CN108122796A - 键合损伤的检测系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种键合损伤的检测系统。本申请中，键合损伤的检测系统，包括：相互连接的探针台与测试设备；其中，探针台包括探针以及金属台盘，其中探针台的探针与待测芯片的正面电极接触，探针台的金属台盘与待测芯片的反面电极电性连接，探针、金属台盘均与测试设备电性连接；待测芯片为未切筋的键合产品。在测试时，测试设备设有预设参数，用于通过探针台检测待测芯片的损伤关联参数，并将所述损伤关联参数与预设参数比较来判断是否存在键合损伤。与现有技术相比，本申请可以缩短损伤检测时长、降低损伤识别的难度、避免损伤识别的安全风险以及提高异常检出率。

Description

键合损伤的检测系统
技术领域
本申请涉及半导体芯片测试技术领域，特别涉及一种键合损伤的检测系统。
背景技术
在半导体器件后道封装领域，引线键合产品在键合生产过程中需要进行键合损伤监控。目前行业内普遍采取的方式为使用化学试剂腐蚀的方法，去除键合后的PAD(焊盘)顶层金属，显微镜下肉眼观察焊点下方有无损伤。化学试剂腐蚀法主要有两种处理方式：一种是强酸加催化剂与待检样品进行化学反应；另一种是碱溶液加热与待检样品进行化学反应。
然而，上述检测损伤的方式存在耗时较长、人眼难以识别轻微损伤、腐蚀操作存在安全风险、异常检出率低等弊端。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种键合损伤的检测系统，解决上述提及的至少一个技术问题。
本申请部分实施例提供了一种键合损伤的检测系统，包括：相互连接的探针台与测试设备；其中，
所述探针台包括探针以及金属台盘，其中所述探针与待测芯片的正面电极接触，所述金属台盘与所述待测芯片的反面电极电性连接，所述探针、所述金属台盘均与所述测试设备电性连接；所述待测芯片为未切筋的键合产品；
所述测试设备设有预设参数，用于通过所述探针台检测所述待测芯片的损伤关联参数，并将所述损伤关联参数与所述预设参数比较来判断是否存在键合损伤。
本申请实施例所达到的主要技术效果是：由于损伤关联参数测试时间短，可以缩短损伤检测时长；借助键合损伤的检测系统检测损伤，避免人工肉眼识别损伤，可以降低损伤识别的难度；检测损伤过程中不涉及腐蚀性化学药品，可以避免损伤识别的安全风险；即使损伤轻微，也可以通过测试损伤关联参数反映出来，进而可以提高异常检出率。综上所述，本申请可以缩短损伤检测时长、降低损伤识别的难度、避免损伤识别的安全风险以及提高异常检出率。
在本申请的一个实施例中，所述待测芯片设置于框架上；所述金属台盘与所述框架的底板电极接触；所述底板电极与所述待测芯片的反面电极电性连接。
在本申请的一个实施例中，在将承载所述待测芯片的所述框架置于所述金属台盘之前，去除所述待测芯片的键合丝。
在本申请的一个实施例中，在去除所述待测芯片的键合丝时，先使用镊子将所述键合丝从键合管脚处挑断，接着夹紧所述键合丝并扭动，以使所述键合丝在所述待测芯片的键合点颈部断开；其中，所述颈部为所述键合点与所述键合丝的结合部。这样，可以避免拉伤芯片，影响测试准确性。
在本申请的一个实施例中，所述损伤关联参数包括击穿参数、漏电参数中的至少一项。通过测试击穿参数、漏电参数可以检测待测芯片是否存在损伤。
在本申请的一个实施例中，所述预设参数为预设阈值；当所述损伤关联参数大于所述预设阈值时，所述测试设备判定所述待测芯片存在键合损伤。
在本申请的一个实施例中，在测试时，所述键合损伤的检测系统处于无光照的测试环境。这样，可以保证测试准确性。
在本申请的一个实施例中，所述测试设备判定所述待测芯片存在键合损伤时，输出反馈信息至所述待测芯片的生产线控制器；所述控制器接收到所述反馈信息时控制所述生产线停机。这样，可以在检测到损伤时及时调整生产线，并追溯不良品，避免造成更大损失。
在本申请的一个实施例中，所述探针台为芯片中测用探针台。
在本申请的一个实施例中，所述测试设备为芯片成品测试用测试设备。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例示出的探针台与待测芯片的位置关系示意图；
