(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ完全性モニタリング機能を有する装置であって、
複数のバンプを介してインターポーザに接続されたダイを有するパッケージを備え、少なくともいくつかの前記バンプはダミーバンプを備え、前記装置は、
複数のテスト信号を送信するための送信機回路および前記複数のテスト信号を受信するための受信機回路を有する、ダイ内に含まれるパッケージ完全性モニタと、
いくつかの前記ダミーバンプに直列に接続する前記ダイおよび前記インターポーザ内の複数の交互の配線を備える第１のスキャンチェーンをさらに備え、前記第１のスキャンチェーンは、前記パッケージ完全性モニタの前記送信機回路に結合される第１の端および前記パッケージ完全性モニタの前記受信機回路に結合される第２の端を有し、
第２のスキャンチェーンをさらに備え、少なくとも１つの前記ダミーバンプは、前記第１のスキャンチェーンの一部および前記第２のスキャンチェーンの一部の両方であり、
前記パッケージ完全性モニタは、前記受信機回路が前記複数のテスト信号を受信することに失敗したことに応じて、前記第１のスキャンチェーンの一部および前記第２のスキャンチェーンの一部である、前記少なくとも１つの前記ダミーバンプの故障を示す故障信号を提供するよう構成される、装置。
【請求項２】
前記パッケージ完全性モニタは前記第１のスキャンチェーンおよび前記第２のスキャンチェーンのどちらにおいてエラーが起こったかを決定するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パッケージ完全性モニタは前記パッケージの動作中に前記複数のテスト信号を送信するよう構成される、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記パッケージ完全性モニタは、前記複数のテスト信号の１つが前記第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するよう構成される時間−デジタルコンバータをさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記パッケージ完全性モニタは、前記第１のスキャンチェーンを通る前記測定された時間が許容範囲外である場合に、故障信号を提供するよう構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のスキャンチェーンは第１のリングを形成し、前記第２のスキャンチェーンは、前記第１のリングを囲む第２のリングを形成する、請求項１または請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
複数のバンプを介してインターポーザに接続するダイを備えるパッケージの完全性をモニタリングするための方法であって、少なくともいくつかの前記バンプはダミーバンプを備え、前記方法は、
前記ダイ内に位置するパッケージ完全性モニタによって複数のテスト信号を生成することを備え、前記パッケージ完全性モニタは送信機回路および受信機回路を有し、前記方法は
第１のスキャンチェーンおよび第２のスキャンチェーンを通して前記複数のテスト信号を前記送信機回路から送信することをさらに備え、前記第１のスキャンチェーンは、いくつかの前記ダミーバンプに直列に接続する前記ダイおよび前記インターポーザ内の複数の交互の配線を備え、少なくとも１つの前記ダミーバンプは、前記第１のスキャンチェーンの一部であるとともに、前記第２のスキャンチェーンの一部であり、前記方法は
前記第１のスキャンチェーンまたは、前記第２のスキャンチェーン、またはそれら両方が不連続を含むかどうかに基づいて、前記受信機回路において前記複数のテスト信号を受けることまたは前記受信機回路において前記複数のテスト信号を受けることに失敗することと、
前記受信機回路が前記第１のスキャンチェーンおよび前記第２のスキャンチェーンから前記複数のテスト信号を受信しない場合に故障信号を提供することと、をさらに備え、前記故障信号は、前記第１のスキャンチェーンの一部および前記第２のスキャンチェーンの一部である、前記少なくとも１つのダミーバンプの故障を示す、方法。
【請求項８】
前記テスト信号は前記パッケージの動作中に送信される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のテスト信号の１つが前記第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するために、時間−デジタルコンバータを使用することと、
前記測定された時間が許容範囲外である場合に故障信号を提供することとをさらに備える、請求項７または請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
出願の分野
本明細書に記載の実施形態は、集積回路（ＩＣ）パッケージのパッケージ完全性をモニタするためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
