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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王政龍
研究生(外文):Cheng-Lung Wang
論文名稱:晶圓探針測試之溫度影響探討及改善方案
論文名稱(外文):An Investigation in Temperature Effects with an Improvement Approach of Wafer Probing Test
指導教授:籃山明
指導教授(外文):Shan-Ming Lan
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電子工程研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:46
中文關鍵詞:銲墊刮痕探針卡針測行程探針預熱
外文關鍵詞:overdrivebonding pad scratchprobe cardprobe preheating
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在先進製程裡的測試流程,導入高低溫測試已成為必要的課題。高低溫度變數下的測試常面臨的問題卻是良率不佳,其成因往往是接觸不良所造成。本研究透過銲墊上針痕的觀察,提供業界面對溫度變數下除了設計端元件的溫度特性曲線之外,指出測試配件與架機設定等測試環境的因素也是影響測試良率的一個主要因素。藉由透過觀察配件的變形,比較各種造成良率降低的元素間造成的影響,針對其中某些環境條件提出更好的解決方案,並提出對策改善降低環境對良率的影響。

In the testing flow of an advanced process, the testing under high and low temperature has been become a necessary issue for testing. Testing under variables of high and low temperature is often confronted with the problem of low yield ratio, which is caused often by poor contact. Through observation of probe marks on the bonding pad, this study suggested that when facing the temperature variable, besides the temperature characteristic curve of the components at the design end, the factors of testing environments, such as testing devices and machine settings, are main causes affecting the yield ratio of testing. After observing the deformation of components and comparison of effects caused by various factors, which result in a low yield ratio, this study proposed a better solution for some factors and measures to overcome the effects of environmental factors on the yield ratio.
中文摘要…………………………………………………………………I
Abstract…………………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………III
目錄………………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄……………………………………………………………………IX

第一章 緒論………………………………………………………………1
1-1 研究背景…………………………………………………………………………1
1-1-1半導體發展趨勢………………………………………………………………1
1-1-2製造流程………………………………………………………………………2
1-1-3溫度測試簡介…………………………………………………………………3
1-2 研究目的…………………………………………………………………………5
1-3 文獻回顧…………………………………………………………………………5

第二章 測試環境…………………………………………………………8
2-1 晶圓測試環境……………………………………………………………………8
2-2 晶圓測試設備……………………………………………………………………9
2-3 探針卡簡介………………………………………………………………………10
2-3-1 懸臂式探針卡………………………………………………………………10
2-3-2 刀卡式探針卡………………………………………………………………10
2-3-3 垂直式探針卡………………………………………………………………11
2-3-4 薄膜式探針卡………………………………………………………………11
2-3-5 微機電式探針卡……………………………………………………………12
2-4 Multi site與成本………………………………………………………………13

第三章 溫度效應………………………………………………………18
3-1 現象觀察…………………………………………………………………………20
3-2 真因分析…………………………………………………………………………22

第四章 溫度控制………………………………………………………25
4-1 架機流程改善……………………………………………………………………26
4-2 機構改善…………………………………………………………………………28

第五章 測試項目………………………………………………………31
5-1 TEST SYSTEM……………………………………………………………………31
5-2 OPEN/SHORT TEST………………………………………………………………31
5-3 DC TEST…………………………………………………………………………32
5-4 AC TEST…………………………………………………………………………34
5-5 Function TEST…………………………………………………………………35

