CN107589364A - 一种晶圆上mmic裸片的快速自动测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆上MMIC裸片的快速自动测试方法。该测试方法在利用微波单片集成电路测试系统对小批量晶圆上MMIC裸片进行快速自动测试的基础上，提出了一种三点式坐标定位法，以实现被测晶圆上大量MMIC裸片测试点的快速自动定位，取代应对批量晶圆MMIC裸片测试的测试点坐标逐点输入方法，通过坐标点插值算法快速计算大量MMIC裸片测试点坐标点，极大的缩减晶圆上每片MMIC裸片测试点的坐标输入时间，在保证测试点坐标相对较准的前提下显著提高小批量晶圆MMIC裸片测试效率。

Description

一种晶圆上MMIC裸片的快速自动测试方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆上MMIC裸片的快速自动测试方法。

背景技术

晶圆是制作MMIC(即微波单片集成电路)所用的晶片，是制造MMIC的基本原料。在晶圆上可以加工制作各种电路元件结构，形成未切割、未封装的微波单片集成电路的裸片，微波单片集成电路综合测试系统可用于晶圆状态下的MMIC裸片参数综合测试，测试每片晶圆上成千上万个MMIC裸片电性能指标。对于大量生产MMIC情况，其所用晶圆量较多，每片晶圆上设计的MMIC裸片位置有规律且一致，因此对自动测试系统而言，只要输入一片晶圆上每个MMIC裸片的测试点坐标，虽然测试点坐标数据量大，输入用时长，但因为可以满足同类其它所有晶圆上MMIC裸片的测试，因此分摊到每个MMIC裸片而言，其测试时间可以接受。而对于国内更多的小批量MMIC定制用户而言，由于他们委托MMIC厂家定制芯片量少，一般一片晶圆几千个MMIC器件就可以满足需求，如采用批量晶圆测试同样的测试方式，花费大量的时间精力输入的各测试点坐标却只能使用一次，就凸显出单片晶圆测试成本高和测试效率差的问题，因此目前一般对委托加工好的一片或少量晶圆上MMIC裸片的测试，通常采用手动控制探针台对晶圆上每个MMIC裸片测试的方式，测试工作较为复杂，需要花费大量时间用于探针台探针对MMIC裸片测试点的定位工作。对晶圆上MMIC裸片的测试是有一定风险的，因为此时MMIC裸片还没有进行切割和封装，没有封装就没有良好的散热能力，因此采用上述方式长时间对MMIC裸片进行测试时，裸片特别是功率类MMIC裸片工作温度可能很高，测试时间一旦延长，烧毁MMIC裸片的风险就急剧增加。因此对MMIC裸片的测试还需要尽可能的快速、使其处工作状态的时间越短越好，手动测试需要中断以便晶圆散热，这是目前采用的对小批量MMIC裸片手动测试的另一个缺点。采用微波单片集成电路综合测试系统对小批量MMIC裸片测试方面可以提供更好的测试支持，在参数测试方面可以通过自动程控各测试仪器加快测试时间，但目前在测试探针的坐标定位方面仍需时间较长。

如图1所示，微波单片集成电路综合测试系统组成包括主控计算机、各类通用仪器等设备及开关切换装置、探针台和测试探针等专用测试设备。探针台及探针实现开关切换装置与MMIC管脚连接测试；开关切换装置实现通用仪器与探针之间的测试通道切换及测试信号调理；各类通用仪器实现开关切换装置信号的加载、测试和分析；主控计算机实现系统软件平台的运行，控制系统所有仪器设备运行并进行测试数据的最终分析。晶圆上被测MMIC裸片的管脚具有统一的标准形式，分为G(地)和S(信号)两类，通过G-S-G、G-S-S-G等不同排列方式组成测试连接管脚列，相邻管脚间距有100μm、150μm、200μm、250μm等标准距离，这种间距的管脚只能通过显微镜才能进行区分。因此现阶段对小批量特别是单片晶圆上成千上万片MMIC裸片的测试，一般采用显微镜下手动方式逐片测试的方式。测试时，根据被测MMIC裸片管脚间距及排列组成方式选择相对应的测试探针进行测试，由于要在显微镜下控制探针台移动以实现探针针尖与被测管脚的连接，所以在手动控制方式下对每片MMIC裸片测试时所用的连接时间都很长，相应的每片MMIC裸片测试时间也很长，测试效率很低。同时，由于被测MMIC裸片测试时间长，即通电工作时间长，由于MMIC裸片为管芯状态，不具备良好散热能力，易造成被测MMIC裸片过热损坏。