多くの集積回路システムでは、ダイは、インターポーザ上の対応するパッドを有するダイ上の接合マイクロバンプによってインターポーザに接続される。しかし、ダイ上のマイクロバンプとインターポーザ上のパッドとの間の接合不良により、組み立て中に歩留りロスが発生する可能性がある。接合不良がダイ上の任意のマイクロバンプに潜在的に起こり得るが、ダイの外側端において増加される機械的ストレスにより、接合不良はダイの端に位置するマイクロバンプに対してより多く起こり得る。この問題は、ダイの端の周りに犠牲ダミーバンプを含むバッファゾーンの使用をもたらしてきた。
【０００３】
ダイ上のダミーバンプは、通常、バッファゾーンおよび十分な最小密度の要件を提供することを超える、他の機能を実行しない。しかし、本願の出願人は、デバイスのパッケージ完全性をモニタするためにダミーバンプを利用することが望ましいであろうものと判断する。そのようにすれば、ダイが故障を経験する可能性がある場合、またはそれが間違って組み立てられたためにダイが故障した場合を決定するのに役立つ早期警告システムを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
パッケージ完全性モニタリング機能を有する装置は、複数のバンプを介してインターポーザに接続されたダイを有するパッケージを含み、少なくともいくつかのバンプはダミーバンプを備え、装置は、テスト信号を送信するための送信機およびテスト信号を受信するための受信機を有するパッケージ完全性モニタと、いくつかのダミーバンプに直列に接続するダイおよびインターポーザ内の複数の交互の配線を備える第１のスキャンチェーンとをさらに含み、第１のスキャンチェーンは、パッケージ完全性モニタの送信機に結合される第１の端およびパッケージ完全性モニタの受信機に結合される第２の端を有する。
【０００５】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、第１のスキャンチェーンに不連続がある場合に、故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【０００６】
必要に応じて、装置は、第２のスキャンチェーンをさらに含み、パッケージ完全性モニタは第１のスキャンチェーンおよび第２のスキャンチェーンのどちらにおいてエラーが起こったかを決定するよう構成されてもよい。
【０００７】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタはパッケージの動作中に追加の信号を送信するよう構成されてもよい。
【０００８】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、テスト信号が第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するよう構成される時間−デジタルコンバータをさらに含んでもよい。
【０００９】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、第１のスキャンチェーンを通る測定された時間が許容範囲外である場合に、故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【００１０】
必要に応じて、第１のスキャンチェーンはオシレータネットワーク内の負荷を備えてもよい。
【００１１】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、オシレータネットワークの発振周波数を測定し、発振周波数が許容範囲外である場合に故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【００１２】
必要に応じて、装置は、第２のスキャンチェーンをさらに含んでもよく、少なくともの１つのダミーバンプは、第１のスキャンチェーンの一部および第２のスキャンチェーンの一部の両方である。
【００１３】
必要に応じて、第１のスキャンチェーンは第１のリングを形成し、装置は、第１のリングを囲む第２のリングを形成する第２のスキャンチェーンをさらに含んでもよい。
【００１４】
パッケージ完全性モニタ機能を有する装置は、複数のバンプを介してインターポーザに接続する基板を含み、少なくともいくつかのバンプはダミーバンプを備え、パッケージ完全性モニタは、テスト信号を送信するための送信機およびテスト信号を受信するための受信機と、いくつかのダミーバンプに直列に接続するインターポーザおよび基板内の複数の交互の配線を備える第１のスキャンチェーンをさらに含み、第１のスキャンチェーンは、パッケージ完全性モニタの送信機に結合される第１の端およびパッケージ完全性モニタの受信機に結合される第２の端を有する。
【００１５】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、第１のスキャンチェーンに不連続がある場合に、故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【００１６】
