测试布线电路的设备和方法
阅读：1039发布：2020-05-15
专利汇可以提供测试布线电路的设备和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了用于测试布线 电路 的设备和方法。所述设备包括：电路基底，具有在电路基底中的布线和在电路基底的上表面上并连接到布线的垫； 电极 ，位于电路基底的下表面下方；光学 传感器 ，位于电路基底的上表面上方，并且被构造成检测从电路基底的上表面发射的 信号 ；以及光学单元，位于 光学传感器 上方并且被构造成照射光，其中，光学传感器包括：光学基底，其光学特性通过从电路基底的上表面发射的信号而改变；以及 图案化 反射层，位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有反射入射在光学基底上的光的第一区域和透射入射在光学基底上的光的第二区域。，下面是测试布线电路的设备和方法专利的具体信息内容。
1.一种用于测试布线电路的设备，布线电路为电路基底中的布线电路，所述电路基底具有形成在电路基底中的布线和形成在电路基底的上表面上并连接到布线的垫，所述设备包括：
电极，被构造成在测试布线电路时位于电路基底的下表面下方；
光学传感器，被构造成在测试布线电路时位于电路基底的上表面上方，并且被构造成检测从电路基底的上表面发射的信号；以及
光学单元，位于光学传感器上方并被构造成照射光，
其中，光学传感器包括：光学基底，光学基底的光学特性通过从电路基底的上表面发射的信号而改变；以及图案化反射层，被构造成在测试布线电路时位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，第一区域包括在第一方向上延伸并且在与第一方向正交的第二方向上彼此间隔开的多条第一线，第二区域包括在第一方向上延伸并且在第二方向上彼此间隔开的多条第二线，
其中，所述多条第一线和所述多条第二线交替地且重复地布置。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，第一区域布置成与彼此正交的第一方向和第二方向交叉，第二区域布置在未形成第一区域的区域中。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，垫中的至少一个被构造成在测试布线电路时与第一区域和第二区域叠置。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，从电路基底的上表面发射的信号包括电场，光学传感器包括电光传感器。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，从电路基底的上表面发射的信号包括磁场，光学传感器包括磁光传感器。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，电极和光学传感器中的每个与电路基底间隔开。
8.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：
信号处理器，被构造成分析从第一区域反射的光并计算布线的电阻数据；以及图像处理器，被构造成通过使用透射穿过第二区域的光来检测垫的位置数据。
9.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括控制器，控制器被构造成调整光学传感器与电路基底之间的间隙以及光学传感器的倾斜角。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，照射到光学基底的光具有非零的入射角。
11.一种用于测试布线电路的设备，布线电路为电路基底中的布线电路，所述电路基底具有上表面和下表面并包括形成在其中的布线，所述设备包括：
电信号产生器，被构造成产生用于产生电场的电信号；
第一电极，被构造成在测试布线电路时位于电路基底的第一部分上；
第二电极，被构造成在测试布线电路时位于电路基底的第二部分上；
光学传感器，被构造成检测从电路基底的上表面发射的电场；以及
光学单元，位于光学传感器上并被构造成照射光，
其中，光学传感器包括：光学基底，光学基底的光学特性通过从电路基底的上表面发射的电场而改变；以及图案化反射层，被构造成在测试布线电路时位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，第二电极位于光学传感器与光学单元之间，其中，第二电极包括透明电极。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，第一电极和第二电极一起位于电路基底的上表面或下表面上，或者
其中，第一电极和第二电极安置成具有位于其间的电路基底。
14.根据权利要求11所述的设备，其中，图案化反射层具有由第一区域和第二区域形成的条纹图案，或者
其中，图案化反射层具有由第一区域和第二区域形成的网格图案。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，电连接到布线的垫位于电路基底的上表面上。
16.一种测试布线电路的方法，所述方法包括下述步骤：
将电路基底放置在电极与光学传感器之间，其中，电路基底具有布线和连接到布线的垫；
操作电极以在电路基底中产生信号；
通过用光学单元确认聚焦来调整光学传感器的位置；
从光学单元向光学传感器照射光以检测光学传感器的信号图像并捕获电路基底的光学图像；
通过将信号图像与光学图像进行匹配来计算连接到垫的布线的电阻数据；以及基于电阻数据确定布线是否异常。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，光学传感器包括：
光学基底，光学基底的光学特性通过在电路基底中产生的信号而改变；以及图案化反射层，位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，图案化反射层具有由第一区域和第二区域形成的条纹图案，或者
其中，图案化反射层具有由第一区域和第二区域形成的网格图案。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，垫中的至少一个被构造成在测试布线电路时与第一区域和第二区域叠置。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，光学基底的折射率或光学基底的晶向根据在电路基底中产生的信号的强度而改变。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，在电路基底中产生的信号包括电场，光学传感器包括电光传感器，或者
