[实用新型]一种焊点电迁移寿命的测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及圆片级芯片尺寸封装中一种焊点电迁移寿命的测试结构，属于半导体封装技术领域。

背景技术

在电子产品向微型化、多功能化方向发展的今天，IC封装密度不断增加，封装互连焊点的尺寸越来越小，焊点承受的电流密度和焊点工作温度急剧升高，导致焊点内部产生电迁移现象。电迁移现象是由于高密度电子流持续与焊点中原子进行非弹性碰撞引起的原子迁移现象。电迁移现象会导致互连焊点产生凸起(Hillocks)和空洞(Voids)、界面化合物的生长和溶解、晶粒粗化等缺陷，从而致使焊点结构的完整性损伤和力学性能的退化，以致器件失效。电迁移现象已成为电子封装可靠性的一大挑战，也是电子产品继续向前发展的一大障碍。

尤其是近年来，由于封装尺寸的限制，很多便携式电子产品中的电源管理器件也开始使用圆片级芯片尺寸封装（WLCSP，Wafer Level Chip Scale Package），在这种大电流的器件中，焊点电迁移失效的风险更大了。

目前焊点电迁移寿命的测试结构中，测试芯片200通过焊点与测试基板100进行电气连接，如图1 所示，由于焊点常用的锡为低熔点合金，测试芯片200在通电过程中，在焊点电流流入或流出侧的边角部位存在电流拥挤效应，此处的电流密度比平均电流密度大2-3数量级。电流密度的不均匀分布将影响焊点电迁移寿命测试的准确性。另外，测试芯片200加载高电流之后，发热量很大。由于焊点两端的材料不同，导热率和散热系数有很大差别，使得互连焊点两端存在温度梯度，尤其是焊点在与厚度通常为1微米左右的铝布线连接时，由于铝导线的电阻较大，在大电流条件下发热量大，会导致测试芯片200到测试基板产生较大的温度梯度。当温度梯度达到一定的值时，还会引发热迁移效应，最终也会影响电迁移寿命测试的准确性。

实用新型内容

承上所述，本实用新型的目的在于克服目前焊点电迁移寿命的测试结构的不足，提供一种克服焊点中的电流拥挤效应、消除测试结构中的热迁移现象影响电迁移寿命测试结果准确性的焊点电迁移寿命测试结构。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种焊点电迁移寿命的测试结构，包括测试基板和测试芯片，所述测试基板包括基板基体、布线层Ⅰ和阻焊层，所述布线层Ⅰ设置于基板基体上，所述阻焊层覆盖布线层Ⅰ的表面及其间隙，所述测试芯片包括芯片本体布线层Ⅱ、焊点和钝化层，所述布线层Ⅱ设置于芯片本体上，所述钝化层覆盖布线层Ⅱ的表面及其间隙，

所述布线层Ⅰ包括连接布线A和连接布线B，所述连接布线A和连接布线B相间分布，所述连接布线A的外端设置连接布线A外端焊盘、内端设置连接布线A内端焊盘，所述连接布线B的外端设置连接布线B外端焊盘、内端设置连接布线B内端焊盘，所述连接布线A内端焊盘彼此连通，

所述阻焊层于连接布线A内端焊盘、连接布线B内端焊盘相对应处设置阻焊层开口，所述连接布线A外端焊盘和连接布线B外端焊盘露出阻焊层，

所述焊点包括一个焊点Ⅰ和若干个均匀设置在其周围的焊点Ⅱ，所述焊点通过布线层Ⅱ相连，所述布线层Ⅱ为厚度不小于1微米的铜布线， 

所述测试芯片与测试基板通过焊点电连接，连接布线A内端焊盘与焊点Ⅰ相对应，连接布线B内端焊盘与焊点Ⅱ相对应。

进一步的，所述布线层Ⅰ呈放射状分布。

进一步的，所述连接布线B内端焊盘向内延伸并汇聚于一点，连接布线A外端焊盘和连接布线B外端焊盘位于以连接布线A内端焊盘为圆心的圆上。

进一步的，所述阻焊层呈圆形。

进一步的，还包括凸点下金属，所述焊点通过凸点下金属与布线层Ⅱ连接。

进一步的，所述布线层Ⅱ的厚度不小于3微米。

进一步的，所述焊点Ⅱ的个数为3个以上。

这种测试结构中多个焊点Ⅱ分布于以焊点Ⅰ为中心的圆上，结合较厚的铜质布线层Ⅱ，减轻了电流经过焊点时的电流拥挤效应和测试结构中的热迁移效应，从而可以得到更准确的电迁移寿命测试结果。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在一个待测试焊点Ⅰ的周围设置若干个导通焊点Ⅱ，各个焊点Ⅱ与焊点Ⅰ的距离相等，使得测试时电流可从不同的方向均匀流入待测试焊点，从而减弱了电流的拥挤效应，提高了电迁移测试寿命测试结果的准确性。

2、测试芯片的焊点间起互联作用的布线层Ⅱ，采用材质较厚的铜，其电阻很小，降低了测试芯片的发热量，减小了测试芯片与测试基板间的温度梯度，从而极大的减小了热迁移对测试结果的影响，有助于提高电迁移测试寿命测试结果的准确性。