通过管芯表面轮廓修整的高功率器件故障定位制造技术

一种制备计算机处理器管芯的方法包括确定计算机处理器管芯在测试温度下的翘曲形状。该方法还包括通过从计算机处理器管芯的表面物理地去除材料而在轮廓修整温度下选择性地对计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整，使得该表面在测试温度下将是基本平坦的。该表面在测试温度下将是基本平坦的。该表面在测试温度下将是基本平坦的。

【技术实现步骤摘要】
通过管芯表面轮廓修整的高功率器件故障定位


[0001]本专利技术涉及计算机处理器，且更明确地说，涉及用于测试处理器设计的装置制造。

技术介绍

[0002]用于测试和分析电子器件(例如微处理器)的传统方法可以涉及基于图像的故障定位工具，例如激光扫描显微镜(LSM)或光子发射显微镜(PEM)。使用LSM和PEM可涉及以最大频率和功率操作被测装置(DUT)，因此DUT在测试期间应当被连续冷却。如果冷却不充分，则可能发生热失控，其中DUT温度升高，直到DUT失效。
[0003]除了冷却之外，在测试期间在DUT和显微镜透镜之间应该有一条光学上清晰的路径，以便可以观察DUT。不幸的是，这种路径会妨碍使用用于除热的常用方法，例如热界面材料和散热器。此外，对于使用LSM和PEM的超高分辨率成像，固体浸没透镜(SIL)通常用于与DUT背面进行直接表面接触，进一步使冷却DUT的任务复杂化。

