1．技術(shù)背景       TB6819FG
    傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件的制造廠及其用戶歷來都是將芯片封裝以后再進(jìn)行老化篩選和高低溫測試，這是因?yàn)樵诼阈酒闆r下進(jìn)行老化和測試存在很大困難。裸芯片電極間距很個(gè)，只能用探針接觸，再接上導(dǎo)線與測量儀器相連，這種帶長線的測試常會引起外界干擾，
不能得到正確的測試結(jié)果。此外，在大氣中進(jìn)行老化或高低溫測試會引起接觸點(diǎn)的氧化或表面結(jié)霜等問題，因此，裸芯片級的老化和測試，長期以來成為困擾從事微組裝設(shè)計(jì)和制造人員的難題。
    近年，由于多芯片組件(MCM)、系統(tǒng)級封裝(SiP)及三維集成電路(3D IC)等新型多芯片結(jié)構(gòu)出現(xiàn)并發(fā)展很快，大量昂貴的功能復(fù)雜的大規(guī)模、超大規(guī)模lC芯片要組裝在一個(gè)封裝體內(nèi)，通常一個(gè)MCM內(nèi)有數(shù)片到數(shù)十片IC裸芯片。如果預(yù)先不進(jìn)行老化篩選，封裝后再進(jìn)行老化篩選必然要淘汰部分不合格品，個(gè)別芯片失效會使整個(gè)產(chǎn)品報(bào)廢，這無疑會大大提高電路成本。以MCM為例，往往其中一種芯片成本就占總成本的50%以上，有的甚至達(dá)到70%～80%，所以芯片級老化和測試問題的解決就變得刻不容緩，一種稱為KGD的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

    2．KGD技術(shù)的內(nèi)容
    KGD(known good die)有多種稱謂：確好芯片或完好芯片、被確認(rèn)的優(yōu)質(zhì)芯片、信得過芯片、足夠好芯片、測試好芯片、合格芯片、已知良好芯片等，本書取“確好芯片”這個(gè)名稱。KGD技術(shù)是對裸芯片進(jìn)行功能測試、參數(shù)測試、老化篩選相可靠性試驗(yàn)，篩除有早期失效缺陷的芯片，保證最后挑選出來的芯片的質(zhì)量與可靠性達(dá)到封裝成品的質(zhì)量與可靠性等級要求。即所有經(jīng)過KGD技術(shù)保證的芯片，均是經(jīng)過老化和測試篩選的、能達(dá)到相關(guān)應(yīng)用要求的、質(zhì)量與可靠性確有保證的良好芯片。
    KGD技術(shù)包括裸芯片的工藝質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)與規(guī)范，裸芯片高溫、常溫和低溫測試技術(shù)與規(guī)范，裸芯片熟練試驗(yàn)技術(shù)與規(guī)范，裸芯片可靠性保證評價(jià)技術(shù)與規(guī)范，裸芯片信息要求，裸芯片交貨要求，裸芯片儲存要求等。圖3.5.3所示為裸芯片和KGD技術(shù)流程的對比。

    KGD概念的提出從根本上解決多芯片結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與效率難題，通過對裸芯片的功能測試、參數(shù)測試、老化篩選和可靠性試驗(yàn)使裸芯片在技術(shù)指標(biāo)和可靠性指標(biāo)上達(dá)到封裝成品的等級要求，從而確保多芯片結(jié)構(gòu)中的裸芯片質(zhì)量和可靠性，有力地推動了這種高密度封裝新技術(shù)的發(fā)展。

