CN117443786B - 一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统,方法具体包括如下步骤:预先构建半导体老化测试系统,其中,半导体老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置;控制装置控制移动组件将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置;控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试;控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选。本发明通过老化测试对半导体器件的分选,提升测试系统的利用率及效率,优化数据分析,提高了半导体老化测试效率及准确性,保证分选结果的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于半导体测试技术领域,具体涉及一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统。
背景技术
对半导体器件的分选,需要进行复杂的测试,因而需要复杂的测试结构,如相关自动化测试设备(ATE等)、模拟及数字混合信号测试技术。其中,ATE是专门用于自动化测试的设备,能够对复杂测试结构进行全面的测试和分析,模拟和数字混合信号测试技术则可以用于测试集成电路中的模拟和数字混合信号部分,对其性能进行评估和验证,通常需要结合先进的控制系统、自动切换设备、智能测试程序等技术来实现高效、准确的测试,自动化测试技术是实现复杂测试结构装置的基础,计算机控制和自动化设备的应用,对产品进行全面、高效、准确的测试和分析。
如专利CN112474441A给出一种全自动芯片老化测试及PCB屏蔽测试流水线设备。该设备包括:第一工控机控制第一机械手臂抓取全自动芯片老化测试及PCB屏蔽测试上料机中的器件测试盘,放置在传送轨道上,由传送轨道传送至全自动芯片老化测试及PCB屏蔽测试机;第二工控器控制第二机械手臂抓取传送轨道上的器件测试盘,放置在全自动芯片老化测试及PCB屏蔽测试机的自动测试柜中测试器件测试盘的待测试器件;测试完毕后,第二工控机和第二机械手机取出自动测试柜的几千测试盘,放置在常熟轨道上,由传送轨道传送至全自动芯片老化测试及PCB屏蔽测试下料机,由第三控制器和第三机械手将器件测试盘内的测试器件取出分类。该方案能够提高测试效率,减免人工成本。
又如专利CN114472226A给出一种用于集成电路的半导体芯片测试方法,包括:识别待检测的半导体芯片,确定待检测的半导体芯片的识别信息;针对待检测的半导体芯片进行缺陷与故障测试,获得测试数据;将测试数据和缺陷与故障测试的指标进行对应匹配后与识别信息一同写入存储单元中;按照预设半导体芯片分类规则对功能测试数据进行结果分析,得到半导体芯片的分类结果。因此,该方案提出一种用于集成电路的半导体芯片测试方法,实现了半导体芯片自动化测试,不仅速度快,而且还可以减少人为的参与,避免人为因素的影响,节省人力的同时还提高检测的准确率。
然而,如上述的现有技术存在如下缺陷:结构装置的建设、维护成本高;可扩展性和灵活性差;需要高精度的ATE和稳定的测试环境,增加了系统的技术难度和成本;当前老化测试产品单一,体量大,测试结构简单,而应对复杂测试结构的装置,需要手动操作,效率低;数据处理和分析难度也存在一定局限性。
因此,如何设置简捷、精准的自动化测试结构,合理的测试数据分析方案,通过半导体老化测试效率、准确性及稳定性的提升,以实现对半导体器件的分选是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统,方法具体包括如下步骤:预先构建半导体老化测试系统,其中,半导体老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置;控制装置控制移动组件将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置;控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试;控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选。本发明通过老化测试实现对半导体器件的分选,通过提升设备的利用率和运行效率,优化测试数据分析,提高了半导体老化测试效率、准确性及稳定性,保证测试结果的可靠性,并且提高测试的可重复性和可追溯性,减少测试误差,保证分选结果的可靠性。
第一方面,本发明提供一种基于老化测试的半导体器件分选方法,具体包括如下步骤:
预先构建半导体老化测试系统,其中,半导体老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置;
