Top-Unistar 和 Advacam聯(lián)合推出傳感器加工工藝解決方案

北京眾星聯(lián)恒科技有限公司作為捷克Advacam公司在中國(guó)區(qū)的總代理，一直在積極探索和推廣光子計(jì)數(shù)X射線探測(cè)技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用，憑借過(guò)硬的技術(shù)理解，高效和快速的反饋贏得廠家和中國(guó)客戶的一致贊譽(yù)。目前已有眾多客戶將Minipix、Advapix和Widepix成功應(yīng)用于空間輻射探測(cè)、X射線小角散射、X射線光譜學(xué)、X射線應(yīng)力分析和X射線能譜成像等領(lǐng)域。

我們根據(jù)Advacam在傳感器研發(fā)、加工，晶圓焊撞和倒裝焊接等加工的能力，在中國(guó)市場(chǎng)推出相應(yīng)技術(shù)支持，為國(guó)內(nèi)HPC探測(cè)器的研發(fā)團(tuán)隊(duì)（包括企業(yè)）就傳感器加工、各種類型晶圓的焊撞和不同形狀的混合像素探測(cè)器的倒裝焊接等方面需求提供工藝服務(wù)。目前已為多家客戶提供了滿意的工藝解決方案，獲得好評(píng)及持續(xù)服務(wù)合同。

無(wú)塵室

Advacam在Micronova擁有世界一流的無(wú)塵室。2600平方米的無(wú)塵室是北歐國(guó)家最大的硅基微結(jié)構(gòu)制造、研發(fā)設(shè)施。有多種用于硅晶圓前端加工工具和完整倒的裝芯片生產(chǎn)線。半導(dǎo)體材料的所有工藝服務(wù)均在位于芬蘭埃斯波的Micronova工廠內(nèi)完成.

1. 傳感器加工服務(wù)

ADVACAM的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包括在厚度為200 μm至1 mm的6英寸（150 mm）的高電阻率硅晶圓上制造像素化，微帶和二極管傳感器。甚至可以使用成熟的載體晶圓技術(shù)來(lái)制造更薄的傳感器（甚至只有幾微米）。此外，ADVACAM還為大面積傳感器組件提供了在8英寸（200毫米）高電阻率晶圓上的Si平面?zhèn)鞲衅魈幚砉に嚒DVACAM專門制造無(wú)邊緣的像素和微帶傳感器。無(wú)邊緣傳感器是整個(gè)傳感器都輻射敏感。該技術(shù)可提供小于1微米的非敏區(qū)域。無(wú)邊緣傳感器是在6英寸（150毫米）高電阻率硅晶圓上制造的，厚度為50 μm至675 μm。

1.1 平面硅傳感器

可以制作任意極性的平面硅傳感器，如p-on-n, n-on-n, n-on-p和p-on-p。p-stop和p-spray技術(shù)都可以用于陽(yáng)極電極的電隔離?；谠?英寸和8英寸晶圓上加工的傳感器均有低泄漏電流和高擊穿電壓的特點(diǎn)，通常比耗盡電壓高許多倍。整個(gè)加工過(guò)程的交貨時(shí)間很短。Advacam為晶圓連續(xù)加工提供了可能，包括可通過(guò)凸點(diǎn)下金屬層沉積、凸點(diǎn)焊接，將晶圓切成小塊，完成傳感器和讀出芯片的倒裝焊接。我們還提供探測(cè)器模塊與PCB的引線鍵合。

進(jìn)入熔爐的8英寸硅芯片

1.2 無(wú)邊 Si傳感器

各種尺寸的無(wú)邊緣傳感器經(jīng)過(guò)了嚴(yán)密的制造和進(jìn)一步加工。Advacam不僅可以提供無(wú)邊緣傳感器加工服務(wù)，還可以提供整個(gè)加工過(guò)程，通過(guò)凸點(diǎn)下金屬層沉積和倒裝焊接步驟以提供一整個(gè)無(wú)邊緣傳感器模塊。將無(wú)邊緣傳感器用于大面積拼接可以優(yōu)化生產(chǎn)良率。這是目前只有ADVACAM能提供的獨(dú)特服務(wù)。

平面?zhèn)鞲衅鳎ㄗ螅袼鼐仃囍車臒o(wú)效區(qū)域較寬。無(wú)邊緣傳感器（右側(cè)）在傳感器的物理邊緣也敏感。

2. 晶圓焊錫凸塊

ADVACAM使用電化學(xué)電鍍工藝在6- 8英寸晶圓上沉積UBM和焊料凸點(diǎn)。焊錫凸塊工藝只適用于完整的晶圓(而非單個(gè)芯片)。沉積的焊料凸點(diǎn)的直徑和間距分別從20 μm和40 μm開始。晶圓凸塊工藝需要一層掩模。該工藝與標(biāo)準(zhǔn)的8英寸 CMOS芯片（帶有缺口）以及6英寸和8英寸硅傳感器晶圓兼容。

2.1 高溫焊錫凸塊

ADVACAM提供的典型焊料合金是共SnPb(63:37)和InSn(52:48)合金。如果客戶要求，還可沉積AgSn焊料。高溫焊撞適用于Si或GaAs傳感器的倒裝焊接。

