[發(fā)明專利]各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210601927.5
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114999951A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彥;陳桂;晏雅媚
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 汪金連

本發(fā)明公開了一種各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片制備方法，所述可視化分析芯片包括芯片和基板，所述芯片包括單晶硅基底和設(shè)置在單晶硅基底上的多個凸點尺寸的凸點，所述基板包括二氧化硅基底和設(shè)置在二氧化硅基底上的ITO導(dǎo)電線和焊盤，所述可視化分析芯片的制備過程包括以下步驟：芯片的制備、基板的制備、倒裝鍵合，即獲得各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片。本發(fā)明制備的可視化芯片具有凸點與對應(yīng)的焊盤透明，能方便、有效地觀察鍵合后導(dǎo)電粒子的微觀形態(tài)，分析互連電阻與導(dǎo)電粒子捕捉量之間的關(guān)系，還具有透光性好、耐高溫等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及各向異性導(dǎo)電膠膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片的制備方法。

背景技術(shù)

微電子產(chǎn)業(yè)是當今信息化時代的第一大產(chǎn)業(yè)，作為電子工業(yè)基礎(chǔ)的微電子器件制造工藝也伴隨著技術(shù)革新不斷邁進，進入21世紀后微電子封裝技術(shù)進入特大規(guī)模集成電路時代，微電子封裝技術(shù)正朝著小型化、高性能、高可靠性和低成本的方向不斷發(fā)展。各向異性導(dǎo)電膠膜(anisotropic conductive adhesive，ACA)被認為是最有前途的封裝材料之一。與傳統(tǒng)焊料相比，具有無鉛、無助焊劑、無回流、無底部填充、低溫、高可靠性、高密度等優(yōu)點。

各向異性導(dǎo)電膠是一種復(fù)合材料，由聚合物基體(環(huán)氧樹脂)和隨機分布于其中的導(dǎo)電粒子組成，是一種非常重要的無鉛互連材料。其中聚合物基體提供電絕緣和機械連接，導(dǎo)電粒子提供電氣連接。其粒子濃度較小，在平面內(nèi)無法形成電阻網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)橫向絕緣屬性，但它能通過捕捉導(dǎo)電粒子，從而使與凸點和焊盤的接觸在縱向形成導(dǎo)電通道，從而實現(xiàn)橫向絕緣縱向?qū)āＴ诓捎酶飨虍愋詫?dǎo)電膠互連時，其中最關(guān)鍵的因素是接點電阻率高且不穩(wěn)定，凸點之間易出現(xiàn)短路的問題，容易引發(fā)嚴重的可靠性問題。因此，本專利針對各向異性導(dǎo)電膠互連時出現(xiàn)的電氣失效問題設(shè)計與制作出對應(yīng)的高密度窄間距互連芯片，用于開展各向異性導(dǎo)電膠互連的互連電阻的研究。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于目前存在的上述不足，本發(fā)明提供一種各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片的制備方法，本申請凸點與對應(yīng)的焊盤透明，能方便、有效地觀察鍵合后導(dǎo)電粒子的微觀形態(tài)，分析互連電阻與導(dǎo)電粒子捕捉量之間的關(guān)系，還具有透光性好、耐高溫等優(yōu)點。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片的制備方法，所述可視化分析芯片包括芯片和基板，所述芯片包括單晶硅基底和設(shè)置在單晶硅基底上的多個凸點尺寸的凸點，所述基板包括二氧化硅基底和設(shè)置在二氧化硅基底上的ITO導(dǎo)電線路，所述可視化分析芯片的制備過程具體包括以下步驟：

芯片的制備：在單晶硅基底上光刻、曝光、顯影、磁控濺射銅或鎳作為凸點與凸點互連的金屬導(dǎo)體以及凸點的金屬掩膜，再經(jīng)剝離、反應(yīng)離子刻蝕獲得互連凸點；

基板的制備：將電路圖形信息光刻到二氧化硅基底上，經(jīng)曝光后，在其上磁控濺射ITO，經(jīng)剝離、超聲后，獲得二氧化硅基底上所需的ITO導(dǎo)電線和焊盤；

倒裝鍵合：將各向異性導(dǎo)電膠膜放置在基板上需要互連的焊盤處，使得芯片上的凸點與基板上的焊盤一一對應(yīng)，經(jīng)預(yù)鍵合、壓力鍵合、膠體固化后，撤除鍵合壓力，降至室溫，即獲得各向異性導(dǎo)電膠膜互連電氣失效可視化分析芯片。

依照本發(fā)明的一個方面，所述基板的制備過程中，旋涂光刻膠之前需要將二氧化硅基底在酒精中超聲，再用去離子水清洗掉酒精，以去除二氧化硅基底表面的雜質(zhì)與污垢。

依照本發(fā)明的一個方面，所述芯片的制備過程中，光刻具體為雙層光刻工藝。

依照本發(fā)明的一個方面，所述倒裝鍵合的鍵合溫度為70℃，壓力為80Mpa，時間為10s。

依照本發(fā)明的一個方面，所述倒裝鍵合采用鍵合機進行拾取、視覺定位、對準。

依照本發(fā)明的一個方面，所述芯片上的凸點對稱設(shè)置。