必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、テスト信号が第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するよう構成される時間−デジタルコンバータをさらに含んでもよく、第１のスキャンチェーンを通る測定された時間が許容範囲外である場合に、故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【００１７】
必要に応じて、第１のスキャンチェーンはオシレータネットワーク内の負荷を備えてもよく、パッケージ完全性モニタは、オシレータネットワークの発振周波数を測定し、発振周波数が許容範囲外である場合に故障信号を提供するよう構成されてもよい。
【００１８】
複数のバンプを介してインターポーザに接続するダイを備える、パッケージ完全性をモニタリングするための方法であって、少なくともいくつかのバンプはダミーバンプを備え、方法は、パッケージに位置するパッケージ完全性モニタによってテスト信号を生成することと、第１のスキャンチェーンを通してテスト信号を送信することとを含み、第１のスキャンチェーンは、いくつかのダミーバンプに直列に接続するダイおよびインターポーザ内の複数の交互の配線を備える。
【００１９】
必要に応じて、方法は、パッケージ完全性モニタによってテスト信号を受信することをさらに含んでもよい。
【００２０】
必要に応じて、方法は、パッケージ完全性モニタが、第１のスキャンチェーンからテスト信号を受信しない場合に、故障信号を提供することをさらに含んでもよい。
【００２１】
必要に応じて、テスト信号はパッケージの動作中に送信されてもよい。
必要に応じて、方法は、テスト信号が第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するために、時間−デジタルコンバータを使用することと、測定された時間が許容範囲外である場合に故障信号を提供することとをさらに含んでもよい。
【００２２】
必要に応じて、第１のスキャンチェーンはオシレータネットワーク内の負荷を備えてもよく、方法は、オシレータネットワークの発振周波数が許容範囲外である場合に故障信号を提供することを含んでもよい。
【００２３】
他のさらなる態様および特徴は、以下の詳細な説明を読むことから明らかとなるだろう。
【００２４】
図面の簡単な説明
図面は実施形態の設計および有用性を説明し、同様の要素は共通の参照番号で参照される。これらの図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。上記および他の利点および目的が得られる方法をよりよく理解するために、添付の図面に例示される実施形態のより詳細な説明が与えられる。これらの図面は、例示的な実施形態のみを描写し、したがって、特許請求の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１−１】ＩＣパッケージと基板の一例の上面図を示す。
【図１−２】ＩＣパッケージと基板の一例の断面図を示す。
【図２−１】パッケージ完全性モニタを有するＩＣパッケージの断面図を示す。
【図２−２】パッケージ完全性モニタを有するＩＣパッケージの上面図を示す。
【図２−３】パッケージ完全性モニタおよび追加のスキャンチェーンを有するＩＣパッケージの上面図を示す。
【図３】ＩＣパッケージのパッケージ完全性をモニタするためにダミーバンプを使用するための方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
詳細な説明
図を参照して様々な機能が説明される。図は縮小され、図を通して類似の構造または機能の要素は同様の参照番号で表されていることに留意すべきである。図は機能の説明を容易にすることのみを意図していることに留意すべきである。これらは、特許請求される本発明の網羅的な説明、または請求される本発明の範囲を限定するものとして意図されない。また、図示した実施形態は、示されるすべての態様または利点を有する必要はない。特定の実施形態に関連して説明した態様または利点は、図示されていない、または明示的に記載されていない場合にあっても、必ずしもその実施形態に限定されるものではないので、任意の他の実施形態で実施されてもよい。また、本明細書全体を通しての「いくつかの実施形態」または「他の実施形態」という呼称は、実施例に関連して記載される特定の特徴、構造、材料、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて様々な箇所における「いくつかの実施形態では」または「他の実施形態では」という句の出現は、必ずしも同じ実施形態または実施形態に言及していない。
【００２７】
図１−１および図１−２は、ＩＣパッケージ１００の上面図および断面図を示す。ＩＣパッケージはダイ１０２およびインターポーザ１０４を備える。ダイ１０２は、インターポーザ１０４上の対応するパッドにダイ１０２上の複数のマイクロバンプ１０６および１０８を接続することにより、インターポーザ１０４に取り付けられている。いくつかの場合では、インターポーザ１０４自体は、（図１−２に示される）複数のバンプ（たとえば、Ｃ４ボール）１１０を介して基板（図示せず）上に取り付けされてもよい。