其中，在电路基底中产生的信号包括磁场，光学传感器包括磁光传感器。
22.根据权利要求16所述的方法，其中，信号图像用于计算布线的电阻数据，光学图像用于检测垫的位置数据。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，同时地或顺序地获得信号图像和光学图像。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，由信号处理器执行计算电阻数据的步骤，由图像处理器执行捕获光学图像的步骤。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，在调整光学传感器的位置的步骤中，由控制器调整光学传感器与电路基底之间的间隙和光学传感器的倾斜角。
测试布线电路的设备和方法
技术领域
[0002] 发明构思涉及测试布线电路的设备和方法，更具体地，涉及测试在电路基底中存在或不存在异常的设备和方法。
背景技术
[0003] 半导体产品在电路基底中具有用于输入信号的转换或传输的各种布线。在硅电路基底中，由于微小的线宽，布线可以是高度集成的和非常复杂的。通过将不同类型的半导体芯片连接到一个半导体裸片，半导体封装技术用于在封装级集成系统。在半导体封装技术中，可以使用具有数十万条布线的电路基底。然而，由于电路基底的布线的大数量和新添加的工艺，用于检测布线异常的常规方法会是无效的。
发明内容
[0004] 根据发明构思的示例性实施例，提供了一种用于测试布线电路的设备，所述设备包括：电路基底，具有形成在电路基底中的布线和形成在电路基底的上表面上并连接到布线的垫；电极，位于电路基底的下表面下方；光学传感器，位于电路基底的上表面上方，并且被构造成检测从电路基底的上表面发射的信号；以及光学单元，位于光学传感器上方并被构造成照射光，其中，光学传感器包括：光学基底，光学基底的光学特性通过从电路基底的上表面发射的信号而改变；以及图案化反射层，位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。
[0005] 根据发明构思的另一示例性实施例，提供了一种用于测试布线电路的设备，所述设备包括：电信号产生器，被构造成产生用于产生电场的电信号；电路基底，具有上表面和下表面，电路基底包括形成在其中的布线；第一电极，位于电路基底的第一部分上；第二电极，位于电路基底的第二部分上；光学传感器，被构造成检测从电路基底的上表面发射的电场；以及光学单元，位于光学传感器上并被构造成照射光，其中，光学传感器包括：光学基底，光学基底的光学特性通过从电路基底的上表面发射的电场而改变；以及图案化反射层，位于光学基底的面对电路基底的表面上，图案化反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。
[0006] 根据发明构思的另一示例性实施例，提供了一种测试布线电路的方法，所述方法包括：将电路基底放置在电极与光学传感器之间，其中，电路基底具有布线和连接到布线的垫；操作电极以在电路基底中产生信号；通过用光学单元确认聚焦来调整光学传感器的位置；从光学单元向光学传感器照射光以检测光学传感器的信号图像并捕获电路基底的光学图像；通过将信号图像与光学图像进行匹配来计算连接到垫的布线的电阻数据；以及基于电阻数据确定布线是否异常。
[0007] 根据发明构思的示例性实施例，提供了一种用于测试布线电路的设备，所述设备包括：电路基底，具有形成在电路基底中的布线和形成在电路基底的第一表面上并连接到布线的垫；电极，与电路基底的第二表面间隔开，并且朝向电路基底的第二表面产生第一电场；以及光学传感器，与电路基底的第一表面间隔开，并且被构造成检测从电路基底的第一表面发射的第二电场，其中，光学传感器包括：光学基底；以及反射层，设置在光学基底上并面对电路基底，反射层具有用于反射入射在光学基底上的光的第一区域和用于透射入射在光学基底上的光的第二区域。附图说明
[0008] 通过参照附图详细描述发明构思的示例性实施例，将更清楚地理解发明构思的上述和其它特征，在附图中：
[0009] 图1是示出根据发明构思的示例性实施例的布线电路测试设备的图；
[0010] 图2是示出图1的布线电路测试设备中的电路基底与光学传感器之间的关系的透视图；
[0011] 图3A和图3B分别是根据发明构思的示例性实施例的图1的布线电路测试设备中的光学传感器的透视图和平面图；
[0012] 图4A和图4B分别是使用图3A和图3B的光学传感器测量的信号图像和光学图像；
[0013] 图5A和图5B分别是根据发明构思的另一示例性实施例的图1的布线电路测试设备中的光学传感器的透视图和平面图；
[0014] 图6A和图6B分别是使用图5A和图5B的光学传感器测量的信号图像和光学图像；
[0015] 图7A和图7B是用于说明通过使用图1的布线电路测试设备来测试在布线中存在或不存在异常的曲线图；
[0016] 图8A和图8B是示出根据发明构思的示例性实施例的图1的布线电路测试设备中的光学传感器的操作的剖视图；
[0017] 图9A和图9B是示出根据发明构思的另一示例性实施例的图1的布线电路测试设备中的光学传感器的操作的剖视图；
[0018] 图10、图11、图12和图13是示出根据发明构思的其它示例性实施例的布线电路测试设备的图；
[0019] 图14A和图14B是示出通过使用布线电路测试设备中的第一电极和/或第二电极形成信号的剖视图；
[0020] 图15是根据发明构思的示例性实施例的布线电路测试方法的流程图；
[0021] 图16、图17和图18是包括图15的布线电路测试方法中的附加操作的流程图；以及[0022] 图19是根据发明构思的示例性实施例的通过布线电路测试设备测试的半导体封装件的剖视图。
具体实施方式
[0023] 在下文中，将参照附图详细描述发明构思的示例性实施例。
[0024] 图1是示出根据发明构思的示例性实施例的用于测试布线电路的设备10(在下文中，被称为布线电路测试设备)的图。
[0025] 参照图1，布线电路测试设备10是用于通过使用电场EF以非接触方式测试在包括在电路基底200中的布线中存在或不存在异常的设备。布线电路测试设备10可以包括电极110、电信号产生器120、光学传感器130、光学单元140、信号处理器150、图像处理器160、确定单元170和控制器180。
