的测试|一颗小小的半导体芯片 为何会产生那么大的热?( 四 )


在实际测试过程中电源的供电不是完全平坦的 , 实际的电源功耗与实际工况有很大关系 , 甚至会导致芯片丢失状态 , 从而导致器件失效 。 这样的问题既难预测又很难排查 。
通过不断改变输出的VDD与Scan Shift频率来查看所有测试向量的输出结果 , 当VDD越低频率越高时 , 越容易发生失效 。 在实际的Shmoo测试案例中 , 泰瑞达的UltraFLEXplus具有更稳定的供电电源 , 这意味着可获得更高的边界良率 , 使得芯片更加贴近于真实的本征 。 这样一来 , 在实际产品中 , 我们对于芯片的实际工况便能够得到一个更加准确的推断 , 知道哪些情况是可以工作的 , 哪些情况是不能工作 。 总的来说 , 更好更稳定电源不仅能够提升良率 , 还能够认识芯片在真正工况下的工作状态 。

的测试|一颗小小的半导体芯片 为何会产生那么大的热?
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目前 , 很多芯片需要非常大的电流供电能力 , 输出一个非常大的电流能力对测试机来说已经不是一个难题了 , 很多测试机已经能够轻松供给1000A的输出能力 。 然而多工位测试的时候每个芯片的单个电源轨上电都要达到800 -1000A , 测试机虽然能够满足1000A的静态供电 , 它是否能够满足0A到1000A的单步上电过程 , 成为了一个难题 。 在多工位测试的时候 , 泰瑞达所提供的解决方案就能够满足单步上电的大电源供给 。

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除了关注电源静态、动态的部分 , 在电源的外围电路设计上 , socket、探针卡、loadboard等与电源的性能也是息息相关 。
测试仪表的动态响应对直流电源的表现影响非常大 , 优秀的电源方案可以帮助减少外围电源电路的复杂度 。 传统的ATE解决方案首先需要板卡提供能量供给 , 大多供给从直流部分到100kHz的频域范围 , 针对低频、中频、高频等其他频段也需要增加不一样的外围电路 , 致使整体电路比较复杂 。
泰瑞达侧重于简化电路设计 , 通过ATE本身就能提供从低频到中频的输出能力 , 不需要增加额外的外围电路 , 尽可能减少电容数量 。 在实际操作中 , 只需加入较少种类的低ESR/ESL陶瓷电容来帮助改变高频特性 , 令单个型号就可满足输出的动态性能 。
这样的好处在于:1)降低电容值以加速恢复时间;2)电容少意味着充放电时间更快 , 也就意味着充放电的能量会变少 , 这样可以加速测试时间并降低socket被能量损伤的概率;3)降低电容使用种类 , 在使用单一电容的情况下 , 可以降低电路发生谐振、慢恢复等的可能性 。
另一个比较大的挑战在于测试单元 , 大功率的先进制程芯片功率耗散非常大 , 多数输出的能量最终都会转化为热量 。 我们在测试时要避免芯片无限制地升温导致芯片“被烧坏” , 而是希望在测试参数的时候做到可重复、可重现 , 使芯片维持在稳定的情况下测试 , 保证所有收取数据的一致性 。 最直接的办法可采用在测试单元的时候使用ATC(Automatic Temperature Control) , 常见的办法有三种:方案一)DUT Power Monitor;方案二)Die Temperature Monitor;方案三)Package Temperature Monitor 。

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