控制装置控制移动组件将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置;
控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试;
控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
进一步的,控制装置包括处理器及监测组件,监测组件包括设置于移动组件的位移传感器、设置于分选机械手的视觉识别器以及设置于测试座的老化测试传感器,处理器与监测组件、移动组件及分选机械手信号连接,通过接收的监测组件的信号控制移动组件及分选机械手,并分析老化测试数据。
进一步的,第一料盒包括压紧架以及压测盖,压测盖与压紧架之通过卡扣卡合,形成呈放待测半导体的空腔;分选机械手包括分设边缘的第一夹爪、第二夹爪以及设置在分选机械手内部的第三夹爪和可伸缩的吸杆。
进一步的,控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,具体包括如下步骤:
控制装置控制分选机械手移动至第一预定位置;
驱动第一夹爪、第二夹爪执行夹取动作,夹取压紧架的边缘并抬起至最大角度;
使得第三夹爪推动卡扣,第一夹爪、第二夹爪夹取压测盖的侧边并抬升至最大位置;
分选机械手伸出吸杆,从第一料盒中吸取出待测半导体。
进一步的,控制装置控制分选机械手移动至第一预定位置,具体包括如下步骤:
预先构建定位模型,其中,定位模型通过在尺度空间内识别设置的关键点进行位置确定;
控制装置控制分选机械手沿预设轨迹移动,移动过程中分选机械手的视觉识别器实时采集定位图像,并将定位图像传送至处理器;
处理器通过关键点定位,结合预存的参考图像分析定位图像,其中,关键点设置于压紧架的边缘以及压测盖的侧边,分析定位图像,具体表示为:
其中,i为关键点的编号,(,)为定位图像中i关键点映射到参考图像中的坐
标位置,(,)为i关键点在定位图像中的坐标位置,(,)为参考图像中i关键点的目
标坐标位置,h11,……,h33为预设数值,为累计偏差;
基于对定位图像分析结果的反馈,确定分选机械手移动至第一预定位置。
进一步的,控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选,具体包括如下步骤:
视觉识别器采集待测半导体的视觉图像,老化测试传感器采集基于预设测试条件得到的老化测试数据;
处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,给出针对待测半导体的老化结果,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
进一步的,测试条件包括温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试;
处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,具体包括以下步骤:
处理器对视觉图像及老化测试数据进行处理,根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数;
结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率。
进一步的,根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数,具体表示为:
其中,为温度测试条件系数;为待测半导体的活化能(与半导体的材质
有关);为波尔兹曼常数;为实际使用的环境温度;为测试温度;
其中,为温度及电压组合测试条件系数;为实际使用的电压;为测试时施加的电压;为电压权重系数;
其中,为温度及湿度组合测试条件系数;为测试湿度;
为实际使用的湿度;为湿度权重系数。
进一步的,结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率,具体表示为:
其中,、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温
度及湿度组合测试的结果的卡方分布,CL为置信度;df为自由度;、、分别为温度测
试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的测试时间;为测试样本数量;、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的权重。
第二方面,本发明还提供一种基于老化测试的半导体器件分选系统,采用上述基于老化测试的半导体器件分选方法,包括:
移动组件、测试座、分选机械手及控制装置,移动组件用于将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置,分选机械手用于从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试,控制装置与移动组件、分选机械手信号连接,并控制移动组件、分选机械手。
