专利名称：一种裸芯片的临时封装载体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及裸芯片测试封装载体，具体来说，涉及一种裸芯片 测试与老化筛选临时封装载体。
背景技术：
整机系统对小型化和高密度发展需求越来越迫切，特别是微型化、 智能化和信息化的高可靠性性整机需求特定功能的模块，促进了国内模 块技术的高速发展，形成了对裸芯片的巨大需求。
现代电子装备的高可靠需要高可靠性MCM和组件，航天复杂系统 要求零失效率的MCM和组件，高新整机系统和高新微小智能系统需求 MCM和组件的可靠性有定量保证，这些高可靠性系统所使用的MCM和 组件均需要已知其质量和可靠性信息的KGD (已知好芯片)芯片。
KGD通过对裸芯片的功能测试、参数测试、老化、筛选和可靠性试 验使裸芯片在技术指标和可靠性指标上达到封装成品的等级要求的裸芯 片。裸芯片是没有经过封装且一个个分立的裸芯片，芯片大小各异，功 能多样，种类繁杂，版图结构各种各样，不能采用统一的夹具来进行测 试和试验；其次裸芯片测试、试验过程中夹具的电连接及其可靠性，裸 芯片的无损装御载等问题，都影响了KGD的应用，现在组件/MCM用 的裸芯片都是未经全功能和耐环境能力测试和老化筛选的未知质量和可靠性的裸芯片，特别是进口裸芯片的质量和可靠性更不能保证。
已报道和公开的技术表明，已有的技术对于裸芯片(特别是小尺寸
芯片)在临时封装过程中存在一个横向的应力，对裸芯片的pad与测试 衬底间的对准精度有一定的影响，易导致裸芯片的横向位移，导致芯片 pad受到一定的损伤。
实用新型内容
针对以上的不足，本实用新型提供了一种裸芯片测试与老化筛选临 时封装载体，解决了裸芯片的测试和老化筛选难题，解决了裸芯片在装 载过程中的横向位移问题，避免了裸芯片(特别是小尺寸芯片)在装卸 载过程中芯片横向位移导致的接触凸点对芯片pad金属化的损伤，利用 裸芯片临时封装载体模仿集成电路的封装来实现芯片的测试和老化筛 选。
一种裸芯片的临时封装载体包括电气互连衬底和为所述电气互连衬 底提供机械支撑的夹具。夹具包括底座基板、支撑固定件、弹力盖板、 盖板支撑件和螺栓固定件，支撑固定件的中部开有用于容纳裸芯片的空 腔，电气互连衬底被夹设在底座基板和支撑固定件之间，电气互连衬底 中部设有显露在支撑固定件空腔内的金属凸点区，金属凸点用于与被试 验裸芯片的pad接触，电气互连衬底周边设有显露在外的金属接触区， 金属接触区用于被试验裸芯片的电气信号与外围测试电路或标准测试夹 具电气互连，盖板支撑件通过螺栓固定件联接在支撑固定件上面，螺栓 固定件在其螺母控制下将盖板支撑件紧压在支撑固定件上，实现芯片的 固定，弹力盖板设置在盖板支撑件的内部。
所述支撑固定件与盖板支撑件间设有弹簧进行缓冲。所述电气互连衬底为挠性覆铜薄膜，由金属导电材料金属层和介质 基片材料层通过粘结剂粘合。
所述电气互连衬底与底座基板之间设有金属垫片。
所述电气互连衬底与底座基板之间设有塑料挠性垫片和塑料软垫片。
所述电气互连衬底与支撑固定件间设置中间开有与芯片相适应的通
孔的金属压片。
所述在弹力盖板与盖板支撑件之间设有弹簧和圆珠球。 与现有技术相比，本发明通过裸芯片测试与老化筛选临时封装载体
解决裸芯片(特别是小尺寸芯片)测试、老化筛选问题，使裸芯片达到
同类封装产品的可靠性水平，成为已知良好芯片(KGD)，从而提高MCM 和HIC的成品率、质量与可靠性，将显著地縮短MCM和HIC的研制周 期，实现成本和效益的最佳结合，特别是对高质量和高可靠性要求的复 杂和昂贵整机系统，通过本方案实现把一般裸芯片提升为KGD，可保障 整机系统的可靠性，因此本发明技术方案具有巨大的经济效益、社会效 益和军事效益。
图1为本发明的立体图； 图2为本发明的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步阐述如图1和图2所示，本实施方式的裸芯片测试与老化筛选临时封装 载体包括电气互连衬底3和为电气互连衬底提供机械支撑的夹具，夹具 包括底座基板l、支撑固定件5、弹力盖板6、盖板支撑件7和螺栓固定 件9，支撑固定件5的中部开有用于容纳裸芯片的空腔，电气互连衬底3 被夹设在底座基板1与支撑固定件5之间，电气互连衬底3中部设有显露 在支撑固定件5内的金属凸点区，金属凸点用于与被试验裸芯片的pad 接触，电气互连衬底3周边设有显露在底座基板1外的金属接触区，金 属接触区用于被试验裸芯片的电气信号与外围测试电路或标准测试夹具 电气互连，盖板支撑件7通过螺栓固定件9联接在支撑固定件5的上面， 固定支撑件5与盖板支撑件7间有弹簧8进行缓冲，螺栓固定件9在其 螺母控制下可将盖板支撑件7紧压在固定支撑件5上，实现对芯片的固 定，弹力盖板6设置在盖板支撑件7的内面。电气互连衬底3为挠性覆 铜薄膜，由金属导电材料金属层和介质基片材料层通过粘结剂粘合。在 电气互连衬底3与底座基板1之间设有金属垫片2，在电气互连衬底与底 座基板之间还设有塑料挠性垫片和塑料软垫片，在电气互连衬底3与支 撑固定件5之间有金属压片4，金属压片4上开有与芯片相匹配的通孔 (12)，在弹力盖板与盖板支撑件之间设有圆珠球IO和弹簧11。底座基 板l、金属垫片2、电气互连衬底3、金属压片4、固定支撑件5通过四 角的螺钉固定并装配在一起。
电气互连衬底是薄膜单层或多层布线基板，四周有微小间距的金属 接触区，其图形及间隔满足表面贴装IC测试插座和其他测试插座对其参 数要求，在薄膜的中心区域有一个金属凸点区，其金属凸点的位置参数 与相应裸芯片上的Pad相对应，裸芯片倒叩在薄膜基板上，芯片上压焊区与衬底上的金属凸点接触，芯片上方的盖板带有弹簧装置，使盖板具 有弹性，盖下时将芯片与电气互连衬底压紧，从而实现良好的电接触。 芯片载体再装到有精细间距的通用插座内，插座可装到测试架或老化板 上，这样就可以进行老化和全温度范围的电性能测试，合格芯片就成为
KGD。夹具(Carrier)是对裸芯片进行暂时封装的载体，可多次重复使 用，夹具为衬底提供一个机械支撑，对芯片形成一个可控制的压力来达 到芯片对衬底的合适接触，保护裸芯片免遭机械损伤，同时为测试和老 化的插座(Socket)提供一个机械接触界面。
底座基板是高温塑料件，提供定位钉装配位、装配螺栓位，并保证 夹具主体的基本平整；支撑固定件是高温塑料件，提供装配支撑；弹力 盖板是高温塑料件，通过一定压力固定裸芯片，并保证裸芯片在一定压 力下均匀地压在电气互连衬底上；盖板支撑件是高温塑料件，提供对弹 力盖板的支撑和与螺栓固定件一起提供临时封装固定；螺栓固定件是金 属件，起到将盖板支撑件固定在固定支撑件上的作用；金属压片压在电 气互连衬底上方，保证电气互连衬底平整地装配到夹具中，同时使硅橡 胶垫片均匀受力，保证电气互连衬底平整；金属垫片为电气互连衬底提 供平整，并与金属压片一起保证电气互连衬底的平整。
裸芯片Pad电接触的电气互连衬底采用高性能的挠性覆铜薄膜材料， 挠性覆铜薄膜材料是由金属导电材料金属层(如铜)和介质基片材料层 (如聚酰亚胺)，通过粘结剂粘合起来的复合材料。挠性覆铜薄膜材料具 有良好的化学稳定性和加工相容性，加工不损失其原有的电性能、耐热 性能和机械性能，具有一定的延展性。能满足生产工艺中的进行钻孔、 电镀、蚀刻等加工工艺要求。因此该类挠性覆铜薄膜材料能实现在裸芯片测试中要求对每个pad均有良好的接触。典型的主要材料厚度参数为 聚酯薄膜厚度为0.075mm;铜箔厚度为0.07mm。
权利要求1、一种裸芯片的临时封装载体，它包括电气互连衬底(3)和为所述电气互连衬底提供机械支撑的夹具，其特征在于，所述夹具包括底座基板(1)、支撑固定件(5)、弹力盖板(6)、盖板支撑件(7)和螺栓固定件(9)，支撑固定件(5)的中部开有用于容纳裸芯片的空腔，电气互连衬底(3)被夹设在底座基板(1)和支撑固定件(5)之间，电气互连衬底(3)中部设有显露在支撑固定件(5)空腔内的金属凸点区，电气互连衬底(3)周边设有显露在(1)外的金属接触区，盖板支撑件(7)通过螺栓固定件(9)联接在支撑固定件(5)上面，螺栓固定件(9)在其螺母控制下将盖板支撑件(7)紧压在支撑固定件(5)上，实现芯片的固定，弹力盖板(6)设置在盖板支撑件(7)的内部。
2、 根据权利要求1所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于，所 述支撑固定件(5)与盖板支撑件(7)间设有弹簧(8)进行缓冲。
3、 根据权利要求l所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于，所 述电气互连衬底(3)为挠性覆铜薄膜，由金属导电材料金属层和介质基 片材料层通过粘结剂粘合。电气互连衬底(3)上的中心区域有与裸芯片 接触的金属凸点，用于与裸芯片pad接触和电气互连，电气互连衬底(3) 上的外围四周有与测试夹具相对应的金属接触区，用于裸芯片的电信号 与外围测试电路或测试夹具的电气互连。
4、 根据权利要求1或3所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于， 所述电气互连衬底(3)与底座基板(1)之间设有金属垫片(2)。
5、 根据权利要求1或3所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于，所述电气互连衬底(3)与底座基板(1)之间设有塑料挠性垫片和塑料 软垫片。
6、 根据权利要求1或3所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于, 所述电气互连衬底(3)与支撑固定件(5)间设置中间开有与芯片相适 应的通孔(12)的金属压片(4)。
7、 根据权利要求1所述的裸芯片的临时封装载体，其特征在于，所 述在弹力盖板(6)与盖板支撑件(7)之间设有弹簧(11)和圆珠球(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种裸芯片的临时封装载体，包括电气互连衬底和为所述电气互连衬底提供机械支撑的夹具。夹具包括底座基板、支撑固定件、弹力盖板、盖板支撑件和螺栓固定件，支撑固定件的中部开有用与容纳裸芯片的空腔，电气互连衬底被夹设在底座基板和支撑固定件之间，电气互连衬底中部设有显露在支撑固定件空腔内的金属凸点区，电气互连衬底周边设有显露在外的金属接触区，盖板支撑件通过螺栓固定件联接在支撑固定件上面，螺栓固定件在其螺母控制下将盖板支撑件紧压在支撑固定件上，实现芯片的固定，弹力盖板设置在盖板支撑件的内部。它解决了裸芯片的测试和老化筛选难题，通过模仿集成电路的封装来实现芯片的测试和老化筛选。
文档编号H01L21/66GK201298046SQ20082020391
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者恩云飞, 杨少华, 云 黄 申请人:信息产业部电子第五研究所