【００２８】
ＩＣパッケージの組立中、ダイ１０２上のマイクロバンプとインターポーザ１０４上のパッドとの接合不良により、歩留りロスが発生し得る。接合不良がダイ１０２上の任意のマイクロバンプに潜在的に起こり得るが、ダイ１０２の外側端において増加される機械的ストレスにより、接合不良はダイの端に位置するマイクロバンプに対しより多く起こり得る。この理由のために、バッファゾーンはダイ１０２の外側領域（たとえば、ダイ１０２の外側端の隣）で犠牲ダミーバンプのいくつかのリングを備えてもよく、一方、ダイ１０２の（たとえば、ダイ１０２の端から離れた）内部領域に位置する有効マイクロバンプは、ダイ１０２上の有効回路素子のための機能のサポートを提供する。たとえば、図１−１は、ダイ１０２の外側領域に３つのダミーバンプ１０６のリングを有するＩＣパッケージ１００を示し（外側領域はダイ１０２の外側の端の隣にある）、一方、有効マイクロバンプ１０８は、ダイ１０２の内側の領域に位置している（内側領域はダイ１０２の外側端から離れている）。
【００２９】
ＩＣパッケージ１００において、犠牲ダミーバンプ１０６は、有効回路素子を含まず、バッファゾーンおよび十分な最小密度の要件を提供することを超えて、パッケージにおいて他の目的を果たさない。しかし、これらの未使用のダミーバンプは、パッケージ完全性をモニタすることを助け、ＩＣパッケージの潜在的な故障を検出するために利用され得ることが企図される。
【００３０】
ＩＣパッケージの組立時に、良品であることがわかっているダイ（ＫＧＤ）の戦略が採用されてもよい。具体的には、個々のダイは最初にテストされ、テストに合格し、良品であることがわかっているダイは、ＩＣパッケージを形成するためにインターポーザ上へ組み立てられる。組み立てられた後、各パッケージは、その後、全体としてテストされる。
【００３１】
しかし、良品であることがわかっているダイの決定とパッケージテストとの間で発生する中間のテストは一般的にない。たとえば、インターポーザへのダイの接続性を確認するための、インターポーザ上にダイを組み立てる段階でのテストは、通常はない。また、ＩＣパッケージの実際の動作中にダイとインターポーザとの間の接続性を評価するためのさらなるテストは、通常ない。ＩＣパッケージ内の既存の犠牲ダミーバンプを役立てることにより、ダイ−インターポーザの接続性をテストするための中間テストが可能になり、ＩＣパッケージの操作の過程でダイ−インターポーザの接続をモニタできるようになる。
【００３２】
図２−１は、パッケージ完全性モニタを有するＩＣパッケージ１００の断面図を示す。ＩＣパッケージ１００は、パッケージ完全性モニタ２０２および１つまたは複数のスキャンチェーン２０８を包含するダイ１０２を含む。ＩＣパッケージ１００はまた、マイクロバンプ（たとえば、図１−１に示すダミーバンプ１０６およびマイクロバンプ１０８等の有効バンプ）を介しダイ１０２に結合されたインターポーザ１０４を含む。パッケージ完全性モニタ２０２は、送信機２０４および受信機２０６を含む。いくつかの例では、パッケージ完全性モニタ２０２は、チップとして、またはチップ内の／チップに属するコンポーネントとして実現されてもよい。示された図では、送信機２０４および受信機２０６は、同じ構成要素の一部であることが示されている（たとえば、それらは同一のハードウェアモジュールの一部であってもよい）。代替的に、パッケージ完全性モニタ２０２の送信機２０４およびパッケージ完全性モニタ２０２の受信機２０６は、分離されかつ互いに離間されてもよく、ＩＣパッケージ１００内の異なる領域に配置されてもよい。各スキャンチェーン２０８は、スキャンチェーン２０８の一端で送信機２０４に、スキャンチェーン２０８の他端で受信機２０６に接続される。パッケージ完全性モニタ２０２は、スキャンチェーン２０８を通過する送信機２０４からのテスト信号を送信するように構成され、スキャンチェーン２０８の他端から受信機２０６でテスト信号を受信する。
【００３３】
スキャンチェーン２０８の各々は、ダイ１０２内の交互の配線２１０、およびインターポーザ１０４内の配線２１２によって複数のダミーバンプ１０６に直列に接続される。これは、スキャンチェーン２０８に沿った各ダミーバンプを通過する信号経路を生成する。
【００３４】
スキャンチェーン２０８に中断がある場合、この時には、送信機２０４によって送信されたテスト信号は、もはや受信機２０６に到達することができなくなる。ダイ１０２での配線２１０またはインターポーザ１０４での配線２１２の故障によってスキャンチェーン２０８の中断が引き起こされる可能性があるが、ほとんどの場合、それは、スキャンチェーン２０８内のダミーバンプ１０６のいずれかに起因する接合不良であろう。これらの接合不良は、組み立て中に発生する可能性がある。このため、いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタ２０２によるテスト信号（複数可）の送信は、ＩＣパッケージ１００の製造プロセス中に行われてもよい。接合不良はまた、ＩＣパッケージ１００の動作中の電圧、温度、および他の要因によるストレスに起因して発生し得る。