本发明提供的一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统,至少包括如下有益效果:
(1)本发明通过老化测试实现对半导体器件的分选,通过提升设备的利用率和运行效率,优化测试数据分析,提高了半导体老化测试效率、准确性及稳定性,保证测试结果的可靠性,并且提高测试的可重复性和可追溯性,减少测试误差,保证分选结果的可靠性。
(2)本发明给出的测试条件及测试数据的分析处理,结合半导体使用过程中老化的因素进行设计,并考虑各种测试条件之间的权重,综合给出半导体失效率,提升半导体老化测试的精准度和可靠性。
(3)本发明的分选方案通过相对简捷的装置设置和综合各种条件因素的数据采集、分析,通过针对多个半导体器件批量的测试处理,使得分选过程的可扩展性强,且具有很高的灵活性。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于老化测试的半导体器件分选方法的流程示意图;
图2为本发明提供的一种基于老化测试的半导体器件分选系统的结构示意图;
图3为本发明提供的第一料盒移动过程的组件排布结构示意图;
图4为本发明提供的分选机械手夹取待测半导体的第一过程图;
图5为本发明提供的分选机械手夹取待测半导体的第二过程图;
图6为本发明提供的分选机械手夹取待测半导体的第三过程图;
图7为本发明提供的分选机械手夹取待测半导体的第四过程图;
图8为本发明提供的分选机械手夹取待测半导体的第五过程图。
附图标记:1-移动组件,2-BIB板台车,3-分选机械手,31-第一夹爪,32-第二夹爪,33-第三夹爪,34-吸杆,35-视觉识别传感器,4-6轴关节机器人,5-老化测试板,51-老化测试座,52-压紧架,53-压测盖。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。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它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
为通过老化测试进行半导体器件的分选,针对当前市场上能够实现对半导体器件进行自动化测试,并且支持复杂的测试结构和测试流程,普遍存在的缺陷:结构装置的建设、维护成本高;可扩展性和灵活性差;需要高精度的ATE和稳定的测试环境,增加了系统的技术难度和成本。
而复杂的测试结构和测试流程又导致当前老化测试产品单一,体量大,测试结构简单,而应对复杂测试结构的装置,需要手动操作,效率低;数据处理和分析难度也存在一定局限性。
如图1所示,本发明提供一种基于老化测试的半导体器件分选方法,具体包括如下步骤:
预先构建半导体老化测试系统,其中,半导体老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置;
控制装置控制移动组件将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置;
控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试;
控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
本发明通过老化测试对半导体器件的分选,提升测试系统的利用率及效率,优化数据分析,提高了半导体老化测试效率及准确性,保证分选结果的可靠性。
如图2所示,老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置,移动组件用于将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置,分选机械手用于从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,控制装置与移动组件、分选机械手信号连接,并控制移动组件、分选机械手。
其中,控制装置包括处理器及监测组件,监测组件包括设置于移动组件的位移传感器、设置于分选机械手的视觉识别器以及设置于测试座的老化测试传感器,处理器与监测组件、移动组件及分选机械手信号连接,通过接收的监测组件的信号控制移动组件及分选机械手,并分析老化测试数据。
移动组件可以实现对呈放待测半导体的第一料盒的上、下方向及在二维平面内左、右方向的移动。例如,上、下方向的移动可以通过自动上下料举升装置,二维平面内左、右方向的移动可以通过BIB板台车,由自动上下料举升装置将第一料盒进行上下位置的调整后,再由BIB板台车牵引第一料盒进行二维平面内左、右方向的移动,最终使得呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置。
