MEMS器件倒裝芯片封裝中的柔性化凸點制備技術(shù)及其應(yīng)用.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS)是信息化革命之后出現(xiàn)的最新一輪新技術(shù)浪潮.倒裝芯片技術(shù)將成為MEMS器件封裝的一個很好選擇,但是將普通IC封裝中的倒裝芯片標(biāo)準(zhǔn)工藝直接運用到MEMS上存在著許多困難,本論文的主題正是MEMS芯片上柔性化的凸點制備技術(shù).因為Al焊盤表面無法發(fā)生釬焊過程,在其上制備焊料凸點之前必須先在Al上沉積一層特殊的過渡層,稱為凸點下金屬層(Under Bump Metallurgy,UBM).文中對Ni-P/Cu雙金屬層結(jié)構(gòu)的U

2、BM的化學(xué)鍍沉積工藝進行了討論,詳細(xì)研究了這種UBM的表面形貌和釬焊性能.實驗結(jié)果證明,鋅化時間過短會造成UBM沉積不完整,時間過長會造成焊盤殘缺,Al表面原始粗糙度大、Ni-P鍍層含磷量低都會導(dǎo)致UBM的表面不平整,化學(xué)鍍Cu后,釬焊在UBM上的潤濕面積增大,潤濕角減小,表明UBM的釬焊性能得到了提高.文中討論了兩類MEMS芯片上凸點制備技術(shù).第一類被稱為間接性凸點制備,先在玻璃基片上預(yù)制好凸點,然后再轉(zhuǎn)移到芯片上;第二類為直接制備技

3、術(shù),通過焊膏滴注和回流直接在芯片焊盤上形成凸點.針對第一類技術(shù),論文研究了玻璃基片上模板印刷焊膏法.實驗結(jié)果表明,要得到大小均勻的凸點,印刷模板的開口直徑最少必須達到焊粉平均粒徑的7倍以上,模板的厚度不應(yīng)低于焊粉平均粒徑的4倍,焊粉的粒徑分布范圍應(yīng)盡可能的小,粒徑超大的焊粉數(shù)量應(yīng)盡可能的少.本文提出了一種獨創(chuàng)的MEMS芯片凸點批量轉(zhuǎn)移方法.它通過各向異性腐蝕技術(shù)在Si上加工出許多大小不一的V型微坑,以實現(xiàn)與MEMS芯片的貼合,以及在轉(zhuǎn)移