[0026] 电极110可以电连接到电信号产生器120，并且可以将电信号施加到电路基底200。电极110可以包括具有优异导电性的金属。例如，电极110可以包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)等。在发明构思的一些示例性实施例中，电极110可包括透明电极，透明电极包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、掺锑氧化锡(ATO)或掺铝氧化锌(AZO)的透明导电材料。
[0027] 电极110可以位于电路基底200下方。然而，电极110的位置不限于此。例如，电极110可以位于电路基底200的一侧处。尽管为了便于理解而通过阴影线表示电极110产生的电场EF，但是电场EF的实际形式可以不同于示出的形式。
[0028] 电极110可以具有平板形状。例如，电极110可以具有与电路基底200对应的平板形状。例如，电极110可以具有与电路基底200的下表面对应的平板形状。平板形状可以包括圆形、椭圆形或多边形平板形状。
[0029] 在发明构思的一些示例性实施例中，电极110可以具有矩形平板形状。然而，电极110的形状不限于此。在发明构思的其它示例性实施例中，电极110不限于平板形状，并且可以具有与电路基底200对应的任何其它形状。
[0030] 电极110可以与电路基底200间隔开。例如，电极110可以与电路基底200的下表面间隔开间隙G1。在这种情况下，电路基底200的下表面可以是连接端子240的最下表面，并且电路基底200的上表面可以是垫(pad，或称为焊盘)230的最上表面。
[0031] 电场EF对电路基底200的影响可以根据间隙G1的尺寸而变化，因此从电路基底200发射的电场EF也可以变化。因此，可以调整间隙G1的尺寸，以控制从电路基底200发射的电场EF的大小，并且通过位置来区分电场EF。例如，随着间隙G1的尺寸减小，电场EF可以增大。
[0032] 电信号产生器120可以产生用于电场产生的电信号。例如，电信号产生器120可以产生电信号，并通过电极110将产生的电信号施加到电路基底200，因此，可以产生电场EF。
[0033] 电信号产生器120可以包括振荡器、锁相环(PLL)电路、数模转换器(DAC)等，并且可以产生射频(RF)信号作为电信号。例如，电信号产生器120可以产生几十MHz至几十GHz的RF信号作为电信号。由电信号产生器120产生的电信号的频率范围不限于此。在发明构思的一些示例性实施例中，电信号产生器120可以与电极110集成。
[0034] 光学传感器130可以检测从电路基底200发射的电场EF。在发明构思的一些示例性实施例中，光学传感器130可包括使用电光晶体的传感器。然而，光学传感器130的类型不限于此。例如，可以将能够有效地检测电场EF的所有类型的光学传感器应用于布线电路测试设备10。
[0035] 由光学传感器130对电场EF的检测可以对应于提供关于电场强度的信息的信号的检测，而不是电场强度的直接检测。例如，光学传感器130可以检测电信号或光信号，并且检测的电信号或光信号可以包括关于电场强度的信息。
[0036] 光学传感器130可以一次检测电路基底200的整个测试区域TA的电场EF，或者检测测试区域TA的一部分的电场EF。例如，当光学传感器130检测测试区域TA的一部分的电场EF时，通过移动光学传感器130从而检测测试区域TA的剩余部分的电场EF，光学传感器130可以检测整个测试区域TA的电场EF。
[0037] 光学传感器130可以包括光学基底131和图案化反射层133。光学基底131可以在其下表面上包括图案化反射层133，并且可以反射入射在图案化反射层133上的光L1和L2的一部分(例如，光L1)。光学基底131的折射率或光学基底131的晶向可以根据电场EF的强度而改变，并且光L1的反射特性可以根据电场EF的强度而改变。尽管为了便于理解而分开示出了光L1和光L2，但是实际照射在光学传感器130上的光可以是单个光。
[0038] 图案化反射层133可以形成在光学基底131的面向电路基底200的一个表面上。图案化反射层133可以包括用于反射入射在光学传感器130上的光L1和L2的一部分(例如，光L1)的第一区域133A(参见图3B)以及用于透射光L1和L2的另一部分(例如，光L2)的第二区域133B(参见图3B)。第一区域133A可以通过针对可见光的反射涂覆处理形成，第二区域133B可以通过针对可见光的透射涂覆处理和/或针对电场的反射涂覆处理形成。然而，涂覆处理的类型不限于此。
[0039] 在发明构思的一些示例性实施例中，图案化反射层133可以具有由第一区域133A和第二区域133B形成的条纹图案，或者可以具有由第一区域133A和第二区域133B形成的网格图案。然而，图案化反射层133不限于此。下面详细描述图案化反射层133。
[0040] 光学单元140可包括光学装置141和光源装置143。光学装置141可透射或反射由光源装置143产生的光L1和L2，并使光L1和L2进入光学传感器130。可选择地，光学装置141可以反射或透射从光学传感器130反射的光L1，并使光L1进入信号处理器150。
[0041] 光学装置141可以将光L1和L2宽地传播，以将光L1和L2照射到与电路基底200的测试区域TA对应的整个光学传感器130上。当电路基底200的测试区域TA宽时，光L1和L2可以不一次照射到整个光学传感器130上；因此，光L1和L2可以多次照射到光学传感器130上。
[0042] 光源装置143可以产生光L1和L2，并使产生的光L1和L2进入光学装置141。光源装置143可以包括捕获光学图像的功能。例如，光源装置143可以包括图像摄取单元。图像摄取单元可以与光源装置143集成或者与光源装置143相邻。在发明构思的一些示例性实施例中，光源装置143可以与光学装置141集成。
[0043] 信号处理器150可以基于由光学传感器130检测的信号图像来计算电路基底200的电场强度和电路基底200的布线220的电阻。例如，当测试区域TA是电路基底200的上表面上的垫230所在的区域时，信号处理器150可以计算每个垫230的电场强度和与每个垫230对应的布线220的电阻。
[0044] 信号处理器150可以对从光学传感器130输入的信号进行滤波，并获得噪声被消除的信号图像。另外，信号处理器150可以对信号图像应用数学运算，并且计算电路基底200的每个垫230的电场强度和电阻。
