
近年來,中國大陸半導體設備市場需求增長迅速,在這一背景下,芯片晶圓檢測必須使用的高精密檢測設備亦有著越來越廣闊的市場。由于每個功能元件都有其自身的測試要求,設計工程師必須在設計初期就做出測試規劃。本文收集整理了一些資料,期望能對各位讀者有比較大的參閱價值。
一、芯片測試需要什么設備?
第一個:測試機
測試機是檢測芯片功能和性能的專用設備。測試時,測試機對待測芯片施加輸入信號,得到輸出信號與預期值進行比較,判斷芯片的電性性能和產品功能的有效性。在CP、FT檢測環節內,測試機會分別將結果傳輸給探針臺和分選機。當探針臺接收到測試結果后,會進行噴墨操作以標記出晶圓上有缺損的芯片;而當分選器接收到來自測試機的結果后,則會對芯片進行取舍和分類。
第二個:探針機
探針臺用于晶圓加工之后、封裝工藝之前的CP測試環節,負責晶圓的輸送與定位,使晶圓上的晶粒依次與探針接觸并逐個測試。探針臺的工作流程為:通過載片臺將晶圓移動到晶圓相機下——通過晶圓相機拍攝晶圓圖像,確定晶圓位置——將探針相機移動到探針卡下,確定探針頭位置——將晶圓移動到探針卡下——通過載片臺垂直方向運動實現對針。
第三個:分選機
分選設備應用于芯片封裝之后的FT測試環節,它是提供芯片篩選、分類功能的后道測試設備。分選機負責將輸入的芯片按照系統設計的取放方式運輸到測試模塊完成電路壓測,在此步驟內分選機依據測試結果對電路進行取舍和分類。
二、芯片功能測試常用的幾種方法
芯片功能測試常用6種方法有板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統級SLT測試、可靠性測試,多策并舉。
第一種:板級測試,主要應用于功能測試,使用PCB板+芯片搭建一個“模擬”的芯片工作環境,把芯片的接口都引出,檢測芯片的功能,或者在各種嚴苛環境下看芯片能否正常工作。需要應用的設備主要是儀器儀表,需要制作的主要是EVB評估板。
第二種:系統級SLT測試,常應用于功能測試、性能測試和可靠性測試中,常常作為成品FT測試的補充而存在,顧名思義就是在一個系統環境下進行測試,就是把芯片放到它正常工作的環境中運行功能來檢測其好壞,缺點是只能覆蓋一部分的功能,覆蓋率較低所以一般是FT的補充手段。
第三種:可靠性測試,主要就是針對芯片施加各種苛刻環境,比如ESD靜電,就是模擬人體或者模擬工業體去給芯片加瞬間大電壓。
第四種:封裝后成品FT測試,常應用與功能測試、性能測試和可靠性測試中,檢查芯片功能是否正常,以及封裝過程中是否有缺陷產生,并且幫助在可靠性測試中用來檢測經過“火雪雷電”之后的芯片是不是還能工作。
第五種:晶圓CP測試,常應用于功能測試與性能測試中,了解芯片功能是否正常,以及篩掉芯片晶圓中的故障芯片。
第六種:多策并舉。
總結,在半導體設計、制造、封裝中的各個環節都要進行反復多次的檢測、測試以確保產品質量,從而研發出符合系統要求的器件。缺陷相關的故障成本高昂,從IC級別的數十美元,到模塊級別的數百美元,乃至應用端級別的數千美元。因此,檢測設備從設計驗證到整個半導體制造過程都具有無法替代的重要地位。我公司擁有專業工程師及行業精英團隊,建有標準化實驗室3個,實驗室面積1800平米以上,可承接電子元器件測試驗證、IC真假鑒別,產品設計選料、失效分析,功能檢測、工廠來料檢驗以及編帶等多種測試項目。
