[其他]微電子電路的接合方法

無效

• 申請號: 87101985
• 申請日: 1987-03-20
• 公開（公告）號: CN87101985A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發明（設計）人: 馬丁·伯克;德特勒夫·坦布林克
• 申請（專利權）人: 舍林股份公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H05K3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及到用電解淀積鋁層來接合微電子電路的方法。

利用惰性氣體從非水溶液中電解淀積鋁層的方法已為人知（EP-PSO042504）。這種淀積層用于防腐蝕的目的。

在微電子學中，一般都用超聲焊接方法使半導體元件與基板電路實現電連接。在引線接合法和同步接合技術之間存在著區別。引線接合法是用超聲能量或超聲能量加上熱能由適合的工具（楔形物和毛細管）將引線焊接在半導體電路和基板電路的焊區上。而同步焊接技術則是第一步由適合的工具把中間基片的所有焊頭同時焊在半導體電路上。下一步再將中間襯底焊到基板電路上。

因冶金學和工藝的原因，對半導體通常采用真空蒸發方法淀積上鋁層，而對于基板電路，敷鍍金層的方法占優勢，這里金層是用真空蒸發、電鍍或涂印一層金漿料而得到的。目前，幾乎所有的電路都是用鋁絲或金絲接合的。結果總是出現鋁/金材料的組合，即，用金絲時與半導體接合處出現鋁/金組合，用鋁絲時與基板電路接合處出現鋁/金組合。由于形成金屬間相（即所謂的紫斑），或接觸腐蝕，總的來說這種金屬組合降低了電路的可靠性。

本發明的目的是把適合于普通線材和焊接技術的敷金屬工藝用于微電子電路的接合。這個目的是利用本發明介紹的電解淀積鋁層實現的。

本發明所用的這種金屬淀積物用來作為超聲焊接用的焊區，它們意想不到地非常適合于通常使用的所有線材和焊接技術。

本發明的具體優點從下面的事實可進一步看出：

與常用的敷金方法中觀察到的現象不同，本方法不發生由于接觸腐蝕引起的鉆蝕，這意味著即使對很厚的鋁層也能用來接合;

在用鋁絲進行接合時，不出現紫斑或接觸腐蝕;

所用的金屬淀積物不象金那樣昂貴。

使用電解淀積的鋁層，進一步的優點是為采用同步接合技術提供了價格便宜的敷金屬方法。

此外，電解淀積鋁層極好地防止了銅導體線路的銹蝕，因而相當適合于低價的高頻電路。由于電解淀積鋁層不被普通的焊料所沾潤，所以在采用反射流焊接和波動焊接方法時不需要隔離焊料用的阻擋層。該電解淀積鋁層用來焊接鋁絲是高可靠的，焊接金絲也沒有什么問題。

本發明更詳細的情況由下面的例子來說明。

例1

在含鈀離子的激活器中經過適當的預處理和激活后，將氧化鋁作的電路基板化學鍍銅，繼而用電鍍工藝鍍上一層鋁。在加上適當的保護層后，用稀鹽酸除去焊料焊接區上的鋁，然后剝去保護層，再加上一層新的保護層，經過曝光、顯影和進一步腐蝕后形成導體圖形和鍵合區。由超聲焊接用25微米直徑的鋁絲進行半導體的鍵合。

例2

把經過陰極濺射敷上一層鉭和鎳的小陶瓷片電鍍上一層50微米厚的鋁，然而包覆上一層耐堿的光致抗蝕劑，該抗蝕劑用這種方法曝光和顯影：在用稀釋的蘇打水連續噴射腐蝕期間，形成由鋁組成的突出物，其布局與半導體電路上鍵合區的反射圖象一樣。在除去保護層之后，在下一個步驟中應用光敏漆和腐蝕技術產生導體和電阻結構，再借助于專門的工具將半導體電路直接超聲焊接在這種基片上。

例3

經過鈍化以后，在帶有完整電路結構的硅片上由電鍍工藝鍍上50微米厚的鋁以加厚其上的鍵合區。在撓性中間基片上的金屬層是3微米厚的電解淀積鋁包覆層，將位于中間基片外側的該包覆層局部腐蝕掉。在由腐蝕已形成了中間基片的導體圖形后，用適合的工具由超聲能量把從硅片上切下的集成電路焊在中間基片的內側上。然后用焊料把中間基片焊接在電路板上。

例4

與例3類似，用鋁電鍍一撓性中間基片，并腐蝕出導體圖形。然后把位于中間基片內側的半導體上的焊區焊到中間基片的覆鋁線路上，接著再用同步焊接技術將導體線路的外端同時焊接在按例1制得的電路基板上。

例5

與例1類似，把陶瓷基片的整個表面上化學敷鍍一層5微米厚的銅。然后加一層光敏聚酰亞胺漆，并在干燥后用光刻掩模曝光。顯影后露出鍵合區和導體線路，但不露出焊料焊接區。通過按規定的溫度特性加熱，使漆完全轉換成聚酰亞胺。繼而用半加技術（semiadditive????technique）在裸露的銅上淀積上5微米的鋁。然后在堿溶液中除去作電鍍保護層用的聚酰亞胺。

用另一層光致抗蝕劑包覆層覆蓋住所有的導體線路、鍵合區與焊料焊接區，以便能在顯影后腐蝕去多余的銅包覆層。

例6

可以使用下列方法，而不需要聚酰亞胺作為電鍍保護層也不需要專門制作電鍍鋁圖形：

如例1所述，在陶瓷基片的整個表面上敷鍍一層銅，然后通過用光敏漆的減法技術（subtractive????technique）領域所熟知的方法進行加工。

然而，隔離的導體路線是通過短路連線互相導通好，這就可使所有銅導體圖形的側沿都在電解淀積鋁的過程中被鋁覆蓋住。最后，用激光將所有的短路連線切開。