CN111308301A - 一种基于物联网的半导体性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的半导体性能测试方法，属于半导体测试领域，可以实现通过新型的双性探针对半导体进行性能测试，一方面可以提高测试精度，另一方面可以有效保护半导体在测试过程中不易出现损伤，同时利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护，测试完成后与标准数据进行对比并记录存档，实时传输至云端进行备份保存，并对测试后的半导体打印识别码标签，方便后续的产品分类和测试记录的有迹可循，提高半导体测试的全面性和可靠性，且对半导体性能的查询提供了极大的便利。

Description

一种基于物联网的半导体性能测试方法

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，更具体地说，涉及一种基于物联网的半导体性能测试方法。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

随着光通信行业的快速发展，半导体芯片作为核心元器件扮演着极其重要的角色，从数据中心，移动宽带，互联网，国防军工等，光器件的应用无所不在，为了满足人们的不同应用需求，适应不同的工作环境，半导体芯片的性能可靠性直接影响着信号传输的质量，稳定性跟时限性，如何更为有效的筛选测试出高性能的可靠性更高的半导体芯片已成为不可或缺的一项工作。

目前针对芯片性能测试主要有两种方法，一种是使用POGO-PIN探针，即探针内部置有弹簧装置，可自由伸缩，探针头型一般采用半圆弧型，直接接触芯片PAD，缺点是这种类型探针针对微米级PAD间距，由于误差较大的原因无法适用，另外一种是硬探针测试方法，硬探针针尖经过特殊研磨，可使针尖达到2-10um级，虽然能够应对微米级间距芯片，但使用时容易造成芯片PAD金属层的破坏，因为属于刚性接触，压力无法控制，往往PAD上留有针眼痕迹，且该探针使用一段时间后，极容易造成针尖弯曲、变形，还可能对半导体芯片造成永久性的损伤，不仅干扰半导体性能测试结果，而且还会在测试中出现报废品，同时目前的半导体在测试时往往只能得出合格或者不合格的结论，无法针对每个半导体的测试结果进行记录和存档，甚至可能会出现以次充好的现象发生。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的半导体性能测试方法，它可以实现通过新型的双性探针对半导体进行性能测试，一方面可以提高测试精度，另一方面可以有效保护半导体在测试过程中不易出现损伤，同时利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护，测试完成后与标准数据进行对比并记录存档，实时传输至云端进行备份保存，并对测试后的半导体打印识别码标签，方便后续的产品分类和测试记录的有迹可循，提高半导体测试的全面性和可靠性，且对半导体性能的查询提供了极大的便利。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于物联网的半导体性能测试方法，包括以下步骤：

S1、测试预准备：根据待测半导体的类型输入测试参数，调试测试设备，精调双性探针的间距，并新建测试日志；

S2、标准件测试：对同类型的标准半导体进行性能测试，并将测试结果保存作为对比数据，同时通过同感压力组件建立压力控制模型；

S3、待测件测试：对待测试的半导体匹配压力控制模型进行连续测试，并在每个待测件测试完成后粘贴识别码，测试结果同步录入到测试日志中；

S4、结果整理和分类：根据测试结果首先将合格产品和不合格产品进行分类，然后对合格产品和不合格产品采取更精细的分类处理；

S5、云端备份：联网后实时向云服务器上传测试数据，并对半导体的后续处理进行追踪记录。

进一步的，所述双性探针包括绝缘针筒和接触针，所述接触针包括相互连接的钨丝针部和绝缘树脂部，所述钨丝针部远离绝缘树脂部一端电性连接有电流电压源表，所述绝缘树脂部内端开凿有导电碳道，所述导电碳道内填充有导电碳墨，所述导电碳道远离钨丝针部一端通过柔性导电膜封闭，在实现良好的导电性能的同时，具有柔性接触的特点，不易测试过程中对半导体造成损伤，提高接触可靠性。

进一步的，所述导电碳道包括依次分布的收敛段、平衡段和接触段，所述收敛段截面半径逐渐变小且与钨丝针部贴合接触，既保证了导电碳墨与钨丝针部之间导电稳定性，同时有利于保持导电碳墨的连续性和平衡性，在接触段附近有利于与半导体PAD实现可靠的内凹式柔性接触。

