【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于引線結構制備，具體涉及3d打印芯片引線互連的方法，即通過3d打印實現芯片引線互連的方法。
技術介紹
1、芯片與引線圍框(即基板)的互連通常采用金絲鍵合、鋁絲鍵合等工藝，將芯片管腳與封裝框架的管腳相連接；封裝后的芯片再采用焊接的方式將封裝殼體上的管腳與基板上焊盤進行焊接而形成連接；然而這種連接方式存在以下問題：一方面，金絲鍵合或者鋁絲鍵合在高頻(＞20ghz)場景下由于鍵合所形成的線路彎角會隨著頻率增加而產生的寄生電感和寄生電容逐漸增大，進而產生寄生電阻，嚴重影響芯片在高頻特性下的功能性；另一方面，這種鍵合方式在連接一些對溫度和壓力敏感的芯片時，通常會導致裸芯碎裂或者出現損傷等問題。此外，封裝后的芯片由于采用貼裝焊接的方式，在面向針對溫度敏感型基材時，這種連接方式往往會導致連接的可靠性變差；同時在面向超薄器件時，現有金絲鍵合這種互連方式很難降低管殼封裝的厚度，難以滿足這種超薄器件的應用。
2、因此，亟需探究一種綜合效果好的芯片與圍框互連方法。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于解決現有封裝后芯片焊接于薄膜基材上厚度過大、溫度敏感型基材芯片焊接變形損傷和溫/壓敏感型芯片金絲鍵合、焊接等過程易碎損傷等問題，而提供了一種3d打印芯片引線互連的方法。
2、為實現上述目的，本專利技術所提供的技術解決方案是：
3、3d打印芯片引線互連的方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：
4、1)通過點膠方式將芯片固定在基板上，待膠體完全固化，以便
5、2)沿芯片外周(即芯片邊緣周圍)打印一圈圍擋欄，且所述圍擋欄由芯片高度自然過渡至底層基材連接線位置(即基板已經采用傳統工藝制備的電極線，用于與芯片管腳進行焊接或者鍵合用)，具體是沿著已固定的芯片邊緣打印圍擋欄材料(比如：樹脂材料)，打印材料的堆積高度需能夠在芯片邊角自然潤濕流延形成圓弧角，該圓弧角能夠完全連接芯片厚度方向至底部基材；
6、3)對打印引線區進行表面處理，以控制沉積區域以及增強打印材料與芯片層材料的結合力；打印墨水由于浸潤關系會在不同基材表面產生流延鋪展，為了盡可能地約束墨水的流動性，通常可以通過升溫工藝，但是針對溫度敏感型基材及芯片時，升溫會帶來損傷變形等負面影響，因此，本專利技術中采用了通過表面處理的手段，改變墨水的潤濕行為，同時又可以提高墨水與基材結合力；
7、所述引線區包括芯片管腳位置、引線所經芯片及圍擋欄區域、基板電極與引線搭疊的區域；
8、4)3d打印芯片管腳與基板線路之間的引線，實現兩者互連，具體為通過在芯片管腳和基板線路板的接線位置打印導電材料形成引線，其在固化后則將形成電連通，其中，打印的引線與芯片管腳和基板線路均存在搭疊區域；
9、5)激光固化及燒結步驟4)打印的引線，形成穩定互連結構；其具體為通過激光針對打印的引線進行固化，而為了實現更高導電性的連接，在引線與芯片管腳以及基板接線搭疊位置提高激光功率達到引線打印材料微熔燒結；由于引線區的圍擋欄襯底其耐溫性較差，一般采用較小功率達到固化目的。
10、6)采用3d打印方式對芯片及引線區進行封裝。
11、進一步地，步驟1)中，在基板上芯片預貼裝位置點膠，將芯片完全填實貼裝在基板上；
12、其中，點膠時采用可以常溫或者較低溫度固化的膠水(固化溫度不超過120℃)，盡可能降低溫度效應帶來的影響，且膠水粘度為200-1000cp，主要是為了更好地保證實現浸潤效果，如果粘度太大固定芯片底層的膠層太厚，另外填充形成的溢膠形狀很難控制，對于后續圍擋欄自然圓弧過渡會產生影響；在采用低粘度樹脂膠水填充后芯片貼裝后膠四周有微量溢膠，即保證芯片與基板底層完全填實；由于后續在圍擋欄區域打印會將芯片周圍完全封閉，如果固定芯片底層存在空洞區域，后續打印的圍擋欄樹脂材料由于空洞會存在毛細浸潤導致出現局部塌陷的缺陷，如果殘留的空洞無法浸潤則會在后續芯片工作熱脹冷縮過程中導致圍擋欄的可靠性變差。