他の場合には、パッケージ完全性モニタ２０２によるテスト信号（複数可）の送信は、ＩＣパッケージ１００の動作寿命の間に実行されてもよい。一つの実現では、パッケージ完全性モニタ２０２は、たとえば、定期的な間隔で、または（たとえば、ＩＣパッケージ１００を含むデバイスの起動など）検出されたイベントに応じて、テスト信号（複数可）を定期的に生成して送信するように構成されてもよい。さらに他の例では、パッケージ完全性モニタ２０２によるテスト信号（複数可）の送信は、ＩＣパッケージ１００の製造プロセス中に行われてもよく、また、ＩＣパッケージ１００の動作寿命中に行われてもよい。テストの信号（複数可）が送信されるかに関係なく、接合不良が発生したときに、パッケージ完全性モニタ２０２は、対応するスキャンチェーン２０８の不連続を検出し、エラーを返す。
【００３５】
ダミーバンプ１０６は、ＩＣパッケージ１００内の（パッケージ完全性モニタ２０２を除く）有効なデバイス回路のいずれかの部分ではないため、ダミーバンプ１０６内の接合不良は、必ずしもデバイス上の実際の故障が存在することを意味するものではない。しかし、ＩＣパッケージ１００の動作中のダミーバンプ１０６のいずれかでの故障は、重要な有効なバンプを含むダイ１０２上の他のマイクロバンプへの増加したストレスまたは差し迫った故障を示し得る。したがって、有効バンプに将来の故障を検出するために、ダミーバンプ１０６の接続をモニタできることが望ましい。ダイ１０２上に位置するパッケージ完全性モニタ２０２は、ＩＣパッケージ１００内の有効回路が動作している間にスキャンチェーン２０８を通してダミーバンプ１０６の接続をモニタしながら、ＩＣパッケージ１００が動作している間にテスト信号を生成することを可能とする。
【００３６】
スキャンチェーン２０８を駆動するためのテスト信号に使用し得る、送信および受信回路の様々な組み合わせがある。いくつかの場合では、配線構造のＲＣネットワークを駆動する十分な駆動力を有する送信バッファ、およびパッケージ完全性モニタ２０２のデジタルロジックへインターフェースする受信バッファが使用されてもよい。テスト中に、ロジックハイが送信され、受信バッファに記録された場合は、「パス」になるであろう。受信バッファの入力は、故障が発生した場合にバッファ状態を明らかに定義するために、弱いプルダウン抵抗を有していてもよい。
【００３７】
図２−２は、ダミーバンプ１０６の３つのリングを有するＩＣパッケージ１００の上面図を示す。ダミーバンプ１０６の３つのリングはダイ１０２の外側領域（たとえば、ダイ１０２端の隣）に配置されている。ＩＣパッケージ１００は、（図１−１に示したバンプ１０８のような）有効バンプを含むが、明確にするために図では省略されている。図２−２に示すように、ダミーバンプ１０６の各リングに対し１つの、３つのスキャンチェーン、２０８−１と、２０８−２と、２０８−３とがある。各スキャンチェーン２０８−１と２０８−２と２０８−３とは、一端がパッケージ完全性モニタ２０２に位置する送信機（図示せず）に、他端がパッケージ完全性モニタ２０２に位置する受信機（図示せず）に接続されている。いくつかの場合には、パッケージ完全性モニタ２０２は、各スキャンチェーン２０８のための個別のテスト信号を生成するよう構成されている。他の例では、パッケージ完全性モニタ２０２は、すべてのスキャンチェーンを介して送信される同じテスト信号を生成するように構成されてもよい。各スキャンチェーン２０８は、複数の交互の、ダイ１０２における配線２１０（「ダイ配線」）およびインターポーザ１０４における配線２１２（「インターポーザ配線」）を含み、これによりすべてのダミーバンプ１０６は、各スキャンチェーン２０８に沿って直列に接続される。スキャンチェーン２０８内のいずれかのダミーバンプ１０６における切断は、全スキャンチェーン２０８の不連続の発生を引き起こすだろう。
【００３８】
パッケージ完全性モニタ２０２内の受信機は、個々のスキャンチェーン（２０８−１、２０８−２、２０８−３）からの信号を受信するための多重化機能を含んでいてもよい。不連続が１つのスキャンチェーン２０８に存在する場合には、パッケージ完全性モニタ２０２内の受信機は、スキャンチェーン２０８が不連続性を持っているかを決定することができるようになる。各スキャンチェーン２０８は、１つのリングですべてのダミーバンプ１０６をカバーしているため、パッケージ完全性モニタ２０２は、どのリングで故障が発生したかを決定することができるようになるだろう。いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタ２０２内の受信機は、結果診断のためのレジスタを含んでもよく、どのスキャンチェーン２０８がパスしているかとどれが故障しているかとに応じてレジスタのビットが設定される。他の例では、パッケージ完全性モニタ２０２は、プローブパッドを含んでもよく、またはＩＣパッケージ１００はパッケージ完全性モニタ２０２に接続されたプローブパッドを含んでもよい。自動テスト装置（ＡＴＥ）は、そして、プローブパッド上の電圧レベルを測定するために使用され、特定のスキャンチェーンがパスしたか故障したかどうかを示すだろう。
【００３９】
