在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法，属于半导体封装技术领域。本发明专利技术的方法包括：制备分布式柔性压阻传感器阵列；在进行半导体封装工艺时，将分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上，获取基板不同位置对应的传感器电阻变量；根据每个传感器的电阻变量与敏感度标准值，获取待测半导体不同位置的翘曲值。本发明专利技术将分布式柔性压阻传感器阵列应用于半导体封装过程中，可适应狭小的回流炉腔体，满足在线动态翘曲监测需求，可与封装基体保持良好的共形，满足不同尺寸封装产品的分布式翘曲测量以及大面积分布式测量等。式测量等。式测量等。

【技术实现步骤摘要】
在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法


[0001]本专利技术属于半导体封装
，具体涉及一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法。

技术介绍

[0002]半导体倒装工艺过程包括回流焊、底封胶填充、散热盖贴装、植球等主要工艺，在升温和降温的工艺条件下，由于芯片和基板的热膨胀系数等力学性质的失配会产生翘曲形变现象，这往往会导致虚焊、焊点桥接和界面分层等种种失效问题，从而影响成品的功能性和可靠性。因此，封装工艺过程中翘曲的在线动态监测对于质量控制尤为重要。
[0003]现有的翘曲变形监测技术，在工业生产中难以实现对翘曲变形的原位实时监测。如电子散斑干涉技术、阴影云纹、数字图像法、投影云纹法等高精度变形测量技术，因设备体积大或光路设置等问题，都只能对离线的产品进行分析，且对于待测产品的尺寸和预处理条件存在各自的限制性。因此，要想实现原位实时监测这一目的，首先需要监测装置或系统能够适用于封装产线的环境，如可适应狭小的回流炉腔体和高温条件等。
[0004]然而，由于压阻式应变传感器具有体积小、测量容易等优点，通过贴装在待测物体表面，当物体受到力、形变时会传递到传感器上，传感器将力学信号转换为电阻信号输出，从而实现对形变和力的监测，这一技术被广泛应用于结构应力监测、运动健康监测等领域。目前，商用的传感器主要以金属应变片和硅基微机电系统(MEMS，Micro
‑
Electro
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Mechanical System)传感器为主。但金属应变片敏感度较小(Gauge Factor，G约为1～2)，无法精确测量几十至几百微米变化量的翘曲值。硅基MEMS传感器虽敏感度较高(G约为100)，但因硅脆性较大不适用贴装在具有初始形变的封装基板表面。此外，这些商用传感器只能测量单点的变形，难以获得整个封装基板不同位置上的翘曲值。
[0005]因此，针对上述技术问题，本专利技术提出一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法。
[0007]本专利技术的一方面，提供一种在线动态监测半导体封装翘曲的方法，所述方法包括：
[0008]制备分布式柔性压阻传感器阵列；
[0009]在进行半导体封装工艺时，将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上，获取所述基板不同位置对应的传感器电阻变量；
[0010]根据每个所述传感器的电阻变量及其敏感度标准值，得到待测半导体不同位置的翘曲值。
[0011]可选的，所述制备分布式柔性压阻传感器阵列，包括：
[0012]提供柔性基体；
[0013]在预设的激光辐射条件下对所述柔性基体进行辐射，以在所述柔性基体的表面原位形成凸出于所述柔性基体表面的多孔碳结构阵列；其中，每个多孔碳结构具有三维堆积碳片网络结构；
[0014]在每个所述多孔碳结构的两端形成电极。
[0015]可选的，所述将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上之前，所述方法还包括：
[0016]对所述分布式柔性压阻传感器阵列中每个传感器的敏感度进行标定，以获取每个传感器的敏感度标准值。
[0017]可选的，所述对所述分布式柔性压阻传感器阵列中每个传感器的敏感度进行标定，以获取每个传感器的敏感度标准值，包括：
[0018]将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在标定基体上，得到所述标定基体不同位置对应的每个传感器的初始电阻值；
[0019]对所述标定基体施加预设弯曲位移，得到每个所述传感器的电阻值；
[0020]根据所述电阻值与所述初始电阻值得到电阻变量；
[0021]基于所述电阻变量与所述预设弯曲位移，计算得到每个传感器的敏感度标准值。
[0022]可选的，利用下述敏感度计算公式计算得到每个传感器的敏感度标准值：
[0023]G＝(R
t
‑
R0)/W
[0024]式中，G代表传感器的敏感度标准值，W代表预设弯曲位移，R
t
‑
R0代表电阻变量，其中，R
