尺寸和可靠性對生物醫(yī)學用的植入物而言,是最重要的兩個要素。 微電子業(yè)的兩個封裝技術(倒裝芯
片接合和柔性載板)正好適用于這個應用。倒裝芯片接合技術已經(jīng)發(fā)展30多年了。此一技術的優(yōu)點是體
積小、接線密度高,而且因為引腳短而電性得以改善4。倒裝芯片接合技術的另一個優(yōu)勢,是能夠將多個
不同尺寸的芯片封裝在同一片載板上,構成多芯片模塊。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。但因為聚亞酰胺材料僅適用于低溫接合技術(制程溫度低于攝氏200度),所以必須使用熱硬化黏
膠,而非焊錫來提供機械性和電性的聯(lián)結。在這個研究中,我們使用低成本的柱形金凸塊技術,而非其
它類似應用中所采用的錫鉛凸塊技術。
為了發(fā)展適用于生物醫(yī)學應用的制程,我們設計并以聚亞酰胺為基材制造測試芯片。這些測試芯片
在打上柱形金凸塊后,被用來驗證制程。我們分別測試了導電和絕緣的熱硬化黏膠,并在做過溫度循環(huán)
測試后,測量接觸電阻以評量產(chǎn)品的可靠性。
接合技術
我們希望能夠使用柱形金凸塊技術和熱硬化黏膠,發(fā)展一個可靠的制程,將切割后的芯片接合在柔
性載板上。在這個研究中,我們測試了兩個接合的方法;第一個方法使用絕緣的熱硬化黏膠、第二個方
法使用導電黏膠和絕緣的底部填充膠。每一個測試組件都由測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計在同一片聚亞酰胺載板上,以便于未來用于測試神經(jīng)訊號放大器芯片
。
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,我們得在這個軟性的仿真芯片背部加
上一個加強性構件??墒怯奢d板制造商提供的加強性構件太軟了,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性構件。柱形金凸塊:測試中所使用的仿真芯片和芯片的柱形金凸塊
都是用手動金球焊線機(Kulicke & Soffa抯 4524AD)做出來的。