图2是图1中A部分的放大示意图；
图3是本申请实施例示出的键合损伤示意图。
具体实施例
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
下面结合附图，对本申请的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1和图2，本申请的实施例提供的键合损伤的检测系统包括：相互连接的探针台1与测试设备(未示出)；其中，探针台1为现有技术中用于芯片中测(Wafer test，也可以称之为针测、晶圆测试、CP(Circuit Probing)、Wafer Sort、Wafer Probing等)的手动探针台(Prober)，测试设备为现有技术中用于芯片成品测试的测试设备，比如可以是JunoDC测试仪。本实施例中，为了探测未切筋的键合产品是否存在损伤，将上述探针台与上述测试设备连接，搭建了键合损伤的检测系统。
具体地说，探针台1至少包括两个探针11与一个金属台盘12，金属台盘12为铜质台盘，可导电。在对待测芯片21(未切筋的键合产品)进行探测损伤前，需先将承载有待测芯片的框架2置于金属台盘12上；其中，框架2上承载一定数量的未切筋的键合产品，比如可以是12个。一般探测损伤时，只需要对框架上部分未切筋的键合产品进行损伤探测，即抽样检测，比如，可以从其中选取4个未切筋的键合产品作为待测芯片。
其中，每个待测芯片21包括两个正面电极，一个反面电极。在将承载待测芯片的框架置于金属台盘12上后，探针台1的两个探针11分别与一个待测芯片的两个正面电极一一对应地接触。金属台盘12与框架2的底板电极接触，底板电极与待测芯片21的反面电极电性连接，这样，就实现了探针台1的金属台盘12与待测芯片21的反面电极的电性连接。探针11、金属台盘12均与测试设备电性连接。在本申请实施例中，为了保证连接可靠性，探针台与测试设备通过连接线13连接。具体地，两个探针11、金属台盘12分别通过连接线13与测试设备连接。测试设备上具备连接接口，连接线13在测试设备侧连接至测试设备上的接口。这样，可以使得测试更准确。
在测试时，测试设备通过测试待测芯片21的损伤关联参数，并将损伤关联参数与设有的预设参数进行比较来判断是否存在键合损伤。其中，损伤关联参数可以是击穿参数或漏电参数，或者击穿参数与漏电参数；预设参数可以为预设阈值；当损伤关联参数大于预设阈值时，测试设备判定待测芯片存在键合损伤。功率器件(待测芯片21集成的功率器件)对键合损伤最敏感的参数主要是击穿参数和漏电参数，所以出现键合损伤时首先会体现在漏电参数异常，随着损伤的加剧，会带来击穿参数的不良，损伤继续加剧，会影响正向压降等参数，直至器件不启动。如果检测到击穿参数或漏电参数中任意一个参数大于对应的预设阈值(击穿参数对应一个预设阈值，漏电参数对应另一个预设阈值)，即可判定检测到键合损伤。
具体地说，在测试开始之前，要先关灯，使键合损伤的检测系统处于无光照的测试环境。因为待测芯片处于裸露状态，且为芯片上集成有光敏元件，关灯后测试，可以避免光照对测试的影响，保证测试准确性。
在开始测试时，先测试检测系统的运行情况。比如，测试探针11、金属台盘12以及各个部件之间的接触情况。接着，确认与键合损伤相关联的测试项。比如，如果与待测芯片键合损伤相关联的是击穿参数，则确定测试项为击穿测试项，后续测试击穿参数。最后，根据测试结果，判断待测芯片是否存在损伤。在实际应用时，如果检测到键合损伤，测试设备可以突出显示检测结果，比如，可以红色显示异常数据。
进一步地，测试设备判定待测芯片存在键合损伤时，输出反馈信息至待测芯片的生产线的控制器；控制器接收到反馈信息时控制生产线停机。这样，可以在检测到损伤时及时调整生产线，并追溯不良品，避免造成更大损失。
经过试验验证，如图3所示的键合损伤，可以通过参数测试识别出来。图3中B部分四周是正常情况，B部分中间损点为键合损伤。
