半導體封裝用間隔件的測試設備的製作方法
2023-05-11 04:01:56
專利名稱：半導體封裝用間隔件的測試設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體封裝用間隔件的測試設備，特別是有關於一種可用於測試薄型化間隔件晶圓的半導體封裝用間隔件的測試設備。
背景技術：
電子工業是近年來發展速度最快的重要產業，其使用的主要電子元件均以半導體封裝(semiconductor packaging)為主流，為了達到轉薄短小的趨勢，各種高密度、高效能的半導體封裝構造也就因應而生，其中各種不同的系統封裝(system in package, SIP)設計概念常用於架構高密度封裝構造，上述系統封裝又可再分為多晶片模塊(multi chipmodule, MCM)、封裝體上堆疊封裝體(package on package, POP)及封裝體內堆疊封裝體(package in package,PIP)等。此外，也有為了縮小封裝構造體積而產生的設計概念,例如晶圓級封裝構造(wafer level package, WLP)、晶片尺寸封裝構造(chip scale package, CSP)以及無外引腳封裝構造(quad-flat no-lead package, QFN)等。在WLP或CSP型封裝構造中，為了縮小晶片尺寸及提升晶片的散熱效率，經常在晶片與基板之間，或在晶片與晶片之間使用了娃間隔件(siliconinterposer),其中所述娃間隔件的內部形成有許多穿娃導通孔(through siliconvia,TSV),及其兩側表面分別具有一重布線層(re-distribution layer, RDL),且所述重布線層上又形成有許多凸塊(bumps),所述矽間隔件可以做為晶片與基板(或另一晶片)之間的傳導路徑，以便重新排列分布焊墊位置及間距，並提供散熱功能，同時也能避免使用低介電係數材質的晶片因與基板之間的熱膨脹係數(CTE)差異而發生翅曲(warpage)及破裂(crack)等問題。一般而言，在完成晶片、矽間隔件與基板的封裝作業之前或之後，均會依照所指定的各項電性測試流程，對封裝完成的成品進行組件個別測試或是封裝成品測試(finaltest)，以檢測出不符合質量(quality)要求的半導體封裝成品，其中，測試的類別包括產品外觀質量檢測(incoming quality assurance, IQA)、功能性測試(function test)、老化測試(burn-in test)以及開路/短路測試(open/short test)等。請參照圖I所示，其揭示一種現有矽間隔件在封裝作業之前單獨進行開路/短路測試的示意圖，其中一娃間隔件晶圓(silicon interposer wafer) 10包含數個穿娃導通孔11、一第一重布線層12、數個第一重分布焊墊13、數個第一凸塊14、一第二重布線層15、數個第二重分布焊墊16及數個第二凸塊17。在進行測試時，首先利用一組夾具20夾住所述娃間隔件晶圓10的周緣，以固定所述娃間隔件晶圓10。接著，同時利用一第一測試卡(testcard) 21及一第二測試卡22對所述矽間隔件晶圓10進行測試，其中所述第一測試卡21的數個第一探針(probes) 23接觸所述第一凸塊14，及所述第二測試卡22的數個第二探針24接觸所述第二凸塊27。因此，可以達到同時測試上、下兩表面的凸塊的效果。在測試後，所述矽間隔件晶圓10再被切割成數個矽間隔件，以用於後續封裝作業。然而，上述現有間隔件測試設備在實際使用上仍具有下述問題由於使用矽間隔件的封裝構造逐漸被設計成日益微型化，因此矽間隔件的厚度也必需隨著不斷的變薄。但是，當矽間隔件的厚度小於150微米(μπι)時，要使用所述夾具20穩固的夾持所述矽間隔件晶圓10將變得不容易達成，且極易造成所述矽間隔件晶圓10的邊緣破裂，因而造成矽間隔件的不良品，並且使得測試作業難以順利完成。故，有必要提供一種半導體封裝用間隔件的測試設備，以解決現有技術所存在的問題
實用新型內容
有鑑於此，本實用新型提供一種半導體封裝用間隔件的測試設備，以解決現有間隔件測試設備技術所存在的不易固定薄型化間隔件的技術問題。本實用新型的主要目的在於提供一種半導體封裝用間隔件的測試設備，其是在製作完成間隔件晶圓之後，首先使用第一臨時載板先固定間隔件晶圓的第一重布線層，以便通過第一測試卡的第一探針先測試間隔件晶圓的第二重布線層；接著，再使用第二臨時載板固定間隔件晶圓的第二重布線層，以便通過第二測試卡的第二探針測試間隔件晶圓的第一重布線層。因此，即使間隔件晶圓的厚度薄化到150微米以下，仍可在保持間隔件晶圓結構完整的前題下，依序順利完成第二及第一重布線層的開路/短路測試。為達成本實用新型的前述目的，本實用新型提供一種半導體封裝用間隔件的測試設備，其中所述測試設備包含一第一測試區域，具有一第一臨時載板及一第一測試卡，所述第一臨時載板用以承載一間隔件晶圓的一第一重布線層，所述第一測試卡具有數根第一探針，以測試所述間隔件晶圓的一第二重布線層；以及一第二測試區域，鄰接於所述第一測試區域，並接收所述第一測試區域輸出的所述間隔件晶圓，所述第二測試區域具有一第二臨時載板及一第二測試卡，所述第二臨時載板用以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，所述第二測試卡具有數根第二探針，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層。