[发明专利]温度循环测试装置及利用此装置加热芯片倒装封装结构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种温度循环测试装置以及利用此测试装置加热芯 片倒装封装结构的方法，且特别是有关于一种利用一热测试芯片加热一待 检测的芯片倒装封装结构的温度循环测试装置及其加热方法。

背景技术

随着集成电路集成度的增加，芯片的封装技术也越来越多样化，因为 芯片倒装接合技术(Flip Chip Interconnect Technology，简称FC)具有缩 小芯片封装体积及缩短讯号传输路径等优点，目前已经广泛应用于芯片封 装领域。芯片倒装接合技术是利用面阵列(area array)的方式，将多个凸 块(bump)配置于芯片(chip)上。接着，将芯片翻覆(flip)，并使芯 片上的多个凸块与基板电性与结构性连接。

然而，由于芯片与基板之间因热膨胀系数不匹配而易产生热应力，因 此易使得凸块的使用寿命降低。因此，于公知技术中，为检测凸块的使用 寿命，是将芯片倒装封装结构置于一加热炉内，并由增加加热炉内的温度 来达到仿真芯片倒装封装结构升温的情形。然而，由于加热炉内空间有限， 因此，其可容纳的芯片倒装封装结构的数量有限，且无法监测每一个芯片 倒装封装结构的温度变化情形。

此外，由于加热炉内不同区域之间的温度可能会有所不同，且加热炉 内的环境温度与芯片倒装封装结构的温度尚有差异，而这些因素都可能会 影响到芯片倒装封装结构凸块的疲劳寿命的检测结果。再者，由于加热炉 的体积较大，不易升温或降温，因此，其温度控制较不灵敏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度循环测试装置及利用此装置加热芯 片倒装封装结构。

为实现上述目的，本发明提供的温度循环测试装置，适于加热一芯片 倒装封装结构。此测试装置是将一热测试芯片直接贴附于待检测之芯片倒 装封装结构上，以对此芯片倒装封装结构进行升温或降温的动作。如此， 即可于常温下对芯片倒装封装结构进行凸块疲劳寿命的检测，以解决公知 技术中因使用加热炉加热芯片倒装封装结构而遭遇到的问题。

本发明另关于一种使用前述温度循环测试装置以加热芯片倒装封装 结构的方法，可有效地控制加热芯片倒装封装结构的温度。

为具体描述本发明的内容，在此提出一种适于加热一芯片倒装封装结 构的温度循环测试装置。其中，芯片倒装封装结构包括一第一基板、一芯 片、一第一承载基板以及多个第一焊球，芯片与第一承载基板分别配置于 第一基板的一上表面以及一下表面。其中，芯片是以倒装接合方式与第一 基板电性连接。这些第一焊球配置于第一基板与第一承载基板之间，且第 一基板与第一承载基板由这些第一焊球而电性连接。温度循环测试装置包 括一第二基板、一热测试芯片、多个凸块、一第二承载基板以及多个第二 焊球。第二基板具有一上表面以及一下表面，而热测试芯片配置于第二基 板的上表面上方且贴附于芯片上。凸块配置于第二基板与热测试芯片之间 并电性连接第二基板与热测试芯片。第二承载基板配置于第二基板的下表 面的下方，而第二焊球配置于第二基板与第二承载基板之间，以电性连接 第二基板与第二承载基板。

在本发明的一实施例中，还包括一封装胶体，其填充于热测试芯片与 第二基板之间以包覆凸块。

在本发明的一实施例中，还包括一导热材料，其配置于热测试芯片与 芯片之间。

在本发明的一实施例中，其中导热材料包括散热膏、散热胶、散热垫 或前述的组合。

在本发明的一实施例中，还包括至少一支撑件，支撑件配置于第一承 载基板与第二承载基板之间。

为具体描述本发明的内容，在此提出一种使用前述实施例的温度循环 测试装置以加热芯片倒装封装结构的方法。首先，提供一前述实施例的温 度循环测试装置以及一待测试的芯片倒装封装结构。其中，待测试的芯片 倒装封装结构包括一第一基板、一芯片、一第一承载基板以及多个第一焊 球，而且芯片与第一承载基板分别配置于第一基板的一上表面以及一下表 面。其中，芯片是以倒装接合方式与第一基板电性连接。第一焊球配置于 第一基板与第一承载基板之间，且第一基板与第一承载基板由第一焊球而 电性连接。接着，对热测试芯片进行一温度校正程序，以取得热测试芯片 的温度与电压间的一线性公式。然后，将温度循环测试装置倒置于待测试 的芯片倒装封装结构上，以使热测试芯片贴附于芯片。之后，依据热测试 芯片的温度与电压间的线性公式施予热测试芯片一电压，以加热待测试的 芯片倒装封装结构。