进一步的，所述步骤S2中还可以直接联网搜索同类型标准件的性能参数，并下载导入到测试设备中作为对比数据。

进一步的，所述同感压力组件包括包容筒，所述包容筒内开设有与相匹配的通道，所述外端固定连接有仿探针，所述包容筒上对应仿探针的位置安装有压感盒，所述仿探针和压感盒之间的距离应与与半导体上PAD的距离保持一致，利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护。

进一步的，所述压感盒包括盒体，所述盒体上端开凿有与仿探针相匹配的中心触发孔，所述盒体内底端安装有高精度压力传感器，且高精度压力传感器与测试设备信号连接，所述高精度压力传感器上端固定连接有弹性垫层，所述弹性垫层上端固定连接有扩大压板，且扩大压板上表面与盒体内顶壁贴合并与中心触发孔中心对应，通过中心触发孔与仿探针之间的对准来保证与半导体PAD的接触精度，同时利用扩大压板和弹性垫层的传力性实现高精度压力传感器压力信号的反馈。

进一步的，所述弹性垫层采用高弹性材质，所述扩大压板采用硬度较高的金属材料，弹性垫层具有一定的形变程度来吸收一部分力，避免扩大压板和仿探针刚性接触带来的伤害，且保持扩大压板始终保持中心触发孔的下端口齐平，提高测试触发的准确性。

进一步的，所述识别码包括但不仅限于打印有二维码或者条形码的易撕标签，所述二维码或者条形码识别后直接显示有该半导体的基本信息和测试结果。

进一步的，所述测试设备通过网络模块连接有云服务器，所述云服务器通过通讯模块连接有移动终端，方便技术人员甚至是用户可以实时查看测试数据。

进一步的，所述移动终端包括但不仅限于手机、平板和PC端。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过新型的双性探针对半导体进行性能测试，一方面可以提高测试精度，另一方面可以有效保护半导体在测试过程中不易出现损伤，同时利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护，测试完成后与标准数据进行对比并记录存档，实时传输至云端进行备份保存，并对测试后的半导体打印识别码标签，方便后续的产品分类和测试记录的有迹可循，提高半导体测试的全面性和可靠性，且对半导体性能的查询提供了极大的便利。

(2)双性探针包括绝缘针筒和接触针，接触针包括相互连接的钨丝针部和绝缘树脂部，钨丝针部远离绝缘树脂部一端电性连接有电流电压源表，绝缘树脂部内端开凿有导电碳道，导电碳道内填充有导电碳墨，导电碳道远离钨丝针部一端通过柔性导电膜封闭，在实现良好的导电性能的同时，具有柔性接触的特点，不易测试过程中对半导体造成损伤，提高接触可靠性。

(3)导电碳道包括依次分布的收敛段、平衡段和接触段，收敛段截面半径逐渐变小且与钨丝针部贴合接触，既保证了导电碳墨与钨丝针部之间导电稳定性，同时有利于保持导电碳墨的连续性和平衡性，在接触段附近有利于与半导体PAD实现可靠的内凹式柔性接触。

(4)本发明还可以直接联网搜索同类型标准件的性能参数，并下载导入到测试设备中作为对比数据。

(5)同感压力组件包括包容筒，包容筒内开设有与相匹配的通道，外端固定连接有仿探针，包容筒上对应仿探针的位置安装有压感盒，仿探针和压感盒之间的距离应与与半导体上PAD的距离保持一致，利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护。

(6)压感盒包括盒体，盒体上端开凿有与仿探针相匹配的中心触发孔，盒体内底端安装有高精度压力传感器，且高精度压力传感器与测试设备信号连接，高精度压力传感器上端固定连接有弹性垫层，弹性垫层上端固定连接有扩大压板，且扩大压板上表面与盒体内顶壁贴合并与中心触发孔中心对应，通过中心触发孔与仿探针之间的对准来保证与半导体PAD的接触精度，同时利用扩大压板和弹性垫层的传力性实现高精度压力传感器压力信号的反馈。

