一种背光半导体光电类芯片及其互连方法与流程

本发明属于半导体光电类芯领域，具体涉及一种背光半导体光电类芯片及其互连方法。

技术背景

对半导体光电类芯片，为避免信号电极对芯片进/出光(即进光或出光)的干扰，降低结电容，常采用信号电极和进/出光方向背离的形式制备芯片电极，即所谓的背电极。尤其是对于高速类光电探测器、阵列类半导体光电芯片而言，背电极方案显得尤为必要。

阵列类半导体光电芯片与读出电路互连通常有两种技术途径，即通孔互连和倒装焊。通孔互连技术在每个单元旁刻蚀通孔，并在单元正电极及孔内壁依次沉淀钝化层和金属层，通过压焊方式将孔底金属层与读出电路电极的铟柱相连接，最终实现每个单元正电极与对应电路电极的互连。但此技术存在以下两个技术难点：1)为便于实现通孔刻蚀、钝化层和金属层的沉积，通常需要将阵列芯片减薄至50～70μm厚，厚度偏差≤±0.5μm，并保证芯片完整性和平整性；2)通孔内壁的钝化层需满足耐压要求，不出现漏电情况。另一种实现半导体光电芯片与读出电路互连的技术途径是倒装焊，它是采用分别在单元正电极和读出电路相应电极上生长铟柱，再通过压焊的方式实现单元正电极与读出电路电极的互连。基于倒装互连实现背进光的方式是目前激光焦平面探测器的主流工作方式，但该技术存在设备依赖性强，成本较高等问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：现有基于倒装互连实现背进光的方式设备依赖性强，成本较高。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种背光半导体光电类芯片及其互连方法。

一种背光半导体光电类芯片，包括垫片、芯片、背电极、导电银胶和引线；

垫片中心处设有通孔；在通孔侧壁以及垫片一侧上下两面设有导通的金层作为引线框架；

芯片通过树脂胶将粘接到垫片上且侧壁涂敷树脂胶；

背电极固定在芯片上且朝向通孔；

导电银胶灌注在通孔内且固化定型；

将背电极过渡到垫片或印制电路板上。

引线焊接在引线框架上。

进一步，所述金层3厚度3～7μm。

进一步，所述树脂胶4为环氧树脂胶。

一种背光半导体光电类芯片的互连方法，步骤如下：

s1，制作一架桥型的垫片，在垫片中心处制备通孔；在通孔侧壁以及垫片一侧上下两面制备相互导通的金层作为引线框架；

s2，通过树脂胶将芯片粘接到垫片上，背电极朝向垫片通孔2，并在侧壁涂敷树脂胶；

s3，将粘接好芯片的垫片倒置，在通孔内灌注导电银胶，固化定型；

s4，将背电极过渡到垫片或印制电路板上。

进一步，所述垫片大小为2mm×2mm×0.2mm，通孔2直径150μm。

进一步，所述金层厚度3～7μm。

进一步，所述树脂胶4为环氧树脂胶。

进一步，步骤s3中，固化定型时150～179℃下固化3～4小时。

进一步，步骤s4中，通过在垫片正面引线框架上焊接引线8的方式将背电极过渡到垫片或印制电路板上。

进一步，步骤s4中，通过在垫片正面引线框架上植球的方式将背电极过渡到垫片或印制电路板上。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

本发明结构简单，通过制备架桥垫片将背电极架空，再采用银浆灌注及固化的方式将背电极引出，最后采用引线焊接的方式完成信号采集，实现半导体光电芯片单管(阵列)与读出电路的互连。

附图说明

图1为背光半导体光电类芯片示意图；

图2为制备背光半导体光电类芯片过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

一种背光半导体光电类芯片，如图1所示，包括垫片1、芯片5、背电极6、导电银胶7和引线8；

垫片1中心处设有通孔2；在通孔2侧壁以及垫片1一侧上下两面设有导通的金层3作为引线框架；所述金层3厚度3～7μm。

芯片5通过树脂胶4(例如环氧树脂胶)将粘接到垫片1上且侧壁涂敷树脂胶4；

背电极6固定在芯片5上且朝向通孔2；

导电银胶7灌注在通孔2内且固化定型；

将背电极6过渡到垫片或印制电路板上。

引线8焊接在引线框架上。

实施例2

下面以大小为0.5mm×0.5mm×0.4mm，背电极为直径100μm的apd背进光光电二极管单管来进一步说明本发明。

一种背光半导体光电类芯片的互连方法，步骤如下：

s1，制作一架桥型的垫片1，所述垫片1大小为2mm×2mm×0.2mm；在垫片中心处制备通孔2，通孔2直径150μm，在通孔2侧壁以及垫片1一侧上下两面制备相互导通的金层3作为引线框架，金层3厚度3～7μm，如图2(a)所示。

s2，通过用中蓝晨光的dg-4环氧树脂胶4将芯片5粘接到垫片1上，背电极6朝向垫片通孔2并保持一定同心度，并在侧壁涂敷环氧树脂胶4防止下一步工艺中的银浆渗漏到芯片5侧面，固化后如图2(b)所示。

s3，将粘接好芯片5的垫片1倒置，在通孔2内灌注导电银胶7，150～179℃下固化定型3～4小时；在固化过程前半段，导电银浆7流动性会显著增加，在该特性作用下背电极6和通孔侧壁金层3被导电银浆7连通，并最终完成固化定型，如图2(c)、(d)所示。

s4，通过在垫片正面引线框架上焊接引线8的方式将背电极6过渡到垫片或印制电路板上，如图2(e)所示。

步骤s4中，也可以通过在垫片正面引线框架上植球的方式将背电极6过渡到垫片或印制电路板上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于半导体光电类芯领域，具体涉及一种背光半导体光电类芯片及其互连方法，所述背光半导体光电类芯片包括垫片、芯片、背电极、导电银胶和引线；垫片中心处设有通孔；在通孔侧壁以及垫片一侧上下两面设有导通的金层作为引线框架；芯片通过树脂胶将粘接到垫片上且侧壁涂敷树脂胶；背电极固定在芯片上且朝向通孔；导电银胶灌注在通孔内且固化定型；将背电极过渡到垫片或印制电路板上。引线焊接在引线框架上。本发明结构简单，通过制备架桥垫片将背电极架空，再采用银浆灌注及固化的方式将背电极引出，最后采用引线焊接的方式完成信号采集，实现半导体光电芯片单管(阵列)与读出电路的互连。

技术研发人员：黄海华;陈剑;路小龙;刘期斌;张伟;姚超;向秋澄;孔繁林;寇先果;呙长冬;邓世杰;袁菲
受保护的技术使用者：西南技术物理研究所
技术研发日：2018.12.26
技术公布日：2019.04.09