测试封装基板的方法与测试封装基板的设备与流程

本公开内容涉及一种用于测试封装基板的方法和设备。更特定而言，本文描述的具体实施方式涉及通过使用电子束对封装基板（即，面板级封装（plp）基板或先进封装（ap）基板）中的电互连件进行非接触测试，特定而言是用于识别和表征缺陷，例如短路、开路和/或漏电。特定而言，本公开内容的具体实施方式涉及测试封装基板的方法，封装基板是面板级封装基板或先进封装基板，涉及根据本文描述的方法测试封装基板的设备，以及用于非接触地测试封装基板的设备。

背景技术：

1、在许多应用中，需要检查基板以监控基板的品质。由于缺陷可能例如在基板的处理过程中出现，例如在基板的结构化或涂覆过程中，检查基板以检查缺陷和监测质量可能是有益的。

2、用于制造复杂微电子和/或微机械部件的半导体封装基板和印刷电路板，通常在制造期间和/或之后进行测试以确定基板处提供的金属路径和互连中的缺陷，例如短路或开路。例如，用于制造复杂微电子器件的基板可以包括多个互连路径，用于连接要安装在封装基板上的半导体芯片或其他电子器件。

3、用于测试此类部件的各种方法是已知的。例如，待测部件的接触焊盘可以与接触探针接触，以确定部件是否有缺陷。由于部件的小型化发展使得部件和接触焊盘变得越来越小，使得接触探针接触接触焊盘变得困难，甚至有可能在测试过程中损坏受测器件。

4、封装基板的复杂性正在增加，而设计规则（特征尺寸）正在大幅减少。在此类基板内，表面接触点（用于以后的倒装芯片或其他芯片安装）连接到封装基板上的其他表面接触点以将半导体（或其他）器件进行互连。用于电气测试的机电探测等标准方法无法满足批量生产测试的要求，因为处理量下降（测试点数量更多）和接触可靠性下降（接触尺寸更小）。除了减小尺寸和可能损坏接触焊盘的问题之外，封装基板的形貌导致其他测试方法遇到困难，例如使用电容检测器或电场检测器的测试方法，因为这些方法有利地具有小的机械间距。

5、因此，提供适用于可靠且快速地测试复杂微电子器件，特定而言是诸如ap基板和plp基板的封装基板的测试方法和测试设备将是有益的。

技术实现思路

1、有鉴于此，根据独立权利要求，提供了一种封装基板测试方法及设备。根据从属权利要求、说明书、与附图，可显然明了进一步的方面、优点、与特征。

2、根据一个实施方式，提供了一种用至少一个电子束柱测试封装基板的方法。封装基板为面板级封装基板或先进封装基板。该方法包含：将封装基板放置在真空腔室中的平台上；将至少一个电子束柱的具有着陆能量upe、第一束直径bd1和第一撞击角θ1的电子束引导到封装基板上的一个或多个第一表面接触点上；将具有第二束直径bd2和第二撞击角θ2中的至少一个的电子束引导到不同于一个或多个第一表面接触点的一个或多个第二表面接触点上，其中下列的至少一者适用：i）第一撞击角θ1不同于第二撞击角θ2，以及ii）第二束直径bd2不同于第一束直径bd1。再者，该方法包含检测在电子束撞击时发射的信号电子以测试封装基板的至少第一器件间（device-to-device）电互连件路径。

3、根据一个实施方式，提供了一种用于测试封装基板的设备。该设备被配置用于按照根据本公开内容的任何具体实施方式的测试方法进行测试。

4、根据一个实施方式，提供了一种用于非接触地测试封装基板的设备。设备包含真空腔室；平台，该平台位于真空腔室内，该平台被配置为支撑封装基板，该封装基板为面板级封装基板或先进封装基板；以及带电粒子束柱，该带电粒子束柱被配置为产生电子束。设备（特定而言为电子束柱）包括被配置成将电子束聚焦在封装基板上的物镜和配置成将电子束扫描到封装基板上的不同位置的扫描偏转器。此外，设备包括电子检测器，用于检测电子束撞击封装基板时发射的信号电子；一个或多个电源提供电子束的着陆能量upe。设备进一步包括配置成控制扫描偏转器和物镜的控制器，用于：a）以第一束直径和第一撞击角θ1将电子束引导到封装基板上的一个或多个第一表面接触点上，以及b）以第二束直径和第二撞击角θ2中的至少一个将电子束引导到不同于一个或多个第一表面接触点的一个或多个第二表面接触点上。以下情况中的至少一个适用：i）第一撞击角θ1不同于第二撞击角θ2，以及ii）第二束直径bd2不同于第一束直径bd1。

5、具体实施方式亦涉及用于实践所公开方法的设备，并包含用于执行每一所述方法方面的设备部件。可由硬件部件、由适当软件编程的计算机、由以上两者的任意结合者或任何其他方式来执行方法方面。此外，根据本公开内容的实施方式亦涉及用于操作所描述的设备的方法以及用于制造本文所描述的设备和器件的方法。用于操作所述设备的方法，包含用于执行设备的每一功能的方法方面。