    3．KGD技術(shù)的類型
    目前KGD技術(shù)可以分為兩大類：分立芯片KGD技術(shù)和晶圓級芯片KGD技術(shù)。
    1)分立芯片KGD技術(shù)
    分立芯片KGD技術(shù)是針對劃片后的單個(gè)裸芯片進(jìn)行的老化和測試。這種方式的特點(diǎn)是工裝夾具設(shè)計(jì)制造比較簡單，使用靈酒，適合批量不大的高可靠產(chǎn)品。
    工業(yè)界提供分立芯片KGD技術(shù)的公司分為三類：
    ·第一類  專門提供KGD技術(shù)服務(wù)；
    ·第二類  微電子器件生產(chǎn)廠家以自己的KGD技術(shù)提供KGD產(chǎn)品；
    ·第三類  利用其他公司的KGD技術(shù)，為市場提供自己的KGD產(chǎn)品。
    2)晶圓級芯片KGD技術(shù)
    晶圓級芯片KGD技術(shù)是在晶圓切割之前就對整個(gè)晶圓上的芯片實(shí)行老化和測試。這種方式的特點(diǎn)是效率高、生產(chǎn)成本低，但相應(yīng)測試和老化所用工裝夾具設(shè)計(jì)制造費(fèi)用高、系統(tǒng)昂貴，適合大批量生產(chǎn)。
    晶圓級芯片Kc_;D技術(shù)主要是芯片供應(yīng)商為了降低KGD的成本，在產(chǎn)品有足夠的批量前提下采用的技術(shù)。

    4．KGD技術(shù)的工裝夾具
    無論是分立芯片KGD技術(shù)還是晶圓級芯片KGD技術(shù)，實(shí)行老化和測試的工裝夾具是KGD技術(shù)的關(guān)鍵之一。晶圓級KGD技術(shù)的工裝夾具比較復(fù)雜，專業(yè)化程度很高，主要由大規(guī)模芯片供應(yīng)商開發(fā)和應(yīng)用。分立芯片KGD技術(shù)的工裝夾具相對比較簡單，應(yīng)用范圍相對要大得多。
    圖3.5.4所示為一種可以對裸芯片進(jìn)行暫時(shí)“封裝”的分立芯片KGD夾具結(jié)構(gòu)示意圖，也可以說是一種實(shí)施KGD技術(shù)的載體。這種芯片載體能對芯片起到保護(hù)作用，不會損傷芯片電極，并且可以反復(fù)使用。芯片載體內(nèi)裝薄膜多層布線的基板，上面有微細(xì)間距的凸點(diǎn)，裸芯片倒裝在多層布線基板上，芯片上的引線凸點(diǎn)與基板接觸，芯片上方的蓋板帶有彈簧裝置，使蓋板具有彈性；在蓋板蓋下時(shí)使芯片與基板以適當(dāng)?shù)膲毫壕o，從而實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。芯片載體再裝到有相應(yīng)精細(xì)間距的插座內(nèi)，插座可裝到測試架或老化板上。這樣就可以進(jìn)行老化和全溫度范圍的電性能測試，合格芯片就成為KGD，從載體中取出用于組裝MCM等電路。

                 
  
    5．KGD質(zhì)量與可靠性
    KGD質(zhì)量與可靠性保證分為三個(gè)階段：
    ①第一階段為芯片的設(shè)計(jì)階段，通過可靠性設(shè)計(jì)、內(nèi)建自測試設(shè)計(jì)、可靠性模擬等技術(shù)手段，使由于設(shè)計(jì)不當(dāng)而引入的可靠性問題基本得以消除；
    ②第二階段為芯片制造工藝階段，通過有效的工藝質(zhì)量監(jiān)測、工藝控制和利用測試結(jié)構(gòu)的可靠性評價(jià)，控制各種工藝缺陷的引入并消除其對可靠性的影響；
    ③第三階段為芯片成品階段，通過各種檢測、老化篩選和可靠性評價(jià)篩選等技術(shù)方法，剔除早期失效和潛在失效樣品，保證高可靠性。
   為了保障裸芯片的質(zhì)量和可靠性，使裸芯片提升為KGD，必須經(jīng)過如下測試步驟：
   ①質(zhì)量檢驗(yàn)。通過顯微分析等技術(shù)法有效控制芯片中的粒子、腐蝕、氧化層缺陷、掩模缺陷、金屬化缺陷等質(zhì)量問題；
   ②電特性測試。完成芯片在特定工作溫度范圍的功能測試和芯片的電特性參數(shù)測試:
   ③老化篩選。依據(jù)裸芯片老化篩選試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)，剔除早期失效；
   ④可靠性試驗(yàn)評價(jià)。