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公司在中國區(qū)的總代理，一直在積極探索和推廣光子計數(shù)X射線探測技術(shù)在中國市場的應(yīng)用，憑借過硬的技術(shù)理解，高效和快速的反饋贏得廠家和中國客戶的一致贊譽。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、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，在中國市場推出相應(yīng)技術(shù)支持，為國內(nèi)HPC探測器的研發(fā)團隊（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，獲得好評及持續(xù)服務(wù)合同。

無塵室

Advacam在Micronova擁有世界一流的無塵室。2600平方米的無塵室是北歐國家最大的硅基微結(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?。ADVACAM專門制造無邊緣的像素和微帶傳感器。無邊緣傳感器是整個傳感器都輻射敏感。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，通常比耗盡電壓高許多倍。整個加工過程的交貨時間很短。Advacam為晶圓連續(xù)加工提供了可能，包括可通過凸點下金屬層沉積、凸點焊接，將晶圓切成小塊，完成傳感器和讀出芯片的倒裝焊接。我們還提供探測器模塊與PCB的引線鍵合。

進入熔爐的8英寸硅芯片

1.2 無邊 Si傳感器

各種尺寸的無邊緣傳感器經(jīng)過了嚴(yán)密的制造和進一步加工。Advacam不僅可以提供無邊緣傳感器加工服務(wù)，還可以提供整個加工過程，通過凸點下金屬層沉積和倒裝焊接步驟以提供一整個無邊緣傳感器模塊。將無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能提供的獨特服務(wù)。

平面?zhèn)鞲衅鳎ㄗ螅袼鼐仃囍車臒o效區(qū)域較寬。無邊緣傳感器（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。焊錫凸塊工藝只適用于完整的晶圓(而非單個芯片)。沉積的焊料凸點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

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，通常對溫度敏感，它們的熱膨脹系數(shù)明顯大于硅。

低溫焊料凸點沉積在讀出ASIC的每第二個像素點上。

2.3 焊錫凸塊技術(shù)

由于沉積率高，清晰的化學(xué)機理、沉積均勻性好，電鍍已被廣泛應(yīng)用于倒裝芯片凸點的沉積。UBM和焊料凸點都將使用相同的光刻膠掩模依次沉積。電鍍通常需要一個掩模層和一個光刻流程。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。盡管電鍍過程很簡單，但該過程對不同材料的化學(xué)相容性非常敏感。

圖片描繪了一個像素在電鍍工藝的不同步驟中：1）芯片清潔，2）場金屬沉積（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ADVACAM一直參與各種間距和尺寸的混合像素探測器的倒裝焊接，多年來累積了特殊的能力。今天，ADVACAM為客戶的高價值組件提供商業(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還幫助客戶進行研發(fā)項目。

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行倒裝焊接。典型的焊料結(jié)構(gòu)是將焊料凸點與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，因為微裂紋可能會引入大量的泄漏電流。ADVACAM非常擅長從事非標(biāo)準(zhǔn)切割工藝，慢進料速度可優(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芯片保護環(huán)的精細切割

4.2 Timepix讀出芯片探測

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

CMOS讀出晶圓探測圖和根據(jù)其特性分類的芯片。

4.3 傳感器和掩模設(shè)計服務(wù)

ADVACAM還提供半導(dǎo)體傳感器設(shè)計服務(wù)，并通過光刻掩模設(shè)計幫助其客戶獲得所需的元件性能。最佳的傳感器設(shè)計需要了解完整的半導(dǎo)體工藝，從材料到選擇合適的觸點和保護環(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