CN207183216U - 一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统，包括集成电路测试仪、探针台密封箱、探针卡和校温装置，其中，探针台密封箱内置校温装置和探针卡，校温装置包括微控制器、程序下载电路和时钟电路，微控制器内置温度传感器和I2C通信接口。晶圆芯片测试时，探针台密封箱被加热到目标测试温度T1，校温装置中的微控制器读取内置的温度传感器感知内部测试温度T2，然后，通过I2C通信接口将内部测试温度T2发回给集成电路测试仪，集成电路测试仪将目标测试温度T1和返回的内部测试温度T2进行比较计算，然后，通过集成电路测试仪将校准值写入到待测芯片，再将校准值传输到微控制器内置的温度传感器内，完成温度值校准。

Description

一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统

技术领域

本实用新型涉及集成电路测试技术领域， 尤其涉及一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统。

背景技术

传统芯片内的温度传感器测试方法分两种，一种是在晶圆测试阶段进行温度传感器的调整测试，另外一种是在芯片封装完成后进行温度传感器的调整测试。

第一种温度测试方法，如图1所示，为现有适用于芯片晶圆测试阶段的温度测试方法示意图。晶圆在集成电路测试机里的被吸附在金属托盘上并在其密闭环境进行温度加热。托盘上的加热器加上芯片需要的标准报警温度，测试校准时调整芯片内部的报警阈值，调整到该温度下芯片的温度传感器报警即可。

这时芯片在未进行封装且未接入完整电路环境时测试调整的，所以芯片的温度传感器感知到的温度为T，T只是芯片裸露在外部且无外部系统环境时的温度。但实际情况下当芯片后续随着封装完成，芯片被完全包裹在塑封材料内形成集成电路，这与芯片在空气中散热的速率不同，加上其在系统中进行的各种芯片内部电路工作产生的热量，这时芯片内温度传感器感知到的温度就是T=外部温度+内部电路工作发热产生的温度，还需考虑空气中散热和封装材料内的散热的影响，才能满足芯片内部温度传感器对外界温度的正确感知。

第二种温度测试方法，是晶圆中的芯片在封装完成为封装体后进行温度调试，但受限与测试设备，每次只能进行4颗芯片的并行测试调整，而在圆片阶段可以进行64-256颗芯片的并行测试调整，所以该方案的产生的测试成本与第一种方法相比，测试成本成倍增长。

目前，在晶圆测试阶段，大多采用上述第一种温度测试方法，如图2所示，为现有适用于芯片晶圆测试阶段的温度测试系统，包括集成电路测试仪、探针台密封箱、测温连接线、探针台和测温装置。其中，探针台中的晶圆托盘靠真空牢牢的吸住晶圆，集成电路测试仪通过连接线和探针卡连接，探针卡上的探针扎在晶圆上，与被测芯片的焊盘（PAD）上形成测试的物理连接。集成电路测试仪通过该物理连接发送接收测试信号。在芯片内的温度传感器测试时，探针台中的密封箱被加热到目标测试温度。所以，在晶圆阶段如何收集封装及芯片自发热造成的温度差，在晶圆阶段进行测试温度校准是业界需要解决的重要问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统，该温度校准系统在晶圆测试设备的基础上，加入了基于使用环境的校温装置，将其加入到集成电路测试仪的加热环境中，并进行负载工作，从而能够实现准确调整温度的目的。

为了达到上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统，包括集成电路测试仪、探针台密封箱和探针卡，其特征在于，所述温度校准系统还包括校温装置，其中，探针台密封箱内置校温装置和探针卡，校温装置包括微控制器、程序下载电路和时钟电路，微控制器内置温度传感器和I2C通信接口，程序下载电路和时钟电路分别连接微控制器，程序下载电路将微控制器的程序下载到微控制器中，时钟电路控制微控制器的运行，校温装置通过耐高温排线连接外部的集成电路测试仪；

