專利名稱：一種裸芯片的臨時(shí)封裝載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及裸芯片測試封裝載體，具體來說，涉及一種裸芯片 測試與老化篩選臨時(shí)封裝載體。
背景技術(shù)：
整機(jī)系統(tǒng)對小型化和高密度發(fā)展需求越來越迫切，特別是微型化、 智能化和信息化的高可靠性性整機(jī)需求特定功能的模塊，促進(jìn)了國內(nèi)模 塊技術(shù)的高速發(fā)展，形成了對裸芯片的巨大需求。
現(xiàn)代電子裝備的高可靠需要高可靠性MCM和組件，航天復(fù)雜系統(tǒng) 要求零失效率的MCM和組件，高新整機(jī)系統(tǒng)和高新微小智能系統(tǒng)需求 MCM和組件的可靠性有定量保證，這些高可靠性系統(tǒng)所使用的MCM和 組件均需要已知其質(zhì)量和可靠性信息的KGD (已知好芯片)芯片。
KGD通過對裸芯片的功能測試、參數(shù)測試、老化、篩選和可靠性試 驗(yàn)使裸芯片在技術(shù)指標(biāo)和可靠性指標(biāo)上達(dá)到封裝成品的等級要求的裸芯 片。裸芯片是沒有經(jīng)過封裝且一個(gè)個(gè)分立的裸芯片，芯片大小各異，功 能多樣，種類繁雜，版圖結(jié)構(gòu)各種各樣，不能采用統(tǒng)一的夾具來進(jìn)行測 試和試驗(yàn)；其次裸芯片測試、試驗(yàn)過程中夾具的電連接及其可靠性，裸 芯片的無損裝御載等問題，都影響了KGD的應(yīng)用，現(xiàn)在組件/MCM用 的裸芯片都是未經(jīng)全功能和耐環(huán)境能力測試和老化篩選的未知質(zhì)量和可靠性的裸芯片，特別是進(jìn)口裸芯片的質(zhì)量和可靠性更不能保證。
已報(bào)道和公開的技術(shù)表明，已有的技術(shù)對于裸芯片(特別是小尺寸
芯片)在臨時(shí)封裝過程中存在一個(gè)橫向的應(yīng)力，對裸芯片的pad與測試 襯底間的對準(zhǔn)精度有一定的影響，易導(dǎo)致裸芯片的橫向位移，導(dǎo)致芯片 pad受到一定的損傷。
實(shí)用新型內(nèi)容
針對以上的不足，本實(shí)用新型提供了一種裸芯片測試與老化篩選臨 時(shí)封裝載體，解決了裸芯片的測試和老化篩選難題，解決了裸芯片在裝 載過程中的橫向位移問題，避免了裸芯片(特別是小尺寸芯片)在裝卸 載過程中芯片橫向位移導(dǎo)致的接觸凸點(diǎn)對芯片pad金屬化的損傷，利用 裸芯片臨時(shí)封裝載體模仿集成電路的封裝來實(shí)現(xiàn)芯片的測試和老化篩 選。
一種裸芯片的臨時(shí)封裝載體包括電氣互連襯底和為所述電氣互連襯 底提供機(jī)械支撐的夾具。夾具包括底座基板、支撐固定件、彈力蓋板、 蓋板支撐件和螺栓固定件，支撐固定件的中部開有用于容納裸芯片的空 腔，電氣互連襯底被夾設(shè)在底座基板和支撐固定件之間，電氣互連襯底 中部設(shè)有顯露在支撐固定件空腔內(nèi)的金屬凸點(diǎn)區(qū)，金屬凸點(diǎn)用于與被試 驗(yàn)裸芯片的pad接觸，電氣互連襯底周邊設(shè)有顯露在外的金屬接觸區(qū)， 金屬接觸區(qū)用于被試驗(yàn)裸芯片的電氣信號與外圍測試電路或標(biāo)準(zhǔn)測試夾 具電氣互連，蓋板支撐件通過螺栓固定件聯(lián)接在支撐固定件上面，螺栓 固定件在其螺母控制下將蓋板支撐件緊壓在支撐固定件上，實(shí)現(xiàn)芯片的 固定，彈力蓋板設(shè)置在蓋板支撐件的內(nèi)部。
所述支撐固定件與蓋板支撐件間設(shè)有彈簧進(jìn)行緩沖。所述電氣互連襯底為撓性覆銅薄膜，由金屬導(dǎo)電材料金屬層和介質(zhì) 基片材料層通過粘結(jié)劑粘合。
所述電氣互連襯底與底座基板之間設(shè)有金屬墊片。
所述電氣互連襯底與底座基板之間設(shè)有塑料撓性墊片和塑料軟墊片。
所述電氣互連襯底與支撐固定件間設(shè)置中間開有與芯片相適應(yīng)的通
孔的金屬壓片。
所述在彈力蓋板與蓋板支撐件之間設(shè)有彈簧和圓珠球。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過裸芯片測試與老化篩選臨時(shí)封裝載體
解決裸芯片(特別是小尺寸芯片)測試、老化篩選問題，使裸芯片達(dá)到
