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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖文生
研究生(外文):Wen-sheng Liao
論文名稱:ProbeCard測試環境的改善
論文名稱(外文):Improvement of the Probe Card Test Environment
指導教授:黃榮生
指導教授(外文):Tung-sheng Huang
學位類別:碩士
校院名稱:義守大學
系所名稱:電子工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:探針卡有限元素法針測行程針測次數接觸電阻
外文關鍵詞:probe cardFEMover drivertouchdownscontact resistance
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晶圓製造之後,進入的製程便是晶圓測試;而探針卡(probe card)在晶圓測試佔了很重要的地位,它是針測機(prober)與測試系統( tester)、負載板(load board)之間的介面。探針卡的價錢是昂貴的,從幾十萬到百萬皆有。本研究是以減少探針卡的損耗,如常溫、高溫的針測行程(over driver)大小,所得到電位差、接觸電阻的穩定度。還有針測次數的多寡,造成電位差與接觸電阻的穩定度,來決定清針(cleantip)的頻率。以實際在產線所蒐集的資料,搭配有限元素(Finite Element Analysis )的軟體印證,探討針測行程、針測機上升速度大小,所產生的應力(stress)的變化,還有探針與銲墊接觸點應力的變化。最後,再通以電位差,探討所產生的電流密度(current density)、電流擁擠(current crowded)效應。
After wafer fabrication, the next process is wafer testing. For wafer testing, the probe card is very important. It is the interface among the prober, tester and load board. The price of the probe cards are expensive and from several hundred thousands to millions . The purpose of this thesis is to investigate the stabilities of the voltage values and contact resistance values at different over drivers, temperatures and touchdowns. The optimum parameters are examined to reduce the probe card worn out rate and to determine the cleantip frequency. The thesis is based on the truly testing results and using the FEM simulator.The stresses induced from different over drivers and prober up speeds are calculated by using the FEM simulator. Finally the thesis will discuss the current density and current crowded effect.
中文摘要I
英文摘要II
誌謝III
總目錄V
圖目錄VII
表目錄X
第一章 序論與介紹1
1.1 研究動機1
1.2 研究問題2
1.3 研究目的5
第二章 文獻回顧9
2.1 探針材料性質與電訊分析的9
2.2 探針針測與銲墊刮痕之損傷分析10
2.3 研究方法流程圖13
第三章 探針卡之分類與應用14
3.1 晶圓針測14
3.2 探針卡之種類17
3.2.1 懸臂樑式探針卡19
3.2.2 垂直式探針卡22
3.2.3 薄膜式探針卡24
第四章 接觸電阻量測與多次針測25
4.1 Open/Short測試(Open/Short Test)26
4.1.1 測試的目的(Purpose of Test)26
4.1.2 測試的方式(Method of Test)27
4.1.3 測試步驟27
4.1.4 優缺點30
第五章 有限元素模擬分析36
5.1 有限元素模型的建立36
5.2 有限元素模擬的結果39
第六章 結論與未來研究的方向46
6.1 結論46
6.2 未來的研究發展46
參考文獻47
圖目錄
圖1-1 IC製造流程圖1
圖1-2 晶圓針測2
圖1-3 針痕的問題3
圖1-4 wire bond品管檢測4
圖1-5 銲墊結構與刮痕位置5
圖1-6 針測行程與針痕大小6
圖1-7 機台本身的清針參數與清針板7
圖1-8 離線清針8
圖3-1 晶圓測試廠標準流程14
圖3-2 EG和TEL測試機15
圖3-3 測試系統16
圖3-4 邏輯IC測試流程17
圖3-5 探針幾何外型與結構19
圖3-6 懸臂樑式探針卡20
圖3-7 懸臂樑式探針卡的主要結構21
圖3-8 垂直式探針卡23
圖3-9 薄膜式探針卡24
圖4-1 接觸電位會隨針測次數的增加而不穩26
圖4-2 Open/Short連續/靜態測試方式27
