具有可改变的热沉装置的老化板制造方法及图纸

一种老化集成电路（４０）的系统和方法，包括能够容纳和支撑ＩＣ（４０）的插座（１２），插座（１２）中用于连接芯片（４０）上的相应引线的电引线（１４），及与冷却介质热接触的热沉。第一热界面在插座（１２）中的集成电路（４０）和弹性安装的吸热元件（３０）之间提供可松开的热接触。在吸热元件（３０）和热沉之间提供第二热界面。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及集成电路芯片(IC)或其它器件的老化和测试的装置，特别涉及用于确保新制造的IC能适于使用的老化板上的IC器件的冷却技术。更具体说，本专利技术包括用于提供提高的冷却被测器件的能力并能容纳各种不同外观的被测器件的插座。电子器件制造领域都知道，在将各种电子分元件组装成较大装置之前，要测试和/或“老化”它们。例如，计算机芯片通常分别连接于老化系统中，以便于确保每个芯片中的所有需要的电子电路能够工作。老化工艺可以加速芯片的老化，所以能够在制造工艺中早识别和放弃有缺陷的芯片。由于该工艺能够允许制造者避免其它情况下由于构成含有有缺陷的芯片的较大、较贵装置而浪费的费用，所以需要这样做。除老化外，计算机芯片和其它集成电路还可以进行各种其它测试操作。这里所用术语“测试”意在包含和包括老化操作。在老化操作中，此后称为“被测器件”或“DUT”的每个芯片、集成电路(IC)或其它电子元件连接到数个电引线上。这些引线一般采取小焊料球阵列的形式，这些小焊料球定位成对应于DUT下表面上的电引线。DUT置于成阵列的引线上，以便在每个需要的点形成电连接。老化或测试操作期间，电流通过各引线穿过DUT上的各电路时产生热。迄今为止，IC的功率较小，因而，计算机芯片老化期间的功耗量较小。为此，所产生的热量使得老化装置多数情况下能够被空气冷却。随着新的更高功率芯片的出现，老化期间产生的热量增加十倍，从约3-10瓦增加到30-100瓦或更多。此外，芯片封装成本的增加推动了制造商去改进老化步骤，以便在最后的封装前而不是在其后进行老化。这可以使制造商节约封装有缺陷的芯片的成本，但意味着老化操作必须对部分封装的IC进行，这种封装中硅片自身可能是暴露的。与完全封装的芯片相比，部分封装的IC较不坚固，更易受损伤。所以，老化操作不能对DUT加过量的或不均匀的力。由于老化必须在控制的温度下进行，并且由于芯片不能暴露于温度极限，所以必然要去除老化期间产生的大量热。没有非常大的热沉，空气冷却无法提供充分的冷却。已尝试利用电绝缘流体的液体冷却，但已证明对于非常高功率的DUT来说是行不通的。同时，与老化或测试完全封装的芯片相比，老化或测试部分封装芯片产生了新问题。例如，部分封装的芯片一般不适于按要求的速率集中加热。已知，大功率晶体管产生与老化操作期间相当大的热量。然而，晶体管和常规晶体管封装结构使得为晶体管老化装置设计的冷却系统不容易适用于冷却IC器件。此外，晶体管一般密封于耐久性金属或塑料封装中，所以这种处理涉及在老化芯片中发生的事情不发生在晶体管老化装置中。而且，与需要测试的大功率晶体管的体积相比，必须测试的计算机芯片的体积大许多倍，所以与晶体管测试有关的不太高的成本因素在用于芯片测量时会变得非常高。除了与为给定老化装置提供充分的冷却能力和提供不限制该能力热的传递表面有关的问题外，问题的原因还在于各DUT的老化或测试期间产生的热量彼此间大不相同。已发现，在某些情况下，所产生热量的不同有两个数量级之多。由于适于充分冷却产生较多热量的DUT的冷却系统，会过度冷却产生较少热量的DUT，引起它们的温度降到低于要求的老化温度范围，所以这种偏差的结果是很难同时老化数个器件。相反，适于冷却产生较少热量的DUT的冷却系统，对产生较多热量的DUT冷却不足，造成它们的温度升到高于要求的老化温度范围。另外，除了在DUT间的操作差异，还发现DUT的物理构形变化明显。特别是，与DUT相关的各个尺寸和参数，包括硅片的厚度、器件的厚度、面积和热膨胀，一般指定为在一个规定的范围或公差内。给定DUT的整个构形反映所有参数偏离它们的目标值的累计的偏差。由于这个原因，即使各个DUT的所有参数都在它们的规定的范围和公差内，如果偏移不互相偏移，就存在出现在各个DUT上出现过度和不可接受地不重合的热传递表面的可能。