[發明專利]用于熱壓鍵合的鍵合墊，用于制造鍵合墊的方法和構件

在審

• 申請號: 201310327730.8
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103579156A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: C.謝林;D.博羅夫斯基
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;楊國治

技術領域

本發明涉及一種用于熱壓鍵合的鍵合墊、一種構件以及一種用于制造鍵合墊的方法。

背景技術

通過熱壓鍵合能夠將兩個金屬的面持久地相互連接。為此，所述面在高的壓力以及在升高的溫度下相互壓緊，直到在所述金屬的接觸界面上進行晶粒的重新結構化，所述重新結構化導致所述面的連接。

例如US?2010?283?138?A1描述了一種方法，其中，鎳作為鍵合金屬用于一MEMS構件。所述鍵合在此情況下直接經由所述鎳層進行。在此情況下，在一連接部位上，將一鎳基的材料與一其它的鎳基的材料或者一鋁基的材料連接起來。

針對借助于熱壓鍵合方法的晶片鍵合，可以采用多種金屬。在多個出版物（例如“Investigations?of?thermocompression?bonding?with?thin?metal?layers”，Proceedings?of?Transducers?11）中描述了這些金屬。此外廣泛公知的是Al、Cu和Au。在Al和Cu的情況下，存在在鍵合之前在表面上形成氧化物的危險，該氧化物的形成會負面地影響在所述鍵合界面上的附著。Au作為鍵合金屬在此也具有優點，但在厚層中制造比較昂貴。

US7737560描述了一種用于借助于超聲波構造一布線鍵合連接的方法，該方法采用一層設的鍵合墊金屬系統，其具有一含鎳的層和一位于其上的鈍化層，例如由Pd和Au制成。

發明內容

在該背景下利用本發明介紹了根據獨立權利要求所述的一種用于熱壓鍵合的鍵合墊、一種構件以及一種用于制造鍵合墊的方法。有利的設計方案從各從屬權利要求和下面的說明書中給出。

鎳基的鍵合金屬具有可延展的特性，這是有利的，用以例如平衡制造公差和接觸面的不平坦性。但所述鎳基的材料是易氧化的，這會導致氧化物夾雜且因此導致連接部位處的不密封性或者說接觸問題。

本發明基于如下知識，鎳基的材料可以形成鍵合墊的體積的大部分，用以提供所希望的可延展的特性。所述鎳基的材料可以通過一鈍化的、薄的金屬的蓋層來防止氧化。

有利地，所述蓋層相對于所述鎳基的材料具有特別小的層厚度且因此特別小的微晶大小。由于很小的微晶大小，在每個面積單元上準備有很大數量的微晶作為生長核，其在熱壓鍵合期間會生長到擠壓的面中。

所述金屬的蓋層的厚度可以與所述鎳基的基層的厚度具有一固定的比例，例如十分之一至五分之一。

本發明提供了一種用于將一載體材料與另一載體材料進行熱壓鍵合的鍵合墊，其中，所述鍵合墊具有下列特征：

由金屬制成的可變形的、厚的基層，其與所述載體材料連接，其中，所述金屬是鎳基的；以及

至少一個金屬的蓋層，其直接與所述基層連接并且至少布置在所述基層的背離所述載體材料的側面上，其中，所述蓋層相對于所述基層具有一更小的層厚度，尤其是所述蓋層比所述基層更加抗氧化。

此外本發明提出一種具有下列特征的構件：

第一載體材料，其在第一表面上具有至少一個根據這里介紹的方法所述的導電的鍵合墊；

第二載體材料，其以相對于第一載體材料的一間距布置，并且在所述第二載體材料的面對所述第一表面的第二表面上具有一與所述鍵合墊對置地布置的接觸部位，所述接觸部位貼合在所述鍵合墊上，其中，所述鍵合墊的輪廓在一公差范圍內與所述接觸部位的外形相應，并且所述接觸部位與所述鍵合墊是連接的，尤其是所述接觸部位與所述鍵合墊通過熱壓鍵合進行連接。

本發明還提出了一種用于在載體材料上制造鍵合墊的方法，其中，所述方法包括下列步驟：

將一由金屬制成的、鎳基的可變形的基層沉積在所述載體材料上；

將一金屬的蓋層直接沉積到所述基層的背離所述載體材料的側面上，其中，所述蓋層具有比所述基層的層厚度更小的層厚度，例如為所述基層的層厚度的十分之一至五分之一，尤其是所述蓋層比所述基層更加抗氧化。