図２−３は、追加のスキャンチェーン２０８−４と２０８−５を有するＩＣパッケージ１００の上面図を示す。ＩＣパッケージ１００は、図２−２を参照して説明されたスキャンチェーン２０８−１から２０８−３を含むが、これらは明瞭にするために省略されている。図２−３に示すように、スキャンチェーン２０８−４および２０８−５は、不規則なパターンを有する。いくつかの例では、すべてのダミーバンプ１０６が、スキャンチェーン２０８に含まれる必要性はない。代わりに、スキャンチェーン２０８は、より大きな関心のあるダイ１０２上のある領域（複数可）をカバーするために（たとえば、ある広がりを持ち、および／またはある場所にあるように）構成されてもよい。たとえば、ダイ１０２の隅部などのダイ上のある領域（複数可）は、それらの領域におけるより大きな量の機械的ストレスにより、機械的接合不良のためのリスクが高いとみなされてもよい。他の領域は、デバイス内の重要な有効回路素子の近傍にあることにより、高い関心があると考えてもよい。スキャンチェーン２０８−４および２０８−５は、これらの関心のある領域に位置するダミーバンプ１０６を直列につなぐように構成されてもよい。
【００４０】
いくつかの場合には、スキャンチェーン２０８−４および２０８−５は、必要に応じてスキャンチェーン２０８−１と、２０８−２と、または２０８−３とオーバーラップするように構成されてもよい。そのような例では、ダミーバンプ１０６の一部は複数のスキャンチェーン（たとえば、２つのスキャンチェーン）の一部であることが可能である。
【００４１】
パッケージ完全性モニタ２０２は、異なるスキャンチェーン２０８からの結果を診断するためのロジックを含んでいてもよい。これにより故障した場所がより小さい数のダミーバンプ１０６に、またはさらには単一のダミーバンプ１０６に絞り込むことが可能になる。たとえば、図２−３に示すＩＣパッケージ１００において、パッケージ完全性モニタ２０２がスキャンチェーン２０８−３の故障およびスキャンチェーン２０８−５の故障を検出した場合、２つのダミーバンプ１０６の領域（すなわち、両方のスキャンチェーン２０８−３および２０８−５に共通している２つのダミーバンプ１０６）まで故障の出所を絞り込み得る。いくつかの例では、グラフ理論は、必要に応じてテストカバレッジを最大にするために、スキャンチェーンの最も効率的なセットを決定するために使用されてもよい。
【００４２】
いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタ２０２は、必要に応じてテスト信号（複数可）を送信し、受信された信号（複数可）の異なる態様を測定することによって、潜在的なエラーを検出するように構成されてもよい。たとえば、いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタ２０２は、時間−デジタル変換器（ＴＤＣ）を含んでもよい。ＴＤＣは、テスト信号がスキャンチェーン２０８に入ったときに開始し、テスト信号は、スキャンチェーン２０８の他方の側で受信器で受信されたときに停止するように構成されてもよい。これによりパッケージ完全性モニタ２０２が特定のスキャンチェーン２０８を介して伝播するテスト信号の時間量を測定することを可能とする。
【００４３】
テスト信号がスキャンチェーン２０８を介して伝播するのにかかる時間は、様々な要因に依存し得る。マイクロバンプの温度と電圧の変化だけでなく、機械的ストレスもまたすべて、ＴＤＣによる測定結果に影響を与え得る。マイクロバンプ接続の劣化は、スキャンチェーン２０８内の不連続が完全な故障を発生させる前に、信号がスキャンチェーン２０８を通過するための時間が許容範囲を超えることを引き起こす可能性がある。所与のＩＣパッケージに対し、特定のスキャンチェーン２０８のためのＴＤＣの測定値が変化し得る許容範囲を計算することが可能である。許容範囲外の測定値は、スキャンチェーン２０８における差し迫った故障を示し得る。いくつかの場合では、ＩＣパッケージは、複数のスキャンチェーン２０８を有しており、それぞれのスキャンチェーン２０８に対応する複数の許容範囲があってもよい。
【００４４】
いくつかの場合では、各スキャンチェーン２０８は、必要に応じてオシレーションネットワーク内のＲＣ負荷として機能するように構成されてもよい。オシレータは、スキャンチェーンのノードの周りに分布されるリングオシレータであってもよい。いくつかの例では、位相ロックループ（ＰＬＬ）は、オシレータ信号を生成するために使用されてもよい。ＰＬＬはパッケージ完全性モニタ２０２でインスタンス化されるカスタムＰＬＬであってもよい。他の場合では、オシレータ信号は、ダイ１０２内の既存のＰＬＬを使用してダイ１０２のグローバルクロックリソース上へ多重化されてもよい。発振の周波数は、温度と、電圧と、機械的ストレスとなどの因子によって影響を受け得る。カウンタなどを用いて発振周波数を測定することによって、各スキャンチェーン２０８の状態が決定されてもよい。発振周波数が許容範囲外である場合、エラーが返されてもよい。
【００４５】
