一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法
【專利摘要】本發明公開一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法。該方法包括固定樣品、固化、切割、研磨四個步驟。該方法通過對倒焊互連樣品制樣，能夠直觀的觀察互連對準情況、互連均勻性及未互連情況、互連壓力與互連后間隙關系、互連后底充膠等情況。作為倒裝芯片技術的有效反饋，該手段可以作為焦平面、探測器、傳感器器件工藝分析的佐證。
【專利說明】一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及材料制備與性能表征領域，具體涉及一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法。該方法適用于對溫度和壓力敏感的所有樣品，不局限于倒裝芯片，也適合于封裝完成的后樣品劑面的檢測。
【背景技術】
[0002]雖然IBM公司于上世紀60年代發明了倒裝芯片(flip-chip)工藝，但其真正超越引線鍵合(wire bonding)成為主流是上世紀90年代的事情。倒裝芯片技術既是一種芯片互連技術，又是一種理想的芯片粘接技術。以往的一級封閉技術都是將芯片的有源區面朝上，背對基板和貼后鍵合，倒裝芯片技術則是將芯片有源區面對基板，通過芯片上成陣列排列的焊料凸點實現芯片與襯底的互連，互連長度大大縮短，減小了電阻電容延遲，有效地提高了電性能，顯然，這種互連方式能夠提供更高的輸入/輸出密度，倒裝占有面積計劃與芯片大小一致，在所有表面安裝技術中，倒裝芯片可以達到最小、最薄的封裝。
[0003]目前，倒裝芯片技術廣泛應用于高端器件及高密度封裝領域。與傳統引線鍵合工藝相比，倒裝芯片工藝具有許多明顯優點，表現在優越的電學及熱學性能，更高的集成度，封裝線條更小等。倒裝芯片工藝有以下幾種實現形式:冷壓焊、熱壓焊、黏附式、回熔焊、超聲/超聲熱焊。其中焦平面、傳感器和探測器器件均采用冷壓焊形式。
[0004]對于倒裝互連后器件性能的檢測基本都是無損的電學參數，比如焦平面的探測率、噪聲等效溫差(NETD)等。電學參數不能直接反應互連過程以及互連后底充膠等情況，相反，后者很大程度上會對器件的電學性能產生影響。目前，尚沒有報道對互連情況進行制樣觀察。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是建立了一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法，作為器件倒焊互連的反饋指導倒焊互連工藝。
[0006]本發明方法的工藝步驟如下(如附圖1所示):
[0007]I)用塑料夾具無損無壓地固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入合適的模具，模具是橡膠、塑料器皿、PVC管、硬紙、打印紙自卷桶或塑料瓶蓋；
[0008]2)將冷鑲嵌料粉和冷鑲嵌液按技術要求混合，爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中；
[0009]3)等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內圓切片機或DISCO切割機切出一個平整的起始觀察面；
[0010]4)用研磨、拋光的方式將觀察面處理光亮，制樣完成。
[0011]通過這一方法制備得的樣品可用于光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線斷層掃描檢測等。從起始觀察面開始，可以一整排一整排的觀察整個器件的互連情況，包括互連對準情況、互連均勻性及未互連情況、互連壓力與互連后間隙關系、互連后底充膠狀況等等。[0012]本發明的優點在于能夠對倒裝互連樣品制樣并進行直觀的觀察，作為互連情況的反饋指導倒焊互連工藝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為冷鑲嵌制樣流程圖。
[0014]圖2為冷鑲嵌方式制樣后樣品光學顯微鏡照片。
[0015]圖3為拋光后樣品界面的光學顯微鏡照片。
[0016]圖4為拋光后樣品界面的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0017]實施實例I
[0018]I用塑料夾具水平固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入尺寸合適的橡膠模具中；
[0019]2將冷鑲嵌料的粉和液以0.5:1的體積比混合，玻璃棒迅速攪拌20秒左右，期間要防治產生大量氣泡。爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中，液面浸沒樣品頂部；
[0020]3等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內圓切片機從樣品高度的中間部位切出一個平整的起始觀察面；
[0021]4用I μ m顆粒的氧化鋁拋光液將觀察面處理光亮，直到能在高倍光學顯微鏡下觀察到互連樣品的界面信息，如附圖3所示。
[0022]實施實例2
[0023]I用塑料夾具以一定的傾角固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入尺寸合適的橡膠模具中；
[0024]2將冷鑲嵌料的粉和液以0.8:1的體積比混合，玻璃棒迅速攪拌20秒左右，期間要防治產生大量氣泡。爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中，液面與模具口齊平；
[0025]3等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內圓切片機從樣品高度的三分之一部位切出一個平整的起始觀察面；
[0026]4用I μ m顆粒的氧化鋁拋光液將觀察面處理光亮，直到能在高倍光學顯微鏡下觀察到互連樣品的界面信息。
[0027]附圖4是拋光后樣品界面的掃描電子顯微鏡照片。從圖中可以直接丈量出互連后的上下面間距、左右間隔，可以觀察到內圓切割機產生的暴力面損傷，互連時對準失衡引起的互連材料傾斜，甚至上下兩互連材料間的界面都可以看出。從圖中還可以看出樣品充膠不完全，互連材料間隙中有拋光掉下的微細顆粒。
【權利要求】
1.一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法，其特征在于包括以下步驟: 1)用塑料夾具無損無壓地固定待觀察 樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入合適的模具，模具是橡膠、塑料器皿、PVC管、硬紙、打印紙自卷桶或塑料瓶蓋； 2)將冷鑲嵌料粉和冷鑲嵌液按技術要求混合，爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中； 3)等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內圓切片機或DISCO切割機切出一個平整的起始觀察面； 4)用研磨、拋光的方式將觀察面處理光亮，制樣完成。
【文檔編號】G01N1/28GK103900880SQ201410121087
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】黃玥, 林春, 王建新, 儲遠洋, 葉振華, 丁瑞軍 申請人:中國科學院上海技術物理研究所