集成电路的检测都会使用到哪些检测设备?

集成电路的检测都会使用到哪些检测设备?,第1张

集成电路的检测(IC test)分为wafer test(晶圆检测)、chip test(芯片检测)和package test(封装检测)。

wafer test是在晶圆从晶圆厂生产出来后,切割减薄之前的检测。其设备通常是测试厂商自行开发制造或定制的,一般是将晶圆放在测试平台上,用探针探到芯片中事先确定的检测点,探针上可以通过直流电流和交流信号,可以对其进行各种电气参数检测。

对于光学IC,还需要对其进行给定光照条件下的电气性能检测。

wefer test主要设备:探针平台。

wefer test辅助设备:无尘室及其全套设备。

wefer test是效率最高的测试,因为一个晶圆上常常有几百个到几千个甚至上万个芯片,而这所有芯片可以在测试平台上一次性检测。

chip test是在晶圆经过切割、减薄工序,成为一片片独立的chip之后的检测。其设备通常是测试厂商自行开发制造或定制的,一般是将晶圆放在测试平台上,用探针探到芯片中事先确定的检测点,探针上可以通过直流电流和交流信号,可以对其进行各种电气参数检测。chip test和wafer test设备最主要的区别是因为被测目标形状大小不同因而夹具不同。

对于光学IC,还需要对其进行给定光照条件下的电气性能检测。

chip test主要设备:探针平台(包括夹持不同规格chip的夹具)

chip test辅助设备:无尘室及其全套设备。

chip test能检测的范围和wafer test是差不多的,由于已经经过了切割、减薄工序,还可以将切割、减薄工序中损坏的不良品挑出来。但chip test效率比wafer test要低不少。

package test是在芯片封装成成品之后进行的检测。由于芯片已经封装,所以不再需要无尘室环境,测试要求的条件大大降低。

一般package test的设备也是各个厂商自己开发或定制的,通常包含测试各种电子或光学参数的传感器,但通常不使用探针探入芯片内部(多数芯片封装后也无法探入),而是直接从管脚连线进行测试。

由于package test无法使用探针测试芯片内部,因此其测试范围受到限制,有很多指标无法在这一环节进行测试。但package test是最终产品的检测,因此其检测合格即为最终合格产品。

IC的测试是一个相当复杂的系统工程,无法简单地告诉你怎样判定是合格还是不合格。

一般说来,是根据设计要求进行测试,不符合设计要求的就是不合格。而设计要求,因产品不同而各不相同,有的IC需要检测大量的参数,有的则只需要检测很少的参数。

事实上,一个具体的IC,并不一定要经历上面提到的全部测试,而经历多道测试工序的IC,具体在哪个工序测试哪些参数,也是有很多种变化的,这是一个复杂的系统工程。

例如对于芯片面积大、良率高、封装成本低的芯片,通常可以不进行wafer test,而芯片面积小、良率低、封装成本高的芯片,最好将很多测试放在wafer test环节,及早发现不良品,避免不良品混入封装环节,无谓地增加封装成本。

IC检测的设备,由于IC的生产量通常非常巨大,因此向万用表、示波器一类手工测试一起一定是不能胜任的,目前的测试设备通常都是全自动化、多功能组合测量装置,并由程序控制,你基本上可以认为这些测试设备就是一台测量专用工业机器人。

IC的测试是IC生产流程中一个非常重要的环节,在目前大多数的IC中,测试环节所占成本常常要占到总成本的1/4到一半。

第一个:测试机

测试机是检测芯片功能和性能的专用设备。测试时,测试机对待测芯片施加输入信号,得到输出信号与预期值进行比较,判断芯片的电性性能和产品功能的有效性。在CP、FT检测环节内,测试机会分别将结果传输给探针台和分选机。当探针台接收到测试结果后,会进行喷墨操作以标记出晶圆上有缺损的芯片;而当分选器接收到来自测试机的结果后,则会对芯片进行取舍和分类。

第二个:探针机

探针台用于晶圆加工之后、封装工艺之前的CP测试环节,负责晶圆的输送与定位,使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个测试。探针台的工作流程为:通过载片台将晶圆移动到晶圆相机下——通过晶圆相机拍摄晶圆图像,确定晶圆位置——将探针相机移动到探针卡下,确定探针头位置——将晶圆移动到探针卡下——通过载片台垂直方向运动实现对针。

第三个:分选机

分选设备应用于芯片封装之后的FT测试环节,它是提供芯片筛选、分类功能的后道测试设备。分选机负责将输入的芯片按照系统设计的取放方式运输到测试模块完成电路压测,在此步骤内分选机依据测试结果对电路进行取舍和分类。


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