用于密封衬底中的过孔的方法技术

根据本发明专利技术的一个实施例，用于密封一个或多个过孔的方法包括：提供具有过孔的第一衬底，在过孔的内表面上形成粘着层，将焊料层夹在第一衬底和第二衬底之间，并且将第一衬底、第二衬底和焊料层升高到高于焊料层的共晶点而低于其熔点的温度。将焊料层升高到高于共晶点而低于熔点的温度使得焊料层以大体一致的方式流入过孔中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】技术领本专利技术一般涉及衬底的制造处理，更具体地，涉及用于密封衬底中的 一个或多个过孔的方法。
技术介绍
包括一个或多个部件的电子电路可以被设置在大体平坦的衬底上。衬 底提供用于电子电路的支撑结构，并且可以包括用于使电流从一个部件流 向另一个部件的一个或多个的导电路径。具有孔的过孔也可以形成在这些 衬底中，以提供衬底的上表面到下表面的电连接。过孔也可以提供衬底到 载体的结构连接，该载体例如是散热器或其它具有用于安装衬底的表面的 装置。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，用于密封一个或多个过孔的方法包括提 供具有过孔的第一衬底，在过孔的内表面上形成粘着层，将焊料层夹在第 一衬底和第二衬底之间，并且将第一衬底、第二衬底和焊料层升高到高于 焊料层的共晶点并低于其熔点的温度。将焊料层的温度升高到高于焊料层 的共晶点并低于其熔点的动作使焊料层以大体一致的方式流入过孔中。根据本专利技术的另一个实施例， 一种用于密封过孔的方法包括以下动 作提供具有过孔的第一衬底，在过孔的内表面上形成粘着层，将焊料层 夹在第一衬底和第二衬底之间。然后将第一衬底、第二衬底和焊料层升高 到一定的温度和压力，该压力可操作地促使第一衬底靠近第二衬底以使焊 料层以大体一致的方式流入过孔中。本专利技术的一些实施例可以提供许多技术优点。 一个实施例的技术优点 可以包括使用相对便宜的制造处理将如散热器或接地层的第二衬底附加到第一衬底的下表面。本专利技术的某些实施例还可以提供一种用于密封过孔 的方法，其减轻了对相对较贵的传统过孔密封系统的需要。本专利技术的一个 实施例提供了一种过孔密封方法，其可以使用传统可利用的焊料材料，并 可以通过如压热器的容易获得的设备来处理。压热器是适于提供具有升高 的压力和升高的温度的周围环境这样类型的设备。可以利用压热器以成本 有效的方式提供升高的压力和温度用于密封衬底中的过孔。示出的另一个优点是采用根据本专利技术的方法可以使多个衬底粘接起 来。在一个实施例中，可以多次施行该方法，从而以堆叠的方式将多个衬 底粘结在彼此的顶部上。在另一个实施例中，在焊料层夹在每对相邻的衬 底之间的情况下，可以通过将多个衬底堆叠在彼此的顶部上来将多个衬底 同时粘接在一起。尽管上述公开了具体的优点，然而应该理解，各种实施例可能包括所 公开的优点的全部、部分，或不包括所公开的优点。此外，参照附图及其 相关的详细描述，没有被具体指明的其它技术优点对于本领域相关技术人 员可以变得明显。附图说明从参照附图进行详细的描述中，对本专利技术实施例的更全面的理解将变 得明显，其中图la至ld是半导体结构的侧面截面图，示出了为实现根据本专利技术的 一个实施例而被执行的系列动作的结果；图2是图1的半导体结构的可选实施例的侧面图3a至图3c是示出在参照图ld升高温度的动作之后过孔内的焊料的 不同充填程度的侧面截面图4是微机电系统示(MEMS)电路的部分透视截面图，示出了可以 如上述参照图la至ld被充填的过孔；图5a和5b是可选实施例的侧面截面图，示出了形成为图案的焊料层 可以被用于充填过孔并将第二衬底粘接到第一衬底的系列动作的结果；图6a和6b是另一个可选实施例的侧面截面图，示出了形成为图案的焊料层可以被用于充填过孔并将第二衬底从第一衬底释放的系列动作的结果；图7a至7c半导体衬底的侧面截面图，示出了可以被执行以在半导体 衬底上形成凸缘的系列动作的结果；以及图8a和8b分别是半导体衬底的可选实施例的平面视图和侧面视图， 其中，半导体衬底具有可以如上述参照图la至ld被充填的不同尺寸的过 孔。具体实施例方式在以下的描述中，参照示出本专利技术几个实施例的附图。应理解，在不 背离本专利技术的精神和范围的情况下，可以实现其它的实施例，并进行结构 上和操作上的改变。