專利名稱：形成穿透電極的方法以及具有穿透電極的基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成穿透電極(penetration electrode)的方法以及其上粘附有穿透電極的基片。尤其涉及一種適合于當(dāng)制造用于在電子裝置以及光學(xué)裝置等裝置中布線使用的穿透電極，或者是當(dāng)裝置堆疊連接時用于布線層的穿透電極時的一種形成穿透電極的方法。本發(fā)明也涉及其上粘附有穿透電極的基片。
背景技術(shù)：
為了縮小電子裝置和光學(xué)裝置的尺寸，提高其性能，或?yàn)榱藢⑦@些裝置堆疊，有時用穿透電極將基片的正面和背面電連接。現(xiàn)有技術(shù)中，穿透電極的制造采用如圖1A至圖1C所示的方法。
如圖1A所示，由導(dǎo)電薄膜2形成的布線(wiring)和墊片(pad)配置在基片1的一個主表面A。該布線和墊片用于實(shí)現(xiàn)與其它基片或裝置電連接。
首先如圖1B所示，微孔從基片1的另一主表面B徑直延伸至導(dǎo)電薄膜2的下面。用于形成微孔3的方法的實(shí)施例包括以感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)為代表的深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)、采用氫氧化鉀溶液或類似溶液的各向異性蝕刻以及激光處理。必要時，可以在主表面B和微孔3的孔壁表層涂一層絕緣層。
之后如圖1C所示，導(dǎo)電物質(zhì)4從主表面B置入微孔3中，以便能夠完全充滿微孔3的內(nèi)部。置入導(dǎo)電物質(zhì)4的方法可以是熔融金屬置入法或刷涂法。此時，為使導(dǎo)電薄膜2形成的布線和墊片與導(dǎo)電物質(zhì)4實(shí)現(xiàn)電連接，穿透基片1前后的穿透電極形成在微孔3的后端(參見已公開的日本專利申請(JP-A)2002-158191號)。
如上所述，在現(xiàn)有的形成穿透電極的方法中，由于微孔的一端被導(dǎo)電薄膜形成的布線和墊片封住，而且導(dǎo)電薄膜的厚度經(jīng)常小于幾μm或更小，因此這部分的機(jī)械強(qiáng)度很小，而且在有些情況下，制造過程中會發(fā)生傳送時薄膜破損的情況。
而且，采用刷涂法將導(dǎo)電漿置入微孔中時，為了在微孔的后端實(shí)現(xiàn)可靠性高的電連接，我們希望將刷涂壓力增大一些，然而，當(dāng)刷涂壓力增大的時候，會發(fā)生置入的導(dǎo)電漿通過導(dǎo)電薄膜溢出的現(xiàn)象。
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入微孔中，在導(dǎo)電物質(zhì)形成的布線和墊片不破損的情況下，其一端僅僅被布線和墊片封住，本發(fā)明還提供一種其上粘附有穿透電極的基片。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入穿透基片且其中一個開口被導(dǎo)電薄膜封住的微孔中。在微孔上設(shè)置有包覆導(dǎo)電薄膜的保護(hù)元件。該保護(hù)元件設(shè)置于導(dǎo)電薄膜的至少一部分中，微孔就形成于此。導(dǎo)電物質(zhì)從與被導(dǎo)電薄膜封住的口徑相對的微孔的口徑置入。
本發(fā)明的方法中，優(yōu)選的是，導(dǎo)電物質(zhì)由金屬制成，且采用熔融金屬置入法置入微孔中。
可選的是，導(dǎo)電物質(zhì)由導(dǎo)電漿制成，且采用刷涂法置入微孔中。
除此之外，本發(fā)明還提供一種其上粘附有穿透電極的基片，該穿透電極采用本發(fā)明的形成穿透電極的方法形成。


圖1A、1B、1C所示為現(xiàn)有形成穿透電極的方法中制造過程的主體部分的截面視圖。
圖2A、2B、2C和2D所示為本發(fā)明所述方法的一個實(shí)施例中制造過程的主體部分的截面視圖。
圖3A和3B所示為本發(fā)明所述方法的另一實(shí)施例中主體部分的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
上面描述并示意了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，上述內(nèi)容應(yīng)該理解為是本發(fā)明的例證，不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以做出對本發(fā)明的增加、刪除、替換和其它修改。此外，本發(fā)明不應(yīng)被理解為僅限于上述內(nèi)容，而應(yīng)理解為后附權(quán)利要求書所述的范圍。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的各具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖2A至2D所示為本發(fā)明形成穿透電極的方法的一個實(shí)施例的制造過程。
