用于具有滑动层的单体化的半导体管芯的测试设备的制作方法

本发明涉及一种用于单体化的半导体管芯的测试装置以及管芯的电接触元件相对于测试装置的电接触元件的对准。

对裸硅管芯进行测试涉及将管芯的接触元件(例如，焊球)放置在测试装置的接触元件(例如，弹簧针)上。硅管芯通常经由倒角开口落入测试装置嵌套件中。然后，能够通过在滑动表面上滑动硅管芯来定位该硅管芯，直到相应的接触元件相互连接并且使得能够通过测试装置将电压或电流施加到管芯上。对准是借助于推进装置来实现的，该推进装置可以包括作用在不同方向上的至少两个推销装置。

本发明的目的是提供一种用于半导体管芯的测试设备，其有助于管芯在测试装置中的布置，以完全地对准相应的接触元件。

该目的是根据权利要求1的用于半导体管芯的测试设备来实现的。实施例源自从属权利要求。

除非另有说明，否则上述定义也适用于以下描述。

用于半导体管芯的测试设备包括嵌套框架和底部部件，该嵌套框架和底部部件形成适合于半导体管芯的尺寸的测试装置嵌套件。推动装置被设置用于将半导体管芯在测试装置嵌套件中对准。底部部件上的工程塑料层形成表面，半导体管芯在对准期间可在该表面上滑动。

测试设备的实施例还包括具有聚合物层的清除管芯。清除管芯是可移动的，以使得聚合物层擦拭工程塑料层。

另一实施例包括测试装置嵌套件的接触元件，该接触元件可逆地移动到它们接触聚合物层的位置。底部部件对于接触元件是凹陷的。例如，接触元件能够是弹簧针。

在另一实施例中，底部部件在为半导体管芯的接触元件和/或再分布层提供的排除区域中凹陷。

在另一实施例中，嵌套框架中的凸缘形成用于半导体管芯的侧表面或边缘处存在的毛刺的容纳区域。

在另一实施例中，半导体管芯在对准期间在其上滑动的表面在滑动方向上具有200μm或更小的线性尺寸。

测试装置嵌套件尤其可以适用于单体化的晶圆级芯片规模封装的对准。

下面结合附图对测试设备的示例的详细描述，附图未按比例绘制。

图1是具有插入的半导体管芯的测试设备的实施例的截面。

图2是在对准过程期间的具有插入的半导体管芯的测试设备的另一实施例的截面。

图3是根据图2的的截面，其中，半导体管芯处于对准位置并且通过例如弹簧针接触。

图4是在对准过程期间的具有插入的清除管芯的测试设备的另一实施例的截面。

图5是根据图4的截面，其中，清除管芯处于对准位置并且通过例如弹簧针接触。

图1是测试设备的实施例的截面。测试装置嵌套件在测试期间容纳半导体管芯7，并且由嵌套框架1和底部部件2形成，该底部部件覆盖有工程塑料层3。用于半导体管芯7的对准的推动装置4可以如在常规测试装置中那样配置，因此在图1中仅示意性地示出该推动装置。例如，推动装置4可以尤其包括作用在不同方向的至少两个推销装置。

工程塑料层3是光滑的并且提供增强的滑动表面，半导体管芯7在其对准期间容易在该滑动表面上滑动。特别地，如果在半导体管芯7的底部表面上存在再分布层(rdl)，则工程塑料层3可选地设置有切除区域。光滑的滑动表面防止了对再分布层的损坏。此外，工程塑料能够被配置成收集硅尘/砂砾，以便随后通过包括粘性材料或粘合剂的装置来去除。

凸缘5可以存在于嵌套框架1中，以形成用于半导体管芯7的侧表面或边缘处的突出毛刺8的容纳区域6。容纳区域6使得半导体管芯7能够在测试装置嵌套件内精确地对准，而不用考虑毛刺8的大小和形状，并且工程塑料层3能够被充分利用。