同類封裝產(chǎn)品的可靠性水平，成為已知良好芯片(KGD)，從而提高M(jìn)CM 和HIC的成品率、質(zhì)量與可靠性，將顯著地縮短MCM和HIC的研制周 期，實(shí)現(xiàn)成本和效益的最佳結(jié)合，特別是對高質(zhì)量和高可靠性要求的復(fù) 雜和昂貴整機(jī)系統(tǒng)，通過本方案實(shí)現(xiàn)把一般裸芯片提升為KGD，可保障 整機(jī)系統(tǒng)的可靠性，因此本發(fā)明技術(shù)方案具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效 益和軍事效益。


圖1為本發(fā)明的立體圖； 圖2為本發(fā)明的剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的裸芯片測試與老化篩選臨時(shí)封裝 載體包括電氣互連襯底3和為電氣互連襯底提供機(jī)械支撐的夾具，夾具 包括底座基板l、支撐固定件5、彈力蓋板6、蓋板支撐件7和螺栓固定 件9，支撐固定件5的中部開有用于容納裸芯片的空腔，電氣互連襯底3 被夾設(shè)在底座基板1與支撐固定件5之間，電氣互連襯底3中部設(shè)有顯露 在支撐固定件5內(nèi)的金屬凸點(diǎn)區(qū)，金屬凸點(diǎn)用于與被試驗(yàn)裸芯片的pad 接觸，電氣互連襯底3周邊設(shè)有顯露在底座基板1外的金屬接觸區(qū)，金 屬接觸區(qū)用于被試驗(yàn)裸芯片的電氣信號與外圍測試電路或標(biāo)準(zhǔn)測試夾具 電氣互連，蓋板支撐件7通過螺栓固定件9聯(lián)接在支撐固定件5的上面， 固定支撐件5與蓋板支撐件7間有彈簧8進(jìn)行緩沖，螺栓固定件9在其 螺母控制下可將蓋板支撐件7緊壓在固定支撐件5上，實(shí)現(xiàn)對芯片的固 定，彈力蓋板6設(shè)置在蓋板支撐件7的內(nèi)面。電氣互連襯底3為撓性覆 銅薄膜，由金屬導(dǎo)電材料金屬層和介質(zhì)基片材料層通過粘結(jié)劑粘合。在 電氣互連襯底3與底座基板1之間設(shè)有金屬墊片2，在電氣互連襯底與底 座基板之間還設(shè)有塑料撓性墊片和塑料軟墊片，在電氣互連襯底3與支 撐固定件5之間有金屬壓片4，金屬壓片4上開有與芯片相匹配的通孔 (12)，在彈力蓋板與蓋板支撐件之間設(shè)有圓珠球IO和彈簧11。底座基 板l、金屬墊片2、電氣互連襯底3、金屬壓片4、固定支撐件5通過四 角的螺釘固定并裝配在一起。
電氣互連襯底是薄膜單層或多層布線基板，四周有微小間距的金屬 接觸區(qū)，其圖形及間隔滿足表面貼裝IC測試插座和其他測試插座對其參 數(shù)要求，在薄膜的中心區(qū)域有一個(gè)金屬凸點(diǎn)區(qū)，其金屬凸點(diǎn)的位置參數(shù) 與相應(yīng)裸芯片上的Pad相對應(yīng)，裸芯片倒叩在薄膜基板上，芯片上壓焊區(qū)與襯底上的金屬凸點(diǎn)接觸，芯片上方的蓋板帶有彈簧裝置，使蓋板具 有彈性，蓋下時(shí)將芯片與電氣互連襯底壓緊，從而實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。 芯片載體再裝到有精細(xì)間距的通用插座內(nèi)，插座可裝到測試架或老化板 上，這樣就可以進(jìn)行老化和全溫度范圍的電性能測試，合格芯片就成為
KGD。夾具(Carrier)是對裸芯片進(jìn)行暫時(shí)封裝的載體，可多次重復(fù)使 用，夾具為襯底提供一個(gè)機(jī)械支撐，對芯片形成一個(gè)可控制的壓力來達(dá) 到芯片對襯底的合適接觸，保護(hù)裸芯片免遭機(jī)械損傷，同時(shí)為測試和老 化的插座(Socket)提供一個(gè)機(jī)械接觸界面。
底座基板是高溫塑料件，提供定位釘裝配位、裝配螺栓位，并保證 夾具主體的基本平整；支撐固定件是高溫塑料件，提供裝配支撐；彈力 蓋板是高溫塑料件，通過一定壓力固定裸芯片，并保證裸芯片在一定壓 力下均勻地壓在電氣互連襯底上；蓋板支撐件是高溫塑料件，提供對彈 力蓋板的支撐和與螺栓固定件一起提供臨時(shí)封裝固定；螺栓固定件是金 屬件，起到將蓋板支撐件固定在固定支撐件上的作用；金屬壓片壓在電 氣互連襯底上方，保證電氣互連襯底平整地裝配到夾具中，同時(shí)使硅橡 膠墊片均勻受力，保證電氣互連襯底平整；金屬墊片為電氣互連襯底提 供平整，并與金屬壓片一起保證電氣互連襯底的平整。
