晶片平行度测试方法
【专利摘要】本发明提供一种晶片平行度测试方法，该方法可以采用晶片频率测试仪器对晶片上预设的各个测试区域进行频率测试，从而形成各个测试区域的幅频曲线；根据各个测试区域的幅频曲线，确定各个测试区域的谐振频率；根据晶片中谐振频率与厚度之间的对应关系，分别确定各个测试区域的厚度；根据各个测试区域的厚度，确定晶片的平行度。通过本发明，可以降低晶片性能测试过程中对晶片的损坏，并可以提高平行度测试的准确度。
【专利说明】
晶片平行度测试方法
技术领域
[0001] 本发明属于晶片制造生产技术领域，具体涉及一种晶片平行度测试方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子制造业的不断发展，晶片被广泛应用于电子制造中，如何对晶片的性能 进行有效地测试，从而获得合格的晶片成为人们关注的问题。目前在对晶片的平行度进行 测试时，通常需要采用千分尺紧紧压住晶片，同样也有可能对晶片造成损坏。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种晶片平行度测试方法，以解决目前在对晶片进行平行度测试时容 易损坏晶片的问题。
[0004] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种晶片平行度测试方法，包括：
[0005] 采用晶片频率测试仪器对晶片上预设的各个测试区域进行频率测试，所述晶片频 率测试装置包括金属探头、金属台面、固定架和频率测试仪器，其中所述金属探头的顶端通 过弹性组件连接所述固定架，底端设置有与所述金属台面平行的金属片，所述频率测试仪 器用于向所述金属台面和所述金属片之间依次施加不同频率的交流电源，并在所述不同频 率的交流电源下，对依次置于所述金属片与所述金属台面之间的各个测试区域的振幅进行 测量，从而形成各个测试区域的幅频曲线；
[0006] 根据所述各个测试区域的幅频曲线，确定所述各个测试区域的谐振频率；
[0007] 根据晶片中谐振频率与厚度之间的对应关系，分别确定所述各个测试区域的厚 度；
[0008] 根据所述各个测试区域的厚度，确定所述晶片的平行度。
[0009] 在一种可选的实现方式中，所述金属片的面积随着所述晶片的预期谐振频率、机 电耦合系数的增大而减小，随着所述晶片尺寸的减小而减小且所述金属片面积小于所述晶 片的面积。
[0010] 在另一种可选的实现方式中，所述金属探头采用螺纹连接的方式固定在所述固定 架中。
[0011] 在另一种可选的实现方式中，所述频率测试仪器的测量端与所述弹性组件、所述 金属探头和所述金属片中任意一个进行连接，以对置于所述金属片与所述金属台面之间的 晶片的振幅进彳丁测量。
[0012] 在另一种可选的实现方式中，所述测试区域的面积大于所述晶片频率测试装置中 金属片的面积。
[0013] 在另一种可选的实现方式中，所述根据所述各个测试区域的幅频曲线，确定所述 各个测试区域的谐振频率包括：
[0014] 针对每个测试区域的幅频曲线，将该幅频曲线中振幅最高点对应的频率作为该测 试区域的谐振频率。
[0015] 在另一种可选的实现方式中，所述根据所述各个测试区域的厚度，确定所述晶片 的平行度包括：
[0016] 将所述各个测试区域的厚度进行两两相减；
[0017] 判断两两相减后的最大差值和最小差值是否都在预设的范围内；
[0018] 若是，则确定所述晶片的平行度良好。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 1、本发明的晶片频率测试装置中频率测试仪器对与晶片接触的金属台面和晶片 正上方的金属片之间依次施加不同频率的交流电源，因此在金属片与金属台面之间会形成 不同频率的交流电场，晶片在不同频率的交流电场下可以发生振动，另外由于金属片固定 在金属探头底端而金属探头顶端通过弹性组件连接固定架，晶片在振动过程中弹性组件会 给金属探头一个向上的拉力，因此可以减轻金属探头和金属片对晶片振动的影响，从而使 频率测试仪器测试出的振幅能够更加准确地反映出晶片的实际振动情况，进而可以提高晶 片谐振频率的测试准确度;此外，本发明通过将金属片固定在金属探头底端而金属探头顶 端通过弹性组件连接固定架，可以使晶片在置于金属片与金属台面之间后，金属片、晶片和 金属台面相互之间可以良好接触，但又不至于对晶片造成损坏;本发明在确定晶片的平行 度时首先采用上述晶片频率测试装置对晶片进行频率测试，获得该晶片的谐振频率，然后 基于该晶片的谐振频率确定晶片厚度，并根据晶片厚度来确定晶片平行度，由于采用上述 晶片频率测试装置对晶片进行频率测试时不易对晶片造成损坏，因此本发明基于该晶片谐 振频率来确定晶片平行度可以降低在平行度测试过程中对晶片造成的损坏；
