RU2511007C2 - Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules - Google Patents
Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511007C2 RU2511007C2 RU2012125467/28A RU2012125467A RU2511007C2 RU 2511007 C2 RU2511007 C2 RU 2511007C2 RU 2012125467/28 A RU2012125467/28 A RU 2012125467/28A RU 2012125467 A RU2012125467 A RU 2012125467A RU 2511007 C2 RU2511007 C2 RU 2511007C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- electronic modules
- density electronic
- manufacturing high
- yield ratio
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к электронике, а точнее к микроэлектронике.The invention relates to electronics, and more specifically to microelectronics.
Что такое выход годных в данном случае?What is the yield in this case?
Выход годных - характеристика «качества технологического процесса, показывающая долю годных (недефектных) изделий в изготовленной партии (либо по групповой заготовке).Suitable yield is a characteristic of the “quality of the technological process, showing the share of suitable (non-defective) products in the manufactured batch (or by group procurement).
Выход годных, как правило, определяют как отношение количества годных изделий к общему объему партии (количеству изделий на групповой заготовке) и выражают в процентах. Обычно при этом учитываются т.н. годные изделия с первого прохода, т.е. не подвергавшиеся ремонту и восстановлению, однако в некоторых случаях выход годных с первого прохода выделяют как отдельную характеристику» (http:/www.elinform.ru/dictionary_262.htm).Yield, as a rule, is defined as the ratio of the number of suitable products to the total batch volume (the number of products on a group procurement) and expressed as a percentage. Usually, the so-called suitable products from the first pass, i.e. not subjected to repair and restoration, however, in some cases, the yield from the first pass is distinguished as a separate characteristic ”(http: /www.elinform.ru/dictionary_262.htm).
Фактически увеличение выхода годных означает снижение стоимости электронных модулей.In fact, an increase in yield means a reduction in the cost of electronic modules.
Техническим результатом изобретения является расширение арсенала способов снижения стоимости изготовления высокоплотных электронных модулей.The technical result of the invention is to expand the arsenal of methods to reduce the cost of manufacturing high-density electronic modules.
Уровень техникиState of the art
Обратимся к аналогам.Let's turn to analogues.
Один из путей снижения стоимости изготовления электронных модулей предложен в российском патенте 2133522 «Способ изготовления и контроля электронных компонентов».One of the ways to reduce the manufacturing cost of electronic modules is proposed in Russian patent 2133522 "Method for the manufacture and control of electronic components."
«Способ изготовления и контроля электронных компонентов заключается в том, что множество кристаллов располагают в пресс-форме, ориентируясь на контактные площадки кристаллов и базовые элементы пресс-формы, изолируют все незащищенные поверхности кристаллов, кроме контактных площадок. Специфика способа заключается в том, что при расположении в пресс-форме кристаллы фиксируют между собой с образованием группового носителя, обеспечивая расположение лицевых поверхностей кристаллов в единой плоскости с одной из поверхностей группового носителя, при этом на эту плоскость наносят одновременно все проводники, необходимые для электротермотренировки и контроля, а также внешний разъем носителя. Одновременно с кристаллами в пресс-форму помещают групповую металлическую рамку, рамку фиксируют одновременно с кристаллами. Групповой носитель может быть также образован гибкой печатной платой, соединенной с жестким основанием. Техническим результатом изобретения является удешевление процессов электротермотренировки и финишного контроля, сокращение длительности технологического процесса сборки и контроля электронного компонента».“A method of manufacturing and control of electronic components is that many crystals are placed in the mold, focusing on the contact pads of the crystals and the basic elements of the mold, isolate all unprotected surfaces of the crystals, except for the contact pads. The specificity of the method lies in the fact that, when placed in a mold, the crystals are fixed with each other with the formation of a group carrier, ensuring that the front surfaces of the crystals are in the same plane with one of the surfaces of the group carrier, while all the conductors necessary for electrotraining are applied to this plane simultaneously and control, as well as an external media connector. Simultaneously with the crystals, a group metal frame is placed in the mold; the frame is fixed simultaneously with the crystals. The group medium may also be formed by a flexible printed circuit board connected to a rigid base. The technical result of the invention is to reduce the cost of electrothermal training and finishing control, reducing the duration of the assembly process and control of the electronic component. "
Другой путь - увеличение выхода годных за счет высокой надежности межсоединений (российский патент 2193259).Another way is to increase the yield due to the high reliability of the interconnects (Russian patent 2193259).