技术实现思路

[0004]根据本公开的实施例，一种制备计算机处理器管芯的方法包括确定计算机处理器管芯在测试温度下的翘曲形状。该方法还包括通过从计算机处理器管芯的表面物理地去除材料而在轮廓修整温度下选择性地对计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整，使得该表面在测试温度下将是基本平坦的。
[0005]根据本公开的实施例，一种制备用于测试的计算机处理器管芯的方法包括将计算机处理器管芯加热到初始温度，以及将成形材料附接到计算机处理器管芯以在初始温度附近维持计算机处理器管芯的形状。该方法还包括通过从计算机处理器管芯的表面物理地去除材料来选择性地对计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整，以及将计算机处理器管芯与成形材料分离。
[0006]根据本专利技术的实施例，一种系统包括计算机处理器管芯、连接到计算机处理器管芯的层压材料、电连接到计算机处理器管芯以使计算机处理器管芯通电的子卡、与计算机处理器管芯的背面接触的固体浸没透镜以及与计算机处理器管芯的背面接触的冷却板。计算机处理器管芯的背面在计算机处理器管芯的操作温度下基本上是平坦的。
附图说明
[0007]图1是根据本公开实施例的处理器测试装置的侧视图。
[0008]图2A
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2D是在不同温度下被测装置(DUT)的侧视图(在左侧)和形貌图(在右侧)的对。
[0009]图3是根据本公开的实施例的在室温下轮廓修整替代管芯的侧视图。
[0010]图4是根据本专利技术的实施例的对管芯进行轮廓修整的方法的流程图。
[0011]图5A
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5D是根据本公开的实施例的处于不同温度的轮廓修整的被测装置(DUT)的侧视图(在左侧)和形貌图(在右侧)的对。
[0012]图6A
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6D是根据本公开的实施例的在安装件上轮廓修整的替代管芯的一系列侧视图。
[0013]图7是根据本专利技术的实施例的对管芯进行轮廓修整的替代方法的流程图。
具体实施方式
[0014]图1是测试装置100的侧视图。在所示实施例中，测试装置100包括管芯102、层压板104、POGO中介层106和子卡108。在所描述的情况下，管芯102是DUT的微处理器，因此管芯102通过焊点110电气地和结构地连接到层压板104。层压板104通过POGO针112电连接到POGO中介层106，并且层压板104通过夹持框架114在结构上连接到POGO中介层106。POGO中介层106电气地且结构性地连接到子卡108，因此管芯102的电气部件(未示出，但是定位在管芯102的接近层压板104的一侧上)可以通过子卡108选择性地通电。
[0015]此外，测试装置100包括SIL 116，其可以沿着管芯102的接近层压板104的表面(即，管芯102的“背面”或“上面”，尽管这样的方向指示器仅用于参考图中所示的部件的取向)移动。此外，测试装置100包括冷却板118，其围绕SIL 116并与其一起移动越过管芯102的表面。由此，管芯102可以在测试装置100中被操作、测试、观察和冷却。
[0016]图2A
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2D是管芯102(DUT)分别在25℃、85℃、160℃和220℃的不同温度下的侧视图(在左侧)和形貌图(在右侧)的对。这些视图被显著地夸大，以便所描述的特性更容易被看到。此外，为了理解形貌图，不同的等高线已经用于指示不同的高程。从最低到最高，线图案是实心的，仅虚线、点划线双点划线，以及仅点。
[0017]在所示的实施例中，管芯102具有恒定的厚度，并且它和层压板104在25℃下(例如，当管芯102不活动时)具有从角部到中心变化例如大约85μm的凸形形状。在85℃(例如，当管芯102正常操作时)，管芯102和层压板104较不凸起，并且从拐角到中心变化例如约50μm。在160℃(例如，当管芯102过热时)，管芯102和层压板104基本上是平坦的。虽然管芯102由于来自内部电活动的不均匀自加热而在其背面上可能具有小的波纹，但是基本平坦度可以例如小于大约10μm。在220℃(例如，当管芯102极度过热时)，管芯102和层压板104具有凹形形状并且从角到中心变化例如约20μm。
[0018]因此，在25℃，管芯102与冷却板118具有非常有限的接触，并且在85℃和220℃，管芯102与冷却板118具有有限的接触，在160℃，管芯102与冷却板118具有最广泛的接触。不幸的是，该温度可能显著高于管芯102的正常操作温度，在该正常操作温度下，测试将是最有价值的。由于在85℃下可用的有限冷却，即使在正常操作条件下，管芯102的温度也可能上升超过85℃，因为将在生产装置上使用的技术将不可用于在测试装置100(图1中所示)中冷却管芯102。更具体地，冷却测试装置100内的DUT的已知工业方法(例如，诸如采用LSM的方法)涉及管芯102和冷却板118之间的直接接触。然而，管芯102可能非常大，具有复杂的表面形貌，这可能导致与冷却板118的接触冷却(即传导)的损失。而且，管芯102内的自加热可能导致动态热翘曲，从而导致关键接触面积的损失以及随后的冷却损失。另外，许多直接接触冷却板解决方案(例如冷却板118)不是为超高功率应用而设计的，并且没有考虑到例如在大规模多核服务器处理器中发现的显著的非均匀功率耗散。
[0019]图3是在大约室温(例如，25℃)下被成型的可选择管芯130的侧视图。在所示的实施例中，管芯130连接到层压板104，并且可以处于与图2A的温度类似的温度。管芯130由工
具132切割，该工具选择性地对管芯130进行减薄和轮廓修整。这由小于厚度T1的厚度T2示出，厚度T1是在轮廓修整之前管芯130的原始均匀厚度。此外，边缘E1和E2指示轮廓修整操作发生的边界，在其外部保持未被轮廓修整，具有厚度T1。
[0020]层压板104和/或工具132可以通过计算机数字控制(CNC)机器(未示出)固定和/或移动(例如，在空间中旋转和/或平移)，以选择性地对管芯130的背面进行轮廓修整。工具132可以是任何合适的局部材料去除装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备计算机处理器管芯的方法，所述方法包括：确定计算机处理器管芯在测试温度下的第一翘曲形状；以及通过从计算机处理器管芯的表面物理地去除材料，在轮廓修整温度下选择性地对所述计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整，使得所述表面在所述测试温度下将是基本平坦的。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述计算机处理器管芯的操作温度；其中所述测试温度在所述操作温度的10摄氏度内。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过操作所述计算机处理器管芯在所述测试温度下测试所述计算机处理器管芯。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：使计算机处理器模具的表面与冷却板接触；在所述计算机处理器管芯的测试期间使用所述冷却板冷却所述计算机处理器管芯。5.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一翘曲形状选择性地对所述计算机处理管芯的厚度进行轮廓修整。6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一翘曲形状包括：使用有限元分析来创建所述计算机处理器管芯的第一虚拟模型；以及选择性地对所述第一虚拟模型进行轮廓修整以创建第二虚拟模型，使得所述第二虚拟模型的虚拟表面在所述测试温度下将是基本上平坦的。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：确定第二虚拟模型在所述测试温度下的第二翘曲形状；以及选择性地减薄和/或加厚所述第二虚拟模型以创建第三虚拟模型，使得所述虚拟表面在所述测试温度下将是基本上平坦的。8.如权利要求7所述的方法，其中，选择性地对所述计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整是基于所述第三虚拟模型执行的。9.一种制备计算机处理器管芯以用于测试的方法，所述方法包括：将所述计算机处理器管芯加热到初始温度；将成形材料附接到所述计算机处理器管芯以在所述初始温度附近维持所述计算机处理器管芯的形状；通过从所述计算机处理器管芯的表面物理地去除材料来选择性地对所述计算机处理器管芯的厚度进行轮廓修整；以及将所述计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ刘易森，JA邦特，FL庞培，RW欧德雷，JD西尔维斯特里，PT特兰，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：