自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置的製作方法
2023-12-11 15:39:52 1
專利名稱：自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置。
背景技術：
在集成電路(IC)設計、製造技術領域，存在著去偽存真的需要，篩選殘次品，防止進入下一道的工序，減少下一道工序中的冗餘的製造費用，這就需要調試與測試。調試與測試所需的設備是自動測試設備，簡稱ATE (Automatic Test Equipment)。 ATE存在於前道工序(Front End)和後道工序(Back End)的各個環節，具體取決於工藝 (Process)設計的要求，檢測集成電路功能完整性，以確保集成電路生產製造的品質。當前的晶片製造商需要更小的晶片尺寸卻要求更多的功能集成，解決此問題有兩種方法，一種是系統集成晶片(SOC)，另外一種是採用多晶片封裝(SIP)，SIP的良好的上市速度和靈活性為當前市場的熱門技術。多晶片是進行經測良片(Known Good Die, KGD)的銷售，所以並沒有終測(Final Test, FT)的程序，所有的程序需要在探針臺上完成，會給程序開發帶來調試的困難。現有的測試裝置構成如附圖8所示，從下至上分別為探針臺O^ober) 81、探針卡 (Probe Card，PC) 82、測試彈簧針環(Pogo Tower) 83、晶片測試板(WPI) 84和自動測試設備 (ATE)85，待測晶圓片(Wafer)88封閉在探針臺81內，上面接探針卡82。所以在調試ATE測試程序時，尤其是測試結果出現錯誤時，因Wafer封閉在ftx)ber裡面，無法觀察，也無法對 Wafer的輸入輸出信號用輔助測試設備(如示波器，網絡分析儀等)進行肉眼觀察和判斷， 從而無法精準定位問題根源是出自待測晶圓片(Wafer)本身還是出自測試硬體(包括ATE、 WPI>Pogo Tower,Probe Card或者是它們之間的接觸點)還是出自ATE中的測試程序。另外，Wafer封閉在ftx)ber中，安裝時間長，成本高。綜上所述，對於測試工程師而言，他們必須在測試程序開發中面臨多種設備，至少兩種設備的困擾:ATE機臺和探針臺。探針卡很難提供信號監控等調試手段，因此工程師花費大量時間在設置Wafer (晶圓片)和探針臺，而且晶圓測試的結果要和終測(FT)的結果一致同樣需要花費大量的時間，在當前上市速度至關重要的時期，如何快速完成晶圓級程序開發測試成為集成電路技術領域亟待解決的問題。因此，業界急需一種自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置。
發明內容
為彌補現有技術的不足，本發明目的是針對當前SIP的趨勢，對晶圓級測試程序開發進行快速調試。本發明提供一種自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，為了實現上述目的，本發明的技術方案如下自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，包含自動測試設備、晶片測試板、測試彈簧針環和探針卡，其特徵在於，還包含探針環和印刷電路板。
如上的一種自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其中，該自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置由下至上為該自動測試設備；該晶片測試板，裝在該自動測試設備上；該測試彈簧針環，裝在該晶片測試板上；該探針卡，裝在該測試彈簧針環上，用螺絲固定；該探針環，設置於該探針卡上，通過該探針卡的螺絲安裝孔對齊；該印刷電路板，帶有夾具，待測試晶片置於該夾具中，該印刷電路板上具有信號引腳或者信號點，靠近該待測試晶片的關鍵輸入輸出信號點的該信號引腳或者信號點連接輔助測試設備。如上的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其中，該輔助測試設備為示波器。如上的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其中，該輔助測試設備為網絡分析儀。