[0045] 图像处理器160可以基于由光源装置143捕获的光学图像准确地确定电路基底200的每个垫230的形状和位置。例如，当测试区域TA是电路基底200的上表面上的垫230所在的区域时，图像处理器160可以确定每个垫230的形状和位置，并计算与每个垫230对应的坐标。
[0046] 确定单元170可以确定电路基底200的布线220是否异常。确定单元170可以基于电路基底200的设计数据、由信号处理器150计算的电场强度和电阻等来确定布线220是否异常。另外，确定单元170可以基于电路基底200的设计数据、由图像处理器160计算的垫230的坐标等来准确地确定布线220的位置。可以在光学单元140中同时地或顺序地获取信号图像和光学图像，并且确定单元170可以将在信号处理器150中分析的信号图像与在图像处理器160中分析的光学图像进行匹配，并且针对每个垫230确定布线220是否异常。
[0047] 控制器180可以控制并调整聚焦以获得准确的信号图像和准确的光学图像。例如，控制器180可以调整光学传感器130与电路基底200之间的间隙G2和光学传感器130的倾斜角。换句话说，控制器180可以调整光学传感器130的位置和角度，以通过调整光学传感器130和电路基底200的聚焦经由光学单元140来获得准确的信号图像和准确的光学图像。
[0048] 将要由布线电路测试设备10测试的对象(例如，样品)可以是电路基底200。电路基底200可以包括基底210、布线220、垫230和连接端子240。
[0049] 基底210可以包括例如从硅、有机材料、塑料和玻璃基底中选择的任何一种。然而，基底210的材料不限于此。基底210可以具有单层或多层结构。当基底210是硅基底时，电路基底200可以是硅中介层。当基底210是有机基底时，电路基底200可以是面板中介层。
[0050] 根据基底210的结构，布线220可以具有单层或多层布线结构。例如，布线220可以包括下垫、贯通电极和布线层。贯通电极可以穿透基底210的至少一部分以将下垫连接到布线层。当基底210是硅基底时，贯通电极可以是硅通孔(TSV)。当布线层包括多个层时，作为不同层的多个层可以通过竖直接触件连接。布线层可以用层间绝缘层覆盖，下垫可以用下绝缘层覆盖。
[0051] 垫230可以布置在基底210的上表面上，并且可以电连接到布线220。垫230可以被称为顶部垫。在半导体产品中，诸如存储器芯片或逻辑芯片的半导体芯片可以通过凸块电连接到垫230并堆叠在垫230上。
[0052] 连接端子240可以布置在基底210的下表面上，并且可以电连接到布线220。连接端子240可以用于将电路基底200堆叠在诸如印刷电路板(PCB)的封装基底上。连接端子240可以是凸块或焊球。每个连接端子240可以连接到一个垫230。例如，连接端子240可以通过布线220连接到垫230。垫230的数量可以大于连接端子240的数量，因为用于供电或接地的垫230可以一体地连接到连接端子240。
[0053] 尽管将主要描述用于布线电路测试设备10的非接触式测试，但不排除接触式测试。例如，即使当电极110直接接触连接端子240时，也可以产生电场EF，因此，可以以接触方式测试电路基底200。
[0054] 另外，尽管将电路基底200描述为将要测试的对象(例如，样品)，但是将要测试的对象不限于电路基底200。例如，其中存在布线和/或重新布线并且垫和/或连接端子布置在每个样品的上表面和下表面中的至少一个上的所有类型的样品可以是将要由布线电路测试设备10测试的对象。因此，布线电路测试设备10可以用于晶圆测试设施、封装测试设施和故障分析设施。
[0055] 与根据发明构思的本实施例的布线电路测试设备10不同，通常的布线电路测试设备可以具有下面的结构和/或功能。
[0056] 第一，在通常的布线电路测试设备中，在光学传感器中形成均匀地反射所有光的前反射层。前反射层有效地反射光，但光不朝向产生电场的电路基底透射，因此，不会适当地获得电路基底的光学图像。具体地，在包括大量布线的电路基底的测量中，光学图像用于使垫的位置与电场匹配。因此，由于必须在通过光学传感器测量信号图像之前或之后移除光学传感器的状态下测量电路基底的光学图像，因此会无法获得精确的测量，并且测量时间会增加。
[0057] 第二，通常的布线电路测试设备包括用于聚焦以准确测量大面积信号图像的识别标记。因此，会减小信号图像的尺寸以确保识别标记所在的区域。另外，由于聚焦误差会发生在远离识别标记的位置处，并且需要重复地调整聚焦，因此会无法获得精确的测量，并且测量时间会增加。
[0058] 第三，通常的布线电路测试设备包括用于调整电路基底与光学传感器之间的间隙的位置传感器，或者为了准确的间隙测量需要重复测量。在包括均具有微米尺寸的垫宽度的精细垫的电路基底的情况下，电路基底与光学传感器之间的间隙必须保持在几十微米或更小的水平，以使得能够准确测量电场。当间隙增加到几十微米或更大时，在电路基底中产生的大部分电场被分散，因此，由于分辨率和灵敏度的降低，不会准确地测量电场。因此，由于必须使用位置传感器以不干扰电场的测量或通过重复测量找到电路基底与光学传感器之间的最佳距离，因此会无法获得精确的测量，并且测量时间会增加。
[0059] 与通常的布线电路测试设备不同，由于根据发明构思的本实施例的布线电路测试设备10的光学传感器130包括图案化反射层133，图案化反射层133包括用于反射光L1的第一区域133A和用于透射光L2的第二区域133B，因此可以使用从第一区域133A反射的光L1获得信号图像，并且可以使用通过第二区域133B入射在电路基底200上的光L2获得光学图像。因此，由于信号和光学图像可以仅通过光学单元140的聚焦调整来测量，而没有识别标记，因此可以容易地使用单个光来执行电路基底200中的垫230的位置与信号之间的匹配。另外，电路基底200与光学传感器130之间的间隙G2和角度可以仅通过光学单元140的聚焦调整来调整，而无需位置传感器。
[0060] 因此，根据发明构思的本实施例的布线电路测试设备10可以使用使得能够精确测量位置并且具有宽视场(FOV)的光学单元140，并且可以以非接触方式一次测量大量布线220。因此，布线电路测试设备10可以在不损坏电路基底200的情况下快速确定布线220中是否存在异常。
[0061] 图2是示出图1的布线电路测试设备10中的电路基底200与光学传感器130之间的关系的透视图。
[0062] 参照图2，在布线电路测试设备10(参见图1)中，光学传感器130可以具有与电路基底200的测试区域TA对应的平板形状，并且可以与电路基底200间隔开。
