小间距像素探测器的新型单片混合工艺开发
摘要：用于混合像素探测器的可靠且具有成本效益的互连技术需要根据相应应用的间距和芯片尺寸进行调整。在ASIC和传感器研发阶段，特别是针对小规模应用，这些互连技术需要适用于单芯片的组装，通常是从多项目晶片提交中获得的。在CERN EP R＆D项目和AIDAinnova合作中，正在开发针对未来对撞机上的顶点探测器应用的创新混合技术概念。在本文中介绍了针对25um和55um像素间距的两种新型互连方法的最新结果-适用于使用支撑晶圆的单芯片处理的工业精密脱焊焊接过程，以及基于ACF的新开发的内部单芯片互连过程。 精密脱焊焊接工艺通过一次近期在Frauenhofer IZM的键合活动的混合组件获得合格。使用25um像素间距的个别CLICpix2 ASIC与厚度范围从50um到130um的主动边缘硅传感器进行脱焊焊接。设备表征在实验室以及在CERN SPS束线上的束流测试活动中进行，证明了约99.7％的互连产量。 ACF互连技术将焊锡球替换为嵌入在环氧薄膜中的导电微粒。传感器和ASIC之间的电机械连接通过使用翻转片装置脱焊焊接的ACF的热压而实现。所需的像素垫拓扑通过内部ENIG电镀工艺来实现。这一新开发的ACF混合工艺首先通过使用Timepix3 ASIC和55um像素间距的传感器进行验证。该技术还可以用于ASIC-PCB/FPC的集成，替代线键合或大间距焊锡球技术。
作者：Peter Svihra, Justus Braach, Eric Buschmann, Dominik Dannheim, Katharina Dort, Thomas Fritzsch, Helge Kristiansen, Mario Rothermund, Janis Viktor Schmidt, Mateus Vicente Barreto Pinto, Morag Williams
论文ID：2210.02132
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-03-22