[0021] 2、本发明通过使金属片的面积随着晶片的预期谐振频率、机电耦合系数的增大而 减小，随着晶片尺寸的减小而减小，可以提尚晶片的频率测试准确度；
[0022] 3、本发明通过将金属探头采用螺纹连接的方式固定在固定架中，可以方便测试人 员根据晶片的预期谐振频率、机电耦合系数和尺寸来更换金属片，从而可以提高该晶片频 率测试装置的适用范围；
[0023] 4、本发明通过将频率测试仪器的测量端连接可以反映晶片振动情况的弹性组件 或金属探头或金属片，而非直接连接晶片，可以降低振幅测量过程对晶片振动的影响；
[0024] 5、本发明通过使测试区域的面积大于金属片的面积，可以提高各个测试区域的频 率测试准确度，从而可以提高晶片的平行度测试准确度。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明晶片平行度测试方法的一个实施例流程图；
[0026] 图2是本发明晶片频率测试装置的一个实施例结构图。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实 施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方 案作进一步详细的说明。
[0028] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语"连接"应做广义理 解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可 以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述 术语的具体含义。
[0029] 参见图1，为本发明晶片平行度测试方法的一个实施例流程图。该晶片平行度测试 方法可以包括以下步骤：
[0030] 步骤S101、采用晶片频率测试装置对晶片上预设的各个测试区域进行频率测试。 其中，该晶片频率测试装置如图1所示，可以包括金属探头110、金属台面120、固定架130和 频率测试仪器140,其中金属探头110的顶端可以通过弹性组件150连接固定架130,顶端可 以设置有与金属台面120平行的金属片160,频率测试仪器140可以用于向金属台面120和金 属片160之间依次施加不同频率的交流电源，并在不同频率的交流电源下，对依次置于金属 片160与金属台面120之间的晶片170上的各个测试区域的振幅进行测量，从而形成各个测 试区域的幅频曲线。
[0031] 本实施例中，经研究发现，晶片的谐振频率与厚度之间的对应关系可以表示为：
[0033]其中，
[0034] t 晶片的厚度；
[0035] Kf一一晶片切变振动频率常数；
[0036] f〇 晶片的谐振频率；
[0037] 因此本发明提出基于晶片上各个测试区域的谐振频率来确定晶片厚度，进而确定 晶片的平行度。
[0038]目前，在对晶片的频率性能进行测试时，一般采用"接触式"测试方法，即通常首先 采用两个金属探头压住晶片，然后向两个金属探头分别施加交流电源，根据在不同交流电 源频率下两个金属探头与晶片的组合的振幅来确定晶片的谐振频率。然而，该方法在将两 个金属探头压住晶片时可能对晶片造成损坏，并且经研究发现，该方法测试得出的晶片谐 振频率相比于晶片实际谐振频率较低，即该方法测试得出的晶片谐振频率的准确度较低。 而采用"空气隙"测试方法，上方的金属探头离开晶片表面一定的距离来感应晶片的振动， 会造成一定的能量损失，在频率测试仪器上测试的幅频曲线响应较弱，幅度最大对应的频 率点不准确，也不能准确测试出晶片的谐振频率。
[0039] 本实施例中，在对晶片上各个测试区域的频率特性进行测试之前，金属探头110顶 端连接的弹性组件150可以处于拉伸状态，且金属探头110底端连接的金属片160与金属台 面120之间可以存在预设的距离(该预设的距离可以小于对应晶片的设计厚度）。这样，当将 晶片170上各个测试区域置于金属片160与金属台面120之间时，金属片160、晶片170和金属 台面120相互之间可以良好接触，但又不至于对晶片170造成损坏。
[0040] 在对晶片上各个测试区域的频率性能进行测试时，可以首先将晶片170上对应测 试区域置于金属片160与金属台面120之间，然后控制频率测试仪器140向金属台面120和金 属片160之间提供不同频率的交流电源，并在不同频率的交流电源下，对该测试区域的振幅 进行测量，从而形成该测试区域的幅频曲线。此后，可以将该幅频曲线中幅值最高点对应的 频率作为该测试区域170的谐振频率。
[0041] 经研究发现，相同面积的金属片用于对不同预期谐振频率、不同材料和不同尺寸 的晶片进行频率测试时，频率测试准确度不尽相同。通常随着晶片的预期谐振频率、机电耦 合系数(可用于表征晶片材料)的增大而减小金属片面积，则可以提高晶片的频率测试准确 度，并且随着晶片尺寸的减小而减小金属片面积，也可以提高晶片的频率测试准确度。在本 实施例中，金属探头110可以采用螺纹连接的方式固定在固定架130中，当每个金属探头底 端设置的金属片面积不同时，可以采用更换金属探头的方式来更换不同面积的金属片。本 发明通过将金属探头采用螺纹连接的方式固定在固定架中，可以方便测试人员根据晶片的 预期谐振频率、机电耦合系数和尺寸来更换金属片，从而可以提高该晶片频率测试装置的 适用范围。
[0042] 本发明的晶片频率测试装置中频率测试仪器对与晶片接触的金属台面和晶片正 上方的金属片之间依次施加不同频率的交流电源，因此在金属片与金属台面之间会形成不 同频率的交流电场，晶片在不同频率的交流电场下可以发生振动，另外由于金属片固定在 金属探头底端而金属探头顶端通过弹性组件连接固定架，晶片在振动过程中弹性组件会给 金属探头一个向上的拉力，因此可以减轻金属探头和金属片对晶片振动的影响，从而使频 率测试仪器测试出的振幅能够更加准确地反映出晶片的实际振动情况，进而可以提高晶片 谐振频率的测试准确度。此外，本发明通过将金属片固定在金属探头底端而金属探头顶端 通过弹性组件连接固定架，可以使晶片在置于金属片与金属台面之间后，金属片、晶片和金 属台面相互之间可以良好接触，但又不至于对晶片造成损坏。
[0043] 需要注意的是:上述弹性组件150可以为弹簧、海绵等，由于金属片160通过金属探 头110、弹性组件150连接固定架，晶片170在振动的同时也会带动金属片160、金属探头110 和弹性组件150发生振动，因此频率测试仪器140在对晶片的振幅进行测量时，可以将其测 量端与弹性组件150、金属探头110和金属片160中任意一个进行连接。本发明通过将频率测 试仪器的测量端连接可以反映晶片振动情况的弹性组件或金属探头或金属片，而非直接连 接晶片，可以降低振幅测量过程对晶片振动的影响。
[0044] 另外，在对晶片的平行度进行测试时，可以采用同一个晶片频率测试装置对晶片 上预设的各个测试区域依次进行测试，这样可以降低不同的晶片频率测试装置以及相同晶 片频率测试装置中金属台面不同区域的平整度，对晶片平行度测量造成的影响，从而可以 提高晶片平行度测试的准确度。
[0045] 步骤S102、根据各个测试区域的幅频曲线，分别确定各个测试区域的谐振频率。
[0046] 本实施例中，在获得各个测试区域的幅频曲线后，针对每个测试区域的幅频曲线， 可以将该幅频曲线中振幅最高点对应的频率作为该测试区域的谐振频率。
[0047] 步骤S103、根据晶片中谐振频率与厚度之间的对应关系，分别确定各个测试区域 的厚度。
[0048]步骤S104、根据各个测试区域的厚度，确定晶片的平行度。
[0049] 本实施例中，在确定晶片的平行度时，可以首先将各个测试区域的厚度进行两两 相减;然后判断两两相减后的最大差值和最小差值是否都在预设的范围内，若是，则确定晶 片的平行度良好，否则，确定晶片的平行度不合格。
[0050] 需要注意的是:在对晶片的测试区域进行划分时，通常使晶片的测试区域的面积 大于金属片的面积。由于当金属片的面积大于测试区域的面积时，在对该测试区域进行频 率测试时相当于加大了该测试区域的质量负载，可能导致测试得出的该测试区域的谐振频 率小于实际的谐振频率，从而导致该测试区域的频率测试准确度较低。因此本发明通过使 测试区域的面积大于金属片的面积，可以提高各个测试区域的频率测试准确度，从而可以 提高晶片的平行度测试准确度。
[0051]由上述实施例可见，本发明在确定晶片的平行度时首先采用上述晶片频率测试装 置对晶片上各个测试区域进行频率测试，获得各个测试区域的谐振频率，然后基于各个测 试区域的谐振频率确定晶片厚度，并根据晶片厚度来确定晶片平行度，由于采用上述晶片 频率测试装置对晶片进行频率测试时谐振频率的测试准确度较高，且不易对晶片造成损 坏，因此本发明基于各个测试区域的谐振频率来确定晶片平行度，可以提高晶片平行度测 量的准确度，且可以降低在平行度测试过程中对晶片造成的损坏。
[0052]本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或 者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。
[0053]应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并 且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
【主权项】
1. 一种晶片平行度测试方法，其特征在于，包括： 采用晶片频率测试仪器对晶片上预设的各个测试区域进行频率测试，所述晶片频率测 试装置包括金属探头、金属台面、固定架和频率测试仪器，其中所述金属探头的顶端通过弹 性组件连接所述固定架，底端设置有与所述金属台面平行的金属片，所述频率测试仪器用 于向所述金属台面和所述金属片之间依次施加不同频率的交流电源，并在所述不同频率的 交流电源下，对依次置于所述金属片与所述金属台面之间的各个测试区域的振幅进行测 量，从而形成各个测试区域的幅频曲线； 根据所述各个测试区域的幅频曲线，确定所述各个测试区域的谐振频率； 根据晶片中谐振频率与厚度之间的对应关系，分别确定所述各个测试区域的厚度； 根据所述各个测试区域的厚度，确定所述晶片的平行度。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属片的面积随着所述晶片的预期谐 振频率、机电耦合系数的增大而减小，随着所述晶片尺寸的减小而减小且所述金属片面积 小于所述晶片的面积。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属探头采用螺纹连接的方式固定在 所述固定架中。4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频率测试仪器的测量端与所述弹性组 件、所述金属探头和所述金属片中任意一个进行连接，以对置于所述金属片与所述金属台 面之间的晶片的振幅进行测量。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试区域的面积大于所述晶片频率测 试装置中金属片的面积。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个测试区域的幅频曲线， 确定所述各个测试区域的谐振频率包括： 针对每个测试区域的幅频曲线，将该幅频曲线中振幅最高点对应的频率作为该测试区 域的谐振频率。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个测试区域的厚度，确定 所述晶片的平行度包括： 将所述各个测试区域的厚度进行两两相减； 判断两两相减后的最大差值和最小差值是否都在预设的范围内； 若是，则确定所述晶片的平行度良好。
【文档编号】G01B7/06GK105910530SQ201610267887
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】陈仲涛, 彭胜春, 阳皓, 杨莉, 周哲, 许卫群, 唐平, 陈映梅, 刘春蓉, 王洁, 刘祖琴
【申请人】中国电子科技集团公司第二十六研究所