[發明專利]電鍍自焊接三維微電極陣列方法

無效

• 申請號: 200810034328.X
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101240435A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 呂尊實;周嘉;高安;紀新明;黃宜平
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C25D2/00
• 分類號: C25D2/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于微電極制備技術領域，具體涉及一種用于焊接三維微電極陣列的方法。

背景技術

隨著微米納米技術的發展，眾多的微納電子器件得到了研究和開發。這些微小器件中有很多需要與外部進行電學互連，需要微焊接技術進行引線，例如，超聲焊接，壓焊，微柔連接技術(MicroFlex?Interconnection?technnology)。但是用這些方法對微電極陣列進行立體焊接，困難比較大，例如，把長幾厘米、直徑幾百微米的金屬針焊接在間距幾百微米的金屬微孔里，就很難用傳統的焊接方法實現電學互連，并且這些傳統的焊接方法都需要特定的焊接儀器，有些焊接儀器昂貴復雜。

發明內容

本發明的目的在于提出一種工藝實施方便、焊接效果良好的三維微電極陣列的焊接方法。

本發明提出的三維微電極陣列的焊接方法，是把微電極穿過金屬微孔，并固定在對應的插槽中，在金屬微孔中電鍍相應的金屬，使金屬微孔的直徑逐漸減小，最終與金屬微電極結合在一起，從而實現微電極陣列與金屬微孔的自焊接。本發明方法可以輕松實現金屬微電極陣列與金屬微孔的立體焊接，效果很好，并且方法簡單，成本也較低。其具體操作步驟如下：

(a)在絕緣插槽上固定金屬微電極和有金屬微孔的絕緣板，讓金屬微電極穿過金屬微孔，并與絕緣插槽底部的膠帶相粘接，如圖1所示；

(b)讓固定好的金屬微電極與金屬微孔浸入電鍍溶液中，把所有金屬微孔的集成互連線接到電鍍電源的陰極，選擇相應的金屬板作陽極；

(c)對絕緣板中的金屬微孔進行電鍍，直到暴露在電鍍液中的金屬微電極也鍍上金屬時，就完成了微電極陣列的電鍍自焊接。為了增強焊接的可靠度，可以過電鍍一段時間，電鍍的形貌如圖2；電鍍過程中，電鍍的技術參數可根據電鍍孔的面積和數量確定，電鍍正常的情況下，每隔20～30分鐘檢查電鍍的效果。

(d)從電鍍液中取出電鍍焊接好的金屬微電極與絕緣板，用清水沖洗干凈，并用氮氣吹干，先后用丙酮和酒精超聲清洗，去掉插槽底部的膠帶，使有金屬微孔的絕緣板與插槽分離，即得到微電極陣列與金屬微孔焊接在一起的產品，結果如圖3所示。

附圖說明

圖1為微金屬孔與微電極固定在插槽上的剖面示意圖。

圖2為電鍍自焊接后焊接處的剖面示意圖。

圖3為電鍍自焊接在一起的金屬微孔和微電極與固定插槽分離后的剖面示意圖。

圖4為要電鍍柔性互連線的實物圖，A為互連線的整體圖，B為金屬孔陣列局部。

圖中標號：1為金屬微電極，2為有金屬微孔陣列的絕緣板，3為金屬微孔，4為絕緣插槽，5為絕緣膠帶。

具體實施方式

在如圖4所示的柔性互連線的微金屬孔陣列中焊接長4mm、直徑0.2mm的微電極，工藝流程如下：

(a)把柔性互連線中有金屬微孔陣列的部分與微電極固定在對應的絕緣插槽上，如圖1，插槽中的微孔陣列與柔性互連線中的微金屬孔對應，為4×8的陣列，直徑為0.25微米；

(b)在柔性互連線的接口處涂抹一層銀漿，實現全部微金屬孔的電學互連，并連接到電鍍電源的陰極，保證全部微金屬孔同時電鍍；把插槽連同固定上面的微電極和柔性互連線的微金屬孔陣列部分浸入銅電鍍液；選擇銅板作為電鍍陽極，并與電鍍電源的陽極連接；開啟電鍍槽中的轉子；

(c)開啟電鍍電源，電鍍條件為0.01A，1000Hz；每隔25分鐘檢查一下電鍍的情況，直到露在電鍍液中的微電極全部鍍上銅，為了增加焊接的可靠性，可以適當延長電鍍時間，但是要防止微金屬孔旁電鍍的銅連接在一起，電鍍焊接處如圖5；

(d)從電鍍液中取出電鍍焊接好的微電極與絕緣插槽，用清水沖洗干凈，并用氮氣吹干，先后用丙酮和酒精超聲清洗，去掉插槽底部的膠帶，使焊接在一起的微電極陣列和柔性互連線與插槽分離，得到的結果如圖6。