如图3所示,第一料盒包括压紧架以及压测盖,压测盖与压紧架之通过卡扣卡合,形成呈放待测半导体的空腔;
分选机械手包括分设边缘的第一夹爪、第二夹爪以及设置在分选机械手内部的第三夹爪和可伸缩的吸杆。
根据处理器中的程序设定,分选机械手利用设置在分选机械手夹爪上的视觉识别器进行视觉识别,并向处理器传输位置信息,进而再控制分选机械手夹爪及吸杆从第一料盒中取出待测半导体。
如图4-图8所示,控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,具体包括如下步骤:
控制装置控制分选机械手移动至第一预定位置,具体包括如下步骤;
预先构建定位模型,其中,定位模型通过在尺度空间内识别设置的关键点进行位置确定;
控制装置控制分选机械手沿预设轨迹移动,移动过程中分选机械手的视觉识别器实时采集定位图像,并将定位图像传送至处理器;
处理器通过关键点定位,结合预存的参考图像分析定位图像,其中,关键点设置于压紧架的边缘以及压测盖的侧边,分析定位图像,具体表示为:
其中,i为关键点的编号,(,)为定位图像中i关键点映射到参考图像中的坐
标位置,(,)为i关键点在定位图像中的坐标位置,(,)为参考图像中i关键点的目
标坐标位置,h11,……,h33为预设数值,为累计偏差;i关键点为压紧架的边缘以及压测
盖的侧边的点,每个位置分设1个关键点或者设置多个关键点,在此不对关键点的数量做具
体的限定。另外,h11,……,h33为预设数值,可以通过测试集数据进行预先计算得到,不同场
景下h11,……,h33的具体数值也会有所不同。
基于对定位图像分析结果的反馈,确定分选机械手移动至第一预定位置。以定位图像中关键点在参考图像中的映射位置进行定位评价,设置合理的累计偏差阈值,确定分选机械手移动至第一预定位置。
驱动第一夹爪、第二夹爪执行夹取动作,夹取压紧架的边缘并抬起至最大角度;抬起的过程尽量缓慢,此时,第三夹爪处于收缩的状态;
使得第三夹爪推动卡扣,第一夹爪、第二夹爪夹取压测盖的侧边并抬升至最大位置;压紧架打开之后,收缩的第三夹爪开始推动卡扣向后移动,第一夹爪、第二夹爪再夹取压测盖的侧边位置,缓慢向上抬升,压测盖抬升的过程中,第三夹爪又回归到收缩的状态;
分选机械手伸出吸杆,从第一料盒中吸取出待测半导体。第一夹爪、第二夹爪在将压测盖打开到最大位置之后,伸出吸杆,吸杆通过控制真空电磁阀来吸取待测半导体,之后吸杆吸取的待测半导体随分选机械手的移动而移动,最终放入在测试座第二预定位置的第二料盒中。
放入第二料盒之后的待测半导体可以进行老化测试试验。半导体的测试有很多种,分阶段进行且工序繁杂,大致分为晶圆测试和封装后芯片成品测试。老化测试是在封装后进行的加速寿命测试,主要包括在高温高压条件下进行的电压测试,电流测试,时序特性测试和功能测试等。
为了避免半导体器件测试时的反复焊接,需要根据封装类型专门设计测试插座并将测试座安装在测试电路板上进行生产测试。每块测试电路板上可以排列几十个甚至上百个测试座。
测试座下面顶针构成的阵列与半导体器件的封装类型相匹配,测试时由分选机械手将待测半导体装入测试座的第二料盒中进行测试。
老化测试在老化室中进行。老化室的温度一般控制在125℃至150℃范围内。老化用的测试电路板称老化测试板,测试座称老化测试座。老化测试板和老化测试座可以根据老化室的类型和各种测试条件来定制优化。
在老化测试过程中,待测半导体会受到温度、冲击、电和湿度这些因素的影响,通过在老化测试座中设置相关参数从而引入这些测试因素,以此来得到测试结果数据,统计分析测试结果数据,将测试结果数据代入到分析公式中,推导并获取正常使用状态下的半导体器件的平均使用寿命。
老化测试的条件可以包括温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试。
老化测试之后,分选机械手会自动将合格品与失效品进行区分,合格品将转入周转盒中继续流转,而失效品则无法继续流转,由此实现对半导体器件的分选。
控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
具体的步骤如下:
视觉识别器采集待测半导体的视觉图像,老化测试传感器采集基于预设测试条件得到的老化测试数据;
处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,给出针对待测半导体的老化结果,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
其中,处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,具体包括以下步骤:
处理器对视觉图像及老化测试数据进行处理,根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数;
结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率。