[0063] 例如，当电路基底200的测试区域TA具有矩形形状时，光学传感器130可以具有矩形平板形状。光学传感器130可以包括光学基底131和图案化反射层133，并且可以具有矩形平板形状。
[0064] 光学传感器130的面积可以大于测试区域TA的面积。因此，光学传感器130可以完全覆盖测试区域TA，并且可以一次检测电路基底200的整个测试区域TA的电场EF(参见图1)。
[0065] 在发明构思的其它示例性实施例中，光学传感器130的面积可以小于测试区域TA的面积。因此，光学传感器130可以仅覆盖测试区域TA的一部分，并且可以通过移动光学传感器130来检测电路基底200的整个测试区域TA的电场EF。
[0066] 控制器180(参见图1)可以调整光学传感器130与电路基底200之间的间隙G2和光学传感器130的倾斜角。换句话说，控制器180可以调整光学传感器130的位置，以通过调整光学传感器130与电路基底200之间的聚焦来经由光学单元140(参见图1)获得准确的信号图像和准确的光学图像。
[0067] 另外，电场EF对光学传感器130的影响可以根据间隙G2的尺寸而变化。因此，可以调整间隙G2的尺寸，以控制从电路基底200发射的电场EF的大小，并通过位置来区分电场EF。例如，随着间隙G2的尺寸减小，由光学传感器130检测电场EF的灵敏度可以增加。
[0068] 图3A和图3B分别是根据发明构思的示例性实施例的图1的布线电路测试设备10中的光学传感器130的透视图和平面图。
[0069] 参照图3A和图3B，光学传感器130包括其光学特性被信号改变的光学基底131，以及形成在光学基底131的面向电路基底200(参见图1)的一个表面上的图案化反射层133。图案化反射层133具有用于反射入射在光学基底131上的光的第一区域133A和用于透射入射在光学基底131上的光的第二区域133B。
[0070] 图案化反射层133包括具有针对可见光的反射涂覆处理的第一区域133A和具有针对可见光的透射涂覆处理和/或针对电场的反射涂覆处理的第二区域133B。图案化反射层133可以具有条纹图案。换句话说，第一区域133A可以包括在第一方向X上延伸并且在第二方向Y上彼此间隔开的多条第一线，第二区域133B可以包括在第一方向X上延伸并且在第二方向Y上彼此间隔开的多条第二线，并且第一线和第二线可以在第二方向Y上交替重复以形成图案化反射层133。
[0071] 在发明构思的一些示例性实施例中，第一区域133A可以包括在第二方向Y上延伸并且在第一方向X上彼此间隔开的多条第一线，第二区域133B可以包括在第二方向Y上延伸并且在第一方向X上彼此间隔开的多条第二线，并且第一线和第二线可以在第一方向X上交替重复以形成图案化反射层133。
[0072] 在发明构思的其它示例性实施例中，第一区域133A可以包括在对角线方向上延伸且彼此间隔开的多条第一线，第二区域133B可以包括在对角线方向上延伸且彼此间隔开的多条第二线，并且第一线和第二线可以交替重复以形成图案化反射层133。
[0073] 第一区域133A的在第二方向Y上的第一宽度133AW可以基本等于第二区域133B的在第二方向Y上的第二宽度133BW。然而，第一宽度133AW和第二宽度133BW不限于此。另外，第一宽度133AW和第二宽度133BW可以小于垫宽度230W(参见图2)。当第一宽度133AW和第二宽度133BW大于垫宽度230W时，在一些垫230(参见图2)中不会适当地获得信号图像或光学图像。
[0074] 图4A和图4B分别是使用图3A和图3B的光学传感器130测量的信号图像和光学图像。
[0075] 图4A示出了电路基底200(参见图2)的使用从图案化反射层133的第一区域133A反射的光检测的信号图像SI。图4B示出了电路基底200的使用在穿过图案化反射层133的第二区域133B之后从电路基底200反射的光捕获的光学图像PI。
[0076] 每个垫230的电场强度和电阻可以使用图4A的信号图像SI来计算。每个垫230的形状和位置可以使用图4B的光学图像PI来确定，并可以计算与其对应的坐标。由于信号图像SI和光学图像PI可以仅通过利用由作为单个光学单元的光学单元140(参见图1)产生的单个光的聚焦调整来测量，因此可以容易地处理垫230的位置数据与信号数据之间的匹配。信号图像SI表示与从垫230发射的电场EF对应的光信号，并且光学图像PI表示垫230的形状。
[0077] 信号图像SI和光学图像PI可以通过聚焦位置确认而在没有单独的位置传感器的情况下获得。通过使用能够精细聚焦调整的光学单元140，将电路基底200与光学传感器130(参见图1)之间的间隙G2(参见图1)保持为尽可能小且均匀，可以导致图像的提高的分辨率和布线220(参见图1)的增加的测试准确度。
[0078] 图5A和图5B分别是根据发明构思的另一示例性实施例的图1的布线电路测试设备10中的光学传感器130的透视图和平面图。
[0079] 参照图5A和图5B，光学传感器130包括其光学特性被信号改变的光学基底131，以及形成在光学基底131的面向电路基底200(参见图1)的一个表面上的图案化反射层135。图案化反射层135具有用于反射入射在光学基底131上的光的第一区域135A和用于透射入射在光学基底131上的光的第二区域135B。
[0080] 图案化反射层135包括具有反射涂覆处理的第一区域135A和具有透射涂覆处理的第二区域135B。将理解的是，第二区域135B可以不具有反射涂覆处理。图案化反射层135可以具有网格图案。换句话说，为了形成图案化反射层135，第一区域135A可以布置成与彼此正交的第一方向X和第二方向Y交叉，并且第二区域135B可以以点图案布置在未形成第一区域135A的区域中。
[0081] 在发明构思的一些示例性实施例中，为了形成图案化反射层135，可以将第二区域135B布置成与彼此正交的第一方向X和第二方向Y交叉，并且可以在未形成第二区域135B的区域中以点图案布置第一区域135A。
[0082] 在发明构思的其它示例性实施例中，为了形成图案化反射层135，第一区域135A可以在对角线方向上布置，而第二区域135B可以以菱形图案布置在未形成第一区域135A的区域中。
[0083] 图案化反射层135可以形成为使得每个垫230(参见图2)与第一区域135A和第二区域135B两者都叠置。当一些垫230不与第一区域135A和第二区域135B两者都叠置时，在所述一些垫230中不会适当地获得信号图像和光学图像。
