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密集型集成电路条式并行测试机的设计及研究

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第一章绪论

1.1半导体集成电路的最终测试在半导体制造中的重要地位

1.2半导体最终测试设备的发展现状

1.2.1半导体产品及其测试系统的分类

1.2.2数字信号测试系统的发展状况

1.2.3半导体器件的封装类型

1.2.4测试机的分类和发展趋势

1.3课题产生的背景和现实意义

1.3.1课题产生的背景

1.3.2技术和经济条件的可行性

1.3.3研制条式并行测试机的意义

1.4论文研究的内容

1.4.1工作内容

1.4.2论文研究的内容

第二章测试机各关键模块创建时的结构比较

2.1数字产品的并行测试与其测试成本的关系

2.2测试机(Handler)对器件的粒式传送和条式传送方式的分析比较

2.2.1器件粒式传送的测试机和器件条式传送的测试机

2.2.2器件粒式传送的测试机测试产出(UPH)的瓶颈

2.2.3器件条式传送的测试机的Index Time

2.2.4条式并行测试机的优势和局限性

2.3仓式预热与板式预热方式的分析比较

2.4测后次品分拣模块的形式及其性能分析比较

第三章条式并行测试机总体架构的建立及相应封装测试工艺的变化

3.1半导体测试生产线的满载生产对测试机设计的要求

3.2条式并行测试机总体优化架构对测试生产要求的满足

3.3条式测试机相应的封装测试工艺的变化

第四章 条式测试机模块的详细设计(一)---条式测试机核心部分的机构设计

4.1 PnP条式测试机的机构设计要求

4.1.1由功能要求产生的测试机各机构子模块

4.1.2测试机的机构布局和运行流程

4.2各个机构机构子模块的设计

4.2.1 x-y-z-θ四坐标移动平台(Thermal Stage)机构

4.2.2 x-y-z三座标抓放式机械手(Pick_and_Place)机构

4.2.3条式物料传送轨道(Conveyor)、预热保温结构、z方向推进器(z Pusher)机构

4.2.4测试接触器(Contactor)的结构设计

4.3 PnP条式测试机的机构设计总结

第五章 条式测试机模块的详细设计(二)---板式预热(预冷)温控模块实验研究

5.1板式预热系统的参数化实验

5.1.1参数化实验设备

5.1.2板式预热系统的参数化实验过程

5.2板式预热系统参数化实验的结果和分析

5.2.1 RTD的测量阻值与相应温度值的转换

5.2.2实验结果的图表和曲线

5.2.3板式预热系统参数化实验的结果分析

5.3板式预热系统参数化实验的结论

第六章 条式测试机模块的详细设计(三)---测后电性次品分拣模块的最终设计

6.1次品分拣模块设计的历程

6.1.1集成电路产品的封装形式及其条式测试工艺的发展变化

6.1.2次品分拣模块目前解决方案和最终解决方案

6.2临时解决方案---次品PUNCH-OUT模块的详细结构设计

6.2.1次品的PUNCH-OUT机构(SOIC28框架,器件4x8部局)

6.2.2 PUNCH-OUT和PUNCH-CHECK可靠性试验和结果

6.3次品分拣的最终解决方案---2D点阵码应用的可靠性研究

6.3.1 2D点阵码(2D Dot Code)及其激光设备和读码器

6.3.2 2D点阵码在不同材料上的刻蚀和读取的可靠性实验设计

6.3.3 2D点阵码(2D Dot Code)DOE优化后的参数和结论

第七章 条式测试机模块的详细设计(四)---条式物料弹匣自动上下料机

7.1条式物料弹匣自动上料机和下料机的设计要求

7.2条式物料弹匣自动上料机和下料机的机构设计

7.2.1下料机的机构

7.2.2下料机的工作流程图

7.2.3上料机和下料机设计特点总结

7.3自动上料机和下料机与条式测试机的联机

第八章总结与展望

8.1结论与成果

8.2展望

参考文献

发表论文和科研获奖情况说明

致谢

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摘要

半导体产品的最终测试是半导体制造厂的一项必不可少的重要生产工艺.测试机是此生产工艺中将待测器件送往电性测试系统进行功能测试的自动化设备.作为控制着半导体产品测试成本的两个主要因素,测试系统和测试机都应该尽量达到它的最大能力,以达到降低产品测试成本的目的.该论文通过对产品测试成本的理论研究,找出了从测试设备利用率方面降低测试成本的最佳途径,提出了为达到数字测试系统具有的最大并行测试能力,设计一种新型的条式物料并行测试机,以实现数字产品的密集并行测试.同时通过测试机各功能模块的优化设计提高了测试机本身的利用率.从测试系统和测试机两个方面解决了降低数字产品测试成本的课题.该论文首先对测试机所需的功能模块常用机构进行了理论分析比较和优化选择,以寻求各模块结构自身的最佳利用率.在此基础上,根据测试生产线对测试机的具体设计要求,建立了条式并行测试机的总体优化结构.其后,以SOIC28脚x 32并行测试为客体,对各模块的关键参数进行了相应的实验和详细的结构设计.在获得各关键参数的实验中采用了先进的仿真实验设计和统计优化方法.取得的可靠数据直接用于测试机结构参数和数据库的建立.另一方面,为保证测试后产品的质量达到6 σ标准,在各功能模块的结构和流程细节设计上都予以充分的考虑.最后通过用新的测试机投入生产得到的数据,分析比较了降低产品测试成本的效果,并对测试机和并行测试技术的前景进行了展望.

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