用于填充矽之介层孔的悬浮液及其制造方法

摘要

一种用以金属化矽中盲介层洞或通介层洞之金属化制程与材料系统，系包括形成一低热膨胀系数(相对于例如铜、银或金之纯金属而言)之组成物或悬浮液，并以该糊膏或悬浮液填充该些介层洞。该悬浮液系在最小总体收缩下烧结，形成了高传导性结构，而不形成大的孔洞。所选择的悬浮液维持了一接近于矽之热膨胀系数。

主权项

一种填充矽基材中之介层洞的方法，该方法至少包含：获得一具有复数个介层洞之矽基材；以一无胶黏剂高固体负载糊膏(binder-free high-solids loading paste)填充该些介层洞，其中该糊膏包括一导体材料与一低CTE添加剂材料；以及在致密化该低CTE添加剂材料之前，于一温度烧结该矽基材与糊膏，藉以致密化该导体材料。如申请专利范围第1项所述之方法，更包含使该糊膏具有50至55%体积百分比之固体。如申请专利范围第1项所述之方法，包括以一金属粉末填充该些介层洞。如申请专利范围第3项所述之方法，其中该金属粉末至少包含铜、银或金粉末。如申请专利范围第1项所述之方法，更包含添加溶剂与分散剂至该高固体负载糊膏。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该糊膏包括一大约高于50%体积百分比之高固体负载。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该糊膏具有一低于约1000厘泊之悬浮液黏度。如申请专利范围第1项所述之方法，包括以该低CTE添加剂来填充，其中该低CTE添加剂至少包含一导体、一绝缘体或两者混合物。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该低CTE添加剂材料至少包含玻璃。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该低CTE添加剂材料至少包含氧化矽(silica)、堇青石(corderite)、锂辉石(spodumene)、硼矽玻璃(borosilicate glasses)、莫来石(mullite)、β-锂霞石(beta eucryptite)、钨、镁铝矽酸盐(magnesium aluminosilicate)或钼。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该糊膏包括介于20-80%体积百分比之该低CTE添加剂。如申请专利范围第11项所述之方法，其中该糊膏包括介于50-75%体积百分比之该低CTE添加剂。如申请专利范围第11项所述之方法，其中该糊膏包括一介于20-80%体积百分比之该导体的量。如申请专利范围第13项所述之方法，其中该导体材料为介于30-45%体积百分比。如申请专利范围第1项所述之方法，更包含藉由组合不同流变改质剂来流变地调整该糊膏以改善填充该些介层洞。如申请专利范围第15项所述之方法，包括藉由添加等级为0.1%体积百分比之流变改质剂来流变地调整该糊膏。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该导体材料之烧结温度大约低于该CTE添加剂材料之烧结温度100℃。如申请专利范围第1项所述之方法，其中该矽基材于以该糊膏填充该些介层洞之前点燃。一种填充一先前已点燃之矽基材中之空的介层洞的方法，该方法至少包含：置放该矽基材于一真空室中；于该真空室中达到一真空；以一悬浮液充满该矽基材之表面，该悬浮液包含一无胶黏剂高固体负载糊膏，其中该糊膏包含一导体材料及一低CTE添加剂材料；提高该真空室中之压力；去除过量的悬浮液材料；将该矽基材予以乾燥；以及在致密化该低CTE添加剂材料之前，于一温度烧结该矽基材与糊膏，藉以致密化该导体材料。如申请专利范围第19项所述之方法，包括选择该悬浮液而使该导体材料具有一烧结温度大约低于该低CTE添加剂材料之烧结温度100℃。一种用以填充矽中之介层洞的悬浮液，至少包含一预烧结无胶黏剂高固体负载糊膏，其中该糊膏包括一导体材料与一低CTE添加剂材料，其中该悬浮液在受到一烧结过程之前及之后，于该些介层洞内系无胶黏剂，且导致于烧结时，于致密化该低CET添加剂材料致密化之前，致密化该传导性材料。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该悬浮液之一部分包括介于50-55%体积百分比之固体。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该导体材料至少包含一金属粉末。如申请专利范围第23项所述之悬浮液，其中该金属粉末至少包含铜、银或金粉末。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该悬浮液包括溶剂与分散剂。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该悬浮液包括一大约高于50%体积百分比之高固体负载。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该悬浮液具有一低于大约1000厘泊之黏度。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该低CTE添加剂至少包含一导体、一绝缘体或两者混合物。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该低CTE添加剂材料至少包含氧化矽(silica)、堇青石(corderite)、锂辉石(spodumene)、硼矽玻璃(borosilicate glasses)、莫来石(mullite)、β-锂霞石(beta eucryptite)、钨、镁铝矽酸盐(magnesium aluminosilicate)或钼。如申请专利范围第21项所述之悬浮液，其中该悬浮液包括介于20-80%体积百分比之该低CTE添加剂材料，以对应于一介于20-80%互补的体积百分比之该传导性材料的量。