图la至图ld是在制造半导体器件的不同阶段期间所示的截面图，示 出了可以被执行以密封过孔12的动作顺序的一个实施例。用于密封过孔 12的方法一般包括几步，其结果在图la至图ld所示。如图la所示，提 供了具有一个或多个过孔12的衬底11。然后，如图lb所示，在每个过孔 12的内表面16上形成粘着层13。然后，如图lc所示，将焊料层14夹在 衬底ll和衬底15之间。如图ld所示，对衬底ll和衬底15施加足以在衬 底11和衬底15之间施加压力的力，同时升高衬底11和15的温度以允许 焊料层14流入过孔12中。焊料层14可以包含任意适当的材料，该材料在预定的温度下呈现相 变且具有对粘着层13的足够的粘着特性。在一个实施例中，焊料层14可 以包含合金焊料，该合金焊料含有两种或两种以上的元素，其中至少一种 元素是金属。在这种情况下，其中一种元素可以具有比其它元素低的熔 点，使得合金焊料可以具有低于合金悍料的熔点的共晶点。因此，升高的 温度可以是高于合金焊料的共晶点而低于其熔点的预定温度。当温度高于 合金焊料的共晶点而低于其熔点时，合金焊料可以被认为部分熔化。以此 方式，利用施加到衬底11和15上的力，部分熔化的合金焊料的稠密度可 以被允许流入过孔12中。在一个实施例中，合金焊料可以包含金-锡合金。在另一个实施例中，合金焊料可以包含其它合金焊料，如金-硅、金-锗、铜-锡或钯-硅。为了促使部分熔化的焊料层14进入过孔12中，可以向衬底11和15 施加力。施加该力有几种途径。在一个实施例中，该力是重力。在另一个 实施例中，该力可以由促使衬底11靠近衬底15的机械结构来施加。在另 一个实施例中，该力可以通过增大衬底11和15周围的环境压力来施加。 在一个实施例中，可以同时施加升高的温度和增大的压力，使得增大的压 力促使衬底15靠近衬底11。在另一个实施例中，升高的温度和增大的压 力可以由压热器来提供。在温度升高之后，衬底15可以被连接到衬底ll或从衬底ll释放。在 衬底15由适于在升高温度的动作之后粘着到焊料层的材料形成的情况 下，衬底15可以由对熔化或部分熔化的焊料层14呈现较强的表面张力或 呈现较好的润湿特性的材料形成。在这种情况下，衬底15的热膨胀系数 可以基本上相似于衬底11的热膨胀系数。在一个实施例中，衬底15可以 是导电的，以形成用于衬底11上的电路的接地层。此外，衬底15可以是 导热的，使得热量可以从衬底11导出，从而用作为散热器。在另一个实 施例中，可以在衬底15上形成一个或多个电路。在这种情况下，焊料层 14可以可操作地将衬底11上的一个或多个电节点电连接到衬底15上的一 个或多个电节点。或者，衬底15可以由对于焊料层14呈现较弱的表面张力的或呈现较 差的润湿特性的材料形成。以此方式，衬底15可以在温度升高之后从衬 底11移开。在这种情况下，衬底15的热膨胀系数相对于衬底11是不相关 的。在一个实施例中，衬底15可以由比较柔性的材料形成，以允许采用 剥离式的动作而弯曲离开衬底11。如果采用柔性衬底15并同时施加增大 的压力，则本专利技术的某些实施例的优点在于压力可以用来在衬底11和衬 底15之间平均地分布压縮力。如上所述，粘着层13可以被设置在过孔12内，以用于为过孔12提供 对焊料层14的充足的表面张力。以此方式，利用粘着层13对焊料层14的 表面张力，可以进一步促进部分熔化的合金焊料14进入过孔12中。如果衬底11本身是导体，则过孔12在施加粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于密封多个过孔的方法，包括：　提供具有所述多个过孔的第一衬底；　在所述多个过孔的内表面上形成粘着层；　将焊料层夹在所述第一衬底和第二衬底之间，所述焊料层的共晶点低于所述焊料层的熔点；并且　将所述第一衬底、所述第二衬底和所述焊料层升高到升高的温度和升高的压力，所述升高的温度在所述共晶点和所述熔点之间，所述升高的压力可操作地促使所述第一衬底靠近所述第二衬底以使所述焊料层流入所述多个过孔中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：普兰吉特查哈，比利D爱波斯，散克林甘拉詹兰，弗朗西斯J莫里斯，
申请(专利权)人：雷斯昂公司，
类型：发明
国别省市：US[]