Technologie et équipements pour semi-conducteurs : tests et équipements pour puces

Les tests sont essentiels pour garantir le bon fonctionnement et le rendement. Les tests de puces se divisent en deux parties principales : le test de la puce (CP) et le test final (FT). Certaines puces subissent également des tests au niveau système (SLT). Des exigences spécifiques s'appliquent également aux puces nécessitant des tests de fiabilité.

test CP

Le test CP (Chip Probing), également appelé test de plaquette, consiste à tester la plaquette avant l'encapsulation de la puce. Ainsi, les puces défectueuses peuvent être retirées avant l'encapsulation, ce qui permet de réduire les coûts d'encapsulation et de transfert de filament (FT). Le test CP intervient entre la fabrication de la plaquette et l'encapsulation tout au long du processus de fabrication des puces. Après la fabrication de la plaquette, des milliers de puces nues (non encapsulées) sont régulièrement remplies. Comme la puce n'est pas encore découpée, ses broches sont toutes exposées et ces broches extrêmement petites doivent être connectées au testeur à l'aide d'une sonde plus fine.

Le test CP mesure principalement les aspects suivants :

1. SCAN : pour vérifier si les fonctions logiques de la puce sont correctes ou non.

2. Analyse des limites : pour vérifier si la fonction des broches de la puce est correcte ou non.

3. Mémoire : Les puces intègrent souvent différents types de mémoire (ROM, RAM, Flash, etc.). Afin de tester les fonctions de lecture, d’écriture et de stockage, une logique d’autotest intégré (BIST) est généralement ajoutée dès la conception. La puce accède aux différentes fonctions BIST via une configuration de broches spécifique, et le module BIST transmet les résultats des tests au testeur une fois l’autotest terminé.

4. Test CC/CA : Le test CC comprend le test de circuit ouvert/court-circuit pour la broche de signal de la puce, le test de court-circuit d'alimentation pour la broche d'alimentation et le test visant à vérifier si les paramètres de courant et de tension CC de la puce répondent ou non aux spécifications de conception.

5. Test RF : Pour les puces de communication sans fil, le fonctionnement et les performances RF sont essentiels. Des tests RF sont effectués en CP pour vérifier le bon fonctionnement logique du module RF. Des tests de performance supplémentaires sont également réalisés sur le module RF en FT.

6. Autres tests fonctionnels : ils servent à vérifier si les autres fonctions importantes et les performances de la puce répondent ou non aux spécifications de conception.

7. Plus une plaquette est proche du bord, plus le risque qu'une puce (un petit contrôle, qui est une puce non encapsulée) tombe en panne est grand.

FT (test final)

Le test final (FT) est le test final effectué après l'encapsulation de la puce. Ce test au niveau de la puce établit une connexion électrique entre le banc de test automatisé (ATE) et la puce encapsulée via une carte de charge et un support de test. Son objectif est de sélectionner les produits conformes aux spécifications de conception avant leur commercialisation.

Le projet de test FT est également déterminé en fonction des fonctions et des caractéristiques de la puce. Les éléments courants d'un test FT sont :

1. Test de circuit ouvert/court-circuit : pour vérifier s'il y a un circuit ouvert ou un court-circuit dans la broche de la puce.

2. Test CC : pour vérifier les paramètres de courant et de tension CC de l'appareil.

3. Test Eflash : pour vérifier la fonction et les performances de la mémoire flash intégrée, y compris divers paramètres de lecture et d'écriture, d'action, de consommation d'énergie et de vitesse.

4. Test de fonction : pour tester la fonction logique de la puce.

5. Test CA : pour vérifier les spécifications du CA, y compris la qualité du signal de sortie CA et les paramètres réels du signal.

6. Test RF : Il s'agit du test pour la puce avec un module RF, principalement pour vérifier la fonction et les paramètres de performance du module RF.

7. Test DFT : Conception pour le test, comprend principalement la conception de balayage et l'autotest des pièces internes, c'est-à-dire le BIST (Build In Self Test).

SLT

SLT est l'abréviation de System Level Test (test au niveau système). On utilise le SLT lorsque d'autres taux de couverture de test ne peuvent être atteints. L'autre objectif est de maîtriser les coûts, car le coût des tests ATE est relativement élevé. Le test SLT consiste à placer la puce sur une carte de test, ce qui permet de vérifier ses différentes fonctions. Grâce à l'utilisation de plusieurs machines de test, les tests par lots sont possibles.