Также предлагается проектирование тестопригодности схем при их разработке.Design of testability of circuits during their development is also proposed.
«Проектирование тестопригодности схем при их разработке (Design-For-Testability, DFT) является ключевой и интегральной составляющей современного проектирования электронных схем и печатных плат. Ожидаемый уровень тестопригодности (в процентах покрытия тех или иных, заранее планируемых к тестированию, дефектов) обычно закладывается в технические требования новых разработок и подтверждается компьютерным моделированием тестопригодности еще до того, как начинается изготовление и монтаж печатных плат, узлов и систем. Правила тестопригодного проектирования <…> предполагают видоизменение топологии и/или связей между элементами схемы или даже добавление дополнительных элементов (внутрисхемных или наружных), которые могут никак не быть связаны с функционированием схемы и предназначены только лишь для обеспечения ее тестируемости» (http://www.jtag-test.ru/Solutions/DFT.php).“Designing testability of circuits during their development (Design-For-Testability, DFT) is a key and integral component of modern design of electronic circuits and printed circuit boards. The expected level of test suitability (as a percentage of coverage of certain defects previously planned for testing) is usually laid down in the technical requirements of new developments and is confirmed by computer simulation of test suitability even before of how the manufacture and installation of printed circuit boards, components and systems. The rules of test-fit design <...> involve modifying the topology and / or connections between circuit elements or even adding additional elements (in-circuit or external), which may not be connected with the functioning of the circuit and are intended only to ensure its testability ”(http: // www.jtag-test.ru/Solutions/DFT.php).
Этот способ и выбран за прототип.This method is selected for the prototype.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Выход годных при изготовлении электронных модулей является важнейшей характеристикой производства. При изготовлении высокоплотных, функционально и физически насыщенных электронных модулей (ВПЭМ) их работоспособность зависит от большого количества причин. Наиболее существенное влияние на увеличение выхода годных оказывает работоспособность пассивных элементов после их формирования и активных элементов после их монтажа. Традиционно применяют входной контроль работоспособности активных элементов в ограниченных условиях функционирования, промежуточный технологический контроль пассивных элементов и выходной контроль функционирования готового модуля вместе с испытаниями в рабочем диапазоне температур и других заданных условий. В результате на этапе выходного контроля лишь фиксируется неработоспособность ВПЭМ, обусловленная невозможностью предшествующего полноценного контроля элементов в диапазоне рабочих температур и других условий. Отсутствует возможность заранее, на начальных стадиях изготовления ВПЭМ, существенно повлиять на выход годных, обусловленный указанной проблемой.Output suitable for the manufacture of electronic modules is the most important characteristic of production. In the manufacture of high-density, functionally and physically saturated electronic modules (VPEM), their performance depends on a large number of reasons. The most significant effect on the increase in yield is exerted by the efficiency of passive elements after their formation and active elements after their installation. Traditionally, the input control of operability of active elements in limited operating conditions, the intermediate technological control of passive elements and the output control of the functioning of the finished module along with tests in the operating temperature range and other specified conditions are used. As a result, at the stage of the output control, the VPEM inoperability is only recorded due to the impossibility of the previous full-fledged control of elements in the range of operating temperatures and other conditions. There is no possibility in advance, at the initial stages of production of VPEM, to significantly affect the yield due to this problem.
