[发明专利]凸块接点的电阻测量结构及包含其的封装基板

说明书

技术领域

本发明是关于一种凸块接点的电阻测量结构以及包含该结构的封装基板，尤指一种结合了凯文结构与花环结构的凸块接点的电阻测量结构以及包含该结构的封装基板。

背景技术

电阻测量是电子材料检测中最基本也是最重要的一种。从测量到的电阻，可以进而推知材料的电阻系数。而应用于封装基板中，则可测试连接焊锡凸块是否有缺陷。

已知测量电阻的方法中，有使用凯文结构(kevin structure，或称四点探针结构(four point probe structure))进行电阻测量。如图1所示，欲测量待测物10的电阻时，提供四根探针11，12，13，14，其中探针13，14提供电流通路而另兩根探针11，12测量电压V1，V2。

覆晶式焊锡接点中，高操作电流密度将导致电迁移(electromigration)可靠度问题。2006年，本发明的发明人之一(陈智等人)提出了一种将凯文结构加入焊锡接点的设计，并利用该结构监测电迁移期间，焊锡接点中孔洞形成的情形。

当凯文结构应用于连接半导体芯片与印刷电路板的焊锡球的电阻测量时，如图2所示，欲测量焊锡凸块B1，B2的电阻时，每一焊锡凸块B1，B2的旁边须配置有一辅助凸块B1’，B2’。当欲测量焊锡凸块B1的电阻时，需提供电流线路I1，并测量电压测量垫P1，P1’各自的电压V1+，V1-，并透过以下公式计算焊锡凸块B1的电阻：

ΔV1＝V1+-V1-；

R1＝ΔV1/I1。

当欲测量焊锡凸块B2的电阻时，需提供电流线路I2，并测量电压测量垫P2，P2’各自的电压V2+，V2-，并透过以下公式计算焊锡凸块B2的电阻：

ΔV2＝V2+-V2-；

R2＝ΔV2/I2。

以此已知的测量方法，当欲测量n个焊锡凸块的电阻时，则必须提供n个辅助凸块、2n个电压测量垫、以及2n个电流线路。此外，该结构虽能对单一焊锡接点的变化做精确测量，但无法对整个回路上的多个焊锡接点做整体的观测，于可靠度分析上并无明显帮助。且因观测的结构局限于单一焊锡接点上，故若整体结构于他处有产生微结构的变化，该结构将无法得知。此外，因观测局限于单一接点上，若欲比较不同的测试结构，则需生产大量具不同结构的试片，此一作法将大幅增加测试与比较各结构参数所需的成本，将不利于设计层面的可靠度检验。

因此，本领域亟需一种凸块接点的电阻测量结构，使可于测量总电阻的同时，观察到各分段的电阻，并可减少大量凯文结构同时存在时所需的测量用金属垫数量，大幅缩减试片面积、降低可靠度测试成本、降低缺陷分析的定位难度、降低测试试片的生产成本、与降低参数最佳化所需的时间，且可大幅提升现有封装与测试产业的可靠度分析效率。

发明内容

为达成上述目的，本发明提供了一种凸块接点的电阻测量结构，包括：多个连接凸块，排列呈一线；至少一第一连接垫；以及至少一第二连接垫；其中，该多个连接凸块中的第n个连接凸块与第n+1个连接凸块以该第一连接垫电性连接，该第n+1个连接凸块与第n+2个连接凸块以该第二连接垫电性连接，n为1以上的奇数(即，n＝1，3，5，...等)；该第一连接垫与一第一电压测量垫连接；该第二连接垫与一辅助连接垫连接，该辅助连接垫与一辅助凸块(auxiliary bump)连接，一第二电压测量垫连接至该辅助凸块。

以本发明的凸块接点的电阻测量结构测量电阻，当欲测量n个焊锡凸块的电阻时，仅需提供n/2个辅助凸块、n个电压测量垫、以及1对电流线路。相较于已知技术中(须提供n个辅助凸块、2n个电压测量垫、以及2n个电流线路)，本发明的凸块接点的电阻测量结构可降低辅助凸块的使用量(仅需已知技术中一半数量的辅助凸块)、可降低电压测量垫的使用量(仅需已知的技术中一半数量的电压测量垫)。再者，本发明的凸块接点的电阻测量结构可大幅降低可靠度测试的成本、降低缺陷分析的定位难度、降低测试试片的生产成本、与降低参数最佳化所需的时间，于封装与测试产业将有重大帮助，且可大幅提升现有封装与测试产业的可靠度分析效率。

本发明的凸块接点的电阻测量结构结合了凯文结构与花环结构。