用于半导体管芯封装的数据结构的制作方法

半导体晶片可以被切割成几个不同的部件，其中每个部件构成在其上制造电路的分离的管芯。完成的管芯可以被附连到引线框-例如附连到引线框的管芯标志形成部分。接着可以在管芯、引线框与可能的其他部件之间建立各种类型的电连接。然后该组件可以被模制以产生封装件，并且引线框(如果它是引线框条(leadframestrip)的一部分的话)可以被修剪以产生独立的封装件。

技术实现要素：

至少一些实施例涉及一种包括存储装置的系统，该存储装置包括数据结构，该数据结构交叉引用半导体晶片的标识符、晶片中的管芯的位置、引线框条的标识符、引线框条中的引线框的位置以及管芯的第一测试的结果。该系统还包括被配置成测试封装管芯的机械设备。该系统进一步包括耦合到存储装置和机械设备的处理器，该处理器被配置为使用机械设备和第一测试的结果对包含管芯和引线框的封装件执行第二测试。

至少一些实施例涉及一种包括晶片切割工具、第一测试工具、管芯附连工具以及封装设备的系统，该晶片切割工具用于切割半导体晶片并且用于产生管芯，该第一测试工具用于对管芯执行第一测试，该管芯附连工具用于从被切割晶片移除管芯并且将管芯附连到引线框条的引线框，并且封装设备用于产生容纳管芯和引线框的封装件。该系统还包括第二测试工具和数据结构，该第二测试工具用于对封装件执行第二测试，该数据结构交叉引用晶片的标识符、晶片中的管芯的位置、引线框条的标识符、引线框条中的引线框的位置、来自第一测试的数据以及来自第二测试的数据。

至少一些实施例涉及一种方法，其包括：对来自被切割半导体晶片的管芯执行测试，确定管芯通过测试，用晶片的标识符和晶片中的管芯的位置填充数据结构，以及作为确定管芯通过测试的结果，从晶片移除管芯并将该管芯附连到引线框。引线框是引线框条的一部分。该方法还包括用引线框条的标识符和引线框条中的引线框的位置填充数据结构。该数据结构交叉引用晶片的标识符和晶片中的管芯的位置与引线框条的标识符和引线框条中的引线框的位置。

附图说明

为了详细描述各种示例，现在将参考附图，其中：

图1是说明性半导体管芯封装流程的框图。

图2是说明性测试工具和说明性管芯附连工具的框图。

图3是用于从被切割晶片移除管芯并且将这些管芯附连到引线框的说明性拾取和放置工艺的示意图。

图4示出了说明性映射数据结构。

图5a是另一说明性测试工具的框图。

图5b描绘了说明性晶片映射图(wafermap)。

图6是说明性方法的流程图。

具体实施方式

使用以上描述的通用工艺产生的封装件可能在现场被部署之后失效。这种失效经常由有缺陷的芯片(即管芯)而导致，并且这种管芯缺陷经常由于在晶片制造工艺或设备中的问题而导致。识别从中产生有缺陷的管芯的晶片或晶片批次的能力可以有助于识别导致这种缺陷的晶片制造工艺和设备。然而，看起来没有办法轻易地识别从中产生管芯的晶片或晶片批次。

至少一些实施例涉及管芯封装系统和方法，其中来自被切割晶片的管芯被测试、被拾取和放置到引线框中、被电耦合至引线框并且可能被电耦合至引线框中的其它部件，并且被模制以产生封装件。所公开的系统和方法包括对数据结构进行映射，该数据结构可以交叉引用与管芯封装工艺流程有关的各种类型的信息，诸如并且不限制地：半导体晶片批号；晶片标识符；封装管芯从它们各自的晶片移除之前的位置(例如坐标)；引线框相对于该引线框所属的引线框条的位置(例如坐标)；引线框条标识符；封装工艺期间识别的缺陷；以及在封装工艺期间执行一个或多个测试的结果。该数据结构可以被称为“映射”数据结构，因为在至少一些实施例中，用来自封装工艺的各个阶段的数据填充该数据结构，因此将封装工艺的阶段彼此“映射”。

