用于制造电子发射体阵列芯片的硅管芯叠置体的系统和方法与流程

本文的公开内容涉及用于制造电子发射体芯片的硅管芯叠置体的系统和方法。具体地，本公开内容涉及用于将硅基板管芯结合至芯片以使其适合在真空管内使用的方法。

背景技术：

1、硅芯片通常通过将芯片的硅焊接到基板的陶瓷基底上来安装到基板管芯上。芯片承载件通常用于封装集成电路或芯片。芯片承载件通常具有围绕包围用于容纳集成电路芯片的空腔的周边的电连接。芯片承载件的各种示例包括陶瓷无引线芯片承载件(clcc)、凸块芯片承载件、塑料引线芯片承载件(plcc)、引线芯片承载件(lcc)等以及层叠封装(pop)承载件。

2、芯片通常使用需要大量清洁的焊接技术附接到基板、芯片承载件或封装上。即使是常用的所谓免清洗焊膏也无法避免清洁的需要，并且会在芯片上留下少量残留物。此外，与焊膏相关的其他问题包括表面之间截留的气泡以及固化过程中的蒸汽，这可能导致蒸汽路径穿过焊料，该焊料可能与板分离，从而导致整个组件的环境渗透。

3、此外，通常用于焊料的锡基焊膏等已被证明不适合在真空管内使用，这些真空管可能需要随后的高温处理以进行干燥和抽真空。此类焊膏通常会在400-500摄氏度的温度下液化，在管子抽真空期间通常会达到该温度。因此，焊料往往会释气到环境中，从而损害所需的真空，并且焊料的液化可能允许芯片从初始位置移动。因此，仍然需要更好和更有效的技术来附接芯片管芯层。本文描述的发明解决了上述需求。

技术实现思路

1、本发明的方面是教导一种用于制造场发射体阵列的方法。该方法包括获得具有结合表面的硅基板管芯；获得具有电路和线结合表面的芯片承载件；以及获得金属粉末。

2、根据该方法，可以将金属粉末施加到管芯的结合表面上，用芯片承载件覆盖并在两个加热板之间进行压缩。管芯的结合垫可以导电地耦接到芯片承载件的对应结合垫。

3、在适当的情况下，可以通过以下方式来制备结合的芯片和芯片承载件装置：获得具有覆金(gold coated，涂覆有金的)硅基底的集成电路芯片；获得具有覆金上侧部的芯片承载件；将第一层金属粉末施加到芯片承载件的覆金上侧部；将集成电路芯片覆盖在第一层金属粉末上；以及将集成电路芯片和承载件压缩在两个加热板之间。

4、因此，通过以下方式可以将该结合的芯片和芯片承载件连结并导电连接到硅基板管芯：将第二层金属粉末施加到管芯的结合表面；用芯片承载件覆盖第二层金属粉末；将管芯以及结合的芯片和芯片承载件压缩在两个加热板之间；以及将管芯的结合垫导电地耦接至芯片承载件的对应结合垫。

5、可选地，芯片承载件包括陶瓷无引线芯片承载件(clcc)。

6、根据各个实施方式，金属粉末可以包括尺寸为100纳米的颗粒。在适当的情况下，金属粉末包括银颗粒。

7、为了通过烧结结合元件，加热板可以被配置为将金属粉末加热到低于其熔点但高于其结合温度的温度。例如，可以使加热板达到830摄氏度的温度并且可以施加10-8托的压力达10分钟左右。

8、可选地，将管芯的结合垫导电地耦接至芯片承载件的对应结合垫的步骤包括使用线结合。

9、可以通过根据需要以所需厚度或所需体积的金属粉末分配金属粉末、例如通过从注射器分配金属粉末来施加金属粉末。

技术特征：

1.一种用于制造场发射体阵列的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述芯片承载件包括陶瓷无引线芯片承载件(clcc)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属粉末包含尺寸为100纳米的颗粒。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属粉末包含银颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热板被配置为将所述金属粉末加热到低于所述金属粉末的熔点的温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热板被配置为将所述金属粉末加热到高于所述金属粉末的结合温度的温度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，压缩的步骤包括施加10-8托的压力达10分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括将所述加热板加热至830摄氏度的温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述管芯的结合垫导电地耦接到所述芯片承载件的对应结合垫的步骤包括使用线结合。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括始终将所述管芯和芯片承载件保持就位。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括以所需的厚度分配所述金属粉末。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括分配所需体积的所述金属粉末。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括从注射器分配所述金属粉末。

14.一种用于制造场发射体阵列的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述芯片承载件包括陶瓷无引线芯片承载件(clcc)。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述金属粉末包含尺寸为100纳米的颗粒。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述金属粉末包含银颗粒。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述加热板被配置为将所述金属粉末加热到低于所述金属粉末的熔点的温度。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述加热板被配置为将所述金属粉末加热到高于所述金属粉末的结合温度的温度。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，压缩的步骤包括施加10-8托的压力达10分钟。

21.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括将所述加热板加热至830摄氏度的温度。

22.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括始终将所述集成电路芯片和所述芯片承载件保持就位。

23.根据权利要求14所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括以所需的厚度分配所述金属粉末。

24.根据权利要求14所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括分配所需体积的所述金属粉末。

25.根据权利要求14所述的方法，其中，施加所述金属粉末的步骤包括从注射器分配所述金属粉末。

26.一种用于制造场发射体阵列的方法，所述方法包括：

技术总结
一种通过应用烧结将硅基板管芯粘合到其他管芯层来制造用于电子发射体芯片的硅管芯堆叠体的方法。金属粉末被施加到管芯的结合表面上，覆盖有芯片承载件或芯片并被压缩在两个加热板之间。管芯的结合垫可以导电地耦接到其他管芯层的对应结合垫。

技术研发人员：郑右京,姜吉云
受保护的技术使用者：纳欧克斯影像有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15