一種用于紅外探測器的批量倒裝回熔焊工藝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微電子封裝領域中的倒裝焊，具體涉及一種用于紅外探測器的批量倒 裝回熔焊工藝方法。
【背景技術】
[0002] 倒裝芯片（flip-chip)工藝是上世紀60年代由IBM公司提出的一種封裝互連技 術，但三十年后其才獲得足夠的重視發展起來。倒裝芯片技術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，相比引線鍵合（wire bonding)方 式其互連長度大大縮短，減小了 RC延遲，有效地提高了封裝器件的電性能，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系統級芯片（SOC)和系統級封裝（SOP)產品中。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（General Flip Chip Die Bonding Processes, Henry Chou, IOthAnnual International KGD Packaging and Test Workshop, Sept. 8-10,2003)：
[0004] I)冷壓焊，要求常溫下能達到200kg的力且保證互連樣品共面性好，主要應用在 焦平面、探測器、傳感器器件中；
[0005] 2)熱壓焊，在高溫下依靠金屬互擴散實現低電阻率高強度的互連，主要應用在射 頻（RF)器件中；
[0006] 3)黏附式，要求高精度的對準，在半導體和光電子中應用；
[0007] 4)回熔焊，需要保護性氣氛且焊點材料熔點低；
[0008] 5)超聲/超聲熱焊，要求高頻率的摩擦，精度在±5~10 μ m，應用于不能承受高 溫且輸入/輸出數量較少的器件。
[0009] 目前紅外焦平面器件仍然采用成熟的冷壓焊工藝。但是隨著紅外焦平面 器件面積的增大，焊點數量的增加，已經很難達到焊點上0. lg/l〇ym2力的要求。此 外，焊點能夠經受的冷熱循環次數Nf跟焊點的剪切力大小相關，具體表示為（J. T Jiang, S. Tsao, T. 0? Sullivan, M. Razeghi, and G. J. Brown, Infrared Physicsand Technology, 45, 2004, pl43.)：
【主權項】
1. 一種用于紅外探測器的批量倒裝回熔焊工藝方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 首先在室溫下對待倒焊樣品進行對準； 2) 對待倒焊樣品施加一定的壓力，其中力的選取根據紅外焦平面器件的面積，通常不 大于50kg ; 3) 將待倒焊樣品依次轉移至加熱裝置中同時進行加熱，升溫速率在20°C /min~ 40°C /min，最終溫度在200°C~270°C ;保持10~15分鐘。
2. 根據權利要求1所述的一種用于紅外探測器的批量倒裝回熔焊工藝方法，其特征在 于：所述的待倒焊樣品的互連結構是銦球、銦柱或沒有焊料凸點的接觸壓點。
3. 根據權利要求1所述的一種用于紅外探測器的批量倒裝回熔焊工藝方法，其特征在 于：所述加熱裝置是熱板或者退火爐。
【專利摘要】本發明公開一種用于紅外探測器的批量倒裝回熔焊工藝方法。該工藝方法包括：對準、加壓及批量加熱三個步驟。該方法的優點在于可以根據實際需要選用銦、金等多種材料制作焊點，簡化了焊點制備工藝，降低了對焊點形貌一致性的要求，同時也克服了回熔焊技術對還原性氣氛和表面處理的依賴。此外，數十片或數百片批量的倒裝回熔焊有效地提高了生產效率。
【IPC分類】H01L21-60
【公開號】CN104752243
【申請號】CN201510145228
【發明人】黃玥, 林春, 葉振華, 丁瑞軍
【申請人】中國科學院上海技術物理研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日