通過(guò)分開(kāi)探針痕跡與封裝焊線位置從而避免產(chǎn)品ILD的損壞

摘 要：由于過(guò)去大功率產(chǎn)品大部分封裝焊線位置與晶圓測(cè)試的探針位置重合，導(dǎo)致晶粒相同位置承受雙重力量的疊加，使得產(chǎn)品非常容易出現(xiàn)ILD層間介質(zhì)的損壞，從而降低產(chǎn)品的可靠性，影響質(zhì)量。通過(guò)將探針測(cè)試位置與封裝焊線位置區(qū)分開(kāi)后，降低了對(duì)晶粒的力量沖擊，從而避免產(chǎn)品ILD的損壞，提高產(chǎn)品可靠性和壽命。

關(guān)鍵字：ILD；探針測(cè)試；封裝焊線

1 基本概念概述

1.1 晶圓測(cè)試

晶圓測(cè)試是對(duì)芯片上的每個(gè)晶粒進(jìn)行探針測(cè)試，在檢測(cè)頭裝上以金線制成細(xì)如毛發(fā)之探針（probe），晶粒上的接點(diǎn)（pad）接觸，測(cè)試其電氣特性，不合格的晶粒會(huì)被標(biāo)上記號(hào)，而后當(dāng)芯片晶粒為單位切割成獨(dú)立的晶粒時(shí)，標(biāo)有幾號(hào)的不合格晶粒會(huì)被淘汰，不再進(jìn)行下一個(gè)制程，以免徒增成本。

1.2 封裝焊線

IC封裝屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的后段加工制成，主要是將前制程加工完成的IC予以分割，粘晶打線并加上塑封及成型。其成品主要提供一個(gè)引線的借口，內(nèi)部電性訊號(hào)可通過(guò)引腳將芯片連接到系統(tǒng)，從而避免芯片受外力與水、濕氣、化學(xué)物質(zhì)的破壞與腐蝕等。焊線的目的是將晶粒上的接點(diǎn)用金線或者鋁線銅線連接到導(dǎo)線加上之內(nèi)的引腳，從而將IC晶粒的電路訊號(hào)傳輸?shù)酵饨纭?/p>

1.3 ILD

ILD（Inter Layer Dielectric）是一種層間介質(zhì)，其作用為阻隔及保護(hù)電路的作用。當(dāng)層間介質(zhì)損壞后，外界的水，濕氣及化學(xué)物質(zhì)容易進(jìn)入電路，導(dǎo)致產(chǎn)品的可靠性降低，最終使得產(chǎn)品失效。

2 背景介紹

我們?cè)谶M(jìn)行新產(chǎn)品驗(yàn)證的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其中一顆產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)失效了，將其送到實(shí)驗(yàn)室分析，得出結(jié)論是有熱點(diǎn)，而熱點(diǎn)的位置正好是焊線和探針測(cè)試的重合位置。所以我們肯定ILD已經(jīng)損壞。同時(shí)我們回顧以前的客戶投訴，發(fā)現(xiàn)也出現(xiàn)過(guò)類似的事件。因?yàn)檫@類產(chǎn)品都是大功率器件，所以都是采用鋁線進(jìn)行焊接。而鋁線相對(duì)于銅線和金線雖然承受的功率增大，但是由于它比較粗，焊線的力度也增大了，再加上探針測(cè)試的位置與焊線位置一致，所以導(dǎo)致ILD的損壞。

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x取

我們選取了其中一個(gè)大功率產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)于探針卡針位的調(diào)整我們將鋁線焊線區(qū)域的探針位置調(diào)整到了焊線區(qū)域以外，這樣就防止了焊線和探針測(cè)試的重合。然后我們對(duì)于改良后的探針卡和產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 良品率的評(píng)估

我們用改善前的探針卡和改善后的探針卡測(cè)試相同一片晶圓，然后進(jìn)行良品率的分析比較。改善之前的良品率是92.51%，改善之后的良品率是92.45%，符合我們良品率比較小于3%的要求。同時(shí)我們又對(duì)測(cè)試結(jié)果的分類進(jìn)行比較，分類變化為0.6%，符合我們分類變化小于6%要求。

4.2 ILD絕緣層的評(píng)估

5 結(jié)論及改善方案

通過(guò)以上數(shù)據(jù)我們得出結(jié)論， 對(duì)于探針卡針位的調(diào)整，不但防止了焊線和探針測(cè)試的重合而避免了ILD的損壞，同時(shí)又保證了良品率沒(méi)有下降。然后我們將此方法延續(xù)到其他大功率產(chǎn)品，從而徹底解決此類產(chǎn)品ILD的質(zhì)量問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)?《半導(dǎo)體制造工藝》機(jī)械工業(yè)出版社2011-1-1

[2]《微電子封裝技術(shù)》中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社；第二版（2011年7月1號(hào)）

[3]王蔚 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，出版時(shí)間2010年9月

作者簡(jiǎn)介

戴西娜（1982-），女，天津市，助理工程師，本科，研究方向：半導(dǎo)體測(cè)試。