Il completamento di un chip semiconduttore prevede numerosi passaggi ed è importante escludere i chip difettosi tramite test. Durante il processo di produzione dei semiconduttori vengono condotti numerosi test.

- L'EDS (Electrical Die Sorting), noto anche come test del wafer o test della sonda, viene eseguito quando l'elaborazione del wafer è completa nella fase FAB.
- Il test finale viene eseguito dopo che il chip è stato confezionato.

Oggi conosceremo l'EDS, che è il primo di una serie di test che garantiscono la qualità dei chip semiconduttori.
L'EDS è legato al miglioramento della resa dei semiconduttori.

L'EDS si verifica tra la fase FAB (dove i circuiti vengono disegnati su wafer) e la fase di confezionamento (dove il chip ha l'aspetto del prodotto finale). Come suggerisce il nome, vengono condotti test elettrici su ciascun chip per garantire che soddisfi il livello di qualità richiesto. Lo scopo dell'EDS è il seguente:

- Eliminare i chip semiconduttori difettosi a livello di wafer per migliorare le successive fasi di confezionamento e test e risparmiare sui costi.

- Riparare i chip difettosi per migliorare la resa e risparmiare sui costi.

- Correggere i problemi riscontrati nella progettazione o nel FAB.

Innanzitutto, testa le caratteristiche elettriche per garantire che ciascun chip soddisfi il livello di qualità richiesto. I chip difettosi ma riparabili vengono riparati e i chip difettosi che non possono essere riparati vengono contrassegnati con "inchiostro". I trucioli difettosi vengono rimossi dai processi successivi per migliorare l'efficienza del processo.

L'EDS è fondamentale per migliorare la resa dei semiconduttori. La resa è la percentuale di die buoni che soddisfano i requisiti di qualità relativi al numero massimo di chip su un singolo wafer (GDPW, Gross die per wafer) ed è un indicatore diretto dell'efficienza produttiva dei semiconduttori.

Il processo EDS viene eseguito facendo contatto tra il wafer e la scheda sonda. Innumerevoli piccoli pin sulla scheda sonda entrano in contatto con il wafer e inviano segnali elettrici che possono schermare i chip difettosi.

Ci sono quattro fasi principali nel processo EDS, sebbene molti piccoli processi costituiscano l'EDS.

Passaggio 1: test elettrico e rodaggio del wafer (ET e WBI)

I test elettrici comportano la misurazione delle caratteristiche di tensione e corrente continua di vari componenti (transistor, resistori, condensatori e diodi) necessari per il funzionamento dei circuiti integrati a semiconduttore.

Al test elettrico segue il test di burn-in del wafer. Il wafer viene riscaldato a una determinata temperatura e quindi sottoposto a tensioni sia CA che CC per rilevare eventuali difetti o potenziali problemi. Questo passaggio migliora notevolmente l'affidabilità del prodotto.

Passaggio 2: test a caldo/freddo

Nei test a caldo/freddo i singoli chip difettosi vengono rilevati sul wafer tramite segnali elettrici. I chip difettosi riparabili vengono contrassegnati per la riparazione nella fase successiva. Per garantire che i chip funzionino perfettamente a temperature diverse, vengono testati a temperature superiori e inferiori alla temperatura ambiente.

Passaggio 3: riparazione/test finale

La fase di riparazione è forse la fase più cruciale nel processo EDS.

Nella fase di riparazione, vengono riparati i chip ritenuti riparabili nella fase di test a caldo/freddo. Dopo la riparazione, viene condotto un test finale per verificare che la riparazione sia stata eseguita correttamente. Il risultato superato/fallito di questo passaggio è il risultato finale.

Passaggio 4: marcatura con inchiostro

Nella fase di marcatura con inchiostro, i chip difettosi vengono contrassegnati con inchiostro speciale per identificarli. I chip sottoposti a marcatura con inchiostro includono quelli che non hanno superato il test a caldo/freddo, che sono stati riparati in modo improprio e che non hanno superato il test finale o che non sono stati completati correttamente sul wafer (matrici fittizie). In passato, per etichettare i chip difettosi venivano utilizzati veri e propri segni di inchiostro, ma oggigiorno vengono registrati solo i dati per identificare quelli difettosi. I chip difettosi identificati tramite la marcatura con inchiostro non vengono ulteriormente elaborati nell'imballaggio, risparmiando materiali, attrezzature, tempo e manodopera nei processi di imballaggio e test.

Dopo la marcatura con inchiostro, il wafer viene cotto, sottoposto a ispezione di controllo qualità (QC) e quindi procede al processo di confezionamento.

Siamo ormai a pochi passi dalla nascita di un chip semiconduttore impeccabile. Nel prossimo articolo esploreremo il processo di confezionamento dei chip semiconduttori in una forma adatta all'installazione nei dispositivi.