[发明专利]基于ACA/ACF的高密度窄间距芯片高可靠性倒装互连的两步工艺法

说明书

本发明提供了一种基于ACA/ACF的高密度窄间距芯片高可靠性倒装互连的两步工艺法，包括以下步骤：步骤1：在芯片上涂一层不高于凸点(bump)高度的绝缘胶，且使绝缘胶不覆盖bump的顶端；步骤2：在基板上涂覆一层各向异性导电胶(ACA/ACF)，然后将芯片和基板进行热压键合，得到高可靠性的互连。本发明隔断了两个相邻bump之间的连接，可以有效的防止在固化的过程中导电粒子进入两个bump之间，大大的减小了bump之间发生短路的概率；并且降低了倒装键合时bump之间空洞的产生，减少了ACA/ACF互连的接触热阻，提高了窄间距芯片互连的可靠性。此外，本发明降低了因材料CTE系数不匹配带来的应力；提高了芯片互连的粘结强度，增加了芯片键合的力学性能。

技术领域

本发明涉及采用ACA/ACF互连的芯片倒装键合技术领域，特别涉及一种基于ACA/ACF的高密度窄间距芯片高可靠性倒装互连的两步工艺法。

背景技术

微电子产业是当今信息化时代的第一大产业，作为电子工业基础的微电子器件制造工艺也伴随着技术革新不断迈进，进入21世纪后微电子封装技术进入特大规模集成电路时代，高密度封装是微电子技术发展的必然趋势。互连尺寸从30μm向下缩微，对微电子封住技术的发展具有重大的意义。电子封装技术旨在使系统向小型化、高性能、高可靠性和低成本的方向发展。目前凸点与焊盘键合方式主要包含引线键合、载带自动焊和倒装键合3种。其中载带自动焊与引线键合技术，由于其本身的局限性，已经不适用于芯片的高密度封装，倒装建合技术因为其小间距、工艺简单、成本低等优点，越来越普遍的应用于微电子封装中。倒装键合包括可控坍塌芯片连接、热超声焊接和导电胶连接三种主要形式。随着倒装互连技术逐渐成为封装行业的主流，互连密度不断增加，凸点距离不断减少，必须开发新的互连材料和技术，以满足互连的机械、热学和电学性能日益严格的要求。已开发的微/纳米互连技术已经被业界采用，可以实现高密度、多功能的集成和封装。但是微/纳米系统技术的进步已不能保证传统互连材料的可靠性。电子元件的发展受到了互连的限制。因此，为了缓解现有的互连相关问题，提出了两个解决方案，一个是采用各向异性导电胶互连，二是开发具有更高材料性能的新型互连材料。

各向异性导电胶(anisotropic conductive adhesive/paste，ACA/ACF)被认为是最有前途的封装材料之一。ACA/ACF是一种复合材料，由聚合物基体(环氧树脂)和随机分布于其中的导电粒子组成，具有无污染、固化温度低，可适用于热敏材料和不可焊材料、能提供更细间距的互连、工艺步骤简单、维修性能好等优点，是一种非常重要的无铅连接材料。可以根据其存在的状态分为，膏状各向异性导电胶(ACA)和薄膜状各向异性导电胶(ACF)。ACA/ACF目前遇到的最大的问题就是在互连中容易出现短路的问题，

发明内容

本发明提供了一种基于ACA/ACF的高密度窄间距芯片高可靠性倒装互连的两步工艺法，其目的是采用导电胶两步工艺法，实现芯片的高密度窄间距的互连，提高芯片封装的可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于ACA/ACF的高密度窄间距芯片高可靠性倒装互连的两步工艺法，包括以下步骤：

步骤1：在芯片上涂一层不高于凸点(bump)高度的绝缘胶，且使绝缘胶不覆盖bump的顶端；

步骤2：在基板上涂覆一层各向异性导电胶(ACA/ACF)，然后将芯片和基板进行热压键合，得到高可靠性的互连。

优选地，所述bump的间距为10um以下。

优选地，所述绝缘胶的厚度与bump的高度差不大于0.5um。

优选地，涂覆ACA/ACF前，将基板进行预热。

优选地，所述预热温度为60～90℃，时间2～5s。

优选地，所述绝缘胶的粘度大于ACA/ACF的粘度。

优选地，所述ACA/ACF的厚度为10～20um，且在键合时与绝缘胶充分接触。