關于半導體封裝測試設備的應用介紹

半導體制造是人類迄今為止掌握的工業(yè)技術難度最高的生產環(huán)節(jié)，是先進制造領域皇冠上的一顆鉆石。隨著半導體技術不斷發(fā)展，芯片線寬尺寸不斷減小，制造工序逐漸復雜。目前國際上7 nm制程已進入產業(yè)化階段，需要近2000道工序，先進的制程和復雜的工序將持續(xù)提升對于先進設備的需求。

晶圓制造環(huán)節(jié)設備包括光刻機、化學氣相淀積設備、物理氣相淀積設備、刻蝕機、離子注入機、褪火設備、清洗設備等；封裝環(huán)節(jié)設備包括研磨減薄設備、切割設備、度量缺陷檢測設備、裝片機、引線鍵合設備、注塑機、切筋成型設備等；測試環(huán)節(jié)設備包括測試機（ATE，Automatic Test Equipment）、分選機（Handler）、探針臺（Wafer Prober）等。這些設備的制造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術，目前最先進的設備已經在進行原子級別的制造，具有技術含量高、制造難度大、設備價值高等特點。

在測試設備中，其中測試臺與探針臺組合運用于CP測試。因為此時的晶圓尚未進行產品封裝，晶圓上集成著眾多微小尺寸的待測芯片，需要通過探針臺與晶圓芯片進行精確接觸，以連通待測芯片與測試臺之間的電路。而FT測試使用的設備主要有測試臺和分選機。因為此時的芯片經歷了封裝環(huán)節(jié)，每個芯片上均有引腳可以與分選機上的“金手指”相連接。

測試臺是檢測芯片功能和性能的專用設備。測試時，測試臺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(huán)節(jié)內，測試臺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臺的結果后，則會對芯片進行取舍和分類。

探針臺用于晶圓加工之后、封裝工藝之前的CP測試環(huán)節(jié)，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，首先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，從而確定晶圓的坐標位置；再將探針相機移動到探針卡下面，從而確定探針頭的坐標位置；得到兩者的位置關系后，即可將晶圓移動到探針卡下面，通過載片臺垂直方向運動實現對針功能。探針臺是晶圓后道測試的高精密裝備，其技術壁壘主要體現在系統(tǒng)的精準定位、微米級運動以及高準確率通信等關鍵參數。

集成電路分選設備應用于芯片封裝之后的FT測試環(huán)節(jié)，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(tǒng)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對被測芯片進行標記、分選、收料或編帶。。

測試機屬于定制化的設備，定制性主要體現在測試板卡和測試程序的定制，每一款待測芯片都有自己特定的測試程序，一般是由設計廠商來確定。探針臺和分選機則是相對通用的設備。探針臺一般是由晶圓代工廠確定，分選機一般是由封測廠商確定。

編輯：fqj