CN103399225A - 包含转接板的测试结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包含转接板的测试结构，包括转接板；测试芯片键合在转接板的正面；测试芯片与转接板之间分布有微凸点，以使得测试芯片与转接板间形成电连接；转接板中设置有填充了导电材料的硅通孔；转接板的正面和/或背面上设置有一级测试点。进一步地，所述包含转接板的测试结构，还包括基板；转接板的背面和基板的正面键合；转接板与基板之间分布有微凸点，以使得转接板与基板间形成电连接；基板中设置有过孔；基板的正面和/或背面上设置有二级测试点。更进一步地，所述包含转接板的测试结构，还包括测试板。本发明能够实时监测各个工艺过程，可以有效评估转接板的性能，也可检测封装结构的整体性能。

Description

包含转接板的测试结构

技术领域

本发明涉及一种测试结构，尤其是一种包含转接板的测试结构。

背景技术

随着集成电路高密度、小型化的发展，工艺难度急剧增加，信号延迟问题变得日益严重，“摩尔定律”的延续受到了严重制约。由高频、高速、多功能、高性能、小体积、高可靠性和多功能电子器件的强烈需求而推动了三维集成电路的发展。通过三维集成，可以在xyz各方向上实现多芯片的堆叠。而利用含有硅通孔的转接板实现多芯片集成是一种有着独特性能优势及广阔市场前景的封装形式。

自从转接板被提出以来，被应用到各种典型的高端电子产品封装中，并由于其独特的工艺材料以及加工工艺，在业界得到广泛的认可，并且每年全世界范围内对转接板的投入研发和应用正在逐步深入前进中。目前，对转接板的引入从而对电子产品所带来更好的性能是达成共识的，总的概括有以下几项：

1)把不同类型芯片挨个紧密放在一起，并通过大的高密度IO总线相连，从而实现混合系统的集成，并且可以显著提高系统结构的电性能，使转接板上相邻芯片可以达到很高的带宽。

2)在热效应方面，2.5D转接板能使热在封装表面传播，不会因过热产生热缺陷。

3)采用半导体工艺，使布线密度增加，扇出能力增强，从而使信号带宽增宽；

4)转接板可以有效降低驱动能力需求，使系统功耗大大减少；

5)转接板可以与传统封装的倒装焊（Flip—Chip）工艺部分兼容；

6)转接板可充当应力缓冲器（stress buffer），使芯片与封装之间的热膨胀系数（CTE）失配降低。

但是，由于转接板的研究设计与工艺制造并不成熟，现有的条件对转接板制造存在诸多限制，且没有足够的设计工具与工艺设备与之相匹配，从而使之在工艺结构与设计方面都存在诸多困难。因此在开始进行2.5D转接板设计之前，特别是正式产品投入前，需要对整个工艺和结构做一些测试和检验。而现有的测试结构大多只是针对某一方面，如电学、工艺或者可靠性做单一的测试，无法全方位评估整个转接板以及整个封装结构的性能，从而导致产品良率无法保证。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种包含转接板的测试结构，能够实时监测各个工艺过程，可以有效评估转接板的性能，也可检测封装结构的整体性能。本发明采用的技术方案是：

一种包含转接板的测试结构，包括转接板；测试芯片键合在转接板的正面；测试芯片与转接板之间分布有微凸点，以使得测试芯片与转接板间形成电连接；转接板中设置有填充了导电材料的硅通孔；转接板的正面和/或背面上设置有一级测试点。

进一步地，所述包含转接板的测试结构，还包括基板；转接板的背面和基板的正面键合；转接板与基板之间分布有微凸点，以使得转接板与基板间形成电连接；基板中设置有过孔；基板的正面和/或背面上设置有二级测试点。

更进一步地，所述包含转接板的测试结构，还包括测试板；基板的背面和测试板的正面键合；基板与测试板之间分布有微凸点，以使得基板与测试板间形成电连接；测试板正面和/或背面上设置有三级测试点。

所述微凸点的材料为金属。

所述转接板包含有直流测试区域、射频测试区域、可靠性测试区域和工艺性能测试区域。

本发明的优点：本发明所提供的测试结构，通过将转接板与测试芯片、基板以及测试板相连构成整个测试系统，并在每一层结构上都制作有测试点，可以实时监测各个工艺过程，可以有效评估转接板的性能，也可检测封装结构的整体性能，从而有效评估整个封装结构的良率。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图。

图2为本发明的转接板各测试区域示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能够对芯片封装各个工艺阶段的结构进行测试，本发明设计了一种如图1所示的包含转接板的测试结构。该包含转接板的测试结构随着依次的工艺阶段的测试需求，逐步叠加测试结构至最后的三层测试结构。第一层测试结构主要包括转接板203，第二层测试结构主要包括基板204，第三层测试结构主要包括测试板205。测试芯片201以及各层测试结构可依次通过键合工艺结合。