小間距焊球凸點(diǎn)

2.2 低溫焊錫凸塊

InSn焊料用于化合物半導(dǎo)體傳感器的低溫焊接。這些傳感器，如CdTe和CdZnTe，通常對(duì)溫度敏感，它們的熱膨脹系數(shù)明顯大于硅。

低溫焊料凸點(diǎn)沉積在讀出ASIC的每第二個(gè)像素點(diǎn)上。

2.3 焊錫凸塊技術(shù)

由于沉積率高，清晰的化學(xué)機(jī)理、沉積均勻性好，電鍍已被廣泛應(yīng)用于倒裝芯片凸點(diǎn)的沉積。UBM和焊料凸點(diǎn)都將使用相同的光刻膠掩模依次沉積。電鍍通常需要一個(gè)掩模層和一個(gè)光刻流程。UBM/焊料在光刻膠開口處電沉積，在去除光刻膠后，沉積的金屬層充當(dāng)蝕刻晶圓導(dǎo)電種子層的掩模。盡管電鍍過(guò)程很簡(jiǎn)單，但該過(guò)程對(duì)不同材料的化學(xué)相容性非常敏感。

圖片描繪了一個(gè)像素在電鍍工藝的不同步驟中：1）芯片清潔，2）場(chǎng)金屬沉積（粘附/種子層），3）厚膠光刻，4）UBM電鍍，5）焊料電鍍，6）光刻膠剝離，7）濕法蝕刻種子層，8）濕法蝕刻粘合層，9）回流焊。

3. 倒裝焊接

自2002年以來(lái)ADVACAM一直參與各種間距和尺寸的混合像素探測(cè)器的倒裝焊接，多年來(lái)累積了特殊的能力。今天，ADVACAM為客戶的高價(jià)值組件提供商業(yè)化的倒裝芯片服務(wù)。除了以生產(chǎn)為導(dǎo)向的工作外，ADVACAM還幫助客戶進(jìn)行研發(fā)項(xiàng)目。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)倒裝焊接

大多數(shù)倒裝芯片的委托工作是在硅傳感器模塊上粘合CMOS芯片，但是復(fù)合半導(dǎo)體傳感器(GaAs, CdTe和CdZnTe)越來(lái)越受歡迎。ADVACAM已經(jīng)為這些傳感器開發(fā)了自己的晶圓焊撞和倒裝焊接工藝，如今它們通常能以高成功率進(jìn)行倒裝焊接。典型的焊料結(jié)構(gòu)是將焊料凸點(diǎn)與UBM一起沉積在ASIC讀出晶圓上，并且傳感器晶圓具有可焊接的UBM焊盤。

Si傳感器倒裝焊接到CMOS讀出芯片模塊的橫截面SEM圖像。

3.2 特殊的倒裝焊接

在特殊的元件(如帶有Cu Through Silicon Vias（TSV）的CMOS芯片)中，最好是將焊料凸點(diǎn)沉積在傳感器晶圓上而非是在非常昂貴的帶TSV的CMOS芯片上。

無(wú)邊緣傳感器倒裝焊接到薄的MPX3 TSV 芯片

4. 其他服務(wù)

ADVACAM還提供其他一些與半導(dǎo)體傳感器制造和微封裝相關(guān)的服務(wù)，以便為其苛刻的客戶提供一站式交鑰匙解決方案。ADVACAM正在不斷擴(kuò)大我們的服務(wù)組合，提供新的技術(shù)解決方案。

4. 1 晶圓切割服務(wù)

ADVACAM使用傳統(tǒng)的金剛石刀片切割提供定制切割服務(wù)。傳感器晶圓的切割非常敏感，因?yàn)槲⒘鸭y可能會(huì)引入大量的泄漏電流。ADVACAM非常擅長(zhǎng)從事非標(biāo)準(zhǔn)切割工藝，慢進(jìn)料速度可優(yōu)化切割質(zhì)量。采用分步切割（兩次切割）可以獲得最佳切割質(zhì)量。

CMOS芯片保護(hù)環(huán)的精細(xì)切割

4.2 Timepix讀出芯片探測(cè)

ADVACAM具有自動(dòng)探測(cè)Timepix讀出芯片的能力，從而對(duì)優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)芯片進(jìn)行分類和區(qū)分。這種技術(shù)與焊錫凸塊一起節(jié)省了客戶的時(shí)間和金錢，避免了對(duì)晶圓的不必要污染。

CMOS讀出晶圓探測(cè)圖和根據(jù)其特性分類的芯片。

4.3 傳感器和掩模設(shè)計(jì)服務(wù)

ADVACAM還提供半導(dǎo)體傳感器設(shè)計(jì)服務(wù)，并通過(guò)光刻掩模設(shè)計(jì)幫助其客戶獲得所需的元件性能。最佳的傳感器設(shè)計(jì)需要了解完整的半導(dǎo)體工藝，從材料到選擇合適的觸點(diǎn)和保護(hù)環(huán)，以及傳感器的倒裝焊接。布局通常以gds格式交付給客戶。

Si傳感器芯片的一角的近視圖