芯片测试平时都干些嘛呢?也一堆杂事,最近闲得无聊,写一写。也算是个记录吧,最近学到的,以免日后忘了。
经理曾经转给我一篇文章,说IC测试工程师应该干些啥?看过,没记得住多少,
有几点印象还算深吧,
一、反正就是多学习、多动脑、多思考(一个意思)
多学习:既然已经是测试工程师了,那必要的技能是要掌握的,测试原理和方法、测试机的脾气、特性、精度,等等。
多动脑:如果只是重复性的把别人的SPEC上test Conditions变成一条条测试机语言,没有思考,也只是工人而已。
多思考:要做到知其然,知其所以然。
高级的IC测试工程师是应该可以给设计人员提出建设性意见的,比如DFT(design for test)的设计。(好吧,目前还达不到)。
二、主动发现问题、解决问题
测试工程中难免会遇到各种问题,比较多的就是良率异常。其他的就是测试方法原理等。首先需要排除是否为测试环境问题,如测试机本身、loadboard设计、测试方法、测试顺序、等,技术问题,还有地面静电,接地,湿度,温度等环境问题。然后再怀疑是否为产品问题。是wafer还是FT(成品),wafer的话找工艺厂,FT找封装厂,做失效分析等等。
另外,测试工程师接触最多的就是数据了,数据就是你的财富,从数据中你可以看出很多东西,不要因为pass了就不管了,有的问题,常常不会表现在pass or fail上,从数据上,你可以看出测试的稳定性,生产工艺的稳定性,设备是否需要校准,工艺是否需要调整,测试方法和测试环境是否需要调整,都可以看得出来。 等等,还有很多。只是忘记了。。。。。。
就拿最后这个举个例子吧,最近深有体会的。也是不断自我积累中的一个代表吧
上图是某产品同一批次的CP(chip probe wafer阶段的测试)和FT(成品)数据,右图为CP数据,左图为FT数据;前几天我发现,虽然数据pass了,从良率上看不出来问题。但是分布差异一眼就看出来了。产品是啥就不说了,比较简单,这个参数是测试某个out pin的驱动能力。理论上说,这是个直流参数,不会受封装的影响,理论上CP数据应该和FT数据的分布一致,基本上应该是高斯分布,典型值也应该不会差太多,结果CP正态性很差,在上限附近分布较多,预期失效率PPM也比较大,而FT数据分布正态性很好,预期失效率PPM为0!!!
两点差异:1、分布不一致;2、中心值偏差较大。
这时候就需要查找问题了。
首先从原理上弄清楚,数据应该是什么样子的。
如图,很简单,测source和sink电流就如图中这样,其实也相当于测试output pin对VDD和GND的输出电阻。
此产品在测试source电流的时候,是图一中上边的管子打开,根据IV曲线,管子工作在线性区,斜率较大,如果output pin上force的电压有一个小的偏差,那么测到的电流也会相应的偏差得比较大;如果是测试sink电流,图二中下边的管子打开,但此时管子工作在饱和区或恒流区,output pin上force的电压有一点偏差,对测得的电流也不会造成很大的偏差,很小;这也就是为什么source的分布会有较大差异,而sink电流的分布CP和FT差别不大。
问题定位:实际上FT的结果才是最符合仿真值的,性能更好,分布什么的是最接近的,那么问题就是在CP的时候出现的,那么问题就定位了,CP测试source电流时force的电压不准,或者说是在线路上有电压损耗,我们希望在离芯片最近的地方——pad上force一个精确的VDD-1V电压,测试source电流,但是因为探针与pad的接触电阻、探针与probe card接触的电阻,probe card 与loadboard的导线电阻、loadboard上继电器触点间的电阻、loadboard与测试机通道的导线电阻等等,加在一起,因为有电流的存在,所以force的电压是有损耗的,那么施加在pad上的电压,就会小于VDD-1V,那么根据IV曲线,测得的电流肯定会小一点。
在FT阶段也会存在一些电压损耗等等,但是会小得多。可以接受。
解决办法:简单计算一下,理想的认为CP与FT的偏差都是由于各种电阻引起的,那么1/29.3=34.1ohm,1/26.9=37.2ohm,偏差3.1ohm。
由于从测试机的PMU(参数测量单元)开关一直到loadboard上之间的导线电阻很小,L/B到探针的焊接点电阻也较小,电阻可能就分布在探针与pad之间的接触电阻,接触电阻,可大可小,小到微欧姆,大到几个欧姆,大小跟探针与pad上的针压OD值有关,改用不同OD值,测试同一颗die观察数据变化。问题解决。
另外最佳的办法是采用开尔文四线测试法,在同一个pad上扎两根针,用两套测试系统,一路force电压,有电流流过,另一路sense,因为没有电流流过,所以整个线路上的电阻都克服掉了,得到的电压值就是pad上准确的force电压值,可以根据读到的准确电压,动态的改变另一个force源的值,以使得sense到的值在满足要求的范围内。此时误差仅剩下系统误差,读误差,全范围误差,随机误差等等,手册上都会有每个测量源的最大误差值,如果满足精度要求,那么,参数就测准了。
其实产品很简单,犯不着用开尔文测试,第一、针卡需要重做,有成本,第二、测试机也需要支持开尔文测试,有的测试机在内部是force线和sense线短在一起的,对用户开放的就只有一根线,就没办法四线,而且支持四线的测试机成本也会相应的提升一些。第三、仅是CP测得偏小一点,但是在FT时候正常,参数性也更好了,所以也就没有必要在CP阶段卡的很严,相反可以适当放宽CP的范围,在FT严格的卡一下,这样会提高一下CP的良率进而节约成本。
其实重要的是思考的方式,以上不重要了。。。bulabula。。。。好吧,跟师傅讨论完,很受用。
不过也是醉了,需要考虑到这么远,以后道路还远着呢,慢慢走吧。
我一直在路上。。。。
That's all !!
本帖最后由 wsmysyn 于 2015-9-29 00:39 编辑