いくつかの場合には、上記の概念は、（たとえば、Ｃ４ボール）バンプ１１０を介して相互に接続されたインターポーザ１０４と基板との間の接続をモニタリングすることに拡張されてもよい。このような場合には、パッケージ完全性モニタは、インターポーザ１０４に位置されてもよい。しかしインターポーザ１０４と基板とＣ４ボールとを介して配線をルーティングするプロセスは、多くの場合、より高価になり、Ｊｏｉｎｔ  Ａｃｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ（ＪＴＡＧ）バウンダリスキャンなどの標準的な接続性チェックを行うことがいくつかの状況ではより実用的となる。過酷な熱機械的環境において高い信頼性を必要とするいくつかのシステムでは、追加コストは価値があると考えられるかもしれない。
【００４６】
一実装形態では、インターポーザ１０４と基板との間の接続をモニタするために、パッケージ完全性モニタの機能を有する装置が提供されてもよい。装置は、複数のバンプ（たとえば、Ｃ４ボール）を介して、インターポーザに接続されている基板を含んでもよく、バンプの少なくとも一部は、ダミーバンプを備え、装置は、テスト信号を送信するための送信機とテスト信号を受信する受信機とを有するパッケージ完全性モニタと、ダミーバンプのいくつかを直列に接続するインターポーザおよび基板内の複数の交互の配線を有する第１スキャンチェーンとをさらに含んでもよい。第１のスキャンチェーンは、第１の端がパッケージ完全性モニタ内の送信機に、第２の端がパッケージ完全性モニタ内の受信機に接続されてもよい。必要に応じて、パッケージ完全性モニタは、第１のスキャンチェーンにおいて不連続が存在する場合に故障信号を提供するように構成されてもよい。いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタは、必要に応じて、テスト信号が第１のスキャンチェーンを通過する時間を測定するように構成された時間−デジタル変換器を含んでもよい。そのような場合では、パッケージ完全性モニタは、第１のスキャンチェーンを介して測定された時間が許容範囲外である場合、故障信号を提供するように構成されてもよい。他の場合では、第１のスキャンチェーンは、必要に応じて、オシレータネットワーク内に負荷を含んでもよい。そのような場合では、パッケージ完全性モニタは、オシレータ回路網の発振周波数を測定するように構成され、発振周波数が許容範囲外である場合に、故障信号を提供してもよい。
【００４７】
いくつかの例では、本明細書に記載のパッケージ完全性モニタ２０２は、ダイ１０２とインターポーザ１０４との間の接続をモニタし、インターポーザ１０４と基板との間の接続をモニタする両方のために、構成されてもよい。
【００４８】
また、いくつかの場合では、本明細書に記載のパッケージ完全性モニタ２０２は、スキャンチェーン２０８が送信機２０４から受信したテスト信号を受信機２０６へと送信できなかったときに、故障信号を提供するための出力を含んでもよい。故障信号は、視覚インジケータ（たとえば、ＬＥＤ、ディスプレイ、等）および／または音声インジケータ（たとえば、スピーカ）などの、検出された故障をユーザに通知するためのインジケータに送信されてもよい。故障信号は、必要に応じてエラーが発生したスキャンチェーン２０８の識別子を示すための値を含んでもよい。一実施態様では、パッケージ完全性モニタ２０２は、検出されたエラーに応じて、自動的に故障信号を出力するように構成されてもよい。別の実施形態では、故障信号はパッケージ完全性モニタ２０２に格納されてもよく、そのような場合には、故障信号は、ユーザがパッケージ完全性モニタ２０２にアクセスするのに応じてユーザに提供されてもよい。
【００４９】
パッケージ完全性モニタ２０２は、ＩＣパッケージ１００のダイ１０２またはインターポーザ１０４上にあるものとして記載されている。したがって、ＩＣパッケージ１００およびパッケージ完全性モニタ２０２は、装置（たとえば、デバイス）の一部と考えることができる。他の例では、パッケージ完全性モニタ２０２は、たとえばＩＣパッケージ１００から離れていてもよい。たとえば、他の実施形態では、パッケージ完全性モニタ２０２は、１つまたは複数のワイヤによってまたはワイヤレスに、ＩＣパッケージ１００に通信結合されてもよい。そのような例では、パッケージ１００およびパッケージ完全性モニタ２０２は、個別のデバイスであるが、装置の部品であると考えてもよい（たとえば、互いに通信可能に結合されたパッケージ１００とおよびパッケージ完全性モニタ２０２を含むシステム）。たとえば、ダイ１０２またはインターポーザ１０４（またはパッケージ１００の別のコンポーネント）は、パッケージ完全性モニタ２０２からワイヤレスに送信された信号を受信するための信号受信機と、パッケージ完全性モニタ２０２にワイヤレスで信号を送信する信号送信機とを含んでもよい。代替的に、ダイ１０２またはインターポーザ１０４（またはＩＣパッケージ１００の別のコンポーネント）は、通信コネクタ（たとえば、１つまたは複数の導体）を介して着脱可能にパッケージ完全モニタ２０２に結合するための端子（複数可）を含んでもよい。このような場合には、パッケージ完全性モニタ２０２は、端子（複数可）を介してＩＣパッケージ１００と通信してもよい。
【００５０】
