[發明專利]封裝結構的交互作用的測試方法和測試裝置

在審

• 申請號: 201310754207.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104750587A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 徐俊
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及封裝結構的可靠性測試，特別涉及一種封裝結構的交互作用的測試方法和測試裝置。

背景技術

隨著半導體技術不斷發展，目前半導體器件的特征尺寸已經變得非常小，希望在二維的封裝結構中增加半導體器件的數量變得越來越困難，因此三維封裝成為一種能有效提高芯片集成度的方法。目前的三維封裝包括基于金線鍵合的芯片堆疊（Die?Stacking）、封裝堆疊（Package?Stacking）和基于硅通孔（Through?Silicon?Via，TSV）的三維（3D）堆疊。其中，利用硅通孔的三維堆疊技術具有以下三個優點：（1）高密度集成；（2）大幅地縮短電互連的長度，從而可以很好地解決出現在二維系統級芯片（SOC）技術中的信號延遲等問題；（3）利用硅通孔技術，可以把具有不同功能的芯片（如射頻、內存、邏輯、MEMS等）集成在一起來實現封裝芯片的多功能。

但是基于芯片堆疊和硅通孔的三維封裝結構仍面臨著很多挑戰，比如三維封裝結構的熱學-機械穩定性。為了促進三維封裝技術的發展，封裝晶圓交互作用測試（模擬）裝置應運而生，測試（模擬）裝置通過建立三維封裝模型，然后對三維封裝模型進行模擬分析，獲得三維封裝結構的溫度分布或溫度梯度曲線，所述溫度分布或溫度梯度曲線反應了三維封裝結構的扭曲和應力等機械特性。通過對獲得的溫度分布或溫度梯度曲線進行分析，可以對三維封裝模型中的疊層結構的厚度、結構的尺寸、結構的材料、相鄰結構的間距等參數進行優化，再次分析和模擬后以獲得熱學-機械穩定性較高或者滿足工藝設計的三維封裝模型。

但是現有技術的分析和模擬的過程較為復雜。

發明內容

本發明解決的問題是怎樣提高可靠性分析和模擬的效率。

為解決上述問題，本發明提供了一種封裝結構的交互作用的測試方法，包括：建立待測試的封裝結構模型；選定待測試的封裝結構模型的某個區域為目標區域；將目標區域分割成第一網格區域和第二網格區域，第一網格區域中第一網格的密度小于第二網格區域中的第二網格的密度；獲得第一網格和第二網格的對應的區域特征屬性；基于所述區域特征屬性計算獲得第一網格區域和第二網格區域中每個第一網格和第二網格對應的可靠性參數。

可選的，還包括：判斷第二網格區域中的第二網格對應的可靠性參數與基準參數之間是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第二網格標定為感興趣的區域；將所述感興趣的區域分割為第三網格區域和第四網格區域，第三網格區域中的第三網格的密度小于第四網格區域中的第四網格的密度，且第三網格區域的第三網格的密度大于第二網格的密度；獲得第三網格和第四網格的對應區域特征屬性；基于第三網格和第四網格的對應區域特征屬性計算獲得每個第三網格和第四網格對應的可靠性參數。

可選的，還包括：判斷第二網格區域中的某個第二網格的可靠性參數與相鄰的其他第二網格的可靠性參數是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第二標定為感興趣的區域；將所述感興趣的區域分割為第三網格區域和第四網格區域，第三網格區域中的第三網格的密度小于第四網格區域中的第四網格的密度，且第三網格區域的第三網格的密度大于第二網格的密度；獲得第三網格和第四網格的對應區域特征屬性；基于第三網格和第四網格的對應區域特征屬性計算獲得每個第三網格和第四網格對應的可靠性參數。

可選的，還包括：判斷某一第四網格對應的可靠性參數與基準參數之間的是否存在差異或與相鄰的其他第四網格對應的可靠性參數是否存在差異；若存在差異，則將該存在差異的第四網格標定為感興趣的第M區域（M≥2）；將感興趣的第M區域（M≥2）分割為第N網格區域和第N+1網格區域（N≥5），第N網格區域中的第N網格的密度小于第N+1網格區域中的第N+1網格的密度，且第N網格區域的第N網格的密度大于第四網格的密度；獲得第N網格和第N+1網格的對應區域特征屬性；基于第N網格和第N+1網格的對應區域特征屬性計算獲得每個第N網格和第N+1網格對應的可靠性參數。

可選的，感興趣的區域為多個時，選擇其中一個感興趣的區域或多個感興趣的區域進行分割。

可選的，所述區域特征屬性包括：第一網格和第二網格中的材料的種類、材料的熱傳導系數、材料的楊氏模量、材料的熱膨脹系數、材料的泊松比、第一網格和第二網格的尺寸、第一網格和第二網格中不同材料的面積占比或體積占比。

可選的，所述可靠性參數包括：區域熱傳導率、平面楊氏模量、平面熱膨脹系數。