CN102569107B - 一种具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，首先在硅基底上溅射铬层并旋涂光刻胶，图形化形成小圆柱，将光刻胶形成半球状，然后沉积聚合物薄膜，溅射并图形化金属，沉积聚合物薄膜，图形化露出半球状金属层，以光刻胶为掩膜，依次图形化各层，在半球顶部中心形成小通孔，去除底部半球状光刻胶，形成弹性触点，之后旋涂光刻胶并图形化，形成凹坑，压入芯片与半球状金属触点形成弹性接触，沉积聚合物薄膜固定芯片，释放芯片电极，最后在半球形背部填入填充物并密封。本发明工艺简单、降低了电极在制备过程中断裂的可能性，并增加电极和芯片接触的可靠性，提高整个系统的稳定性，且无需专用设备，降低了工艺成本。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种生物医学工程领域的芯片与电极互连结构的制备方法，具体是一种具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法。
背景技术
植入式电子医疗系统用于治疗和恢复丧失功能的某人体器官，如人工视网膜可以帮助病人恢复视力，人工耳蜗可以帮助病人恢复听力，心脏起搏器可以帮助病人恢复心跳等。植入式电子医疗系统，一般由控制芯片，电极和电源组成。芯片和电极的直接互连，不仅可以减小整个植入系统的体积，也可以减小手术创伤面积，从而加快病人的术后恢复。
芯片电极连接的可靠性，将有助于整个植入式电子医疗系统的运行。将芯片固定后再利用集成电路工艺制备芯片与电极互连结构，存在电极断裂和电极与芯片接触不良的隐患。先在基底上制备好具有弹性触点的电极再将芯片置于其上并封装，将消除电极断裂的隐患，并增加电极和芯片接触的可靠性，提高整个系统的稳定性。
经对现有技术文献的检索发现，DAMIEN C.RODGER和YU-CHONG TAI在IEEE Eng Med Biol Mag.2005Sep-Oct；24(5)：52-7.上撰文“Microelectronic Packagingfor Retinal Prostheses”。(“用于视觉假体的微电子封装”医学和生物工程杂志)。该文中提及的芯片和电极互连是通过先将芯片埋入凹坑内，再在芯片上层制备柔性电极并与芯片互连，需用专用工艺设备，加工工艺成本较高，且存在电极在制备过程中产生断裂和与芯片接触不良等问题，影响系统的运行。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，制备得到的结构减少了电极断裂的几率，并提高了电极和芯片连接的可靠性，有利于整个系统的稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的制备方法包括如下步骤：
首先在硅基底上溅射金属铬层并旋涂光刻胶，并图形化光刻胶和铬层形成小圆柱，通过热板加热利用光刻胶热熔技术使光刻胶形成半球状；
然后沉积聚合物薄膜作为底层绝缘层，溅射金属并图形化金属作为电极材料，沉积聚合物薄膜作为上层绝缘层，并图形化露出半球状金属层，以光刻胶为掩膜，依次图形化半球状金属层，底层聚合物绝缘层，使其在半球顶部中心位置形成小通孔，并用丙酮去除底部半球状光刻胶，形成弹性触点；
之后旋涂光刻胶并图形化，形成放置芯片凹坑，压入芯片，使其与半球状金属触点形成良好的弹性接触，沉积聚合物薄膜固定芯片，在酒精中浸泡释放芯片电极；
最后在半球形背部填入填充物并沉积聚合物薄膜密封，从而实现具有弹性接触的芯片电极的互连。
与现有技术相比，本发明采用了先制备电极，而后固定芯片形成芯片与电极互连结构工艺流程，并且使用光刻胶热熔技术制备半球形凸起触点。本发明制备所得的芯片与电极互连结构，降低了电极在制备过程中断裂的可能性，并提高电极和芯片接触的可靠性，有利于整个系统的顺利运行，且无需专用设备，降低了工艺成本。
附图说明
图1为实施例1实施流程图。
图2为实施例2实施流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。以下实施例中没有详细说明的，采用本领域常规操作。
实施例1
如图1所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、在硅片衬底上溅射金属铬
并在金属铬层上旋涂光刻胶10～30μm；
第二步、曝光后使用显影液图形化光刻胶，得到微型圆柱，并以湿法刻蚀工艺刻蚀铬层；
第三步、将涂有光刻胶的硅片衬底置于175℃～180℃热板上熔化20～30分钟，使硅片衬底的表面形成半球形结构的光刻胶凸点；
第四步、在光刻胶凸点的表面沉积聚合物薄膜，制成底层绝缘层；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
第五步、在底层绝缘层上溅射金属电极层并图形化；
所述的溅射金属电极层材料为金、铂或钛。
所述的图形化金属电极层是指使用lift-off工艺图形化。
第六步、沉积聚合物薄膜，制成上层绝缘层，并图形化露出半球形金属触点；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
所述的图形化是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺图形化。
第七步、分别图形化半球形金属触点和底层聚合物薄膜绝缘层，使其在顶端形成小通孔，并去除半球形光刻胶；
所述的图形化半球形金属触点是指以光刻胶为掩膜，使用湿法刻蚀工艺或离子铣工艺刻蚀出金属孔。
所述的图形化底层聚合物薄膜绝缘层是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺刻蚀出薄膜孔。
所述的去除半球形光刻胶是指使用丙酮溶解光刻胶。
第八步、旋涂光刻胶200～800μm，曝光后在显影液中图形化光刻胶，形成芯片放置凹坑；
第九步、压入芯片，使芯片焊点和半球形金属触点形成良好的弹性接触；
第十步、沉积聚合物薄膜固定芯片，并图形化聚合物薄膜露出单边电极点；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
