通过分开探针痕迹与封装焊线位置从而避免产品ILD的损坏

2014-08-27戴西娜

卷宗 2014年7期

摘要：由于过去大功率产品大部分封装焊线位置与晶圆测试的探针位置重合，导致晶粒相同位置承受双重力量的叠加，使得产品非常容易出现ILD层间介质的损坏，从而降低产品的可靠性，影响质量。通过将探针测试位置与封装焊线位置区分开后，降低了对晶粒的力量冲击，从而避免产品ILD的损坏，提高产品可靠性和寿命。

关键字：ILD；探针测试；封装焊线

1 基本概念概述

1.1 晶圆测试

晶圆测试是对芯片上的每个晶粒进行探针测试，在检测头装上以金线制成细如毛发之探针（probe），晶粒上的接点（pad）接触，测试其电气特性，不合格的晶粒会被标上记号，而后当芯片晶粒为单位切割成独立的晶粒时，标有几号的不合格晶粒会被淘汰，不再进行下一个制程，以免徒增成本。

1.2 封装焊线

IC封装属于半导体产业的后段加工制成，主要是将前制程加工完成的IC予以分割，粘晶打线并加上塑封及成型。其成品主要提供一个引线的借口，内部电性讯号可通过引脚将芯片连接到系统，从而避免芯片受外力与水、湿气、化学物质的破坏与腐蚀等。焊线的目的是将晶粒上的接点用金线或者铝线铜线连接到导线加上之内的引脚，从而将IC晶粒的电路讯号传输到外界。

1.3 ILD

ILD（Inter Layer Dielectric）是一种层间介质，其作用为阻隔及保护电路的作用。当层间介质损坏后，外界的水，湿气及化学物质容易进入电路，导致产品的可靠性降低，最终使得产品失效。

2 背景介绍

我们在进行新产品验证的时候，发现其中一颗产品可靠性试验失效了，将其送到实验室分析，得出结论是有热点，而热点的位置正好是焊线和探針测试的重合位置。所以我们肯定ILD已经损坏。同时我们回顾以前的客户投诉，发现也出现过类似的事件。因为这类产品都是大功率器件，所以都是采用铝线进行焊接。而铝线相对于铜线和金线虽然承受的功率增大，但是由于它比较粗，焊线的力度也增大了，再加上探针测试的位置与焊线位置一致，所以导致ILD的损坏。

3 实验模型选取

我们选取了其中一个大功率产品进行试验，通过对于探针卡针位的调整我们将铝线焊线区域的探针位置调整到了焊线区域以外，这样就防止了焊线和探针测试的重合。然后我们对于改良后的探针卡和产品进行评估。

4 数据分析

4.1 良品率的评估

我们用改善前的探针卡和改善后的探针卡测试相同一片晶圆，然后进行良品率的分析比较。改善之前的良品率是92.51%，改善之后的良品率是92.45%，符合我们良品率比较小于3%的要求。同时我们又对测试结果的分类进行比较，分类变化为0.6%，符合我们分类变化小于6%要求。

4.2 ILD绝缘层的评估

5 结论及改善方案

通过以上数据我们得出结论，对于探针卡针位的调整，不但防止了焊线和探针测试的重合而避免了ILD的损坏，同时又保证了良品率没有下降。然后我们将此方法延续到其他大功率产品，从而彻底解决此类产品ILD的质量问题。

参考文献

[1]张源《半导体制造工艺》机械工业出版社2011-1-1

[2]《微电子封装技术》中国科学技术大学出版社；第二版（2011年7月1号）

[3]王蔚哈尔滨工业大学出版社，出版时间2010年9月