贴片电极及片内热阻测试方法技术

本发明专利技术涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种贴片电极及片内热阻测试方法，本发明专利技术实施方式公开的一种贴片电极，利用该高热导率材料，能够显著降低贴片式电极对测试结果带来的影响，简化3ω测试的工艺准备流程，推动3ω方法的推广应用。本发明专利技术提供的的贴片式电极，能够克服传统半导体工艺方案工艺难度大、无法对芯片成品进行测试的缺陷，同时采用金刚石基底材料及金属焊接结合工艺，能够最大程度减小贴片电极对测试效果的影响，实现被测材料热特性的的快速、准确测试。本发明专利技术片内热阻测试方法实施方式，能够实现芯片本身热阻测准确测试，从而评估芯片散热性能，指导芯片热设计工作开展。展。展。

【技术实现步骤摘要】
贴片电极及片内热阻测试方法


[0001]本专利技术涉及芯片测试
，尤其涉及一种贴片电极及片内热阻测试方法。

技术介绍

[0002]3ω方法主要用于材料热导率的测试，尤其在微纳米尺度下薄膜材料热特性测试方面具备突出优势。该方法是在被测材料上制作微型电极进行测量，电极同时具备加热器及传感器的功能。
[0003]传统3ω测试方法中，金属电极一般通过半导体工艺方法，通过蒸镀、溅射等手段制作在被测材料表面。该方法对工艺要求相对较高，且被测材料的尺寸及物理特性等存在限制。
[0004]为了简化制备过程，相关研究机构围绕贴片式电极提出了一些方案，如一种现有技术中在聚酰亚胺柔性膜以及蓝宝石基底上制作金属电极，并通过紧密压覆的手段结合至被测样品上进行测试。另一种现有技术中，直接用激光切割的方式在金属薄片上切割出金属电极图案，并使用粘结剂粘附到被测样品上，相关方法存在的主要问题有：
[0005]1、基底热导率不高，聚酰亚胺膜导热率大约在0.1～0.5W/mK，蓝宝石在40W/mK左右，金属薄片相对高一些，但一般也不超过400W/mK；
[0006]2、结合方式引入较大影响，压覆方式基底同被测样品表面存在空气层，粘结剂导热率一般在4W/mK以下，热接触不够良好。
[0007]基于此，需要开发设计出一种贴片电极。