发明内容

本发明的目的在于提出一种晶圆上单种类MMIC裸片的快速自动测试方法，该方法在采用微波单片集成电路综合测试系统加快测试过程的基础上，同时通过三点定位的方式批量计算被测MMIC裸片测试管脚坐标，加快测试系统对MMIC裸片的测试速度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种晶圆上单种类MMIC裸片的快速自动测试方法，基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试；利用三点式坐标定位法实现被测晶圆上MMIC裸片测试点的快速自动定位，被测晶圆上MMIC裸片测试点的具体定位过程如下：

首先将晶圆上的MMIC裸片以行、列的形式进行编号，则MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，m、n均为自然数；被测晶圆上MMIC裸片测试点的定位步骤包括：

s1手动控制探针移动确定初始参考点编号(1,1)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b₁)；

s2手动控制探针移动确定行的最远点编号(1,n)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b_n)以及列的最远点编号(m,1)的MMIC裸片管脚坐标(a_m,b₁)；

s3通过上述初始参考点、行的最远点以及列的最远点的MMIC裸片管脚坐标，采用插值算法计算该区域其它点对应坐标，以自动获得待测晶圆上所有MMIC裸片测试点坐标；

微波单片集成电路综合测试系统自动读取相应MMIC裸片测试点坐标值，并自动控制探针台探针移动至该MMIC裸片测试点进行测试。

此外，本发明还提出了一种晶圆上多种类MMIC裸片的快速自动测试方法，该方法在采用微波单片集成电路综合测试系统加快测试过程的基础上，同时通过三点定位的方式批量计算被测各种类MMIC裸片测试管脚坐标，加快测试系统对MMIC裸片的测试速度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种晶圆上多种类MMIC裸片的快速自动测试方法，基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试；首先对晶圆上集成的多种类MMIC裸片进行区域划分；利用三点式坐标定位法分别对被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点进行快速自动定位，则被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点的具体定位过程如下：

首先将晶圆上某一种类的MMIC裸片以行、列的形式进行编号，则MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，其中，m、n均为自然数；

被测晶圆上该种类的MMIC裸片测试点的定位步骤包括：

s1手动控制探针移动确定初始参考点编号(1,1)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b₁)；

s2手动控制探针移动确定行的最远点编号(1,n)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b_n)以及列的最远点编号(m,1)的MMIC裸片管脚坐标(a_m,b₁)；

s3通过初始参考点、行的最远点以及列的最远点的MMIC裸片管脚坐标，采用插值算法计算该区域其它点对应坐标，以自动获得待测晶圆上所有该种类MMIC裸片测试点坐标；

按照上述定位步骤依次计算晶圆上其他种类的MMIC裸片测试点的坐标；

微波单片集成电路综合测试系统自动读取相应MMIC裸片测试点坐标值，并自动控制探针台探针移动至该MMIC裸片测试点进行测试。

本发明具有如下优点：

本发明在利用微波单片集成电路测试系统对小批量晶圆上MMIC裸片进行快速自动测试的基础上提出了一种三点式坐标定位法，实现被测晶圆上大量MMIC裸片测试点的快速自动定位，取代应对批量晶圆MMIC裸片测试的测试点坐标逐点输入方法，通过坐标点插值算法快速计算大量MMIC裸片测试点坐标点，极大的缩减晶圆上每片MMIC裸片测试点的坐标输入时间，在保证测试点坐标相对较准的前提下显著提高小批量晶圆MMIC裸片测试效率。

附图说明

图1为微波单片集成电路综合测试系统组成框图；

图2为集成有MMIC裸片的待测晶圆示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

如图2所示，在晶圆上集成的MMIC裸片一般具有等间距放置的特点，这种方式方便了各测试点坐标的计算，使得自动计算定位测试点坐标成为可能。

由于测试小批量晶圆上MMIC裸片通常采用手动放置方式，通过人工将被测晶圆放置于探针台上，晶圆放置的位置、角度等都处于随机状态，因此至少需要定位晶圆上的三个测试点坐标，才有可能推导出晶圆上其它测试点坐标位置。

本实施例1给出了一种晶圆上单种类MMIC裸片的快速自动测试方法，该方法基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试。

