CN115810552B - 应力测量方法 - Google Patents
应力测量方法Info
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Abstract
本申请提出一种应力测量方法，用以测量封装件的翘曲应力，所述封装件包括贴合面及翘曲面，所述翘曲面与所述贴合面相对设置，其特征在于，所述应力测量方法包括：将所述封装件放置在水平面上，所述贴合面与所述水平面之间形成间隙；在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动；判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面；及当判断所述封装件的贴合面贴合所述水平面时，根据所述配重物的重量获得所述翘曲应力。本申请利用作用力与反作用力的关系，通过测量施加在所述封装件上的压力，间接得到所述封装件的翘曲应力，此测量方法简单，不需要使用到专用设备也能够较准确的得到翘曲应力的具体数值。
Description
技术领域
本申请涉及半导体封装领域，尤其涉及一种应力测量方法。
背景技术
在对芯片进行封装的过程要进行多次的回流焊接和冷却，由于封装材料的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)不匹配，封装件在经历温度变化后会因伸缩不一致，产生翘曲应力，导致封装翘曲现象的产生。翘曲应力的大小会直接影响到封装件的后续工序处理及可靠性，当超出某一限度时，甚至会导致后续工序无法进行。而现有的对翘曲应力的测量方法需要借助专用设备进行测量，此种方法较为复杂且成本较高，或者依靠测量封装件的翘曲高度进行间接测量，此种方法无法准确得到翘曲应力的大小，不够精确。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种应力测量方法，能够简单、精确的对封装件的翘曲应力进行测量。
本申请提供一种应力测量方法，用以测量封装件的翘曲应力，所述封装件包括贴合面及翘曲面，所述翘曲面与所述贴合面相对设置，所述应力测量方法包括：将所述封装件放置在水平面上，所述贴合面与所述水平面之间形成间隙；在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动；判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面；及当判断所述封装件的贴合面贴合所述水平面时，根据所述配重物的重量获得所述翘曲应力。
可选地，所述配重物包括若干配重件，所述在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动的步骤包括：依据所述配重件的重量从大到小依次放置所述配重件，以使得所述封装件的贴合面贴合所述水平面。
可选地，所述判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面的步骤包括：利用测量件测量所述封装件的所述贴合面与所述水平面之间的所述间隙的大小；判断所述间隙是否小于等于目标值；当判断所述间隙小于等于所述目标值时，判断所述封装件贴合于所述水平面；及当判断所述间隙大于所述目标值时，判断所述封装件未贴合于所述水平面，继续执行所述在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动的步骤。
可选地，所述测量件为塞尺，通过将塞尺插入所述封装件与所述水平面之间的间隙，并根据所述塞尺是否能插入所述间隙判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面。
可选地，所述塞尺的尺寸根据所述翘曲应力要求的测量精度进行调整。
可选地，所述测量件为光线测量器，通过将测试光线从所述封装件的一侧照射入所述间隙内，使用光线测量器在另一侧接收所述测试光线，并根据所述光线测量器接收到的测试光线的光通量的大小判断所述封装件是否贴合所述水平面。
可选地，所述封装件包括第一层和第二层，所述第二层与所述第一层连接，所述贴合面设置于所述第一层，所述翘曲面设置于所述第二层；或者所述贴合面设置于所述第二层，所述翘曲面设置于所述第一层。
可选地，所述第一层与所述第二层为具有不同热膨胀系数的材料。
可选地，所述第一层是包封材料，所述第二层是基板。
可选地，所述配重物为砝码。
本申请相比于现有技术，至少具有如下有益效果：利用作用力与反作用力的关系，通过测量施加在所述封装件上的压力，间接得到所述封装件的翘曲应力。此测量方法简单，不需要使用到专用设备也能够较准确的得到翘曲应力的具体数值。
附图说明
图1为本申请一实施方式中应力测量方法的流程图。
图2为本申请一实施方式中封装件与水平面的示意图。
图3为本申请一实施方式中封装件与水平面的另一示意图。
图4为在图3中封装件表面增加配重物的示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
主要元件符号说明
封装件 100
第一层 110
第二层 120
贴合面 130
翘曲面 140
配重物 200
水平面 300
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1及图2，本申请公开的实施例提供一种应力测量方法，用以测量封装件100的应力，在本实施例中所述应力主要是指封装件100的翘曲应力。其中，请一并参阅图2，所述封装件100包括第一层110及与所述第一层110连接的第二层120，所述第一层110和所述第二层120为具有不同热膨胀系数的材料。