[0084] 图6A和图6B分别是使用图5A和图5B的光学传感器130测量的信号图像和光学图像。
[0085] 图6A示出了电路基底200(参见图2)的使用从图案化反射层135的第一区域135A反射的光检测的信号图像SI。图6B示出了电路基底200的使用在穿过图案化反射层135的第二区域135B之后从电路基底200反射的光捕获的光学图像PI。
[0086] 可以使用图6A的信号图像SI来计算每个垫230的电场强度和电阻。可以使用图6B的光学图像PI来确定每个垫230的形状和位置，并可计算与其对应的坐标。由于可以仅通过利用由作为单个光学单元的光学单元140(参见图1)产生的单个光的聚焦调整来测量信号图像SI和光学图像PI，因此可以容易地处理垫230的位置数据和信号数据之间的匹配。
[0087] 图7A和图7B是用于说明通过使用图1的布线电路测试设备10来测试在布线中存在或不存在异常的曲线图。
[0088] 每个曲线图的水平轴表示在一个方向上布置的垫的数量，并且每个曲线图的竖直轴表示指示检测的电场的强度的任意单位。为了便于理解，与曲线图一起描述图1的布线电路测试设备10。
[0089] 图7A的曲线图示出了在电路基底200的所有布线220正常的状态下的电场EF，图7B的曲线图示出了电路基底200的一些布线220异常的状态下的电场EF'。
[0090] 当电路基底200正常时，每个垫230可以向外部发射通过相应的布线220施加的电场EF。因此，如图7A中所示，电场EF的强度可以在与每个垫230对应的位置处相对高，并且可以在与垫230之间的区域中的每个对应的位置处相对低。图7A示出了垫230的布线220在结构上相似的情况。然而，当垫230的布线220的结构彼此不同时，可出现另一类型的曲线图。
[0091] 当电路基底200异常时，电场EF'的强度可以在对应于第三垫230的位置处低，如图7B中的虚线圆错误所指示的。即使存在第三垫230，电场EF'也低的事实可以意味着连接到第三垫230的布线220已经短路或断开。因此，在这种情况下，在电路基底200中，连接到第三垫230的布线220的一部分会处于异常状态。另外，由于可以基于电路基底200的光学图像准确地指定每个垫230的位置，所以可以快速地检测连接到异常布线220的第三垫230。
[0092] 图8A和图8B是示出根据发明构思的示例性实施例的图1的布线电路测试设备10中的光学传感器130的操作的剖视图。
[0095] 光学基底131可以包括复合材料层，复合材料层包括聚合物膜131F和液晶微滴131D。例如，光学基底131可以包括聚合物分散液晶。因此，光学基底131可以具有多个液晶微滴131D分散并布置在聚合物膜131F中的结构。多个液晶分子131M可以包括在每个液晶微滴131D中。
[0096] 在电场EF如图8A中所示未施加到光学传感器130的状态下，每个液晶微滴131D中的液晶分子131M可以无序地排列。然而，由于液晶的特性，液晶分子131M不是完全无序排列的，因此它们可以具有一定程度的规律性。因此，入射光L可以被无序排列的液晶分子131M散射，因此，可以看到光学基底131是不透明的。
[0097] 在电场EF如图8B中所示施加到光学传感器130的状态下，液晶微滴131D中的液晶分子131M可以在电场EF的方向上取向。因此，入射光L可以穿过取向的液晶分子131M，到达图案化反射层133，并且被反射区域反射，使得可以看到光学基底131是透明的。
[0098] 图8B示出了将强电场EF施加到光学传感器130的整个区域并且所有液晶分子131M在电场EF的方向上取向的状态。然而，在发明构思的一些示例性实施例中，强电场EF可以不施加在整个区域之上。在这种情况下，电场EF的强度弱的区域中的液晶分子131M可以在电场EF的方向上不完全取向，并且该区域中的反射率可以降低。
[0099] 图9A和图9B是示出根据发明构思的另一示例性实施例的图1的布线电路测试设备10中的光学传感器130的操作的剖视图。
[0100] 参照图9A和图9B，光学传感器130可以包括光学基底131和图案化反射层133，并且光学基底131可以包括折射率转换层131N。
[0101] 构成光学基底131的折射率转换层131N的折射率可以通过施加电场EF而改变。折射率的变化可以改变入射光L的折射角。此外，折射率的变化可以改变入射光L的相位。折射率转换层131N可以包括例如单晶硅。
[0102] 在电场EF如图9A中所示未施加到光学传感器130的状态下，入射光L可在折射率转换层131N的边界处以第一折射角A1折射并被图案化反射层133反射，因此，可以从光学传感器130发射反射光。
[0103] 在电场EF如图9B中所示施加到光学传感器130的状态下，折射率转换层131N的折射率可以改变，并且入射光L可以在折射率转换层131N的边界处以第二折射角A2折射并且被图案化反射层133反射，因此，可以从光学传感器130发射反射光。因此，通过相对于以设定的入射角入射在光学传感器130上的入射光L检测从光学传感器130发射的反射光，并且将检测的光转换成电信号，能够检测在相应位置处存在或不存在电场EF，或者检测电场EF的强度。
[0104] 图10、图11、图12和图13是示出根据发明构思的其它示例性实施例的布线电路测试设备20、30、40和50的构造图。
[0105] 布线电路测试设备20、30、40和50的大部分组件以及这些组件的功能与上面参照图1描述的那些基本相同或相似。因此，为了便于描述，主要描述与布线电路测试设备10(参见图1)的不同之处。
[0106] 参照图10，布线电路测试设备20是用于使用磁场MF以非接触方式测试包括在电路基底200中的布线220中存在或不存在异常的设备。布线电路测试设备20可以包括电极310、磁信号产生器320、光学传感器330、光学单元140、信号处理器150、图像处理器160、确定单元170和控制器180。
[0107] 电极310可以连接到磁信号产生器320，并且可以将磁场MF施加到电路基底200。
[0108] 电极310可以位于电路基底200下方。然而，电极310的位置不限于此。尽管为了便于理解而用阴影线表示由电极310产生的磁场MF，但是磁场MF的实际形式可以不同。
[0109] 磁信号产生器320可以产生用于磁场产生的磁信号。例如，磁信号产生器320可以通过使用螺线管线圈来产生磁信号，并且产生的磁信号可以通过电极310作为磁场MF施加到电路基底200，因此可以在电路基底200中产生磁场MF。在发明构思的示例性实施例中，磁信号产生器320可以与电极310集成。
