CN103560094A - 一种金铝双金属键合转接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金铝双金属键合转接方法，其中转接结构的制作流程包括真空镀膜、光刻蚀、电镀金层、光刻局部电镀窗口、电镀镍层工序。真空镀膜工序用于将基片上制作种子层；光刻蚀工序用于将传输线及键合焊盘图形制作出来；电镀金层工序用于将传输线图形电镀加厚到需要的厚度；光刻局部电镀窗口工序用于将键合焊盘处开出窗口，其余部分用光刻胶保护，以便后道工序在窗口处电镀键合转接层；电镀镍层工序用于电镀镍转接层。采用上述方案，解决了铝焊盘MMIC芯片与金导带电路之间键合互联容易失效的问题，可大大提高混合集成电路的可靠性。

Description

一种金铝双金属键合转接方法
技术领域
本发明属于金属键合转接技术领域，尤其涉及的是一种金铝双金属键合转接方法。
背景技术
微波混合集成电路中，会用到大量的铝焊盘MMIC芯片与金导带电路之间的键合互联，目前存在的键合互联方式主要有金丝键合和铝丝键合两种，无论那一种，都采用直接互联方式，没有转接结构存在，如图1所示：图1中的105为金丝或铝丝
当采用金丝时，如图1所示，采用金丝热超声键合互联，金丝105与金导带电路基板102之间是金与金之间的单一金属间键合，不存在失效模式；金丝105与铝焊盘MMIC芯片101之间存在金、铝双金属键合结构，铝丝中的铝原子会源源不断的向金丝内扩散，最终在铝焊盘103内形成空洞，随着时间的推移及温度和电流的作用小，这种扩散会加剧，最终铝焊盘内的空洞变大、连成片后，造成键合失效。
当采用铝丝时，如图1所示，采用铝丝超声键合，铝丝105与铝焊盘MMIC芯片101间是铝与铝之间的单一金属间键合，不存在失效模式；铝丝105与金焊盘104电路基板102等之间存在金、铝双金属键合结构，如上所述，存在失效模式。
现有技术中，无论采用金丝还是铝丝完成铝焊盘MMIC芯片与金导带电路间的键合互联，都存在失效模式，长期可靠性会收到影响。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种金铝双金属键合转接方法。
本发明的技术方案如下：
转接结构的制作流程包括真空镀膜、光刻蚀、电镀金层、光刻局部电镀窗口、电镀镍层等工序。真空镀膜工序用于将基片上制作种子层；光刻蚀工序用于将传输线及键合焊盘图形制作出来；电镀金层工序用于将传输线图形电镀加厚到需要的厚度；光刻局部电镀窗口工序用于将键合焊盘处开出窗口，其余部分用光刻胶保护，以便后道工序在窗口处电镀键合转接层---镍层；电镀镍层工序用于电镀镍转接层。该转接层制作完成后，在进行二次集成时，互联的铝丝直接键合在铝焊盘MMIC芯片与镍转接层之间，在该键合结构中，无金铝双金属键合结构的存在。
一种金铝双金属键合转接方法，其中，包括以下步骤：
步骤一：在电路基板的正面溅射种子层；
步骤二：在溅射种子层上光刻蚀电路图形；
步骤三：在光刻蚀电路图形上电镀金层；
步骤四：在键合焊盘处光刻转接层电镀窗口；
步骤五：电镀窗口局部电镀镍层；
步骤六：采用铝丝将电镀镍层与铝焊盘相连接。
所述的金铝双金属键合转接方法，其中，所述电镀金层为带胶电镀金层。
所述的金铝双金属键合转接方法，其中，所述步骤三之后还执行步骤31：在电镀金层上开出工艺窗口。
采用上述方案，解决了铝焊盘MMIC芯片与金导带电路之间键合互联容易失效的问题，可大大提高混合集成电路的可靠性。
附图说明
图1为现有技术键合互联的结构示意图。
图2为本发明键合转接的结构示意图。
