一种用于红外探测器的批量倒装回熔焊工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电子封装领域中的倒装焊，具体涉及一种用于红外探测器的批量倒 装回熔焊工艺方法。
【背景技术】
[0002] 倒装芯片（flip-chip)工艺是上世纪60年代由IBM公司提出的一种封装互连技 术，但三十年后其才获得足够的重视发展起来。倒装芯片技术是将芯片有源区面对基板，通 过芯片上成阵列排列的焊料凸点实现芯片与衬底的互连，相比引线键合（wire bonding)方 式其互连长度大大缩短，减小了 RC延迟，有效地提高了封装器件的电性能，显然，这种互连 方式能够提供更高的输入/输出密度，倒装占有面积计划与芯片大小一致，在所有表面安 装技术中，倒装芯片可以达到最小、最薄的封装。
[0003] 目前，倒装芯片技术广泛应用于系统级芯片（SOC)和系统级封装（SOP)产品中。与 传统引线键合工艺相比，倒装芯片工艺具有许多明显优点，表现在优越的电学及热学性能， 更高的集成度，封装线条更小等。倒装芯片工艺有以下几种实现形式（General Flip Chip Die Bonding Processes, Henry Chou, IOthAnnual International KGD Packaging and Test Workshop, Sept. 8-10,2003)：
[0004] I)冷压焊，要求常温下能达到200kg的力且保证互连样品共面性好，主要应用在 焦平面、探测器、传感器器件中；
[0005] 2)热压焊，在高温下依靠金属互扩散实现低电阻率高强度的互连，主要应用在射 频（RF)器件中；
[0006] 3)黏附式，要求高精度的对准，在半导体和光电子中应用；
[0007] 4)回熔焊，需要保护性气氛且焊点材料熔点低；
[0008] 5)超声/超声热焊，要求高频率的摩擦，精度在±5~10 μ m，应用于不能承受高 温且输入/输出数量较少的器件。
[0009] 目前红外焦平面器件仍然采用成熟的冷压焊工艺。但是随着红外焦平面 器件面积的增大，焊点数量的增加，已经很难达到焊点上0. lg/l〇ym2力的要求。此 外，焊点能够经受的冷热循环次数Nf跟焊点的剪切力大小相关，具体表示为（J. T Jiang, S. Tsao, T. 0? Sullivan, M. Razeghi, and G. J. Brown, Infrared Physicsand Technology, 45, 2004, pl43.)：
【主权项】
1. 一种用于红外探测器的批量倒装回熔焊工艺方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 首先在室温下对待倒焊样品进行对准； 2) 对待倒焊样品施加一定的压力，其中力的选取根据红外焦平面器件的面积，通常不 大于50kg ; 3) 将待倒焊样品依次转移至加热装置中同时进行加热，升温速率在20°C /min~ 40°C /min，最终温度在200°C~270°C ;保持10~15分钟。
2. 根据权利要求1所述的一种用于红外探测器的批量倒装回熔焊工艺方法，其特征在 于：所述的待倒焊样品的互连结构是铟球、铟柱或没有焊料凸点的接触压点。
3. 根据权利要求1所述的一种用于红外探测器的批量倒装回熔焊工艺方法，其特征在 于：所述加热装置是热板或者退火炉。
【专利摘要】本发明公开一种用于红外探测器的批量倒装回熔焊工艺方法。该工艺方法包括：对准、加压及批量加热三个步骤。该方法的优点在于可以根据实际需要选用铟、金等多种材料制作焊点，简化了焊点制备工艺，降低了对焊点形貌一致性的要求，同时也克服了回熔焊技术对还原性气氛和表面处理的依赖。此外，数十片或数百片批量的倒装回熔焊有效地提高了生产效率。
【IPC分类】H01L21-60
【公开号】CN104752243
【申请号】CN201510145228
【发明人】黄玥, 林春, 叶振华, 丁瑞军
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月31日