اختبار الرقاقات

اختبار الرقاقة هو خطوة يتم إجراؤها أثناء تصنيع أجهزة أشباه الموصلات بعد نهاية خط الإنتاج (BEOL) وقبل تغليف الدوائر المتكاملة .

يُجرى نوعان من الاختبارات عادةً. تُجرى اختبارات بارامترية أساسية للرقاقة (WPT) في مواقع محددة على كل رقاقة للتأكد من نجاح عملية تصنيعها. وتُستخدم هياكل اختبار منفصلة لاختبار بارامترات مثل جهد عتبة الترانزستور أو كسبه، ومقاومة التوصيلات البينية، والسعة، والثنائيات، وما إلى ذلك. وتُستخلص معلومات قيّمة حول أداء الجهاز من اختبارات بارامترية للرقاقة باستخدام هياكل تُوضع عادةً على خطوط التحديد. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

بعد اختبار الرقاقة (WPT)، تخضع جميع الدوائر المتكاملة الفردية على الرقاقة لاختبارات وظيفية شاملة (WFT) (تُعرف أيضًا بفرز الرقاقات) باستخدام أنماط اختبار خاصة . عادةً ما تكون أجهزة الاختبار المستخدمة في اختبارات WFT باهظة الثمن (انظر شركة Teradyne كمثال على نظام اختبار أشباه الموصلات). يُعتبر معدل إنتاجية اختبار WFT الاختبار الرئيسي لتحديد الجدوى الاقتصادية لعملية التصنيع بأكملها.

يُجرى كل من اختبار WPT واختبار WFT باستخدام جهاز مناولة الرقاقات يُسمى مسبار الرقاقات . يقوم هذا المسبار بوضع مجموعة من الإبر أو المجسات المجهرية، تُسمى بطاقة المسبار، على اتصال كهربائي مع الرقاقة (المثبتة بتفريغ الهواء على حامل الرقاقات). يستخدم كل من اختبار WPT واختبار WFT بطاقات مسبار مختلفة، حيث تتصل بطاقة WFT بنقاط التوصيل على الشريحة. بعد كل اختبار، ينقل المسبار الرقاقة إلى موقع الاختبار التالي. يتولى مسبار الرقاقات مسؤولية تحميل وتفريغ الرقاقات من حاملها (أو علبتها)، وهو مزود بنظام بصري للتعرف التلقائي على الأنماط، قادر على محاذاة الرقاقة بدقة كافية لضمان تسجيل دقيق بين نقاط التوصيل على الرقاقة وأطراف المجسات.

عندما تجتاز جميع أنماط الاختبار لشريحة معينة، يتم حفظ موقعها لاستخدامه لاحقًا أثناء تغليف الدوائر المتكاملة . تاريخيًا، كانت الدوائر غير الناجحة تُعلّم بنقطة حبر صغيرة في منتصف الشريحة، أما اليوم فتُخزّن هذه المعلومات في ملف يُسمى خريطة الرقاقة. تُرسل خريطة الرقاقة هذه إلى عملية تركيب الشرائح التي تختار الشرائح السليمة فقط. عند استخدام نقاط الحبر، كانت أنظمة الرؤية في معدات مناولة الشرائح اللاحقة تتعرف على نقطة الحبر. بالنسبة لحزم الشرائح المتعددة الحالية، مثل حزمة الشريحة المكدسة (SCSP) أو النظام في الحزمة (SiP)، يُعد تطوير مجسات لا تلامسية (RF) لتحديد الشرائح المختبرة المعروفة (KTD) والشرائح السليمة المعروفة (KGD) أمرًا بالغ الأهمية لزيادة إنتاجية النظام الإجمالية.

في بعض الحالات المحددة، يمكن استخدام شريحة إلكترونية تجتاز بعض الاختبارات دون غيرها كمنتج ذي وظائف محدودة. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك شريحة ذاكرة لا يعمل منها إلا جزء واحد. في هذه الحالة، يمكن بيع الشريحة أحيانًا كجزء أقل تكلفة بسعة ذاكرة أصغر. وفي حالات أخرى، يمكن إصلاح الشريحة المعيبة (مثلًا باستخدام الليزر) بالاستعانة بدوائر احتياطية.

بعد تغليف الدوائر المتكاملة، تُعاد اختبار الشريحة المُغلّفة خلال مرحلة اختبار الدوائر المتكاملة ، عادةً باستخدام نفس الاختبارات أو أجهزة اختبار مشابهة جدًا لتلك المستخدمة في اختبار رقاقة السيليكون. لهذا السبب، قد يُعتقد أن اختبار رقاقة السيليكون خطوة غير ضرورية ومكررة. لكن هذا ليس هو الحال عادةً، إذ أن إزالة الرقائق المعيبة توفر تكلفة تغليف الأجهزة المعيبة بشكل كبير. مع ذلك، عندما يكون معدل إنتاج اختبار رقاقة السيليكون مرتفعًا لدرجة أن تكلفة اختبار الرقاقة تتجاوز تكلفة تغليف الأجهزة المعيبة، يمكن الاستغناء عن خطوة اختبار الرقاقة تمامًا، وتُجرى عملية التجميع العمياء للرقائق.

• توصيف الروابط
• اختبار الرقاقات بدون تلامس

• أساسيات اختبار أشباه الموصلات الرقمية (الإصدار 4.0) بقلم جاي أ. بيري (غلاف حلزوني - 1 مارس 2003) ISBN 978-0965879705
• مبادئ اختبار شبكات أشباه الموصلات (الاختبار والقياس) (غلاف مقوى) بقلم أمير أفشار، 1995، رقم ISBN 978-0-7506-9472-8
• اختبار دوائر VLSI في ظل قيود الطاقة: دليل لمعيار اختبار IEEE 1149.4 (سلسلة Frontiers in Electronic Testing) بقلم نيكولا نيكوليتشي وبشير م. الهاشمي (نسخة كيندل - 28 فبراير 2003) ISBN 978-0-306-48731-6
• ذاكرة أشباه الموصلات: التكنولوجيا والاختبار والموثوقية، تأليف أشوك ك. شارما (غلاف مقوى - 9 سبتمبر 2002) ISBN 978-0780310001