[发明专利]硅基片式收发组件温度应力场测试方法

权利要求书

1.一种硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

s1、制作下绝缘层

在硅基片式收发组件各部件的衬底待测试区域制作下绝缘层；

s2、制作发热单元(10)及温度传感单元(20)

在芯片主动发热区域的下绝缘层上制作发热单元(10)及温度传感单元(20)，在硅帽和硅基板无主动发热区域的下绝缘层上制作温度传感单元(20)；

s3、制作应力传感单元(30)

在芯片主动发热区域的下绝缘层上以及硅帽和硅基板无主动发热区域的下绝缘层上制作应力传感单元(30)；

s4、制作上绝缘层以及引线

在发热单元(10)、温度传感单元(20)以及应力传感单元(30)上依次制作上绝缘层以及引线；

s5、堆叠互连

将硅基片式收发组件各部件堆叠互连形成硅基片式收发组件，将发热单元(10)、温度传感单元(20)以及应力传感单元(30)的信号输出和功率输入由引线引出或引入；

s6、应力测试

堆叠互连后的硅基片式收发组件在室温自然状态下进行应力测试，得到组装后组件残余应力；

s7、温度和应力值输出

控制硅基片式收发组件的发热，测试得到温度传感单元(20)以及应力传感单元(30)的输出，得到组件工作状态的温度和应力值；

发热单元(10)、温度传感单元(20)以及应力传感单元(30)的尺寸均在微米量级。

2.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：还包括如下步骤：

制作部件：按照与待测硅基片式收发组件的部件相同的结构、材料和工艺制作部件，制作的部件包括硅帽、硅基板和芯片；

制作部件这一步骤在步骤s1之前。

3.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：所述步骤s1中的衬底采用硅或者砷化镓制作。

4.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：所述发热单元(10)、温度传感单元(20)采用金属铂薄膜制成，发热单元(10)、温度传感单元(20)均为蛇形结构。

5.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：所述应力传感单元(30)采用铜镍合金或镍铬合金材质的薄膜制成，每个应力传感单元(30)包括两个垂直的薄膜，每个应力传感单元(30)中的两个薄膜结构相同，均为蛇形结构。

6.根据权利要求5所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：还包括如下步骤：

应力传感标定：利用四点弯曲法在不同温度下对应力传感单元(30)进行标定，得到应力传感单元(30)的电阻应力关系：R＝R₀(1+ασ)(1+βT)，其中R₀为室温下的电阻，T为工作温度，σ为应力，α、β为常系数，计算得到的实际温度值是压力标定的温度基准，同一应力传感单元(30)两个垂直分布的薄膜所测的应力的均方根值即为该应力传感单元(30)的实际应力；

应力传感标定步骤在步骤s4与s5之间进行。

7.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：还包括如下步骤：

发热校准：在红外热像仪下对发热单元(10)的发热进行校准，使其与实际芯片的发热相同；

发热校准步骤在步骤s4与s5之间进行。

8.根据权利要求1所述的硅基片式收发组件温度应力场测试方法，其特征在于：还包括如下步骤：

标准信号输出：将引线引出，并通过多通道信号切换模块，分别与外部标准电阻组成惠斯通电桥，经高阻抗放大模块进行信号放大，得到标准信号输出；

标准信号输出步骤在步骤s4与s5之间进行。