靜態、動態與晶圓級預燒測試的差異:應力、涵蓋性、成本比較
預燒測試是在高溫與高於額定的電壓下對產品通電,於出貨前剔除容易發生早期故障之產品的篩選。靜態預燒測試只施加電源與固定偏壓,不讓電路動作,因此設備簡單,但承受應力的部分有限。動態預燒測試輸入時脈或測試圖樣,一邊讓內部電路動作一邊進行,因此能對更廣的範圍施加應力。晶圓級預燒測試的差異在於進行的階段,是在切割前的晶圓狀態下一併施加應力,於封裝之前找出不良晶片。
| 項目 | 靜態預燒測試 | 動態預燒測試 | 晶圓級預燒測試 |
|---|---|---|---|
| 施加應力的方式 | 在高溫下只施加電源電壓與固定偏壓。不讓電路動作 | 在高溫、高電壓下輸入時脈或測試圖樣,一邊讓內部節點在 0 與 1 之間切換一邊動作 | 以接觸元件對晶圓上的大量晶片一併施加電源與訊號 |
| 進行的階段 | 封裝之後 | 封裝之後 | 切割之前(晶圓狀態) |
| 典型條件 | 約 125 ℃、高於額定的電源電壓,數小時至數十小時 | 約 125 ℃、高於額定的電源電壓,數小時至數十小時 | 以溫度與電壓加速的概念相同。依產品與設備決定條件 |
| 承受應力的範圍 | 僅限於以固定輸入施加偏壓的部分,內部許多節點維持在固定狀態 | 以掃描或 BIST 等方式讓內部動作,能對更多電晶體與導線施加應力 | 依方式而定。有只施加電源與偏壓的情況,也有以晶片內的自我測試電路等讓其動作的情況 |
| 容易找出的不良 | 氧化膜的薄弱處或接面漏電等,施加偏壓部分中由電壓加速的缺陷 | 包含動作中承受應力的部分,更容易全面地找出早期故障 | 可在封裝之前找出會發生早期故障的晶片 |
| 設備與治具 | 簡單。預燒板、烘箱、電源 | 需要附有訊號產生驅動器的預燒板與設備 | 需要與整片晶圓接觸的專用接觸元件與設備,價格昂貴 |
| 動作的監控 | 通常不進行。以預燒後的電性測試判定 | 也有一邊監控輸出一邊進行的方式 | 依方式而定 |
| 成本 | 低 | 偏高 | 治具與設備昂貴,但可避免將不良晶片封裝 |
| 主要課題 | 應力的涵蓋性低 | 功耗大的產品發熱大,溫度管理困難 | 對大量晶片的可靠接觸、整片晶圓的電源容量與發熱、不良晶片的隔離 |
| 主要用途 | 結構簡單的產品,或以電壓應力為主的產品 | 邏輯 IC、記憶體、處理器等,車用或伺服器用的高可靠度產品 | 需要良品裸晶(KGD)的多晶片封裝、堆疊記憶體、以晶片狀態出貨的產品 |
數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。