在此基础上，本实施例1利用三点式坐标定位法实现被测晶圆上MMIC裸片测试点的快速自动定位，被测晶圆上MMIC裸片测试点的具体定位过程如下：

首先将晶圆上的MMIC裸片以行、列的形式进行编号，则MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，其中m、n均为自然数。

被测晶圆上MMIC裸片测试点的定位步骤包括：

s1手动控制探针移动确定初始参考点编号(1,1)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b₁)；

s2手动控制探针移动确定行的最远点编号(1,n)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b_n)以及列的最远点编号(m,1)的MMIC裸片管脚坐标(a_m,b₁)；

s3通过上述初始参考点、行的最远点以及列的最远点的MMIC裸片管脚坐标，采用插值算法计算该区域其它点对应坐标，以自动获得待测晶圆上所有MMIC裸片测试点坐标。

通过上述三步可以快速确定待测晶圆上所有MMIC裸片的测试点坐标，微波单片集成电路综合测试系统可以自动读取相应坐标值，自动控制探针台探针移动至该坐标点进行测试，实现了小批量MMIC芯片晶圆状态下的探针自动定位及测试。

与传统的手动测试相比，大大节约了测试时间，都极具推广应用价值。

实施例2

本实施例2除以下技术特征与实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。

有时候MMIC用户应用的芯片数量更少，但种类较多，还会存在一片晶圆上集成多种MMIC裸片的情况，这时就需要对各种类MMIC裸片分区域分别进行定位计算。

本实施例2中的晶圆上多种类MMIC裸片的快速自动测试方法，也是基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试。

在此基础上，本实施例2首先对晶圆上集成的多种类MMIC裸片进行区域划分，然后利用三点式坐标定位法分别对被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点进行快速自动定位。

被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点的具体定位过程参照上述实施例1。

本发明实现了小批量晶圆MMIC裸片的无规律手动放置于探针台条件下的自动测试，缩短了测试时间，同时降低了MMIC裸片特别是功率类芯片发热烧毁的可能。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (2)

1.一种晶圆上单种类MMIC裸片的快速自动测试方法，基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试；其特征在于，利用三点式坐标定位法实现被测晶圆上MMIC裸片测试点的快速自动定位，被测晶圆上MMIC裸片测试点的具体定位过程如下：

首先将晶圆上的MMIC裸片以行、列的形式进行编号，则MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，m、n均为自然数；被测晶圆上MMIC裸片测试点的定位步骤包括：

s1手动控制探针移动确定初始参考点编号(1,1)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b₁)；

s2手动控制探针移动确定行的最远点编号(1,n)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b_n)以及列的最远点编号(m,1)的MMIC裸片管脚坐标(a_m,b₁)；

s3通过上述初始参考点、行的最远点以及列的最远点的MMIC裸片管脚坐标，采用插值算法计算该区域其它点对应坐标，以自动获得待测晶圆上所有MMIC裸片测试点坐标；

微波单片集成电路综合测试系统自动读取相应MMIC裸片测试点坐标值，并自动控制探针台探针移动至该MMIC裸片测试点进行测试。

2.一种晶圆上多种类MMIC裸片的快速自动测试方法，基于微波单片集成电路综合测试系统对MMIC裸片进行测试；其特征在于，首先对晶圆上集成的多种类MMIC裸片进行区域划分；利用三点式坐标定位法分别对被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点进行快速自动定位，则被测晶圆上各种类MMIC裸片测试点的具体定位过程如下：

首先将晶圆上某一种类的MMIC裸片以行、列的形式进行编号，则MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，其中，m、n均为自然数；

被测晶圆上该种类的MMIC裸片测试点的定位步骤包括：

s1手动控制探针移动确定初始参考点编号(1,1)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b₁)；

s2手动控制探针移动确定行的最远点编号(1,n)的MMIC裸片管脚坐标(a₁,b_n)以及列的最远点编号(m,1)的MMIC裸片管脚坐标(a_m,b₁)；

s3通过初始参考点、行的最远点以及列的最远点的MMIC裸片管脚坐标，采用插值算法计算该区域其它点对应坐标，以自动获得待测晶圆上所有该种类MMIC裸片测试点坐标；

按照上述定位步骤依次计算晶圆上其他种类的MMIC裸片测试点的坐标；

微波单片集成电路综合测试系统自动读取相应MMIC裸片测试点坐标值，并自动控制探针台探针移动至该MMIC裸片测试点进行测试。