本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路測試領(lǐng)域，尤其涉及一種用于裸芯片測試的PCB板結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

目前，芯片流片完成后，要將裸片封裝于塑料材料或陶瓷材料中，提供環(huán)境保護(hù)，才能焊接在PCB板上進(jìn)行測試。而隨著電子產(chǎn)品市場的競爭越來越激烈，各芯片廠商需要以更快的速度推出芯片產(chǎn)品占領(lǐng)早期市場，爭取獲得更多的利潤。但封裝周期會占用寶貴的測試時間，減緩產(chǎn)品的市場化步伐。晶圓級測試可通過晶圓探針及專用測試臺對裸芯片進(jìn)行測試，但只能夠完成較為簡單的測試任務(wù)，在芯片實際功能的測試方面有較多的局限性。目前的PCB板多用來承載封裝完成后的芯片，沒有專門用于承載裸芯片測試的PCB板設(shè)計加工。目前芯片復(fù)雜度越來越高，功能管腳數(shù)量數(shù)以百計，需在PCB板上加工同樣數(shù)量的一圈綁定焊盤作為鍵合點，由于鍵合絲的最佳鍵合長度要求，金屬觸點面積受到限制，鍵合時極易造成鍵合絲間的碰觸連接，對PCB板加工精度及鍵合操作人員技術(shù)水平的要求較高，在普通實驗室條件下實現(xiàn)裸芯片和PCB板間的有效連接難度較大；且裸芯片面積越大，在PCB板上直接進(jìn)行粘結(jié)時所需的導(dǎo)電膠越多，若用膠量太多，裸片按壓在PCB板上時，會造成導(dǎo)電膠在裸芯片側(cè)邊的外溢，極易黏附在裸芯片金屬PAD上，使金屬PAD間形成短路，造成裸芯片的報廢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)及其制造方法，實現(xiàn)在實驗室條件下完成對PCB板上裸芯片的測試。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種裸芯片測試的PCB板結(jié)構(gòu)，所述的PCB板采用傳統(tǒng)硬板PCB，PCB板一側(cè)表面開有第一級凹槽，第一級凹槽的底部開有第二級凹槽，第二級凹槽的形狀、面積與裸芯片一致，深度等于裸芯片厚度，第二級凹槽的四角開有導(dǎo)流槽；第一級凹槽的面積大于第二級凹槽及導(dǎo)流槽，深度等于裸芯片厚度；兩級凹槽的四周分布有金屬焊盤，金屬焊盤的位置和數(shù)量與裸芯片金屬PAD保持一致，用于裸芯片和PCB板間的電氣連接；對應(yīng)每一個金屬焊盤有一個貫穿PCB板的連接通孔，將裸芯片金屬PAD的電氣連接引至PCB板另一側(cè)。

所述的PCB板采用三塊PCB板層疊而成，相鄰兩塊PCB板之間通過絕緣介質(zhì)層粘合。

本發(fā)明還提供一種上述用于裸芯片測試的PCB板結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：首先加工一塊PCB板，在其上加工與裸芯片面積和形狀一樣的凹槽，并加工導(dǎo)流槽和焊盤；然后加工第二塊PCB板，在其上加工面積大于第二級凹槽及導(dǎo)流槽的貫通槽；在相鄰兩塊PCB板之間添加絕緣介質(zhì)層，并把三塊PCB板壓合，相鄰兩塊PCB板相對的一面不加工焊盤；使用鉆孔工具在壓合后的PCB板上開連接通孔；最后在凹槽處粘結(jié)裸芯片，采用超聲熱壓焊鍵合工藝完成裸芯片金屬PAD與PCB板上焊盤的金絲鍵合。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于加工，工程應(yīng)用可實施性較佳；

2.耳朵型導(dǎo)電膠導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的設(shè)計可較好的避免導(dǎo)電膠溢出時對裸芯片金屬PAD的污染；

