一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法技术

本发明专利技术公开一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法，属于集成电路封装技术领域。该结构包括封装衬底，其表面制作有金属互连线；修复合金结构布置在金属互连线容易失效的薄弱部位，通过采用封装内嵌入式控制芯片，自动检测金属互连线断点，采用热熔修复合金结构的方式，在封装结构破坏处填充缝隙，重新连接断裂的金属互连线，具有自适应监测和修复缺陷能力，定位准确，作用快速，可以有效提高封装结构的可靠性，提高封装在恶劣环境下的适用能力，降低使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法
本专利技术涉及集成电路封装
，特别涉及一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法。
技术介绍
晶圆级封装使用半导体工艺制造金属互连线，为封装结构内各芯片和功能单元之间提供电学连接通道。典型金属互连线的宽度和厚度为几微米到几十微米，当封装结构承受外部环境的机械冲击（如跌落、过载、振动等）和温度变化冲击时，衬底结构或互连线本身可能发生结构破坏，这会导致金属互连线发生断裂，进而发生电路失效。在这种情况下，由于晶圆级封装结构是一个固态整体，无法开拆维修，造成整个封装结构失效报废。现有的避免由于金互连线断裂造成封装结构失效的方法是在封装中增加冗余备份，或在封装结构中增加抗冲击和抗高温结构和材料，这会导致封装结构体积和重量增加，结构复杂，封装成本上升，降低晶圆级封装的适用性，造成不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法，以解决目前避免由于金互连线断裂造成封装结构失效的方法会导致封装结构体积和重量增加，结构复杂的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种芯片封装中金属互连线自修复结构，包括：封装衬底，其表面制作有金属互连线；修复合金结构，制造在所述金属互连线上；若干个控制芯片，布置在所述修复合金结构表面。可选的，所述修复合金结构制造在所述金属互连线上相对薄弱的位置，且所述修复合金结构的宽度大于10微米。可选的，所述修复合金结构通过电镀工艺制造，且具有热熔特性。可选的，所述控制芯片具有芯片间电阻测试功能，能够进行加热和温度控制，相邻控制芯片间的距离超过10微米。本专利技术还提供了一种芯片封装中金属互连线自修复方法，包括：步骤1：芯片封装中金属互连线自修复结构制造在封装结构内部，控制芯片通电启动金属互连线断裂检测；步骤2：封装结构发生断裂，导致金属互连线断裂，控制芯片通过电阻检测，检测出断裂发生并确定断裂位置；步骤3：控制芯片加热，修复合金结构升温熔融，形成固液混合态的修复合金填充断裂间隙；控制芯片通过电阻检测，确定填充断裂间隙完成后，控制芯片停止加热，修复合金降温固化，将断裂的金属线重新连接。可选的，控制芯片通电启动金属互连线断裂检测包括：控制芯片检测芯片间电阻，确定控制芯片下方修复合金结构和金属互连线的电阻常值。可选的，控制芯片通过电阻检测，检测出断裂发生并确定断裂位置包括：当金属互连线断裂时，跨过断裂间隙的一对控制芯片间的电阻增大到开路，由此检测出断裂发生，通过芯片ID识别确定断裂位置。在本专利技术中提供了一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法，该结构包括封装衬底，其表面制作有金属互连线；修复合金结构布置在金属互连线容易失效的薄弱部位，通过采用封装内嵌入式控制芯片，自动检测金属互连线断点，采用热熔修复合金结构的方式，在封装结构破坏处填充缝隙，重新连接断裂的金属互连线，具有自适应监测和修复缺陷能力，定位准确，作用快速，可以有效提高封装结构的可靠性，提高封装在恶劣环境下的适用能力，降低使用成本。附图说明图1是本专利技术提供的芯片封装中金属互连线自修复结构示意图；图2是封装结构发生断裂导致金属互连线断裂的示意图；图3是修复合金结构熔融填充断裂间隙的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种芯片封装中金属互连线自修复结构及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例一本专利技术提供了一种芯片封装中金属互连线自修复结构，其如图1所示，包括封装衬底11、修复合金结构12、金属互连线13和若干个控制芯片14。所述金属互连线13制作在所述封装衬底11表面；所述修复合金结构12通过电镀工艺制造，制造在所述金属互连线13上相对薄弱的位置，且所述修复合金结构12的宽度大于典型失效缝隙宽度，目前典型失效缝隙宽度大约为0.1~10微米，因此修复合金结构12的宽度大于10微米；所述修复合金结构12具有热熔特性，当温度超过相变温度时，修复合金结构12形成固液混合态的修复合金，具有流动性，当温度低于相变温度时，修复合金呈固态；修复合金的相变温度可以通过改变合金成分加以控制；若干个控制芯片14布置在所述修复合金结构12表面，具有芯片间电阻测试功能，能够进行加热和温度控制，相邻控制芯片14间的距离超过典型失效缝隙宽度，即超过10微米。实施例二本专利技术提供了一种芯片封装中金属互连线自修复方法，包括如下步骤：如图1所示，芯片封装中金属互连线自修复结构制造在封装结构内部，控制芯片14通电启动金属互连线13断裂检测；其中，控制芯片14检测芯片间电阻，确定控制芯片14下方修复合金结构12和金属互连线13的电阻常值；如图2所示，封装结构发生断裂，导致金属互连线13断裂，控制芯片14通过电阻检测，检测出断裂发生并确定断裂位置；其中，当金属互连线13断裂时，跨过断裂间隙的一对控制芯片14间的电阻增大到开路，由此检测出断裂发生，通过芯片ID识别确定断裂位置；如图3所示，控制芯片14加热，修复合金结构12升温熔融，形成固液混合态的修复合金填充断裂间隙；控制芯片14通过电阻检测，确定填充断裂间隙完成后，控制芯片14停止加热，修复合金降温固化，将断裂的金属线重新连接；其中，熔融的修复合金填充断裂间隙后，断裂的金属互连线间重新被液态修复合金连接，控制芯片检测到电阻下降回常值后，停止加热，修复合金降温固化。上述描述仅是对本专利技术较佳实施例的描述，并非对本专利技术范围的任何限定，本专利
的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片封装中金属互连线自修复结构，其特征在于，包括：/n封装衬底（11），其表面制作有金属互连线（13）；/n修复合金结构（12），制造在所述金属互连线（13）上；/n若干个控制芯片（14），布置在所述修复合金结构（12）表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装中金属互连线自修复结构，其特征在于，包括：
封装衬底（11），其表面制作有金属互连线（13）；
修复合金结构（12），制造在所述金属互连线（13）上；
若干个控制芯片（14），布置在所述修复合金结构（12）表面。


2.如权利要求1所述的芯片封装中金属互连线自修复结构，其特征在于，所述修复合金结构（12）制造在所述金属互连线（13）上相对薄弱的位置，且所述修复合金结构（12）的宽度大于10微米。


3.如权利要求1所述的芯片封装中金属互连线自修复结构，其特征在于，所述修复合金结构（12）通过电镀工艺制造，且具有热熔特性。


4.如权利要求1所述的芯片封装中金属互连线自修复结构，其特征在于，所述控制芯片（14）具有芯片间电阻测试功能，能够进行加热和温度控制，相邻控制芯片（14）间的距离超过10微米。


5.一种芯片封装中金属互连线自修复方法，其特征在于，包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，李杨，朱召贤，颜炎洪，孙莹，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32