在本實用新型的一實施例中，所述第一臨時載板是一玻璃載板或一娃載板。在本實用新型的一實施例中，所述第一臨時載板上另塗布一粘膠層，以粘附固定所述間隔件晶圓的第一重布線層(及第一凸塊)。在本實用新型的一實施例中，所述第二臨時載板包含一支撐框及一膠帶，所述支撐框支撐及固定所述膠帶，所述膠帶粘附固定所述間隔件晶圓的第二重布線層(及第二凸塊)。在本實用新型的一實施例中，所述膠帶為紫外線去粘膠帶，其可在照射紫外線之後失去粘性。在本實用新型的一實施例中，所述第一測試區域及第二測試區域之間另包含一載板轉換區域，其供應所述第二臨時載板以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，並移除所述間隔件晶圓的第一重布線層上的第一臨時載板。在本實用新型的一實施例中，所述間隔件晶圓是娃間隔件晶圓、玻璃間隔件晶圓或氮化鋁間隔件晶圓。在本實用新型的一實施例中，所述間隔件晶圓的厚度小於150微米，例如在100至150微米之間。[0020]在本實用新型的一實施例中，所述間隔件晶圓內具有數個導通孔，以電性連接所
述第一及第二重布線層。在本實用新型的一實施例中，所述間隔件晶圓的第二重布線層具有數個第二凸塊，所述第一測試卡的第一探針接觸所述第二凸塊，以測試所述間隔件晶圓的第二重布線層。在本實用新型的一實施例中，所述間隔件晶圓的第一重布線層具有數個第一凸塊，所述第二測試卡的第二探針接觸所述第一凸塊，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層。在本實用新型的一實施例中，所述第二凸塊為弧凸狀的微凸塊(micro-bumps)，及所述第一凸塊為球狀的錫凸塊、扁球狀的金凸塊、圓柱狀的銅柱凸塊(Cu pillar bumps)或圓柱狀的鎳柱凸塊等。 在本實用新型的一實施例中，所述第二凸塊的直徑小於所述第一凸塊的直徑，以及所述第二凸塊的間距小於所述第一凸塊的間距。再者，本實用新型提供另一種半導體封裝用間隔件的測試設備，其中所述測試設備包含一第一測試區域，具有一第一臨時載板及一第一測試卡，所述第一臨時載板用以承載一間隔件晶圓的一第一重布線層，所述第一測試卡具有數根第一探針，以測試所述間隔件晶圓的一第二重布線層，其中所述間隔件晶圓的厚度在100至150微米之間；—第二測試區域，鄰接於所述第一測試區域，並接收所述第一測試區域輸出的所述間隔件晶圓，所述第二測試區域具有一第二臨時載板及一第二測試卡，所述第二臨時載板用以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，所述第二測試卡具有數根第二探針，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層；以及一載板轉換區域，位於所述第一測試區域及第二測試區域之間，所述載板轉換區域供應所述第二臨時載板以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，並移除所述間隔件晶圓的第一重布線層上的第一臨時載板。
圖I是一種現有矽間隔件在封裝作業之前單獨進行開路/短路測試的示意圖。圖2A、2B、2C及2D是本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法各步驟的流程示意圖。圖3是本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件的測試設備的示意圖。
具體實施方式
為讓本實用新型上述目的、特徵及優點更明顯易懂，下文特舉本實用新型較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。再者，本實用新型所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本實用新型，而非用以限制本實用新型。請參照圖2A至2D及3所示，其揭示本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法各步驟的流程示意圖，以及本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件的測試設備的示意圖。本實用新型將於下文利用圖2A至2D及3圖逐一詳細說明較佳實施例上述各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。請參照圖2A所示，本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法首先是提供一間隔件晶圓30，並在所述間隔件晶圓30的一第一表面(即下表面)上形成數個導通孔31。在本步驟中，所述間隔件晶圓30可以選自矽間隔件晶圓(siliconinterposer wafer)、玻璃間隔件晶圓或其他具高導熱性的絕緣間隔件晶圓(例如氮化招間隔件晶圓)。本實施例的間隔件晶圓30例如選自矽間隔件晶圓，其厚度此時尚大於150微米，例如在150至500微米之間。