形成复合材料的方法以及用于形成复合材料的装置制造方法及图纸

公开了形成复合材料的方法以及用于形成复合材料的装置。提供了形成复合材料的方法。所述方法可以包括：将悬浮液布置为与载体物理接触，其中，所述悬浮液可以包括电解质以及所述复合材料的第一成分的多个颗粒；引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上，其中，可以在各沉淀的颗粒之间形成多个空间；以及在所述多个空间的至少一部分中通过电镀从所述电解质形成所述复合材料的第二成分。

【技术实现步骤摘要】

各个实施例一般涉及形成复合材料的方法以及用于形成复合材料的装置。
技术介绍
半导体器件可以包括若干不同的材料，以便受益于它们的性质（例如物理参数（比如导电率和/或导热率））上的差异。通过示例的方式，半导体可以与金属结构组合，以便利用它们的导电率上的差异，例如，（相对厚的）导电金属层（例如铜层）可以被布置在半导体硅晶片上。可以主要地被利用在与半导体组合的材料中的参数可以被提及为主要参数。然而，性质上的差异可能在半导体器件的制造和/或使用期间招致问题。例如，不同的材料（例如铜和硅）可能在它们的热延展系数（CTE）上不同。半导体器件的温度改变可能因此导致器件中的机械张力，并且最终可能例如归因于材料中的一个中的或两种材料之间的连接中的损坏而在器件中出现缺陷。金属层可以是以使金属层更柔韧的方式形成的，以使得其可以例如通过（例如使用等离子体沉积或多孔印制）使层薄和/或多孔而服从硅的热延展。然而，这样的层的导电率（和导热率）以及热容量通常与固体厚金属层的相比更低得多。作为目的在于尽可能多地保留想要的性质（例如高导电率和/或导热率）的替换，在消弥不想要的性质上的差异（例如具有金属的和半导体的热延展系数之间的热延展系数）的同时，可以例如提供复合材料来代替固体的厚金属层。典型地，可以例如使用高压和高温借助烧结来形成复合材料（例如包括铜和碳的复合材料）。然而，可能不能够在不会通过所牵涉的高的压力和温度损坏载体的情况下对载体（诸如硅晶片（例如被处理的和/或结构化的硅晶片））执行烧结处理。
技术实现思路
提供了形成复合材料的方法。所述方法可以包括：将悬浮液布置为与载体物理接触，其中，所述悬浮液可以包括电解质以及所述复合材料的第一成分的多个颗粒；引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上，其中，可以在所沉淀的颗粒之间形成多个空间；以及在所述多个空间的至少一部分中通过电镀来从所述电解质形成所述复合材料的第二成分。附图说明在附图中，相同的参考标号一般贯穿不同的视图提及相同的部分。附图并不一定按比例，相反重点一般被放在图解本专利技术的原理上。在下面的描述中，参照下面的附图描述本专利技术各个实施例，在附图中：图1A至图1C示出碳铜复合材料的抛光切割图像的轮廓绘图；图2A和图2B示出根据各个实施例的形成复合材料的方法的两个阶段，并且图2C示出可以被用在各个实施例中的纤维；图3A和图3B的每个示出使用根据各个实施例的形成复合材料的方法所形成的复合材料；图4示出根据各个实施例的形成复合材料的方法的阶段；图5示出用于执行根据各个实施例的形成复合材料的方法的实验设置的照片，以及涂覆有通过根据各个实施例的形成复合材料的方法所获得的复合材料的晶片的照片；图6示出根据各个实施例的形成复合材料的方法的示意图；图7示出作为碳纤维的百分比的函数的碳铜复合材料的热延展系数的图线；图8示出作为导热率的函数的碳铜复合材料的热延展系数的变化；以及图9示出可视化用于各种铜复合材料的导热率和CTE的参数配对的图线。具体实施方式下面的详细描述提及随附附图，附图通过说明的方式示出其中可以实践本专利技术的具体细节和实施例。词语?“示例性?”在此被用于意味着“充当示例、实例或说明?”。在此被描述为?“示例性?”的任何实施例或设计不一定被理解为较之其它实施例或设计是优选的或有利的。关于在一侧或表面?“之上?”形成的沉积材料所使用的词语?“之上?”在此可以被用于意味着所沉积的材料可以被?“直接形成在所意指的侧或表面上?”（例如与之直接接触）。关于在一侧或表面?“之上?”所形成的沉积材料所使用的词语?“之上?”在此可以用于意味着可以在所意指的侧或表面?上“间接地?”形成沉积材料，其中一个或多个附加层被布置在所意指的侧或表面与沉积材料之间。如在此使用的术语“悬浮液”可以被理解为意味着固体颗粒和液体的不均匀混合物，其中，固体颗粒可以贯穿液体而被分散并且在密度上可以充分大和/或充分的不同以用于沉淀出现。不均匀性可以提及悬浮液的成分（即固体颗粒和液体）是不均匀的，而固体颗粒在液体中的空间分布可以是均匀的。如在此所使用的术语“沉淀”可以被理解为意味着悬浮液中的固体颗粒在它们混入于其中的液体中趋于平稳并且变为抵靠于壁垒的趋势。这可以归因于它们响应于作用于它们之上的力而通过液体的运动：这些力可以例如是重力、离心加速或浮力。换言之，在其中悬浮液被布置在更低壁垒上的情况下，例如，如果颗粒的密度比液体的密度更高，则颗粒可以通过遵从重力而停留到更低壁垒上而沉淀出悬浮液；在其中（例如附加的）顶部壁垒被布置在顶部上或在液体的顶部处的情况下，例如，如果颗粒的密度低于液体的密度，则颗粒可以通过遵从浮力而停留到顶部壁垒上而沉淀出悬浮液；并且在其中壁垒（例如，作为容器的侧壁）环绕液体并且液体或液体和容器的组合例如借助于旋转液体（并且可选地，容器）经受离心力的情况下，例如，如果颗粒的密度高于液体的密度，则颗粒可以通过遵从离心力停留到环绕的壁垒上而沉淀出悬浮液。术语电沉积、电镀和镀制可以在此用作同义词，并且可以理解为提及其中电解质中的电流被用于将电解质中所溶解的金属离子沉积在电极中的一个上的处理。结果，所沉积的金属离子可以形成固体金属的层或结构。图1A至图1C示出碳铜复合材料115的抛光切割图像的轮廓绘图100、101和102。图1A中所示的复合材料115可能已经通过将复合材料115的第一成分的颗粒114（例如碳纤维114或涂覆有金属层的碳纤维114）填充到在载体110中形成的腔体112中而被形成。这也可以被提及为颗粒114（例如第一成分）的堆叠（例如纤维114的堆叠，例如碳纤维114的堆叠）。为了描述颗粒（例如碳纤维）114中的一些的单独特征，利用114a至114c来标记它们。复合材料的第二成分116（例如铜）也具有利用索引号116a至116c标记的若干区域以易于引用各单独的区域。在利用颗粒（例如碳纤维）114将腔体112填充达到复合材料115的想要的厚度（例如几百微米）之后，电解质118可以至少被布置在腔体112中。可以提供电源（未示出）。电源的端子（未示出）中的一个可以被电连接到载体110，由此形成第一电极（例如阴极，如果使用电源的负端子的话）。电源的另一端子可以被电连接到另一电极（未示出）（例如阳极，如果使用电源的正端子的话），其可以被布置为与电解质118物理接触以及电接触。应用到电极的电压（例如DC电压）可以引起电流通过电解质，并且可以引起电解质的金属离子（例如铜离子）在各电极中的一个上累积。在铜离子的情况下，它们可以累积在阴极上，在此情况下，累积在载体110上以及在布置在载体110的腔体112中的颗粒（例如碳纤维）114上。颗粒（例如碳纤维）114可以被物理地或电连接到载体110，并且因此表示电极的一部分。从另一电极（例如阳极）转移到该电解质的金属离子可以补充沉积出电解质118的金属离子。通过示例的方式，所述另一电极可以是铜电极，并且电解质可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成复合材料的方法，包括：将悬浮液布置为与载体物理接触，其中，所述悬浮液包括电解质以及所述复合材料的第一成分的多个颗粒；引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上，其中，在各沉淀的颗粒之间形成多个空间；以及在所述多个空间的至少一部分中通过电镀从所述电解质形成所述复合材料的第二成分。

