[发明专利]热阻法检测红外焦平面互连铟柱连通性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器检测技术，具体指一种是利用热阻法检测红外焦平面芯片的铟柱倒焊互连的连通性方法，它适用于对红外焦平面芯片倒焊互连工艺中的铟柱倒焊互连质量的评估、检测。

背景技术

随着红外焦平面技术的发展，大面阵长线列成为了碲镉汞红外光伏型焦平面探测器的发展趋势。由于这些器件光敏元数目多密度大，光敏元与读出电路的互连连通率及互连的质量成为器件性能的一个关键指标，检测互连铟柱的连通性及其互连质量成为提高焦平面可靠性的有力手段，但目前在焦平面的制作过程中，检测互连铟柱的连通性及其互连质量还基本处于空白阶段，往往是在后续的焦平面成像中发现有成像质量不好然后再逐一排除材料或器件质量的影响、电路性能的影响、杜瓦封装的影响以及制冷效果的影响等等，最后才能确定是否为铟柱互连的问题。

发明内容

本发明提供一种检测红外焦平面器件铟柱互连质量的方法，解决目前铟柱互连性能无法检测的技术问题。

本发明利用热阻法检测红外焦平面器件铟柱互连情况。热阻(℃/W)的概念与电阻类似，为物体持续传热1w时，导热路径两端的温差。红外焦平面器件通过铟柱与读出电路互连。在器件端和对应的读出电路端生长铟柱，使用倒焊机把两侧的铟柱对齐、焊接。铟是热的良导体，因此如果把互连好的器件的电路侧置于低温冷头上，焦平面器件也会通过铟柱的传热被冷却(见图1)。由于冷头的热容远大于器件的热容，因此处于室温的器件不足以改变冷头的温度分布。与冷头直接接触的电路端迅速被冷却，器件表面通过铟柱导热也被冷却。在图1所示的系统中，对于铟柱阵列中的每一个铟柱，除互连质量外其他状况完全一致，因此，芯片表面的温度分布仅仅由各个铟柱的倒焊互连质量决定。利用红外热像仪给器件表面成像，便可获得器件表面的温度分布，进而获得铟柱阵列的倒焊互连质量分布情况。

本发明的具体步骤如下：

1.把倒焊好的焦平面器件以硅读出电路一侧用导热硅脂粘贴于杜瓦的冷头上；

2.杜瓦抽真空后，给冷头降温(升温或降温都可以)；

3.待冷头温度达到某一温度点时，利用红外热像仪给芯片表面成热像；

4.获得芯片表面的温度分布，也即获得了铟柱阵列的倒焊互连质量的分布；

本发明的优点在于：操作简便易行，可以方便快速的定位互连失效的光敏元和给出器件的铟柱互连的成功率，适用于各种规格的器件，并具有无损伤非接触的优点。

附图说明

图1为整个测试系统示意图，图中各编号的定义按编号从小到大的顺序排列依次为：

1——冷头；

2——Si电路；

3——铟柱；

4——芯片；

5——n型MCT；

6——杜瓦真空；

7——窗口；

8——红外热像仪。

具体实施方式

1.把倒焊好的焦平面器件以硅读出电路一侧用导热硅脂粘贴于杜瓦的冷头上，冷头采用无氧铜材料，以保持良好的热传导性能；

2.杜瓦抽真空10分钟后，开始给冷头用320K的氮气均匀加热；

3.5分钟后，冷头温度达到320K左右，准备成热像；

4.以sofradir公司320×240红外成像仪对器件表面成热像；

5.数据后期处理。