Công nghệ và thiết bị bán dẫn: thiết bị và kiểm tra chip

Kiểm tra là một phương tiện quan trọng để đảm bảo chức năng và năng suất. Kiểm tra chip có thể được chia thành hai phần chính. CP (thăm dò chip) và FT (kiểm tra cuối cùng). Một số chip cũng thực hiện SLT (kiểm tra mức hệ thống). Ngoài ra còn có các yêu cầu cụ thể đối với chip đòi hỏi một số thử nghiệm về độ tin cậy.

kiểm tra CP

Kiểm tra CP (Chip Probing) còn được gọi là kiểm tra wafer, tức là kiểm tra wafer trước khi chip chưa được đóng gói, để có thể loại bỏ chip có vấn đề trước khi đóng gói, tiết kiệm chi phí đóng gói và FT. Thử nghiệm CP nằm giữa quá trình chế tạo tấm bán dẫn và đóng gói trong suốt quá trình sản xuất chip. Sau khi Tấm wafer được tạo ra, hàng nghìn khuôn trần (chip chưa được đóng gói) thường xuyên được lấp đầy toàn bộ tấm wafer. Do chip chưa được cắt lát nên các chân của chip đều lộ ra ngoài và những chân cực nhỏ này cần được kết nối với Máy kiểm tra thông qua một Prober mỏng hơn.

Kiểm tra CP chủ yếu đo lường các khía cạnh sau:

1.SCAN: để kiểm tra xem các chức năng logic của chip có chính xác hay không.

2. QUÉT ranh giới: để kiểm tra xem chức năng chân của chip có chính xác hay không.

3. Bộ nhớ: Chip thường được tích hợp nhiều loại bộ nhớ khác nhau (như ROM/RAM/Flash). Để kiểm tra chức năng đọc, ghi và lưu trữ của bộ nhớ, logic BIST (Built-In SelfTest) thường được thêm trước trong quá trình thiết kế để tự kiểm tra bộ nhớ. Con chip thực hiện các chức năng BIST khác nhau thông qua cấu hình chân đặc biệt và mô-đun BIST phản hồi kết quả kiểm tra cho Người kiểm tra sau khi hoàn thành quá trình tự kiểm tra.

4. Kiểm tra DC/AC: Kiểm tra DC bao gồm kiểm tra Mở/ngắn đối với mã PIN tín hiệu của chip, kiểm tra PowerShort đối với mã PIN nguồn và kiểm tra xem các thông số dòng điện và điện áp DC của chip có đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế hay không.

5.Kiểm tra RF: Đối với chip truyền thông không dây, chức năng và hiệu suất của RF là rất quan trọng. Các thử nghiệm RF được thực hiện trong CP để kiểm tra xem chức năng logic của mô-đun RF có chính xác hay không. Các bài kiểm tra hiệu suất sâu hơn cũng được thực hiện trên RF tại FT.

6. Kiểm tra chức năng khác: được sử dụng để kiểm tra xem các chức năng và hiệu suất quan trọng khác của chip có đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế hay không.

7. Tấm wafer càng gần mép thì khả năng xảy ra sai sót (một tấm séc nhỏ, là một con chip chưa được đóng gói) càng lớn.

FT (kiểm tra cuối cùng)

FT (thử nghiệm cuối cùng) là thử nghiệm cuối cùng được thực hiện sau khi chip được đóng gói. Kiểm tra FT là kiểm tra cấp độ chip nhằm thiết lập kết nối điện giữa thiết bị kiểm tra tự động (ATE) và chip được đóng gói thông qua Bảng tải và Ổ cắm kiểm tra. Mục đích của thử nghiệm FT là lựa chọn những sản phẩm đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế để bán cho khách hàng.

Dự án FT-test cũng được xác định theo chức năng và đặc điểm của chip. Các mục kiểm tra FT phổ biến là:

1, Kiểm tra mở/ngắn mạch: để kiểm tra xem chân chip có bị hở hay ngắn mạch hay không.