如上的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其中，該自動測試裝置中具有電壓補償單元。本發明的有益效果是(1)無需再使用探針臺而對封裝樣片直接調試晶圓測試程序，提高了效率同時增加了調試的靈活性。(2)晶片測試信號可以在終測(FT)的環境中監控，在完成調試後，將相關的調試工具拿去，同樣的探針卡和程序可以直接用於晶圓級的量產測試。(3)可以外接多種輔助測試設備，允許在程序調試中通過外用手段來達到對信號的驗證，觀察信號直接、有效，能夠定位問題根源是來自被測晶片還是來自眾多測試硬體， 開發調試時間周期短。(4)結構簡單，本發明大大方便了晶圓級測試程序的開發與調試。(5)使用了部分共用的測試硬體(ATE，WPI，Pogo Tower和ftx)be Card)，因此，不需要增加設備投入經費。
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
的詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。圖1為本發明裝置結構組成示意圖。圖2為本發明中WPI板的示意圖。圖3為本發明中Pogo Tower的示意圖。
圖4為本發明中Probe Card (PC)的示意圖。圖5為本發明中Pogo環的示意圖。圖6為本發明中帶Socket的PCB板的示意圖。圖7為本發明裝置組裝好之後的整體示意圖。圖8為現有測試系統的組成示意圖。
圖9為使用本發明裝置的測試結果與現有技術測試結果之間的對比表格。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面進一步闡述本發明。圖1至圖7表示了本發明的測試裝置結構示意圖。測試裝置由下至上分別由以下部分構成自動測試設備(ATE) 1，晶片測試板2 (Wafer Prober Interface,以下簡稱WPI板)；裝在該ATEl上，圖2 為示意圖。測試彈簧針環3 (以下簡稱Pogo Tower)，裝在該WPI板2上；圖3為示意圖。探針卡4 (Probe Card,簡稱PC)，裝在該Pogo Tower3上，用螺絲固定；圖4為示意圖。探針環5 (以下簡稱Pogo環)，調試用，通過探針卡4的螺絲安裝孔對齊，然後在探針卡4的上面放置調試工具的Pogo環5 ；圖5為示意圖。印刷電路板6 (以下簡稱PCB板)，帶有夾具(Socket) 7，待測試晶片8置於Socket7 中。帶有Socket的PCB板6如圖6所示。在PCB板6中，將重要的信號引腳或者信號點布線布好。調試測試程序時，在靠近待測試晶片8的關鍵輸入輸出信號點的信號引腳或者信號點連接輔助測試設備9，將關鍵輸入輸出信號點作為觀察點，通過對輔助測試設備9的肉眼觀察和判斷，有效定位問題所在。該輔助測試設備9可以為示波器、網絡分析儀等。圖7為本發明裝置裝配好之後的整體示意圖。由上述說明可見，Pogo Tower和Pogo環很方便的將WPI板、PC和PCB板連接了起來，構成信號傳輸通道。測試者在ATE上運行測試程序，ATE輸出相應測試信號，經WPI板、 PC和PCB板傳輸至待測試晶片，並同時讀取被測試晶片的輸出返回信號。但這些返回信號非常抽象，不能夠直觀反映問題。因此，當測試出現問題時，可以藉助與PCB板相連的輔助測試設備直觀地觀察問題。這樣可以很方便的知道問題是出在測試程序本身，還是出在WPI 板和PC等硬體，從而快速有效地調試晶圓級測試方案。在本發明的其中一個實施例中，ATEl中具有電壓補償單元。因本發明中用到探針環5和帶夾具(Socket)的PCB板6，因具有阻抗而會在線路上帶來電壓損失，可以用萬用表測量這兩者疊加後的通道阻抗值，由電壓補償單元在ATE端編程進行電壓補償。圖9表格顯示了使用本發明裝置的測試結果與現有技術測試結果之間的對比。本測試結果在尚未進行電壓補償的實驗條件下進行。由對比表可以看到使用本發明測試晶片，如下主要測試參數休眠模式下的電源電流、工作模式下的電源電流、內部電源電壓參照、電流源控振蕩頻率、接觸阻抗，測試結果有如下規律1.測試結果的中間值、最小值和最大值均處於低限和高限之間的有效值區域；2.