專利名稱：篩測(cè)集成電路芯片用電路板及已知合格管芯的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，更詳細(xì)地說，涉及一種用于篩選測(cè)試(burn-in test)集成電路芯片的電路板和使用該電路板的已知合格管芯(knowmgood die)的制造方法。
一般說來，在被分配可使用芯片之前，為了確定芯片的可靠性，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)集成電路芯片做各種測(cè)試。簡單地說，有兩種重要的可靠性測(cè)試，其中之一就是把全部輸入端子和輸出端子連接在測(cè)試信號(hào)發(fā)生器上，證實(shí)輸入或輸出于這些端子的信號(hào)之間的傳輸特性。另一試驗(yàn)是把規(guī)定的芯片暴露在高于正常的操作溫度和電壓的過分的應(yīng)力條件下，以決定其壽命并檢測(cè)其缺陷。
例如，對(duì)DRAM的篩選測(cè)試，被評(píng)價(jià)為用來確定像存儲(chǔ)單元和信號(hào)線這樣的存儲(chǔ)電路器件的可靠性的有效方法。在篩選測(cè)試過程中，若在DRAM芯片上存在缺陷，則發(fā)生MOS晶體管的柵氧化膜的破壞和多層導(dǎo)電層之間的短路。有缺陷的芯片就作為不合格品被廢棄，而選擇沒有缺陷的芯片作為已知合格管芯。
通過這樣的篩選測(cè)試，被確定為不合格產(chǎn)品的集成電路芯片通常約為5～10％。但是，由于這樣的不合格產(chǎn)品是已被封裝的產(chǎn)品，所以，用于制造已知合格管芯的現(xiàn)有技術(shù)就存在著把使用不必要的許多材料和且需要工程費(fèi)用投資的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于，提供一種集成電路芯片的篩選測(cè)試電路板，可在還沒有封裝的狀態(tài)下進(jìn)行篩選測(cè)試，從而能夠防止不必要的材料使用和工程費(fèi)用的投資。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種已知合格管芯的制造方法，可在還沒有封裝的狀態(tài)下進(jìn)行篩選測(cè)試，從而能夠防止不必要的材料使用和工程費(fèi)用的投資。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種用于篩選測(cè)試集成電路芯片的電路板包括設(shè)有多個(gè)垂直貫通孔的本體；在所述本體的一側(cè)表面上形成且與所述集成電路芯片的焊盤電連接的多根金屬線；以及多個(gè)插腳，分別插入所述孔中而與所述金屬線電連接，并從與所述電路板的形成有所述金屬線的表面相對(duì)的表面突出而與外部電氣端子電連接。
另外，本發(fā)明提供的一種已知合格管芯的制造方法包括準(zhǔn)備電路板的步驟，在所述電路板的一側(cè)表面上形成多根金屬線，并在另一側(cè)表面上突出有分別與所述金屬線電連接的多個(gè)導(dǎo)電插腳；在所述電路板的形成有所述金屬線的表面上，形成具有高于所述管芯的正常工作溫度的熔點(diǎn)的粘接性膜的步驟；利用所述粘接性膜把具有多個(gè)焊盤及分別在它們上部形成的凸點(diǎn)的集成電路芯片附著到所述電路板上，而使所述凸點(diǎn)定位于所述電路板的金屬線上的步驟；篩選測(cè)試所述集成電路芯片的步驟；以及，使所述粘接性膜氣化而從所述電路板上分離所述集成電路芯片的步驟。
此外，本發(fā)明提供的另一種已知合格管芯的制造方法包括準(zhǔn)備電路板的步驟，在所述電路板的一側(cè)表面上形成多根金屬線，并在另一側(cè)表面上突出有分別與所述金屬線電連接的多個(gè)導(dǎo)電插腳；在所述電路板的形成有所述金屬線的表面上焊接集成電路芯片而使所述焊盤與所述電路板的金屬線電氣連接的步驟，所述集成電路芯片包括多個(gè)焊盤、焊接在所述焊盤上的導(dǎo)電性構(gòu)件、以及附著在所述導(dǎo)電性構(gòu)件上且熔點(diǎn)高于所述已知合格管芯的正常工作溫度的含焊料金屬；對(duì)所述集成電路芯片進(jìn)行篩選測(cè)試的步驟；以及，熔化所述含焊料金屬而從所述電路板上分離所述集成電路芯片的步驟。
附圖的簡要說明

