[发明专利]用于测试BGA封装的BGA封装保持器装置和方法

说明书

技术领域

本发明指向集成电路及其用于半导体器件制造的处理。更具体而言，本发明提供了一种用于在一个或多个测试工艺期间支持BGA封装的方法和设备。仅作为实例，本发明可用来在不必直接测试位于BGA封装内的电元件的情况下进行BGA封装的测试。但是，将认识到，本发明具有宽泛得多的可应用范围。

背景技术

集成电路或“IC”已由在单个硅芯片上制造的少量互连器件进化到上百万的器件。当今的IC性能和复杂性远远超过了最初的设想。为了获得复杂性和电路密度(即，能够封装在给定芯片面积上的器件的数量)上的改进，最小器件特征尺寸，也称为器件“几何形状”，已随着IC的每一代而变得越来越小。现在，半导体器件正在以小于四分之一微米宽的特征得以制造。

增加电路密度不仅改进集成电路的复杂性和性能，而且还提供给顾客较低成本的元件。IC制造设施可花费上亿或甚至上十亿美元。每种制造设施将具有特定的晶片生产能力，并且每个晶片在其上将具有特定数量的集成电路。因此，通过使集成电路的各个器件更小，可在每个晶片上制造更多的器件，从而增加制造设施的产量。在已在IC制造设施内制造了各个器件之后，必须测试并封装所述器件以确保所制造的电路的可靠性。一种可用来封装所制造的电路的技术是球栅格阵列(BGA)封装，这里电路被密封在模制材料内以保护电路免于暴露或非期望的接触。将焊球附着到封装的基部以提供从集成电路的可靠的电连接。

在集成电路上进行了封装工艺之后，可能需要解密封或打开封装以使得容易对集成电路及其内部特征进行分析或电检查。例如，解密封后，可在暴露的电路上进行热测试，以确定电路循环工作后在芯片上是否存在热点。打开封装的另一原因可以是，检查集成电路内的交叉线或针孔。解密封工艺可包括单纯的机械工艺，如撬起或切去密封剂层，或者可使用化学蚀刻、等离子体蚀刻或热机械去除工艺来进行，以去除密封剂层。

在已进行解密封后，可对集成电路或BGA封装进行附加测试。可在解密封之后进行的两个示范类型的测试是发射显微镜(EMMI)和光束诱发电阻变化(OBIRCH)分析。这些光学分析技术利用相机来捕获电路的光学或光电流图像。器件缺陷常常导致红外或可见光谱中的光发射，这可在EMMI分析期间所取的捕获图像中检测到。在器件中诱发光电流的OBIRCH分析中可应用聚焦的激光。光电流图像中的差异可与参考图像相比较以显露器件内的电路级问题。通过检测并定位芯片内的集成电路故障，这些故障分析技术可用来发现集成电路制造和封装中的故障并增强制造工作的质量控制。

然而，为了进一步的分析，测试常常需要探测或电连接集成电路。使用故障分析技术的一个困难是直接探测BGA封装内包含的集成电路可常常导致短路和由芯片连接和部件的敏感性质导致的电路的问题。此外，暴露的接合线是脆弱的并且在测试期间易于断折或偶然的断连。另外，探测或连接到BGA封装上的焊球是困难的，因为暴露的焊球位于解密封的BGA样本的背侧。此外，焊球的圆形可导致维持从焊球到测试设备的电连接中的问题。

从以上可见，需要用于BGA封装测试的改进技术。

发明内容

本发明指向集成电路及其用于半导体器件制造的处理。更具体而言，本发明提供了一种用于在一个或多个测试工艺期间支持BGA封装的方法和设备。仅作为实例，本发明可用来进行BGA封装的测试，而不必直接测试位于BGA封装内的电元件。但是，将认识到，本发明具有宽泛得多的可应用性。

在本发明的一个特定实施例中，公开了一种用于在一个或多个测试工艺内支持BGA封装的设备。该设备包括基板部件。该基板部件具有多个接触垫，其中每个接触垫围绕所述基板的周边区间隔地设置。该设备进一步包括间隔地配置在所述基板部件的一部分上的多个接触区。从1到N编号的所述多个接触区的每个电连接到从1到N编号的相应的接触垫。所述多个接触区配置成提供到设置在BGA封装上的相应的多个球的电接触。该设备附加地包括耦合到所述基板部件的保持器装置。该保持器装置适于将BGA封装机械地保持在位置上以提供多个球和相应的多个接触区之间的机械接触。