映射数据结构可以用于封装工艺期间的各点处-例如，可以用晶片阶段探针测试的结果填充映射数据结构，并且这些测试结果可以在后续测试期间使用以提高后续测试的精确度或效率。映射数据结构也可以用于生成晶片映射图，该晶片映射图识别从特定晶片移除的所有管芯并且识别那些晶片中的任何晶片是否被发现是有缺陷的。这种晶片映射图在识别晶片的趋向于不相称地受缺陷的影响的区域时可以是有用的，其进而可以用于识别晶片制造工艺或设备中的缺陷。此外，在管芯已经被封装之后，这种映射数据结构可以被用于跟踪有缺陷的管芯的起源。例如，如果在现场部署的封装件失效，则数据结构或这种数据结构的集合体(aggregate)可以被查阅以从中识别移除管芯的晶片。可以用标识符来标记封装件以便于对包含有关该(一个或多个)封装件的信息的一个或多个映射数据结构的引用。来自共享一些共同性(诸如公共制造设施)的晶片的现场故障的多个实例可以促使进一步的调查以识别和补救问题。上述实例仅仅是说明性的并且不限制本公开的范围。所公开的映射数据结构可以用管芯封装工艺期间的任意和全部合适类型的信息来填充，并且这种数据结构可以在封装工艺期间或完成封装工艺之后以任何合适的方式来利用。因此，这种映射数据结构呈现多个技术优点，包括在管芯封装工艺期间效率的提升(例如，通过在执行管芯封装工艺的不同部分的各种工具之间传送更新的映射数据结构)以及晶片制造工艺和设备中的缺陷的加快的识别和纠正(例如，通过使用映射数据结构来将有缺陷的管芯的起源跟踪回到从中提取有缺陷的管芯的晶片或晶片批次)。

图1是半导体管芯封装流程100的框图，其可以包括用于执行这种步骤的各种步骤和系统。流程100是说明性的并且不旨在作为可以在管芯封装流程期间执行的每个操作的详尽描述。可以按照需要并且视情况添加或从流程100中移除步骤和系统。本公开的范围包括对流程100的任何和全部这种修改。说明性流程100可以包括晶片制造阶段102，其中普通半导体晶片经加工以产生晶片上的多个电路。然后，可以切割完成的晶片(附图标记104)，例如，使用诸如晶片锯的常规晶片切割工具(附图标记106)。

流程100可以进一步包括第一测试阶段108，在此期间测试工具可以用于测试被切割晶片的管芯。这种第一测试可以包括探针测试。可以在第一测试期间测试管芯的各个方面，诸如基准电流、电压、频率或用于实现这些值中的任何值的条件。执行第一测试的系统或工具可以被配置为在映射数据结构中记录该测试的结果、与该测试有关的参数(例如，诸如使用的信号频率、测试期间晶片的环境温度的测试条件)以及任何其它相关的数据(附图标记108)。流程100可以进一步包括提升“良好的”(一个或多个)管芯，即，通过第一测试的(一个或多个)管芯，并且将那些管芯附连到引线框(附图标记110和附图标记112)。可以通过例如管芯附连工具(dat)来执行这种拾取和放置工艺。dat还可以用拾取和放置工艺期间收集的数据填充从在阶段108中执行第一测试的系统或工具接收的映射数据结构。例如并且非限制地，dat可以用下列项来填充映射数据结构：从中移除有问题的管芯的晶片的批号；从中移除有问题的管芯的晶片的标识符(例如标识码)；在从晶片中移除管芯之前晶片中的管芯的位置(例如坐标)；管芯所附连的引线框的批号；管芯所附连的引线框的标识符；以及引线框条中的引线框的位置(例如坐标)。dat可以访问晶片批号、晶片标识符、晶片中的管芯的位置，因为在从晶片中提取管芯之前通常用这种信息进行编程，使得dat可以从晶片中提取管芯。另外，dat可以访问引线框相对于引线框条的位置，因为dat可以记录其将管芯附连到其中的引线框的位置。例如，可以将dat编程以按照顺序方式将管芯附连到引线框中，因此dat可以将第一管芯放置在具有坐标(1,1)的引线框中并且将第二管芯放置在相同条上的但是具有坐标(1,2)的引线框中，依此类推。每次将管芯放置在引线框中，dat可以将与放置在该引线框中的管芯对应的该引线框的坐标记录在数据结构的条目或多条条目中。进一步，dat可以通过扫描出现在引线框条上的可扫描条形码获得引线框条批号和标识符。例如，可扫描条形码可以激光刻在引线框条上。在一些实施例中，可扫描条形码出现在引线框条上的多个位置和多个取向中，以适应管芯封装工艺中可能需要访问可扫描条形码的各种工具的不同的取向。