圖1A是表示本發(fā)明最佳實(shí)施例的集成電路芯片的篩選測(cè)試電路板的側(cè)面圖；圖1B是圖1A中的篩選測(cè)試電路板的平面圖；圖2是在本發(fā)明的已知合格管芯的制造方法第一實(shí)施例中使用的集成電路芯片的側(cè)面圖；圖3是表示在圖1A中電路板上涂覆有含導(dǎo)電粒子樹脂的狀態(tài)的側(cè)面圖；圖4是在圖3的電路板上表示圖2的附著狀態(tài)的側(cè)面圖；圖5是在本發(fā)明的已知合格管芯制造方法的第二實(shí)施例中使用的集成電路芯片的側(cè)面圖；圖6是在圖5中的集成電路芯片上形成含焊料金屬的方法示意圖；圖7是表示圖6中的集成電路芯片被附著于圖1A中的電路板上的狀態(tài)的側(cè)面圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1A和圖1B表示本發(fā)明最佳實(shí)施例的集成電路芯片的篩選測(cè)試電路板。參照?qǐng)D1A和圖1B，電路板20包括設(shè)有多個(gè)貫通孔11a的本體11。本體11最好是由像聚酰亞胺那樣的有機(jī)物質(zhì)或陶瓷制成。貫通孔11a的直徑最好是100-150密爾(mils)。在本體的一側(cè)表面上形成著與后述的集成電路芯片的焊盤電連接的多根金屬線13。金屬線13可由銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)構(gòu)成，在由銅構(gòu)成的情況下，其厚度為4.4～35μm，最好是35μm；在由金構(gòu)成的情況下，其厚度為0.2～3.75μm，最好是2.5-3μm；在由鎳構(gòu)成的情況下，其厚度為0.5～6μm，最好是3～5.08μm。從與設(shè)有本體11的本體11表面相對(duì)著的表面，突出有用于與外部電氣端子進(jìn)行電連接的多個(gè)插腳12。插腳12分別插入到形成于本體11上的貫通孔11a中而與金屬線13電氣連接。
下面，利用圖1A和圖1B中所示的電路板20來說明制造已知合格管芯的方法。
圖2表示在本發(fā)明的已知合格管芯制造方法的第一實(shí)施例中使用的集成電路芯片。參照?qǐng)D2，集成電路芯片1處于未封裝的裸露芯片狀態(tài)，在其一側(cè)表面上設(shè)有用于與芯片外部進(jìn)行電氣連接的多個(gè)焊盤2。在含有焊盤2的芯片1表面上利用一般方法鍍有導(dǎo)電性下凸點(diǎn)電極金屬3。而且，在下凸點(diǎn)電極金屬3上用一般的凸緣形成方法形成凸緣4。為了篩選測(cè)試這樣的集成電路芯片1，將其附著于如圖1A和圖1B所示的電路板20上。
為了附著這樣的集成電路芯片，首先，如圖3所示地在設(shè)有金屬線的電路板20的表面上，形成由含導(dǎo)電金屬粒子30b的粘接樹脂30a構(gòu)成的粘接性導(dǎo)電膜30，最好是形成各向異性導(dǎo)電膜。其中，各向異性導(dǎo)電膜由含有導(dǎo)電金屬的樹脂構(gòu)成。在約5Kg的壓力及80℃的溫度下，進(jìn)行約5秒鐘的這種粘接性導(dǎo)電膜的堆積。為使這種粘接性導(dǎo)電膜30在高于集成電路芯片正常工作溫度的高溫下進(jìn)行篩選測(cè)試時(shí)也不熔化，必須具有高于集成電路芯片正常工作溫度的熔點(diǎn)或玻璃轉(zhuǎn)變溫度。粘接性導(dǎo)電膜30最好是具有約150℃的熔點(diǎn)。
在形成粘接性導(dǎo)電膜后，如圖4所示地把集成電路芯片1附著在電路板20上。集成電路芯片1的附著過程是這樣的，即，在使集成電路芯片1的凸緣4排列成朝向電路板20的粘接性導(dǎo)電膜30的狀態(tài)下，把集成電路芯片1安置在電路板20上，然后在粘接性導(dǎo)電膜的玻璃轉(zhuǎn)變溫度、一般不超過約150℃的溫度下向下壓芯片1而使其焊接在電路板20上。利用這種在芯片1的附著期間提供的溫度和壓力，使芯片1的凸緣4通過粘接性導(dǎo)電膜30中所含的導(dǎo)電金屬粒子30b同電路板20的金屬線13進(jìn)行電氣連接。
在將集成電路芯片1附著于電路板20之后，進(jìn)行檢查集成電路芯片1中是否存在缺陷的篩選測(cè)試。這樣的篩選測(cè)試以常規(guī)方式進(jìn)行。雖然在本申請(qǐng)中未詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解如下操作，即，為了進(jìn)行這樣的篩選測(cè)試，通過插腳12把電路板20安裝到通常篩選測(cè)試裝置、例如為形成插腳格網(wǎng)陣列而使用的篩選板上并進(jìn)行電連接，然后在高于集成電路芯片正常工作溫度、例如在125℃溫度下，在多次的規(guī)定時(shí)間內(nèi)、例如在48小時(shí)、38小時(shí)和38小時(shí)的3次個(gè)期間內(nèi)把測(cè)試信號(hào)提供給集成電路芯片。根據(jù)篩選測(cè)試結(jié)果，把確定為沒有缺陷的集成電路芯片分類為已知合格管芯，而把確定為有缺陷的集成電路芯片分類為不合格管芯。
進(jìn)行篩選測(cè)試之后，從電路板20上分離集成電路芯片1。為了分離集成電路芯片1，在由高于粘接性導(dǎo)電膜30的玻璃轉(zhuǎn)變溫度、例如170-200℃溫度的惰性氣體(如約200℃的氮?dú)?形成的熱環(huán)境中，將附著有集成電路芯片1的電路板20保持約10秒鐘。從而，粘接性導(dǎo)電膜30在約3～4秒鐘后完全汽化，所以使集成電路芯片1從電路板20分離。為了有選擇地將集成電路芯片1從電路板20上分離，也可以采用如下方法，即利用具有約200℃溫度的高溫條(hot bar)，使熱量從集成電路芯片1的背面?zhèn)鬟f到粘接性導(dǎo)電膜30上，從而使粘接性導(dǎo)電膜30氣化。
這樣被分類為已知合格管芯并從電路板上取下的芯片，使用蜂巢式包裝作為載體進(jìn)行銷售，或者被作為多芯片組件、直接芯片輔助裝置、倒裝片、裝芯片板等中的芯片而使用。
圖5至圖7表示本發(fā)明的已知合格管芯制造方法的第二實(shí)施例。在圖5至圖7中，和所述第一實(shí)施例的附圖中的構(gòu)件相同的構(gòu)件，使用相同的附圖標(biāo)號(hào)。
在第二實(shí)施例中，為進(jìn)行集成電路芯片的篩選測(cè)試，和第一實(shí)施例相同地使用圖1A和圖1B所示的電路板20。然而，在第二實(shí)施例中利用和第一實(shí)施例不同的方式將集成電路芯片附著在電路板20上。參照表示第二實(shí)施例中使用的集成電路芯片的圖5，利用一般引線焊接方法，把其組成為從Au、Pb+Sn、Cu、Au+Pb+Sn、Au+Sn、以及Cu+Pb+Sn所構(gòu)成的成分組中選擇的金屬線(未圖示)焊接到集成電路芯片1的焊盤2上。焊接后的金屬線最好留有高度20～100μm和大小50～100μm的球形體6，且在該導(dǎo)電性球形體6的頸部進(jìn)行機(jī)械切斷。
球形體6的被切斷部分附著有含焊料金屬。圖6表示在導(dǎo)電性球形體6上附著有焊料。參照?qǐng)D6，把焊接在集成電路芯片1上的球形體6稍稍浸漬于裝在匣7內(nèi)且熔點(diǎn)約為170-185℃的液狀含焊料金屬8中，從而在球形體6的頂部附著少量的含焊料金屬8a。所使用的含焊料金屬的組成最好是62Sn/34Pb/2Ag、2Sn/34Pb/2In或63Sn/37Pb。
通過浸漬而附著含焊料金屬8a之后，將集成電路芯片1定位成使附著的含焊料金屬8a朝向電路板20的金屬線13，然后，如圖7所示，把集成電路芯片1安置到電路板20上。其后，在高于進(jìn)行篩選測(cè)試時(shí)的溫度、且高于含焊料金屬8a的熔點(diǎn)的170-185℃溫度下，通過以0kg-1kg的壓力向下壓集成電路芯片1，使芯片1通過含焊料金屬8a搭載到電路板20上。
將集成電路芯片1搭載在電路板20上之后，進(jìn)行如第一實(shí)施例所述的篩選測(cè)試。篩選測(cè)試后，把集成電路芯片1從電路板20上分離下來。為了分離集成電路芯片1，將附著有集成電路芯片1的電路板20暴露在由高于含焊料金屬8a的熔點(diǎn)、例如180-200℃的惰性氣體(如約200℃的氮?dú)?組成的熱環(huán)境中約10秒鐘。這樣一來，含焊料金屬會(huì)在約3～4秒鐘后完全熔化，從而使集成電路芯片1從電路板20上分離。為了選擇性地從電路板20上分離集成電路芯片1，可以采用如下方法，即使用約200℃的高溫條(hot bar)，使熱量從集成電路芯片1的背面?zhèn)鬟f到含焊料金屬8a上，從而使含焊料金屬8a熔化。
通過如上所述的第二實(shí)施例而被分類為已知合格管芯且從電路板上取下來的芯片，使用蜂巢式包裝作為載體進(jìn)行銷售，或者被作為多芯片組件、直接芯片輔助裝置、倒裝片、裝芯片板等中的芯片而使用。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，不需封裝集成電路芯片，可以在裸露芯片的狀態(tài)下進(jìn)行篩選測(cè)試。而且，作為不合格品而被發(fā)現(xiàn)的集成電路芯片可以不封裝，所以在封裝集成電路芯片時(shí)，可以大幅度節(jié)省所消耗的材料和投資的工程費(fèi)用。也就是說，直接降低已知合格管芯的制造成本。此外，由于本發(fā)明構(gòu)造雖然比較簡單，但還能利用能夠結(jié)合現(xiàn)有的篩選測(cè)試裝置而使用的篩選測(cè)試電路板，所以，還具有可立即實(shí)施的附帶優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，以最佳實(shí)施例為基準(zhǔn)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明及圖示，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可清楚地知道，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