本發(fā)明特別涉及一種倒裝焊接的電學(xué)測試方法及系統(tǒng)，屬于半導(dǎo)體制造和測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

倒裝互聯(lián)技術(shù)在半導(dǎo)體制造工藝中被廣泛應(yīng)用。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)兩種芯片之間的混合連接，焊點(diǎn)密度高，可靠性好，被廣泛應(yīng)用于焦平面探測器陣列(fpa)，led光源陣列，空間光調(diào)制器陣列等光電芯片與其對應(yīng)的讀出電路或者驅(qū)動電路的連接。但是光電芯片往往價格昂貴，倒裝焊工藝中的焊球直徑一般在20μm左右，直接測試不僅成本高昂，而且測試難度也很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種倒裝焊接的電學(xué)測試方法及系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種倒裝焊接的電學(xué)測試方法，包括：

提供第一測試電路板，所述第一測試電路板上設(shè)置有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形，

提供第二測試電路板，所述第二測試電路板上設(shè)置有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第二金屬圖形，

設(shè)置沿設(shè)定路徑間隔分布的n個金屬焊球，n為正整數(shù)，

提供主要由一探針、測試電源、電流和/或電壓測試裝置及另一探針順次串聯(lián)形成的測試模塊；

以及，將該n個金屬焊球交替經(jīng)復(fù)數(shù)個第一金屬圖形、復(fù)數(shù)個第二金屬圖形電連接，從而將該n個金屬焊球串聯(lián)形成一串聯(lián)電路，并將所述的兩個探針分別與所述串聯(lián)電路的兩端電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否正常導(dǎo)通；

或者，將該n個金屬焊球與第一測試電路板或第二測試電路板配合，且使任一個金屬焊球僅可與相應(yīng)的一第一金屬圖形或一第二金屬圖形電性接觸，再將所述的兩個探針分別與第1個金屬焊球、第n個金屬焊球電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否短路。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種倒裝焊接的電學(xué)測試系統(tǒng)，包括：

第一測試電路板，具有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形，

第二測試電路板，具有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第二金屬圖形，

沿設(shè)定路徑間隔分布的n個金屬焊球，n為正整數(shù)，

主要由一探針、測試電源、電流和/或電壓測試裝置及另一探針順次串聯(lián)形成的測試模塊；

當(dāng)進(jìn)行導(dǎo)通性測試時，該n個金屬焊球交替經(jīng)第一金屬圖形、第二金屬圖形電連接而形成一串聯(lián)電路，而所述的兩個探針分別與所述串聯(lián)電路的首、尾段端電連接而形成一測試電路；

當(dāng)進(jìn)行短路測試時，該n個金屬焊球與第一測試電路板或第二測試電路板配合，且任一個金屬焊球僅可與相應(yīng)的一第一金屬圖形或一第二金屬圖形電性接觸，而所述的兩個探針分別與第1個金屬焊球、第n個金屬焊球電連接而形成一測試電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：本發(fā)明提供的測試方法簡單易操作，成本低，使用方便，可以測試倒裝焊工藝以后芯片是夠正常連通，并能夠有效發(fā)現(xiàn)存在的短路問題，能夠針對性的改進(jìn)工藝和提高倒裝焊的質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中導(dǎo)通性測試設(shè)計的圖形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中導(dǎo)通性測試設(shè)計的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中導(dǎo)通性測試設(shè)計圖形的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中短路測試設(shè)計的圖形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中第一測試電路板和/或第二測試電路版的導(dǎo)通性和短路測試圖形分布示意圖。

具體實(shí)施方式

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實(shí)踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案。如下將對該技術(shù)方案、其實(shí)施過程及原理等作進(jìn)一步的解釋說明。

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供了一種倒裝焊接的電學(xué)測試方法，包括：

提供第一測試電路板，所述第一測試電路板上設(shè)置有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形，

提供第二測試電路板，所述第二測試電路板上設(shè)置有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第二金屬圖形，

設(shè)置沿設(shè)定路徑間隔分布的n個金屬焊球，n為正整數(shù)，

提供主要由一探針、測試電源、電流和/或電壓測試裝置及另一探針順次串聯(lián)形成的測試模塊；

以及，將該n個金屬焊球交替經(jīng)復(fù)數(shù)個第一金屬圖形、復(fù)數(shù)個第二金屬圖形電連接，從而將該n個金屬焊球串聯(lián)形成一串聯(lián)電路，并將所述的兩個探針分別與所述串聯(lián)電路的兩端電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否正常導(dǎo)通；