对于视觉图像的采集及分析主要包括识别待测半导体的表面状态,温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试主要是监测待测半导体的状态是否会出现异常。
除了筛选存在缺陷的半导体外,上述老化测试还可以根据测试数据对待测老化半导体进行分类,分类后也将为后续半导体的老化测试分析提供便利和数据支撑。
在实际应用中,首先列举出芯片的常见缺陷,再按照重要程度进行优先级划分,最后给出每一类缺陷对应的参数范围。
以电压为例,第一优先级是Vf,当Vf=5V时,半导体器件被划分类到“开路”;当0≤Vf≤0.2V时,半导体器件被划分类到“短路”。将电压数据结果上传到处理器中,控制分选机械手会自动将合格品与失效品进行区分,合格品将转入周转盒中继续流转,而失效品则无法继续流转,合格品筛选后再将失效品再根据评估结果所确定的失效因素进行分类处理。
根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数,具体表示为:
其中,为温度测试条件系数;为待测半导体的活化能(与半导体的材质
有关);为波尔兹曼常数;为实际使用的环境温度;为测试温度;
其中,为温度及电压组合测试条件系数;为实际使用的电压;为测试时施加的电压;为电压权重系数;
其中,为温度及湿度组合测试条件系数;为测试湿度;
为实际使用的湿度;为湿度权重系数。
结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率,具体表示为:
其中,、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温
度及湿度组合测试的结果的卡方分布,CL为置信度;df为自由度;、、分别为温度测
试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的测试时间;为测试样本数量;、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的权重。
得到待测半导体的老化失效率之后,设定半导体器件的使用寿命满足指数分布,其平均寿命计算公式如下:
其中,为失效率。
在实际应用中,对于老化测试的效果进行了一系列测试验证,根据老化测试半导体的相关参数,其正常工作的环境温度为65℃,在置信度为90%的条件下,通过老化测试数据和相应的测试因素计算出平均寿命。
(1)根据测试的内容选取温度条件,因此,选择温度测试计算公式,根据上述温度
测试公式求得=3.8;
(2)在给定置信度为90%的条件下,测试样品的自由度为2,可得=4.605;
(3)如果不考虑其他测试条件的情况,根据失效率的计算公式,将上述步骤中得到数值代入公式中,可以计算出测试件的失效率为1.122×10-5/h-1。
再根据平均寿命计算公式,将计算得到的失效率数值代入公式中,计算该测试样品的平均寿命为9.5年。
如果再考虑其他测试条件,则失效率的计算公式需要将其他测试条件的权重因素纳入,结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率,具体表示为:
其中,、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温
度及湿度组合测试的结果的卡方分布,CL为置信度;df为自由度;、、分别为温度测
试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的测试时间;为测试样本数量;、、分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的权重。
本发明提供的一种基于老化测试的半导体器件分选方法及系统,至少包括如下有益效果:
(1)本发明通过老化测试实现对半导体器件的分选,通过提升设备的利用率和运行效率,优化测试数据分析,提高了半导体老化测试效率、准确性及稳定性,保证测试结果的可靠性,并且提高测试的可重复性和可追溯性,减少测试误差,保证分选结果的可靠性。
(2)本发明给出的测试条件及测试数据的分析处理,结合半导体使用过程中老化的因素进行设计,并考虑各种测试条件之间的权重,综合给出半导体失效率,提升半导体老化测试的精准度和可靠性。
(3)本发明的分选方案通过相对简捷的装置设置和综合各种条件因素的数据采集、分析,通过针对多个半导体器件批量的测试处理,使得分选过程的可扩展性强,且具有很高的灵活性。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于老化测试的半导体器件分选方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
预先构建半导体老化测试系统,其中,半导体老化测试系统包括移动组件、测试座、分选机械手及控制装置;