2, Kiểm tra DC: để kiểm tra các thông số dòng điện và điện áp DC của thiết bị.

3. Kiểm tra Eflash: để kiểm tra chức năng và hiệu suất của đèn flash nhúng, bao gồm các thông số khác nhau về đọc và ghi, hành động, mức tiêu thụ điện năng và tốc độ.

4, Kiểm tra chức năng: để kiểm tra chức năng logic của chip.

5, Kiểm tra AC: để xác minh các thông số kỹ thuật của AC, bao gồm chất lượng tín hiệu đầu ra AC và các thông số thực tế của tín hiệu.

6, Kiểm tra RF: Đây là loại dành cho chip có mô-đun RF, chủ yếu để xác minh các thông số chức năng và hiệu suất của mô-đun RF.

7. Kiểm tra DFT: Thiết kế để kiểm tra, chủ yếu bao gồm thiết kế quét và tự kiểm tra các bộ phận bên trong, đó là BIST (Build In Self Test).

SLT

SLT là viết tắt của Kiểm tra cấp độ hệ thống. SLT được sử dụng khi không thể đáp ứng được tỷ lệ bao phủ thử nghiệm khác. Cách khác là kiểm soát chi phí, vì chi phí kiểm tra ATE tương đối cao. Thử nghiệm SLT đặt chip lên một bảng thử nghiệm, bảng này có thể được sử dụng để xác minh các chức năng khác nhau của chip. Bởi vì họ điều khiển nhiều máy thử nghiệm nên có thể thực hiện thử nghiệm hàng loạt.

Thiết bị phần cứng cần thiết cho kiểm tra SLT bao gồm bảng kiểm tra, ổ cắm kiểm tra, Bộ xử lý, Bộ thay đổi, máy chủ kiểm tra và cáp. SLT test là bài kiểm tra tùy chỉnh, phần mềm có tính linh hoạt cao, không cần phát triển dựa trên nền tảng kiểm tra tự động, hoàn toàn do các kỹ sư kiểm tra phát triển. Kiểm tra SLT thường bao gồm kiểm tra chức năng chip, kiểm tra giao diện tốc độ cao và kiểm tra liên quan đến bộ nhớ DDR. Giống như bài kiểm tra FT, chương trình sẽ phân loại chip theo kết quả kiểm tra Đạt hoặc Không đạt.

Ngoài ba bài kiểm tra chính trên, một số chip cũng có thể trải qua một số bài kiểm tra độ tin cậy, bao gồm:

1, ESD:kiểm tra khả năng miễn dịch tĩnh điện

2, Lateh up: kiểm tra chốt

3, HTOL: thử nghiệm tuổi thọ làm việc ở nhiệt độ cao

4, LTOL:thử nghiệm tuổi thọ làm việc ở nhiệt độ thấp

5. TCT: kiểm tra chu kỳ nhiệt độ

6. HAST: thử nghiệm ứng suất nhiệt độ và độ ẩm tăng tốc cao

7, Các thử nghiệm khác cho các yêu cầu đặc biệt

Thiết bị kiểm tra

Thử nghiệm chip rất phức tạp và là công việc sản xuất hàng loạt, vì vậy thử nghiệm tự động quy mô lớn là giải pháp duy nhất và thử nghiệm thủ công hoặc thử nghiệm băng ghế dự bị không thể hoàn thành nhiệm vụ như vậy. Trong thử nghiệm chất bán dẫn, máy kiểm tra, máy phân loại và trạm thăm dò là ba thiết bị chính phối hợp với nhau để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thử nghiệm.

1,Máy kiểm tra

Máy kiểm tra là một trong những thiết bị cốt lõi của việc kiểm tra chất bán dẫn. Nó cung cấp các chức năng như cung cấp điện, xử lý thiết bị và tín hiệu để kiểm tra các đặc tính điện và xác minh các chức năng của chip. Máy test thường có nhiều khe để lắp chip cần test. Theo các yêu cầu kiểm tra khác nhau, máy kiểm tra có thể thực hiện các kiểm tra khác nhau về điện áp, dòng điện, công suất, tần số, thời gian. Nó có thể tự động thực hiện các quy trình kiểm tra và tạo báo cáo kiểm tra cũng như kết quả phân tích dữ liệu.

