半导体及测试设备介绍.doc

第一章.认识半导体和测试设备(1) ????????? 晶圆（Wafers）、晶片（Dice）和封装（Packages） ????????? 自动测试设备（ATE）的总体认识 ????????? 模拟、数字和存储器测试等系统的介绍 ????????? 负载板（Loadboards）、探测机（Probers）、机械手（Handlers）和温度控制单元（Temperature units） 一、晶圆、晶片和封装 ????? 1947年，第一只晶体管的诞生标志着半导体工业的开始，从那时起，半导体生产和制造技术变得越来越重要。以前许多单个的晶体管现在可以互联加工成一种复杂的集成的电路形式，这就是半导体工业目前正在制造的称之为超大规模（VLSI，Very Large Scale Integration）的集成电路，通常包含上百万甚至上千万门晶体管。 ????? 半导体电路最初是以晶圆形式制造出来的。晶圆是一个圆形的硅片，在这个半导体的基础之上，建立了许多独立的单个的电路；一片晶圆上这种单个的电路被称为die（我前面翻译成晶片，不一定准确，大家还是称之为die好了），它的复数形式是dice.每个die都是一个完整的电路，和其他的dice没有电路上的联系。 ? ? ? ?????? 当制造过程完成，每个die都必须经过测试。测试一片晶圆称为Circuit probing（即我们常说的CP测试）、Wafer porbing或者Die sort。在这个过程中，每个die都被测试以确保它能基本满足器件的特征或设计规格书（Specification），通常包括电压、电流、时序和功能的验证。如果某个die不符合规格书，那么它会被测试过程判为失效（fail），通常会用墨点将其标示出来（当然现在也可以通过Maping图来区分）。 ?????? 在所有的die都被探测（Probed）之后，晶圆被切割成独立的dice，这就是常说的晶圆锯解，所有被标示为失效的die都报废（扔掉）。图2显示的是一个从晶圆上锯解下来没有被标黑点的die，它即将被封装成我们通常看到的芯片形式。 ? ? 注：本标题系列连载内容及图片均出自《The Fundamentals Of Digital Semiconductor Testing》 第一章.认识半导体和测试设备(2) ??????? 在一个Die封装之后，需要经过生产流程中的再次测试。这次测试称为“Final test”（即我们常说的FT测试）或“Package test”。在电路的特性要求界限方面，FT测试通常执行比CP测试更为严格的标准。 芯片也许会在多组温度条件下进行多次测试以确保那些对温度敏感的特征参数。商业用途（民品）芯片通常会经过0℃、25℃和75℃条件下的测试，而军事用途（军品）芯片则需要经过 -55℃、25℃和125℃。 ? ? ?芯片可以封装成不同的封装形式，图4显示了其中的一些样例。一些常用的封装形式如下表： ? DIP：???? Dual Inline Package (dual indicates the package has pins on two sides) 双列直插式 CerDIP：Ceramic Dual Inline Package PDIP：?? Plastic Dual Inline Package 塑料 PGA：??? Pin Grid Array 管脚阵列 BGA：??? Ball Grid Array 球栅阵列 SOP：???? Small Outline Package 小型外壳 TSOP：?? Thin Small Outline Package TSSOP：Thin Shrink Small Outline Package (this one is really getting small!) SIP：????? Single Inline Package 单列直插 SIMM： Single Inline Memory Modules (like the memory inside of a computer) QFP：???? Quad Flat Pack (quad indicates the package has pins on four sides) TQFP：?? Thin version of the QFP MQFP： Metric Quad Flat Pack MCM：?? Multi Chip Modules (packages with more than 1 die (formerly called hybrids) 第一章.认识半导体和测试设备(3) ? ? ? ?????? ??? 随着集成电路复杂度的提高，其测试的复杂