3.承載裸芯片的凹槽對裸芯片粘結(jié)具有位置固定的作用，方便裸芯片的粘結(jié)；

4.分成兩個獨立板材形成最終的PCB板，并結(jié)合用于PCB板正面和背面連接通孔的設(shè)置，降低了PCB板設(shè)計難度，避免了鉆頭銑凹槽的精度控制難題。

5.使用雙臺階凹槽后，連接結(jié)構(gòu)呈高低高階梯型，充分使鍵合絲在空間進(jìn)行分布，提高了單位面積上鍵合絲的密度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2是本發(fā)明PCB板的層疊示意圖；

圖3是本發(fā)明第一PCB板俯視圖；

圖4是本發(fā)明第二PCB板俯視圖；

圖5是本發(fā)明第三PCB板俯視圖；

圖6是本發(fā)明一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)工藝流程圖；

圖7(a)-7(j)是本發(fā)明一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)制備過程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。

如圖1所示，本發(fā)明由PCB板101、裸芯片102、第一凹槽103、耳朵型結(jié)構(gòu)104、第一焊盤105、連接通孔106、第一鍵合金絲107、第二鍵合金絲108、第二焊盤109、第二凹槽110組成。如圖2所示，PCB板101由第一PCB板201、第二PCB板202、絕緣介質(zhì)層203、第三PCB板204組成，絕緣介質(zhì)層203用于第一PCB板201和第三PCB板204、第二PCB板202和第三PCB板204間的粘合，同時避免第一PCB板201和第三PCB板204、第二PCB板202和第三PCB板204間的電氣短路。如圖3所示，第一PCB板201上設(shè)置有通孔避銅區(qū)301，用于避免通孔106金屬化時造成的第一PCB板201金屬地層和連接通孔106中的非地網(wǎng)絡(luò)通孔間的短路。如圖4所示，第二PCB板202上設(shè)置有第二凹槽110、通孔避銅區(qū)401，第二凹槽110比第三PCB板焊盤所圍面積略大，通孔避銅區(qū)401用于避免通孔106金屬化時造成的第二PCB板202金屬地層和連接通孔106中的非地網(wǎng)絡(luò)通孔間的短路。如圖5所示，第三PCB板204上設(shè)置有第一凹槽103、耳朵型結(jié)構(gòu)104、通孔避銅區(qū)501，凹槽103厚度與裸芯片102厚度相等，面積和形狀與裸芯片102保持一致，用于承載和固定裸芯片102，耳朵型結(jié)構(gòu)104處于凹槽103的四個角上，厚度與裸芯片102厚度相等，用于對多余的導(dǎo)電膠進(jìn)行導(dǎo)流，通孔避銅區(qū)501用于避免通孔106金屬化時造成的第三PCB板204金屬地層和連接通孔106中的非地網(wǎng)絡(luò)通孔間的短路。本發(fā)明一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)的制備流程如圖六所示。

以下參照圖7(a)-7(j)對本發(fā)明一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)及其制造方法的制備流程進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種用于裸芯片測試的雙凹槽PCB板結(jié)構(gòu)，具體步驟如下：

