[发明专利]一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法

权利要求书

1.一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用张紧装置，使得基板处于拉应力的状态；

(2)将纳米金属颗粒填充到基板的通孔中，直到纳米金属颗粒充满整个通孔；

(3)在可控气体下，对基板进行升温烧结；在烧结的过程中，通过张紧装置使得拉应力逐渐减小，基板逐渐收缩，对通孔中的纳米金属颗粒进行挤压；

(4)对填充完成的基板表面进行打磨或者抛光处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，步骤(1)中，选择具有热收缩性质的材料或者热膨胀系数为负数的材料作为基板。

3.根据权利要求2所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，所述基板的材料为AM₂O₇、ZrV₂O₇、AM₂O₈、ZrW₂O₈、A₂M₃O₁₂、Sc₂W₃O₁₂、Mn₃CuN、Mn₃ZnN、Zn(CN)₂、Cd(CN)₂、环氧树脂、ABF、PI以及FR-4等任意一种。

4.根据权利要求2所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，所述基板的热收缩率是纳米金属颗粒的热收缩率的1～5倍。

5.根据权利要求2所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，在步骤(3)中，在烧结的过程中，通过控制烧结的温度改变基板与纳米金属颗粒的热收缩率。

6.根据权利要求4所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述张紧装置对基板施加拉应力，开始施加的拉应力为初始拉应力，所述初始拉应力τ₀满足以下关系：

其中，E为基板材料的弹性模量，v为基板材料的泊松比，3表示材料的体积收缩率是线性收缩率的3倍，表示为基板的收缩体积与初始体积的比值。

7.根据权利要求4所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，所述基板的热收缩率，即基板的收缩体积与初始体积的比值满足以下关系：

其中，表示为基板的收缩体积与初始体积的比值。

8.根据权利要求1所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，在步骤(3)中，通过张紧装置使得拉应力逐渐减小，张紧装置施加的拉应力τ随时间变化的关系为：

其中，τ₀为张紧装置施加的初始拉应力，t₀为纳米金属颗粒填孔完成后固化的时间，t为烧结的时间。

9.根据权利要求1所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，所述可控气体包含空气、氮气、氢气、惰性气体或者氢气加惰性气体混合气氛中的其中一种。

10.根据权利要求1所述的一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，其特征在于，在步骤(4)之后，还包括步骤(5)：对基板进行图形电镀，使得基板上各个通孔互连，形成线路层，从而获得带有线路层的载板。