流程100可以进一步包括完成管芯封装工艺的剩余步骤(附图标记114)，诸如并且非限制地，布线键合、检查、模制、修剪引线框等。可以将在这些步骤期间识别的缺陷手动地(例如，通过使用有权访问映射数据结构的计算机的人员)或自动地(例如，在有权访问映射数据结构的计算机的指导下)记录在映射数据结构中。然后，可以使用合适的测试工具执行最终测试(附图标记116)。可以测试完成的封装件的各个方面，例如，使用先前确定的值来为完成的封装件建立操作或测试条件，或者确定完成的封装件的性能的改变。测试工具可以使用映射数据结构来执行最终测试中的一些或全部。例如，如果在先前的测试(例如，附图标记108中的初始测试或工艺100期间的另一测试)期间，在特定温度条件下测试了诸如运算放大器增益设定值的特定参数，则在最终测试时可以在不同的温度条件下测试相同的参数。然后，可以将结果进行比较并将该结果用于例如修剪管芯上的电路。在一些实施例中，在映射数据结构中记录的先前的测试结果可以意味着最终测试中的一个或多个步骤可以作为多余项被省略(附图标记116)，因此提高测试效率。

如先前解释的，图1中的描述以及工艺100的上述描述并不旨在是详尽的。可以将各种步骤添加到工艺100中，除了分别由附图标记108和附图标记116表示的初始测试和最终测试之外，该各种步骤还包括多个其它测试阶段。

图2是系统200的框图。系统200说明可以用于图1的第一测试阶段108中的测试工具。系统200也代表可以用于图1的良好的管芯移除和附连阶段110和112的管芯附连工具(dat)。系统200可以包括处理器202；存储映射数据结构206和可执行代码208的存储装置204(例如，随机存取存储器、只读存储器)；一个或多个输入设备210(例如键盘、鼠标、触摸屏、光学条形码扫描技术)；一个或多个输出设备212(例如显示器)；机械设备214，诸如可以用于抓取并移动物体以执行测试的物理方面并且从晶片中移除管芯并将管芯附连到引线框的一个或多个机械臂；以及网络接口216，处理器202可以经由该网络接口通过网络与其它计算机或系统进行通信，例如以传输和/或接收映射数据结构206的最新版本的副本。作为执行可执行代码208的结果，处理器202可以执行本文中归属于处理器202和/或系统200的一些或全部动作。

如上文提及的，系统200说明可以用于图1的工艺100的第一测试阶段108的测试工具。在该角色中，处理器202可以使用机械设备214来执行测试，例如，将一个或多个探针应用到被测试的管芯。在其测试管芯时，处理器202可以收集测试参数和/或测试结果，并且可以在映射数据结构206中记录它们。这种参数和结果的示例在上文被提供并且因此不在此赘述。在一些实施例中，处理器202记录所有被测试管芯的测试结果和/或参数。在一些实施例中，处理器202仅记录良好的管芯(即，通过第一测试108的管芯)的测试结果和/或参数。

