CN109581172A - 一种半导体器件射频指标final test系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提供一种半导体器件射频指标final test系统及方法，针对测试效率较低的问题，硬件上考虑自动上下料、自动测试、用外加IO进行与分选机构通信从而实现测试节拍控制等措施，还从软件上进行优化，提高测试效率；为了解决校准对测试结果准确度的影响，在设计测试负载板(Load Board)以及探针进行详细的射频仿真(HFSS)，得出S参数，最后采用软件补偿的方式对结果进行优化。

Description

一种半导体器件射频指标final test系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种半导体器件射频指标final test系统及方法。

背景技术

Final Test(FT)测试是半导体器件出货前的一道重要的工序，其中射频指标的FT测试又是这道工序中的难点所在。主要问题在于以下几点：一是随着被测件频率的升高，对测试夹具的高频性能和尺寸提出了很高的要求，才能保证测试的准确性；二是相对于一些直流参数的测试，射频指标测试更加耗时，无法满足生产效率的要求；三是由于采用了探针测试方法，要将测试端面校准到实际被测件端口非常困难。本文针对射频指标FT测试的种种问题，从硬件、软件两方面入手，提出一种系统方法，在保证测试准确性的情况下尽可能的提高生产测试效率。

随着被测件(DUT)的频率增高，测试探针和夹具(Socket)尺寸越来越小，射频信号之间的干扰越来越强，除了在设计时提出加工精度要求、选择合适的探针外，可考虑在探针周围采用屏蔽措施，以减少高频信号之间的干扰；针对测试效率较低的问题，除了硬件上考虑自动上下料、自动测试、用外加IO进行与分选机构通信从而实现测试节拍控制等措施外，还可从软件上进行优化，比如采用更先进、更底层的编程技术、优化显示模式等减少测试时间，提高测试效率；另外最后，为了解决校准对测试结果准确度的影响，虽然我们无法对测试母板进行精确的校准，但可以在设计测试负载板(Load Board)以及探针进行详细的射频仿真(HFSS)，得出S参数，最后采用软件补偿的方式对结果进行优化。

发明内容

本发明提供一种半导体器件射频指标final test系统及方法，包括一种半导体器件射频指标final test系统及方法，包括硬件和软件，具体而言，硬件方面采用测试频率3GHz以上的探针，并在探针外设置屏蔽层，所述屏蔽层采用双层铜壳体，包裹于探针外部；在屏蔽层内部添加绝缘介质，并在绝缘层端部，探针露出的位置添加探针定位装置，所述定位装置包裹探针探头的位置；所述探针根部位置抵接弹簧，弹簧连接在弹簧支架上，弹簧支架另一侧为探针根部的外接口部分；

所述探针外部接口连接通信设备，所述通信设备采用PCIE数字IO 卡转接盒，实现探头与分选机之间的通信；

硬件方面采用DCOM编程方式替代SCPI编程方式对测试仪表进行编程，并做如下处理：

1)封装同时支持DCOM和SCPI两种通信方式的驱动库程序；

2)建立仪器库，对目前已知的支持DCOM编程技术的仪表进行汇总；

3)开始正式测试之前，读取仪表型号，如果该仪表型号在仪器库中，则默认调用DCOM方式进行与仪表的通信及执行指令；

4)如果该型号的仪表不在仪器库中，则尝试与其建立DCOM方式连接，如果成功，则将该仪表加入仪器库并使用DCOM方式执行指令；如果不成功，则选择SCPI方式执行指令，同时对用户进行提示

具体的，所述屏蔽层的长度根据弹簧行程和探针长度决定，其长度小于探针接触母板之后，弹簧的压缩长度和探针长度之和。

具体的，根据实际测试需要，设置多组探头形成多工位操作模式。

具体的，转接盒主要实现多路数字IO信号到分选机PLC的机械连接以及电气信号转换；转接盒上包括PC interface，其是与PC机上数字IO卡的通信接口，SITE1～SITE6可与分选机机构通信。

区别于现有技术，本发明的优势在于：

1、减小测试时射频信道之间的干扰，增加了测试准确度

2、DCOM编程，提高测试效率和产能。

附图说明

图1是本发明实施例射频指标FT改进整体框图。

图2是本发明实施例探头改进示意图。

图3是本发明夹具上探头保护装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种半导体器件射频指标final test系统及方法，包括硬件和软件，具体而言，如图2所示，根据被测件频率、插损、驻波、材质等指标选择测试探针。由于测试频率较高(3GHz以上)，除了要选择满足指标的探针外，还要在探针外边做一层屏蔽层，以减少射频信号之间的干扰，保证测试的准确性。测试屏蔽外罩采用2层铜制壳体，内部添加绝缘介质，并且在探针一端添加探针定位装置，防止探针偏移，同时为了保证探针能够正常接触测试母板，外部壳体长度要根据弹簧行程和测试探针长度进行精细的计算，所述探针根部位置抵接弹簧，弹簧连接在弹簧支架上，弹簧支架另一侧为探针根部的外接口部分；

