В НИИЭТ адаптировали полупроводниковые приборы в составе пластин к технологии flip-chip

Инновация относится к области электроники и предназначена для перераспределения контактных площадок полупроводниковых кристаллов интегральных микросхем (ИМС), гибридных интегральных схем (ГИС), микросборок, модулей и других полупроводниковых приборов (ПП) на пластине с помощью создания дополнительных тонкопленочных слоев и металлизации на основе платины.
Инженер-технолог 1 категории Виталий Побединский и ведущий инженер-технолог Никита Рогозин, авторы изобретения, рассказали о сути новации, ее промышленной значимости, о конкурентных преимуществах способа платиновой металлизации.
«Данное изобретение позволяет адаптировать существующие полупроводниковые приборы в составе полупроводниковых пластин к технологии сборки методом «flip-chip». В ряде случаев при проектировании кристаллов ИМС не закладывается возможность использования технологии «flip-chip», а в ходе разработки и сборки изделий с данным кристаллом появляется потребность ее применения. Наш способ перераспределения контактных площадок кристаллов позволяет решить эту проблему», – рассказал о новации Виталий Побединский.
Преимуществом разработки инженеров АО «НИИЭТ» является отсутствие необходимости введения специализированной многослойной металлизации контактных площадок кристалла для перехода от технологии проволочной микросварки к технологии пайки и монтажа методом «flip-chip».
«Суть в том, что предлагаемая нами система уже включает весь функционал специализированной многослойной металлизации контактных площадок под пайку. Использование платины обусловлено следующими преимуществами: хорошая смачиваемость различными припоями, защита поверхности контактных площадок от окисления и коррозии, хорошие барьерные функции для предотвращения диффузии металла контактных площадок в смежные диэлектрические слои и диффузии припоя в металлизацию контактных площадок», – отметил Никита Рогозин.
По словам инженеров, потенциал промышленного применения способа платиновой металлизации в системе перераспределения контактных площадок кристаллов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов довольно широкий.
Например, в качестве верхних слоев металлизации при изготовлении вновь создаваемых кристаллов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов. Способ также может применяться для создания металлизации контактных площадок кристаллов, приспособленных к пайке припойных шариковых выводов на базе существующих контактных площадок под ультразвуковую разварку проволокой, так называемая металлизация под бампы. Разработку можно применять для перераспределения контактных площадок существующих кристаллов. Предлагаемая система инвариантна к исходной металлизации контактных площадок кристаллов полупроводниковых приборов. Она применима для пластин с медной, алюминиевой и золотой металлизацией.
Этот способ подходит для изготовления коммутационных плат (интерпозеров) в составе гибридных интегральных схем и 3D-сборок. Также он дает возможность изменять размеры, геометрию и структуру существующих контактных площадок под проволочный монтаж. Применение платины позволяет использовать данный способ в биосовместимых медицинских приборах, например, в кардиостимуляторах и кардиодефибриляторах. Таким образом, ввиду хорошей биосовместимости и рецепционных (измерительных) свойств платины, новый метод становится лучшим выбором для использования в медицинской сфере, например, в области электронных кардиоимплантов.
Вместе с тем платина имеет очень высокую температуру плавления, хорошие показатели устойчивости к агрессивным средам. Помимо медицинской отрасли, такого рода способ металлизации можно использовать в автомобильной промышленности, например, в различных датчиках, анализаторах газов.
«Здесь бы я хотел отметить такой нюанс: мы додумались до того, что зарубежные коллеги, возможно, мимо себя пропустили. Вероятно, причина в том, что платина – драгоценный металл: для промышленного серийного применения есть финансовые ограничения. Наш способ обошел существующую практику иностранных компаний. Потому как качество и надежность конечного изделия компенсируется стоимостью потраченных на него материалов», – резюмировал Никита Рогозин.