技术特征：

1.一种用至少一个电子束柱（120）测试封装基板（10）的方法，所述封装基板是面板级封装基板或先进封装基板，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一撞击角θ1为0°≤θ1<45°，特别是0°≤θ1<22.5°，并且其中所述第二撞击角θ2为45°≤θ2≤90，特别是67.5°≤θ2≤90。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个第一表面接触点具有第一直径d1，并且所述第一束直径bd1为bd1≤0.25×d1，特别是bd1≤0.10×d1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述一个或多个第二表面接触点具有第二直径d2，并且所述第二束直径bd2为0.5×d2<bd2≤d2，特别是0.75×d2<bd2≤d2。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述电子束（111）被引导到所述一个或多个第一表面接触点的第一相对位置，且其中所述电子束（111）被引导到所述一个或多个第二表面接触点的第二相对位置，其中所述第二相对位置不同于所述第一相对位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一个或多个第一表面接触点具有凸形形貌，所述凸形形貌具有第一直径d1和第一顶点ap1，特别是中央第一顶点，并且其中所述第一相对位置在围绕所述第一顶点ap1的第一区域a1内，其中a1≤(d1/4)2×π，特别是a1≤(d1/8)2×π。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述一个或多个第二表面接触点具有凸形形貌，所述凸形形貌具有第二直径d2和第二顶点ap2，特别是中央第二顶点，并且其中所述第二相对位置在围绕所述第二顶点ap2的第二区域a2内，其中[(d2/2)2×π-(d2/4)2×π]≤a2≤[(d2/2)2×π-(d2/8)2×π]。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述着陆能量upe被选为en2<upe<en2’，其中en2是对应于所述撞击角θ=0°时总电子产率为1的着陆能量的所述第二中性能量值，并且其中en2’是对应于所述撞击角θ=90°时总电子产率为1的着陆能量的所述第二中性能量值，特别是，其中所述着陆能量upe位于en2和en2’中间±25%。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述着陆能量upe被选为en1<upe<en1’，其中en1是对应于所述撞击角θ=0°时总电子产率为1的着陆能量的所述第一中性能量值，并且其中en1’是对应于所述撞击角θ=90°时总电子产率为1的着陆能量的所述第一中性能量值，特别是，其中所述着陆能量upe位于en1和en1’中间±25%。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，进一步包含以下步骤：

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述一个或多个第一表面接触点和所述一个或多个第二表面接触点形成为被直径为25μm或更小，特别是10μm或更小的焊料凸块覆盖的金属焊盘。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述封装基板包括在相应的第一表面接触点和第二表面接触点之间延伸的多个器件间电互连件路径，所述方法进一步包含以下步骤：

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述封装基板包括全部被测试的5000个或更多个的器件间电互连件路径，特别是20000个或更多个的器件间电互连件路径，更特别是50000个或更多个的器件间电互连件路径。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，进一步包含以下步骤：

15.根据权利要求14所述的方法，其中获得所述信息的步骤包括对所述信号电子进行能量过滤。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述测试的步骤包括确定所述第一器件间电互连件路径是否具有以下缺陷中的一个或多个：短路、开路和/或漏电。

17.一种用于根据权利要求1至16中任一项所述的方法测试封装基板的设备。

18.一种用于非接触地测试封装基板（10）的设备（100），包括：

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述电子检测器（140）包括：

20.根据权利要求18或19所述的设备，其中所述扫描控制器（123）被配置为使得所述电子束被依次引导至成对的第一表面接触点和第二表面接触点，以用于测试在相应的所述成对的第一表面接触点和第二表面接触点对之间延伸的相应的器件间电互连件路径。

技术总结
描述了一种用至少一个电子束柱测试封装基板的方法。封装基板是面板级封装基板或先进封装基板。该方法包含：将封装基板放置在真空腔室中的平台上；将至少一个电子束柱的具有着陆能量U<subgt;pe</subgt;、第一束直径BD<subgt;1</subgt;和第一撞击角θ<subgt;1</subgt;的电子束引导到封装基板上的一个或多个第一表面接触点上；将具有第二束直径BD<subgt;2</subgt;和第二撞击角θ<subgt;2</subgt;中的至少一个的电子束引导到不同于一个或多个第一表面接触点的一个或多个第二表面接触点上，其中下列的至少一者适用：i）第一撞击角θ<subgt;1</subgt;不同于第二撞击角θ<subgt;2</subgt;，以及ii）第二束直径BD<subgt;2</subgt;不同于第一束直径BD<subgt;1</subgt;；以及检测在电子束撞击时发射的信号电子以测试封装基板的至少第一器件间电互连件路径。

技术研发人员：伯纳德·G·穆勒
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28