測之凹槽高度, 其中該孔包括如在該第一方向上量測之孔高度,及 其中該凹槽高度小於該孔高度的一半。
- 如請求項141至151中任一項之導電組件,其中該孔自該外部第一表面延伸至該外部第二表面,及 其中該基板進一步界定自該第二表面朝向該第一表面延伸之第二凹槽,該第二凹槽鄰近該孔且經組態以在該填充物自膨脹狀態移動至收縮狀態時允許該基板側壁撓曲。
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