技术实现思路

[0008]本专利技术实施方式提供了一种贴片电极及片内热阻测试方法，用于解决现有技术中电极用于测试芯片热阻时引入的误差较大的问题。
[0009]第一方面，本专利技术实施方式提供了一种贴片电极，包括：
[0010]电极图案、导热基底以及金属化层；
[0011]所述电极图案固定设置于所述导热基底的上表面，所述金属化层固定设置于所述导热基底下表面；
[0012]当在所述电极图案上加载测试电流时，所述电极图案产生的热波经由所述导热基底传递至所述金属化层。
[0013]在一种可能实现的方式中，所述电极图案包括金属线以及与所述金属线一体成型的焊盘，所述焊盘的宽度大于所述金属线的宽度。
[0014]在一种可能实现的方式中，所述焊盘包括两组，其中一组焊盘设置在另一组焊盘的外侧。
[0015]在一种可能实现的方式中，所述电极图案通过粘附层固定于所述导热基底的上表面。
[0016]在一种可能实现的方式中，所述粘附层为Ti层，所述粘附层通过蒸镀工艺粘附于
所述导热基底，所述电极图案通过蒸镀工艺和/或溅射工艺粘附于所述粘附层。
[0017]在一种可能实现的方式中，所述金属化层包括底层以及钎料浸润层；
[0018]所述底层通过蒸镀工艺与所述导热基底粘附，所述钎料浸润层通过蒸镀工艺和/溅射工艺与所述底层粘附。
[0019]在一种可能实现的方式中，所述贴片电极用于测试测试材料的热导率时，所述金属线的线宽小于所述测试材料厚度的1/5。
[0020]在一种可能实现的方式中，所述导热衬底为金刚石，所述衬底的厚度为300微米，上下表面抛光优于3纳米。
[0021]第二方面，本专利技术实施方式提供了一种片内热阻测试方法，应用于设有功能层、衬底层以及粘结层的芯片，其中，所述衬底层设置于所述功能层与所述粘结层之间，所述片内热阻测试方法包括：
[0022]将第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的贴片电极的金属化层与芯片表面金属区域焊接；
[0023]根据多个电流以及与所述多个电流相对应的多个电极温升，构建电极的温升曲线；
[0024]根据热波的穿透特性以及所述温升曲线，确定目标电流，其中，所述目标电流产生的热波穿透所述功能层以及所述衬底层并抵达所述衬底层与所述粘结层的边界；
[0025]根据目标温升确定所述芯片的片内热阻，其中，所述目标温升根据所述目标电流以及所述温升曲线确定。
[0026]在一种可能实现的方式中，所述多个电流具有不同的频率，所述根据多个电流以及与所述多个电流相对应的多个电极温升，构建电极的温升曲线，包括：
[0027]根据对应所述多个电流的多个频率确定多个基波电压以及多个谐波电压；
[0028]根据所述多个基波电压以及所述多个谐波电压，确定所述多个电极温升；
[0029]根据所述多个频率以及所述多个电极温升，构建所述电极的温升曲线，其中，所述温升曲线自变量为频率的对数，所述温升曲线的因变量为电极温升。
[0030]本专利技术实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
[0031]本专利技术实施方式公开了的一种贴片电极，利用该高热导率材料，能够显著降低贴片式电极对测试结果带来的影响，简化3ω测试的工艺准备流程，推动3ω方法的推广应用。本专利技术提供的的贴片式电极，能够克服传统半导体工艺方案工艺难度大、无法对芯片成品进行测试的缺陷，同时采用金刚石基底材料及金属焊接结合工艺，能够最大程度减小贴片电极对测试效果的影响，实现被测材料热特性的的快速、准确测试。
[0032]本专利技术片内热阻测试方法实施方式，首先将贴片电极的金属化层与芯片表面金属区域焊接；然后，根据多个电流以及与所述多个电流相对应的多个电极温升，构建电极的温升曲线；接着，根据热波的穿透特性以及所述温升曲线，确定目标电流，其中，所述目标电流产生的热波穿透所述功能层以及所述衬底层并抵达所述衬底层与所述粘结层的边界；最后，根据目标温升确定所述芯片的片内热阻，其中，所述目标温升根据所述目标电流以及所述温升曲线确定。本专利技术方法能够实现芯片本身热阻测准确测试，从而评估芯片散热性能，指导芯片热设计工作开展。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本专利技术实施方式提供的贴片电极的主视图；
[0035]图2是本专利技术实施方式提供的电极图案俯视图；
[0036]图3是本专利技术实施方式提供的提供的3ω方法金属电极示意图；
[0037]图4是本专利技术实施方式提供的片内热阻测试方法的流程图；
[0038]图5是本专利技术实施方式提供的典型芯片3ω温升曲线图；
[0039]图6是本专利技术实施方式提供的3ω法片内热阻测试状态原理图；
[0040]图7是本专利技术实施方式提供的芯片片内热阻测试装置原理图；
[0041]图8是本专利技术实施方式提供的终端功能框图。
具体实施方式
[0042]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0043]为使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贴片电极，其特征在于，包括：电极图案、导热基底以及金属化层；所述电极图案固定设置于所述导热基底的上表面，所述金属化层固定设置于所述导热基底下表面；当在所述电极图案上加载测试电流时，所述电极图案产生的热波经由所述导热基底传递至所述金属化层。2.根据权利要求1所述的贴片电极，其特征在于，所述电极图案包括金属线以及与所述金属线一体成型的焊盘，所述焊盘的宽度大于所述金属线的宽度。3.根据权利要求2所述的贴片电极，其特征在于，所述焊盘包括两组，其中一组焊盘设置在另一组焊盘的外侧。4.根据权利要求1所述的贴片电极，其特征在于，所述电极图案通过粘附层固定于所述导热基底的上表面。5.根据权利要求4所述的贴片电极，其特征在于，所述粘附层为Ti层，所述粘附层通过蒸镀工艺粘附于所述导热基底，所述电极图案通过蒸镀工艺和/或溅射工艺粘附于所述粘附层。6.根据权利要求1所述的贴片电极，其特征在于，所述金属化层包括底层以及钎料浸润层；所述底层通过蒸镀工艺与所述导热基底粘附，所述钎料浸润层通过蒸镀工艺和/溅射工艺与所述底层粘附。7.根据权利要求2所述的贴片电极，其特征在于，所述贴片电极用于测试测试材料的热导率时，所述金属线的线宽小于所述测试材料厚度的1/5。8.根据权利要求1
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7任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灏，翟玉卫，刘岩，赵丽，丁立强，任宇龙，吴爱华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：