[发明专利]一种挤压式纳米金属过孔互连工艺

说明书

本发明公开一种挤压式纳米金属过孔互连工艺，包括以下步骤：(1)提供两块薄膜和一块基板，所述基板上设有预填孔，在两块薄膜上打出通孔，所述通孔的位置与所述预填孔的位置一一对应；(2)将两块薄膜分别覆盖在所述基板的上下两面，在所述预填孔上填充纳米金属膏体；(3)对基板进行加压，使得纳米金属膏体挤入预填孔内；(4)对基板进行加热，直到完成基板的烧结；(5)完成烧结后，将两块薄膜与基板分离。该工艺对填充的纳米金属进行挤压，从而提高了纳米金属的致密度，使得纳米金属结构稳定，提高了纳米金属的导电与导热性能；另外，该工艺还具有填孔效率高，操作简单，还能减少环境污染。

技术领域

本发明涉及半导体与集成电路制造领域，具体涉及一种挤压式纳米金属过孔互连工艺。

背景技术

电路板大部分电子产品的基础，出现在大部分电子设备中，一般说来，如果在设备中有电子元器件，那么它们也都是被集成在大小各异的电路板上。随着电子产品的功能日益增强，其普及程度越来越高，对于应用在电子产品中的电路板的要求也相应提高。在电路板的制造工艺中，通常在电路板各层的基板上设置通孔或者盲孔，通过填孔工艺实现各层互连，从而减小延时，降低能耗并提高集成度。

目前，常用的填孔工艺是采用电镀铜填孔，例如，申请公告号CN104470260A的发明专利申请公开了一种盲孔电镀填孔方法和一种电路板，盲孔电镀填孔方法用于对电路板板体上的盲孔进行电镀填孔，包括：获取盲孔的尺寸参数；根据盲孔的尺寸参数设定电镀填孔参数；将板体浸入到电镀药水内进行电镀填孔，使电镀金属填满盲孔。该方法操作简单、电镀填孔次数少、周期短、速度快。

但是，上述填孔工艺存在以下不足：

1、采用电镀填孔工艺，使得填充在盲孔中的铜的结构较为疏松，导致填充的铜存在结构上的缺陷，影响的了盲孔的导电与导热性能。

2、由于铜与镀件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。

3、对于大尺寸的孔洞来说，填孔效率较低，且电镀工艺还会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种挤压式纳米金属过孔互连工艺，该工艺对填充的纳米金属进行挤压，从而提高了纳米金属的致密度，使得纳米金属结构稳定，提高了纳米金属的导电与导热性能；另外，该工艺还具有填孔效率高，操作简单，还能减少环境污染。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种挤压式纳米金属过孔互连工艺，包括以下步骤：

(1)提供两块薄膜和一块基板，所述基板上设有预填孔，在两块薄膜上打出通孔，所述通孔的位置与所述预填孔的位置一一对应；

(2)将两块薄膜分别覆盖在所述基板的上下两面，在所述预填孔上填充纳米金属膏体；

(3)对基板进行加压，使得纳米金属膏体挤入预填孔内；

(4)对基板进行加热，直到完成基板的烧结；

(5)完成烧结后，将两块薄膜与基板分离。

本发明的一个优选方案，其中，所述预填孔为上下贯通的孔，该预填孔的中部设有向内凸出的凸出结构。其目的在于，通过设置凸出结构，使得预填孔形成上下直径大，中间直径小的结构，当对基板加压时，能够更好的将纳米金属膏体挤入预填孔中。

优选地，所述预填孔的上下端均设有锥形面，两个锥形面构成上述凸出结构，其中，所述锥形面与垂直与所述基板方向的夹角为α，所述α应满足：

α≥R_stan^-1μ-R_L(90°-θ)且α≥0°