用于待測(cè)器件的散熱器葉片包的制作方法
【專利說(shuō)明】用于待測(cè)器件的散熱器葉片包
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本公開(kāi)要求2013年11月8日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第14/076，058號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)是非臨時(shí)申請(qǐng)并且要求2012年11月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/725，241號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以引用的方式引入本申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體處理領(lǐng)域，更具體地，涉及測(cè)試半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0004]本文提供的【背景技術(shù)】的描述是為了總體上給出本公開(kāi)上下文的目的。從該【背景技術(shù)】部分中描述的工作范圍而言，本發(fā)明人的工作以及在提交時(shí)可以不作為現(xiàn)有技術(shù)的描述的多個(gè)方面，既不明確地也不暗示地承認(rèn)是對(duì)于本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]當(dāng)測(cè)試較小的微電子器件(諸如芯片、半導(dǎo)體裸片)時(shí)，通常在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中測(cè)試待測(cè)器件。通過(guò)與待測(cè)器件接合并施加真空以將待測(cè)器件保持在適當(dāng)位置的裝置來(lái)自動(dòng)拾取待測(cè)器件。待測(cè)器件被移動(dòng)到自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的測(cè)試插座中并耦合至測(cè)試插座。然后，待測(cè)器件經(jīng)受各種測(cè)試處理和操作。
[0006]當(dāng)執(zhí)行測(cè)試處理時(shí)，期望對(duì)待測(cè)器件施壓以確保待測(cè)器件的物理特性可以經(jīng)受各種環(huán)境。因此，待測(cè)器件通常在高環(huán)境溫度(例如，接近90攝氏度)進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)進(jìn)行操作時(shí)，待測(cè)器件生成近似35攝氏度的內(nèi)部溫度。因此，在測(cè)試過(guò)程期間，待測(cè)器件經(jīng)受近似125攝氏度，其是待測(cè)器件的環(huán)境溫度和內(nèi)部操作溫度的總和。然而，每個(gè)器件一般都是不同的，并由此可以創(chuàng)建更高或更低的內(nèi)部操作溫度。因此，難以創(chuàng)建和保持125攝氏度的總體測(cè)試環(huán)境溫度。雖然期望對(duì)待測(cè)器件加壓，但不期望使待測(cè)器件經(jīng)受太高的溫度，因?yàn)檫@會(huì)引起待測(cè)器件的損傷，并由此導(dǎo)致待測(cè)器件的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開(kāi)提供了一種裝置，其被配置為接合器件，用于經(jīng)由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備測(cè)試器件。該裝置包括散熱器，其中散熱器包括從散熱器延伸的多個(gè)鰭，并且其中散熱器被配置為接合器件。該裝置還包括耦合至散熱器的導(dǎo)熱層、耦合至導(dǎo)熱層的第一腿和耦合至導(dǎo)熱層的第二腿。第二腿被放置為與第一腿隔開(kāi)。通過(guò)(i)導(dǎo)熱層和(ii)散熱器限定真空路徑。真空路徑允許裝置通過(guò)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備接合待測(cè)器件。
【附圖說(shuō)明】
[0008]通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述容易理解本公開(kāi)的實(shí)施例。為了利于描述，類似的參考標(biāo)號(hào)表示類似的結(jié)構(gòu)元件。通過(guò)實(shí)例示出本公開(kāi)的實(shí)施例但是不被附圖所限制。
[0009]圖1是根據(jù)本公開(kāi)各個(gè)實(shí)施例的用于在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中接合用于測(cè)試的微電子器件的裝置的截面圖。
[0010]圖1A是根據(jù)本公開(kāi)各個(gè)實(shí)施例的圖1的裝置的散熱器的端部的平面圖。
[0011]圖2是根據(jù)本公開(kāi)各個(gè)實(shí)施例的用于在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中接合用于測(cè)試的微電子器件的另一裝置的截面圖。
[0012]圖3是根據(jù)本公開(kāi)各個(gè)實(shí)施例的用于在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中接合用于測(cè)試的微電子器件的另一裝置的截面圖。
[0013]圖4是根據(jù)本公開(kāi)各個(gè)實(shí)施例的用于在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中接合用于測(cè)試的微電子器件的另一裝置的截面圖。