进一步地，在将承载待测芯片的框架2置于金属台盘12上之前，要先去除待测芯片21的键合丝。这样，才能保证正面电极可以与探针11接触。在去除待测芯片21的键合丝时，先使用镊子将键合丝从键合管脚处挑断，接着夹紧键合丝并扭动，以使键合丝在待测芯片21的键合点颈部断开，实现键合丝无损去除；其中，颈部为键合点与键合丝的结合部。这样，可以避免拉伤芯片，保证测试准确性。
需要说明的是，为了保证测试准确性，需要定期打磨或更换探针，清洁金属台盘，避免二者表面氧化严重，导致接触电阻过大，影响测试准确性。
另外，本申请实施例中的手动探针台还包括显微镜放大、位置调节机构，便于位置调整，保证接触良好使用。
本申请实施例中，利用用于芯片中测的探针台与用于芯片成测的测试设备组建的键合损伤的检测系统，可以通过对未切筋的键合产品的预设参数进行测试，来达到检测未切筋的键合产品是否存在键合损伤的目的。由于预设参数测试时间短，可以缩短损伤检测时长；借助键合损伤的检测系统检测损伤，避免人工肉眼识别损伤，可以降低损伤识别的难度；检测损伤过程中不涉及腐蚀性化学药品，可以避免损伤识别的安全风险；即使损伤轻微，也可以通过测试预设参数反映出来，进而可以提高异常检出率。综上所述，本申请可以缩短损伤检测时长、降低损伤识别的难度、避免损伤识别的安全风险以及提高异常检出率。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种键合损伤的检测系统，其特征在于，包括：相互连接的探针台与测试设备；其中，
所述探针台包括探针以及金属台盘，其中所述探针与待测芯片的正面电极接触，所述金属台盘与所述待测芯片的反面电极电性连接，所述探针、所述金属台盘均与所述测试设备电性连接；所述待测芯片为未切筋的键合产品；
所述测试设备设有预设参数，用于通过所述探针台检测所述待测芯片的损伤关联参数，并将所述损伤关联参数与所述预设参数比较来判断是否存在键合损伤。
2.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述待测芯片设置于框架上；
所述金属台盘与所述框架的底板电极接触；所述底板电极与所述待测芯片的反面电极电性连接。
3.根据权利要求2所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，在将承载所述待测芯片的所述框架置于所述金属台盘之前，去除所述待测芯片的键合丝。
4.根据权利要求3所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，在去除所述待测芯片的键合丝时，先使用镊子将所述键合丝从键合管脚处挑断，接着夹紧所述键合丝并扭动，以使所述键合丝在所述待测芯片的键合点颈部断开；其中，所述颈部为所述键合点与所述键合丝的结合部。
5.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述损伤关联参数包括击穿参数、漏电参数中的至少一项。
6.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述预设参数为预设阈值；
当所述损伤关联参数大于所述预设阈值时，所述测试设备判定所述待测芯片存在键合损伤。
7.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，在测试时，所述键合损伤的检测系统处于无光照的测试环境。
8.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述测试设备判定所述待测芯片存在键合损伤时，输出反馈信息至所述待测芯片的生产线的控制器；所述控制器接收到所述反馈信息时控制所述生产线停机。
9.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述探针台为芯片中测用探针台。
10.根据权利要求1所述的键合损伤的检测系统，其特征在于，所述测试设备为芯片成品测试用测试设备。
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