的情況下可對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于篩選測(cè)試集成電路芯片的電路板，其特征是，所述電路板包括設(shè)有多個(gè)垂直貫通孔的本體；在所述本體的一側(cè)表面上形成且與所述集成電路芯片的焊盤電連接的多根金屬線；以及多個(gè)插腳，分別插入所述孔中而與所述金屬線電連接，并從與所述電路板的形成有所述金屬線的表面相對(duì)的表面突出而與外部電氣端子電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征是，所述電路板是有機(jī)物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征是，所述電路板是陶瓷。
4.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征是，所述金屬線是由從銅、金和鎳組成的組中選擇的材料構(gòu)成的。
5.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征是，所述孔的直徑為100-150密爾(mils)。
6.如權(quán)利要求4所述的電路板，其特征是，所述金屬線由厚度為4.4～35μm的銅構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求4所述的電路板，其特征是，所述金屬線由厚度為0.5～6μm的鎳構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4所述的電路板，其特征是，所述金屬線由厚度為0.2～3μm的金構(gòu)成。
9.一種已知合格管芯的制造方法，其特征是，包括準(zhǔn)備電路板的步驟，在所述電路板的一側(cè)表面上形成多根金屬線，并在另一側(cè)表面上突出有分別與所述金屬線電連接的多個(gè)導(dǎo)電插腳；在所述電路板的形成有所述金屬線的表面上，形成具有高于所述管芯的正常工作溫度的熔點(diǎn)的粘接性膜的步驟；利用所述粘接性膜把具有多個(gè)焊盤及分別在它們上部形成的凸點(diǎn)的集成電路芯片附著到所述電路板上，而使所述凸點(diǎn)定位于所述電路板的金屬線上的步驟；篩選測(cè)試所述集成電路芯片的步驟；以及，使所述粘接性膜氣化而從所述電路板上分離所述集成電路芯片的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述粘接性膜是各向異性導(dǎo)電膜。
11.如權(quán)利要求9所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述粘接性膜具有低于約150℃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
12.如權(quán)利要求9所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，將所述集成電路芯片附著在所述電路板上的步驟包括在使所述集成電路芯片的凸點(diǎn)朝向所述電路板的金屬線而定位的狀態(tài)下，使所述芯片位于所述粘接性膜上的步驟；以及，在不超過所述粘接性膜的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，向下壓所述電路板的步驟。
13.如權(quán)利要求9所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，使所述粘接性膜氣化的步驟，是通過把附著有所述芯片的所述電路板暴露在溫度高于粘接性膜的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的惰性氣體中而進(jìn)行的。
14.如權(quán)利要求9所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，使所述粘接性膜氣化的步驟，是利用溫度高于所述粘接性膜的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的高溫條，使熱量從附著在所述電路板上的所述芯片的背面?zhèn)鬟f到所述粘接性膜上而進(jìn)行的。
15.如權(quán)利要求13所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述惰性氣體是溫度為170～200℃的氮?dú)狻?br> 16.如權(quán)利要求14所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述高溫條具有190～210℃的溫度。
