封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法和測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及封裝結(jié)構(gòu)的可靠性測試，特別涉及一種封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方 法和測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，目前半導(dǎo)體器件的特征尺寸已經(jīng)變得非常小，希望在 二維的封裝結(jié)構(gòu)中增加半導(dǎo)體器件的數(shù)量變得越來越困難，因此三維封裝成為一種能有效 提高芯片集成度的方法。目前的三維封裝包括基于金線鍵合的芯片堆疊（Die Stacking)、 封裝堆疊（Package Stacking)和基于娃通孔（Through Silicon Via，TSV)的三維（3D)堆 疊。其中，利用硅通孔的三維堆疊技術(shù)具有以下三個優(yōu)點：（1)高密度集成；（2)大幅地縮 短電互連的長度，從而可以很好地解決出現(xiàn)在二維系統(tǒng)級芯片（S0C)技術(shù)中的信號延遲等 問題；（3)利用硅通孔技術(shù)，可以把具有不同功能的芯片(如射頻、內(nèi)存、邏輯、MEMS等）集成 在一起來實現(xiàn)封裝芯片的多功能。
[0003] 但是基于芯片堆疊和硅通孔的三維封裝結(jié)構(gòu)仍面臨著很多挑戰(zhàn)，比如三維封裝結(jié) 構(gòu)的熱學-機械穩(wěn)定性。為了促進三維封裝技術(shù)的發(fā)展，封裝晶圓交互作用測試(模擬）裝 置應(yīng)運而生，測試(模擬）裝置通過建立三維封裝模型，然后對三維封裝模型進行模擬分析， 獲得三維封裝結(jié)構(gòu)的溫度分布或溫度梯度曲線，所述溫度分布或溫度梯度曲線反應(yīng)了三維 封裝結(jié)構(gòu)的扭曲和應(yīng)力等機械特性。通過對獲得的溫度分布或溫度梯度曲線進行分析，可 以對三維封裝模型中的疊層結(jié)構(gòu)的厚度、結(jié)構(gòu)的尺寸、結(jié)構(gòu)的材料、相鄰結(jié)構(gòu)的間距等參數(shù) 進行優(yōu)化，再次分析和模擬后以獲得熱學-機械穩(wěn)定性較高或者滿足工藝設(shè)計的三維封裝 模型。
[0004] 但是現(xiàn)有技術(shù)的分析和模擬的過程較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的問題是怎樣提高可靠性分析和模擬的效率。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，包括：建立 待測試的封裝結(jié)構(gòu)模型；選定待測試的封裝結(jié)構(gòu)模型的某個區(qū)域為目標區(qū)域；將目標區(qū)域 分割成第一網(wǎng)格區(qū)域和第二網(wǎng)格區(qū)域，第一網(wǎng)格區(qū)域中第一網(wǎng)格的密度小于第二網(wǎng)格區(qū)域 中的第二網(wǎng)格的密度；獲得第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格的對應(yīng)的區(qū)域特征屬性；基于所述區(qū)域特 征屬性計算獲得第一網(wǎng)格區(qū)域和第二網(wǎng)格區(qū)域中每個第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性 參數(shù)。
[0007] 可選的，還包括：判斷第二網(wǎng)格區(qū)域中的第二網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)與基準參數(shù) 之間是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第二網(wǎng)格標定為感興趣的區(qū)域；將所 述感興趣的區(qū)域分割為第三網(wǎng)格區(qū)域和第四網(wǎng)格區(qū)域，第三網(wǎng)格區(qū)域中的第三網(wǎng)格的密度 小于第四網(wǎng)格區(qū)域中的第四網(wǎng)格的密度，且第三網(wǎng)格區(qū)域的第三網(wǎng)格的密度大于第二網(wǎng)格 的密度；獲得第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng) 區(qū)域特征屬性計算獲得每個第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
[0008] 可選的，還包括：判斷第二網(wǎng)格區(qū)域中的某個第二網(wǎng)格的可靠性參數(shù)與相鄰的其 他第二網(wǎng)格的可靠性參數(shù)是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第二標定為感興 趣的區(qū)域；將所述感興趣的區(qū)域分割為第三網(wǎng)格區(qū)域和第四網(wǎng)格區(qū)域，第三網(wǎng)格區(qū)域中的 第三網(wǎng)格的密度小于第四網(wǎng)格區(qū)域中的第四網(wǎng)格的密度，且第三網(wǎng)格區(qū)域的第三網(wǎng)格的密 度大于第二網(wǎng)格的密度；獲得第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第三網(wǎng)格和 第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性計算獲得每個第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
[0009] 可選的，還包括：判斷某一第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)與基準參數(shù)之間的是否存 在差異或與相鄰的其他第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)是否存在差異；若存在差異，則將該存 在差異的第四網(wǎng)格標定為感興趣的第M區(qū)域（M> 2);將感興趣的第M區(qū)域(M> 2)分割為 第N網(wǎng)格區(qū)域和第N+1網(wǎng)格區(qū)域（N彡5)，第N網(wǎng)格區(qū)域中的第N網(wǎng)格的密度小于第N+1網(wǎng) 格區(qū)域中的第N+1網(wǎng)格的密度，且第N網(wǎng)格區(qū)域的第N網(wǎng)格的密度大于第四網(wǎng)格的密度；獲 得第N網(wǎng)格和第N+1網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第N網(wǎng)格和第N+1網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特 征屬性計算獲得每個第N網(wǎng)格和第N+1網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