圖2A所示為一個其上將形成有穿透電極的基片10。本發(fā)明中使用了各種基片，如半導(dǎo)體基片、陶瓷基片和玻璃基片。基片的厚度可根據(jù)基片的計(jì)劃用途來選擇，大約在50μm至1mm之間。
該實(shí)施例中，采用硅基片作為基片10。如圖2A所示，由二氧化硅膜形成的絕緣層11形成于基片10的兩個主表面A和B，二氧化硅膜的厚度為幾μm或更小，優(yōu)選的是大約1μm。
導(dǎo)電薄膜12形成于基片10的一個主表面A上。必要時，導(dǎo)電薄膜12可以形成圖案和用于與其它基片和裝置電連接時使用的墊片和布線。
如鋁、金、鉑、鈦、銀、銅、鉍、錫、鎳、鉻、鋅等金屬或這些金屬的合金可以選作導(dǎo)電薄膜12。導(dǎo)電薄膜12可以采用各種現(xiàn)有的公知方法形成，例如濺射法、真空沉積法、電鍍法等。導(dǎo)電薄膜12的厚度正常情況下為幾μm或更小。
接著如圖2B所示，微孔13沿著基片10的主表面B側(cè)延伸至導(dǎo)電薄膜12而形成。首先，微孔13所形成處的主表面B的絕緣層11被去除。之后，主表面A側(cè)上的基片10和絕緣層11采用DRIE方法蝕刻，直到接觸到導(dǎo)電薄膜12。用于形成微孔13的方法可以采用氫氧化鉀等溶液或激光處理等各向異性蝕刻，還可以是以感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)為代表的深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)。同時，當(dāng)該微孔形成時或形成之后，在微孔13的孔壁上形成一層新的絕緣層11，結(jié)果，如圖2B所示，在微孔13的結(jié)構(gòu)中，其一端被導(dǎo)電薄膜12封住。
根據(jù)所制造的穿透電極15的配置，所形成的微孔13的直徑可以在大約5至200μm的范圍內(nèi)。
之后如圖2C所示，保護(hù)元件20與基片10的主表面A相聯(lián)結(jié)，由此導(dǎo)電薄膜12可以由保護(hù)元件20支撐。任何具有平面部分且能夠通過平面部分支撐導(dǎo)電薄膜12的元件都可以用作保護(hù)元件20。這類元件包括玻璃基片、半導(dǎo)體基片，如硅、陶瓷基片和塑料基片。優(yōu)選的是，保護(hù)元件20采用熱熔膠、紫外強(qiáng)力膠等與基片10的主表面A相聯(lián)結(jié)。采用熱熔膠是最好的，這是因?yàn)椴捎脽崛勰z可以使粘附到基片10的保護(hù)元件20僅僅通過加熱基片10就能夠去除。需要注意的是，保護(hù)元件20僅僅支撐導(dǎo)電薄膜12的微孔結(jié)構(gòu)部分就可以了。然而，如圖2C所示，優(yōu)選的是保護(hù)元件20支撐整個導(dǎo)電薄膜12。
之后如圖2D所示，采用刷涂法或熔融金屬置入法，從主表面B向微孔13中置入導(dǎo)電物質(zhì)14。
如果采用刷涂法，那么如銅漿、銀漿、碳漿、金-錫漿等導(dǎo)電漿可以用作導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔13中。
如果采用熔融金屬置入法，那么如錫和銦等低熔點(diǎn)金屬或焊料，如金-錫焊料、錫-鉛焊料、錫焊料、鉛焊料、金焊料、銦焊料、鋁焊料等，可以用作導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔13中。
如果導(dǎo)電物質(zhì)14如銅漿采用刷涂法置入，那么刷涂壓力設(shè)置在一個足夠大的水平，以保證導(dǎo)電薄膜12和導(dǎo)電物質(zhì)14之間的電連接。該實(shí)施例中，由于導(dǎo)電薄膜12的一個表面被保護(hù)元件20支撐，即使導(dǎo)電物質(zhì)14以較高的壓力置入微孔13中，也不會出現(xiàn)導(dǎo)電薄膜12破損的現(xiàn)象。
通過這種方法，導(dǎo)電物質(zhì)14被置入微孔13中，形成了將基片10的前后端電連接的穿透電極15。
該實(shí)施例中，由于導(dǎo)電物質(zhì)14被置入微孔13中，在導(dǎo)電薄膜12由布線和墊片等封住微孔13一端的物質(zhì)形成之后，由于導(dǎo)電薄膜12被保護(hù)元件20支撐，因此脆弱的導(dǎo)電薄膜12形成的布線和墊片也就受到保護(hù)元件20的保護(hù)。由此，能防止現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳送過程中布線和墊片的破損現(xiàn)象的發(fā)生。
此外，和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在較高的壓力下將導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13而不破壞導(dǎo)電薄膜12的布線和墊片等成為可能，因此能夠形成具有高可靠性的電連接的穿透電極15。
