半导体FT测试流程简介

半导体FT测试流程简介介绍内容•测试制程乃是于IC封装后，测试封装完成的产品的电性功能，以保证出厂IC功能上的完整性(符合DataSheet中的规格)，并对已测试的产品依其电性功能作分类（即分Bin），作为IC不同等级产品的评价依据，最后并对产品作外观检验（Inspect）作业。电性功能测试乃针对产品之各种电性参数进行测试以确定产品能正常运作，于测试之机台中，将根据产品不同之测试项目而载入不同之测试程序。外观检验之项目繁多，且视不同之封装型态而有所不同，包含了引脚之各项性质、印字（mark）之清晰度及胶体（mold）是否损伤等项目。而随表面黏着技术的发展，为确保封装成品与基版间的准确定位及完整密合，封装成品接脚之诸项性质之检验由是重要。•以下将对FT测试流程做一介绍•上图为半导体产品测试之流程图，其流程包括下面几道作业：9.出货8.加温烘烤和包装7.弯脚修整6.人工检脚或机器检脚5.镭射打印4.电性抽测3.预烧炉2.测试机台测试1.上线备料测试流程1.上线备料•上线备料的用意是将预备要上线测试的待测品，从上游厂商送来的包箱内拆封，并一颗颗的放在一个标准容器（几十颗放一盘，每一盘可以放的数量及其容器规格，依待测品的外形而有不同）内，以利在上测试机台（Tester）时，待测品在分类机（Handler）内可以将待测品定位，而使其内的自动化机械机构可以自动的上下料。•在新产品导入时，会要求要先确认客户使用的Tray，避免上线生产时才发现客户使用的Tray无法在公司内的设备中使用。若客户使用特殊的Tray，在测试制程中，可能需要更换不同的机构或增加换Tray的制程站，造成成本浪费。承接Turnkey业务时，往往封装和测试是分开进行，但往往忽略『标准Tray』是贯穿整个制程的重要性。*标准容器•Tube•目的:放置IC•Tray•目的:放置IC2.测试机台测试（FT1、FT2、FT3）AdvantestT5588•待测品在入库后，经过入库检验及上线备料后，再来就是上测试机台去测试；如前述，测试机台依测试产品的电性功能种类可以分为逻辑IC测试机、存贮器IC测试机及混合式IC（即同时包含逻辑线路及模拟线路）测试机三大类，测试机的主要功能在于使PECard上发出待测品所需的电性讯号并接受待测品因此讯号后所反应的电性讯号并作出产品电性测试结果的判断，当然这些在测试机台内的控制细节，均是由针对此一待测品所写之测试程序（TestProgram）来控制。即使是同一类的测试机，因每种待测品其产品的电性特性及测试机台测试能力限制而有所不同。一般来说，待测品在一家测试厂中，会有许多适合此种产品电性特性的测试机台可供其选择。•客户的IC要量产前，必须完成一些工程验证，以确保测试机及测试程序的正确性，待完成验证后，相关数据与客户确认无误即会发行SetupProcedure。工程验证的项目在『DR-T002-006测试工程验证』这份SPEC中有明确的定义。进行工程验证指定项目的资料取得及和客户资料比对的过程，我们通称为＂Correlation＂。•除了测试机台外，待测品要完成电性测试还需要一些测试配件：•1）分类机（Handler）：•1.提供测试温度环境2.测试自动化•HON.TECHHT-3302•Forstoragecard•AdvantestM6300•ForDDR2•承载待测品进行测试的自动化机械结构，其内有机械机构将待测品一颗颗从标准容器内自动的送到测试机台的测试头（TestHead）上接受测试，测试的结果会从测试机台内传到分类机内，分类机会依其每颗待测品的电性测试结果来作分类（此即产品分Bin）的过程；此外分类机内有升温装置，以提供待测品在测试时所需测试温度的测试环境，而分类机的降温则一般是靠氮气，以达到快速降温的目的。