[发明专利]一种干湿混合填充的纳米金属填孔方法

说明书

本发明公开一种干湿混合填充的纳米金属填孔方法，包括以下步骤；(1)将微纳金属颗粒固体或微纳金属膏体涂覆填充于样品基板的待填孔中；(2)让微纳金属颗粒固体或微纳金属膏体完全填满待填孔；(3)向待填孔中添加湿润介质或干燥介质，形成微纳金属干湿混合体，以改变待填孔中原来填充料的湿润度；(4)通过施加外部作用力，对待填孔表面的微纳金属干湿混合体进行紧实处理；(5)对样品基板待填孔中的微纳金属干湿混合体进行热压烧结，完成样品基板的填孔加工。本发明有利于提高通孔、盲孔互连结构的导热导电性能以及致密度，并且有利于确保填充材质与电路基板的热膨胀系数匹配。

技术领域

本发明涉及一种电路基板填孔领域，具体涉及一种干湿混合填充的纳米金属填孔方法。

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，这样的填孔方式，容易产生孔洞和夹口填充等缺陷，并且具有影响通孔、盲孔的导电导热性能和热膨胀系数不匹配等问题。

纳米金属具有低温工艺、高温服役、高导电导热等优点，已经在半导体器件封装互连技术领域中应用。例如，申请公布号为CN 102651249 A的发明专利申请和授权公告号为CN 109935563 B的发明专利，均公开了一种纳米金属膏体，具体是铜纳米金属膏体，并利用金属膏体的低温工艺和高温服役的特点，在电路基板电极的形成过程中，有效地降低了加工成本，并且能够实现良好的导热导电和热膨胀系数匹配等优点。现有技术中，在电路基板、载板的通孔盲孔填充工艺中，未出现将纳米金属(微纳金属)作为填充材质的技术，因此，提出一种利用纳米金属完成电路基板、载板的通孔盲孔填充技术具有重要意义，能够充分发挥纳米金属的优点，并有效解决目前填孔方法存在导电与导热性能差、深颈比低、致密度低、工艺复杂等问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种干湿混合填充的纳米金属填孔方法，该方法有利于提高通孔、盲孔互连结构的导热导电性能以及致密度，并且有利于确保填充材质与电路基板的热膨胀系数匹配。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种干湿混合填充的纳米金属填孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将微纳金属颗粒固体或微纳金属膏体涂覆填充于样品基板的待填孔中；

(2)让微纳金属颗粒固体或微纳金属膏体完全填满样品基板的待填孔；

(3)向样品基板的待填孔中添加湿润介质或干燥介质，形成微纳金属干湿混合体，以改变待填孔中原来填充料的湿润度；具体地，若在步骤(1)中，向样品基板的待填孔填充微纳金属颗粒固体，则添加湿润介质；若在步骤(1)中，向样品基板的待填孔填充微纳金属膏体，则填充干燥介质；

(4)通过施加外部作用力，对待填孔表面的微纳金属干湿混合体进行紧实处理；

(5)对样品基板待填孔中的微纳金属干湿混合体进行热压烧结，完成样品基板的填孔加工。

本发明的一个优选方案，在将微纳金属颗粒固体或微纳金属膏体涂覆于样品基板的待填孔中前，先对样品基板的待填孔表面进行等离子清洗处理，使得微纳金属膏体与样品基板浸润。

本发明的一个优选方案，当在步骤(1)中向待填孔填充微纳金属膏体时，在步骤(3)中，所述干燥介质为固含量高于步骤(1)中的微纳金属膏体的微纳金属膏体。

优选地，当在步骤(1)中向待填孔填充微纳金属膏体时，重复步骤(3) 和步骤(4)一次或多次，再继续进行步骤(5)。

优选地，在步骤(2)中，当微纳金属膏体填满样品基板的待填孔后，对待填孔表面的微纳金属膏体进行干燥处理。