一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法。該方法包括固定樣品、固化、切割、研磨四個(gè)步驟。該方法通過對(duì)倒焊互連樣品制樣，能夠直觀的觀察互連對(duì)準(zhǔn)情況、互連均勻性及未互連情況、互連壓力與互連后間隙關(guān)系、互連后底充膠等情況。作為倒裝芯片技術(shù)的有效反饋，該手段可以作為焦平面、探測(cè)器、傳感器器件工藝分析的佐證。
【專利說明】一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料制備與性能表征領(lǐng)域，具體涉及一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法。該方法適用于對(duì)溫度和壓力敏感的所有樣品，不局限于倒裝芯片，也適合于封裝完成的后樣品劑面的檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]雖然IBM公司于上世紀(jì)60年代發(fā)明了倒裝芯片(flip-chip)工藝，但其真正超越引線鍵合(wire bonding)成為主流是上世紀(jì)90年代的事情。倒裝芯片技術(shù)既是一種芯片互連技術(shù)，又是一種理想的芯片粘接技術(shù)。以往的一級(jí)封閉技術(shù)都是將芯片的有源區(qū)面朝上，背對(duì)基板和貼后鍵合，倒裝芯片技術(shù)則是將芯片有源區(qū)面對(duì)基板，通過芯片上成陣列排列的焊料凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)芯片與襯底的互連，互連長(zhǎng)度大大縮短，減小了電阻電容延遲，有效地提高了電性能，顯然，這種互連方式能夠提供更高的輸入/輸出密度，倒裝占有面積計(jì)劃與芯片大小一致，在所有表面安裝技術(shù)中，倒裝芯片可以達(dá)到最小、最薄的封裝。
[0003]目前，倒裝芯片技術(shù)廣泛應(yīng)用于高端器件及高密度封裝領(lǐng)域。與傳統(tǒng)引線鍵合工藝相比，倒裝芯片工藝具有許多明顯優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在優(yōu)越的電學(xué)及熱學(xué)性能，更高的集成度，封裝線條更小等。倒裝芯片工藝有以下幾種實(shí)現(xiàn)形式:冷壓焊、熱壓焊、黏附式、回熔焊、超聲/超聲熱焊。其中焦平面、傳感器和探測(cè)器器件均采用冷壓焊形式。
[0004]對(duì)于倒裝互連后器件性能的檢測(cè)基本都是無損的電學(xué)參數(shù)，比如焦平面的探測(cè)率、噪聲等效溫差(NETD)等。電學(xué)參數(shù)不能直接反應(yīng)互連過程以及互連后底充膠等情況，相反，后者很大程度上會(huì)對(duì)器件的電學(xué)性能產(chǎn)生影響。目前，尚沒有報(bào)道對(duì)互連情況進(jìn)行制樣觀察。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是建立了一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法，作為器件倒焊互連的反饋指導(dǎo)倒焊互連工藝。
[0006]本發(fā)明方法的工藝步驟如下(如附圖1所示):
[0007]I)用塑料夾具無損無壓地固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入合適的模具，模具是橡膠、塑料器皿、PVC管、硬紙、打印紙自卷桶或塑料瓶蓋；
[0008]2)將冷鑲嵌料粉和冷鑲嵌液按技術(shù)要求混合，爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中；
[0009]3)等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內(nèi)圓切片機(jī)或DISCO切割機(jī)切出一個(gè)平整的起始觀察面；
[0010]4)用研磨、拋光的方式將觀察面處理光亮，制樣完成。
[0011]通過這一方法制備得的樣品可用于光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線斷層掃描檢測(cè)等。從起始觀察面開始，可以一整排一整排的觀察整個(gè)器件的互連情況，包括互連對(duì)準(zhǔn)情況、互連均勻性及未互連情況、互連壓力與互連后間隙關(guān)系、互連后底充膠狀況等等。[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)Φ寡b互連樣品制樣并進(jìn)行直觀的觀察，作為互連情況的反饋指導(dǎo)倒焊互連工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為冷鑲嵌制樣流程圖。
[0014]圖2為冷鑲嵌方式制樣后樣品光學(xué)顯微鏡照片。
[0015]圖3為拋光后樣品界面的光學(xué)顯微鏡照片。
[0016]圖4為拋光后樣品界面的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施實(shí)例I
[0018]I用塑料夾具水平固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入尺寸合適的橡膠模具中；
[0019]2將冷鑲嵌料的粉和液以0.5:1的體積比混合，玻璃棒迅速攪拌20秒左右，期間要防治產(chǎn)生大量氣泡。爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中，液面浸沒樣品頂部；
[0020]3等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內(nèi)圓切片機(jī)從樣品高度的中間部位切出一個(gè)平整的起始觀察面；
[0021]4用I μ m顆粒的氧化鋁拋光液將觀察面處理光亮，直到能在高倍光學(xué)顯微鏡下觀察到互連樣品的界面信息，如附圖3所示。
[0022]實(shí)施實(shí)例2
[0023]I用塑料夾具以一定的傾角固定待觀察樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入尺寸合適的橡膠模具中；
[0024]2將冷鑲嵌料的粉和液以0.8:1的體積比混合，玻璃棒迅速攪拌20秒左右，期間要防治產(chǎn)生大量氣泡。爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中，液面與模具口齊平；
[0025]3等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內(nèi)圓切片機(jī)從樣品高度的三分之一部位切出一個(gè)平整的起始觀察面；
[0026]4用I μ m顆粒的氧化鋁拋光液將觀察面處理光亮，直到能在高倍光學(xué)顯微鏡下觀察到互連樣品的界面信息。
[0027]附圖4是拋光后樣品界面的掃描電子顯微鏡照片。從圖中可以直接丈量出互連后的上下面間距、左右間隔，可以觀察到內(nèi)圓切割機(jī)產(chǎn)生的暴力面損傷，互連時(shí)對(duì)準(zhǔn)失衡引起的互連材料傾斜，甚至上下兩互連材料間的界面都可以看出。從圖中還可以看出樣品充膠不完全，互連材料間隙中有拋光掉下的微細(xì)顆粒。
【權(quán)利要求】
1.一種制備用于觀察倒焊互連情況的制樣方法，其特征在于包括以下步驟: 1)用塑料夾具無損無壓地固定待觀察 樣品，然后將固定好的待觀察樣品放入合適的模具，模具是橡膠、塑料器皿、PVC管、硬紙、打印紙自卷桶或塑料瓶蓋； 2)將冷鑲嵌料粉和冷鑲嵌液按技術(shù)要求混合，爾后迅速倒入盛有待觀察樣品的模具中； 3)等待冷鑲嵌料自然固化后，取出，用內(nèi)圓切片機(jī)或DISCO切割機(jī)切出一個(gè)平整的起始觀察面； 4)用研磨、拋光的方式將觀察面處理光亮，制樣完成。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103900880SQ201410121087
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】黃玥, 林春, 王建新, 儲(chǔ)遠(yuǎn)洋, 葉振華, 丁瑞軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所