具体地，所述第一层110可以是包封材料，例如环氧塑封料(Epoxy MoldingCompound，EMC)，所述包封材料用以封装芯片。所述第二层120可以是基板，所述基板用以放置待封装的芯片。
可以理解，所述第一层110和第二层120也可以是其它两种具有不同热膨胀系数的材料。例如在其中一些实施例中，所述第一层110为包封材料，所述第二层120为引线框架。在其他一些实施例中，所述第一层110为芯片，所述第二层120为基板或引线框架。在其他一些实施例中，所述第一层110和第二层120也可以为使用不同热膨胀系数材料制成的两种基板。
请再次参阅图1，所述应力测量方法包括以下步骤：
步骤S11，将所述封装件100放置在水平面300上，所述贴合面130与所述水平面300之间形成间隙。
可以理解，由于第一层110与第二层120具有不同热膨胀系数，因此会造成封装件100产生翘曲。所述第一层110与所述第二层120的翘曲方向可能因为热膨胀系数的差别而有所不同，进而会影响所述封装件100在所述水平面300上的放置方向。
请一并参阅图2，具体地，当所述封装件100两端向所述第二层120方向翘曲时，将封装件100靠近所述第二层120的一面放置到水平面300上。其中，封装件100靠近水平面300的表面形成贴合面130。封装件100远离水平面300的表面形成翘曲面140。贴合面130的两端与水平面300接触，而两端之间的部分与水平面300间隔设置。在该种情况下，贴合面130形成于第二层120上，翘曲面140形成于第一层110上。
请一并参阅图3，同样，当所述封装件100两端向所述第一层110方向翘曲时，将封装件100靠近所述第一层110的一面放置到水平面300上。其中，封装件100靠近水平面300的表面形成贴合面130。封装件100远离水平面300的表面形成翘曲面140。贴合面130的两端与水平面300接触，而两端之间的部分与水平面300间隔设置。在该种情况下，贴合面130形成于第一层110上，翘曲面140形成于第二层120上。
显然，通过将所述封装件100中远离翘曲方向的一面朝水平面300放置，可以将封装件100突出的部分朝上放置，便于将配重物200(参图4)放置到所述封装件100上。
步骤S12，在所述封装件100的翘曲面140的中心放置配重物200，以使所述封装件100的贴合面130朝向所述水平面300运动。
在本实施方式中，所述配重物200包括多个配重件，所述配重件具有不同的重量。所述配重物200或配重件为具有标准重量的物体，例如可以为砝码。
可以理解，所述步骤S12中，可依据所述配重物200所包含的配重件的重量从大到小依次放置若干所述配重件，直至所述封装件100的贴合面130贴合所述水平面300。
示例的，首先将较大重量的配重件放置到所述封装件100的翘曲面140的中心位置，如果所述封装件100直接紧密贴合所述水平面300，表明所述封装件100的翘曲应力明显小于该较大重量的配重件，此时需要更换重量较小的配重件。如此循环，直到将若干所述配重件放置到所述封装件100的翘曲面140的中心位置后，所述封装件100与所述水平面300之间存在间隙时，再通过观察或测量所述间隙的大小判断所述封装件100是否贴合所述水平面300。
通过设置不同重量规格的配重件，并采用从大到小依次放置的方式放置到所述封装件100上，能够更加精确的测量所述翘曲应力的大小。
步骤S13，判断所述封装件100的贴合面130是否贴合所述水平面300。
可以理解，如果所述封装件100的贴合面130与所述水平面300之间的间隙足够小(例如小于等于某一目标值)时，即可判断所述封装件100已贴合所述水平面300。如果所述间隙还是较大(例如大于某一目标值)时，则判断所述封装件100尚未贴合所述水平面300，需要继续改变所述配重物200的重量，例如增加重量更小的配重件和/或调整现有的配重件，直到所述封装件100已贴合所述水平面300，可以停止改变所述配重物200的重量并执行步骤S14。
可以理解，所述封装件100与所述水平面300之间的间隙大小的测量方法有多种。例如，在其中一些实施例中，可使用塞尺对所述间隙的大小进行测量。具体地，在本实施方式中，所述步骤S13还包括：
在每次将所述配重物200放置到所述封装件100的翘曲面140的中心后，使用塞尺插入所述封装件100与所述水平面300之间的间隙。根据所述塞尺是否能插入所述间隙判断所述封装件100是否贴合所述水平面300。如果无法插入，则判断所述封装件100贴合于所述水平面300，则执行步骤S14。如果能够插入，则判断所述封装件100未贴合于所述水平面300，则继续执行步骤S12，即改变所述配重物200的重量，并放置在所述封装件100的翘曲面140的中心，以使所述封装件100的贴合面130逐渐贴合所述水平面300。
可以理解，所述塞尺具有多种尺寸规格，当所述应力要求的测量精度较高时，可以选择较小的尺寸。当所述应力要求的测量精度较低时，选择较大的尺寸。通过使用不同规格的塞尺，可以更加精确的测量所述封装件100与所述水平面300之间的间隙的大小，进而更加精确的测量所述翘曲应力的大小。
在另外一些实施例中，也可使用测量光线的方法测量所述封装件100与所述水平面300之间的间隙大小。具体地，所述步骤S13包括：