【技术特征摘要】
2014.08.25 US 14/4671061.一种形成复合材料的方法，包括：
将悬浮液布置为与载体物理接触，其中，所述悬浮液包括电解质以及所述复合材料的第一成分的多个颗粒；
引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上，其中，在各沉淀的颗粒之间形成多个空间；以及
在所述多个空间的至少一部分中通过电镀从所述电解质形成所述复合材料的第二成分。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，在引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀之前，所述复合材料的所述第一成分的颗粒实质上均匀地分布在所述电解质中。
3.如权利要求2所述的方法，
其中,在所述悬浮液被布置为与所述载体物理接触之前，造成所述复合材料的所述第一成分的颗粒在所述电解质中的均匀分布。
4.如权利要求2所述的方法，
其中,在所述悬浮液被布置为与所述载体物理接触之后，造成所述复合材料的所述第一成分的颗粒在所述电解质中的均匀分布。
5.如权利要求1所述的方法，
其中，所述载体被布置在所述悬浮液之下；以及
其中，引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上包括：允许所述颗粒借助重力沉淀在所述载体上。
6.如权利要求1所述的方法，
其中，所述悬浮液被布置在所述载体之下；以及
其中，引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上包括：允许所述颗粒借助浮力沉淀在所述载体上。
7.如权利要求1所述的方法，
其中，所述悬浮液和所述载体被并置地布置；以及
其中，引起所述复合材料的所述第一成分的颗粒沉淀在所述载体上包括：将离心力应用到所述悬浮液，以使得遵从所述离心力的所述第一材料的颗粒沉淀在所述载体上。
8.如权利要求1所述的方法，
其中，所述电解质包括金属或金属合金。
9.如权利要求1所述的方法，
其中，所述电解质包括铜。
10.如权利要求1所述的方法，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：F克勒纳，I穆里，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE