[发明专利]一种采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法

权利要求书

1.一种采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

步骤一：在圆片或芯片表面需要键合的焊盘区域通过光刻技术在光刻胶膜上制备出相应的开口，或者利用激光蚀刻或化学腐蚀方法制备出掩膜板，掩膜的开口区域同样与圆片或芯片需要键合的焊盘区域对应并对准；

步骤二：采用溅射、蒸镀或电镀方法在圆片或芯片的焊盘区域制备Cu膜或Ag膜；

步骤三：采用蒸镀或电镀方法在步骤二中的薄膜表面制备Sn膜；

步骤四：采用溅射或蒸镀的方法在步骤三中的Sn膜表面沉积Cu或Ag；

步骤五：重复步骤三和步骤四，制备所需厚度焊点的多层薄膜结构；

步骤六：采用蒸镀或电镀工艺在步骤五中所形成的多层薄膜结构表面制备Sn膜；

步骤七：去除光刻胶或掩模板；

步骤八：将步骤七中焊盘表面制备多层薄膜结构的芯片或圆片与基板或其它圆片、芯片表面的焊盘对接，并施加1~20MPa压力；

步骤九：将以上体系放入回流炉中，经历预热阶段、保温阶段、再流阶段、冷却阶段，完成全IMC焊点的制备。

2.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤二中，Cu膜或Ag膜的厚度范围为0.1~10微米。

3.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤三中，Sn膜的厚度为0.1~1.5微米。

4.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤四中，采用溅射或蒸镀沉积Cu层的厚度与上一层Sn膜转换成Cu:Sn原子的摩尔比为2.4≤Cu:Sn≤2.95进行制备。

5.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤四中，采用溅射或蒸镀沉积Ag层的厚度与上一层Sn膜转换成Ag:Sn原子的摩尔比2.4≤Ag:Sn≤2.95进行制备。

6.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤五中，多层薄膜结构为以下四种典型结构之一：

(1)Cu/Cu₃Sn/Cu₆Sn₅/(Sn/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu)/(Sn/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu) …(Sn/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu)；

(2) Cu/Cu₃Sn/(Cu₆Sn₅/Cu₃Sn)/(Cu₆Sn₅/Cu₃Sn)…(Cu₆Sn₅/Cu₃Sn)；

(3) Ag/Ag₃Sn/(Sn/Ag₃Sn/Ag)/(Sn/Ag₃Sn/Ag)…(Sn/Ag₃Sn/Ag)；

(4) Ag/Ag₃Sn/(Sn/Ag₃Sn)/(Sn/Ag₃Sn)…(Sn/Ag₃Sn)。

7.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤六中，Sn膜的厚度为0.5~1.5微米。

8.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤八中，基板或其它圆片、芯片焊盘表面为镀Cu或Ag结构。

9.根据权利要求1所述的采用多层微米、亚微米薄膜快速制备可高温服役全IMC微焊点的方法，其特征在于所述步骤九中，预热阶段的升温速率为1~5℃/s，升温至120~160℃；保温阶段的升温速率为1~4℃/s，时长50~70s；再流阶段的升温速率为2~5℃/s，升高到峰值温度为Sn熔点以上30~60℃，到达峰值温度后保温30~120s；冷却阶段的降温速率为1~5℃/s，降低到100℃以下。