半导体管芯7通常设置有接触元件9，该接触元件可以尤其是例如焊球或凸块触点。测试装置嵌套件的接触元件10以这样的方式布置，即使得它们延伸到测试装置嵌套件中足够远以能够接触半导体装置7的接触元件9。测试装置嵌套件的接触元件10的布置可以类似于常规测试装置中的接触元件的布置。

测试装置嵌套件的接触元件10能够包括可移动的部件或组件并且尤其能够例如由弹簧针形成。如果整个接触元件10正常地布置在测试装置嵌套件的外部，则可能是有利的。当半导体管芯7要被测试时，接触元件10可逆地移动到其延伸到测试装置嵌套件内充分远的一个位置。这种运动在图1中由垂直箭头表示。

图2是测试设备的另一实施例的截面。与根据图1的实施例的元素相对应的根据图2的实施例的元素用相同的附图标记表示。图2示出了处于尚未对准的位置的半导体管芯7，并且相应的接触元件9、10彼此没有接触。测试装置嵌套件的接触元件10被示为弹簧针，但是其他类型的接触元件也可以是适当的。

在根据图2的实施例中，底部部件2是凹陷的，以为突出焊球的侧向移动提供自由空间，该焊球形成半导体管芯7的接触元件9。半导体管芯7的侧表面或边缘与最外面的焊球之间的距离d通常能够为大约200μm，这足以使半导体管芯7在测试装置嵌套件内对准。

图3是根据图2的截面，其中半导体管芯处于对准和接触位置。图2和图3示出了半导体管芯7的接触元件9如何在底部部件2的凹部内移动，直到它们与测试装置的接触元件10精确地相对。通过测试装置嵌套件的接触元件10的竖直移动，接触元件9、10接触。

在根据图2和图3的实施例中，仅半导体管芯7的底部部件的一部分与工程塑料层3接触。半导体管芯7在其上滑动的表面在滑动方向上可以具有通常为200μm或更小的线性尺寸d。线性尺寸d可以尤其小于半导体管芯7的侧表面或边缘与最外侧的突出接触元件9之间的距离d。因此减小了摩擦，以有助于滑动过程。此外，如果在半导体管芯7的底部部件上存在rdl迹线，则底部部件2的凹部提供了排除区域，并且防止了rdl迹线的损坏。

图4是根据图2的实施例的具有插入的清除管芯11的另一截面。清除管芯11用于收集来自工程塑料层3的所有硅粉尘。也可以借助于清除管芯11来清理测试装置嵌套件的接触元件10。图4示出了处于未对准位置的清除管芯7。推动装置4用于将清除管芯11在测试装置嵌套件内部对准。

清除管芯11能够由纯硅制成，该纯硅被一种聚合物包覆成型。聚合物层12具有粘合特性并且收集硅粉尘或砂砾。在半导体管芯的测试期间，清除管芯11停留在测试装置嵌套件外部的专用位置(“停放位置”)。在对半导体管芯7进行测试之后或经过能够预先设定的预定次数的测试或测试循环之后，将清除管芯11插入到测试装置嵌套件中以进行清洁。

图5是根据图4的截面，其中，清除管芯11处于对准位置，其中由工程塑料层3提供的整个滑动表面与聚合物层12接触并且因此被清洁。能够通过将接触元件10反复推入聚合物层12中来清洁接触元件。用于清洁的接触元件10的运动在图5中由竖直双箭头指示。

所描述的测试设备促进了半导体管芯在测试装置嵌套件中的对准并且使得能够容易地清洁测试装置嵌套件。这些优点无法用常规的测试设备获得。所描述的测试设备尤其适合于单体化的晶圆级芯片规模封装的对准。

附图标记列表

1嵌套框架

2底部部件

3工程塑料层

4推动装置

5凸缘

6容纳区域

7半导体管芯

8毛刺

9半导体管芯的接触元件

10测试装置嵌套件的接触元件

11清除管芯

12聚合物层

d距离

d线性尺寸