[發明專利]MEMS器件、其條帶測試方法及其測試條帶

有效

• 申請號: 201210385087.X
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103033699B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: M·阿佐帕迪;C·卡奇雅;S·波茲
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司;意法半導體(馬耳他)有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01D5/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及用于MEMS(微機電系統)器件的條帶測試的方法、MEMS器件的測試條帶和設計用于該方法的MEMS器件。

背景技術

MEMS器件因其減小的尺寸和功耗而在電子行業(尤其是在便攜式電子設備的消費電子領域)中扮演著日益重要的角色。

眾所周知，MEMS器件包括包封在封裝體中的半導體材料的一個或多個裸片(例如，在MEMS傳感器器件的情形中，第一裸片集成有機械感測結構，而第二裸片集成有形成為ASIC(專用集成電路)的相關電子接口)，該封裝體保護和覆蓋裸片并且提供去往外部的合適電連接(例如用于焊接至外部印刷電路板)。

常用的封裝體是所謂的BGA(球柵陣列)或LGA(柵格陣列)封裝體，其提供減少的面積占用和高密度的電連接。

圖1示意性地示出了以附圖標記1整體表示的MEMS器件，其具有BGA或LGA封裝體2。封裝體2包括基板3，基板3具有MEMS器件的裸片所附接至的內部表面3a，以及承載去往封裝體2的外部的合適電連接元件4的外部表面3b，該電連接元件4的形式為(在BGA封裝體的情形下的)“焊球”或“凸塊”的陣列或(在如圖1所示的LGA封裝體情形下的)“焊區”的陣列。基板3通常由多層結構制成，該多層結構包括經由電介質層分隔的若干層導電材料(通常為金屬)；提供穿過基板3的電跡線以將裸片連接至外部電連接元件4。在基板3上提供通常為模塑化合物5的覆蓋和保護材料，并且該材料覆蓋裸片，從而保護裸片免受外部環境影響。

具體而言，在圖1所示的示例中，MEMS器件1包括傳感器裸片6和ASIC裸片7，傳感器裸片6包括微機械檢測結構，而ASIC裸片7包括有關的接口電子器件。裸片6和裸片7由形式為接線(使用所謂的“接線鍵合”技術)的合適電連接而堆疊，該接線被設計用于將傳感器裸片6電連接至ASIC裸片7并且將ASIC裸片7電連接至基板3；此外，提供穿過基板3的各種層的過孔8和合適的跡線以在ASCI裸片7和電連接元件4之間路由信號(這些信號可以是檢測信號或電源信號、或是MEMS器件1和外部器件之間交換的任何其他類型的信號)。顯然，對于裸片6和裸片7而言，其它布置是可能的，裸片6和裸片7可以并列布置在基板3上；或者可以使用倒裝芯片技術將傳感器芯片6附接至ASIC裸片7，從而在這兩個裸片之間提供直接的電連接。

在半導體產業中，為了評估最終產品的電性能和機械性能，尤其是由于需要為用于執行所需測試操作提供的時間量和昂貴的系統及設備，MEMS器件的測試占據制造成本的相當大一部分。測試一般構思提供(例如，以物理應力形式的)激勵給MEMS器件并且檢測由MEMS器件響應于該激勵而生成的輸出電信號。

為了減少測試成本以及增加總體效率，提出了所謂的“條帶(strip)測試”過程，其構思了對根據矩陣布局布置在條帶中的多個MEMS器件進行同時并行測試，而非單獨地測試單個MEMS器件。這些測試過程允許實現大的產率改進和用于測試所需的時間的減少，并且因而減少最終制造成本。

在這方面，圖2a和圖2b示意地示出了MEMS器件的條帶10，該MEMS器件同樣由附圖標記1表示(每個MEMS器件例如為如圖1所示的傳感器器件或任何其它種類的已知MEMS器件)。MEMS器件1為沿xy平面的第一方向x和第二方向y對準的矩陣布置：在該示例中的條帶10具有沿第一方向x的主延伸。測試系統可以被設計用于若干器件(例如如圖2a中虛線框所包圍示出的器件群組)的并行測試。

如圖2b中所描繪的，各種MEMS器件1在制造之后(但是在最終的單片化步驟之前)被包封在相同的模制化合物5中并且附接至相同的基板3；因此，考慮基板3包括多個部分，各個部分對應于單個MEMS器件，各個部分通過邊界區域而彼此分隔，在該邊界區域處將執行在單片化期間的最終切割。

然而，尤其是在MEMS傳感器的情形中，按條帶布置的器件的并行測試隱含著一些困難，這是因為需要在測試期間對各種傳感器執行合適的物理激勵(例如，提供對加速度傳感器的測試加速度，或壓力傳感器的測試壓力)，以及尤其是因為如下事實：作用于條帶形式的器件上的應力不同于作用于與其他器件分隔的單個器件上的應力。此外，要求條帶中的各個器件電絕緣，以便對單個器件執行電測試。

通過使用被配置成在器件上施加特定應力的合適的測試設備(例如，構思使用提供沿多個軸的加速度的支撐臺)實現在測試期間對各個器件的物理激勵。

發明內容

已提出了各種解決方案以解決與作用于處于條帶形式的器件上的應力以及它們的電絕緣有關的問題。