Una tarjeta de sonda es una interfaz entre un sistema de prueba electrónico y una oblea semiconductora . Normalmente, la tarjeta de la sonda se acopla mecánicamente a una sonda y se conecta eléctricamente a un probador . Su propósito es proporcionar una ruta eléctrica entre el sistema de prueba y los circuitos en la oblea, permitiendo así la prueba y validación de los circuitos a nivel de oblea, generalmente antes de que se corten en cubitos y se empaqueten. Consiste, normalmente, en una placa de circuito impreso (PCB) y algún tipo de elementos de contacto, generalmente metálicos, pero posiblemente también de otros materiales. [1]
Un fabricante de semiconductores normalmente requerirá una nueva tarjeta de sonda para cada nueva oblea de dispositivo y para dispositivos que se encojan (cuando el fabricante reduce el tamaño del dispositivo manteniendo su funcionalidad) porque la tarjeta de sonda es efectivamente un conector personalizado que toma el patrón universal de un dado el probador y traduce las señales para conectarse a las almohadillas eléctricas en la oblea. Para probar dispositivos de memoria DRAM y FLASH , estas almohadillas suelen estar hechas de aluminio y tienen entre 40 y 90 um por lado. Otros dispositivos pueden tener almohadillas planas, protuberancias elevadas o pilares hechos de cobre, aleaciones de cobre o muchos tipos de soldaduras como plomo-estaño, estaño-plata y otros.
La tarjeta de la sonda debe hacer un buen contacto eléctrico con estas almohadillas o golpes durante la prueba del dispositivo. Cuando se completa la prueba del dispositivo, el sondeador indexará la oblea al siguiente dispositivo que se probará.
Las tarjetas de sonda se clasifican ampliamente en tipo de aguja, tipo vertical y tipo MEMS (sistema microelectromecánico ) [2], según la forma y las formas de los elementos de contacto. El tipo MEMS es la tecnología más avanzada disponible actualmente. El tipo más avanzado de tarjeta de sonda actualmente puede probar una oblea completa de 12 " con una toma de contacto.
Normalmente, se inserta una tarjeta de sonda en un equipo llamado sonda de oblea , dentro del cual se ajustará la posición de la oblea que se va a probar para garantizar un contacto preciso entre la tarjeta de sonda y la oblea. Una vez que se cargan la tarjeta de la sonda y la oblea, una cámara en la sonda ubicará ópticamente varias puntas en la tarjeta de la sonda y varias marcas o almohadillas en la oblea, y con esta información podrá alinear las almohadillas en el dispositivo bajo prueba (DUT ) a los contactos de la tarjeta de la sonda.
La eficiencia de la tarjeta de sonda se ve afectada por muchos factores. Quizás el factor más importante que afecta la eficiencia de la tarjeta de sonda es la cantidad de DUT que se pueden probar en paralelo. Hoy en día, muchas obleas todavía se prueban con un dispositivo a la vez. Si una oblea tenía 1000 de estos dispositivos y el tiempo necesario para probar un dispositivo era de 10 segundos y el tiempo para que el sondador se moviera de un dispositivo a otro fuera de 1 segundo, entonces probar una oblea completa tomaría 1000 x 11 segundos = 11.000 segundos o aproximadamente 3 horas. Sin embargo, si la tarjeta de la sonda y el probador pudieran probar 16 dispositivos en paralelo (con 16 veces las conexiones eléctricas), el tiempo de prueba se reduciría en casi exactamente 16 veces (alrededor de 11 minutos). Tenga en cuenta que debido a que ahora la tarjeta de sonda tiene 16 dispositivos, a medida que la sonda toca la oblea redonda, es posible que no siempre contacte con un dispositivo activo y, por lo tanto, será un poco menos de 16 veces más rápido para probar una oblea.
Otro factor importante son los residuos que se acumulan en las puntas de las agujas de la sonda. Normalmente, estos están hechos de tungsteno o aleaciones de tungsteno / renio o aleaciones avanzadas a base de paladio [3] como PdCuAg. [4] Algunas tarjetas de sonda modernas tienen puntas de contacto fabricadas con tecnologías MEMS. [5]
Independientemente del material de la punta de la sonda, la contaminación se acumula en las puntas como resultado de sucesivos eventos de aterrizaje (donde las puntas de la sonda hacen contacto físico con las almohadillas de unión del dado). La acumulación de escombros tiene un efecto adverso en la medición crítica de la resistencia de contacto. Para devolver una tarjeta de sonda usada a una resistencia de contacto que sea aceptable, las puntas de la sonda deben limpiarse a fondo. La limpieza se puede realizar fuera de línea utilizando un láser estilo NWR para recuperar las puntas eliminando selectivamente la contaminación. La limpieza en línea se puede utilizar durante la prueba para optimizar los resultados de la prueba dentro de la oblea o dentro de los lotes de obleas.
Ver también
Referencias
- ^ Sayil, Selahattin (2018). Técnicas de prueba y medición de VLSI sin contacto . Springer International Publishing. págs. 1-3. doi : 10.1007 / 978-3-319-69673-7 . ISBN 978-3-319-69672-0.
- ^ William Mann. " " Vanguardia "de las pruebas de nivel de obleas" (PDF) .
- ^ "Propiedades de Paliney® H3C" . deringerney.com . Consultado el 9 de junio de 2020 .
- ^ "Materiales para agujas de sonda" . heraeus.com . Consultado el 9 de junio de 2020 .
- ^ "Tecnología de sonda MEMS vertical para envases avanzados" (PDF) . formfactor.com . Consultado el 9 de junio de 2020 .
enlaces externos
- Diapositivas adicionales para la Conferencia 16 "Pruebas, diseño para la capacidad de prueba " , EE271
- Pruebas de sistema en paquete (SiP) , Jin-Fu Li, Universidad Central Nacional, Taiwán
- Tutorial de tarjeta de sonda , Keithley Instruments