[0014]圖5是使用裝置(諸如圖1至圖4所示裝置中的一個(gè)裝置)在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中接合用于測(cè)試的微電子器件的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在以下詳細(xì)描述中，參照形成本發(fā)明一部分的附圖，其中類似的參考標(biāo)號(hào)表示類似的部件，并且通過(guò)可以實(shí)踐本發(fā)明的教導(dǎo)的示例性實(shí)施例示出附圖。應(yīng)該理解，可以使用其他實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的精神的情況下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯變化。因此，以下詳細(xì)描述不是限制性的，并且通過(guò)所附權(quán)利要求及其等效物限定根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的范圍。
[0016]圖1示出了裝置100(—般被稱為散熱器葉片組)，其可以耦合至真空源(未示出)，用于接合和移動(dòng)微電子器件去向和來(lái)自測(cè)試微電子器件的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的測(cè)試插座。裝置100通常附接至一些類型的垂直和水平移動(dòng)裝置100的臂或控制桿(未示出)，從而移動(dòng)接合的微電子器件。裝置100經(jīng)由所施加的真空接合微電子器件，這是公知的并且將在本文進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0017]裝置100用于接合待測(cè)器件102。在圖1的實(shí)例中，待測(cè)器件102是半導(dǎo)體芯片104，其是耦合至襯底106的球柵陣列(BGA)。
[0018]裝置100包括第一導(dǎo)熱層108、第二導(dǎo)熱層110。如本文進(jìn)一步討論的，裝置100還可以包括順應(yīng)(conformant)部件112 (如圖1A所示)。裝置100還包括散熱器114，其包括從散熱器114徑向延伸的多個(gè)鰭116。裝置100還包括提供支撐的腿118。鰭116可以接合或者不接合腿118，并且可以實(shí)際作為腿118的一部分。如需要，腿118還可以是第二導(dǎo)熱層110的一部分，即，腿118(和任選的散熱器114)和第二導(dǎo)熱層110可以是單件。雖然圖1是截面圖，但鰭116的總體形狀為圓形。然而，如需要，還可以利用其他形狀。類似地，第一導(dǎo)熱層108和第二導(dǎo)熱層110可以為各種形狀，諸如圓形、正方形、矩形等。
[0019]通過(guò)第一導(dǎo)熱層108、第二導(dǎo)熱層110和散熱器114限定真空路徑120。因此，真空路徑120從待測(cè)器件102延伸到第一導(dǎo)熱層108的頂面122。在使用期間，真空源(未示出)施加真空以經(jīng)由真空路徑120接合待測(cè)器件102，由此允許裝置100移動(dòng)待測(cè)器件102去向和來(lái)自裝置100使用的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的插座124。
[0020]還可以通過(guò)散熱器114和腿118將來(lái)自待測(cè)器件102的熱量引導(dǎo)至第二導(dǎo)熱層110，從而引導(dǎo)至第一導(dǎo)熱層108。在測(cè)試期間，通過(guò)包括裝置100和插座124的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的室移動(dòng)氣體。氣體移動(dòng)通過(guò)鰭116，從而通過(guò)提取來(lái)自鰭116的熱量創(chuàng)建散熱器114的冷卻效應(yīng)。這種氣體移動(dòng)幫助通過(guò)從散熱器114提取熱量而從待測(cè)器件102移走熱量，并且從待測(cè)器件102周圍移走熱量。來(lái)自鰭116的加熱氣體還可以幫助控制自動(dòng)測(cè)試設(shè)備室內(nèi)的環(huán)境溫度。
[0021]參照?qǐng)D1A，可以在散熱器114的端部處包括順應(yīng)部件112，其被配置為接合半導(dǎo)體芯片104。在一個(gè)實(shí)施例中，順應(yīng)部件112是耦合至散熱器114內(nèi)限定的腔113內(nèi)的散熱器的彈性ο形環(huán)，使得ο形環(huán)的開(kāi)口部分環(huán)繞真空路徑120。彈性ο形環(huán)耦合至散熱器114，使得ο形環(huán)遠(yuǎn)離散熱器114偏置。當(dāng)裝置被用于測(cè)試待測(cè)器件102使得散熱器114接合待測(cè)器件102時(shí)，ο形環(huán)遠(yuǎn)離待測(cè)器件102移動(dòng)到腔113中來(lái)允許散熱器114直接接合待測(cè)器件102。雖然散熱器114的端部被示為圓形，但是如需要，還可以使用其他形狀。順應(yīng)部件112通過(guò)允許裝置100使用不同尺寸的測(cè)試器件來(lái)為裝置100提供適應(yīng)性。順應(yīng)部件112允許裝置符合用于測(cè)試的各種大小的器件(具有不同的尺寸，諸如高度、厚度等)。順應(yīng)部件112還可以幫助保護(hù)待測(cè)器件102免受來(lái)自裝置100的太多的壓力。