[0110] 光学传感器330可以检测从电路基底200发射的磁场MF。在发明构思的示例性实施例中，光学传感器330可以包括使用磁光晶体的传感器。然而，光学传感器330的类型不限于此。例如，可以将能够有效地检测磁场MF的所有类型的光学传感器应用于布线电路测试设备20。
[0111] 由光学传感器330对磁场MF的检测可以对应于提供关于磁场强度的信息的信号的检测，而不是磁场强度的直接检测。例如，光学传感器330可以检测磁信号或光信号，并且检测的磁信号或光信号可以包括关于磁场强度的信息。
[0112] 参照图11，布线电路测试设备30是用于使用电场EF以非接触方式测试包括在电路基底200中的布线220中存在或不存在异常的设备。布线电路测试设备30可以包括电极110、电信号产生器120、光学传感器130、光学单元340、信号处理器150、图像处理器160、确定单元170和控制器180。
[0113] 光学单元340可包括光学装置341和光源装置343。由光源装置343产生的光L1和L2可以入射在光学传感器130上，并且从光学传感器130反射的光L1可以经由光学装置341入射在信号处理器150上。
[0114] 光学装置341和光源装置343可以彼此间隔开，并且从光源装置343发射的光L1可以与光学传感器130的中心处的假想法线形成一定的角度θ。光源装置343可以产生光L1和L2，并且可以使产生的光L1以一定的角度θ进入光学传感器330。光源装置343可以包括捕获光学图像的功能。例如，光源装置343可以包括图像摄取单元。图像摄取单元可以与光源装置343集成或者与光源装置343相邻。
[0115] 参照图12，布线电路测试设备40是用于使用电场EF以非接触方式测试包括在电路基底200中的布线220中存在或不存在异常的设备。布线电路测试设备40可以包括第一电极110、第二电极112、电信号产生器120、光学传感器130、光学单元140、信号处理器150、图像处理器160、确定单元170和控制器180。
[0116] 第一电极110和第二电极112可以电连接到电信号产生器120并将电信号施加到电路基底200。第一电极110和第二电极112可以包括具有优异导电性的金属。在发明构思的一些示例性实施例中，第二电极112可以是透明电极。
[0117] 在布线电路测试设备40中，第一电极110可以位于电路基底200下方，第二电极112可以位于电路基底200上方。然而，第一电极110和第二电极112的位置不限于此。
[0118] 第一电极110和第二电极112中的每个可以具有平板形状。例如，第一电极110可以具有与电路基底200的下表面对应的平板形状，并且第二电极112可以具有与电路基底200的上表面的测试区域TA对应的平板形状。第一电极110和第二电极112可以具有相同的形状或者可以具有不同的形状。
[0119] 第一电极110和第二电极112中的每个可以与电路基底200间隔开。例如，第一电极110可以与电路基底200间隔开间隙G1。在发明构思的示例性实施例中，第二电极112可以与光学传感器130集成。在这种情况下，集成结构可以与电路基底200间隔开间隙G2。
[0120] 电信号产生器120可以产生用于电信号产生的电信号。例如，电信号产生器120可以产生电信号，并且通过第一电极110和第二电极112将电信号施加到电路基底200，因此，可以从电路基底200发射电场EF。
[0121] 在发明构思的一些示例性实施例中，第一电极110可以连接到电信号产生器120的正端子，并且第二电极112可以连接到电信号产生器120的负端子。因此，电场EF的方向可以从第一电极110指向第二电极112。为了使电场EF的方向反转，可以切换第一电极110和第二电极112与电信号产生器120的端子的连接。
[0122] 参照图13，布线电路测试设备50是用于使用电场EF以非接触方式测试包括在电路基底200A中的布线220A中存在或不存在异常的设备。布线电路测试设备50可以包括第一电极110、第二电极112、电信号产生器120、光学传感器130、光学单元140、信号处理器150、图像处理器160、确定单元170和控制器180。
[0123] 布线电路测试设备50中的第一电极110的布置位置可以不同于图12的布线电路测试设备40中的第一电极110的布置位置。例如，在布线电路测试设备50中，第一电极110可以位于电路基底200A上方。换句话说，第一电极110和第二电极112可以位于电路基底200A的同一侧上方。
[0124] 电路基底200A具有这样的结构，在所述结构中，第一电极110所在的测试区域TA'中的垫230和第二电极112所在的测试区域TA中的垫230经由布线220A彼此电连接。如此，当垫230通过布线220A彼此电连接时，第一电极110和第二电极112可以放置在电路基底200A的同一侧上方以执行测试。
[0125] 图14A是示出通过使用图1的布线电路测试设备10或图11的布线电路测试设备30中的第一电极形成信号的剖视图，图14B是示出通过使用图12的布线电路测试设备40中的第一电极和第二电极形成信号的剖视图。
[0126] 参照图14A和图14B，图14A示出了电场EF施加到电路基底200并且第二电极112不位于电路基底200上方的状态，并且图14B示出了电场EF'施加到电路基底200并且平板形式的第二电极112位于电路基底200上方的状态。
[0127] 电场EF和EF'可以通过使用第一电极110施加到电路基底200的下表面。可选择地，可以通过使用第一电极110将电场EF或EF'施加到电路基底200的上表面。
[0128] 当电场EF或EF'施加到电路基底200时，电场EF或EF'的强度可以在对应于每个垫230的位置处相对高，并且电场EF或EF'的强度可以在与垫230之间的区域中的每个对应的位置处相对低。另外，在第二电极112位于电路基底200上方的情况下和第二电极112不位于电路基底200上方的情况下，电场EF或EF'的形状可以不同。
[0129] 例如，当如图14A中所示不存在第二电极112时，与垫230对应的区域的电场EF的强度与位于垫230之间的区域的电场EF的强度之间的差异可以是不大的。因此，总电场EF的辐射图案可以具有具备波峰与波谷(或者峰与谷)之间的小的位置差异的平滑曲线形状。