裸芯片Pad電接觸的電氣互連襯底采用高性能的撓性覆銅薄膜材料， 撓性覆銅薄膜材料是由金屬導(dǎo)電材料金屬層(如銅)和介質(zhì)基片材料層 (如聚酰亞胺)，通過粘結(jié)劑粘合起來的復(fù)合材料。撓性覆銅薄膜材料具 有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和加工相容性，加工不損失其原有的電性能、耐熱 性能和機(jī)械性能，具有一定的延展性。能滿足生產(chǎn)工藝中的進(jìn)行鉆孔、 電鍍、蝕刻等加工工藝要求。因此該類撓性覆銅薄膜材料能實(shí)現(xiàn)在裸芯片測試中要求對每個(gè)pad均有良好的接觸。典型的主要材料厚度參數(shù)為 聚酯薄膜厚度為0.075mm;銅箔厚度為0.07mm。
權(quán)利要求1、一種裸芯片的臨時(shí)封裝載體，它包括電氣互連襯底(3)和為所述電氣互連襯底提供機(jī)械支撐的夾具，其特征在于，所述夾具包括底座基板(1)、支撐固定件(5)、彈力蓋板(6)、蓋板支撐件(7)和螺栓固定件(9)，支撐固定件(5)的中部開有用于容納裸芯片的空腔，電氣互連襯底(3)被夾設(shè)在底座基板(1)和支撐固定件(5)之間，電氣互連襯底(3)中部設(shè)有顯露在支撐固定件(5)空腔內(nèi)的金屬凸點(diǎn)區(qū)，電氣互連襯底(3)周邊設(shè)有顯露在(1)外的金屬接觸區(qū)，蓋板支撐件(7)通過螺栓固定件(9)聯(lián)接在支撐固定件(5)上面，螺栓固定件(9)在其螺母控制下將蓋板支撐件(7)緊壓在支撐固定件(5)上，實(shí)現(xiàn)芯片的固定，彈力蓋板(6)設(shè)置在蓋板支撐件(7)的內(nèi)部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于，所 述支撐固定件(5)與蓋板支撐件(7)間設(shè)有彈簧(8)進(jìn)行緩沖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于，所 述電氣互連襯底(3)為撓性覆銅薄膜，由金屬導(dǎo)電材料金屬層和介質(zhì)基 片材料層通過粘結(jié)劑粘合。電氣互連襯底(3)上的中心區(qū)域有與裸芯片 接觸的金屬凸點(diǎn)，用于與裸芯片pad接觸和電氣互連，電氣互連襯底(3) 上的外圍四周有與測試夾具相對應(yīng)的金屬接觸區(qū)，用于裸芯片的電信號 與外圍測試電路或測試夾具的電氣互連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于， 所述電氣互連襯底(3)與底座基板(1)之間設(shè)有金屬墊片(2)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于，所述電氣互連襯底(3)與底座基板(1)之間設(shè)有塑料撓性墊片和塑料 軟墊片。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于, 所述電氣互連襯底(3)與支撐固定件(5)間設(shè)置中間開有與芯片相適 應(yīng)的通孔(12)的金屬壓片(4)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸芯片的臨時(shí)封裝載體，其特征在于，所 述在彈力蓋板(6)與蓋板支撐件(7)之間設(shè)有彈簧(11)和圓珠球(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種裸芯片的臨時(shí)封裝載體，包括電氣互連襯底和為所述電氣互連襯底提供機(jī)械支撐的夾具。夾具包括底座基板、支撐固定件、彈力蓋板、蓋板支撐件和螺栓固定件，支撐固定件的中部開有用與容納裸芯片的空腔，電氣互連襯底被夾設(shè)在底座基板和支撐固定件之間，電氣互連襯底中部設(shè)有顯露在支撐固定件空腔內(nèi)的金屬凸點(diǎn)區(qū)，電氣互連襯底周邊設(shè)有顯露在外的金屬接觸區(qū)，蓋板支撐件通過螺栓固定件聯(lián)接在支撐固定件上面，螺栓固定件在其螺母控制下將蓋板支撐件緊壓在支撐固定件上，實(shí)現(xiàn)芯片的固定，彈力蓋板設(shè)置在蓋板支撐件的內(nèi)部。它解決了裸芯片的測試和老化篩選難題，通過模仿集成電路的封裝來實(shí)現(xiàn)芯片的測試和老化篩選。
文檔編號H01L21/66GK201298046SQ20082020391
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者恩云飛, 楊少華, 云 黃 申請人:信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所