Для решения проблемы предлагается изменить состав и последовательность операций изготовления ВПЭМ таким образом, чтобы работоспособность активных и пассивных элементов в рабочем диапазоне условий могла быть проконтролирована на начальной стадии изготовления. Тогда проведение остальных менее критичных операций изготовления ВПЭМ несущественно повлияет на выход годных. В результате выход годных ВПЭМ в основном будет определяться контролем на начальной стадии изготовления.To solve the problem, it is proposed to change the composition and sequence of operations for the production of VPEM so that the operability of active and passive elements in the operating range of conditions can be controlled at the initial stage of manufacture. Then, the implementation of the remaining less critical operations for the manufacture of VPEM will not significantly affect the yield. As a result, the yield of suitable VPEM will mainly be determined by control at the initial stage of manufacture.
Для достижения цели предлагается в технологическом маршруте после формирования пассивных элементов и прямого монтажа активных элементов провести их герметизацию изоляционным компаундом, позволяющим защитить их от внешнего воздействия в диапазоне рабочих условий. Затем сформировать известными способами (фотолитографией, лазерной обработкой, металлизацией, планаризацией и др.) контактные выводы и перед последующим послойным формированием межсоединений проводить известными способами полнофункциональный зондовый контроль работоспособности каждого элемента в рабочем диапазоне температур и других внешних условий.To achieve the goal, it is proposed that after the formation of passive elements and direct installation of active elements, it is proposed to seal them with an insulating compound, which allows them to be protected from external influences in the range of operating conditions. Then, to form contact conclusions by known methods (photolithography, laser processing, metallization, planarization, etc.) and, before the subsequent layer-by-layer formation of interconnects, carry out, by known methods, full-function probe monitoring of the operability of each element in the operating temperature range and other external conditions.
Чтобы это было возможным, проводят последовательно следующие технологические операции, иллюстрируемые фиг.1-7:To make this possible, the following technological operations are carried out sequentially, illustrated in figures 1-7:
1. Несущественные операции.1. Minor transactions.
2. Подготовка поверхности подложки.2. Preparation of the surface of the substrate.
3. Формирование встроеннных тонкопленочных элементов R, С, L, микрополосковых элементов и др. На фиг.1 в качестве примера показано сопротивление 1 и конденсатор 2 с диэлектриком 3 на подложке 4.3. The formation of embedded thin-film elements R, C, L, microstrip elements, etc. Figure 1 shows, by way of example, resistance 1 and
4. Выполнение прямого монтажа кристаллов интегральных схем (чипов) различных типов (СВЧ монолитные интегральные схемы, СБИС, микроэлектромеханические системы, системы на кристалле, силовые сборки, единичные полупроводниковые элементы, фотоприемники, пассивные элементы в «чип»-исполнении и др.). На фиг.2 к изображенному на фиг.1 добавлен чип 5.4. Performing direct mounting of crystals of integrated circuits (chips) of various types (microwave monolithic integrated circuits, VLSI, microelectromechanical systems, systems on a chip, power assemblies, single semiconductor elements, photodetectors, passive elements in a "chip" version, etc.). In Fig. 2, the
5. Заливка сформированного на подложке набора элементов слоем изоляционного полимера выше уровня самого высокого элемента на величину технологического запаса, например известного фотополимера SU-8 на 5-50 мкм выше уровня поверхности кристаллов (полимер 6 на фиг.3).5. Filling the set of elements formed on the substrate with an insulating polymer layer above the level of the highest element by the amount of technological stock, for example, the well-known SU-8 photopolymer, 5-50 microns higher than the surface of the crystals (
6. Вскрытие областей контактов к залитым элементам, например, методом фотолитографии (область контакта 7 на фиг.4).6. Opening the contact areas to the filled elements, for example, by photolithography (
7. Заполнение металлизацией вскрытых окон в полимерном слое, например, вакуумным напылением и гальваническим доращиванием слоя меди на всю глубину вскрытых окон (металлизация 8 на фиг.5).7. Filling with metallization of opened windows in the polymer layer, for example, by vacuum deposition and galvanic growth of the copper layer to the entire depth of the opened windows (
8. Планаризация (например, плоское шлифование и химико-механическое полирование) поверхности сформированного слоя до полного разделения всех контактов (фиг.6).8. Planarization (for example, flat grinding and chemical-mechanical polishing) of the surface of the formed layer to the complete separation of all contacts (Fig.6).