或者，將該n個金屬焊球與第一測試電路板或第二測試電路板配合，且使任一個金屬焊球僅可與相應(yīng)的一第一金屬圖形或一第二金屬圖形電性接觸，再將所述的兩個探針分別與第1個金屬焊球、第n個金屬焊球電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否短路。

進(jìn)一步的，所述方法包括：

將其中的一探針和一第一焊盤電性接觸，所述第一焊盤和僅與第1個金屬焊球電連接的第二金屬圖形電性結(jié)合；以及

將另一探針和一第二焊盤電性接觸，所述第二焊盤和僅與第n個金屬焊球電連接的第二金屬圖形電性結(jié)合；

所述第一焊盤和第二焊盤均設(shè)置在第二測試電路板上。

進(jìn)一步的，該n個金屬焊球中除第1個金屬焊球和第n個金屬焊球之外的任意一個金屬焊球均同時以表面的不同位點(diǎn)與一第一金屬圖形、一第二金屬圖形電性接觸。

進(jìn)一步的，所述方法具體包括：

于第一測試電路板上沉積復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形，

于第二測試電路板上沉積復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第二金屬圖形，

于第一測試電路板和/或第二測試電路板沉積介質(zhì)層，

在第一測試電路板和/或第二測試電路板上對應(yīng)于焊點(diǎn)和焊盤處加工出窗口，

于焊點(diǎn)位置處沉積金屬焊柱，

使用倒裝焊機(jī)進(jìn)行倒裝焊，以形成包括n個金屬焊球的焊球陣列。

在一些較為具體的實(shí)施方案，所述方法包括：至少通過光刻、剝離和電子束蒸發(fā)方式，于第一測試電路板、第二測試電路板上沉積第一金屬圖形、第二金屬圖形。

在一些較為具體的實(shí)施方案，所述方法包括：至少通過光刻和反應(yīng)離子刻蝕方式在第一測試電路板和/或第二測試電路板上對應(yīng)于焊點(diǎn)和焊盤處加工出窗口；

在一些較為具體的實(shí)施方案，所述方法包括：至少通過光刻和熱蒸發(fā)方式在對應(yīng)于焊點(diǎn)處進(jìn)行金屬焊柱的沉積，所述金屬焊柱包括in柱。

進(jìn)一步的，所述方法包括：若測試電路短路，則判斷倒裝焊接存在質(zhì)量問題。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個方面還提供了一種倒裝焊接的電學(xué)測試系統(tǒng)，包括：

第一測試電路板，具有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形，

第二測試電路板，具有復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第二金屬圖形，

沿設(shè)定路徑間隔分布的n個金屬焊球，n為正整數(shù)，

主要由一探針、測試電源、電流和/或電壓測試裝置及另一探針順次串聯(lián)形成的測試模塊；

當(dāng)進(jìn)行導(dǎo)通性測試時，該n個金屬焊球交替經(jīng)第一金屬圖形、第二金屬圖形電連接而形成一串聯(lián)電路，而所述的兩個探針分別與所述串聯(lián)電路的首、尾段端電連接而形成一測試電路；

當(dāng)進(jìn)行短路測試時，該n個金屬焊球與第一測試電路板或第二測試電路板配合，且任一個金屬焊球僅可與相應(yīng)的一第一金屬圖形或一第二金屬圖形電性接觸，而所述的兩個探針分別與第1個金屬焊球、第n個金屬焊球電連接而形成一測試電路。

進(jìn)一步的，僅與第1個金屬焊球電連接的第一金屬圖形或第二金屬圖形還與設(shè)置在第一測試電路板或第二測試電路板上的第一焊盤電性結(jié)合，僅與第n個金屬焊球電連接的第一金屬圖形或第二金屬圖形還與設(shè)置在第一測試電路板或第二測試電路板上的第二焊盤電性結(jié)合，其中一探針與第一焊盤電性接觸，另一探針與第二焊盤電性接觸。

進(jìn)一步的，所述第一焊盤和第二焊盤均設(shè)置在第二測試電路板上，僅與第1個金屬焊球電連接的第二金屬圖形與第一焊盤電性結(jié)合，僅與第n個金屬焊球電連接的第二金屬圖形與第二焊盤電性結(jié)合。

進(jìn)一步的，該n個金屬焊球中除第1個金屬焊球和第n個金屬焊球之外的任意一個金屬焊球均同時以表面的不同位點(diǎn)與一第一金屬圖形、一第二金屬圖形電性接觸。

本發(fā)明提供的測試方法簡單，成本低，使用方便，可以測試倒裝焊工藝以后芯片是夠正常連通，并能夠有效發(fā)現(xiàn)存在的短路問題，能夠針對性的改進(jìn)工藝和提高倒裝焊的質(zhì)量。