[0022]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一和第二導(dǎo)熱層108、110可以為單層。類似地，腿118可以是第二導(dǎo)熱層I1的一部分。因此，第一和第二導(dǎo)熱層108、110和/或腿118可以是單個(gè)實(shí)體。第一和第二導(dǎo)熱層108、110、散熱器114以及腿118可以由適合于導(dǎo)熱的各種類型的材料制成。
[0023]圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的用于將待測(cè)器件移動(dòng)去向和來(lái)自自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的插座的裝置200的另一實(shí)施例。裝置200包括第一導(dǎo)熱層208、第二導(dǎo)熱層210、順應(yīng)層212和散熱器214。散熱器214包括通常為圓形的多個(gè)鰭216。第二導(dǎo)熱層210還包括腿218，與圖1所示實(shí)施例的腿118相反，腿218被進(jìn)一步定位為遠(yuǎn)離散熱器214。如需要，腿218可以是第二導(dǎo)熱層210的一部分，即，腿218和第二導(dǎo)熱層210可以是單個(gè)實(shí)體。
[0024]通過(guò)第一和第二導(dǎo)熱層208、210、順應(yīng)層212和散熱器214限定真空路徑220。此夕卜，真空路徑220還延伸穿過(guò)腿218。因此，真空路徑220現(xiàn)在終止于三個(gè)點(diǎn)220a、220b和220c，用于接合待測(cè)器件202。三個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)點(diǎn)220a和220b限定在腿218內(nèi)，可以接合待測(cè)器件202的襯底206。第三個(gè)點(diǎn)220c限定在散熱器214內(nèi)，接合待測(cè)器件202的半導(dǎo)體芯片204。
[0025]隨著待測(cè)器件202被測(cè)試，來(lái)自待測(cè)器件202的熱量被引導(dǎo)通過(guò)散熱器214和腿218到達(dá)第二導(dǎo)熱層210，從而到達(dá)第一導(dǎo)熱層208。在測(cè)試期間，氣體移動(dòng)通過(guò)包括裝置200和插座224的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的室。氣體移動(dòng)通過(guò)鰭216，從而通過(guò)從鰭216提取熱量而創(chuàng)建散熱器214的冷卻效果。這種氣體移動(dòng)通過(guò)從散熱器214提取熱量來(lái)幫助從待測(cè)器件202移走熱量以及從待測(cè)器件202周圍移走熱量。來(lái)自鰭216的加熱氣體還可以幫助控制自動(dòng)測(cè)試設(shè)備室內(nèi)的環(huán)境溫度。此外，熱量可以被引導(dǎo)通過(guò)腿218到達(dá)第二導(dǎo)熱層210，從而到達(dá)第一導(dǎo)熱層208。
[0026]順應(yīng)層212通過(guò)允許裝置200使用不同大小的用于測(cè)試的器件來(lái)為裝置200提供適應(yīng)性。順應(yīng)層212通常為柔性或“彈簧”型層，當(dāng)施加真空以使散熱器214接合待測(cè)器件202并拉動(dòng)待測(cè)器件202時(shí)，其允許裝置200符合各種大小的用于測(cè)試的器件(具有不同的尺寸，諸如高度、厚度等)。順應(yīng)層212還可以幫助保護(hù)待測(cè)器件202免受來(lái)自裝置200的太多壓力。順應(yīng)層212可以由導(dǎo)熱材料制成以輔助引導(dǎo)熱量遠(yuǎn)離待測(cè)器件202或者可以由熱阻材料制成。
[0027]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一和第二導(dǎo)熱層208、210可以為單層。類似地，如前所述，腿218可以是第二導(dǎo)熱層210的一部分。因此，第一和第二導(dǎo)熱層208、210和/或腿218可以為單個(gè)實(shí)體。第一導(dǎo)熱層208和第二導(dǎo)熱層210可以為各種形狀，諸如圓形、正方形、矩形等。第一和第二導(dǎo)熱層208、210、散熱器214以及腿218可以由適合于導(dǎo)熱的各種類型的金屬制成。
[0028]圖3示出了類似于圖2所示裝置200的裝置300的另一實(shí)施例。然而，裝置300不包括順應(yīng)層。此外，圖3所示裝置300不包括通過(guò)散熱器314限定以接合待測(cè)器件302的半導(dǎo)體芯片304的真空路徑。因此，圖3的裝置300僅包括位于腿318內(nèi)的兩個(gè)真空點(diǎn)320a、320b。因此，圖3的裝置中的兩個(gè)真空點(diǎn)320a、320b接合待測(cè)器件的襯底。
[0029]根據(jù)各個(gè)實(shí)例，第一和第二導(dǎo)熱層308、310可以為單層。類似地，腿318可以是第二導(dǎo)熱層310的一部分。因此，第一和第二導(dǎo)熱層308、310和/或腿318可以是單個(gè)實(shí)體。第一導(dǎo)熱層308和第二導(dǎo)熱層310可以為各種形狀，諸如圓形、正方形、矩形等。第一和第二導(dǎo)熱層308、310、散熱器314以及腿318可以由各種類型的適合于導(dǎo)熱的金屬制成。
[0030]圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)的用于移動(dòng)待測(cè)器件去向和來(lái)自自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的測(cè)試插座的裝置400的另一實(shí)施例。圖4所示裝置400包括第一導(dǎo)熱層408、第二導(dǎo)熱層410和散熱器414。裝置400類似