步驟1，第一PCB板201加工，如圖7(a)所示。

(1a)開料，將雙面覆銅基材切割至需要大??；

(1b)曝光，在覆銅基材的一面涂感光液體，經(jīng)80℃烘干，使用掩膜板利用紫外線曝光機曝光；

(1c)刻蝕，利用單面刻蝕工藝形成電氣走線及通孔避銅區(qū)301。

步驟2，第二PCB板202加工，如圖7(b)所示。

(2a)開料，將雙面覆銅基材切割至需要大?。?/p>

(2b)曝光，在覆銅基材的一面涂感光液體，經(jīng)80℃烘干，使用掩膜板利用紫外線曝光機曝光；

(2c)刻蝕，利用單面刻蝕工藝形成電氣走線及通孔避銅區(qū)401；

步驟3，開凹槽110，如圖7(c)所示。采用鉆銑工藝完成凹槽110加工。

步驟4，第三PCB板204加工，如圖7(d)所示。

(4a)開料，將雙面覆銅基材切割至需要大?。?/p>

(4b)曝光，在覆銅基材的兩面涂感光液體，經(jīng)80℃烘干，使用掩膜板利用紫外線曝光機曝光；

(4c)刻蝕，利用內(nèi)層刻蝕工藝形成電氣走線、第一焊盤105、通孔避銅區(qū)501；

步驟5，開凹槽103及耳朵型結(jié)構(gòu)104加工，如圖7(e)所示。采用鉆銑工藝完成凹槽103及耳朵型結(jié)構(gòu)104加工。

步驟6，第一PCB板201、第二PCB板202、第三PCB板204壓合，如圖7(f)所示。

(6a)粗化銅面，利用棕化藥液或黑化藥液對第一PCB板201、第二PCB板202和第三PCB板204的粘合面進(jìn)行銅面鈍化，以增加樹脂與銅面的表面積，增加銅面對樹脂流動的濕潤性，避免發(fā)生不良反應(yīng)；

(6b)采用鉆銑工藝在用于第三PCB板204和第二PCB板202粘結(jié)用絕緣介質(zhì)層203上加工與第二PCB板202相同形狀與面積的凹槽；

(6c)疊板，將第一PCB板201、絕緣介質(zhì)層203、第三PCB板204、絕緣介質(zhì)層203、第二PCB板202依次疊放在一起，利用鉚釘進(jìn)行固定；

(6d)壓合，通過熱壓方式，將第一PCB板201、絕緣介質(zhì)層203、第三PCB板204、絕緣介質(zhì)層203、第二PCB板202壓合在一起，形成多層PCB板101；

(6e)曝光，在多層PCB板101的頂層和底層涂感光液體，經(jīng)80℃烘干，使用掩膜板利用紫外線曝光機曝光；

(6f)刻蝕，利用外層刻蝕工藝形成電氣走線及第二焊盤109；

步驟7，鉆通孔，如圖7(g)所示。使用鉆孔工具在多層PCB板101上形成連接通孔106，鉆孔區(qū)要在第一PCB板201的通孔避銅區(qū)301、第二PCB板202的通孔避銅區(qū)401、第三PCB板204的通孔避銅區(qū)501內(nèi)。

步驟8，通孔金屬化，如圖7(h)所示。

(8a)化學(xué)沉銅，對連接通孔106孔壁和其它銅面沉上一層化學(xué)薄銅，用于在不導(dǎo)電的連接通孔106孔壁上形成電氣連接；

(8b)電鍍銅，對連接通孔106孔壁和其它銅面電鍍一層薄銅，用于保護(hù)沉淀的化學(xué)薄銅；

(8c)電鍍鎳，對連接通孔106孔壁和其它銅面電鍍一層金屬鎳，用于銅層和金層之間的阻隔層，防止金銅互相擴散；

(8d)電鍍金，對連接通孔106孔壁和其它銅面電鍍一層軟金，形成通孔金屬化及鍍金第一焊盤105、鍍金第二焊盤109。

步驟9，裸芯片102粘結(jié)，如圖7(i)所示。使用導(dǎo)電膠將裸芯片102粘結(jié)在多層PCB板101的凹槽103內(nèi)，多余的導(dǎo)電膠將流到耳朵型結(jié)構(gòu)104內(nèi)。

步驟10，裸芯片102鍵合，如圖7(j)所示。使用第一鍵合金絲107采用超聲熱壓焊鍵合工藝完成裸芯片102金屬PAD與第三PCB板204上第一焊盤105的鍵合，使用第二鍵合金絲108采用超聲熱壓焊鍵合工藝完成裸芯片102金屬PAD與第二PCB板202上第二焊盤109的鍵合，最終完成用于裸芯片測試的凹槽PCB板結(jié)構(gòu)。