第六章 結論與未來展望………………………………………………38

參考文獻………………………………………………………………39

圖目錄

圖1-1 莫爾定律………………………………………………………………………1
圖1-2 生產流程圖……………………………………………………………………2
圖1-3 浴缸曲線………………………………………………………………………4
圖1-4 Hillock與Void生成圖示意圖………………………………………………4
圖2-1 ADVANTEST………………………………………………………………………9
圖2-2 VERIGY…………………………………………………………………………9
圖2-3 TERADYNE………………………………………………………………………9
圖2-4 KYE自製機台…………………………………………………………………9
圖2-5 懸臂式探針卡…………………………………………………………………10
圖2-6刀卡式探針卡…………………………………………………………………11
圖2-7 垂直式探針卡…………………………………………………………………11
圖2-8 薄膜式探針卡…………………………………………………………………12
圖2-9 微機電式探針卡………………………………………………………………12
圖2-10 PCB multi site數…………………………………………………………13
圖2-11 探針陣列……………………………………………………………………15
圖2-12 傳輸線串音示意圖…………………………………………………………15
圖2-13 Dual site擺列方式…………………………………………………………16
圖2-14 Qual site擺列方式…………………………………………………………16
圖3-1 探針異常MAP…………………………………………………………………18
圖3-2 懸臂式探針卡示意圖…………………………………………………………19
圖3-3 七種系統不良晶圓圖…………………………………………………………19
圖3-4 針痕內縮實際案例……………………………………………………………20
圖3-5 探針輕重不一:針痕過輕……………………………………………………21
圖3-6 PCB針偏實例…………………………………………………………………21
圖3-7 CHUCK提供測試溫度…………………………………………………………22
圖3-8 探針卡正反面溫度不均………………………………………………………22
圖3-9 探針卡因溫度差產生變形……………………………………………………23
圖3-10 探針針位示意圖……………………………………………………………23
圖4-1 探針卡預熱示意圖……………………………………………………………26
圖4-2 位移關係………………………………………………………………………26
圖4-3 探針預熱偏移變化量…………………………………………………………27
圖4-4 金屬加強圈……………………………………………………………………28
圖4-5 使用支架前後之探針偏移變化量……………………………………………29
圖4-6改善前後的針痕位置:左為改善前與右為改善後…………………………29
圖4-7 改善前後的測試晶圓圖………………………………………………………30
圖5-1 測試系統架構…………………………………………………………………31
圖5-2 OPEN/SHORT Test Method……………………………………………………32
圖5-3 IDD Test Method……………………………………………………………33
圖5-4 時序圖…………………………………………………………………………34
圖5-5 某產品震盪器於不同corner condition分布圖…………………………35
圖5-6 Test Vector…………………………………………………………………36

表目錄

表2-1 ISO-14644潔淨度定義…………………………………………………………8
表2-2 PCB site數與測試成本關係表………………………………………………14
表4-1 探針預熱與針痕偏移銲墊中心距離…………………………………………27
[1] 莫爾定律﹕http://www.intel.com/content/www/us/en/silicon-innovations/moores-law-technology.html
[2] 李宜璋,“The Study of MEMS Probes for High-Speed,High-Frequency,and High-Parallel Wafer-Level Testing”,碩士論文,成功大學電機工程系,第4頁,2004。
[3] 葉漢青,“Construction of Blind-Build W/S Production Flow and Cost Analysis – A Case Study of “A”Company”,碩士論文,成功大學工程管理系,第9~11頁,2007。
[4] 熊國甫,“高速高頻多晶片探針卡電氣特性之設計與模擬”,碩士論文,成功大學電機工程系,第2~3頁,第16~17頁,2004。
[5] 古建維,「晶圓圖上瑕疵圖樣之量化及其運用」,碩士論文,中華大學電機工程系,1997。
[6] U. Kaempf,「The Binomial Test: A Simple Tool to Identify Process Problems」,IEEE Transactions on Semicondution Manufacturing,Vol. 8,NO. 2,pp.160-166,1995。
[7] M. J. Wang, Y. S. Chang, J. E. Chen, Y. Y. Chen, and S. C. Shyu,「Yield Improvement by Test Error Cancellation」,IEEE Transactions on Semicondution Manufacturing,Vol. 11,NO. 3,Augestpp.160-166,pp. 344-359,1997。
[8] D. J. Friedman, M. H. Hansen, V. N. Nair, and D. A. James,「Model-Free Estimation of Defect Clustering in Integration Circuit Fabrication」,IEEE Transactions on Semicondution Manufacturing,Vol. 11,NO. 3,Augestpp.160-166,pp. 344-359,1997。
[9] 王俊田,「晶圓圖之瑕疵特徵辨識策略」,碩士論文,中原大學電子工程系,2012。
[10] 鄭芳茂,「溫度環境下之晶圓偵測實驗方法與不同探針材質對銲墊刮痕之分析」,碩士論文,中正大學機械工程系,2006。
[11] 蔡紋錦,「積體電路探針卡之探針的應力與變形分析」,碩士論文,中華大學機械工程系,2002。
[12] http://www.set3.com/standards.html
[13] 黃榮堂、賴文雄,「晶圓級探針卡簡介」,微系統暨奈米科技協會會刊,台北科技大學機電整合研究所,2003。
[14] 張復瑜、周敏傑、黃萌祺,LIGA「Probe Card Technology and Applications」,機械工程雜誌,第282期,第5頁,2006。
[15] 劉士銘,「多層探針之排列設計方式-應用有限元素分析」,碩士論文,中正大學機械工程學系,第13頁,2005。
[16] http://www.MPI.com.tw
[17] http://www.mptc.com.tw/zh-TW/Manufacturing/Manufacturing2.aspx
[18] http://amst.en.ec21.com/MEMS_Probe_Card--2743716_2743737.html
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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