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三维集成电路测试和收益率

Imec /代尔夫特工具管理权衡

以前很简单的成本完成IC。你有一个线性发展的步骤,每个成本执行的东西,每一种都可能造成一些影响。最后,模具成本是所有这些步骤的总和平摊在整个过程然而许多骰子幸存下来。

我们叫单个步骤创建一个圆片,即便如此,显然,这是非常复杂的,而且愈演愈烈的小时。但一些芯片的晶片(希望)将是好的。然后骰子的晶片成骰子(通常被称为“死”或“死”在这个行业,因为某些原因]。这将损害一些erstwhile-good骰子。然后把剩下的骰子和组装成包好,这需要进一步影响。最后,一些芯片重见天日,完成单位。

优化这个整体的一部分是在决定何时以及如何测试。如果你的晶片产量并不是很好,那么你不想浪费很多时间和金钱进一步包装就会扔掉的东西当一切都结束了。所以你做wafer-level测试。有些事情,比如速度,很难通过晶片探针测试,所以你可能需要等到的是包装。至于其他测试,测试时间就是金钱,所以你必须平衡你在晶圆级测试多少与你扔掉多少如果你没有测试。

然后,当然,你执行一个“最终测试”,确保只有好的材料最终在商店货架上。理想情况下,你想要接近100%的收益率,但你可能接受更大的影响,如果说,它允许您跳过一些更昂贵的wafer-level测试。

这些方程——多少测试和做那些测试,以优化成本,多次被解决和解决每个公司ICs。对每个人来说都不是一个正确的答案,可以改变作为一个产品的平衡及其流程成熟。但野兽的性质是相对简单的。

事情变得更复杂,但是,当你开始涉及多个组件在一个包中。这个过程不再是一条直线:有多个直线,每个贡献一个组件,最终合并不同或相同的点聚集成一个单一的最后一个单元。和方程不再那么简单。

假设你要结合成一个单一的包两个骰子。这种“multi-chip模块”并不是什么新鲜事。“显而易见”的方式就是为每个死去,使晶片测试的晶圆识别骰子是好的,然后骰子晶片。这些“好的骰子,”他们,然后可以同居,和最终产量应该是合理的。

但让我们来看看一个不同的例子,这个来自MEMS的世界。MEMS往往涉及多个单位在一个包,因为MEMS元素通常是分开的asic,附带条件的信号来自于MEMS元素。(这可以避免使用CMOS-friendly MEMS和集成在一个死,但由于种种原因,包括成本、有限,到目前为止,使用这种方法)。MEMS装置和ASIC然后co-packaged销售作为一个单独的传感器。事实上,在某些情况下,你甚至可能有多个MEMS的元素——一个三轴,例如——但我们坚持简单的one-MEMS-plus-one-ASIC场景(或者,更好的是,一个单模拉三轴实现)。

如果你的产量足够高,那么你可以免除整个dicing-up-the-wafers的事情。你只是确保你ASIC和MEMS骰子大小完全相同的,你拿一个ASIC晶片和胶水的整个MEMS晶片(面对面或堆叠使用tsv)。(好吧,细节更复杂,但是它们无关紧要)。晶片三明治完成后,然后你骰子合并后的单元测试它们作为一个整体。

这里的捕捉是显而易见的。你不担心这骰子是好的——这不是一个known-good-die方法。你只是一起拍打晶片。理想情况下,您希望能够出售每一个优秀的MEMS元素和每一个优秀的ASIC芯片。但通过装配他们这种方式,你的风险交配好MEMS元件故障ASIC。反之亦然。如果发生这种情况,合并后的单元,当然,是坏的,所以你会扔掉(或破坏)完美的骰子。

这个工作的唯一方法就是如果你的产量足够高,损失的最后过程花费的成本低于晶片进行预测,看见它们,把它们拾起并定位托盘上,组装一次。这些是很多步骤跳过,所以它是容易走这条路。当然,什么InvenSense与其陀螺仪(专利保护部分)。

收益率的这个过程是一个复合收益率:如果你有90%的收益率每个在MEMS和ASIC晶片,然后你会有复合收益率0.9 X 0.9 = 0.81 - 81%。即使只有两个相对高收益的晶片,复合收益率以惊人的速度不断攀升。这就是为什么你想要很好的收益率为这个工作做好,避免偶尔的旅行为“OMG我们失去了食谱!“领土。

这一切都是合理的转变,我假设这个小回顾迄今为止,仅审核(如果不是完全明显)。但是让我们把事情远一点。整个3 d和2.5 d IC游戏棘轮这一幕一个全新的水平。上个月我看到一些分析Imec multi-die组件的成本和收益。我不会进入复杂的数字,但即使是简单的扩展运算上面添加两个骰子收益率从81%到64%左右。所以暴政的复合可以杀了你非常快。

和整个花冤枉钱的问题变得非常复杂。以至于Imec引入了两个新的类别的测试:mid-bond和post-bond(但pre-final)。如何将这些工作流程很简单。

假设你已经拥有的n骰子,你想堆栈。你提前测试所有的骰子某种程度的故障覆盖率。太少的故障覆盖率和你会得到昂贵的失败后;太多,你会消耗太多昂贵的测试时间。所以故障覆盖率是一个旋钮,我们可以把这里,独立地为每一个死亡。坦白地说,当我们提到的几个星期前在我们的报道节奏的流,记忆就会很快宣布他们的记忆完全测试,作为商品运送出去,整个事情的洗手,最适合他们的商业模式。其他骰子可能有不同程度的预先测试。

让我们假设我们堆积这些骰子。所以我们堆死2 /死1 -,现在我们有机会“mid-bond”测试,以确保事情好到目前为止。你测试什么呢?好吧,这是另一个你可以把旋钮,但可能限于连接检查和也许一些基本的“你还呼吸吗?“测试。

现在你死3添加到堆栈,做另一个(可选)mid-bond测试。等等,直到所有n骰子已经堆放。现在你做“post-bond”测试整个堆栈。最后,您可以完成组装(封装等)并做最后一次“最后测试”操作的内容和报道是另一个旋钮。

同样的流程应用如果你做2.5 d的基础上插入器。只是现在插入器产量至关重要。(插入器的成本本身就高收益率的影响,在某种程度上,更昂贵的处理技术可能会导致一个更便宜的插入器,正如我描述在这里)。和更容易装配这样的晶片衬底上——也就是说,硅插入器之前他们一直丁——但坏插入器收益率可能会迫使known-good-interposer选择。

所以你可以看到,有很多的旋钮,多少测试插入骰子和每个插入多少测试。和优化组合的成本、复合成本/收益问题是不容易的或明显的。

这就是为什么Imec与代尔夫特大学合作创建一个工具叫什么3 d-costar这样你就可以玩各种场景来找出最适合您的具体情况。记住,流程的学习曲线,是什么有意义在早期的产品可能不再铅笔。如果收益率提高,然后测试在不同阶段可以减少甚至消除。它确实提供了大量的降低成本的机会。

因此,原本简单的die-goes-into-package过程变得更复杂,粗略估算变得站不住脚。需要工具如3 d-costar的一连串令人眼花缭乱的选择和组合和排列。是的…另一个工具已经进入一个复杂的流。Imec可能会说,“Graag gedaan *。”

*或多或少,“欢迎你”Dutc…呃…佛兰德。

一个想法在“3 d IC测试和收益率”

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