尺寸和可靠性對(duì)生物醫(yī)學(xué)用的植入物而言,是最重要的兩個(gè)要素。 微電子業(yè)的兩個(gè)封裝技術(shù)(倒裝芯
片接合和柔性載板)正好適用于這個(gè)應(yīng)用。倒裝芯片接合技術(shù)已經(jīng)發(fā)展30多年了。此一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是體
積小、接線密度高,而且因?yàn)橐_短而電性得以改善4。倒裝芯片接合技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì),是能夠?qū)⒍鄠€(gè)
不同尺寸的芯片封裝在同一片載板上,構(gòu)成多芯片模塊。這種封裝方式能免除又大又不可靠的連接器。
此外,由聚亞酰胺(polyimide)做成的柔性載板能夠彎曲和折迭,可以充分利用空間做成體積小的
組件。但因?yàn)榫蹃嗸0凡牧蟽H適用于低溫接合技術(shù)(制程溫度低于攝氏200度),所以必須使用熱硬化黏
膠,而非焊錫來提供機(jī)械性和電性的聯(lián)結(jié)。在這個(gè)研究中,我們使用低成本的柱形金凸塊技術(shù),而非其
它類似應(yīng)用中所采用的錫鉛凸塊技術(shù)。
為了發(fā)展適用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的制程,我們?cè)O(shè)計(jì)并以聚亞酰胺為基材制造測(cè)試芯片。這些測(cè)試芯片
在打上柱形金凸塊后,被用來驗(yàn)證制程。我們分別測(cè)試了導(dǎo)電和絕緣的熱硬化黏膠,并在做過溫度循環(huán)
測(cè)試后,測(cè)量接觸電阻以評(píng)量產(chǎn)品的可靠性。
接合技術(shù)
我們希望能夠使用柱形金凸塊技術(shù)和熱硬化黏膠,發(fā)展一個(gè)可靠的制程,將切割后的芯片接合在柔
性載板上。在這個(gè)研究中,我們測(cè)試了兩個(gè)接合的方法;第一個(gè)方法使用絕緣的熱硬化黏膠、第二個(gè)方
法使用導(dǎo)電黏膠和絕緣的底部填充膠。每一個(gè)測(cè)試組件都由測(cè)試電路載板和仿真芯片(dummychip)所組
成。管腳陣列封裝的載板也被設(shè)計(jì)在同一片聚亞酰胺載板上,以便于未來用于測(cè)試神經(jīng)訊號(hào)放大器芯片
。
仿真芯片的制備:為了使軟性的仿真芯片能像硅芯片一樣硬,我們得在這個(gè)軟性的仿真芯片背部加
上一個(gè)加強(qiáng)性構(gòu)件。可是由載板制造商提供的加強(qiáng)性構(gòu)件太軟了,所以我們用一小塊1毫米厚的顯微鏡用
的載玻片取代制造商所提供的加強(qiáng)性構(gòu)件。柱形金凸塊:測(cè)試中所使用的仿真芯片和芯片的柱形金凸塊
都是用手動(dòng)金球焊線機(jī)(Kulicke & Soffa抯 4524AD)做出來的。