利用各向异性导电胶的像素探测器倒装互连与集成

混合像素探测器的研发需要可靠且具有成本效益的互连技术。互连技术需要适应各自应用的焊盘间距和芯片尺寸。对于小规模应用以及在 ASIC 和传感器开发阶段，互连技术还必须适用于通常从多项目晶圆提交中获得的单芯片组装。在 CERN EP R&D 计划和 AIDAinnova 合作框架内，正在为未来对撞机的像素探测器应用开发创新且可扩展的混合互连概念。本文介绍了基于各向异性导电胶（ACA）的新开发内部单芯片互连工艺的最新成果。ACA 互连技术用嵌入在环氧树脂层（以薄膜或焊膏形式施加）中的导电微粒代替焊料凸点。传感器与 ASIC 之间的机电连接是通过使用倒装芯片键合机对 ACA 进行热压实现的。需要特定的像素焊盘拓扑结构以实现通过微粒的连接，并形成供多余环氧树脂流动的空腔。该像素焊盘拓扑结构通过内部化学镀镍浸金（ENIG）工艺实现，该工艺亦在项目内进行开发。ENIG 和 ACA 工艺通过各种不同的 ASIC、传感器和专用测试结构进行了验证，焊盘直径从 12 $\mu$m 到 140 $\mu$m，间距在 20 $\mu$m 和 1.3 mm 之间。所生产的组件经过电学表征、放射源曝光以及高动量粒子束测试。重点关注近期电镀和互连工艺的优化，从而提高了电镀均匀性和互连良率。