關(guān)于集成電路測試
檢測之前要做的工作就是要充分了解集成電路的工作原理。要熟悉它的內(nèi)部電路,主要參數(shù)指標,各個引出線的作用及其正常電壓。第一部工作做的好,后面的檢查就會順利很多。 集成電路很敏感,所以測試的時候要注意不要引起引腳之間的短路,任何一瞬間的短路都能被捕捉到,從而造成集成電路燒壞。另外,如果沒有隔離變壓器時,是嚴禁用已經(jīng)接地的測試設(shè)備去碰觸底盤帶電的設(shè)備,因為這樣容易造成電源短路,從而波及廣泛,造成故障擴大化。焊接時,要保證電烙鐵不帶電,焊接時間要短,不堆焊,這樣是為了防止焊錫粘連,從而造成短路。但是也要確定焊牢,不允許出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象。在有些情況下,發(fā)現(xiàn)多處電壓發(fā)生變化,此時不要輕易下結(jié)論就是集成電路已經(jīng)壞掉了。要知道某些故障也能導致各個引腳電壓測試下來與正常值一樣,這時候也不要輕易認為集成電路就是好的。 集成電路的工作環(huán)境要求有良好的散熱性,不帶散熱器并且大功率工作的情況只能加速集成電路的報廢。集成電路其實很靈活,當其內(nèi)部有部分損壞時,可以加接外圍小型元器件來代替這已經(jīng)損壞的部分,加接時要注意接線的合理性,以防造成寄生耦合。
集成電路的檢測(IC test):
分為wafer test(晶圓檢測)、chip test(芯片檢測)和package test(封裝檢測)。
wafer test是在晶圓從晶圓廠生產(chǎn)出來后,切割減薄之前的檢測。其設(shè)備通常是測試廠商自行開發(fā)制造或定制的,一般是將晶圓放在測試平臺上,用探針探到芯片中事先確定的檢測點,探針上可以通過直流電流和交流信號,可以對其進行各種電氣參數(shù)檢測。
對于光學IC,還需要對其進行給定光照條件下的電氣性能檢測。
wefer test主要設(shè)備:探針平臺。
wefer test輔助設(shè)備:無塵室及其全套設(shè)備。
wefer test是效率最高的測試,因為一個晶圓上常常有幾百個到幾千個甚至上萬個芯片,而這所有芯片可以在測試平臺上一次性檢測。
chip test是在晶圓經(jīng)過切割、減薄工序,成為一片片獨立的chip之后的檢測。其設(shè)備通常是測試廠商自行開發(fā)制造或定制的,一般是將晶圓放在測試平臺上,用探針探到芯片中事先確定的檢測點,探針上可以通過直流電流和交流信號,可以對其進行各種電氣參數(shù)檢測。chip test和wafer test設(shè)備最主要的區(qū)別是因為被測目標形狀大小不同因而夾具不同。
對于光學IC,還需要對其進行給定光照條件下的電氣性能檢測。
chip test主要設(shè)備:探針平臺(包括夾持不同規(guī)格chip的夾具)
chip test輔助設(shè)備:無塵室及其全套設(shè)備。
chip test能檢測的范圍和wafer test是差不多的,由于已經(jīng)經(jīng)過了切割、減薄工序,還可以將切割、減薄工序中損壞的不良品挑出來。但chip test效率比wafer test要低不少。
package test是在芯片封裝成成品之后進行的檢測。由于芯片已經(jīng)封裝,所以不再需要無塵室環(huán)境,測試要求的條件大大降低。
一般package test的設(shè)備也是各個廠商自己開發(fā)或定制的,通常包含測試各種電子或光學參數(shù)的傳感器,但通常不使用探針探入芯片內(nèi)部(多數(shù)芯片封裝后也無法探入),而是直接從管腳連線進行測試。
由于package test無法使用探針測試芯片內(nèi)部,因此其測試范圍受到限制,有很多指標無法在這一環(huán)節(jié)進行測試。但package test是最終產(chǎn)品的檢測,因此其檢測合格即為最終合格產(chǎn)品。
IC的測試是一個相當復雜的系統(tǒng)工程,無法簡單地告訴你怎樣判定是合格還是不合格。
一般說來,是根據(jù)設(shè)計要求進行測試,不符合設(shè)計要求的就是不合格。而設(shè)計要求,因產(chǎn)品不同而各不相同,有的IC需要檢測大量的參數(shù),有的則只需要檢測很少的參數(shù)。
事實上,一個具體的IC,并不一定要經(jīng)歷上面提到的全部測試,而經(jīng)歷多道測試工序的IC,具體在哪個工序測試哪些參數(shù),也是有很多種變化的,這是一個復雜的系統(tǒng)工程。
例如對于芯片面積大、良率高、封裝成本低的芯片,通??梢圆贿M行wafer test,而芯片面積小、良率低、封裝成本高的芯片,最好將很多測試放在wafer test環(huán)節(jié),及早發(fā)現(xiàn)不良品,避免不良品混入封裝環(huán)節(jié),無謂地增加封裝成本。
IC檢測的設(shè)備,由于IC的生產(chǎn)量通常非常巨大,因此向萬用表、示波器一類手工測試一起一定是不能勝任的,目前的測試設(shè)備通常都是全自動化、多功能組合測量裝置,并由程序控制,你基本上可以認為這些測試設(shè)備就是一臺測量專用工業(yè)機器人。
IC的測試是IC生產(chǎn)流程中一個非常重要的環(huán)節(jié),在目前大多數(shù)的IC中,測試環(huán)節(jié)所占成本常常要占到總成本的1/4到一半。
集成電路芯片測試流程是將封裝后的芯片置于各種環(huán)境下測試其電氣特性,如消耗功率、運行速度、耐壓度等。經(jīng)測試后的芯片,依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)參數(shù),從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片,做有針對性的專門測試,看是否能滿足客戶的特殊需求,以決定是否須為客戶設(shè)計專用芯片。經(jīng)一般測試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號及出廠日期等標識的標簽并加以包裝后即可出廠。而未通過測試的芯片則視其達到的參數(shù)情況定作降級品或廢品。以下是集成電路芯片測試流程解析:
在必備原材料的采集工作完畢之后,這些原材料中的一部分需要進行一些預處理工作。作為最主要的原料,硅的處理工作至關(guān)重要。首先,硅原料要進行化學提純,這一步驟使其達到可供半導體工業(yè)使用的原料級別。為了使這些硅原料能夠滿足集成電路制造的加工需要,還必須將其整形,這一步是通過溶化硅原料,然后將液態(tài)硅注入大型高溫石英容器來完成的。
而后,將原料進行高溫溶化為了達到高性能處理器的要求,整塊硅原料必須高度純凈,及單晶硅。然后從高溫容器中采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將硅原料取出,此時一個圓柱體的硅錠就產(chǎn)生了。從目前所使用的工藝來看,硅錠圓形橫截面的直徑為200毫米。在保留硅錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當?shù)碾y度的,不過只要企業(yè)肯投入大批資金來研究,還是可以實現(xiàn)的。intel為研制和生產(chǎn)300毫米硅錠建立的工廠耗費了大約35億美元,新技術(shù)的成功使得intel可以制造復雜程度更高,功能更強大的集成電路芯片,200毫米硅錠的工廠也耗費了15億美元。下面就從硅錠的切片開始介紹芯片的制造過程。