Các công nghệ chính của người kiểm tra bao gồm phát triển chương trình kiểm tra, nối dây điểm kiểm tra, thu thập và xử lý tín hiệu. Để nâng cao hiệu quả và độ chính xác của việc kiểm tra, máy kiểm tra thường được trang bị bộ xử lý tín hiệu số tốc độ cao, bộ chuyển đổi analog, quản lý đồng hồ theo công nghệ tiên tiến. Ngoài ra, máy kiểm tra cũng cần có độ linh hoạt và khả năng mở rộng tốt để thích ứng với những thay đổi của các loại chip khác nhau và yêu cầu kiểm tra.

Hiện tại, các công ty ATE (Thiết bị kiểm tra tự động) lớn nhất là Teradyne và Advantest, NI hiện đang làm việc này và nhiều công ty nhỏ đang sử dụng các thiết bị của NI. Các công ty trong nước là công nghệ Changchuan nổi tiếng, Jin Haitong, v.v.

2,Smáy orting

Máy phân loại là một thiết bị quan trọng khác trong thử nghiệm chất bán dẫn. Nó chủ yếu được sử dụng để phân loại và sắp xếp chip được thử nghiệm theo các tiêu chuẩn hoặc yêu cầu nhất định. Máy phân loại thường có công nghệ nhận dạng và xử lý hình ảnh tốc độ cao, có thể thực hiện phát hiện và phân giải quang học của chip cũng như đánh giá chất lượng và sự phù hợp của nó.

Công nghệ chủ chốt của máy phân loại bao gồm cảm biến hình ảnh, thuật toán xử lý hình ảnh, hệ thống điều khiển chuyển động. Thông qua kiểm tra quang học và xử lý hình ảnh, máy phân loại có thể xác định và phân loại chip một cách nhanh chóng và chính xác, chọn ra những sản phẩm không đủ tiêu chuẩn và đảm bảo rằng chỉ những chip chất lượng cao mới được đưa vào giai đoạn sản xuất tiếp theo. Hiệu suất và độ chính xác cao của máy phân loại có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm tỷ lệ sản phẩm bị lỗi.

3, Ptrạm áo choàng

Trạm thăm dò là một trong những thiết bị quan trọng được sử dụng trong quá trình kiểm tra chip. Nó cung cấp một nền tảng để cố định và hỗ trợ đầu dò kiểm tra, đảm bảo đầu dò có thể tiếp cận điểm kiểm tra trên chip một cách ổn định. Chức năng chính của trạm thăm dò là cung cấp cấu trúc cơ học ổn định, cố định và tinh chỉnh đầu dò đáng tin cậy, đặc tính dẫn điện và cách điện tốt.

Các công nghệ chính của trạm thăm dò bao gồm thiết kế cấu trúc cơ khí, cơ chế cố định và tinh chỉnh đầu dò, lựa chọn và xử lý vật liệu dẫn điện. Bằng cách kiểm soát chính xác vị trí và áp suất của đầu dò, trạm thăm dò có thể đảm bảo tiếp xúc tốt giữa đầu dò và chip, đồng thời cung cấp môi trường thử nghiệm ổn định. Độ chính xác và ổn định cao của trạm thăm dò đóng vai trò quan trọng đối với độ chính xác và độ tin cậy của kết quả thử nghiệm.

Fountyl Technologies PTE Ltd, đang tập trung vào ngành sản xuất chất bán dẫn, các sản phẩm chính bao gồm: Mâm cặp chốt, mâm cặp gốm xốp, bộ tác động cuối bằng gốm, dầm vuông gốm, trục chính bằng gốm, vui lòng liên hệ và đàm phán!