所述的图形化聚合物薄膜是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺图形化。
第十一步、释放芯片电极；
所述的释放电极芯片是指浸入酒精中释放。
第十二步、在半球状凹坑中填入填充物并沉积聚合物薄膜密封，制成芯片与电极互连结构。
所述的填充物为环氧树脂或聚二甲基硅氧烷。
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
实施例2
如图2所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、在硅片衬底上溅射金属铬
并在金属铬层上旋涂光刻胶10～30μm；
第二步、曝光后使用显影液图形化光刻胶，得到微型圆柱；
第三步、将涂有光刻胶的硅片衬底置于175℃～180℃热板上熔化20～30分钟，使硅片衬底的表面形成半球形结构的光刻胶凸点；
第四步、在光刻胶凸点的表面沉积聚合物薄膜，制成底层绝缘层；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
第五步、在底层绝缘层上溅射金属电极层并图形化；
所述的溅射金属电极层材料为金、铂或钛。
所述的图形化金属电极层是指使用lift-off工艺图形化。
第六步、沉积聚合物薄膜，制成上层绝缘层，并图形化露出半球形金属触点；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
所述的图形化是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺图形化。
第七步、分别图形化半球形金属触点和底层聚合物薄膜绝缘层，使其在顶端形成小通孔，并去除半球形光刻胶；
所述的图形化半球形金属触点是指以光刻胶为掩膜，使用湿法刻蚀工艺或离子铣工艺刻蚀出金属孔。
所述的图形化底层聚合物薄膜绝缘层是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺刻蚀出薄膜孔。
所述的去除半球形光刻胶是指使用丙酮溶解光刻胶。
第八步、旋涂光刻胶200～800μm，曝光后在显影液中图形化光刻胶，形成芯片放置凹坑；
第九步、压入芯片，使芯片焊点和半球形金属触点形成良好的弹性接触；
第十步、沉积聚合物薄膜固定芯片，并图形化聚合物薄膜露出双边电极点；
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
所述的图形化聚合物薄膜是指以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺图形化。
第十一步、释放芯片电极；
所述的释放电极芯片是指浸入酒精中释放。
第十二步、在半球状凹坑中填入填充物并沉积聚合物薄膜密封，制成芯片电极互连结构。
所述的填充物为环氧树脂或聚二甲基硅氧烷。
所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
上述实施例的工艺简单、降低了电极在制备过程中断裂的可能性，并增加电极和芯片接触的可靠性，提高整个系统的稳定性，且无需专用设备，降低了工艺成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
首先在硅基底上溅射金属铬层并旋涂光刻胶，并图形化光刻胶和铬层形成小圆柱，使光刻胶形成半球状；
然后沉积聚合物薄膜作为底层绝缘层，溅射金属并图形化金属作为电极材料，沉积聚合物薄膜作为上层绝缘层，并图形化露出半球状金属层，以光刻胶为掩膜，依次图形化半球状金属层，底层聚合物绝缘层，使其在半球顶部中心位置形成小通孔，并去除底部半球状光刻胶，形成弹性触点；
之后旋涂光刻胶并图形化，形成放置芯片凹坑，压入芯片，使其与半球状金属触点形成良好的弹性接触，沉积聚合物薄膜固定芯片，释放芯片电极；
最后在半球形背部填入填充物并沉积聚合物薄膜密封，从而实现具有弹性接触的芯片电极的互连。
2.根据权利要求1所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的使光刻胶形成半球状是指：通过热板加热利用光刻胶热熔技术使光刻胶形成半球状。
3.根据权利要求2所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，将涂有光刻胶的硅基底置于175℃～180℃热板上熔化20～30分钟，使硅基底的表面形成半球形结构的光刻胶凸点。
4.根据权利要求1所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的去除底部半球状光刻胶，是指：用丙酮去除底部半球状光刻胶。
5.根据权利要求1所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的形成小圆柱所溅射金属铬层厚度为 
旋涂光刻胶厚度为10～30μm。
6.根据权利要求1所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的沉积聚合物薄膜为化学气相沉积厚度为5～20μm的聚对二甲苯层。
7.根据权利要求1所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的形成芯片放置凹坑的旋涂光刻胶厚度为200～800μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方 法，其特征是，所述的溅射金属材料为金、铂或钛。
9.根据权利要求1-7任一项所述的具有弹性接触的芯片与电极互连结构的制备方法，其特征是，所述的释放电极是指在酒精中浸泡释放电极。
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| CN101623537A (zh) * | 2009-08-06 | 2010-01-13 | 上海交通大学 | 球形柔性微电极的制备方法 |
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