如还提及的，系统200说明用于图1的工艺100中的阶段110和112的dat。在该角色中，处理器202可以使用机械设备214来从晶片中移除良好的管芯并将该良好的管芯附连到引线框。处理器202可以使用映射数据结构206的最近版本来识别良好的管芯，例如基于记录在数据结构206中的测试结果。对于从各自的晶片移除并且被附连到引线框条的引线框的每个管芯，处理器202可以记录任何和全部相关的信息。这种信息的示例可以包括(非限制地)：从其中移除良好的管芯的晶片的批号；从其中移除良好的管芯的晶片的标识符；良好的管芯相对于从其中移除该良好的管芯的晶片的x-y坐标；包含良好的管芯被附连到其中的引线框的引线框条的批号；引线框条的标识符(例如，基于盖印在引线框条上的可扫描条形码)；接收管芯的引线框相对于该引线框所属的引线框条的x-y坐标。在一些情况下，多个管芯可以被附连到单个引线框，并且在这种情况下，可以视情况将相关的附加信息记录在数据结构206中。在这种情况下，可以将相关信息记录在单个条目中(例如，其中单个引线框通过两个良好的管芯被交叉引用)，或将相关信息跨多个条目进行分配(例如，其中第一条目用于第一良好的管芯，而第二条目用于第二良好的管芯，两个条目中的每个交叉引用单个引线框)。

可以将在工艺100的任何阶段(图1)记录在映射数据结构206中的信息进行记录，使得该信息仅与相关的其它信息交叉引用。例如，在至少一些实施例中，如果没有来自晶片的管芯被附连到来自引线框条的引线框，则该引线框条标识符不应当与该晶片标识符交叉引用。

图3是用于从被切割晶片移除良好的管芯并且将该良好的管芯附连到引线框的说明性拾取和放置工艺的示意图。该图描绘了被切割晶片300、被切割晶片304和引线框条306。如所示的，晶片300可以包括多个管芯302。无阴影管芯302可以表示良好的管芯，而有阴影的管芯302可以表示坏的管芯(例如未通过第一测试108(图1)的管芯)。可以使用坐标系基于每个管芯302在晶片300中的位置来引用晶片300中的每个管芯302。如所示的，晶片300的x轴被从1到22编号，并且y轴被从1到23编号。类似地，晶片304可以包括多个管芯303，其中无阴影的管芯303可能表示良好的管芯并且有阴影的管芯303可能表示坏的管芯。晶片304中每个管芯303的位置可以使用x-y坐标来指定，其中x轴被从1到22编号并且y轴被从1到23编号。引线框条306可以包括多个引线框312。x-y坐标系可以用于指定每个引线框312的位置，其中x轴被从1到7编号并且y轴被从1到8编号。图3中描绘的坐标系是说明性的和非限制性的。该引线框条306可以附加地包括可扫描条形码310的多个实例，其可以唯一地识别引线框条306。

诸如在图2中描绘的dat可以将良好的管芯302从晶片300移除并且将该良好的管芯302附连到引线框312。类似地，在该图示中，dat可以将良好的管芯303从晶片304移除并且将该良好的管芯303附连到与良好的管芯302相同的引线框312。如附图标记305指示的，在该示例中从晶片300移除的良好的管芯302位于坐标(20,11)处。如附图标记307指示的，在该示例中从晶片304移除的良好的管芯303位于坐标(18,10)处。这两个良好的管芯都被附连到位于引线框条306上的坐标(3,4)处的引线框312。在该图示中，良好的管芯303在物理上比良好的管芯302更大。因此，良好的管芯303被耦合到引线框312的管芯标记(dieflag)(在图3中不可见)并且良好的管芯302被安装在良好的管芯303上。随后可以诸如通过布线键合308建立各种电连接。在从晶片移除管芯并且将该管芯附连到引线框的该工艺期间，dat可以在映射数据结构中记录诸如上文描述的各种数据。图4示出说明性的映射数据结构206，其一部分可以在dat从晶片中移除管芯并且将这些管芯附连到引线框时通过dat填充。如图4所示，映射数据结构206包括列402、404、406、408、410、412、414、416和418，其分别描述引线框批号、引线框条标识符、引线框x-y坐标、晶片批号、晶片标识符、晶片x-y坐标、第一测试信息、最终测试信息以及缺陷/杂项信息。