[0010] 可選的，感興趣的區(qū)域為多個時，選擇其中一個感興趣的區(qū)域或多個感興趣的區(qū) 域進行分割。
[0011] 可選的，所述區(qū)域特征屬性包括：第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格中的材料的種類、材料的熱 傳導(dǎo)系數(shù)、材料的楊氏模量、材料的熱膨脹系數(shù)、材料的泊松比、第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格的尺 寸、第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格中不同材料的面積占比或體積占比。
[0012] 可選的，所述可靠性參數(shù)包括：區(qū)域熱傳導(dǎo)率、平面楊氏模量、平面熱膨脹系數(shù)。
[0013]可選的，所述區(qū)域熱傳導(dǎo)率K的計算方式為
【主權(quán)項】
1. 一種封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，包括： 建立待測試的封裝結(jié)構(gòu)模型； 選定待測試的封裝結(jié)構(gòu)模型的某個區(qū)域為目標區(qū)域； 將目標區(qū)域分割成第一網(wǎng)格區(qū)域和第二網(wǎng)格區(qū)域，第一網(wǎng)格區(qū)域中第一網(wǎng)格的密度小 于第二網(wǎng)格區(qū)域中的第二網(wǎng)格的密度； 獲得第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格的對應(yīng)的區(qū)域特征屬性； 基于所述區(qū)域特征屬性計算獲得第一網(wǎng)格區(qū)域和第二網(wǎng)格區(qū)域中每個第一網(wǎng)格和第 二網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，還包括：判斷第 二網(wǎng)格區(qū)域中的第二網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)與基準參數(shù)之間是否存在差異；若存在差異， 則將該存在差異的第二網(wǎng)格標定為感興趣的區(qū)域；將所述感興趣的區(qū)域分割為第三網(wǎng)格區(qū) 域和第四網(wǎng)格區(qū)域，第三網(wǎng)格區(qū)域中的第三網(wǎng)格的密度小于第四網(wǎng)格區(qū)域中的第四網(wǎng)格的 密度，且第三網(wǎng)格區(qū)域的第三網(wǎng)格的密度大于第二網(wǎng)格的密度；獲得第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格 的對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性計算獲得每個第三網(wǎng) 格和第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，還包括：判斷第 二網(wǎng)格區(qū)域中的某個第二網(wǎng)格的可靠性參數(shù)與相鄰的其他第二網(wǎng)格的可靠性參數(shù)是否存 在差異；若存在差異，則將該存在差異的第二標定為感興趣的區(qū)域；將所述感興趣的區(qū)域 分割為第三網(wǎng)格區(qū)域和第四網(wǎng)格區(qū)域，第三網(wǎng)格區(qū)域中的第三網(wǎng)格的密度小于第四網(wǎng)格區(qū) 域中的第四網(wǎng)格的密度，且第三網(wǎng)格區(qū)域的第三網(wǎng)格的密度大于第二網(wǎng)格的密度；獲得第 三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性計 算獲得每個第三網(wǎng)格和第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，還包括：判 斷某一第四網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)與基準參數(shù)之間的是否存在差異或與相鄰的其他第四 網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第四網(wǎng)格標定為感 興趣的第M區(qū)域（M彡2);將感興趣的第M區(qū)域（M彡2)分割為第N網(wǎng)格區(qū)域和第N+1網(wǎng)格 區(qū)域（N彡5)，第N網(wǎng)格區(qū)域中的第N網(wǎng)格的密度小于第N+1網(wǎng)格區(qū)域中的第N+1網(wǎng)格的密 度，且第N網(wǎng)格區(qū)域的第N網(wǎng)格的密度大于第四網(wǎng)格的密度；獲得第N網(wǎng)格和第N+1網(wǎng)格的 對應(yīng)區(qū)域特征屬性；基于第N網(wǎng)格和第N+1網(wǎng)格的對應(yīng)區(qū)域特征屬性計算獲得每個第N網(wǎng) 格和第N+1網(wǎng)格對應(yīng)的可靠性參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求2或3所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，感興趣的區(qū) 域為多個時，選擇其中一個感興趣的區(qū)域或多個感興趣的區(qū)域進行分割。
6. 如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，所述區(qū)域特征 屬性包括：第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格中的材料的種類、材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)、材料的楊氏模量、材 料的熱膨脹系數(shù)、材料的泊松比、第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格的尺寸、第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格中不同 材料的面積占比或體積占比。
7. 如權(quán)利要求6所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，所述可靠性參 數(shù)包括：區(qū)域熱傳導(dǎo)率、平面楊氏模量、平面熱膨脹系數(shù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的封裝結(jié)構(gòu)的交互作用的測試方法，其特征在于，所述區(qū)域熱傳 導(dǎo)率K的計算方式為
，其中，K1為第一結(jié)構(gòu)的材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，K 2 為第二結(jié)構(gòu)的材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，S1為第一結(jié)構(gòu)在第一