激光超声耦合的微连接工艺

随着集成电路领域的发展，电子元器件呈现出小型化及高度集成化的特点；为了确保电子元器件工作的稳定性与可靠性，需要对电子元器件进行良好的封装，一方面，可以减少电子元器件的机械振动损伤，另一方面，可以保证良好的真空性与气密性。现有的封装方法包括热压键合与表面活化键合，热压键合是通过对键合界面加热、施压，使得原子间发生相互扩散、重结晶实现连接；然而热压键合工艺温度通常达到300 ℃以上，高温会使得键合接头中热应力提高，降低连接强度，且容易对热敏元件造成损伤；表面活化键合是通过高能粒子束轰击键合界面，去除表面的氧化层及污染物从而获得高活性的材料表面，施加压力即可在室温下实现牢固的键合，然而表面活化键合的工艺复杂，对设备要求较高。

近年来，采用激光为热源的微连接技术逐渐成熟，打破了高能量密度激光对IC芯片造成热损伤的刻板印象。由于激光能量高度集中，在合理调整工艺参数的情况下，能够实现对封装结构的选择性精密加热，并严格控制热影响区的大小。有效地避免了互连过程中热输入对热敏元件造成的损坏，从而提高了封装结构的可靠性。

本成果解决了现有技术中，采用激光为热源的微连接技术无法保障微连接焊点力学性能，无法保证封装的气密性的缺陷。通过将激光作为瞬态液相键合的热源，并将超声波介入瞬态液相键合的反应过程，保证电子元器件性能的同时，加快了瞬态液相键合的反应进程，提升了电子元器件封装的稳定性、可靠性及效率，且该基于激光超声耦合的微连接工艺具有良好的适应性。