[發明專利]同時兼容電學測試和光學互聯的焊盤結構及其測試方法

有效

• 申請號: 201810206292.2
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108470728B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 李丹;劉明;耿莉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L31/02;G01R31/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明公開一種同時兼容電學測試和光學互聯的焊盤結構及其測試方法，包括輸入焊盤：線性依次排列的第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤、第四焊盤和第五焊盤；第一焊盤和第五焊盤電氣上相互連接，第二焊盤和第四焊盤電氣上相互連接；還包括輸出焊盤：線性依次排列的第六焊盤、第七焊盤、第八焊盤、第九焊盤和第十焊盤其中第六焊盤、第八焊盤、第十焊盤電氣上相互連接。本發明不僅能在產品制造階段對芯片進行晶圓級大規模的電學測試，保證了產品出廠良品率，也能在研發階段，實現一次投片即進行電學測試和光學互聯測試兩種方案，節約研發成本，縮短研發時間；避免了電學和光學焊盤結構不同所帶來的光、電性能差異，保證了芯片電學、光學性能的一致性。

技術領域

本發明涉及半導體裝置的測試及封裝技術領域，特別地涉及一種高速光電接收系統中用于探針測試和引線鍵合的焊盤結構及相應的測試和封裝方法。

背景技術

隨著集成電路測試技術的不斷發展，在半導體集成電路制造完成后、元件組裝之前，對部分或全部半導體集成電路進行測試從而確保其功能及性能滿足要求，是一種較為推薦的質量保證措施。在電學測試中，常使用探針對集成電路的標準焊盤(standard pad)進行點針并測量，來獲取芯片電學參數，以對集成電路的功能和性能進行測試，或對于失效的集成電路進行失效分析。探針測試對高頻及射頻芯片尤為重要，因為此類芯片對半導體制造工藝偏差影響更加敏感。引線鍵合是半導體芯片常用的一種與其他半導體芯片、半導體元件、封裝基板進行電氣連接方法。

高速光電接收系統的常見光學互聯方式如圖1所示：通過鍵合線將分立的光電二極管(Photodiode，PD)芯片與光接收機前端芯片互聯。其中光電二極管的陽極(Anode)焊盤與光接收機前端芯片的輸入焊盤(PinA)相連，用于接收高速光電流；光電二極管的陰極(Cathode)焊盤與偏置電壓焊盤(Pink)相連，用于提供電流回饋通路并給光電二極管提供電壓偏置。

在對光接收機前端芯片進行電學探針測試時，鑒于此芯片的單端輸入特性，如圖2(a)所示，在輸入端一般是利用地-信號-地(GSG)構造的RF探針對輸入焊盤點針；同時，如圖2(b)所示，該類芯片一般是差分輸出，故可用地-信號-地-信號-地(GSGSG)構造的RF探針對輸出焊盤點針。以此方式對光接收機前端芯片進行RF和微波特征的三端口S參數測量。高速光接收機前端芯片工作頻率較高可達幾十GHz，同時RF探針針尖的間距較小，因此要求光接收機前端芯片的輸入、輸出焊盤結構也要能與之匹配。

現有光接收機前端芯片的一般設計制造是：先設計供RF探針測試的輸入、輸出焊盤結構，在芯片生產制造后進行電學測試，確認芯片正常工作后，再設計一版能與光電二極管焊盤進行鍵合線互聯的焊盤結構，如圖1所示。這樣既增加了研發成本，又增加了研發時間。同時，兩個版本芯片存在可能的不一致情況。另一種方法是把輸入焊盤設計為地-供電-信號-供電-地(G-Pink-S/PinA-Pink-G)的結構，但是這樣接地焊盤(G)和信號焊盤(S)的間距過大，不利于RF探針直接進行電學測試。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種用于同時兼容電學測試和光學互聯的焊盤結構及其測試和封裝方法，以解決上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

同時兼容電學測試和光學互聯的焊盤結構，包括輸入焊盤；輸入焊盤包括線性依次排列的第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤、第四焊盤和第五焊盤；第一焊盤和第五焊盤電氣上相互連接，第二焊盤和第四焊盤電氣上相互連接。

進一步的，第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤、第四焊盤和第五焊盤分別為陰極供電焊盤、地焊盤、信號/陽極供電焊盤、地焊盤和陰極供電焊盤。

進一步的，還包括輸出焊盤；輸出焊盤包括線性依次排列的第六焊盤、第七焊盤、第八焊盤、第九焊盤和第十焊盤其中第六焊盤、第八焊盤、第十焊盤電氣上相互連接。