需要提供一种DUT老化装置，它能够从几个芯片中的每个上同时去除至少30-100瓦的热，并将每个DUT的温度保持在窄的需要的范围内。为了完成这种热传递，必须在每个DUT和冷却系统间提供良好的热接触。另外，为了在引线和DUT间达到合适的电接触，经常需要将一定的压力施加于每个DUT。因此，需要提供一种老化装置，它能够提供必要的良好的热接触，同时容纳不同尺寸和形状的DUT并向各个DUT提供必要的压力。即便DUT产生的热量可能有一个数量级以上的偏差，并且即便某些DUT会产生少至3瓦的热量，优选装置也应能够将DUT保持在预定的温度范围内。优选装置还应容易引入到能够同时处理多个DUT的系统中。这些目标需要该装置能够补偿同时老化的DUT间所产生热量的偏差。优选装置应能够在老化工艺之前、期间或之后，没有损伤地处理未封装芯片。还希望提供一种从成本、劳动力和可靠性方面考虑经济实用的老化装置。本专利技术包括能够同时从几个DUT的每个中去除至少30-100瓦热量的老化装置，同时补偿DUT构形和外观上的差异。本装置还能补偿在DUT间产生热量的差异并将每个DUT的温度保持在窄的需要的范围。本专利技术能够容易地结合到能够同时老化多个DUT的系统中。优选装置能够使DUT的损伤最小化，并且在成本、劳动力和可靠性方面更加经济实用。本专利技术包括用于在老化过程中容纳并接触单个芯片的新颖的插座，和支撑并冷却多个插座的系统。插座包括冷却系统，冷却系统能够从DUT中去除先前系统中的至少3至10倍的热量。优选实施例包括高导热、机械偏移的并弹性安装的散热器和至少一个与集成电路或被测器件(DUT)保持良好热接触的高导热热沉元件。可调节的弹性安装的散热器和冷却系统之间的界面也设计成高导热并在弹性安装的散热器的位置变化的情况下也允许良好热传递。本专利技术好包括用于达到与DUT的良好的热接触的设备和技术。优选实施例提供了与DUT的上表面的任何不平配合的保形界面。在第一实施例中，通过一起构成插座盖的弹性材料的热垫和散热器得到这种热接触。弹性材料的热垫较好有薄金属膜覆盖。在另一个实施例中，保形界面包括包含在有更高熔点的金属制成的表层中的低熔点金属。在次优选实施例中，界面包括超-平滑的、高抛光的金属表面。本专利技术的优选实施例，还包括用于监视在DUT周围的冷却系统的温度并提供数据的温度传感系统和用于响应温度传感器的输出将受控量的热量提供给DUT的热源。温度传感器较好嵌入在散热器中靠近其与DUT的界面。热源较好也嵌入在散热器中并且较好响应温度传感器产生的信号由控制器控制。本冷却系统的优选实施例包括与热沉和插座热接触的液-汽冷却单元(LVU)。液-汽冷却系统较好包括多个由单一控制器控制的液-汽导管，结果与现有技术相比，明显节省了成本和操作。在另一个实施例中，液-汽冷却系统有被称为是液体冷却单元的循环液体系统代替。LCU允许低于60℃的老化温度。根据本专利技术，分立的插座容纳每个DUT。每个插座较好构造成能够控制使热沉和DUT间有良好热接触的偏移力并在DUT上分配，以避免对DUT的机械损伤。优选的插座也提供用于向插座基座和DUT间施加足够接触力的装置以得到良好的电接触，并同时限制压力施加到DUT以避免DUT的损伤。在阅读了以下的详细介绍并参考各际附图的基础上，本专利技术的其它目的和优点将变得更清楚，其中附图说明图1是根据本专利技术第一实施例构成的老化或测试插座的剖面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
测试集成电路的插座，包括：插座基座，能够支撑带有集成电路的ＤＵＴ，所述插座基座包括用于连接ＤＵＴ上的相应引线的电引线；插座盖；弹性安装在所述插座盖内的导热散热器，所述散热器包括可松开地与插座中的ＤＵＴ机械和热接触的第一热界面； 与冷却介质热接触的热沉，并限定与所述散热器的第二热界面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯E约翰逊，罗纳尔多J达西，
申请(专利权)人：可靠公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]