图3为本发明中真空镀膜技术淀积种子层俯视图。
图4为图3中A-A向剖视图。
图5为在溅射有种子层的基板上制作出电路图形俯视图。
图6为图5中A-A向剖视图。
图7为本发明将整个电路图形上的种子层进行电镀金层处理的剖视图。
图8为本发明中在工艺窗口处电镀镍转接层俯视图。
图9为图8中A-A向剖视图。
图10为本发明将互联铝丝键合在铝焊盘MMIC6的焊盘与镍转接层之间的俯视图。
图11为图10中A-A向剖视图。
图中：1为电路基板；2为溅射种子层；3电路图形；4为电镀金层；5为电镀镍层；6为铝焊盘MMIC芯片；7为铝焊盘；8为铝丝。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图2所示，本发明采用化学稳定性高的镍层作为金、铝双金属键合的转接层；首先，如图3-图4所示，在介质基板上1采用真空镀膜技术淀积种子层2；其次，如图5-6所示，利用薄膜集成电路制作工艺中的光刻蚀技术，在溅射有种子层的基板上制作出电路图形3；再次，如图7所示，将整个电路图形3上的种子层进行电镀金层4处理，以满足导带的导电性能要求；最后，如图7-图9所示，采用薄膜集成电路制作工艺中的光刻技术，在键合焊盘处制作处工艺窗口，并用电镀方法在在工艺窗口处电镀镍转接层5，满足键合的需求。
镍转接层制作完成后，如图10-图11所示，在二次集成时将互联铝丝8键合在铝焊盘MMIC6的焊盘7与镍转接层5之间，实现高可靠性键合互联。
实施例2
在上述实施例的基础上，进一步，一种金铝双金属键合转接方法，其中，包括以下步骤：
步骤一：在电路基板的正面溅射种子层；
步骤二：在溅射种子层上光刻蚀电路图形；
步骤三：在光刻蚀电路图形上电镀金层；
步骤四：在键合焊盘处光刻转接层电镀窗口；
步骤五：电镀窗口局部电镀镍层；
步骤六：采用铝丝将电镀镍层与铝焊盘相连接。
进一步而言，所述电镀金层为带胶电镀金层。
进一步而言，所述步骤三之后还执行步骤31：在电镀金层上开出工艺窗口。
转接结构的制作流程包括真空镀膜、光刻蚀、电镀金层、光刻局部电镀窗口、电镀镍层等工序。真空镀膜工序用于将基片上制作种子层；光刻蚀工序用于将传输线及键合焊盘图形制作出来；电镀金层工序用于将传输线图形电镀加厚到需要的厚度；光刻局部电镀窗口工序用于将键合焊盘处开出窗口，其余部分用光刻胶保护，以便后道工序在窗口处电镀键合转接层---镍层；电镀镍层工序用于电镀镍转接层。该转接层制作完成后，在进行二次集成时，互联的铝丝直接键合在铝焊盘MMIC芯片与镍转接层之间，在该键合结构中，无金铝双金属键合结构的存在。
采用上述方案，解决了铝焊盘MMIC芯片与金导带电路之间键合互联容易失效的问题，可大大提高混合集成电路的可靠性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种金铝双金属键合转接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在电路基板的正面溅射种子层；
步骤二：在溅射种子层上光刻蚀电路图形；
步骤三：在光刻蚀电路图形上电镀金层；
步骤四：在键合焊盘处光刻转接层电镀窗口；
步骤五：电镀窗口局部电镀镍层；
步骤六：采用铝丝将电镀镍层与铝焊盘相连接。
2.如权利要求1所述的金铝双金属键合转接方法，其特征在于，所述电镀金层为带胶电镀金层。
3.如权利要求2所述的金铝双金属键合转接方法，其特征在于，所述步骤三之后还执行步骤31：在电镀金层上开出工艺窗口。
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