A szondakártya NYÁK a félvezető lemeztesztelő rendszer jelentős összetevője

Kulcsszavak: tűkártya

Általánosságban a tűkártya eldobható eszköznek számít, és a karbantartás elengedhetetlen a teljesítménye és használhatósága biztosításához. A túlterhelés, valamint a wafer kötőanyagából származó törmelék lerakódása a tűk hegyén vagy a tűtűkön az ellenállás növekedését és a helyes leolvasás akadályozását okozhatja.

Mit Jelent egy Tűkártya?

Lényegében a tűkártya egy lap vagy interfész, amelyet a félvezető waferek tesztelésére használnak. A gyártás és szállítás előtt a waferen található integrált áramkörök elektromos tulajdonságait és teljesítményét ezen az összeköttetésen keresztül ellenőrzik az Automata Tesztberendezéssel.

Lényegében a tűkártya mechanikai és elektromos interfészként szolgál az elektronikus tesztrendszer és a tesztelt berendezés között. Minden tűkártya a következő összetevőket tartalmazza:

A tűkártya egy olyan eszköz, amelyet a szilícium waferek ellenőrzésére használnak az LSI előgyártási fázisában. A tűkártya egy kör alakú nyomtatott áramköri lap (NYÁK), amelyhez tűtűk vagy tűk csatlakoznak.

A waferen előállított minden egyes LSI chipet elektromosan megvizsgálnak úgy, hogy a NYÁK-on elhelyezett több tűtű hegyét egyszerre érintik. A tűkártyák szakadásokat és rövidzárlatokat észlelnek, miközben az elektromos áramot és a nagy frekvenciákat is mérik. A tűkártyát általában egy wafer tesztelő próbálóberendezéséhez rögzítik, és a vizsgálat során felülről érintkezik egy wafer chippel az állványon.

Példák tűkártyákra

A tűkártyák szerkezetük alapján osztályozhatók, beleértve a tűk igazítását és rögzítését. Az alábbiakban két példa tűkártyát és tulajdonságaikat mutatunk be.

Függőleges (fejlett) tűkártya

Egy függőleges (fejlett) tűkártya egy NYÁK-ból és egy blokkból áll, amelyre merőleges tűk vannak elhelyezve. Ez a fajta tű rácsban igazítható, vagy több chip mérésére használható. A karbantartás egyszerű, mivel a tűk külön-külön cserélhetők. Ezenkívül a horpadások minimalizálhatók, így minimális kárt okozva a "katonáknak" (forrasztási pontok). A gyártási költségek azonban meglehetősen magasak, ami nem teszi alkalmassá waferek alumínium elektródapárnáira.

Konzolos Tűkártya

A konzolos tűkártya tűi volfrámból és más hasonló anyagokból készülnek. Ezek a tűk közvetlenül egy NYÁK-ra vannak szerelve.

Ez a típus alacsonyabb költséggel hozható létre, mint a függőleges forma. Tűi szűkebb osztásközzel is elhelyezhetők, hogy alkalmazkodjanak az alumínium párnákhoz. A függőleges típussal szemben a konzolos típus több korlátozást jelent a tűk elhelyezésére és nagyobb horpadásokat okoz. Ez a típus azt is megköveteli, hogy az operátorok időt és erőfeszítést szenteljenek a rutin karbantartásnak, mint például a javításnak és a beállításnak.

A Nyomtatott Áramköri Lap

Szerves szubsztrát (többrétegű)

Az is látható, hogy ez a Tűkártya most már a wafer tesztrendszer része, de tesztelni kell, mielőtt bekerülne a tesztrendszerbe. A megnövekedett teljesítményigény és eszköz sávszélesség miatt szükséges megfelelni a nagy teljesítményű áram- és jelátvitel követelményének az elektromos tesztelés során. Ezek az igények hajtják a tűkártya tesztelésével kapcsolatos problémákat.

A tűkártyákat úgy tervezték, hogy a vizsgált berendezés összes párnáját illesszék a tűkhöz. Ahhoz, hogy egy tűkártyát létrehozzanak, a felhasználónak meg kell adnia a tűkártya NYÁK gyártójának az eszköz elrendezésének mechanikai terveit vagy az eszköz egy mintáját.

A tűkártyák lehetnek egyszerűek, csak egy tűvel (egy dióda), vagy összetettek, akár ezer tűvel is. A kábelcsatlakozás a tűkártyához (ami meghaladhatja a 160 tűt) általában élsarok (akár 48 tűig) és szalagkábel segítségével történik.

Hogyan Működnek a Tűkártyák?