測試結果非常接近現有技術中Wafer測試的結果；3.本發明的測試結果比現有技術的結果更為集中。以休眠模式下的電源電流為例，現有技術的測試結果最小值為0. 002，最大值為0. 999 ；而本發明的測試結果最小值0.四，最大值為0. 99，明顯的，本發明方法較現有技術更為集中，說明可重複性更好。本發明使用了部分共用的測試硬體(ATE，WPI，Pogo Tower和ftx)be Card)，因此， 不需要增加設備投入經費。本發明僅增加了探針(Pogo)環和PCB板(帶有晶片夾具)，被測晶片置於Socket 中。可以通過PCB板外接多種輔助測試設備，允許在程序調試中通過外用手段來達到對信號的驗證，從而定位問題根源是來自被測晶圓晶片還是來自眾多測試硬體，有助於晶圓級測試程序的開發。而在現有技術中，封閉安置在探針臺中的被測晶圓片則無法實現外接輔助測試設備。使用本發明，無需再使用晶圓測試環境(探針臺81)，達到了靈活調試晶圓級測試程序的目的。本發明用到的探針環和PCB板安裝很快，通常只需幾分鐘。而在現有技術中，在探針臺上安裝探針卡和待測晶圓晶片至少需要幾個小時。因此，使用本發明可大大提升效率， 方便了晶圓級測試程序的開發與調試。本發明採用探針環、PCB板和相關的調試工具，無需探針臺而對封裝樣片直接調試晶圓級測試程序。晶圓測試信號可以在終測(FT)的環境中監控，在完成調試後，將相關的調試工具拿去，同樣的Card、WPI和程序可以直接用於晶圓片的量產測試。而現有調試技術均需要用到探針臺，結構非常複雜，無法直接有效地觀察到信號，造成開發調試困難，時間周期長。以上說明和圖示僅為了清楚說明和易於理解本發明，本領域技術人員應可以增加或者減少某個部件，或者對某個部件做出簡單變換；所有簡單的變換、增減和應用場合的改變均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，包含自動測試設備、晶片測試板、測試彈簧針環和探針卡，其特徵在於，還包含探針環和印刷電路板。
2.如權利要求1的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其特徵在於，該自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置由下至上為該自動測試設備；該晶片測試板，裝在該自動測試設備上；該測試彈簧針環，裝在該晶片測試板上；該探針卡，裝在該測試彈簧針環上，用螺絲固定；該探針環，設置於該探針卡上，通過該探針卡的螺絲安裝孔對齊；該印刷電路板，帶有夾具，待測試晶片置於該夾具中，該印刷電路板上具有信號引腳或者信號點，靠近該測試晶片關鍵輸入輸出信號點的該信號引腳或者信號點連接輔助測試設備。
3.如權利要求1的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其特徵在於，該輔助測試設備為示波器。
4.如權利要求1的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其特徵在於，該輔助測試設備為網絡分析儀。
5.如權利要求1的自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，其特徵在於，該自動測試設備中具有電壓補償單元。
全文摘要
本發明屬於集成電路技術領域，用於自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案。本發明公開的是一種自動測試裝置終測環境下調試晶圓級測試方案的裝置，包含自動測試設備、晶片測試板、測試彈簧針環和探針卡，其特徵在於，還包含探針環和印刷電路板。使用本發明無需探針臺而對封裝樣片直接調試晶圓測試程序；晶圓測試信號可以在終測的環境中監控，在完成調試後，將相關的調試工具拿去，同樣的探針卡和程序可以直接用於晶圓級量產測試；結構簡單，觀察信號直接、有效，開發調試時間周期短；本發明大大方便了晶圓級測試程序的開發與調試。
文檔編號G01R31/28GK102435929SQ20111030515
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者曹效昌, 王堅 申請人:上海捷策創電子科技有限公司