此外，由于采用該方法制得的其上粘附有穿透電極的基片提供了在導(dǎo)電薄膜12不發(fā)生破損的情況下導(dǎo)電物質(zhì)14與導(dǎo)電薄膜12之間高度可靠的電連接，因此可靠性得到提高。
圖3A至3B所示為本發(fā)明所述形成穿透電極的方法的另一實(shí)施例。在前述實(shí)施例中，微孔13在基片10中形成后，保護(hù)元件20與基片10相聯(lián)結(jié)，而該實(shí)施例中，如圖3A所示，通過將保護(hù)元件20聯(lián)結(jié)在基片10的主表面A上，導(dǎo)電薄膜12受到保護(hù)，之后微孔13才在基片10中形成，如圖3B所示。然后，采用刷涂法或熔融金屬置入法將導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13中，以形成穿透電極15。
該實(shí)施例中，除可以實(shí)現(xiàn)和前述實(shí)施例相同的效果，還可以實(shí)現(xiàn)另外的效果。在微孔13形成之前采用保護(hù)元件支撐導(dǎo)電薄膜12，可以防止微孔13的形成過程中或向后續(xù)程序傳送的過程中導(dǎo)電薄膜12的破損。例證圖2A至2D所示為根據(jù)該方法制造其上粘附有穿透電極的基片的示意圖。
采用厚度為100μm的硅基片作為基片10。如圖2A所示，由二氧化硅膜形成的厚度大約為1μm的絕緣層11形成于基片11的兩個主表面A和B上，然后將鋁制的導(dǎo)電薄膜12形成于主表面A上。
之后，如圖2B所示，微孔13從主表面B延伸至導(dǎo)電薄膜12。首先，主表面B上的絕緣層11在微孔13形成的位置被去除。之后，主表面A上的基片10和絕緣層11采用DRIE法蝕刻，直至接觸到導(dǎo)電薄膜12。在微孔13的孔壁上形成一層新的絕緣層11，以便形成由導(dǎo)電薄膜12封住其一端的微孔13。微孔13的直徑為100μm。
之后，如圖2C所示，厚度為300μm由玻璃基片形成的保護(hù)元件20采用粘合劑聯(lián)結(jié)在基片10的主表面A，以便保護(hù)元件20支撐該導(dǎo)電薄膜12。
之后，如圖2D所示，采用刷涂法從主表面B將由銅漿形成的導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13中。此時，設(shè)置刷涂壓力，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電薄膜與銅漿之間的電連接。因此，制成了與基片10的前后端電連接的穿透電極15。制得的穿透電極沒有諸如導(dǎo)電薄膜12撕破或破損的缺陷，而且導(dǎo)電薄膜12和置入微孔13之間的導(dǎo)電基片14之間能實(shí)現(xiàn)很好的電連接。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，由于導(dǎo)電物質(zhì)在布線和墊片等封住微孔一端的物質(zhì)的導(dǎo)電薄膜受保護(hù)元件的保護(hù)之后被置入微孔中，因此，脆弱的導(dǎo)電薄膜形成的布線和墊片受保護(hù)元件的保護(hù)，而且防止現(xiàn)有技術(shù)中的傳送過程中布線和墊片的破損。
而且，和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在較高的壓力下將導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔而不破壞導(dǎo)電薄膜12的布線和墊片等成為可能，因此能夠形成具有高可靠性的電連接的穿透電極。
此外，由于本發(fā)明的其上粘附有穿透電極的基片具有采用本發(fā)明的方法制作的穿透電極，因此使得在無需破損導(dǎo)電薄膜的情況下，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電物質(zhì)和導(dǎo)電薄膜之間的可靠的電連接并提高可靠性成為可能。
權(quán)利要求
1.一種形成穿透電極的方法，包括在基片上至少穿透電極形成位置的部分所對應(yīng)的基片的第一表面上配置一層導(dǎo)電薄膜；在至少所述導(dǎo)電薄膜上形成一個保護(hù)元件；將所述保護(hù)元件與所述基片相聯(lián)結(jié)；穿透所述基片形成一個微孔；以及在配置導(dǎo)電薄膜，形成所述保護(hù)元件并將其聯(lián)結(jié)，并形成所述微孔之后，將所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中，所述導(dǎo)電物質(zhì)和導(dǎo)電薄膜形成一個穿過所述基片的導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電薄膜封住基片第一表面上的微孔的第一開口，且所述導(dǎo)電物質(zhì)通過和第一表面相對的基片的第二表面上的微孔的第二開口置入所述微孔。