Vegyük a félvezetők gyártását példaként arra, hogyan lehet leegyszerűsíteni a folyamatot. A szilíciumgyártási folyamat során számos integrált áramkör található.

Ezután a wafert felvágják, becsomagolják és elküldik. A csomagolás előtt azonban ellenőrizni kell az áramkörök működését. A tűkártyát az elektromos tesztelés segítésére használják. Ezt a tűkártyát egy proberbe helyezik, amelyet ezután a tesztelőhöz csatlakoztatnak, hogy elektromos csatornát biztosítson a tesztelő és a félvezető wafer között. Ez a tűkártya ezután fémtűivel vagy elemeivel kapcsolódik a waferen lévő IC-chip padokhoz, továbbítva az elektromos adatokat és a lényeges tesztparamétereket.

Mivel a tesztelő fejét a waferen lévő padokhoz vagy fémdugókhoz kell csatlakoztatni az elektromos adatok átviteléhez, a prober ilyennek tekinthető. Ezt a szondát a tűkártya dokkolására, a waferre süllyesztésére és a dugók vagy tűk érintkezéséig való várakozásra használják, mielőtt áramot engednének át a kapcsolatokon. Az oxidréteg eltávolításához és az alatta lévő fémmel való kapcsolódáshoz szükséges, hogy ezek a szondatűk mozogjanak, amikor érintkeznek a wafer fémdugóival.

Fejlett Tűtípusok

A ma elérhető tűkártyák sokfélesége, amikor eldöntjük, milyen típusú kártyát használjunk a waferek tesztelésére, azt mutatja, hogy a tűtechnológia az elmúlt években nagyot fejlődött. Nézzük meg a fejlett szondák sokféleségét:

Függőleges TűEzek a függőleges tűk olyan kártyák, amelyeket több lapkás eszközök, például általános célú mikroszámítógépek és logikai áramkörök vizsgálatára használnak. Kiváló választás nagyfrekvenciás és apró padú waferek számára, mivel ezek a tűk általában rövidek és függőlegesen vannak elrendezve a szubsztrát körül.

MEMS-SP

Ez a típusú szonda kihasználja a MEMS technológia előnyeit, és lehetővé teszi a mikroprocesszorok és logikai eszközök nagyon pontos és megbízható tesztelését ezzel a tűkártyával. A piacon elérhető legfejlettebb tűtechnológiát MEMS-nek vagy Mikro Elektro Mechanikai Rendszernek nevezik. Egyetlen leszállással egy kapcsolatot létesíthet a waferrel.

Az U-Probe kártyák nagyon hasznosak a memóriaeszközök teszteléséhez. Egyetlen lefelé irányuló érintéssel vagy érintkezéssel kapcsolatba léphet a waferrel, amely körülbelül 12 hüvelyk hosszú.

Bárhol, a félvezető wafer bármely pontján használható, és egyenletes sikálást generál a legjobb eredmények érdekében.

Miért használják a Tűkártya NYÁK-ot?

A következők a leggyakoribb okok, amiért tűkártya NYÁK-okat használnak. Ezek közé tartoznak a manipulátor korlátai, az eszköz elrendezése és a gyártás. Most menjünk át mindegyiken részletesen.

Manipulátor Korlátok

Egy tipikus prober a tűkártya használata nélkül csak 8-12 kézi manipulátort tudott elhelyezni egy platen nyílás körül. Továbbá a kezelőnek minden egyes tűhegyet manuálisan kell beállítania, ami időigényes és munkaigényes művelet.

Az eszköz elrendezése

A tűkártyák hasznosak, amikor a felhasználónak nagyszámú (>12) tűvel kell szondáznia egy eszközt.

GyártásA szondázási gyártási alkalmazások széles körben használnak tűkártyákat. A gyártási alkalmazások lehetnek egyszerűek, mint egy egy tűs dióda, vagy olyan összetettek, mint több száz tűvel rendelkező integrált áramkörök.

Ez a tűkártya elektromosan csatlakoztatható a tesztműszerhez és fizikailag dokkolható a proberrel. A fő cél az elektromos kapcsolat létesítése a tesztberendezés és a wafer áramkörei között, lehetővé téve ezen áramkörök ellenőrzését és tesztelését a vágás és csomagolás előtt. Egy NYÁK-ból és számos érintkező elemből áll, amelyek általában fémből készülnek, de más anyagokból is építhetők. A gyártási költségek csökkentése és a termelékenység növelése érdekében teljes körű, nagy teljesítményű tűkártyákat tervezünk és gyártunk.