微电子封装中的薄膜技术

1、 Die attach外围元件外围元件互联线互联线电导率高，且与温度的相关性小；与玻璃不发生反应，不向厚膜介电体及厚膜电阻体中扩散；与介电体及电阻体的相容性良好；不发生迁移现象；可以焊接及引线键合；不发生焊接浸蚀；耐热循环；温度变化不产生局部电池，不发生电蚀现象；资源丰富价格便宜。丝网制板丝网制板丝网丝网乳胶膜乳胶膜基板基板印刷印刷浆料浆料浆料浆料烧成烧成丝网丝网感光乳胶膜感光乳胶膜被印刷物被印刷物刮板刮板浆料浆料漏印网版漏印网版基板基板 清洗清洗 下部导体印刷下部导体印刷 干燥干燥 烧成烧成 绝缘层印刷绝缘层印刷 干燥干燥 烧成烧成 上部导体印刷上部导体印刷 干燥干燥 烧成烧成 电阻体印刷电

2、阻体印刷 干燥干燥 烧成烧成 玻璃覆层印刷玻璃覆层印刷 干燥干燥 烧成烧成 电阻修边调整电阻修边调整 检查检查 完成完成备注：目数25.4mm/(丝径mm+开口长度mm)与厚膜相比,薄膜的特点:1、厚膜是由金属粉末烧结而成,厚度在1微米以上,薄膜 是由原子或原子团簇一层一层堆积而成,厚度在1微 米以下;2、互连线可以做得更精细，具有更高的集成度3、成膜更致密，互连线电导率更高，损耗更小4、容易刻蚀，形成图形容易5、节约材料,降低成本薄膜的问题:1、要形成原子级的有序堆积，成膜设备昂贵2、薄膜更容易被腐蚀，更容易受到机械损伤3、与基板的附着力比用烧结法形成的厚膜差4、成膜过程中的原子原子团簇比粉

3、末更容易被氧化， 因此对成膜材料的抗氧化性和成膜环境要求更5、更容易发生迁移现象。金属与半导体的集合部位不形成势垒;对于n型半导体，金属的功函数要比半导体的功函数小;对于p型半导体，与上述相反；金属与半导体结合部的空间电荷层的宽度要尽量窄，电子直接从金属与半导体间向外迁移受到限制等。电导率要高；对电路元件不产生有害影响，为欧姆连接；热导率高、机械强度高，对于碱金属离子及湿度等的电化学反应要尽量小；置于高温状态，电气特性也不发生变化，不发生蠕变现象；附着力大，成膜及形成图形容易；可形成电阻、电容，可进行选择性蚀刻；可进行Au丝、Al丝引线键合及焊接等加工。 由于严重的热适配，存在过剩应力状态，膜

4、层从通常的基板或者Si、 SiO2 膜表面剥离，造成电路断线； 由于物质的扩散迁移引起，其中包括电迁移、热扩散、克根达耳效应、反应扩散等。减少导体长度；增加导体膜的宽度和厚度；增加膜层的平均粒度等。缺点：湿法成膜过程中环境杂质相对较多，成膜质量相对较差。Al材钼舟硅片Al膜Al蒸气蒸发电源真空蒸发成膜原理蒸发成膜原理避免金属原子氧化+Al靶Al膜溅射成膜原理溅射成膜原理阳阳阴阴避免金属原子氧化真空Ar气Ar+Al膜与硅片之间的结合力比蒸发法要好CVD反应器的简单结构示意图反应器的简单结构示意图化学反应化学反应正胶：曝光正胶：曝光后可溶后可溶负胶：曝光负胶：曝光后不可溶后不可溶基板基板光刻胶光刻

5、胶成膜材料成膜材料光刻胶剥离光刻胶剥离成膜材料成膜材料基板基板光刻胶光刻胶蚀刻蚀刻光刻胶剥离光刻胶剥离氢腐酸等腐蚀液基板薄膜光刻胶（光致抗腐剂）湿法刻蚀湿法刻蚀湿法刻蚀：湿法刻蚀：?优点是选择性好、重复性好、生产效率优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低高、设备简单、成本低?缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差氢腐酸等腐蚀液基片薄膜光刻胶（光致抗腐剂）溅射刻蚀装置溅射刻蚀装置+光刻胶金属薄膜Ar气阳阳阴阴对图形的控制精度较好，但速度较慢对图形的控制精度较好，但速度较慢RIE刻蚀装置刻蚀装置+光刻胶SiO2或硅原子腐蚀性气腐蚀性气体体与Ar气阳阳阴阴化学腐蚀物理轰击+对图形的控制精度较好，速度较也较快对图形的控制精度较好，速度较也较快基板基