测试机台一般会有很多个测试头（TestHead），个数视测试机台的机型规格而定，而每个测试头同时可以上一部分类机或针测机，因此一部测试机台可以同时的与多台的分类机及针测机相连，而依连接的方式又可分为平行处理，及乒乓处理，前者指的是在同一测试机台上测试程序同时控制多台分类机进行测试，而后者是在同一测试机台上多台分类机以不同的测试程序同时进行待测品的测试。M6300SystemFlow#1PreciserBuffer(option)StockerSetPlateC-TrayExitChamberHifixTestChamberSubChamberunit(option)SoakChamberP&PLoaderP&PUnloaderICMovingTestTrayMovingTestTray#10Stocker(option)SubChamberunit(option)HT3302SystemFlowHT-3308SystemFlow•测试分类机的机械结构在取放IC的操作时需要时间，一颗IC流程为(输入端DUT)+测试+(DUT输出端)。因此即使测试时间为0秒，设备最高产出也有上限。改善UPH(每小时产出)的方式：(1)选用IndexTime较短的分类机(2)ParallelDut测试若机台的IndexTime为10秒，即使则客户的测试程序的测试时间小于10秒，每小时的产出最高为3600/10=360在承接客户新产品，要先了解客户产品的测试秒数，才能换算测试程本、预估产能。•测试机和分类机必须固定在一起(称为Ducking)，因此有定位的问题要处理，否则IC在测试时会有Contact不良的问题，Ducking的方式有下列两种:SoftDucking:做法是固定分类机后,移动测试头，在将TestSocket移动到IC摆放位置后，再将测试头固定，达到固定的做法。(因换线时，较费人力、时间,因此厂内不采用)HardDucking:在LoadBoard和分类机中间有GuideHole及GuidePin提供固定位置，只要GuidePin及GuideHole对准，就算定位完成(因此换线较快)。MemoryTester和Handler的连接面己经是HardDucking的设计。在LogicTest则必须加上一块SocketBase(DuckingInterface)。其构造为一块中间挖空的铁块。挖空的部份必需依TestSocket来设计，外框则必需Handler连接面大小来设计。因此使用不同的TestSocket及Handler，就需要不同的SocketBase。•2）测试程序（TestProgram）：CP,FT,QC,QA,Characterization•每批待测产品都有在每个不同的测试阶段，如果要上测试机台测试，都需要不同的测试程序，不同品牌的测试机台，其测试程序的语法并不相同，因此即使此测试机台有能力测试某待测品，但却缺少测试程序，还是没有用；一般而言，因为测试程序的内容与待测品的电性特性息息相关，所以大多是客户提供的。CP：WaferSortTest与Speed无关的GoodDie的筛检。FT：FinalTest依DataSheet加上GuardBand(测试规格)。QC：QualityControl依DataSheet(产品规格)QA：QualityAssuranceCharacterization：产品电气特性3测试机台介面Load/DutBoardSocketGuideDutAdvantestHiFix•这是一个要将待测品接脚连接上测试机台的测试头上的讯号传送接点的一个转换介面，此转换介面，依待测品的电性特性及外形接脚数的不同而有很多种类，如：Hi-Fix（存贮器类产品）、FixtureBoard（逻辑类产品）、LoadBoard（逻辑类产品）、AdoptBoard+DUTBoard（逻辑类产品）、Socket（接脚器，依待测品其包装方式、接脚的分布位置及脚数而有所不同）。