一种具有大键合力的三维异构焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种具有大键合力的三维异构焊接方法，具体包括如下步骤：101)第一载板制作步骤、102)再次处理步骤、103)镀锡步骤、104)第二载板制作步骤、105)键合步骤；本发明专利技术通过金属湿法腐蚀工艺或电镀工艺，在载板做键合的表面分别制作相互匹配的图形，增大接触面积，为后续的金属熔融反应提供场所，能大大增加两者焊接力量的一种具有大键合力的三维异构焊接方法。

A three-dimensional heterogeneous welding method with large bond force

【技术实现步骤摘要】
一种具有大键合力的三维异构焊接方法
本专利技术涉及半导体
，更具体的说，它涉及一种具有大键合力的三维异构焊接方法。
技术介绍
微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。但是对于高频率的微系统，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微系统将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠起来。在实际应用当中，模组堆叠的过程一般是模组上下表面金属围堰做金属熔融键合的过程，焊接的力量完全来自金属顶端的锡跟铜的抗拉力，该抗拉力则跟金属表面的接触面积成正比，对于一些应力较大的区域，往往会因为接触面积不够而导致抗拉力太小，最终导致模组的分离。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种具有大键合力的三维异构焊接方法。本专利技术的技术方案如下：一种具有大键合力的三维异构焊接方法，具体包括如下步骤：101)第一载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；102)再次处理步骤：在步骤101)处理的第一载板上表面涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到带有凸起的凸点或焊圈，即金属柱顶部露出的区域形成凹槽；103)镀锡步骤：去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；104)第二载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；在第二载板上表面再涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到与第一载板相适应的凸台结构；去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；涂助焊剂，回流后清洗助焊剂得到载板上表面带有焊锡层的结构；105)键合步骤：通过表面贴装工艺把第一载板和第二载板的表面贴装，使第一载板和第二载板上的凹槽和凸台结构匹配，形成增大键合力的三维异构结构。进一步的，种子层本身结构为一层或多层结构，厚度范围都在1nm到100um，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合。进一步的，金属柱厚度范围在1nm到100um，金属柱本身结构是一层或多层结构，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍、镓金属合金中的一种或多种混合。进一步的，凹槽的深度范围在1nm到100um，宽度范围在1um到1000um之间。进一步的，第一载板、第二载板设置种子层前先设置垫层，且第一载板、第二载板的垫层分别设置成凸台和凹槽形。进一步的，垫层为沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成的绝缘层；或者通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在表面制作种子层作为垫层；或者电镀金属层作为垫层；或者垫层采用金属无机物多层堆叠而成。本专利技术相比现有技术优点在于：本专利技术通过金属湿法腐蚀工艺或电镀工艺，在载板做键合的表面分别制作相互匹配的图形，使围堰和焊接焊盘表面金属不在一个平面，这样使晶圆或者芯片在键合的工程中，围堰或者焊接焊盘上高度较大的会进入另一个围堰或者焊接焊盘的凹坑里，这样上下键合面围堰和焊盘金属接触面积会大大增加，为后续的金属熔融反应提供场所，能大大增加两者焊接的力量。附图说明图1为本专利技术的第一载板示意图；图2为本专利技术的图1设置种子层、电镀区域示意图；图3为本专利技术的图2进行电镀的示意图；图4为本专利技术的图3设置第二层光刻胶示意图；图5为本专利技术的图4进行电镀的示意图；图6为本专利技术的第一载板成型示意图；图7为本专利技术的第二载板成型示意图；图8为本专利技术的图6加上焊锡的示意图；图9为本专利技术的图7加上焊锡的示意图；图10为本专利技术的结构示意图。图中标识：第一载板101、种子层102、第一层光刻胶103、电镀区域104、金属柱105、第二层光刻胶106、焊锡107。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术而不能作为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本专利技术的专利技术目的。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。实施例1：如图1至图10所示，一种具有大键合力的三维异构焊接方法，具体包括如下步骤：101)第一载板101制作步骤：第一载板101上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层102；种子层102厚度范围在1nm到100um，其本身结构可以是一层也可以是多层，金属材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等中的一种或多种混合。种子层102上涂布第一层光刻胶103，通过显影工艺去除部分种子层102露出待电镀区域104，电镀金属形成金属柱105，且金属柱105上表面为平面；金属柱105厚度范围在1nm到100um，其本身结构可以是一层也可以是多层，材质还可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍，以及镓金属合金等中的一种或多种混合。102)再次处理步骤：在步骤101)处理的第一载板101上表面涂布第二层光刻胶106，曝光显影露出金属柱105的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到带有凸起的凸点或焊圈，即金属柱105顶部露出的区域形成凹槽。凹槽的深度范围在1nm到100um，宽度范围在1um到1000um之间。未经特殊说明第二载板与第一载板101设置的种子层102、金属柱105都采用相同规格。103)镀锡步骤：去除第二层光刻胶106电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡107，去除第二层光刻胶106、第一层光刻胶103和种子层102。104)第二载板制作步骤：第一载板101上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层102；种子层102上涂布第一层光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有大键合力的三维异构焊接方法，其特征在于：具体包括如下步骤：/n101)第一载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；/n102)再次处理步骤：在步骤101)处理的第一载板上表面涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到带有凸起的凸点或焊圈，即金属柱顶部露出的区域形成凹槽；/n103)镀锡步骤：去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；/n104)第二载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；在第二载板上表面再涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到与第一载板相适应的凸台结构；/n去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；涂助焊剂，回流后清洗助焊剂得到载板上表面带有焊锡层的结构；/n105)键合步骤：通过表面贴装工艺把第一载板和第二载板的表面贴装，使第一载板和第二载板上的凹槽和凸台结构匹配，形成增大键合力的三维异构结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有大键合力的三维异构焊接方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
101)第一载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；
102)再次处理步骤：在步骤101)处理的第一载板上表面涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到带有凸起的凸点或焊圈，即金属柱顶部露出的区域形成凹槽；
103)镀锡步骤：去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；
104)第二载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；在第二载板上表面再涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到与第一载板相适应的凸台结构；
去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；涂助焊剂，回流后清洗助焊剂得到载板上表面带有焊锡层的结构；
105)键合步骤：通过表面贴装工艺把第一载板和第二载板的表面贴装，使第一载板和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁发新，冯光建，王永河，马飞，程明芳，
申请(专利权)人：浙江集迈科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33