通過穿矽導通孔(TSV)技術，可在所述間隔件晶圓30的第一表面(即下表面)上形成數個導通孔31，此時的導通孔31是呈盲孔狀，其並未貫穿到所述間隔件晶圓30的一第二表面(即上表面)。請參照圖2B所示，本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法接著是在所述間隔件晶圓30的第一表面(即下表面)上形成一第一重布線層32及數個第一凸塊34。在本步驟中，所述第一重布線層32具有數層內部線路，所述內部線路的一端(頂 端)分別連接在所述導通孔31的一端(底端)，以及所述內部線路的另一端(底端)分別形成一第一重分布焊墊33，所述第一重分布焊墊33各自結合有一個所述第一凸塊34。所述第一凸塊34可為球狀的錫凸塊、扁球狀的金凸塊、圓柱狀的銅柱凸塊(Cu pillar bumps)或圓柱狀的鎳柱凸塊等。請參照圖2C所示，本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法接著是利用一第一臨時載板40來支撐承載所述間隔件晶圓30的第一重布線層32，並且研磨薄化所述間隔件晶圓30的一第二表面(即上表面)。在本步驟中，所述第一臨時載板40可以是一玻璃載板或一矽載板，且所述第一臨時載板40上另塗布一粘膠層41，所述粘膠層41用以黏附固定所述間隔件晶圓30的第一重布線層32 (及第一凸塊34)。所述粘膠層41優選為易於利用溶劑或紫外光去除的粘膠材料，例如各種光刻膠(photoresist)。再者，所述間隔件晶圓30在被研磨之後的厚度小於150微米，例如在100至150微米之間。在被研磨之後，所述導通孔31的頂端將裸露在所述間隔件晶圓30的第二表面(即上表面)上。請參照圖2D所示，本實用新型較佳實施例半導體封裝用間隔件晶圓製造方法接著是在所述間隔件晶圓30的第二表面(即上表面)上形成一第二重布線層35及數個第二凸塊37。在本步驟中，所述第二重布線層35具有數層內部線路，所述內部線路的一端(底端)分別連接在所述導通孔31的另一端(頂端)，以及所述內部線路的另一端(頂端)分別形成一第二重分布焊墊36，所述第二重分布焊墊36各自結合有一個所述第二凸塊37。所述第二凸塊37可為弧凸狀的微凸塊(micro-bumps),其材質優選為錫或其合金。在完成上述步驟後，基本上即可完成所述間隔件晶圓30的加工作業。請參照圖3所示，其揭示本實用新型較佳實施例的半導體封裝用間隔件的測試設備50，所述測試設備50包含一第一測試區域50A、一載板轉換區域50B及一第二測試區域50C。所述第一測試區域50A包含上述第一臨時載板40及一第一測試卡51，所述第一臨時載板40用以承載上述間隔件晶圓30的第一重布線層32，所述第一測試卡51具有數根第一探針52，所述第一測試卡51及第一探針52可以上升或下降，所述第一探針52並可用以接觸所述第二凸塊37，以對所述間隔件晶圓30的第二重布線層35進行電性測試，例如開路/短路測試(open/short test)。[0039]通過所述第一測試區域50A測試後的間隔件晶圓30，接著與所述第一臨時載板40一起被輸送到所述載板轉換區域50B。所述載板轉換區域50B位於所述第一測試區域50A及第二測試區域50C之間，所述載板轉換區域50B用以供應一第二臨時載板以承載所述間隔件晶圓30的第二重布線層35，並用以接著移除所述間隔件晶圓30的第一重布線層32上的第一臨時載板40。在本實施例中，所述第二臨時載板包含一支撐框60及一膠帶61，其中所述支撐框60是一環狀金屬框，其用以支撐及固定所述膠帶61，及所述膠帶61用以黏附固定所述間隔件晶圓30的第二重布線層35 (及第二凸塊37)。所述膠帶61優選為紫外線去粘膠帶，其可在照射紫外線之後失去粘性。在所述第二臨時載板順利承載所述間隔件晶圓30的第二重布線層35之後，接著即可以利用溶劑蝕刻或照射紫光線的方式來移除所述間隔件晶圓30的第一重布線層32上的第一臨時載板40及粘膠層41。在轉換載板後，所述第二臨時載板與間隔件晶圓30隨後一起被輸送到所述第二測試區域50C，所述第二測試區域50C鄰接於所述第一測試區域50A，並接收所述第一測試區域50A及載板轉換區域50B輸出的所述間隔件晶圓30，所述第二測試區域50C包含一第二臨時載板及一第二測試卡53,所述第二臨時載板包含一支撐框60及一膠帶61,用以承載 所述間隔件晶圓30的第二重布線層35，所述第二測試卡53具有數根第二探針54，所述第二探針54用以接觸所述第一凸塊34，以對所述間隔件晶圓30的第一重布線層32進行電性測試，例如開路/短路測試。在測試所述第一重布線層32之後，所述第二臨時載板與間隔件晶圓30隨後一起由所述第二測試區域50C向外輸出到下一加工站臺，例如為一切割站臺，以將所述間隔件晶圓30切割成數個良品間隔件(未繪示)，所述良品間隔件即可應用於封裝作業，例如夾設於晶片與基板之間，或設於晶片與晶片之間。如上所述，相較於現有間隔件測試設備技術所存在的不易固定薄型化間隔件的技術問題，圖3的本實用新型的半導體封裝用間隔件的測試設備是在製作完成所述間隔件晶圓30之後，首先使用所述第一臨時載板40先固定所述間隔件晶圓的30第一重布線層32，以便通過所述第一測試卡51的第一探針52先測試所述間隔件晶圓30的第二重布線層35 ；接著，再使用所述第二臨時載板固定所述間隔件晶圓30的第二重布線層35，以便通過第二測試卡53的第二探針54測試所述間隔件晶圓30的第一重布線層32。