[实用新型]一种柔性芯片弯曲能力测试装置及柔性载具有效

专利信息
申请号: 202120326056.1 申请日: 2021-02-04
公开(公告)号: CN215179294U 公开(公告)日: 2021-12-14
发明(设计)人: 刘东亮;张涛;滕乙超;魏瑀;刘洋洋;王波 申请(专利权)人: 浙江荷清柔性电子技术有限公司
主分类号: G01N3/20 分类号: G01N3/20;G01N3/32;G01N3/02
代理公司: 重庆中之信知识产权代理事务所(普通合伙) 50213 代理人: 邓锋
地址: 310000 浙江省杭州市杭*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 柔性 芯片 弯曲 能力 测试 装置
【说明书】:

本实用新型提供了一种柔性芯片弯曲能力测试装置及柔性载具,其中装置包括模拟单元、贴合单元和测试夹具;模拟单元至少一部分为用于与柔性载具弯曲贴合的曲面;贴合单元配置在所述曲面一侧,并与曲面之间形成供柔性载具穿过的间隙;测试夹具将所述柔性载具的一端固定于所述间隙一侧;贴合单元相对于曲面运动引导所述柔性载具与曲面贴合。柔性载具包括其内设有测试电路的柔性基板层;固定在柔性基板层上并与测试电路连接的待测芯片;覆盖在待测芯片和柔性基板层的部分表面的柔性介质层;柔性介质层或者柔性基板层上设有连接测试电路的接口。本实用新型解决了现有技术中对柔性芯片弯曲性能测试能力不足的问题。

技术领域

本实用新型涉及柔性电子技术领域,尤其涉及柔性芯片弯曲能力测试装置和用于测试的柔性载具。

背景技术

近年来,柔性电子由于其突出的可延展性、适应性和便携性,已成为电子产业界和学术界的追逐的热点。柔性电子区别于传统微电子的最大特点在于其“柔性”,一方面需具备可承受较大变形的能力,同时也要求在重复多次变形后仍能保持原有电性能的稳定性、电子器件可靠性是使用者最关心的问题之一。随着柔性电子逐步实现市场化发展的趋势下,柔性电子服役的力学可靠性也开始受到人们极大的关注。

目前,关于柔性电子器件的疲劳损伤与断裂人们已经做了大量的研究,主要集中在柔性显示区、柔性传感器、柔性电池等无源器件。然而,随着柔性电子技术的发展,国内外也开始了芯片等有源器件的柔性化研究。对于柔性芯片而言,在发生可见裂纹之前,其电性能就已经发生了明显变化,因此在其设计研发、生产制造以及使用服役过程中,不仅要考虑常规的环境可靠性,而且要对其力学可靠性进行有效的测试。

弯曲是柔性电子应用中最常见的一种变形方式,目前测试柔性电子弯曲力学性能主要有如图1所示的四种方法:(a)挤压自由弯曲方法操作简单,但弯曲角度或弯曲应变很难量化;(b)可变角度弯曲可方便计算弯曲应变,但弯曲操作的机械自动化实现较为复杂;(c)可变曲率弯曲和(d)平移滑动弯曲均采用对折弯曲的方式,易于实现,且弯曲应变方便计算。

上述四种方法在柔性显示器、柔性电路板、柔性电池、柔性电容等产品方面已有较多应用,而对于仍在研究阶段的柔性芯片的弯曲能力测试,存在比较多的局限性:1)芯片的尺寸较小,且焊盘基本分布在边缘部位,因此不宜采用上述方法测量;2)厚度极薄,在弯曲时采用探针法测试电性能容易导致芯片裂片等现象;3)采用常规的三点抗弯或四点抗弯方法只能待测芯片强度,不能待测芯片弯曲过程中的电学性能,且该方法属于破坏性试验,测试后的芯片均是断裂状态。

目前行业内对于芯片弯曲强度评价手段,主要是在国际半导体设备与材料产业协会标准G86-0303中规定的三点弯曲法。三点抗弯法的原理:将两个支承体放倒并相互平行地排列,将作为测量对象的芯片相对于该支承体不固定地载置在该支承体的侧面上。并且,将圆柱状的压头配置在该两个支承体之间的该芯片的上方且与该两个支承体平行。然后,通过该压头从上方对该芯片进行按压而将其破坏,将此时施加在该芯片的载荷作为强度进行测量。然而,对于厚度极薄的柔性芯片,测量时即使利用压头对芯片进行按压,芯片也仅发生弯曲而无法将芯片破坏,从而无法测得芯片的极限弯曲能力。

为改善此情况,公开号为:CN108931203A的中国发明专利提出了一种针对极薄芯片的弯曲强度测试装置及方法,1)将芯片的一端保持在第一保持单元的支承面上,将芯片的另一端保持在第二保持单元的支承面上;2)使第一保持单元与第二保持单元相对移动,以便使芯片的一端与另一端之间的测量区域的剖面形状成为圆弧状,从而使第一保持单元的支承面与第二保持单元的支承面面对;3)使第一保持单元与第二保持单元向相互接近的方向相对移动;4)对检测到芯片破坏时的测量区域的曲率进行检测。采用该装置可以测得厚度在30μm以下芯片的弯曲强度和极限的弯曲曲率,但该装置只适用于尺寸比较大的芯片(如10mm×10mm等),对于比较小的芯片,受工装夹具的影响,测量将会变得比较困难,且该方法不能同步测试弯曲情况下的芯片电性能。

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