図３は、パッケージ完全性テストを実行するために、ＩＣパッケージ内のダミーバンプを使用する方法を示す。まず、アイテム３０１で、パッケージ完全性モニタはダイ上に作成される。パッケージ完全性モニタは、図２−１、２−３を参照して上述した、任意のパッケージ完全性モニタ２０２であってもよい。パッケージ完全性モニタは、送信機および受信機を含んでもよい。上述したように、いくつかの場合では、パッケージ完全性モニタには、必要に応じてＴＤＣを含んでもよい。他の例では、パッケージ完全性モニタはオシレータを含んでもよい。
【００５１】
図３に戻ると、アイテム３０２において、複数のスキャンチェーンが作成され、各スキャンチェーンは直列にダミー複数のバンプに接続する。スキャンチェーンは、図２−１、２−３を参照して上述したスキャンチェーン２０８のいずれであってもよい。上述したように、いくつかの場合では、ダミーバンプ１０６の各リングのための１つのスキャンチェーン２０８があってもよい。他の場合には、問題のまたはセンシティブと考えられるダイ１０２上の領域をカバーするように構成されたスキャンチェーン２０８があってもよい。いくつかの場合では、スキャンチェーン２０８は、最大テストカバレッジのために構成されてもよい。
【００５２】
図３に戻り、スキャンチェーンが作成されると、アイテムで３０３でパッケージ完全性モニタで生成されたテスト信号は、パッケージ完全性モニタの送信機から複数のスキャンチェーンそれぞれに送信される。いくつかの場合では、各テスト信号は、一定のロジックハイであってもよい。他の場合では、テスト信号は、パルスまたはオシレータ信号であってもよい。また、テスト信号の生成および送信は、ＩＣパッケージ、パッケージ完全性モニタを含むＩＣパッケージの製造プロセス中またはその動作寿命の中の両方に行われてもよい。
【００５３】
次に、アイテム３０４において、エラー（または故障）があったか否かが決定される。それはパッケージ完全性モニタの受信機によるテスト信号（複数可）の受信および／または１つまたは複数のテスト信号の受信がないことに基づいて行うことができる。いくつかの実施形態では、スキャンチェーンの１つまたは複数の不連続に起因してパッケージ完全性モニタの受信機でテスト信号が受信されない場合に、エラーが検出されたとみなすことができる。これは、ロジックローを受信するパッケージ完全性モニタの受信機によって検出されてもよい。信号がスキャンチェーンを通過する時間を測定するためにＴＤＣが使用されるいくつかの例では、不連続はＴＤＣがタイムアウトすることを引き起こす。いくつかの例では、信号がスキャンチェーンを通過する時間が所定の許容時間を超えた場合、エラーが検出されたとみなすことができる。他の例では、発振テスト信号の周波数が許容周波数の範囲外である場合、エラーが検出されたとみなすことができる。
【００５４】
エラーが検出されない場合、本方法は、追加のテスト信号を生成し、さらにパッケージをテストするために、パッケージ完全性のモニタによって送信されるアイテム３０３に戻る。テスト信号の生成および送信は、特定の予め定められた間隔（たとえば、毎時間、毎日、毎月、等）、または検出されたイベントに応答して（たとえば、ＩＣパッケージを含むデバイスの起動のように）、定期的に実行されてもよい。
【００５５】
エラーが検出された場合、本方法は、アイテム３０５に進み、パッケージ完全性モニタは、故障が発生した場所を決定するためのロジックを利用してもよい。重複するスキャンチェーンが存在しない場合には、決定された結果は、単に、エラーが発生した特定のスキャンチェーンになる。しかし、重複するスキャンチェーンを有する実施形態では、異なるスキャンチェーンからの結果は、マイクロバンプの小さいセットへの故障の可能な位置を狭くするために分析されてもよい。
【００５６】
アイテム３０６において、パッケージ完全性モニタは、故障が検出されたことを示すために、故障信号を提供する。故障信号は、スキャンチェーンの１つまたは複数で検出された不連続性に応じて、パッケージ完全性モニタによって自動的に提供されてもよい。代替的に、故障信号は、パッケージ完全性モニタにアクセスするユーザからの要求に応じて提供されてもよい。いくつかの場合では、故障信号は、故障が発生した場所、または可能な位置を示してもよい。
【００５７】
いくつかの場合において、本明細書に記載されたパッケージ完全性モニタは、標準的なフリップチップパッケージに添付されたダイに適用されてもよい。
【００５８】
特定の特徴を図示し説明してきたが、それらは本発明を限定するものではないことが理解されるであろうし、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更や修正がなされ得ることが当業者には明らかであろう。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく例示的であるとみなされるべきである。請求された発明は、代替、修正、および均等物を包含することを意図している。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図３】
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