如在图3中描绘的，条目422和424两者对应于在图3中描绘的相同的引线框312，但是它们对应于不同的良好的管芯302、303。参考图3和图4两者，条目422在列402中指定引线框批号3d22x，其可以指代图3中的引线框306的批号。可以例如从可扫描条形码310中获得该批号。条目422接下来在列404中指定引线框条标识符，其在这种情况下被说明性地描绘为5661224并且可以从可扫描条形码310中获得。条目422接下来在列406中指定引线框x-y坐标。在这种情况下，如图3所示，良好的管芯被放置到其中的引线框312位于坐标(3,4)处。条目422还在列408中指定晶片批号，在此示例中晶片批号为4n223。条目422还在列410和列412中指定晶片标识符和坐标，其分别被说明性地提供为13和(20,11)。如上面解释的，可以用在列408、列410和列412中的一些或全部值编程dat。条目422可以按照需要进一步包括附加测试信息，在该示例中，可以包括用于在第一测试108(图1)处测试良好的管芯的信号的频率(2.7125ghz)，如列414中所示，以及最终测试116(图1)的总体测试结果，如列416中所示。列414中的信息可以通过测试执行第一测试108的测试工具被记录在数据结构206中，并且列416中的信息可以通过执行最终测试116的测试工具被记录。任何其他有关信息可以被记录在列418中，诸如可能已经在管芯封装工艺的其他部分(例如布线键合、模制、引线框修剪)中被识别的缺陷。列418中的这种信息可以在管芯封装工艺100(图1)期间通过任何合适的(一种或多种)工具记录。条目424关于列402、404和406与条目422相同，因为这两个条目均对应于相同的引线框和引线框条。然而，因为每个条目对应于不同的管芯(即，良好的管芯302与良好的管芯304)，因此剩余的列中的数据值可以不同。本公开的范围不限于图4中描绘的说明性数据结构206。可以根据需要添加或移除列。可以以不同的格式(例如，数字、字母、字母数字、符号或其它根据需要的任何其它格式)来记录信息。映射数据结构206可以包含任何合适数量的条目和列，并且可以以任何合适的方式来组织条目和列。在一些实施例中，可以以与图4描绘的方式完全不同的方式来组织映射数据结构206。

图5a是另一说明性测试工具500的框图。测试工具500可以例如在最终测试116(图1)期间被使用。工具500可以包括处理器502；网络接口503；存储映射数据结构206、可执行代码506和晶片映射图514的存储装置504(例如随机存取存储器、只读存储器)；一个或多个输入设备508(例如，键盘、鼠标、触摸屏、光学条形码扫描技术)；一个或多个输出设备510(例如显示器)；以及机械设备512(例如，用于执行最终测试116的物理方面的机械臂)。执行可执行代码506使处理器502执行本文中归属于处理器502和/或工具500的一些或全部动作。处理器502可以经由网络接口503传输或接收映射数据结构206的副本，该网络接口503像图2的网络接口216一样可以经由因特网、经由专用网络等与其它计算机进行通信。处理器502可以使用机械设备512和/或映射数据结构206来执行最终测试并且可以将最终测试的结果记录到映射数据结构206中，例如并且非限制地，记录到图4中的列416和/或列418中。例如，如上所述，工具500可以使用如记录在映射数据结构206中的来自先前测试的参数和测试条件(诸如探针测试的信号频率、增益参数、温度等)来执行最终测试，并且最终测试的结果可以被记录在映射数据结构206中。在一些实施例中，在第一测试期间测试的至少一些相同的参数可以在最终测试期间被重新测试。在最终测试期间测试的说明性参数可以包括基准电压、输出电压、电流容量、增益设定值、关闭特征和定时设定值。当测试相同的参数时，可以将在第一测试期间用于测试一些这种参数的条件提供给最终测试工具，使在最终测试期间得可以实现相似的(或不同的)条件。尽管图4描绘了其中来自最终测试的结果仅占据单个列416说明性数据结构，但是在一些实施例中，可以使用任何数量的列、行或其它结构来适应任何数量和任何种类的最终测试结果。