t
代表施加预设弯曲位移后的传感器电阻值，R0代表传感器的初始电阻值。
[0025]可选的，所述根据每个所述传感器的电阻变量及其敏感度标准值，得到待测半导体不同位置的翘曲值之后，所述方法还包括：
[0026]获取待测半导体封装过程中的温度值，基于所述温度值与所述翘曲值，得到所述待测半导体基板的翘曲分布随温度的变化关系。
[0027]本专利技术的另一方面，提出一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置，包括获取单元、测量单元以及处理单元；其中，
[0028]所述获取单元，用于获取分布式柔性压阻传感器阵列；
[0029]所述测量单元，用于在进行半导体封装工艺时，将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上，获取所述基板不同位置对应的传感器电阻变量；
[0030]所述处理单元，用于根据每个所述传感器的电阻变量及其敏感度标准值，得到待测半导体不同位置的翘曲值。
[0031]可选的，所述获取单元，具体还用于：
[0032]提供柔性基体；
[0033]在预设的激光辐射条件下对所述柔性基体进行辐射，以在所述柔性基体的表面原位形成凸出于所述柔性基体表面的多孔碳结构阵列；其中，每个多孔碳结构具有三维堆积碳片网络结构；
[0034]在每个所述多孔碳结构的两端形成电极。
[0035]可选的，所述处理单元，具体还用于：
[0036]利用下述敏感度衍生公式计算得到待测半导体不同位置的翘曲值：
[0037]W＝(R
t
‑
R0)/G
[0038]式中，W代表翘曲值，G代表传感器的敏感度标准值，R
t
‑
R0代表电阻变量，其中，R
t
代表施加弯曲位移的传感器电阻值，R0代表传感器的初始电阻值。
[0039]可选的，所述装置还包括标定单元，用于对所述分布式柔性压阻传感器阵列中每个传感器的敏感度进行标定，获取每个传感器的敏感度标准值。
[0040]本专利技术提出一种在线动态监测半导体封装翘曲的装置与方法，本专利技术基于分布式柔性压阻传感器阵列包括多个呈阵列分布的传感器，可满足同时测量多点变形以及大面积分布式测量，通过将分布式柔性压阻传感器阵列应用于半导体封装过程中，可以实现动态监测半导体基板不同位置上的翘曲值。
附图说明
[0041]图1为本专利技术一实施例的在线动态监测半导体封装翘曲的方法的流程框图；
[0042]图2为本专利技术另一实施例的单个柔性压阻传感器的结构示意图；
[0043]图3为本专利技术另一实施例的单个柔性压阻传感器的结构示意图；
[0044]图4为本专利技术另一实施例的分布式柔性压阻传感器阵列的结构示意图；
[0045]图5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线动态监测半导体封装翘曲的方法，其特征在于，所述方法包括：制备分布式柔性压阻传感器阵列；在进行半导体封装工艺时，将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上，获取所述基板不同位置对应的传感器电阻变量；根据每个所述传感器的电阻变量及其敏感度标准值，得到待测半导体不同位置的翘曲值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备分布式柔性压阻传感器阵列，包括：提供柔性基体；在预设的激光辐射条件下对所述柔性基体进行辐射，以在所述柔性基体的表面原位形成凸出于所述柔性基体表面的多孔碳结构阵列；其中，每个多孔碳结构具有三维堆积碳片网络结构；在每个所述多孔碳结构的两端形成电极。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在待测半导体的基板上之前，所述方法还包括：对所述分布式柔性压阻传感器阵列中每个传感器的敏感度进行标定，以获取每个传感器的敏感度标准值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述分布式柔性压阻传感器阵列中每个传感器的敏感度进行标定，以获取每个传感器的敏感度标准值，包括：将所述分布式柔性压阻传感器阵列贴设在标定基体上，得到所述标定基体不同位置对应的每个传感器的初始电阻值；对所述标定基体施加预设弯曲位移，得到每个所述传感器的电阻值；根据所述电阻值与所述初始电阻值得到电阻变量；基于所述电阻变量与所述预设弯曲位移，计算得到每个传感器的敏感度标准值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用下述敏感度计算公式计算得到每个传感器的敏感度标准值：G＝(R
t
‑
R0)/W式中，G代表敏感度标准值，W代表预设弯曲位移，R
t
‑
R0代表电阻变量，其中，R
t
代表施加预设弯曲位...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗姜姜，
申请(专利权)人：苏州通富超威半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：