•每批待测品在测试机台的测试次数并不相同，这完全要看客户的要求，一般而言逻辑性的产品，只需上测试机台一次（即FT1）而不用FT2、FT3，如果为存贮器IC则会经过二至三次的测试，而每次的测试环境温度要求会有些不同，测试环境的温度选择，有三种选择，即高温、常温及低温，温度的度数有时客户也会要求，而即于那一道要用什么温度，这也视不同客户的不同待测品而有所不同。•一般而言，商用IC的低温-10℃~0℃,高温约为70℃~80℃。若是IC是属于工业规格，低温会测到-45℃，高温会测到90℃。一般常温系指室温，分类机在温度的设置为NoControl。•测试愈低温时，氮气的消耗量会愈大，相对的制造成本会增加。测试愈低温时，需要升温除湿的时间和次数要增加，相对的制造成本会增加。•每次测试完，都会有测试结果报告(SummaryReport)，若测试结果不佳(LowYield、Open/Short过高etc.)，则可能会产生Hold住本批待测品的现象产生，此时工程师会先就不良原因进行分析，进行处理，必要时通知客户。ADVANTESTChangeKIT3.预烧炉（Burn-InOven）（测试高单价IC才有此程序）•在测试存贮器性产品时，在FT1之后，待测品都会上预烧炉里去BurnIn，其目的在于提供待测品一个高温、高电压、高电流的环境，使生命周期较短的待测品在BurnIn的过程中提早的显现出来，降低产品在客户使用时的FailureRate。在BurnIn后必需在Burn-InWindow的时效内，待测品BurnIn物理特性未消退之前完成后续测试机台测试的流程，否则就要将待测品种回预烧炉去重新BurnIn。在此会用到的配件包括Burn-InBoard及BurnInSocket..等。预烧炉图MemoryBurnInBoardLogicBurnInBoard4.电性抽测•在每一道机台测试后，都会有一个电性抽测的动作（俗称QC或Q货），此作业的目的在将此完成测试机台测试的待测品抽出一定数量(如依照MIL-STD-104D)，重回测试机台，看其测试结果是否与之前上测试机台的测试结果相一致，若不一致，则有可能是测试机台故障、测试程序有问题、测试配件损坏、测试过程有瑕疵、人员混bin..等原因，原因小者，则需回测试机台重测，原因大者，将能将此批待测品Hold住，等待工程师、生管人员与客户协调后再作决策。5.镭射打印（LaserMark）•利用镭射打印机，依客户的正印规格，将指定的正印打到IC的上面。同样的IC，客户会因出货给不同的客户、不同的测试结果等因素，在IC正印打上不同的LOGO。再加上IC可能来自不同的封装厂，胶体使用不同的材质，镭射光的强度会有所不同。因此工程师要取得和同一来源的IC做出Sample，让客户认证。因为LaserMark站为破坏性的作业站，因此生产单位在上线时，首件检查的动作就非常重要。同一批产品因为测试后分Bin要打不同的LOGO，会加制程的复杂度，使成本增加。不同的LOGO，会因LOGO的复杂度不同，LaserMark的UPH也会不同。镭射打印机6.人工检脚或机器检脚•检验待测品IC的正印、接脚的对称性、平整性及共面度等，这部份作业有时会利用镭射扫描的方式来进行，也会有些利用人力来作检验。•IC在整个制程中，IC不断地有机械性接触，可能造成弯脚。弯脚可能造成在IC组装到PCB后，造成短路、缺焊等问SMTLINE的问题。LeadScan本身为光学量测的仪器，本身会有量测上的误差，为了确保出货外观的品质，通常采用Overkill的方式来设置参数(OverkillRate由实验中得到)，再由人工对被Overkill的IC做复检。7.检脚抽检与弯脚修整•对于弯脚品，会进行弯脚品的修复作业，然后再利用人工进行检脚的抽验。•8.加温烘烤（Baking）在所有测试及检验流程之后，产品必需进烘烤炉中进行烘烤，将待测品上水气烘干，使产品在送至客户手中之前不会因水气的腐蚀而影响待测品的品质。•9.包装（Packing）将待测品依其客户的指示，将原来在标准容器内的待测品的分类包装成客户所指定的包装容器内，并作必要的包装容器上之商标粘贴等。谢谢！