[发明专利]晶圆级植球印刷填充通孔的转接板结构及其制作方法

权利要求书

1.一种转接板结构，其特征在于，包括：

垂直于该转接板表面的通孔；

覆盖于该通孔的侧壁的至少一层绝缘层和一层金属层；

嵌入于该通孔中的一个金属球或者金属球缺；所述金属球或金属球缺通过印刷直接置入所述通孔中；

覆盖于该通孔垂直方向一侧金属球或者金属球缺表面的钎料，且该钎料高出转接板表面；以及

形成于该转接板内部金属球缺表面与钎料之间以及钎料与转接板侧壁金属层之间的金属间化合物；

其中，所述该转接板通孔垂直方向另一侧的金属平面与该转接板平面在同一水平面，并通过重新布线和凸点与外部连接；

该转接板采用硅或玻璃制作而成，该通孔为垂直通孔或锥形通孔；

当该转接板采用硅制作时，该通孔的侧壁沉积绝缘层，该绝缘层采用的材料至少包括Si_YO_X或Si_YN_X中的一种，X、Y为自然数；

所述覆盖于该通孔的侧壁的金属层采用的材料为Ni、Au、Ta、Ti、Pt、Pd或TiN中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述转接板结构，其特征在于，所述金属球缺采用的材料为Cu、W或Ni。

3.根据权利要求1所述转接板结构，其特征在于，所述覆盖于球缺表面的钎料采用Sn、In、或二元钎料SnAg、SnCu、SnBi、SnIn或InAg，或三元及多元钎料SnAgCu、SnBiIn、Sn-1.8Ag-0.05Ni、Sn-0.7Cu-0.01Ni-Ge、98.5Sn1Ag0.5Cu0.05Mn或98.5Sn1Ag0.5Cu0.02Ce。

4.根据权利要求1所述转接板结构，其特征在于，所述重新布线时重新布线层采用的材料为Cu或Al。

5.根据权利要求1所述转接板结构，其特征在于，所述金属间化合物为一种或几种化合物的组合，该金属间化合物的成份包括侧壁金属材料的一种或几种，钎料成分中的一种或几种，以及金属球材料。

6.一种制备权利要求1所述转接板结构的方法，其特征在于，包括：

在硅片上表面通过刻蚀形成盲孔；

在该盲孔的孔壁上制作绝缘层，或进一步在该盲孔的表面制作扩散阻挡层和润湿层；

将金属球通过印刷直接植入该盲孔中；

在金属球的上方涂覆一层助焊剂；

将钎料球置于该金属球之上；

高温回流，钎料熔化后润湿金属球，填满金属球和通孔之间的空隙，同时在表面形成凸点；

将硅片翻转，使凸点一侧与支撑基体临时键合；

对硅片背面减薄直至露出硅孔中部分金属球；

制作重新分布层和凸点；以及

拆掉该支撑基体获得带有金属填充通孔的硅片；

所述金属球直径与所述盲孔中心直径大小相近；

所述在该盲孔的表面制作的扩散阻挡层采用的材料为Ni、Ti、TiN或Ta，所述在该盲孔的表面制作的润湿层采用的材料为Au、Pt或Pd；

所述将金属球通过印刷直接植入该盲孔中，是通过直接印刷或漏板印刷方式完成的；

所述在金属球的上方涂覆一层助焊剂的步骤中，助焊剂是通过漏板印刷到金属球上的。

7.根据权利要求6所述制备转接板结构的方法，其特征在于，所述盲孔为锥形或矩形。

8.根据权利要求6所述制备转接板结构的方法，其特征在于，所述绝缘层采用的材料至少包括Si_YO_X或Si_YN_X中的一种，X、Y为自然数。

9.根据权利要求6所述制备转接板结构的方法，其特征在于，所述将钎料球置于该金属球之上的步骤中，钎料球是通过漏板印刷到金属球上的。

10.根据权利要求6所述制备转接板结构的方法，其特征在于，经高温回流后，钎料完全包覆在金属球的表面，并完全填满TSV孔，并在TSV的表面形成钎料凸点。

11.根据权利要求6所述制备转接板结构的方法，其特征在于，所述支撑基体为玻璃、陶瓷或半导体片，经过高温高压以及临时键合胶或者光敏胶与硅片正面键合在一起。