[发明专利]一种具有大键合力的三维异构焊接方法

说明书

本发明公开了一种具有大键合力的三维异构焊接方法，具体包括如下步骤：101)第一载板制作步骤、102)再次处理步骤、103)镀锡步骤、104)第二载板制作步骤、105)键合步骤；本发明通过金属湿法腐蚀工艺或电镀工艺，在载板做键合的表面分别制作相互匹配的图形，增大接触面积，为后续的金属熔融反应提供场所，能大大增加两者焊接力量的一种具有大键合力的三维异构焊接方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种具有大键合力的三维异构焊接方法。

背景技术

微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。

但是对于高频率的微系统，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微系统将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠起来。

在实际应用当中，模组堆叠的过程一般是模组上下表面金属围堰做金属熔融键合的过程，焊接的力量完全来自金属顶端的锡跟铜的抗拉力，该抗拉力则跟金属表面的接触面积成正比，对于一些应力较大的区域，往往会因为接触面积不够而导致抗拉力太小，最终导致模组的分离。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种具有大键合力的三维异构焊接方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有大键合力的三维异构焊接方法，具体包括如下步骤：

101)第一载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；

102)再次处理步骤：在步骤101)处理的第一载板上表面涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到带有凸起的凸点或焊圈，即金属柱顶部露出的区域形成凹槽；

103)镀锡步骤：去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；

104)第二载板制作步骤：第一载板上表面通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺制作种子层；种子层上涂布第一层光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属形成金属柱，且金属柱上表面为平面；在第二载板上表面再涂布第二层光刻胶，曝光显影露出金属柱的部分，再电镀金属去除光刻胶，得到与第一载板相适应的凸台结构；

去除第二层光刻胶电镀锡或在电镀金属区域直接进行焊锡，去除第二层光刻胶、第一层光刻胶和种子层；涂助焊剂，回流后清洗助焊剂得到载板上表面带有焊锡层的结构；

105)键合步骤：通过表面贴装工艺把第一载板和第二载板的表面贴装，使第一载板和第二载板上的凹槽和凸台结构匹配，形成增大键合力的三维异构结构。

进一步的，种子层本身结构为一层或多层结构，厚度范围都在1nm到100um，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合。

进一步的，金属柱厚度范围在1nm到100um，金属柱本身结构是一层或多层结构，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍、镓金属合金中的一种或多种混合。

进一步的，凹槽的深度范围在1nm到100um，宽度范围在1um到1000um之间。

进一步的，第一载板、第二载板设置种子层前先设置垫层，且第一载板、第二载板的垫层分别设置成凸台和凹槽形。