[0130] 相反，当如图14B中所示存在第二电极112时，与垫230对应的区域中的电场EF'的强度与位于垫230之间的区域中的电场EF'的强度之间的差异可以是大的。这是因为第二电极112增大了电势差并且放大了与垫230对应的区域中的电场EF'的强度。因此，总电场EF'的辐射图案可以具有具备波峰和波谷之间的大的位置差异的尖锐曲线形状。
[0131] 图15是根据发明构思的示例性实施例的测试布线电路的方法(在下文中，被称为布线电路测试方法)的流程图。
[0132] 参照图15，布线电路测试方法可以包括准备具有布线和连接到布线的垫的电路基底的第一操作S100、将电路基底放置在电极与光学传感器之间的第二操作S200、操作电极以在电路基底中产生信号的第三操作S300以及通过用光学单元确认聚焦来调整光学传感器的位置的第四操作S400。仍然参照图15，布线电路测试方法可以包括将光从光学单元照射到光学传感器以检测光学传感器的信号图像并捕获电路基底的光学图像的第五操作S500、通过将信号图像与光学图像进行匹配来计算连接到垫的布线的电阻数据的第六操作S600以及基于电阻数据确定布线是否异常的第七操作S700。
[0133] 在第一操作S100至第七操作S700之后，可以由确定单元来基于电路基底的设计数据和电阻数据确定电路基底中存在或不存在异常。例如，可以将电路基底的设计数据(换句话说，关于布线、垫和连接端子的位置或连接结构的数据)预先输入到确定单元。另外，可以将电路基底的参考电场曲线图和/或布线的参考电阻输入到确定单元。然后，将被测试的电路基底的信号图像输入到信号处理器，将光学图像输入到图像处理器，并且确定单元确定电路基底是否正常。
[0134] 在布线电路测试方法中，可以通过仅在设置在电路基底上的几个测试区域中检测电场，或者通过相对于整个电路基底检测电场，来确定电路基底中存在或不存在异常。
[0135] 例如，在布线电路测试方法中，可以在晶圆级执行电路基底的测试。换句话说，单个晶圆可以包含几十到几百个电路基底，并且可以对每个电路基底执行电场的通过布线电路测试方法的检测，以确定每个电路基底中是否存在异常。
[0136] 图16至图18是包括图15的布线电路测试方法中的附加操作的流程图。
[0137] 参照图16，布线电路测试方法还可以包括确定光学传感器的位置是否合适的操作S410。如果在操作S410中确定光学传感器的位置合适(是)，则执行第五操作S500。否则，如果在操作S410中确定光学传感器的位置不合适(NO)，则控制器可以调整光学传感器与电路基底之间的距离和光学传感器的倾斜角。在后一种情况下，可以重复操作S410。
[0138] 控制器可调整光学传感器的位置和角度，以通过调整光学传感器和电路基底的聚焦来通过光学单元获得准确的信号图像和准确的光学图像。
[0139] 参照图17，布线电路测试方法还可以包括确定电路基底的布线是否正常的操作S710。如果在操作S710中确定电路基底的布线正常(是)，则终止布线电路测试方法。否则，如果在操作S710中确定电路基底的布线异常(否)，则可以执行分析异常的原因的操作S720，然后终止布线电路测试方法。
[0140] 布线电路测试方法也可以用于故障分析设施中。故障分析设施可以精确地分析哪个垫或哪条布线有问题和/或布线的哪个部分有问题。因此，在布线电路测试方法中，可以通过检测电场来检测异常垫和/或异常布线，并且因此可以针对每条布线精确地分析缺陷的原因。
[0141] 参照图18，布线电路测试方法还可以包括确定电路基底的布线是否正常的操作S710。如果在操作S710中确定电路基底的布线正常(是)，则可以执行对电路基底执行后续工艺的操作S730。否则，如果在操作S710中确定电路基底的布线异常(否)，则可以执行分析异常的原因的操作S720，然后终止布线电路测试方法。
[0142] 后续工艺可以包括例如通过在电路基底上堆叠半导体芯片并用密封材料模制半导体芯片来形成封装结构的工艺，以及将封装结构切割成单独的半导体封装件的工艺。
[0143] 可以丢弃具有异常布线的电路基底。然而，当具有异常布线的电路基底是可修复的时，可以对电路基底执行修复工艺。
[0144] 图19是根据发明构思的示例性实施例的通过布线电路测试设备测试的半导体封装件的剖视图。
[0145] 参照图19，根据发明构思的示例性实施例的包括通过布线电路测试设备10、20、30、40或50测试的电路基底200的半导体封装件1000可以包括半导体芯片500、600和700以及封装基底800。
[0146] 半导体芯片500、600和700可以包括存储器芯片和/或逻辑芯片。例如，半导体芯片500、600和700可以包括相同类型的存储器芯片，或者半导体芯片500、600和700中的一个可以包括存储器芯片，而半导体芯片500、600和700中的另外几个可以包括逻辑芯片。
[0147] 存储器芯片可以是易失性或非易失性存储器芯片。易失性存储器芯片可以包括现有的易失性存储器芯片，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)或晶闸管RAM(TRAM)以及当前正在开发的易失性存储器芯片。非易失性存储器芯片可以包括现有的非易失性存储器芯片，诸如闪存、磁RAM(MRAM)、自旋转移转矩MRAM(STT-MRAM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)或电阻RAM(RRAM)以及当前正在开发的非易失性存储器芯片。
[0149] 半导体芯片500、600和700可以通过精细凸块510、610和710堆叠在电路基底200上。半导体芯片500和600可以通过精细凸块510和610、贯通电极520和620以及内部布线彼此电连接。
[0150] 根据发明构思的示例性实施例，半导体芯片500、600和700可以通过使用通过布线电路测试设备10、20、30、40或50测试的电路基底200而堆叠在封装基底800上。电路基底200可以包括基底210、布线220、垫230和连接端子240，并且将半导体芯片500、600和700电连接到封装基底800。
[0151] 封装基底800可以在底部处包括诸如凸块或焊球的外部连接端子810。因此，半导体封装件1000可经由外部连接端子810安装在另一外部装置上。
[0152] 虽然已经参照发明构思的示例性实施例具体示出并描述了发明构思，但是将理解的是，在不脱离由权利要求限定的发明构思的精神和范围的情况下，可以对发明构思的示例性实施例做出形式和细节上的各种改变。
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