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半导体测试的流程是怎样的?
2021-10-25
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半导体测试板的测试流程介绍

测试过程是在IC封装载板组装后对组装产品的电气功能进行测试,以确保IC在出厂时的功能完整性,并将已测的产品根据其电性功能进行分类,作为IC不同等级的评估依据。最后对产品做外观检验操作。

电性功能测试是对产品的各项电性参数进行测试以确保产品能够正常运行。用于测试的机器会根据产品的不同测试项目加载不同的测试程序;并且外观检查的项目繁多,并且根据装配类型的不同而不同,包括引脚的各种性能,印字(标记)的清晰度,以及模具是否损坏。随着表面贴合技术的发展,为了保证成品与基板之间的准确定位和完全贴合,对成品引脚的性能进行检查是很重要的。下面将介绍测试过程

1. 上线准备


上线准备的目的是将上游厂商发来的包装中待测产品拆开包装,一个一个放入标准容器中(一个盘子可以放几十个,每个盘子可以放一个标准容器。数量和容器规格因被测产品的形状而异),这样当测试仪安装在测试机(Tester)上时,被测产品就可以定位在分拣机( Handler可以定位待测产品,并使其内部的自动机械机构可以自动上下料。)

2、测试机测试(FT1、FT2、FT3)

待测产品入库后,通过入库检验和在线准备,然后上试机进行测试;如上所述,测试机根据测试产品的电性功能可分为逻辑IC测试机和内存IC测试机和混合IC测试仪分为三种类型。测试仪的主要功能是发出被测产品所需的电信号,并接受被测产品因此讯号所响应的电性讯号,对产品的电气测试结果做出判断。当然测试机中的这些控制细节是由为被测产品编写的测试程序控制的。即使是同类型的试验机,由于每个被测产品的电气特性和试验机测试能力的限制。一般来说,在一个测试工厂里,会有很多适合被测产品电性特性的测试机;除了测试机台,测试产品要完成测试还需要一些测试配件才能完成电性测试:

1)分拣机(Handler) 一种自动化的机械结构,承载被测产品进行测试。有机械机构将待测产品从标准容器自动送到测试机台的测试头进行测试。测试结果会从测试机传送到分类机内。分类机将根据每个测试产品的电气测试结果进行分类(这是产品分为Bin);此外分类机内还有温升装置,用于在试验过程中为试验品所需的试验温度提供试验环境,分选机的温度一般依靠氮气来达到快速冷却的目的。

测试机台一般有很多测试头(Test Head),数量取决于测试机的型号规格,每个测试头可以同时配备一部分模拟或针式测试仪,所以一台测试机可同时连接多台分拣机和测针机,按连接方式可分为并行处理和乒乓处理。前者是指多台分类机在同一台试验机上,试验过程相同。测试同一批次的测试产品,后者是在同一台测试机上的多台分拣机上以不同的测试程序同时测试不同批次的测试产品。

2) 测试程序(Test Program) 每批待测产品都有不同的测试阶段(FT1、FT2、FT3)。如果要在测试机上测试,需要区分不同的测试程序和测试机。测试程序的语法不一样。因此,即使测试机能够测试某个待测品,但缺少测试程序,也无济于事;一般来说,因为测试程序的内容与待测品的电性特征密切相关,所以大部分是由客户提供的。

3) 测试机台接口 ,这是一个转换接口,将待测产品引脚上的信号连接到测试机台测试头上的信号传输触点。这种转换接口取决于被测产品的电气特性和不同形状的引脚有多种类型,例如:Hi-Fix(内存产品)、Fixture Board(逻辑类产品)、Load Board(逻辑产品)、Adopt Board + DUT Board(逻辑产品)、Socket(接脚器件取决于待测产品的管脚分布和管脚数量)。

每批测试产品在测试机台上的测试次数是不一样的。这完全取决于客户的要求。一般来说,逻辑产品只需要在测试机上测试一次(即FT2),而不是FT1和FT3。对于内存IC,会经过两到三个测试,每次测试的环境温度要求都会有些不同。测试环境的温度有高温、常温、低温三种选择。有时客户可能会要求温度的程度。预热比冷却需要更多的时间,使用什么温度取决于为不同客户测试的不同产品。

半导体测试板每次测试后,都会有测试结果报告。如果测试结果不好,可能会出现该批次被测产品的滞留现象。

3. 预烧炉Burn-In Oven (此程序只适用于测试内存IC)

测试内存产品时,FT1后,测试产品将在预烧炉中烧录。目的是为被测产品提供高温、高电压、大电流的环境,使被测产品的生命周期短。该产品出现在烧录过程的早期。在烧录之后,必须在烧录 后96 小时内完成烧录产品物理特性测试前的后续测试机测试过程。否则,必须将要测试的产品返回给预测。燃烧炉子重新燃烧。这里用到的配件有Burn-In Board和Burn In Socket等。

4. 电气取样测试

每台机器测试后,都会有一次电样测试动作(俗称QC)。此操作的目的是提取一定数量的已被测试机测试过的待测试产品并返回到测试机。测试程序、测试机、测试温度都不变,在测试机上看测试结果是否与之前的测试结果一致。如果不一致,可能是测试机故障、测试程序问题、测试配件损坏、测试过程中的缺陷……等原因。如果原因较小,则需要返回测试机重新测试。如果原因较大,您可以拿着待测产品的批次,等待工程师、生产管理人员与客户协调做决定。

5. 标记扫描

使用机械视觉设备检测待测产品上的产品标志。内容包括标记的位置偏斜度和内容的清晰度等。

6.人工检引脚或机器检引脚

检验待测品IC引脚的对称性、平整性和共面度。这部分操作有时是通过激光扫描的方式,也会有些利用人力来完成的。

7、检引脚抽检及弯脚修整

对于弯脚产品,先对弯脚产品进行修复,然后利用人工进行引脚的抽检。

8. 加温烘烤(Baking)

所有的测试和检验程序后,产品必须在烘烤炉中烘烤,待测产品上水气烘干,使产品在发送到客户手上之前不会受到水蒸气腐蚀而影响待测品的质量。

9. 包装

根据客户的指示,将待测产品在标准容器中原有待测产品的分类包装成客户指定的包装容器中,并在包装容器上粘贴必要的商标等.

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