Tworzenie chipa półprzewodnikowego obejmuje wiele etapów i ważne jest, aby w drodze testowania wykluczyć wadliwe chipy. W procesie produkcji półprzewodników przeprowadza się wiele testów.

- EDS (Electrical Die Sorting), znany również jako test płytki lub test sondy, jest wykonywany po zakończeniu przetwarzania płytki w etapie FAB.
- Ostateczny test przeprowadzany jest po zapakowaniu chipa.

Dziś dowiemy się o EDS, czyli pierwszym z serii testów zapewniających jakość układów półprzewodnikowych.
EDS wiąże się z poprawą wydajności półprzewodników.

EDS zachodzi pomiędzy etapem FAB (gdzie obwody są rysowane na płytkach) a etapem pakowania (gdzie chip ma wygląd produktu końcowego). Jak sama nazwa wskazuje, na każdym chipie przeprowadzane są testy elektryczne, aby upewnić się, że spełnia on wymagany poziom jakości. Celem EDS jest:

- Odsłoń wadliwe chipy półprzewodnikowe na poziomie płytki, aby usprawnić kolejne etapy pakowania i testowania oraz obniżyć koszty.

- Napraw uszkodzone chipy, aby poprawić wydajność i obniżyć koszty.

- Popraw problemy znalezione w projekcie lub FAB.

Najpierw przetestuj właściwości elektryczne, aby upewnić się, że każdy chip spełnia wymagany poziom jakości. Uszkodzone, ale nadające się do naprawy chipy są naprawiane, a wadliwe chipy, których nie można naprawić, są oznaczane „atramentem”. Wadliwe chipy są usuwane z kolejnych procesów w celu poprawy wydajności procesu.

EDS ma kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności półprzewodników. Wydajność to odsetek dobrych matryc spełniających wymagania jakościowe w stosunku do maksymalnej liczby chipów na pojedynczej płytce (PKB, brutto na płytkę) i jest bezpośrednim wskaźnikiem wydajności produkcji półprzewodników.

Proces EDS odbywa się poprzez kontakt płytki z kartą sondy. Niezliczone małe piny na karcie sondy stykają się z płytką i wysyłają sygnały elektryczne, które mogą odfiltrować uszkodzone chipy.

Istnieją cztery główne etapy procesu EDS, chociaż na EDS składa się wiele małych procesów.

Krok 1 – Test elektryczny i wypalenie płytki (ET i WBI)

Badanie elektryczne polega na pomiarze napięcia stałego i prądu stałego różnych elementów (tranzystorów, rezystorów, kondensatorów i diod) niezbędnych do działania układów scalonych półprzewodnikowych.

Po teście elektrycznym następuje test wypalania płytki. Płytka jest podgrzewana do określonej temperatury, a następnie poddawana działaniu napięcia prądu przemiennego i stałego w celu wykrycia wszelkich defektów lub potencjalnych problemów. Ten krok znacznie zwiększa niezawodność produktu.

Krok 2 – Testowanie na gorąco/na zimno

Podczas testów na gorąco/zimno poszczególne wadliwe chipy są wykrywane na płytce za pomocą sygnałów elektrycznych. Uszkodzone chipy nadające się do naprawy są oznaczane do naprawy w kolejnym kroku. Aby mieć pewność, że chipy będą doskonale działać w różnych temperaturach, są testowane w temperaturach wyższych i niższych niż temperatura pokojowa.

Krok 3 – Naprawa/Testowanie końcowe

Etap naprawy jest prawdopodobnie najważniejszym etapem procesu EDS.

Na etapie naprawy naprawiane są chipy, które zostały uznane za nadające się do naprawy na etapie testowania na gorąco/na zimno. Po naprawie przeprowadzane są końcowe testy w celu sprawdzenia, czy naprawa została wykonana prawidłowo. Wynik pozytywny/negatywny tego kroku jest wynikiem końcowym.

Krok 4 - Znakowanie tuszem

Na etapie znakowania tuszem wadliwe chipy są znakowane specjalnym tuszem w celu ich identyfikacji. Do chipów, które przechodzą znakowanie tuszem, zaliczają się te, które nie przeszły testów na gorąco/zimno, zostały nieprawidłowo naprawione i nie przeszły testów końcowych lub nie zostały prawidłowo uzupełnione na płytce (obojętne matryce). W przeszłości do oznaczania wadliwych chipów używano rzeczywistych znaków atramentu, obecnie rejestrowane są jedynie dane umożliwiające identyfikację wadliwych chipów. Wadliwe chipy zidentyfikowane poprzez znakowanie tuszem nie są dalej przetwarzane w pakowaniu, co pozwala zaoszczędzić materiały, sprzęt, czas i pracę w procesach pakowania i testowania.

Po znakowaniu tuszem wafelek jest wypalany, przechodzi kontrolę jakości (QC), a następnie przechodzi do procesu pakowania.

Jesteśmy teraz tylko kilka kroków od narodzin doskonałego chipa półprzewodnikowego. W kolejnym artykule przyjrzymy się procesowi pakowania chipów półprzewodnikowych do postaci odpowiedniej do montażu w urządzeniach.