控制装置控制移动组件将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置;
控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试;
控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选;
控制装置包括处理器及监测组件,监测组件包括设置于移动组件的位移传感器、设置于分选机械手的视觉识别器以及设置于测试座的老化测试传感器,处理器与监测组件、移动组件及分选机械手信号连接,通过接收的监测组件的信号控制移动组件及分选机械手,并分析老化测试数据;
第一料盒包括压紧架以及压测盖,压测盖与压紧架之通过卡扣卡合,形成呈放待测半导体的空腔;分选机械手包括分设边缘的第一夹爪、第二夹爪以及设置在分选机械手内部的第三夹爪和可伸缩的吸杆;
控制装置控制分选机械手从第一料盒中取出待测半导体,具体包括如下步骤:
控制装置控制分选机械手移动至第一预定位置;
驱动第一夹爪、第二夹爪执行夹取动作,夹取压紧架的边缘并抬起至最大角度;
使得第三夹爪推动卡扣,第一夹爪、第二夹爪夹取压测盖的侧边并抬升至最大位置;
分选机械手伸出吸杆,从第一料盒中吸取出待测半导体;
控制装置控制分选机械手移动至第一预定位置,具体包括如下步骤:
预先构建定位模型,其中,定位模型通过在尺度空间内识别设置的关键点进行位置确定;
控制装置控制分选机械手沿预设轨迹移动,移动过程中分选机械手的视觉识别器实时采集定位图像,并将定位图像传送至处理器;
处理器通过关键点定位,结合预存的参考图像分析定位图像,其中,关键点设置于压紧架的边缘以及压测盖的侧边,分析定位图像,具体表示为:
;
其中,i为关键点的编号,为定位图像中i关键点映射到参考图像中的坐标位置,/>为i关键点在定位图像中的坐标位置,/>为参考图像中i关键点的目标坐标位置,h11,……,h33为预设数值,/>为累计偏差;
基于对定位图像分析结果的反馈,确定分选机械手移动至第一预定位置。
2.如权利要求1所述基于老化测试的半导体器件分选方法,其特征在于,控制装置获取待测半导体的老化测试数据,并基于对老化测试数据的分析,控制分选机械手对待测半导体进行分选,具体包括如下步骤:
视觉识别器采集待测半导体的视觉图像,老化测试传感器采集基于预设测试条件得到的老化测试数据;
处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,给出针对待测半导体的老化结果,控制分选机械手对待测半导体进行分选。
3.如权利要求2所述基于老化测试的半导体器件分选方法,其特征在于,测试条件包括温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试;
处理器对视觉图像及老化测试数据进行分析,具体包括以下步骤:
处理器对视觉图像及老化测试数据进行处理,根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数;
结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率。
4.如权利要求3所述基于老化测试的半导体器件分选方法,其特征在于,根据测试条件及测试结果,获取测试条件系数,具体表示为:
;
其中,为温度测试条件系数;/>为待测半导体的活化能(与半导体的材质有关);/>为波尔兹曼常数;/>为实际使用的环境温度;/>为测试温度;
;
其中,为温度及电压组合测试条件系数;/>为实际使用的电压;为测试时施加的电压;/>为电压权重系数;
;
其中,为温度及湿度组合测试条件系数;/>为测试湿度;为实际使用的湿度;/>为湿度权重系数。
5.如权利要求4所述基于老化测试的半导体器件分选方法,其特征在于,结合测试条件系数及对应测试结果的自由度及置信度,给出待测半导体的老化失效率,具体表示为:
;
其中,、/>、/>分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的结果的卡方分布,CL为置信度;df为自由度;/>、/>、/>分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的测试时间;/>为测试样本数量;/>、、/>分别为温度测试、温度及电压组合测试和温度及湿度组合测试的权重。
6.一种基于老化测试的半导体器件分选系统,其特征在于,采用如权利要求1-5任一所述基于老化测试的半导体器件分选方法,包括:
移动组件、测试座、分选机械手及控制装置,移动组件用于将呈放待测半导体的第一料盒移至第一预定位置,分选机械手用于从第一料盒中取出待测半导体,并将待测半导体放入在测试座第二预定位置的第二料盒中,进行老化测试,控制装置与移动组件、分选机械手信号连接,并控制移动组件、分选机械手。
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