13、進一步地，步驟2)中，所述圍擋欄的打印材料為光固化型膠水，粘度為3000-5000cp，粘度控制在此范圍主要目的是為了形成自然圓弧角，否則粘度太低容易流延，圍擋區不好控制，對于后續引線成型均會帶來影響；打印圍擋欄的高度與固定后芯片的高度齊平，固化后圍擋欄與芯片接觸處的高度差控制在±0.01mm范圍內，便于后續控制引線成型質量，若高度差太大容易在邊緣尖角斷線或者材料堆積，影響連接可靠性。
14、進一步地，步驟3)中，所述表面處理是指采用波段為150-600nm激光或等離子體對指定區域進行掃描處理，主要原因在于芯片一般采用的硅基材和圍擋區采用的樹脂材料對于低波段吸收率更高，熱效應更低。
15、進一步地，步驟4)中，所述引線的電阻不高于0.5ω/mm，其打印選用納米導電材料(比如導電墨水)，配合近紅外激光器進行燒結，可降低樹脂材料的熱損傷。進一步地，可以通過增加引線厚度或采用導電更優異的墨水來降低引線電阻，以降低損耗，保證芯片的正常工作。
16、進一步地，步驟5)具體為：
17、選用波段800nm以上的紅外激光器對打印于芯片管腳的引線以及引線與基板電極線路搭疊區域進行燒結處理；對于中間區域的引線采用不高于5w功率激光進行引線固化。在此，本專利技術研究團隊主要考慮中間段引線底層為圍擋區樹脂材料，耐溫性較差，而在搭疊區可以選擇較大功率達到打印導電材料與管腳及接線形成微熔連接，否則小功率固化僅為保證打印引線的電連通性，但未與搭疊的金屬材料形成熔融連接，可靠性較差。
18、進一步地，步驟6)中，封裝材料為封裝型樹脂，對芯片及引線等位置進行保護，防止引線氧化以及受環境因素的影響，保證芯片在工作中的穩定性。
19、同時，本專利技術還提供了一種電子器件，其特殊之處在于：采用上述方法實現芯片與基板電極線路引線連接，解決了原有芯片倒裝焊接以及金絲、鋁絲鍵合等工藝對于這類芯片封裝帶來的可靠性問題。
20、進一步地，上述電子器件為高頻微波器件、超薄封裝器件或薄膜傳感器。
21、本專利技術的優點是：
22、1.采用本專利技術方法全程不需要金絲鍵合、鋁絲鍵合、焊接等工藝，通過3d打印的方式便能實現裸芯與薄膜基材上線路的互連，解決了現有封裝后芯片焊接于薄膜基材上厚度過大、溫度敏感型基材芯片焊接變形損傷和溫/壓敏感型芯片金絲鍵合、焊接等過程易碎損傷等問題，此外還在微波器件方面還能夠降低高頻下寄生電感及電阻等問題。
23、2.相比于現有芯片引線制備工藝，采用本專利技術方法實現芯片引線互連，避免了壓力以及瞬間高溫對于敏感型超薄芯片封裝可靠性的影響，為易碎及壓力溫度敏感的超薄芯片引線連接提供了新的解決方案。
24、3.本專利技術芯片引線互連方法，通過巧妙設計，可以進一步降低封裝高度，從而降低整體芯片的厚度。
25、4.本專利技術芯片引本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
3.根據權利要求1或2所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于，步驟5)具體為：
7.根據權利要求6所述3D打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
8.一種電子器件，其特征在于：采用權利要求1-7任一所述方法實現芯片與基板線路引線連接。
9.根據權利要求8所述電子器件，其特征在于：為高頻微波器件、超薄封裝器件或薄膜傳感器。
【技術特征摘要】
1.3d打印芯片引線互連的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述3d打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
3.根據權利要求1或2所述3d打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述3d打印芯片引線互連的方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述3d打印芯片引線互連的方法，其特征在于：<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李超，尹恩懷，王彥亮，孫奕，趙云貴，朱晨輝，
申請(專利權)人：西安瑞特三維科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。