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패키지테스트

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패키지테스트
패키지테스트 및 Handler

패키지테스트는 반도체 완제품 완성 후, 출하전에 불량여부를 선별하기 위해 최종적으로 진행하는 테스트 공정이다. 반도체를 테스트 장비(Tester)에 넣고 다양한 조건의 전압, 전기신호, 온도, 습도 등을 가하면서, 반도체가 해당 조건별로 어떤 전기적 특성, 기능적 특성, 동작 속도 등을 보이는 지를 측정한다. 이 결과를 분석해 양품(Go)과 불량품(No-Go)을 판정하게 되고, 결과를 제조공정과 조립공정에 피드백함으로써 품질 개선에도 기여하게 된다.

개요

웨이퍼 테스트에서 양품으로 판정된 칩은 패키지 공정을 진행하고, 완성된 패키지는 다시 한번 패키지 테스트를 진행한다. 웨이퍼 테스트 시 양품이었던 것도 패키지 공정 중 불량이 발생할 수 있으므로 패키지 테스트는 꼭 필요하다. 웨이퍼 테스트는 동시에 여러 칩을 테스트하는 장비 성능의 한계로 원하는 항목을 충분히 테스트하지 못할 수도 있다. 반면에 패키지 테스트는 패키지 단위로 테스트하기 때문에 장비에 주는 부담이 적다. 따라서 원하는 테스트를 충분히 진행하여 제대로 된 양품을 선별할 수 있다.

패키지화된 디바이스를 소켓에 장착하고 소켓은 테스트 보드에 장착하여 이 보드를 통해 테스트 장비에서 패키지 테스트를 진행한다. 이때 칩을 넣고 빼주는 역할을 해주는 것이 handler이다.

테스트 순서

패키지 테스트는 일반적으로 TDBI-테스트-외관검사 순으로 진행된다.

TDBI(Test During Burn In)

제품의 잠재적인 불량을 초기에 제거하기 위해 제품에 전압과 온도로 스트레스를 가하는 테스트가 번인인데, 패키지로 만든 후 실시하는 번인을 TDBI(test during burn in)이라고 부른다. 대부분의 반도체 제품은 웨이퍼 번인과 패키지 번인을 동시에 적용한다. 제품의 특성을 잘 파악했다면 번인 시간과 공정 수를 줄이는 조건을 찾아서 그 조건으로 번인을 실시하는 것이 양산의 개념에서 가장 효율적이다.

Electrical 테스트

데이터시트에 정의된 동작이 사용자 환경에서 정상적으로 동작하는지 판단하는 공정이다. 온도 코너 테스트를 실시하여, 제품에 AC/DC 인자 약점 및 Cell & Peri 영역에서 고객이 요구하는 동작이 스펙을 만족하는지 검증한다. 이때 데이터시트 조건보다 좀 더 열악한 조건 및 최악의 동작 조건을 조합하여 테스트를 실시한다.

외관(Visual) 검사

테스트가 완료되면 테스트 결과, 특히 스피드 구분이 필요한 경우 스피드 특성을 외관에 기록하여야 하고 이 때문에 레이저 마킹을 실시한다. 마킹까지 진행하였다면 패키지 트레이에 양품인 패키지를 담고 고객 출하 전에 최종적인 외관 검사를 실시한다. 외관 검사에서는 보디에서는 균열/마킹오류/트레이에 잘못 담은 것 등을 선별하고, 솔더 볼에서는 볼 늘림/볼이 없는 것 등을 선별한다.

파이널테스트

패키지테스트에는 신뢰성 테스트도 포함돼 있지만, 제품을 출하하기 전 최종적으로 전기적인 특성을 검사한다고 하여 파이널 테스트(Final Test)라고 부른다. 패키지테스트는 가장 중요한 테스트 공정으로써 모든 테스트 항목이 집중돼 있다, 먼저 DC/AC 테스트와 Function 테스트에서 양품(Go)/불량품(No-Go)을 판정한 뒤, 양품들 중 속도별로 그룹을 가르는 Speed Sorting(ex. DRAM)을 진행해 고객이 요구하는 속도를 만족하는 제품을 확보한다.

DC Test

Parameter Measurement를 진행해 칩내 개별 Tr들이 제대로 동작하는 지 여부를 검사한다.

  • 구조물들의 Open 혹은 Short 여부
  • 단자 간 누설전류 발생 여부
  • 여러 종류의 입력/출력 전압들이 허용 벙위 내인지 여부

Function Test

단일 소자가 아닌 여러 소자(Column/Row, Block)에 대해 다양한 종류의 테스트용 전기신호 패턴(Vector Data)를 주입해 소자들간 간섭현상이나 누설전류 등의 오류 없이 제대로 동작하는 지 여부를 검사한다.

AC Test

AC Test는시간변수에 따른 입력이 주어졌을 때 Signal의 Set-up Time, Hold Time 등의 Timing 관련 사항을 주로 점검한다. 이를 통해 제품의 동작시간을 측정하고, 제품을 동작시간별로 분류한다.

동영상

참고자료

같이 보기


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