在每次将所述配重物200放置到所述封装件100的翘曲面140的中心后，控制测试光线从所述封装件100的一侧照射入所述封装件100与所述水平面300之间的间隙内，再使用光线测量器(图未示)在另一侧接收所述测试光线。如此，可根据所述光线测量器接收到的测试光线的光通量的大小判断所述封装件100是否贴合所述水平面300。其中，如果所述光通量小于等于目标值，则判断所述封装件100贴合于所述水平面300，如此执行步骤S14。如果所述光通量大于目标值，则判断所述封装件100未贴合于所述水平面300，如此继续执行步骤S12，即改变所述配重物200的重量，并放置在所述封装件100的翘曲面140的中心，以使所述封装件100的贴合面130逐渐贴合所述水平面300。
可以理解，所述测试光线在经过所述间隙时，仅有一部分能够穿过，另外一部分被封装件100所遮挡，所述光线测量器在封装件100的另一侧可以接收到穿过所述间隙的光线并得到该部分光线的光通量。通过所述光通量的大小，即可间接得知所述间隙的大小。当光通量较大时说明所述间隙较大，需要继续改变所述配重物200的重量。当光通量较小时，说明所述间隙较小，所述光通量小于一目标值时，则表明所述封装件100贴合于所述水平面300，则可以停止改变所述配重物200的重量。
步骤S14，当判断所述封装件100的贴合面130贴合所述水平面300时，根据所述配重物200的重量得到所述应力。
根据力的作用是相互的原理，只有所述配重物200施加在所述封装件100上的压力与所述翘曲应力相当时，才能使得所述封装件100贴近于所述水平面300。因此，所述配重物200的重力大小就近似等于所述翘曲应力的大小。若所述配重物200包含有多个所述配重件，将所有的所述配重件的重量累计相加即可得到所述应力的大小。
本申请利用作用力与反作用力的关系，通过测量施加在所述封装件100上的压力，间接得到所述封装件100的翘曲应力。此测量方法简单，不需要使用到专用设备也能够较准确的得到翘曲应力的具体数值，以便于后续根据翘曲应力的测量结果实现对封装工艺参数的调整与完善。
本技术领域的技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化应该落在本申请要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种应力测量方法，用以测量封装件的翘曲应力，所述封装件包括贴合面及翘曲面，所述翘曲面与所述贴合面相对设置，其特征在于，所述应力测量方法包括：
将所述封装件放置在水平面上，所述贴合面与所述水平面之间形成间隙；
在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动，其中，所述配重物包括重量不同的多个配重件；
判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面；及
当判断所述封装件的贴合面贴合所述水平面时，根据所述配重物的重量获得所述翘曲应力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动的步骤包括：
依据所述配重件的重量从大到小依次放置所述配重件，以使得所述封装件的贴合面贴合所述水平面。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面的步骤包括：
利用测量件测量所述封装件的所述贴合面与所述水平面之间的所述间隙的大小；
判断所述间隙是否小于等于目标值；
当判断所述间隙小于等于所述目标值时，判断所述封装件贴合于所述水平面；及
当判断所述间隙大于所述目标值时，判断所述封装件未贴合于所述水平面，继续执行所述在所述封装件的翘曲面的中心放置配重物，以使所述贴合面朝向所述水平面运动的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量件为塞尺，通过将塞尺插入所述封装件与所述水平面之间的间隙，并根据所述塞尺是否能插入所述间隙判断所述封装件的贴合面是否贴合所述水平面。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述塞尺的尺寸根据所述翘曲应力要求的测量精度进行调整。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量件为光线测量器，通过将测试光线从所述封装件的一侧照射入所述间隙内，使用光线测量器在另一侧接收所述测试光线，并根据所述光线测量器接收到的测试光线的光通量的大小判断所述封装件是否贴合所述水平面。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装件包括第一层和第二层，所述第二层与所述第一层连接，所述贴合面设置于所述第一层，所述翘曲面设置于所述第二层；或者所述贴合面设置于所述第二层，所述翘曲面设置于所述第一层。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一层与所述第二层为具有不同热膨胀系数的材料。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一层是包封材料，所述第二层是基板。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配重物为砝码。
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