探针卡通过其探针连接晶圆，晶圆通过被测芯片的焊盘上形成测试物理连接，晶圆芯片测试时，探针台密封箱被加热到目标测试温度T1，校温装置中的微控制器读取内置的温度传感器感知内部测试温度T2，然后，通过I2C通信接口将内部测试温度T2发回给集成电路测试仪，集成电路测试仪将目标测试温度T1和返回的内部测试温度T2进行比较计算，然后，通过集成电路测试仪将校准值写入到待测芯片，再将校准值传输到微控制器内置的温度传感器内，完成温度值校准。

本实用新型由于采用了上述适用于晶圆测试阶段的温度校准系统，特别是其中的校温装置，包括微控制器、程序下载电路和时钟电路，而且，微控制器内置温度传感器和I2C通信接口，所获得的有益效果是，同时不断输出芯片内部温度传感器感知的内部测试温度，并输出内部测试温度到集成电路测试仪，然后，计算出因封装散热不同和芯片内部电路工作产生的补偿温度，从而，调整集成电路测试仪内部的环境温度，即标准报警温度，达到准确调整芯片阈值温度的目的。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1是现有适用于芯片晶圆测试阶段的温度测试方法示意图。

图2是现有适用于芯片晶圆测试阶段的温度测试系统结构图。

图3是本实用新型具体实施的适用于晶圆测试阶段的温度校准系统结构图。

具体实施方式

参看图3，为本实用新型具体实施的适用于晶圆测试阶段的温度校准系统结构图。具体实施中，该温度校准系统包括集成电路测试仪、探针台密封箱、探针卡和校温装置。其中，探针台密封箱内置校温装置和探针卡，校温装置包括MCU微控制器、程序下载电路和时钟电路，该MCU微控制器型号为STM32，MCU微控制器内置温度传感器和I2C通信接口，程序下载电路和时钟电路分别连接MCU微控制器，程序下载电路将MCU微控制器的程序下载到MCU微控制器中，时钟电路控制MCU微控制器的运行，校温装置通过耐高温排线连接外部的集成电路测试仪。

探针卡通过其探针连接晶圆，晶圆通过被测芯片的焊盘上形成测试物理连接，晶圆芯片测试时，探针台密封箱被加热到目标测试温度T1，校温装置中的MCU微控制器读取内置的温度传感器感知内部测试温度T2，然后，通过I2C通信接口的CLK和SDA管脚将内部测试温度T2发回给集成电路测试仪，集成电路测试仪将目标测试温度T1和返回的内部测试温度T2进行比较计算，然后，通过集成电路测试仪将校准值写入到待测芯片，再将校准值传输到MCU微控制器内置的温度传感器内，完成温度值校准。

本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本实用新型的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本实用新型的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种替代方式来达到本实用新型的目的。

Claims (1)

1.一种适用于晶圆测试阶段的温度校准系统，包括集成电路测试仪、探针台密封箱和探针卡，其特征在于，所述温度校准系统还包括校温装置，其中，探针台密封箱内置校温装置和探针卡，校温装置包括微控制器、程序下载电路和时钟电路，微控制器内置温度传感器和I2C通信接口，程序下载电路和时钟电路分别连接微控制器，程序下载电路将微控制器的程序下载到微控制器中，时钟电路控制微控制器的运行，校温装置通过耐高温排线连接外部的集成电路测试仪；

探针卡通过其探针连接晶圆，晶圆通过被测芯片的焊盘上形成测试物理连接，晶圆芯片测试时，探针台密封箱被加热到目标测试温度T1，校温装置中的微控制器读取内置的温度传感器感知内部测试温度T2，然后，通过I2C通信接口将内部测试温度T2发回给集成电路测试仪，集成电路测试仪将目标测试温度T1和返回的内部测试温度T2进行比较计算，然后，通过集成电路测试仪将校准值写入到待测芯片，再将校准值传输到微控制器内置的温度传感器内，完成温度值校准。