具体如下所述：

首先，测试芯片201键合在转接板203的正面；测试芯片201与转接板203之间分布有微凸点206，以使得测试芯片201与转接板203间形成电连接；转接板203中设置有填充了导电材料的硅通孔202；转接板203的正面和/或背面上设置有一级测试点1051。通过一级测试点1051，可以对转接板203进行测试，也可以对测试芯片201和转接板203键合后的结构进行测试。

进一步地，在上述测试结构的基础上增加一基板204。转接板203的背面和基板204的正面键合；转接板203与基板204之间分布有微凸点206，以使得转接板203与基板204间形成电连接；基板204中设置有过孔207，形成连接基板204正面和背面的电气通道；基板204的正面和/或背面上设置有二级测试点1052；通过二级测试点1052可以对测试芯片201、转接板203和基板204键合后的结构进行测试。基板204是一块有机材料做成的基板，在封装中作为一支撑体。通过二级测试点1052所做的测试工作结束以后，就可以把键合在一起的测试芯片201、转接板203和基板204封装成为一个集成电路整体封装结构。

更进一步地，还可以在上述包含了基板204的测试结构的基础上继续增加一测试板205，测试板205相当于实际电路中的PCB板。基板204的背面和测试板205的正面键合；基板204与测试板205之间分布有微凸点206，以使得基板204与测试板205间形成电连接；测试板205正面和/或背面上设置有三级测试点1053。通过三级测试点1053可以对测试芯片201、转接板203、基板204和测试板205键合后的结构进行测试，也可以测试同一块测试板205上多个集成电路整体封装结构互连时的性能。

为了能够对转接板203进行多种目的的测试，转接板203可设计成如图2所示的结构，包含多个不同区域。本实施例中设计了四个测试区域，分别是直流测试区域101、射频测试区域102、可靠性测试区域103和工艺性能测试区域104。每个测试区域上均设置有一级测试点1051。

直流测试区域101可进一步包含电阻测试，绝缘强度测试，击穿电压测试，电容测试等结构。

射频测试区域102可用于通过去嵌入的方法提取硅通孔和转接板硅基上RDL（布线层）的高频参数，并研究传输线特性，研究改善回流路径对信号传输带来的影响。可用于测试信号沿转接板硅基正面RDL-硅通孔-转接板背面RDL-微凸点206-基板204这一段互连结构的传输损耗和结构中各部分对损耗的作用大小。

可靠性测试区域103可用于对划定区域内的硅通孔和微凸点的可靠性进行测试，从而对仿真结果进行指导和验证，然后通过对仿真结果修正后再对整个转接板的模型进行仿真，从而能够更好地预测可靠性问题。

工艺性能测试区域104可用于测试工艺加工能力及在设定工艺参数下的制造效果，测试不同硅通孔节距下的工艺制造成品率，表征工艺加工结果与设计参数的关系。

转接板203还可以包含其它用于测试的结构，各测试区域可以均匀分布在转接板203上，也可以呈不规则分布。所述测试点大小及节距可根据相关测试对象参数设计。

对具备上述各测试区域的转接板203，进行电学监控测试和可靠性测试，可以对转接板203的工艺、电学性能、散热效果等作出全方位的评估。

Claims (5)

1.一种包含转接板的测试结构，其特征在于：包括转接板(203)；

测试芯片(201)键合在转接板(203)的正面；测试芯片(201)与转接板(203)之间分布有微凸点(206)，以使得测试芯片(201)与转接板(203)间形成电连接；转接板(203)中设置有填充了导电材料的硅通孔(202)；转接板(203)的正面和/或背面上设置有一级测试点(1051)。

2.如权利要求1所述的包含转接板的测试结构，其特征在于：还包括基板(204)；

转接板(203)的背面和基板(204)的正面键合；转接板(203)与基板(204)之间分布有微凸点(206)，以使得转接板(203)与基板(204)间形成电连接；基板(204)中设置有过孔(207)；基板(204)的正面和/或背面上设置有二级测试点(1052)。

3.如权利要求2所述的包含转接板的测试结构，其特征在于：还包括测试板(205)；

基板(204)的背面和测试板(205)的正面键合；基板(204)与测试板(205)之间分布有微凸点(206)，以使得基板(204)与测试板(205)间形成电连接；测试板(205)的正面和/或背面上设置有三级测试点(1053)。

4.如权利要求1、2或3所述的包含转接板的测试结构，其特征在于：所述微凸点(206)的材料为金属。

5.如权利要求1、2或3所述的包含转接板的测试结构，其特征在于：所述转接板(203)包含有直流测试区域(101)、射频测试区域(102)、可靠性测试区域(103)和工艺性能测试区域(104)。

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