一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构制造技术

本发明专利技术属于光电子技术领域，具体涉及一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构。本发明专利技术的倒装焊结构包括有具有自对准效果的凸点

【技术实现步骤摘要】
一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构


[0001]本专利技术属于光电子
，具体涉及一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构。

技术介绍

[0002]随着红外成像系统对探测器需求的不断提高，红外焦平面探测器近些年来取得了快速的发展。焦平面探测器是将光敏芯片探测元与对应的读出电路的输入端之间进行机械和电学连通的焦平面元器件。倒装焊接是红外焦平面探测器制作过程中常用的封装技术，能够方便地实现芯片之间机械与电学连接，具有精度高、形成的混合集成芯片占用体积小、输入输出密度高、互连线短、引线寄生参数小等优点。
[0003]经过几代的产品的发展，近些年来凝视型平面阵列已经完全取代线列扫描，并且面阵规模越来越大，像素中心距也越来越小。对于10μm以下的中心距，常规的倒装焊互联技术已很难加工出产品，即便是偶尔能做出几个样品，其产品良率也非常低，并不能量产和商业化。这是因为，中心距变小后，互联的凸点也会变小，这将导致两个问题：一是凸点本身加工难度变大，半成品良率低，质量不可控；二是小凸点在倒装焊时对对位精度要求非常高，光敏阵列与读出电路倒装焊互联难度成倍增加。
[0004]由此，目前需要有一种方案来解决现有技术中的上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种小中心距自对准的倒装焊结构及方法，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。
[0006]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，包括读出电路和光敏阵列，所述读出电路和光敏阵列的其中一个上设置有位于像素互连结构周围的凸点，另一个上设置有位于像素互连结构周围的限位结构，所述凸点和限位结构的数量及位置相对应，所述读出电路和光敏阵列通过凸点和限位结构进行倒装对准。
[0008]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：所述凸点和限位结构以所述像素互连结构对应区域的中心对称分布。
[0009]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：所述凸点和限位结构的尺寸大于所述像素互连结构的尺寸。
[0010]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：所述凸点和限位结构包括至少两种尺寸规格，且较小尺寸的凸点或限位结构数量多于相邻较大尺寸的凸点或限位结构。
[0011]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：较大尺寸的凸点或限位结构的尺寸比相邻较小尺寸的凸点或限位结构高10％
‑
30％。
[0012]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：自读出电路或光敏阵列的四个角落沿边缘向中间延伸方向所述凸点或限位结构的尺寸逐渐
减小。
[0013]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：较小尺寸的凸点或限位结构的数量是相邻较大尺寸的凸点或限位结构的4
‑
20倍。
[0014]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：所述凸点的形状选自半球形、柱形、锥形、圆台的至少一种。
[0015]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列的优选方案，其中：所述限位结构凸出于所述读出电路或光敏阵列表面设置。
[0016]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列的优选方案，其中：所述限位结构为中心凹陷结构，外形为圆形或正多边形。
[0017]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：所述凸点材质选自In、PbSn、AuSn、CuSn的至少一种。
[0018]作为本专利技术所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构的优选方案，其中：相邻凸点的中心距离d满足：d＞(r
13/2
+r
23/2
)/2，式中r1、r2分别为相邻凸点的直径。
[0019]本专利技术的有益效果如下：
[0020]本专利技术将传统倒装焊过程中像素互连凸点之间由于侧滑导致难以对准和倒装焊的不利因素转化为有利条件。本专利技术提供了一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，倒装对准结构具有自对准效果的凸点
‑
限位结构，在光敏阵列与读出电路双面制备出尺寸逐渐增加的一系列凸点或限位结构，且一面的凸点与另一面的限位结构在设计上是同心的。在倒装焊时，将尺寸最大的凸点或限位结构完成粗对位，然后加压，凸点与限位结构的位置不完全同心时，凸点会压到限位结构一侧，从而会受到不平衡的水平作用力，这个水平作用力使凸点产生侧滑，并驱使凸点向限位结构中心移动，这样就实现了自对位的效果。进一步加压后，次小的凸点或限位结构发生接触并通过同样的方式实现自对位，并且自对位精度相对较大的凸点或限位结构要高。依此，通过合理的设计，在有效的像素凸点接触前，通过凸点或限位结构这种侧滑产生的自对位完成精确的对准，保证像素互连凸点的准确对准，能够批量化实现10μm以下中心距焦平面阵列探测器的制备。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术光敏阵列端俯视示意图；
[0023]图2为本专利技术读出电路端俯视示意图；
[0024]图3为本专利技术光敏阵列端与读出电路端倒装焊对准侧视示意图；
[0025]图4为本专利技术倒装焊过程中凸点或限位结构横向移动侧视示意图。
[0026]附图标号说明：
[0027]1‑
光敏阵列，2
‑
读出电路，3
‑
光敏阵列像素互连凸点，4
‑
读出电路像素互连凸点，51
‑
限位结构，52
‑
限位结构，53
‑
限位结构，61
‑
凸点，62
‑
凸点，63
‑
凸点。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，包括读出电路和光敏阵列，所述读出电路和光敏阵列的其中一个上设置有位于像素互连结构周围的凸点，另一个上设置有位于像素互连结构周围的限位结构，所述凸点和限位结构的数量及位置相对应，所述读出电路和光敏阵列通过凸点和限位结构进行倒装对准。2.根据权利要求1所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，所述凸点和限位结构以所述像素互连结构对应区域的中心对称分布。3.根据权利要求1所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，所述凸点和限位结构的尺寸大于所述像素互连结构的尺寸。4.根据权利要求1所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，所述凸点和限位结构包括至少两种尺寸规格，且较小尺寸的凸点或限位结构数量多于相邻较大尺寸的凸点或限位结构。5.根据权利要求4所述的一种焦平面阵列探测器的倒装对准结构，其特征在于，较大尺寸的凸点或限位结构的尺寸比相邻较小尺寸的凸点或限位结构高10％<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，金迎春，刘斌，周文洪，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：