如下將結(jié)合具體實(shí)施例對該技術(shù)方案、其實(shí)施過程及原理等作進(jìn)一步的解釋說明。

本發(fā)明通過制作一對測試電路板，并在其上沉積相對應(yīng)的金屬圖形以后沉積焊球金屬，鈍化開孔以后進(jìn)行倒裝焊，并完成測試。

實(shí)施例1導(dǎo)通性測試

本實(shí)施例涉及對一個電路板上的選定的一條或兩條線路的導(dǎo)通性進(jìn)行測試。更具體的，參閱圖1所示，本實(shí)施例系對一個電路板上的兩條選定線路的a、b點(diǎn)的導(dǎo)通性進(jìn)行測試(其中，連接測試的路徑可以是若干行/列像素，也可以是某個角落的一串像素，根據(jù)需要而定)，相應(yīng)測試方法如下：

提供主要由一探針、測試電源、電流和/或電壓測試裝置及另一探針順次串聯(lián)形成的測試模塊；

提供一對測試電路板(第一測試電路板和第二測試電路板)，并依據(jù)業(yè)界已知的方案，通過光刻、剝離和電子束蒸發(fā)等方式，于第一測試電路板、第二測試電路板上沉積復(fù)數(shù)個彼此電學(xué)隔離的第一金屬圖形、第二金屬圖形(第一金屬圖形亦可稱為上層金屬圖形，第二金屬圖形亦可稱為下層金屬圖形，上層金屬圖形和下層金屬圖形可以是相同或不相同的，并可依據(jù)實(shí)際需求而設(shè)計)。

采用業(yè)界已知的方式于第一測試電路板和/或第二測試電路板沉積介質(zhì)層(如氧化硅或氮化硅等)，

采用業(yè)界已知的方式在第一測試電路板和/或第二測試電路板上對應(yīng)于焊點(diǎn)和焊盤處加工出窗口，

依據(jù)業(yè)界已知的方案，通過光刻和熱蒸發(fā)等方式在對應(yīng)于焊點(diǎn)處進(jìn)行in柱的沉積；

依據(jù)業(yè)界已知的方案，使用倒裝焊機(jī)進(jìn)行倒裝焊，以形成包括n個in球的焊球陣列，n為正整數(shù)；

將該n個in球交替經(jīng)復(fù)數(shù)個第一金屬圖形、復(fù)數(shù)個第二金屬圖形電連接(第一金屬圖形和第二金屬圖形與in球的連接方式可參閱圖2所示)，從而將該n個in球串聯(lián)形成一串聯(lián)電路(參閱圖3所示)，該n個in球中除第1個in球(對應(yīng)于a點(diǎn))和第n個in球(對應(yīng)于b點(diǎn))之外的任意一個in球均同時以表面的不同位點(diǎn)與一第一金屬圖形、一第二金屬圖形電性接觸，將所述的兩個探針分別與所述串聯(lián)電路的兩端電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否正常導(dǎo)通。

實(shí)施例2短路測試

本實(shí)施例涉及對一個電路板上的選定的一條或多條線路是否存在短路進(jìn)行測試。其中一種典型的測試圖形如圖4所示。相應(yīng)的測試方法如下：

提供測試模塊(與實(shí)施例1相同)；

提供一測試電路板(可以是第二測試電路板)，其可按照實(shí)施例1的方式制作；

將該n個in球與第二測試電路板配合，且使任一個in球僅可與相應(yīng)的一第二金屬圖形電性接觸，與第一個in球電連接的第二金屬圖形電連接設(shè)置第一焊盤，與第n個in球電連接的第二金屬圖形電連接設(shè)置有第二焊盤(第一焊盤和第二焊盤同時設(shè)置在第二測試電路板上)，再將所述的兩個探針分別與第1個in球、第n個in球電連接而形成一測試電路，再觀察測試電路是否短路。

若測試電路短路，則判斷倒裝焊接存在質(zhì)量問題(例如焊球存在被擠壓變形等缺陷)。此時可以結(jié)合x光透視、超聲掃描等手段，可以快速定位問題點(diǎn)，改進(jìn)工藝。

前述各測試電路板的結(jié)構(gòu)和形式可以依據(jù)實(shí)際需求而定，其可僅包含用以進(jìn)行導(dǎo)通性測試的電路結(jié)構(gòu)，也可以僅包含用以進(jìn)行短路測試的電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以同時包含這兩種電路結(jié)構(gòu)，例如其形式可以參閱圖5所示。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。