[发明专利]用于热压键合的键合垫，用于制造键合垫的方法和构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热压键合的键合垫、一种构件以及一种用于制造键合垫的方法。

背景技术

通过热压键合能够将两个金属的面持久地相互连接。为此，所述面在高的压力以及在升高的温度下相互压紧，直到在所述金属的接触界面上进行晶粒的重新结构化，所述重新结构化导致所述面的连接。

例如US 2010 283 138 A1描述了一种方法，其中，镍作为键合金属用于一MEMS构件。所述键合在此情况下直接经由所述镍层进行。在此情况下，在一连接部位上，将一镍基的材料与一其它的镍基的材料或者一铝基的材料连接起来。

针对借助于热压键合方法的晶片键合，可以采用多种金属。在多个出版物（例如“Investigations of thermocompression bonding with thin metal layers”，Proceedings of Transducers 11）中描述了这些金属。此外广泛公知的是Al、Cu和Au。在Al和Cu的情况下，存在在键合之前在表面上形成氧化物的危险，该氧化物的形成会负面地影响在所述键合界面上的附着。Au作为键合金属在此也具有优点，但在厚层中制造比较昂贵。

US7737560描述了一种用于借助于超声波构造一布线键合连接的方法，该方法采用一层设的键合垫金属系统，其具有一含镍的层和一位于其上的钝化层，例如由Pd和Au制成。

发明内容

在该背景下利用本发明介绍了根据独立权利要求所述的一种用于热压键合的键合垫、一种构件以及一种用于制造键合垫的方法。有利的设计方案从各从属权利要求和下面的说明书中给出。

镍基的键合金属具有可延展的特性，这是有利的，用以例如平衡制造公差和接触面的不平坦性。但所述镍基的材料是易氧化的，这会导致氧化物夹杂且因此导致连接部位处的不密封性或者说接触问题。

本发明基于如下知识，镍基的材料可以形成键合垫的体积的大部分，用以提供所希望的可延展的特性。所述镍基的材料可以通过一钝化的、薄的金属的盖层来防止氧化。

有利地，所述盖层相对于所述镍基的材料具有特别小的层厚度且因此特别小的微晶大小。由于很小的微晶大小，在每个面积单元上准备有很大数量的微晶作为生长核，其在热压键合期间会生长到挤压的面中。

所述金属的盖层的厚度可以与所述镍基的基层的厚度具有一固定的比例，例如十分之一至五分之一。

本发明提供了一种用于将一载体材料与另一载体材料进行热压键合的键合垫，其中，所述键合垫具有下列特征：

由金属制成的可变形的、厚的基层，其与所述载体材料连接，其中，所述金属是镍基的；以及

至少一个金属的盖层，其直接与所述基层连接并且至少布置在所述基层的背离所述载体材料的侧面上，其中，所述盖层相对于所述基层具有一更小的层厚度，尤其是所述盖层比所述基层更加抗氧化。

此外本发明提出一种具有下列特征的构件：

第一载体材料，其在第一表面上具有至少一个根据这里介绍的方法所述的导电的键合垫；

第二载体材料，其以相对于第一载体材料的一间距布置，并且在所述第二载体材料的面对所述第一表面的第二表面上具有一与所述键合垫对置地布置的接触部位，所述接触部位贴合在所述键合垫上，其中，所述键合垫的轮廓在一公差范围内与所述接触部位的外形相应，并且所述接触部位与所述键合垫是连接的，尤其是所述接触部位与所述键合垫通过热压键合进行连接。

本发明还提出了一种用于在载体材料上制造键合垫的方法，其中，所述方法包括下列步骤：

将一由金属制成的、镍基的可变形的基层沉积在所述载体材料上；

将一金属的盖层直接沉积到所述基层的背离所述载体材料的侧面上，其中，所述盖层具有比所述基层的层厚度更小的层厚度，例如为所述基层的层厚度的十分之一至五分之一，尤其是所述盖层比所述基层更加抗氧化。