[发明专利]衬底及其制备方法

说明书

本申请是于2004年9月10日提交的、于2006年3月10日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/JP2004/013581、中国国家申请号为200480026076.6、发明名称为“衬底及其制备方法”的申请之分案申请。

技术领域

本发明涉及用于半导体芯片等的衬底及其制备方法；特别涉及利用精细喷墨方法制作有金属柱的衬底以及制备该衬底的方法。

背景技术

作为淀积金属以形成金属柱或突点的方法，已知多种方法(例如，JP-A-11-163207(“JP-A”的意思是待审公开日本专利申请。))。然而，对于所有的方法，不能容易地制作在垂直方向上延伸较长且每个精细金属柱或突点具有较小底面的金属柱。

例如，对于已经广泛地普及的电镀法，不能形成厚膜。根据该方法，也难以仅在指定的位置上淀积精细金属层。根据使用金属微粒的方法中的丝网印刷方法、转印法和普通的喷墨方法，不能形成要求的金属柱或精细的突点。公开有使用压电喷墨在衬底上形成三维结构的方法(参见JP-A-2003-218149和JP-A-2004-228375)。然而，结构底面的直径最小是30μm或更多。因此，该方法在制造精细尺寸物体中是不能令人满意的。该方法喷出的液滴达几皮升到十几皮升，并且如果对液滴不加约束，则在着陆之后液滴将流散。因此，每当喷出液滴时，必须通过热风处理、燃烧处理或其它的处理进行固化液滴的步骤。因此，从工业实用性效率的观点考虑不能采用该方法。

近年来，多层衬底成为用在与电子设备有关领域中的衬底的主流。此外，为了在这些多层衬底中的衬底之间实现电子导电，通常采用在衬底中制造通孔，在孔中灌注导电膏，然后烧结衬底的方法。然而，对于该方法，操作是复杂的。此外，在通孔直径不太大的情况下，不能往其中填充导电膏。这给最近作为主题的衬底的小型化带来了障碍。制造孔的工作也存在同样的问题，能够由机械加工制造的孔的直径的下限是大约10μm，并且很难钻直径10μm或更小的孔。

通过以下结合附图的介绍，发明的其它和进一步的特征和优点将更完全地显现。

附图说明

图1(a)到1(f)是说明本发明制备衬底的方法的说明图。图1(a)说明了金属柱的形成；图1(b)说明了金属柱的嵌入；图1(c)说明了穿孔衬底的形成；图1(d)说明芯片安装衬底的形成，图1(e)和1(f)说明了多层衬底的形成。

图2(a)到2(d)是说明制备本发明衬底的方法的关于形成空中布线衬底的说明图。

图3是在一个例子中在衬底上形成的金属柱的场致发射型扫描电子显微照片(放大率：750倍)。

图4是在一个例子中在衬底上形成的金属烧结焊盘的场致发射型扫描电子显微照片(放大率：4000倍)。

发明的公开

根据本发明，提供以下内容：

(1)制备衬底的方法，包括以下步骤：利用精细喷墨方法在衬底的指定位置上将金属微粒淀积成柱形；然后烧结产物以形成金属柱。

(2)根据项目(1)的制备衬底的方法，其中金属柱是突点。

(3)根据项目(1)的制备衬底的方法，其中金属材料填充到在衬底上制作的通孔中，从而形成金属柱。

(4)根据项目(1)的制备衬底的方法，其中金属柱的高度在从10到100μm的范围内。

(5)根据项目(1)或(4)的制备衬底的方法，其中金属柱的底面直径在从0.5到10μm的范围内。

(6)根据项目(2)的制备衬底的方法，其中突点的底面直径在从0.5到50μm的范围内。

(7)根据项目(3)的制备衬底的方法，其中通孔的内径在从1到500μm的范围内。

(8)根据项目(1)到(7)中任何一个的制备衬底的方法，其中精细喷墨方法是包括喷附精细的液滴、干燥和固化液滴并且依靠电场的集中来堆叠固化的液滴的结构形成方法。

(9)根据项目(1)到(8)中任何一个的制备衬底的方法，其中金属微粒由从金、银、铜、铂、钯、钨、镍、钽、铋、铅、铟、锡、锌、钛、和铝构成的组中挑选出来的至少一种金属构成。

(10)根据项目(1)到(9)中任何一个的制备衬底的方法，其中金属微粒的微粒尺寸在从1到100nm的范围内。

(11)根据项目(1)到(8)中任何一个的制备衬底的方法，其中金属微粒是平均微粒尺寸在从1到20nm范围内的金微粒，并且按质量包含40％或更多金微粒的悬浮液用作喷射的流体。