(7)弹性垫层采用高弹性材质，扩大压板采用硬度较高的金属材料，弹性垫层具有一定的形变程度来吸收一部分力，避免扩大压板和仿探针刚性接触带来的伤害，且保持扩大压板始终保持中心触发孔的下端口齐平，提高测试触发的准确性。

(8)识别码包括但不仅限于打印有二维码或者条形码的易撕标签，二维码或者条形码识别后直接显示有该半导体的基本信息和测试结果。

(9)测试设备通过网络模块连接有云服务器，云服务器通过通讯模块连接有移动终端，方便技术人员甚至是用户可以实时查看测试数据。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明同感压力组件空闲状态下的结构示意图；

图3为本发明同感压力组件工作状态下的结构示意图；

图4为本发明双性探针部分的结构示意图；

图5为本发明压感盒部分的结构示意图；

图6为本发明的测试系统原理图。

图中标号说明：

1双性探针、11钨丝针部、12绝缘树脂部、13导电碳墨、14柔性导电膜、2包容筒、3仿探针、4压感盒、41盒体、42中心触发孔、43高精度压力传感器、44扩大压板、45弹性垫层。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种基于物联网的半导体性能测试方法，包括以下步骤：

S1、测试预准备：根据待测半导体的类型输入测试参数，调试测试设备，精调双性探针1的间距，并新建测试日志；

S2、标准件测试：对同类型的标准半导体进行性能测试，并将测试结果保存作为对比数据，同时通过同感压力组件建立压力控制模型；

S3、待测件测试：对待测试的半导体匹配压力控制模型进行连续测试，并在每个待测件测试完成后粘贴识别码，测试结果同步录入到测试日志中；

S4、结果整理和分类：根据测试结果首先将合格产品和不合格产品进行分类，然后对合格产品和不合格产品采取更精细的分类处理；

S5、云端备份：联网后实时向云服务器上传测试数据，并对半导体的后续处理进行追踪记录。

请参阅图4，双性探针1包括绝缘针筒和接触针，接触针包括相互连接的钨丝针部11和绝缘树脂部12，钨丝针部11远离绝缘树脂部12一端电性连接有电流电压源表，绝缘树脂部12内端开凿有导电碳道，导电碳道内填充有导电碳墨13，导电碳道远离钨丝针部11一端通过柔性导电膜14封闭，在实现良好的导电性能的同时，具有柔性接触的特点，不易测试过程中对半导体造成损伤，提高接触可靠性，导电碳道包括依次分布的收敛段、平衡段和接触段，收敛段截面半径逐渐变小且与钨丝针部11贴合接触，既保证了导电碳墨13与钨丝针部11之间导电稳定性，同时有利于保持导电碳墨13的连续性和平衡性，在接触段附近有利于与半导体PAD实现可靠的内凹式柔性接触。

步骤S2中还可以直接联网搜索同类型标准件的性能参数，并下载导入到测试设备中作为对比数据。

请参阅图2-3，同感压力组件包括包容筒2，包容筒2内开设有与1相匹配的通道，1外端固定连接有仿探针3，包容筒2上对应仿探针3的位置安装有压感盒4，仿探针3和压感盒4之间的距离应与1与半导体上PAD的距离保持一致，利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针1与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护。

请参阅图5，压感盒4包括盒体41，盒体41上端开凿有与仿探针3相匹配的中心触发孔42，盒体41内底端安装有高精度压力传感器43，且高精度压力传感器43与测试设备信号连接，高精度压力传感器43上端固定连接有弹性垫层45，弹性垫层45上端固定连接有扩大压板44，且扩大压板44上表面与盒体41内顶壁贴合并与中心触发孔42中心对应，通过中心触发孔42与仿探针3之间的对准来保证1与半导体PAD的接触精度，同时利用扩大压板44和弹性垫层45的传力性实现高精度压力传感器43压力信号的反馈，弹性垫层45采用高弹性材质，扩大压板44采用硬度较高的金属材料，弹性垫层45具有一定的形变程度来吸收一部分力，避免扩大压板44和仿探针3刚性接触带来的伤害，且保持扩大压板44始终保持中心触发孔42的下端口齐平，提高测试触发的准确性。