9. Очистка поверхности контактов для обеспечения их минимального омического сопротивления и электрических зондов на последующих операциях (фиг.6).9. Cleaning the surface of the contacts to ensure their minimum ohmic resistance and electrical probes in subsequent operations (Fig.6).
10. Выполнение полнофункционального контроля всех элементов путем помещения подложки на специализированный термозадающий держатель, последовательного присоединения измерительных зондов к контактам элементов и проведения комплекса требуемых измерений (на фиг.7 показаны измеритель сопротивления 9, измеритель емкости 10 и функциональный тестер 11).10. Performing full-function control of all elements by placing the substrate on a specialized heat-setting holder, sequentially connecting the measuring probes to the contacts of the elements and performing the set of required measurements (Fig. 7 shows a resistance meter 9, a capacitance meter 10, and a functional tester 11).
11. Направление технологических модулей, успешно прошедших контроль, на последующие технологические операции и снятие с маршрута не прошедших контроль.11. The direction of technological modules that have successfully passed control to subsequent technological operations and removal from the route of failed control.
12. Несущественные операции.12. Minor transactions.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 иллюстрирует формирование встроенных тонкопленочных элементов.Figure 1 illustrates the formation of embedded thin film elements.
Фиг.2 иллюстрирует выполнение прямого монтажа кристаллов интегральных схем (чипов) различных типов.Figure 2 illustrates the implementation of direct mounting crystals of integrated circuits (chips) of various types.
Фиг.3 иллюстрирует заливку сформированного на подложке набора элементов слоем изоляционного полимера.Figure 3 illustrates the filling formed on the substrate of a set of elements with a layer of insulating polymer.
Фиг.4 иллюстрирует вскрытие областей контактов к залитым элементам.Figure 4 illustrates the opening of the contact areas to the flooded elements.
Фиг.5 иллюстрирует заполнение металлизацией вскрытых окон в полимерном слое.Figure 5 illustrates the metallization filling of open windows in the polymer layer.
Фиг.6 иллюстрирует планаризацию поверхности сформированного слоя до полного разделения всех контактов и очистку поверхности контактов.Fig.6 illustrates the planarization of the surface of the formed layer to the complete separation of all contacts and cleaning the surface of the contacts.
Фиг.7 иллюстрирует выполнение полнофункционального контроля всех элементов.7 illustrates the implementation of full-function control of all elements.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На предприятии в течение 2 лет проводят зондовый контроль тестовых образцов в соответствии с описываемым способом на установке Sammit 12000 фирмы Agilent Technologies (USA). Это позволило повысить количество годных изделий после формирования многослойной коммутационной разводки в среднем на 27% за счет своевременной отбраковки полуфабрикатов на начальном этапе изготовления.For 2 years, the company conducts probe control of test samples in accordance with the described method at the Sammit 12000 installation of Agilent Technologies (USA). This made it possible to increase the number of suitable products after the formation of multi-layer switching wiring by an average of 27% due to the timely rejection of semi-finished products at the initial stage of manufacture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125467/28A RU2511007C2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125467/28A RU2511007C2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012125467A RU2012125467A (en) | 2013-12-27 |
RU2511007C2 true RU2511007C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=49785787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125467/28A RU2511007C2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2511007C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196513U1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | HIGH DENSITY ELECTRONIC MODULE |
RU216173U1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-01-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" | Test device for detecting the effects of changing electrophysical parameters in VLSI layers |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116542032B (en) * | 2023-04-24 | 2024-04-09 | 广州市粤港澳大湾区前沿创新技术研究院 | Chip integrated design method and system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036538C1 (en) * | 1990-07-02 | 1995-05-27 | Царева Людмила Георгиевна | Method for protection of semiconductor devices prior to their sealing |
