[发明专利]太赫兹芯片倒桩焊背景下陶瓷薄膜导电过孔的焊料填充工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹芯片倒桩焊装配前的焊点导电过孔内如何填充焊料，属于高频电路封装技术领域。

背景技术

随着太赫兹成像技术在医疗、安检、空间观测等领域的广泛应用及发展，太赫兹焦平面成像系统越来越受到关注。一个成像系统得到高分辨率，多照片像素数量的照片，需要相对较长的堆积时间，从而降低了成像的效率。由于成像系统的阵列规模与成像堆积时间成反比关系，所以提高成像阵列单元规模可以直接使得系统成像速率的提升。

由于太赫兹频率高，在频率为340GHz太赫兹成像芯片的单像素尺寸在0.9mmx0.9mm左右，可利用金丝楔焊装配。但是当阵列规模扩大到4X4以后，金丝楔焊已经无法满足高密度阵列布局的太赫兹成像芯片的封装需求。

倒桩焊工艺是一种适合小尺寸阵列单元，高集成度的封装工艺。但是传统倒桩焊工艺是基于硅工艺实现的焊料凸点。而太赫兹焦平面成像系统的成像单元基于砷化镓工艺生产的肖特基二极管，不能利用硅工艺实现焊料凸点，并且砷化镓芯片上的肖特基势垒处有一个高于芯片平面5微米的气桥。所以需要一种倒桩焊的结构既可以实现砷化镓太赫兹芯片倒桩焊电路导通功能，又可以保护封装后肖特基二极管凸起的气桥结构。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出太赫兹芯片倒桩焊背景下陶瓷薄膜导电过孔的焊料填充工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的太赫兹芯片倒桩焊背景下陶瓷薄膜导电过孔的焊料填充工艺，该工艺的步骤为：

(1)将上基板的上表面的边缘粘贴蓝膜胶带形成预掩膜基板，下基板的上表面的边缘粘贴蓝膜胶带形成预填充焊料基板；

所述的上基板上带有通孔，下基板上带有与上基板上的通孔坐标相匹配的通孔，下基板上还带有不与上基板的通孔相匹配的通孔；

上基板的通孔部位没有粘贴蓝膜胶带，下基板的通孔部位没有粘贴蓝膜胶带；上基板和下基板均为陶瓷薄膜；

(2)将上基板和下基板进行堆叠，堆叠时上基板和下基板上没有蓝膜胶带的面相接触，即上基板的下表面与下基板的下表面相接触，且上基板上的通孔与下基板上的通孔相匹配的相对准，即重叠在一起，上基板表面边缘上的蓝膜胶带与下基板表面边缘上的蓝膜胶带粘贴在一起，使上基板和下基板的相对位置不发生变化；

(3)将导电胶按照体积比为1:1配置好后涂抹覆盖在上基板通孔上，利用无残留橡皮泥将导电胶在上基板上；无残留橡皮泥选用blu tack；

(4)将无针头的针筒插入无残留橡皮泥密封的空间内，对此空间进行压力负载，即借助针筒向无残留橡皮泥的密封空间内打入气体；

(5)通过观察下基板上与上基板上的通孔相匹配的通孔中导电胶的流出情况，当确认上基板上的通孔中均有导电胶从下基板的通孔中流出时，将上基板表面边缘上的蓝膜胶带与下基板表面边缘上的蓝膜胶带分开，完成上基板和下基板导电过孔的焊料填充，即完成了陶瓷薄膜导电过孔的焊料填充。

将本发明由两块布满通孔的陶瓷薄膜基板的组合实现焊料填充工艺，包括下基板固定方法、上基板对准及固定方法、正压焊料挤入法、上基板转移、焊料刮刷调平高度一致性；焊料填充前，两块陶瓷薄膜介质基板上下堆叠；其中下基板为倒桩焊后滞留在砷化镓芯片与电路介质基板之间的陶瓷薄膜介质基板，上基板为焊料填充掩膜作用而设置。

有益效果

本发明通过借助于上基板掩膜的方法，将需要导电胶填充的过孔进行导电焊料填充，同时保证不需要导电胶污染的过孔的清洁度；使得借助于陶瓷薄膜作为倒桩焊接中间支撑层来实现的倒桩焊工艺得到实现；作为掩膜用途的上介质基板可通过酒精清洗进行重复利用，从而实现了低成本。

本发明既解决了传统倒桩焊工艺无法实现砷化镓介质基板形成倒桩焊接凸点的问题；又使通过陶瓷薄膜过孔形成的导电链接处具有一致性，使砷化镓芯片的太赫兹天线性能得到理想的统一，同时可以减小焊点对天线的计生效应影响；本发明的焊料填充过程简单，可操作性强，适合太赫兹阵列单元的大规模生产，并同时适合其他介质基板不适用于硅基实现倒桩焊凸点的介质进行倒桩焊接。