[發明專利]一種金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔及其制備方法

有效

• 申請號: 201510069933.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104701249B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 趙寧;黃明亮;黃斐斐;姚明軍;劉嘉希;趙杰;鐘毅
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48;B23K1/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 賈漢生,李馨

1.一種金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔的制備方法，包括對通孔中釬料和釬料外側的金屬進行加熱處理以進行釬焊反應，在所述通孔內形成金屬間化合物的過程，其特征在于，所述加熱處理時，在所述通孔中釬料外側的金屬之間形成溫度梯度，

所述金屬為單晶或擇優取向Cu、Ni、Ag中的一種，其中，

所述金屬為單晶或擇優取向Cu時，釬料為Sn、In或SnCu中的一種；

所述金屬為單晶或擇優取向Ni時，釬料為Sn或In中的一種；

所述金屬為單晶或擇優取向Ag時，釬料為Sn、In、SnAg或InAg中的一種；

所述金屬間化合物沿溫度梯度方向具有單一取向。

2.根據權利要求1所述的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔的制備方法，其特征在于，所述溫度梯度不小于20℃/cm。

3.根據權利要求2所述的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔的制備方法，其特征在于，所述溫度梯度為20～200℃/cm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一：提供襯底，在襯底內形成至少一個垂直貫通穿透襯底的通孔；

步驟二：在所述襯底的上表面和通孔的內壁表面沉積粘附層；

步驟三：在所述粘附層的表面形成金屬層I；

步驟四：在所述通孔內填充釬料，形成釬料填充體I；

步驟五：對所述金屬層I和釬料填充體I進行加熱處理以進行釬焊反應，在所述通孔內形成金屬間化合物，所述加熱處理時，在平行于所述通孔的直徑方向形成溫度梯度；

步驟六：對所述襯底表面平整化。

5.根據權利要求1-3任一項所述的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一’：提供襯底，在襯底下表面形成金屬層II；

步驟二’：在襯底內形成至少一個垂直貫通穿透襯底至金屬層II的通孔；

步驟三’：在襯底的上表面和通孔的內壁表面沉積粘附層；

步驟四’：在所述通孔內填充釬料，形成釬料填充體II；所述釬料填充體II的下端與金屬層II相接觸，上端高出襯底的上表面以形成釬料凸點；

步驟五’：在所述釬料凸點上放置金屬片；

步驟六’：對所述金屬片、釬料填充體II、金屬層II進行加熱處理以進行釬焊反應，在所述通孔內形成金屬間化合物，所述加熱處理時，在垂直于所述通孔的直徑方向形成溫度梯度，溫度梯度的方向由金屬層II指向金屬片；

步驟七’：對所述襯底表面平整化。

6.權利要求1-4任一項所述的方法制備的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔，其特征在于，所述金屬為單晶或具有擇優取向，所述通孔內形成的金屬間化合物沿溫度梯度方向具有單一取向。

7.權利要求5所述的方法制備的金屬間化合物填充的三維封裝垂直通孔，其特征在于，所述金屬層II為單晶或具有擇優取向，所述通孔內形成的金屬間化合物沿溫度梯度方向具有單一取向。