防呆技術在集成電路多工位測試中的應用

2018-06-07 06:48:23郭昌宏李習周張易勒

電子工業專用設備 2018年3期

李琦，郭昌宏，李習周，張易勒

(天水華天科技股份有限公司，甘肅天水 741000)

測試是產品到客戶端最重要的環節，其主要目的是檢測產品功能參數，根據客戶的要求將良品、不良品區分開來。在集成電路（以下簡稱IC）測試生產中，為了提高測試效率，提高產量，經常采用多工位測試方法。但是在更換測試板的過程中，經常會出現低級的錯誤，僅僅依靠人工去檢查預防測試中存在的錯誤隱患，是遠達不到要求的。因此，就要求用一種簡單容易操作的方法來預防隱患的發生。防呆技術最早是由新江滋生提出來的，目的是即便由于操作人員人為疏忽，也不會導致錯誤產生。新的操作人員只需要參加崗前培訓，在老員工的指導下，就能容易操作。為此，在實際的測試生產過程中，采取硬件部分和軟件部分進行防呆的研究與實現。

1 測試系統

1.1 測試系統結構

集成電路成品測試通常由自動測試設備（Automatic Test Equipment簡稱ATE，也叫測試機，Tester），分選機（也叫機械手 handler），測試板卡（Load board，或 DUT板），通信板卡（Signal board，也叫信號板卡）等構成的自動測試系統來完成對IC功能參數的測試。典型的測試系統結構如圖1所示。

圖1 測試系統結構

測試機與分選機的測試信號處理（正確的連接方式），如圖2所示，測試機與分選機的測試信號處理（交叉連接方式），如圖3所示。

圖2 測試機與分選機正確連接方式

1.2 測試排線交叉連接存在的風險分析及研究

以Site1上產品為良品，Site2上產品為不良品，且以雙站（Station A和Station B）并行測試為例，測試排線交叉連接以圖3所示為例：

圖3 測試機與分選機交叉連接方式

Site1通過分BIN線向測試機Station A發SOT（Start of Test）信號，Station A 開始通過交叉連接的測試排線進行測試。由于測試排線交叉連接，測試的產品實際上為Site2上的產品信號，測試結果為不良品，而Site1上的產品實際為良品。于是Station A通過分BIN線向Site1上的良品發出不良品的BIN信號以及EOT（End of Test）結束信號，此時分選機會將Site1上的良品當作不良品放入不良品料盒。

Site2通過分BIN線向測試機Station B發SOT信號，Station B開始通過交叉連接的測試排線進行測試。由于測試排線交叉連接，測試的產品實際上為Site1上的產品信號，測試結果為良品，而Site2上的產品實際為不良品。于是Station B通過分BIN線向Site2上的不良品發出良品的BIN信號以及EOT結束信號，此時分選機會將Site2上的不良品當作良品進行打印編帶，以至于良品中出現不良品。

結論：采用雙站并行測試并且測試排線交叉時，當Site1上產品為良品，Site2上產品為不良品時，測試結果為Site1上的良品被當作不良品進入不良品料盒，Site2上的不良品被當作良品進行打印編帶。而最危險的就是這種不良品被當作良品進入編帶的情況，造成不良品與良品混料，導致終端客戶上板失效。

2 防呆技術

2.1 機械防呆

2.1.1 標識顏色防呆

將測試板、測試排線用不同顏色進行標識：Site1標識為黃色，Site2標識為紅色，Site3標識為藍色，Site4標識為綠色，實現目視化防呆，避免在測試過程中出現排線與測試板插反的現象，如表1所示，圖4為測試排線與測試母板的標識化防呆。

表1 顏色標識法

圖4 測試排線與測試母板的防呆標識

2.1.2 64PIN通用測試排線防呆

利用64PIN牛角插座上未分配測試機資源的PIN針，將其定義成各個Site的防呆PIN針。具體的做法是，將測試板和測試母板各Site牛角上的防呆PIN針拔掉，將與之對插的64PIN排線上對應的防呆PIN位置的孔堵上。這樣，各SITE的64PIN排線就只能與其防呆定義相同的測試板和測試母板的牛角插座對插，不同SITE的排線無法交叉插入，如圖5所示。

圖5 64PIN排線與64PIN牛角插座防呆

2.2 電子防呆

2.2.1 電子防呆的應用

充分利用測試系統的軟件和硬件，測試機自動檢測測試硬件的連接是否正確，預防由于測試系統的硬件連接錯誤導致測試良品中混入不良品的問題發生，根據測試機的資源配置，采用不同工位的測試板上增加不同的電阻，編寫程序，設定參數范圍，測試機自動讀取通過不同工位的電壓值，判斷是否硬件連接正確，如圖6所示。

圖6 電子防呆示意圖

2.2.2 測試板添加電阻防呆

具體做法是給Site1、Site2測試板各增加焊接不同阻值的電阻，新增加的電阻我們稱之為防呆電阻。在測試中分別針對Site1、Site2測試板加載相同的1 mA電流，測量其被測電壓，測試程序增加SITE_CHECK項，這樣即便是測試板或者測試排線插反，由于不同Site所測到的電壓不同，因此便會將此異常檢測出來，具體實施方法：Site1測試板添加阻值為1 kΩ的防呆電阻，電阻套黃色熱縮管；Site2測試板添加阻值為2 kΩ的防呆電阻，電阻套紅色熱縮管；Site3測試板添加阻值為3 kΩ的防呆電阻，電阻套藍色熱縮管；Site4測試板添加阻值為3.9 kΩ的防呆電阻，電阻套綠色熱縮管，每個Site都加載1 mA的電流，如圖7所示。

圖7 防呆電阻標識

2.2.3 測試程序增加防呆功能

以公司現有的測試機平臺的雙站測試為例，增加防呆代碼時，先創建SITE_CHECK函數，然后創建參數，分別為 Site1、Site2，并設定Site1的參數范圍為 0.8～1.2 V，Site2的參數范圍為1.8～2.2 V。打開程序寫入相應代碼，編譯完成后即可，如此則完成軟硬件的電阻防呆，部分代碼如圖8所示，增加測試項目所圖9所示。