处理器502可以附加地使用映射数据结构206产生晶片映射图514。晶片映射图514可以包括被切割晶片的视觉描绘，其中根据关于映射数据结构206的每个管芯可用的数据和/或该管芯的最终测试结果以不同的方式来渲染(render)晶片中的不同管芯。例如，如果映射数据结构206指示来自晶片的某些管芯是坏的管芯，则晶片映射图514可以用某一颜色对那些管芯绘制阴影(shade)。如果映射数据结构206从晶片中省略某些管芯，则可以假定那些管芯从数据结构中丢失，因为它们没有从晶片中移除并且因此是坏的管芯，并且因此还可以在晶片映射图514中用某些颜色来表示那些管芯。如果映射数据结构206指示对应于特定的管芯的最终的测试结果是差的，则晶片映射图514可以用特定的阴影或交叉阴影将那些管芯描绘为有阴影的。这种阴影绘制和着色技术的变型被预期并且落在本公开的范围内。可以与晶片映射图514一起提供备注(legend)来明确这种阴影、颜色和其它管芯状态描绘技术的含义。前面的示例仅是说明性的和非限制性的。可以以任何合适的方式来描绘表示映射数据结构206的一些或全部内容的晶片映射图以及任何其它相关信息。

图5b示出了示例晶片映射图514。示例性晶片映射图514可以包括各种管芯，包括有缺陷的(或“坏的”)管芯516。尽管大多数坏的管芯516跨越晶片映射图514分散地定位，然而附图标记518指示坏的管芯的集群516，其可以指示晶片的制造(例如，用于制造晶片的制造设备)中的问题。用相同的设备制造的其它晶片的晶片映射图可以与晶片映射图514进行比较以证实这种有关有缺陷的制造设备的怀疑并且可以视情况采取纠正的动作。

图6是说明性方法600的流程图。方法600包括对来自被切割晶片的管芯执行第一测试(方法602)以及确定该管芯通过该测试(步骤604)。第一测试可以具有上述的任何测试类型，或它可以是不同类型的测试。方法600还包括用晶片标识符和晶片中的管芯的位置填充数据结构(步骤606)。可以使用任何合适的技术来生成数据结构，例如通过创建多维数组并且如关于图4示出并解释的填充该多维数组。方法600可以进一步包括从晶片中移除管芯并且将管芯附连到引线框(步骤608)。方法600还可以包括用引线框条的标识符和该条中的引线框的位置来填充数据结构(步骤610)。在完成管芯封装工艺(例如，包括电连接、模制等的附加)(步骤612)之后，方法600可以包括用封装件标识符(例如在封装件的外表面上)标记该封装件，并且将该封装件标识符记录在映射数据结构中，使得该封装件标识符与数据结构中其它相关数据(例如，对应于容纳在封装件内的引线框的引线框条标识符和引线框批号；对应于容纳在封装件中的晶片批号和晶片标识符)交叉引用(步骤614)。可以以任何合适的顺序执行方法600的步骤。可以包括上述技术中的任何技术作为方法600的一部分。可以按照需要调整方法600，包括通过添加、删除、修改或对一个或多个步骤重新布置来调整方法600。

上述讨论意在说明本公开的原理和各种实施例。一旦完全理解上述公开，则对本领域技术人员而言，许多变化和修改将是显而易见的。所意图的是，所附的权利要求被解读为涵盖全部这种变化和修改。