所述探针外部接口连接通信设备，所述通信设备采用PCIE数字IO 卡转接盒，实现探头与分选机之间的通信；

具体的，所述屏蔽层的长度根据弹簧行程和探针长度决定，其长度小于探针接触母板之后，弹簧的压缩长度和探针长度之和，如图2所示。

根据实际测试要求进行系统集成。增加测试工位是提高测试效率最有效的方法，在系统集成之前，要根据实际的测试效率要求精确计算每个工位流水时间，进而作为设计测试工位数量的依据。

针对半导体射频指标FT测试的仪表主要是指矢量网络分析仪，而主流的网络分析仪都不支持测试分选功能。为了保证生产测试的稳定性，我们选用一张PCIE数字IO卡并根据分选机的接口自行设计一个转接盒，实现测试仪表与分选机的通信。转接盒主要实现多路数字IO信号到分选机PLC的机械连接(输入输出配置)以及电气信号转换(5V转 24V)。其中PC interface是与PC机上数字IO卡的通信接口，ITE1～SITE6 可与分选机机构通信。这样，就可实现PC机和分选机构的交互，从而完成测试节拍控制。

针对测试设备，根据采样点数不同(比如需要1500个测试采样点)，传统的SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments)编程方式执行一条指令时间可能持续50ms以上，而相应采用DCOM (Distributed Component Object Model)编程方式的指令执行时间只有1ms；问题的关键点还在于，并不是所有的测试仪表都支持DCOM编程方式，在这种情况下，软件中进行了如下处理：

①封装同时支持DCOM和SCPI两种通信方式的驱动库程序；

②建立仪器库，对目前已知的支持DCOM编程技术的仪表进行汇总；

③开始正式测试之前，读取仪表型号，如果该仪表型号在仪器库中，则默认调用DCOM方式进行与仪表的通信及执行指令；

④如果该型号的仪表不在仪器库中，则尝试与其建立DCOM方式连接，如果成功，则将该仪表加入仪器库并使用DCOM方式执行指令；如果不成功，则选择SCPI方式执行指令，同时对用户进行提示。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种半导体器件射频指标final test系统，包括探针、通信设备及测试仪，其特征在于，所述探针用测试频率3GHz以上的探针，并在探针外设置屏蔽层，所述屏蔽层采用双层铜壳体，包裹于探针外部；在屏蔽层内部添加绝缘介质，并在绝缘层端部，探针露出的位置添加探针定位装置，所述定位装置包裹探针探头的位置；所述探针根部抵接弹簧，弹簧连接在弹簧支架上，弹簧支架另一侧为探针根部的外接口部分；

所述探针外部接口连接通信设备，所述通信设备采用PCIE数字IO卡转接盒，实现探头与分选机之间的通信。

2.一种半导体器件射频指标final test方法，采用DCOM编程方式替代SCPI编程方式对测试仪表进行编程，并做如下处理：

1)封装同时支持DCOM和SCPI两种通信方式的驱动库程序；

2)建立仪器库，对目前已知的支持DCOM编程技术的仪表进行汇总；

3)开始正式测试之前，读取仪表型号，如果该仪表型号在仪器库中，则默认调用DCOM方式进行与仪表的通信及执行指令；

4)如果该型号的仪表不在仪器库中，则尝试与其建立DCOM方式连接，如果成功，则将该仪表加入仪器库并使用DCOM方式执行指令；如果不成功，则选择SCPI方式执行指令，同时对用户进行提示。

3.根据权利要求1所述的半导体器件射频指标final test系统，其特征在于：所述屏蔽层的长度根据弹簧行程和探针长度决定，其长度小于探针接触母板之后，弹簧的压缩长度和探针长度之和。

4.根据权利要求1所述的半导体器件射频指标final test系统，其特征在于：根据实际测试需要，设置多组探头形成多工位操作模式。

5.根据权利要求1所述的半导体器件射频指标final test系统，其特征在于：转接盒主要实现多路数字IO信号到分选机PLC的机械连接以及电气信号转换；转接盒上包括PCinterface，其是与PC机上数字IO卡的通信接口，SITE1～SITE6可与分选机机构通信。

6.根据权利要求1所述的半导体器件射频指标final test系统，其特征在于：根据被测件的尺寸，在被测件测试夹具上设置探针保护结构，避免划伤探针，所述保护结构为在夹具下方设置保护板结构。

7.根据权利要求1所述的半导体器件射频指标final test系统，其特征在于：测试仪表为矢量网络分析仪，并采用用一张PCIE数字IO卡并根据分选机的接口增加一个转接盒，实现测试仪表与分选机的通信，转接盒主要实现多路数字IO信号到分选机PLC的机械连接。

8.根据权利要求2所述的半导体器件射频指标final test方法，其特征在于：根据实际测试要求增加测试工位提高测试效率时，在系统集成之前，要根据实际的测试效率要求精确计算每个工位流水时间，进而作为设计测试工位数量的依据。