[发明专利]一种用于微腔金属填充的喷嘴片结构、设备及填充方法

说明书

技术领域

本发明属于微制造加工技术领域，涉及一种微腔金属填充技术，特别是涉及一种用于微腔金属填充的喷嘴片结构、设备及填充方法。

背景技术

在微制造加工领域，特别是MEMS领域，需要涉及到对基片上的微腔进行金属填充。这些基片可以是硅片，玻璃片或者陶瓷片等。这些微腔可以是不同的形状。可以是穿透基片的也可以是盲孔形的。对微腔的金属填充又被称为微腔的金属化。例如在通孔互连应用中，就需要对阵列的通孔进行金属填充以实现通孔的导电能力。又例如在刻蚀的螺线形槽中填充金属可以制造出埋置式的螺线式电感。

电互接是用来实现将芯片间以及芯片与基板之间的电信号的传输的方式，是封装的核心组成部分。现有的封装技术中，电连接主要通过金线键合(wire-bonding)和倒装焊(flip-chip)。wire-bonding通过将细小的金线(约25微米粗)两端分别键合在需要进行电互连的电极上实现。Flip-chip又被称为controlled collapse chip connection(C4)，该方法通过在电极上直接制作凸点，通常是锡球，然后通过锡球回流的方式实现与基板上对应电极的连接。随着电子器件的发展，上述两种电连接形式特别是Wire-bonding已渐渐不能满足更高的系统级封装(SiP)集成度和更小的封装体积的要求。

随之兴起的对先进封装有着重大影响的新型的电连接技术是TSV(Through-silicon via)硅通孔技术，其是穿透基片(特别是硅基片)的垂直电连接技术。TSV几乎可以代替所有封装中的Wire-Bonding的地方，提高所有种类芯片封装的电气性能，包括大大提高集成度，缩小芯片尺寸，特别是在系统集封装(System-in-Packaging，SiP)，圆片级封装(Wafer-Level Packaging–WLP)以及三维垂直叠层封装(3D Packaging)这些先进封装之中。

通孔互联的应用领域十分广泛，涵盖了从ASIC、Memory、IC到各类传感器件如MEMS和光传感器等。此外像硅转接板，陶瓷三维堆叠模块中都需要应用到通孔互联技术。

TSV的制造包括了通孔的制造，绝缘层的沉积，通孔的填充以及后续的化学机械平整化(CMP)和再布线(RDL)等工艺。在这些工艺中，通孔的填充是技术难度最大，成本最高的一项。根据实际的应用，通孔的孔径从几十个微米到几百微米不等，对于如此大块的金属填充，现有的主要技术是基于铜电镀原理，通过首先在通孔壁上进行种子层的附着，然后再在种子层上电镀铜的方式实现。除此外，其他的TSV技术也在不断的研究中。如基于低阻率 硅的Silex Via则是通过在低阻率的硅片用硅深度蚀刻出柱状硅体作为传导介质。另外基于Wire-bonding以及磁组装技术的TSV技术也在研究中。这两种技术分别通过在通孔中放置金属引线或者镍针来作为导电介质。目前常用的填充方式是通过电镀来实现的，特别是铜电镀，如果对于尺寸在几个微米的也可以通过CVD来实现。但是无论是电镀还是CVD，因为速度慢，想实现尺寸在几十到几百微米的通孔填充或盲孔填充都比较困难。

因此，如何提供一种新的用于微腔金属填充的喷嘴片结构、设备及填充方法，以实现基板中微腔的可靠、快速金属填充，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于微腔金属填充的喷嘴片结构、设备及填充方法，用于解决现有技术中在基板微腔中填充金属速度慢及填充成品率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于微腔金属填充的喷嘴片结构，所述喷嘴片结构包括：

喷嘴片面板；所述面板包括上表面和下表面；

贯穿所述面板上表面及下表面的通孔；

与所述通孔连通的液态金属引流槽；所述引流槽由所述面板上表面开口，并往所述面板下表面方向延伸，但未贯穿所述面板下表面；

至少两条设于所述面板边缘且两端分别与所述引流槽、所述面板侧面连通的通气槽；所述通气槽由所述面板上表面开口，并往所述面板下表面方向延伸，但未贯穿所述面板下表面。

可选地，所述引流槽为线型引流槽，包括：

与所述通孔连通的线型主槽；

至少两条两端分别与所述线型主槽、所述通气槽连通的线型喷嘴槽。

可选地，所述线型主槽两侧均垂直连通有至少两条所述线型喷嘴槽。

可选地，所述线型喷嘴槽的宽度大于所述通气槽的宽度。