识别码包括但不仅限于打印有二维码或者条形码的易撕标签，二维码或者条形码识别后直接显示有该半导体的基本信息和测试结果。

测试设备通过网络模块连接有云服务器，云服务器通过通讯模块连接有移动终端，方便技术人员甚至是用户可以实时查看测试数据，移动终端包括但不仅限于手机、平板和PC端。

测试具体如下：一对双性探针1与半导体上的一对PAD接触通电进行性能测试，通过电压电流源表读出反馈电流信号，判断半导体的性能，测试触发信号为仿探针3通过中心触发孔42后挤压扩大压板44至高精度压力传感器43产生压力信号，且与压力模型相匹配，即可代表双性探针1与半导体的PAD接触可靠。

本发明可以实现通过新型的双性探针1对半导体进行性能测试，一方面可以提高测试精度，另一方面可以有效保护半导体在测试过程中不易出现损伤，同时利用同感压力组件建立压力控制模型，通过模仿测试行为过程中的压力控制，既可以提高双性探针1与半导体PAD的接触可靠性和精度，还可以作为接触信号触发测试条件，进一步提高对半导体的接触保护，测试完成后与标准数据进行对比并记录存档，实时传输至云端进行备份保存，并对测试后的半导体打印识别码标签，方便后续的产品分类和测试记录的有迹可循，提高半导体测试的全面性和可靠性，且对半导体性能的查询提供了极大的便利。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测试预准备：根据待测半导体的类型输入测试参数，调试测试设备，精调双性探针(1)的间距，并新建测试日志；

S2、标准件测试：对同类型的标准半导体进行性能测试，并将测试结果保存作为对比数据，同时通过同感压力组件建立压力控制模型；

S3、待测件测试：对待测试的半导体匹配压力控制模型进行连续测试，并在每个待测件测试完成后粘贴识别码，测试结果同步录入到测试日志中；

S4、结果整理和分类：根据测试结果首先将合格产品和不合格产品进行分类，然后对合格产品和不合格产品采取更精细的分类处理；

S5、云端备份：联网后实时向云服务器上传测试数据，并对半导体的后续处理进行追踪记录。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述双性探针(1)包括绝缘针筒和接触针，所述接触针包括相互连接的钨丝针部(11)和绝缘树脂部(12)，所述钨丝针部(11)远离绝缘树脂部(12)一端电性连接有电流电压源表，所述绝缘树脂部(12)内端开凿有导电碳道，所述导电碳道内填充有导电碳墨(13)，所述导电碳道远离钨丝针部(11)一端通过柔性导电膜(14)封闭。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述导电碳道包括依次分布的收敛段、平衡段和接触段，所述收敛段截面半径逐渐变小且与钨丝针部(11)贴合接触。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述步骤S2中还可以直接联网搜索同类型标准件的性能参数，并下载导入到测试设备中作为对比数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述同感压力组件包括包容筒(2)，所述包容筒(2)内开设有与(1)相匹配的通道，所述(1)外端固定连接有仿探针(3)，所述包容筒(2)上对应仿探针(3)的位置安装有压感盒(4)，所述仿探针(3)和压感盒(4)之间的距离应与(1)与半导体上PAD的距离保持一致。

6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述压感盒(4)包括盒体(41)，所述盒体(41)上端开凿有与仿探针(3)相匹配的中心触发孔(42)，所述盒体(41)内底端安装有高精度压力传感器(43)，且高精度压力传感器(43)与测试设备信号连接，所述高精度压力传感器(43)上端固定连接有弹性垫层(45)，所述弹性垫层(45)上端固定连接有扩大压板(44)，且扩大压板(44)上表面与盒体(41)内顶壁贴合并与中心触发孔(42)中心对应。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述弹性垫层(45)采用高弹性材质，所述扩大压板(44)采用硬度较高的金属材料。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述识别码包括但不仅限于打印有二维码或者条形码的易撕标签，所述二维码或者条形码识别后直接显示有该半导体的基本信息和测试结果。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述测试设备通过网络模块连接有云服务器，所述云服务器通过通讯模块连接有移动终端。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的半导体性能测试方法，其特征在于：所述移动终端包括但不仅限于手机、平板和PC端。

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