[发明专利]载板填孔工艺的填充基材选型方法及载板填孔工艺

说明书

本发明公开一种载板填孔工艺的填充基材选型方法及载板填孔工艺，其中的填充基材选型方法，包括以下步骤：(1)确定载板上通孔或盲孔的尺寸及所需性能情况；(2)选择合适的填充基材类型；(3)选择填充基材的粒径大小；其中，填充基材的粒径大小选择如下：(a)小粒填充，D＝0.001～0.2d；(b)串式填充，D＝0.5d～2d；(c)单粒整体填充，D＝0.5(1.5d²h)^0.5～2(1.5d²h)^0.5；其中，上述式中D为填充料的直径，d为载板上通孔或盲孔的直径，h为载板上通孔或盲孔的深度。本发明的填充基材选型方法，为载板填孔技术提供填充基材选型方案，使得载板填孔工艺更加完善，且能够针对载板通孔、盲孔的所需性能选择合适的填充基材，有利于提高载板的线路结构性能。

技术领域

本发明涉及一种电路载板填孔技术，具体涉及载板填孔工艺的填充基材选型方法及填孔工艺。

背景技术

作为半导体与集成电路制造的核心技术之一，载板填孔技术可以获得通孔、盲孔互连结构，具有减少延时、降低能耗、提高集成度等优点。目前，通孔、盲孔互连结构的实现，主要是采用电镀铜填孔技术；但是，采用电镀溶液的方式进行填孔，具有以下缺点：(1)在微孔填孔过程中，容易产生孔洞、夹口填充等缺陷；一方面影响了通孔、盲孔的导电、导热性能，另一方面由于铜与基板材料的热膨胀系数不匹配，容易引起应力集中，诱发裂纹并导致失效。(2) 为了避免填充缺陷的产生，电镀铜填孔过程需要使用更低的电流，影响填充效率；对于大尺寸孔洞(10μm)而言，电镀铜填孔效率极低。为此，申请人设计了一种基于金属压印的载板填孔技术，有效解决上述问题，并且具有效率高、填充效果好等优点。为进一步优化载板的填孔工艺，针对载板上的通孔或盲孔，有必要设计一种填充基材选型方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于金属压印的载板填孔工艺的填充基材选型方法，该方法为载板填孔技术提供填充基材选型方案，使得载板填孔工艺更加完善，且能够针对载板通孔、盲孔的所需性能选择合适的填充基材，有利于提高载板的线路结构性能。

本发明的另一目的在于提供一种包含上述选型方法的载板填孔工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

载板填孔工艺的填充基材选型方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定载板上通孔或盲孔的尺寸及所需性能情况；

(2)选择合适的填充基材类型；

(3)选择填充基材的粒径大小；其中，填充基材的粒径大小选择如下：

(a)小粒填充，D＝0.001～0.2d；

(b)串式填充，D＝0.5d～2d；

(c)单粒整体填充，D＝0.5(1.5d²h)^0.5～2(1.5d²h)^0.5；

其中，上述式中D为填充基材的粒径直径，d为载板上通孔或盲孔的直径， h为载板上通孔或盲孔的深度。

本发明的一个优选方案，所述填充基材的类型包括纳米金属烧结体或金属块。

优选地，当填充基材为纳米金属烧结体时，填充基材的粒径大小通过烧结的方式控制加工而成；具体地，将纳米金属颗粒放置在温度为100～500℃、压力为0-30MPa的条件下烧结成块体，从而形成填充基材。

优选地，当填充基材为金属块时，选用以下其中一种加工方式获取所需粒径大小的填充基材：

(a)对金属块进行加热，在趋肤效应作用下，使得金属块表面受热升温，达到再结晶温度，获取所需粒径大小的金属块，从而形成填充基材；