圖4-3 測試結果28
圖4-4 懸臂樑式探針卡針測行程與電位差的比較28
圖4-5 垂直式探針卡針測行程與電位差的比較29
圖4-6 50℃懸臂式探針卡針測行程與電位差的比較30
圖4-7 探針卡的共平面31
圖4-8 晶圓上的量測點31
圖4-9 收縮應力產生小丘狀凸出物32
圖4-10 張力產生破裂32
圖4-11 四點探針法33
圖4-12 圓柱型與長方體導線剖面圖35
圖5-1 探針尺寸模型37
圖5-2 銲墊模型尺寸37
圖5-3 探針模型與銲墊模型的網格圖38
圖5-4 探針與銲墊應力分佈圖40
圖5-5 上升速度不同的應力值40
圖5-6 探針與銲墊接觸節點41
圖5-7 上升時間0.808ms節點應力值41
圖5-8 上升時間0.79ms節點應力值42
圖5-9 不同針測行程應力值42
圖5-10 針測行程0.0254mm節點應力值43
圖5-11 針測行程0.0508mm節點應力值43
圖5-12 針測行程0.078mm節點應力值44
圖5-13 通電後的電流密度與電流擁擠45
表目錄
表1-1 晶圓針測造成的問題4
表3-1 探針卡應用之範圍18
表3-2 探針比較表21
表3-3 鎢針成分分析22
表4-1 懸臂樑式探針卡耗損因素25
表4-2 垂直式探針卡耗損因素26
表5-1 探針模型幾何尺寸37
表5-2 材料性質表38
一、中文部份
[1]施孟鎧’晶圓針測參數分析之測試方法與有限元素模擬’國立中正大學機械工程研究所91碩士論文。
[2]徐正宗’ASE wire bond report’。
[3]曹育誠’錫鉛凸塊晶圓之針測影響研究與分析’南台科技大學電子工程研究所92碩士論文。
[4]黃惟孝’晶圓針測探針之接觸電阻量測方法與失效分析’國立中正大學機械工程研究所92碩士論文。
[5]楊茂峰’ASE TEST basic concept of wafer probing ’。
[6]劉士銘’多層探針之排列設計方法-應用有限元素分析’國立中正大學機械工程研究所94碩士論文。
[7]鄭芳茂’溫控環境下之晶圓針測實驗方法與不同探針材質對銲墊刮痕之分析’國立中正大學機械工程研究所95碩士論文。
[8]鮑俊銘’晶圓測試的懸臂樑式針測卡接觸穩定度之研究’義守大學電子工程研究所97碩士論文。
二、英文部份
[1]ASE TEST’The fundamental of digital semiconductor testing ’。
[2]ASET’introduce of Probe Card report ’。
[3]Cerprobe Corporation Application Notes,in http:WWW.cerprobe.com March 2000。
[4]Greg Hotchkiss.Greg Ryan.Willmar Subido.Jerry Broz.Scoot Mitchell.Rey Rincon.Ruben Rolda and Lani Guimbaolibot,’Effect of Probe Damage on Wire Bond Integrity’IEEE Electronic Components and Technology Conference,2001。
[5]Hong Xiao,Ph.D.半導體製程技術導論。
[6]Itoh,T,Kawamura,S,Kataoka,K,Suga,T,’Contact Properties of Micromachined Ni Probes’Electrical Contacts,Proceedings of the Forty-Ninth IEEE Holm Conference on 8-10 Sept.2003 pp.223-227,2003。
[7]Jerry J.Broz,Ph.D. and Reynaldo M.Rincon,’Probe contact resistance variation during elevated temperature wafer test’IEEE Ito International Test Conference,pp.396-405,1999。
[8]Kataoka,K,Itoh,T.Okumura,K.Suga T’Low Contact Force Probing On Copper Electrodes’Test Conference,Proceings International 7-10 Oct.2002,pp.424-429。
[9]Lin,Y.Desbiens,D,Irving,S,Luk T Edborg,S,Hahn,D,Park,S,’Probe Test Failure Analysis of Bond Pad Over Active Structure by Modeling and Experiment’Electronic Components and Techonolgy,ECTC Proceedings,pp.861-866,Vol,1,2005。
[10]Qing,T.Beddingfield,C.and Mistry,A’Reliability Evalution of Probe-before-Bump Technology’IEEE/CPMT International Electronics manufacturing Technology Symposium,pp.320-324,1999。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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