L'équipement matériel requis pour le test SLT comprend une carte de test, un support de test, un manipulateur, un kit de changement de puce, un hôte de test et un câble. Le test SLT est un test personnalisé ; la partie logicielle offre une grande flexibilité et ne nécessite aucun développement sur une plateforme de test automatisée, étant entièrement développée par des ingénieurs de test. Le test SLT comprend généralement des tests fonctionnels de la puce, des tests d'interface haut débit et des tests liés à la mémoire DDR. À l'instar du test FT, le programme classe physiquement la puce selon le résultat du test (réussite ou échec).

Outre les trois principaux tests mentionnés ci-dessus, certaines puces peuvent également subir des tests de fiabilité, notamment les suivants :

1. ESD : test d'immunité électrostatique

2, Lateh up : test de verrouillage

3. HTOL : test de durée de vie en fonctionnement à haute température

4. LTOL : test de durée de vie en fonctionnement à basse température

5. TCT : test de cycle de température

6. HAST : test de contrainte accélérée à haute température et humidité

7. Autres tests pour des exigences particulières

Équipement de test

Le test des puces est complexe et relève de la production de masse ; par conséquent, seul un test automatisé à grande échelle est possible, les tests manuels ou sur banc d'essai étant inadaptés. Dans le domaine des tests de semi-conducteurs, les machines de test, les trieuses et les stations de sondage constituent les trois principaux dispositifs qui, fonctionnant de concert, garantissent la précision et l'efficacité des tests.

1. Machine de test

La machine de test est un équipement essentiel pour le test des semi-conducteurs. Elle assure l'alimentation, l'instrumentation et le traitement du signal nécessaires pour tester les caractéristiques électriques et vérifier le bon fonctionnement de la puce. La machine de test possède généralement plusieurs emplacements pour insérer la puce à tester. Selon les besoins, elle peut effectuer divers tests de tension, de courant, de puissance, de fréquence et de synchronisation. Elle peut automatiser les procédures de test et générer des rapports ainsi que les résultats d'analyse des données.

Les technologies clés du testeur comprennent le développement du programme de test, le câblage des points de test, l'acquisition et le traitement du signal. Afin d'améliorer l'efficacité et la précision des tests, la machine de test est généralement équipée d'un processeur de signal numérique haute vitesse, d'un convertisseur analogique et d'un système de gestion d'horloge utilisant des technologies avancées. De plus, la machine de test doit présenter une grande flexibilité et une bonne évolutivité pour s'adapter aux évolutions des différents types de puces et aux exigences de test.

Actuellement, les principaux fabricants d'équipements de test automatique (ATE) sont Teradyne et Advantest. NI est également présent sur ce marché, et de nombreuses PME utilisent ses instruments. Parmi les entreprises chinoises réputées, on peut citer Changchuan Technology et Jin Haitong.

2, Smachine de chargement

La machine de tri est un autre équipement essentiel dans le test des semi-conducteurs. Elle sert principalement à classer et trier les puces testées selon des normes ou des exigences spécifiques. La machine de tri est généralement dotée d'une technologie de traitement et de reconnaissance d'images à haute vitesse, permettant la détection optique et la résolution des puces, ainsi que l'évaluation de leur qualité et de leur conformité.

La technologie clé de la machine de tri comprend un capteur d'image, un algorithme de traitement d'image et un système de contrôle de mouvement. Grâce à l'inspection optique et au traitement d'image, la machine de tri identifie et classe rapidement et précisément les puces, élimine les produits non conformes et garantit que seules les puces de haute qualité passent à l'étape de production suivante. La haute efficacité et la précision de la machine de tri sont essentielles pour améliorer la productivité et réduire le taux de défauts.

3, Pstation de robes

La station de test est un équipement essentiel pour le contrôle des puces. Elle sert de support à la sonde de test, garantissant ainsi sa stabilité jusqu'au point de test sur la puce. Ses principales fonctions sont d'assurer une structure mécanique stable, une fixation et un réglage précis de la sonde, ainsi qu'une bonne conductivité électrique et d'excellentes caractéristiques d'isolation.

Les technologies clés de la station de test comprennent la conception de sa structure mécanique, le système de fixation et de réglage fin de la sonde, ainsi que la sélection et le traitement des matériaux conducteurs. En contrôlant précisément la position et la pression de la sonde, la station de test garantit un contact optimal entre la sonde et la puce et offre un environnement de test stable. La haute précision et la stabilité de la station de test sont essentielles à l'exactitude et à la fiabilité des résultats.

Fountyl Technologies PTE Ltd se concentre sur l'industrie de la fabrication de semi-conducteurs. Ses principaux produits comprennent : mandrins à broches, mandrins en céramique poreuse, effecteurs en céramique, poutres carrées en céramique, broches en céramique. N'hésitez pas à nous contacter pour toute négociation !