因此，即使所述間隔件晶圓30的厚度薄化到150微米以下，仍可在保持所述間隔件晶圓30結構完整的前題下，依序順利完成第二及第一重布線層的開路/短路測試。本實用新型已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本實用新型的範例。必需指出的是，已公開的實施例並未限制本實用新型的範圍。相反地，包含於權利要求書的精神及範圍的修改及均等設置均包括於本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述半導體封裝用間隔件的測試設備包含 一第一測試區域，具有一第一臨時載板及一第一測試卡，所述第一臨時載板用以承載一間隔件晶圓的一第一重布線層，所述第一測試卡具有數根第一探針，以測試所述間隔件晶圓的一第二重布線層；以及 一第二測試區域，鄰接於所述第一測試區域，並接收所述第一測試區域輸出的所述間隔件晶圓，所述第二測試區域具有一第二臨時載板及一第二測試卡，所述第二臨時載板用以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，所述第二測試 卡具有數根第二探針，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層。
2.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述第一臨時載板是一玻璃載板或一娃載板。
3.如權利要求I或2所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述第一臨時載板上另塗布一粘膠層，以粘附固定所述間隔件晶圓的第一重布線層。
4.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述第二臨時載 板包含一支撐框及ー膠帶，所述支撐框支撐及固定所述膠帶，所述膠帶粘附固定所述間隔件晶圓的第二重布線層。
5.如權利要求4所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述膠帶為紫外線去粘膠帶。
6.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述第一測試區域及第ニ測試區域之間另包含ー載板轉換區域，其供應所述第二臨時載板以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，並移除所述間隔件晶圓的第一重布線層上的第一臨時載板。
7.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在幹所述間隔件晶圓是娃間隔件晶圓、玻璃間隔件晶圓或氣化招間隔件晶圓。
8.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述間隔件晶圓的厚度介於100至150微米之間。
9.如權利要求I所述的半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述間隔件晶圓內具有數個導通孔，以電性連接所述第一及第二重布線層；所述第一重布線層具有數個第一凸塊，及所述第二重布線層具有數個第二凸塊。
10.一種半導體封裝用間隔件的測試設備，其特徵在於所述測試設備包含一第一測試區域，具有一第一臨時載板及一第一測試卡，所述第一臨時載板用以承載ー間隔件晶圓的一第一重布線層，所述第一測試卡具有數根第一探針，以測試所述間隔件晶圓的一第二重布線層，其中所述間隔件晶圓的厚度在100至150微米之間； 一第二測試區域，鄰接於所述第一測試區域，並接收所述第一測試區域輸出的所述間隔件晶圓，所述第二測試區域具有一第二臨時載板及一第二測試卡，所述第二臨時載板用以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，所述第二測試卡具有數根第二探針，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層；以及 ー載板轉換區域，位於所述第一測試區域及第ニ測試區域之間，所述載板轉換區域供應所述第二臨時載板以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層， 並移除所述間隔件晶圓的第一重布線層上的第一臨時載板。
專利摘要本實用新型公開一種半導體封裝用間隔件的測試設備，包含一第一測試區域，具有一第一臨時載板及一第一測試卡，所述第一臨時載板用以承載一間隔件晶圓的一第一重布線層，所述第一測試卡具有數根第一探針，以測試所述間隔件晶圓的一第二重布線層；以及一第二測試區域，鄰接於所述第一測試區域，並接收所述第一測試區域輸出的所述間隔件晶圓，所述第二測試區域具有一第二臨時載板及一第二測試卡，所述第二臨時載板用以承載所述間隔件晶圓的第二重布線層，所述第二測試卡具有數根第二探針，以測試所述間隔件晶圓的第一重布線層。
文檔編號H01L21/66GK202534636SQ201220020888
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者朱偉碩 申請人:日月光半導體製造股份有限公司