[發(fā)明專利]一種多芯片TSV硅基組件的KGS測試夾具結構

在審

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• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112362919A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 李逵;劉宗溪;張慶學;郭雁蓉;匡乃亮
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明提供了一種多芯片TSV硅基組件的KGS測試夾具結構，包括用于夾持TSV硅基組件的測試蓋板和測試插座；所述測試蓋板內(nèi)設有硅基固定彈性壓塊單元，用于固定不同高度的裸芯片；所述測試插座內(nèi)設有浮動基板，TSV硅基組件在硅基固定彈性壓塊單元與浮動基板之間夾持設置，實現(xiàn)在KGS測試夾具結構內(nèi)對TSV硅基組件中不同高度的裸芯片的固定；該結構簡單，可以匹配不同高度的芯片，避免硅基組件上芯片壓力不均的現(xiàn)象，同時消除硅基板邊緣單側受力導致受壓破碎的風險。

技術領域

本發(fā)明涉及微系統(tǒng)中多芯片TSV硅基組件的KGS測試領域，具體為一種多芯片TSV硅基組件的KGS測試夾具結構。

背景技術

近年來圍繞武器裝備電子設備小型化、高性能、高可靠性發(fā)展的需求，MCM、SOC、SIP等高密度集成方式得到廣泛應用。由于這些封裝形式在較小空間集成了大量芯片，組裝過程中又采用各種堆疊、倒扣等工藝，這些對產(chǎn)品的成品率帶來了嚴峻的考驗。且其中大部分芯片是沒有經(jīng)過封裝、分立的裸芯片，芯片大小各異、功能多樣、種類繁雜、版圖結構各種各樣，不能采用統(tǒng)一的夾具來進行測試和實驗，因此裸芯片的測試與老化篩選是一個技術難題。已知良好芯片(Known Good DIE，KGD)主要就是針對此種問題，對裸芯片進行功能測試、參數(shù)測試、老化篩選等試驗，篩除有早期失效缺陷的芯片，保證最后挑選出來的芯片的質量和可靠性達到封裝成品的質量與可靠性的要求測試，從而解決了MCM、SOC、SIP中的裸芯片質量和可靠性。

微系統(tǒng)是一種利用高功能密度集成技術，具有微小型化、智能化等典型特征，融合了電學、機械、熱學、材料學、光學、微機電(MEMS)等多種學科，具備傳感、通信、處理、執(zhí)行、能源管理等功能的軟、硬件一體化的系統(tǒng)級產(chǎn)品。隨著微電子的發(fā)展進入納電子/集成微系統(tǒng)時代，傳統(tǒng)堆疊和倒扣工藝的MCM、SOC、SIP技術無法滿足更高集成度的需求，可實現(xiàn)超高密度三維堆疊的第四代封裝技術——TSV技術在微系統(tǒng)的應用愈加廣泛。基于TSV三維堆疊的微系統(tǒng)集成技術被廣泛認為是突破摩爾定律的有效途徑。

微系統(tǒng)內(nèi)部的芯片除了常用的堆疊和倒扣等封裝形式外，還通過TSV硅轉接基板完成焊接。傳統(tǒng)的KGD技術只能解決裸芯片的測試篩選，如何對微系統(tǒng)產(chǎn)品中包含裸芯片的TSV硅基組件進行篩選測試以提高微系統(tǒng)產(chǎn)品的組裝成品率至關重要。KGS(Known GoodStack，已知好堆疊)是解決該問題的有效手段，將KGS組裝在基板上進行下一步2.5D/3D集成，可極大提高微系統(tǒng)的良品率。在KGS測試過程中，由于硅基板材料為脆性材料，如何保障硅基板不受壓破碎是一個難題，尤其對于焊接有多個裸芯片的TSV硅基板組件，還存在多芯片高度不一無法匹配測試蓋板導致芯片受力不均增加芯片損傷幾率的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術KGS測試的過程中，焊接多個裸芯片的TSV硅基板組件存在多芯片高度不一無法匹配測試蓋板導致芯片受力不均增加芯片損傷幾率的問題，本發(fā)明提供一種多芯片TSV硅基組件的KGS測試夾具結構，該結構簡單，可以匹配不同高度的芯片，避免硅基組件上芯片壓力不均的現(xiàn)象，同時消除硅基板邊緣單側受力導致受壓破碎的風險。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種多芯片TSV硅基組件的KGS測試夾具結構，包括用于夾持TSV硅基組件的測試蓋板和測試插座；測試蓋板內(nèi)設有硅基固定彈性壓塊單元，用于固定不同高度的裸芯片；測試插座內(nèi)設有浮動基板，TSV硅基組件在硅基固定彈性壓塊單元與浮動基板之間夾持設置，實現(xiàn)在KGS測試夾具結構內(nèi)對TSV硅基組件中不同高度的裸芯片的固定。

優(yōu)選的，硅基固定彈性壓塊單元包括若干個彈簧和浮動壓塊；浮動壓塊內(nèi)設有若干彈簧槽；若干個彈簧對應放置在彈簧槽內(nèi)，浮動壓塊頂部通過彈簧與測試蓋板連接設置，底部壓在TSV硅基組件的裸芯片上設置。

進一步的，若干個浮動壓塊均在同一平面上設置。

進一步的，浮動壓塊的數(shù)量和形狀與裸芯片的數(shù)量和形狀對應設置。