一种实现对芯片共晶焊接的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103617957103617957A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310610874.4(22)申请日2013.11.26(71)申请人中国电子科技集团公司第四十一研究所地址266555山东省青岛市经济技术开发区香江路98号(72)发明人宋志明王斌李红伟吴红莫秀英曹乾涛龙江华(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人龚燮英(51)Int.Cl.H01L21/60(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种实现对芯片共晶焊接的方法(57)摘要本发明提供一种实现对芯片共晶焊接的方法，步骤a：确定芯片中可压的区域并制备光刻掩膜板；步骤b：在镀金的陶瓷片上通过光刻显影的方法把芯片可压区域中的导电胶去除；步骤c：通过金丝球焊的方法在陶瓷片上去胶的位置植上球点作为凸点；步骤d：采用齿轮划切的方法把陶瓷片切割成与芯片大小一致的小陶瓷片；步骤e：根据要焊接的腔体形状制作工装定位夹具，使带金凸点的小陶瓷片压块夹具通过凸点与芯片无电路区域接触；步骤f：在小陶瓷片压块夹具的上面放一个压块从而间接的实现对芯片的真空可压焊接。采用上述方案，采用镀金陶瓷为基材，利用成熟的光刻技术和球焊植球技术制作的凸点来为焊接提供有效的机械支撑，方法适用范围广。CN103617957ACN1036795ACN103617957A权利要求书1/1页1.一种实现对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：根据芯片的图形确定芯片中可压的区域并制备光刻掩膜板；步骤b：在镀金的陶瓷片上通过光刻显影的方法把芯片可压区域中的导电胶去除；步骤c：通过金丝球焊的方法在陶瓷片上去胶的位置植上球点作为凸点；凸点的高度高于芯片中空气桥的高度，并且墩平球凸点；步骤d：采用齿轮划切的方法把陶瓷片切割成与芯片大小一致的小陶瓷片，并将小陶瓷片采用丙酮清洗的方法去掉光刻胶，从而制备出具有金凸点的小陶瓷片压块夹具，为在焊接时为芯片提供压力；步骤e：根据要焊接的腔体形状制作工装定位夹具，并把焊片、芯片放置在所述工装定位夹具中，再将制备的带金凸点的小陶瓷片压块夹具倒扣在芯片上，使带金凸点的小陶瓷片压块夹具通过凸点与芯片无电路区域接触；步骤f：在带金凸点的小陶瓷片压块夹具的上面放一个压块从而间接的实现对芯片的真空可压焊接。2.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤a中的具体步骤是：根据芯片的CAD图，确定出芯片中无电路的可压区域，画出夹具掩膜板的图形并通过光绘仪制备出掩膜板，其中掩膜板的基本要求是仅设置夹具可压区域曝光显影。3.如权利要求2所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述可压区域为所述芯片四周无电路的边框区域。4.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤b中，具体的光刻步骤是：在镀金的陶瓷片上首先甩胶，然后依次进行前烘、曝光，最后通过显影的方法把陶瓷片中可压区域的导电胶去掉。5.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述金丝球焊的方法中的金丝直径为18μm；所述凸点的高度为40μm-50μm。6.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤e中，所述的工装定位夹具陶瓷片的厚度大于焊片与芯片的厚度之和，并且小于焊片、芯片与带凸点小陶瓷片的厚度之和。7.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤e中，所述焊片为17μm的Au80Sn20的焊片；所述制作工装定位夹具的步骤为激光打孔的方法在0.254mm厚的陶瓷片上制备出和芯片尺寸大小一致的通孔，在所打出的通孔里面依次放入焊片、芯片以及带金凸点的小陶瓷片压块夹具。8.如权利要求1所述的对芯片共晶焊接的方法，其特征在于，所述步骤f中，所述焊接的温度为300℃，焊接的时间为1min30s，焊接的过程中通入的保护气体为高纯氮气。2CN103617957A说明书1/4页一种实现对芯片共晶焊接的方法技术领域[0001]本发明属于对芯片共晶焊接技术领域，尤其涉及的是一种实现对芯片可压共晶焊接的方法。背景技术[0002]在高频微波电路中(频率在1GHz以上)芯片的接地状况严重影响着电路的串扰和插入损耗。同时，因为大功率GaAs基芯片导热差，所以大功率芯片与基板的连接必须要有十分好的微波接地能力和较好的散热能力。真空共晶焊接具有连接电阻小、传热效率高、散热强度大等优点，所以要比导电胶更适合来焊接大功率芯片。[0003]在GaAs基芯片中要获得高电导率、高热导率和低空洞率的共晶焊接效果，就必须在真空焊接的过程中对芯片提供一定的压力来使焊片在融化时能充