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高频自动探针台晶圆测试系统

自动探针测试系统解决方案


    技术背景:

 

集成电路目前是中国重点发展的项目,其中微波集成电路是无线通信,雷达和精确制导等军用系统的核心器件,其设计技术、工艺技术、测试技术、质量控制技术是支撑微波毫米波产品开发的关键。目前微波毫米波技术主要注意力都集中在设计和工艺加工技术的提升上,关于微波毫米波测试需求也在向高端化发展,随着应用市场的发展,用户的要求越来越高,为保障装配的成品率,要求对所有的各类芯片进行100%测试,并提供测试数据。在高功率芯片领域,随着电动汽车,高铁,智能电网的发展,中国也需要改变核心元器件依靠进口的局面。

 

对于毫米波段芯片,由于频段的升高,装配引起的寄生效应使得常规装配测量更无法准确反映芯片的实际性能,而下针的一致性要求,也要求剔除手动的方法。而在高功率芯片领域,由于人身的安全因素,同样采用手动下针的方法也非常的低效,而在更传统的DC-CV测试,考虑到产品品质的稳定性,避免人为因素的污染影响等诸因素是自动在片测试技术成为准确测量和大规模生产的最佳选择。同时自动在片测试技术也为质量过程控制技术提供相应的工艺流程中的测试数据,传统的WAT测试,由于不满足对化合物RF特性的需求,易捷测试提供基于自动RF校准和参数提取的微波化合物WAT测试方案,可以实现化合物类微波芯片工艺的质量流程控制。而对于高成本和低成品率的高端芯片,易捷测试同时提供全套的CP测试方案,随着芯片产品使用需求的增加,智能制造中,测试技术已成为大批量生产的关键技术,传统的基于探针台手动测试,速度较低,可靠性、稳定性差,人员依赖度高,不能做到无人值守。为了解决测试速度和精度问题,采用高精度的自动在片测试方法势在必行。

 

基于自动探针台配合Keysight相关的测试仪表,现提供实现全自动的在片测试及系统管理的解决方案,除了高效的测试校准技术,基于PC的全自动仪表测控和高精度的晶元和探针位置控制是核心关键。该系统的主要功能是对小信号和大功率器件进行全自动在片测试,提高测试环境和测试动作的一致性,提高测试合格率;对探针扎针高度进行精密的自动控制;对仪器进行自动测试控制;对测试数据进行实时判断和分析保存;进行对应的MAP图管理、打点等常规以及特殊订制操作;为设计、生产、测试部门提供及时完整的测试分析数据进行质量跟踪反馈;为测试数据提供安全可靠的存储和大数据分析。通过wafer map图的管理,我们可以将测试数据管理到die,并打通产线,将数据跟踪到分选后的贴片环节。






特征与优势

准确, 高效, 经济, 通用



探针台测试单元说明:

基于Keysight 测试仪表配合自动探针台实现高功率器件及半导体器件的直流与射频特性测试,具体的测试系统框图如下。其中图一为高功率器件特性测试;图二为半导体器件直流特性测试;图三列出了常用的射频参数测试方案。


    图片1.png


率器测试



        高功率器件测试系统的采用了自动探针台与 Keysight 功率器件分析仪B1505A 及示波器搭配组合,系统实现主要功能:

能够实现芯片级别高压器件全片参数的提取及测量。

高压芯片载入后自动实现上片功能并自动寻找水平,然后软件通过控制针卡内的气压来实现高压测试打火问题。

通过显微镜图像识别功能实现芯片DIE的尺寸测量并绘制成Map图,同时Map可兼容不同尺寸的Chip方便后期3D空间位置定位。

单个器件测试时由于会施加0.6MPa气压,所以需要通过图像识别判断扎针位置高度并利用Z轴调整落差,实现所有芯片扎针的一致性。

通过B1505A测试器件在10KV下的IV特性,同时使用示波器捕捉器件的动态特性并与客户设定的参数值进行比对,将有问题的器件位置记录下来。

应用领域


微波毫米波测试
高功率芯片在片测试
高尖端芯片设计与测试


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