RU2133522C1 (en) * | 1997-11-03 | 1999-07-20 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Process of manufacture and test of electron components |
RU2193259C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional polymeric electronic module |
RU2193260C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional multicomponent electronic module |
RU2221312C1 (en) * | 2002-08-15 | 2004-01-10 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for producing three-dimensional electronic module |
US20090028491A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | General Electric Company | Interconnect structure |
-
2012
- 2012-06-20 RU RU2012125467/28A patent/RU2511007C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036538C1 (en) * | 1990-07-02 | 1995-05-27 | Царева Людмила Георгиевна | Method for protection of semiconductor devices prior to their sealing |
RU2133522C1 (en) * | 1997-11-03 | 1999-07-20 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Process of manufacture and test of electron components |
RU2193259C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional polymeric electronic module |
RU2193260C1 (en) * | 2001-10-31 | 2002-11-20 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for manufacturing three-dimensional multicomponent electronic module |
RU2221312C1 (en) * | 2002-08-15 | 2004-01-10 | Сасов Юрий Дмитриевич | Method for producing three-dimensional electronic module |
US20090028491A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | General Electric Company | Interconnect structure |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Анализ тестопригодности схем", URL:http://www.jtag-test.ru/Solutions/DFT.php. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196513U1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | HIGH DENSITY ELECTRONIC MODULE |
RU216173U1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-01-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" | Test device for detecting the effects of changing electrophysical parameters in VLSI layers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012125467A (en) | 2013-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5567818B2 (en) | Semiconductor interposer and manufacturing method thereof (silicon interposer test for 3D chip stack) | |
Chen et al. | Cost-effective integration of three-dimensional (3D) ICs emphasizing testing cost analysis | |
US8033012B2 (en) | Method for fabricating a semiconductor test probe card space transformer | |
KR101339493B1 (en) | Space Transformer for Probe Card and Manufacturing Method Thereof | |
TWI466205B (en) | Methods and apparatus for bimodal wafer testing | |
US6831357B2 (en) | Circuit substrate device, method for producing the same, semiconductor device and method for producing the same | |
US6423558B1 (en) | Method for fabricating integrated circuit (IC) dies with multi-layered interconnect structures | |
KR20020028159A (en) | Massively parallel interface for electronic circuit | |
US8692136B2 (en) | Method of repairing probe card and probe board using the same | |
WO2001036990A2 (en) | Wafer level interposer | |
US9568543B2 (en) | Structure and method for testing stacked CMOS structure | |
JP4343256B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
RU2511007C2 (en) | Method of increasing yield ratio when manufacturing high-density electronic modules | |
US8312407B2 (en) | Integration of open space/dummy metal at CAD for physical debug of new silicon | |
TW201820575A (en) | Space transformers for probe cards, and associated systems and methods | |
CN103412163A (en) | Elastic polymer material-based micro-electromechanical systems probe card change-over plate | |
US20070111340A1 (en) | Method for in-line testing of semiconductor wafers | |
TWI431278B (en) | Semiconductor test probe card space transformer | |
US6002267A (en) | In-line voltage plane tests for multi-chip modules | |
Kada | Development of functionally innovative 3D-integrated circuit (dream chip) technology/high-density 3D-integration technology for multifunctional devices | |
Shambrook et al. | High-density multichip interconnect (HDMI) | |
US9784786B2 (en) | Device for electrically testing the interconnections of a microelectronic device | |
JP4877465B2 (en) | Semiconductor device, semiconductor device inspection method, semiconductor wafer | |
US20220187341A1 (en) | Microelectronic test interface substrates, devices, and methods of manufacture thereof layer level test and repair on buildup redistribution layers | |
Viswanathan et al. | Analysis of multilayer and multifunctional circuit in processor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |