一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统的制作方法

本发明涉及集成电路封装检测技术领域，特别涉及一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统。

背景技术：

压电陶瓷材料具有压电效应，是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料。压电陶瓷在机械应力作用下，会引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷。压电陶瓷的这一特性通常用压电应变常数d33来表示：d33＝△t/u(m/v)，其中u是施加在压电陶瓷片两面电压，△t是陶瓷片在厚度方向的形变。利用压电陶瓷这种力电耦合效应可以制造很多不同类型的传感器，如超声换能器、水声换能器、电声换能器、引燃引爆装置和压电陀螺等。

在半导体集成电路领域，为了满足电子产品小型化、高传输速率和高带宽的性能需求，芯片封装凸点尺寸变得越来越小，密度越来越高，而芯片封装凸点的三维形貌和共面性好坏关系着微系统组装电性是否有效互连，所以如何快速有效的检测封装凸点的共面性显得尤为重要。

目前，封装凸点的共面性检测均使用光学检测系统。利用光学三维成像对所有凸点挨个进行三维成像，提取出凸点高度，然后判断所有凸点高度是否满足后续组装要求。由于不能同时对所有凸点同时成像，因此光学三维成像检测效率低，并且光学系统造价高昂。

申请号为201610223751.9的发明专利公开了一种球栅阵列封装元器件焊球共面性检测系统，像光学三维成像检测一样，这个系统只能针对单颗球进行逐个检验，检验效率低；另外，球栅阵列的锡球大小一般在60μm以上，节距在100μm以上，也不满足半导体集成电路高带宽、高传输速率的发展要求。那么针对凸点直径在60μm以下，节距在100μm以下的高密度微凸点的共面性快速成像检测成为一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统，以解决传统的光学三维成像共面性检测效率低，并且光学系统造价高昂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统，包括：

施力装置，用于吸住待测封装体并对其施加压力；

压电感应装置，位于所述封装体底部并与其接触，用于检测所述封装体的微凸点。

可选的，所述施力装置包括依次相连的施力模块、传力弹簧和真空吸盘；其中，

所述真空吸盘用于吸住所述封装体；

通过所述施力模块施加压力使所述封装体与所述压电感应装置接触；并且施加的压力在1mn以上。

可选的，所述封装体包括基体和生长在所述基体上的微凸点；其中，

所述微凸点包括锡球阵列、铜柱和锡银；

所述基体包括硅基和树脂圆片。

可选的，所述压电感应装置包括依次设置的软垫、压电陶瓷和信息处理系统；

所述软垫用于标定每个微凸点的位置坐标，所述软垫表面设有二维像素点网格阵列；

所述压电陶瓷将感应到的压力信号传送至所述信息处理系统；

所述信息处理系统将压力信号转变为数字信号。

可选的，单个网格的长和宽都大于0.1μm。

可选的，所述信息处理系统包括模数转换器。

可选的，所述半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统还包括显示装置，所述显示装置通过传输数据线与所述压电感应装置相连。

在本发明中提供了一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统，包括施力装置和压电感应装置；所述施力装置用于吸住待测封装体并对其施加压力；所述压电感应装置位于所述封装体底部并与其接触，用于检测所述封装体的微凸点。本发明结构简单，可以实时给出微凸点三维形貌以及共面性相关数据，速度快并且精度高，适合半导体集成电路凸点三维形貌和共面性检测使用。

附图说明

图1是本发明提供的半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统的结构示意图；

图2是软垫上的二维像素点网格示意图；

图3是在显示装置上输出的微凸点三维形貌示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统，其结构如图1所示，包括施力装置1和压电感应装置3；所述施力装置1用于吸住待测封装体2并对其施加压力；所述压电感应装置3位于所述封装体2底部并与其接触，用于检测所述封装体2的微凸点21。进一步的，所述半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统还包括显示装置4，通过传输数据线5与所述压电感应装置3相连。

具体的，请继续参阅图1，所述施力装置1包括依次相连的施力模块11、传力弹簧12和真空吸盘13；其中，所述真空吸盘13用于吸住所述封装体2；通过所述施力模块11施加压力使所述封装体2与所述压电感应装置3接触；并且施加的压力在1mn以上。

所述封装体2包括基体22和生长在所述基体22上的微凸点21；其中，所述微凸点21包括锡球阵列、铜柱和锡银；所述基体22包括硅基和树脂圆片。所述真空吸盘13吸住所述基体22，所述微凸点21朝下。

所述压电感应装置3包括依次设置的软垫31、压电陶瓷32和信息处理系统33；所述软垫31与所述微凸点21接触，一方面用于缓冲所述微凸点21直接与所述压电陶瓷32碰撞，避免损伤所述微凸点21，另一方面用来标定每个微凸点21的位置坐标，所述软垫31表面设有二维像素点网格阵列，如图2所示，单个网格的长l和宽w都大于0.1μm以确保位置精度准确；所述压电陶瓷32将感应到的压力信号传送至所述信息处理系统33；所述信息处理系统33包括模数转换器，将压力信号转变为数字信号，并通过传输数据线5在所述显示装置4上输出如图3所示的凸点三维共面性立体图和相关数据。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统，属于集成电路封装检测技术领域。所述半导体凸点快速三维形貌扫描测试系统包括施力装置和压电感应装置；所述施力装置用于吸住待测封装体并对其施加压力；所述压电感应装置位于所述封装体底部并与其接触，用于检测所述封装体的微凸点。本发明结构简单，可以实时给出微凸点三维形貌以及共面性相关数据，速度快并且精度高，适合半导体集成电路凸点三维形貌和共面性检测使用。

技术研发人员：王成迁
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十八研究所
技术研发日：2019.08.21
技术公布日：2019.11.08