2.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)由金屬制成，且采用熔融金屬置入法置入微孔中。
3.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)由導(dǎo)電漿制成，且采用刷涂法置入微孔中。
4.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，還包括在所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中之后，從導(dǎo)電薄膜和基片上去除保護(hù)元件。
5.如權(quán)利要求4所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述保護(hù)元件通過加熱所述基片從導(dǎo)電薄膜和基片上去除。
6.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，將所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中的步驟包括對所述導(dǎo)電薄膜朝向所述微孔的第一開口的一側(cè)施加第一壓力，當(dāng)對所述導(dǎo)電薄膜朝向所述微孔的第一開口的一側(cè)施加第一壓力時，所述保護(hù)元件在適當(dāng)?shù)奈恢弥嗡鰧?dǎo)電薄膜。
7.如權(quán)利要求6所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述第一壓力大于施加于所述導(dǎo)電薄膜朝向所述保護(hù)元件的一側(cè)的第二壓力。
8.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)充滿所述微孔。
9.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，還包括在所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔之前，在所述微孔的側(cè)壁上形成一層絕緣層。
10.如權(quán)利要求9所述的形成穿透電極的方法，還包括在基片的所述第二表面上形成一層絕緣層；以及在基片的所述第一表面上配置所述導(dǎo)電薄膜及形成所述微孔之前，在基片的所述第一表面上形成一層絕緣層，其中所述微孔也穿透所述第一表面上的所述絕緣層，在所述第一表面上的絕緣層的微孔處形成一開口，其中在所述第二表面上的絕緣層的微孔處有一開口，以及其中微孔側(cè)壁上的絕緣層、第一表面上的絕緣層和第二表面上的絕緣層是彼此相連的。
11.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜與所述導(dǎo)電物質(zhì)為不同的材料。
12.一種具有穿透電極的基片，包括一個基片；位于具有穿透電極的基片的至少一部分中的基片第一表面上的導(dǎo)電薄膜；穿透基片且由導(dǎo)電物質(zhì)充滿的微孔，所述微孔的一端由導(dǎo)電薄膜封住，所述導(dǎo)電物質(zhì)與所述導(dǎo)電薄膜相接觸；以及保護(hù)元件，位于封住所述微孔的一端的所述導(dǎo)電薄膜的至少一部分上，在所述導(dǎo)電薄膜與所述微孔相對的一側(cè)，所述保護(hù)元件與所述基片相聯(lián)結(jié)。
13.如權(quán)利要求12所述的具有穿透電極的基片，還包括襯于所述微孔的側(cè)壁的第一絕緣層；以及基片第一表面上的第二絕緣層，位于所述導(dǎo)電薄膜與所述基片之間，所述微孔穿透由導(dǎo)電薄膜封住的所述微孔一端的第二絕緣層，所述導(dǎo)電物質(zhì)與所述導(dǎo)電薄膜之間的連通不被所述第二絕緣層隔斷，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層相連。
14.如權(quán)利要求13所述的具有穿透電極的基片，還包括第三絕緣層，位于所述基片的與所述第一表面相對的第二表面上；其中，在填充所述導(dǎo)電物質(zhì)的微孔處有一個穿過所述第三絕緣層的開口，以及其中，所述第三絕緣層與所述第一絕緣層相連。
全文摘要
一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入一微孔中，該微孔只有一端被由導(dǎo)電物質(zhì)形成的布線和墊片封住，而布線和墊片沒有破損。在形成穿透電極的方法中，導(dǎo)電物質(zhì)被置入微孔中，所述微孔穿透基片且一個開口被導(dǎo)電薄膜封住。在支撐導(dǎo)電薄膜的保護(hù)元件在基片的導(dǎo)電薄膜側(cè)的表面上配置之后，導(dǎo)電物質(zhì)從微孔的另一開口置入。
文檔編號H01L21/768GK1516241SQ20031012126
公開日2004年7月28日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者山本敏, 滝沢功 申請人:株式會社藤倉