17.一種已知合格管芯的制造方法，其特征是，包括準(zhǔn)備電路板的步驟，在所述電路板的一側(cè)表面上形成多根金屬線，并在另一側(cè)表面上突出有分別與所述金屬線電連接的多個(gè)導(dǎo)電插腳；在所述電路板的形成有所述金屬線的表面上焊接集成電路芯片而使所述焊盤與所述電路板的金屬線電氣連接的步驟，所述集成電路芯片包括多個(gè)焊盤、焊接在所述焊盤上的導(dǎo)電性構(gòu)件、以及附著在所述導(dǎo)電性構(gòu)件上且熔點(diǎn)高于所述已知合格管芯的正常工作溫度的含焊料金屬；對(duì)所述集成電路芯片進(jìn)行篩選測(cè)試的步驟；以及，熔化所述含焊料金屬而從所述電路板上分離所述集成電路芯片的步驟。
18.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述導(dǎo)電構(gòu)件是由從Au、Pb+Sn、Cu、Au+Pb+Sn、Au+Sn、以及Cu+Pb+Sn所組成的組中選擇的材料構(gòu)成的。
19.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述導(dǎo)電構(gòu)件為球形。
20.如權(quán)利要求19所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述球形導(dǎo)電構(gòu)件的高度為20～100μm。
21.如權(quán)利要求19所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述球形導(dǎo)電構(gòu)件的直徑為50-100μm。
22.如權(quán)利要求19所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述含焊料金屬的組成是從62重量％Sn/34重量％Pb/2重量％Ag、62重量％Sn/34重量％Pb/2重量％In、以及63重量％Sn/37重量％Pb所構(gòu)成的組中選擇出的。
23.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述含焊料金屬具有約170-185℃的熔點(diǎn)。
24.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，將所述集成電路芯片附著在所述電路板上的步驟包括在使所述集成電路芯片的含焊料金屬朝著所述電路板的金屬線而定位的狀態(tài)下，將所述芯片安置在所述電路板上的步驟；以及，在不超過所述含焊料金屬的熔點(diǎn)的溫度下向下壓所述電路板的步驟。
25.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，使所述含焊料金屬熔化的步驟，是通過把附著有所述芯片的所述電路板暴露在溫度高于含焊料金屬的熔點(diǎn)的惰性氣體中而進(jìn)行的。
26.如權(quán)利要求17所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，使所述含焊料金屬熔化的步驟，是利用溫度高于所述含焊料金屬的熔點(diǎn)的高溫條，使熱量從附著在所述電路板上的所述芯片的背面?zhèn)鬟f到所述含焊料金屬上而進(jìn)行的。
27.如權(quán)利要求25所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述惰性氣體是溫度為170-200℃的氮?dú)狻?br> 28.如權(quán)利要求26所述的已知合格管芯的制造方法，其特征是，所述高溫條的溫度為190-210℃。
全文摘要
一種用于篩選測(cè)試集成電路芯片的電路板和使用該電路板制造已知合格管芯的方法。該電路板包括:設(shè)有多個(gè)垂直貫通孔的本體;在該本體的一側(cè)表面上形成的多根金屬線;多個(gè)插腳,分別插入所述孔中而與該金屬線電連接。并且,已知合格管芯的制造方法包括,在把集成電路芯片附著于所述電路板上,而使得集成電路芯片的焊盤與該電路板的金屬線電連接的狀態(tài)下,進(jìn)行篩選測(cè)試的步驟;進(jìn)行篩選測(cè)試后,使集成電路芯片與電路板分離。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1197287SQ97114368
公開日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1997年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月11日
發(fā)明者樸桂燦 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社