[其他]微电子电路的接合方法

说明书

本发明涉及到用电解淀积铝层来接合微电子电路的方法。

利用惰性气体从非水溶液中电解淀积铝层的方法已为人知（EP-PSO042504）。这种淀积层用于防腐蚀的目的。

在微电子学中，一般都用超声焊接方法使半导体元件与基板电路实现电连接。在引线接合法和同步接合技术之间存在着区别。引线接合法是用超声能量或超声能量加上热能由适合的工具（楔形物和毛细管）将引线焊接在半导体电路和基板电路的焊区上。而同步焊接技术则是第一步由适合的工具把中间基片的所有焊头同时焊在半导体电路上。下一步再将中间衬底焊到基板电路上。

因冶金学和工艺的原因，对半导体通常采用真空蒸发方法淀积上铝层，而对于基板电路，敷镀金层的方法占优势，这里金层是用真空蒸发、电镀或涂印一层金浆料而得到的。目前，几乎所有的电路都是用铝丝或金丝接合的。结果总是出现铝/金材料的组合，即，用金丝时与半导体接合处出现铝/金组合，用铝丝时与基板电路接合处出现铝/金组合。由于形成金属间相（即所谓的紫斑），或接触腐蚀，总的来说这种金属组合降低了电路的可靠性。

本发明的目的是把适合于普通线材和焊接技术的敷金属工艺用于微电子电路的接合。这个目的是利用本发明介绍的电解淀积铝层实现的。

本发明所用的这种金属淀积物用来作为超声焊接用的焊区，它们意想不到地非常适合于通常使用的所有线材和焊接技术。

本发明的具体优点从下面的事实可进一步看出：

与常用的敷金方法中观察到的现象不同，本方法不发生由于接触腐蚀引起的钻蚀，这意味着即使对很厚的铝层也能用来接合;

在用铝丝进行接合时，不出现紫斑或接触腐蚀;

所用的金属淀积物不象金那样昂贵。

使用电解淀积的铝层，进一步的优点是为采用同步接合技术提供了价格便宜的敷金属方法。

此外，电解淀积铝层极好地防止了铜导体线路的锈蚀，因而相当适合于低价的高频电路。由于电解淀积铝层不被普通的焊料所沾润，所以在采用反射流焊接和波动焊接方法时不需要隔离焊料用的阻挡层。该电解淀积铝层用来焊接铝丝是高可靠的，焊接金丝也没有什么问题。

本发明更详细的情况由下面的例子来说明。

例1

在含钯离子的激活器中经过适当的预处理和激活后，将氧化铝作的电路基板化学镀铜，继而用电镀工艺镀上一层铝。在加上适当的保护层后，用稀盐酸除去焊料焊接区上的铝，然后剥去保护层，再加上一层新的保护层，经过曝光、显影和进一步腐蚀后形成导体图形和键合区。由超声焊接用25微米直径的铝丝进行半导体的键合。

例2

把经过阴极溅射敷上一层钽和镍的小陶瓷片电镀上一层50微米厚的铝，然而包覆上一层耐碱的光致抗蚀剂，该抗蚀剂用这种方法曝光和显影：在用稀释的苏打水连续喷射腐蚀期间，形成由铝组成的突出物，其布局与半导体电路上键合区的反射图象一样。在除去保护层之后，在下一个步骤中应用光敏漆和腐蚀技术产生导体和电阻结构，再借助于专门的工具将半导体电路直接超声焊接在这种基片上。

例3

经过钝化以后，在带有完整电路结构的硅片上由电镀工艺镀上50微米厚的铝以加厚其上的键合区。在挠性中间基片上的金属层是3微米厚的电解淀积铝包覆层，将位于中间基片外侧的该包覆层局部腐蚀掉。在由腐蚀已形成了中间基片的导体图形后，用适合的工具由超声能量把从硅片上切下的集成电路焊在中间基片的内侧上。然后用焊料把中间基片焊接在电路板上。

例4

与例3类似，用铝电镀一挠性中间基片，并腐蚀出导体图形。然后把位于中间基片内侧的半导体上的焊区焊到中间基片的覆铝线路上，接着再用同步焊接技术将导体线路的外端同时焊接在按例1制得的电路基板上。

例5

与例1类似，把陶瓷基片的整个表面上化学敷镀一层5微米厚的铜。然后加一层光敏聚酰亚胺漆，并在干燥后用光刻掩模曝光。显影后露出键合区和导体线路，但不露出焊料焊接区。通过按规定的温度特性加热，使漆完全转换成聚酰亚胺。继而用半加技术（semiadditive    technique）在裸露的铜上淀积上5微米的铝。然后在碱溶液中除去作电镀保护层用的聚酰亚胺。

用另一层光致抗蚀剂包覆层覆盖住所有的导体线路、键合区与焊料焊接区，以便能在显影后腐蚀去多余的铜包覆层。

例6

可以使用下列方法，而不需要聚酰亚胺作为电镀保护层也不需要专门制作电镀铝图形：

如例1所述，在陶瓷基片的整个表面上敷镀一层铜，然后通过用光敏漆的减法技术（subtractive    technique）领域所熟知的方法进行加工。

然而，隔离的导体路线是通过短路连线互相导通好，这就可使所有铜导体图形的侧沿都在电解淀积铝的过程中被铝覆盖住。最后，用激光将所有的短路连线切开。