Cartão de sonda e sistema de teste de soquete de teste IC
Teste EOL padrão e teste de gabaritos de teste
Primeiro, vamos começar com alguns antecedentes de EOL e teste de gabarito.
Os fabricantes de semicondutores produzem um número extremamente grande de produtos semicondutores em um dia. No final do processo de produção, cada um desses semicondutores passa por testes chamados testes de fim de linha ou testes EOL. Este teste é feito para confirmar se os semicondutores realmente possuem as propriedades elétricas para as quais foram produzidos (por exemplo, um certo resistor com 5Ω de resistência).
O teste EOL é feito usando máquinas de teste EOL que possuem gabaritos de teste que tocam o semicondutor e enviam eletricidade através dele para testar suas propriedades elétricas. Embora os testadores EOL tenham uma longa vida útil, os gabaritos se desgastam mais rapidamente devido ao contato repetido, bem como à eletricidade que flui através deles. Se os gabaritos de teste parassem de funcionar, isso poderia fazer com que as peças defeituosas passassem no teste ou, no mínimo, a produção teria que ser interrompida (ou seja, tempo de inatividade), causando muitos problemas e prejuízos financeiros ao fabricante. É por isso que esses gabaritos (um dos dois tipos, cartões de sonda ou soquetes de teste IC) devem ser frequentemente substituídos por novos gabaritos antes de começarem a quebrar.
Agora que temos um histórico decente dos testes EOL de semicondutores e dos gabaritos usados, vamos mergulhar no fluxo de como esse teste funciona.
Cada semicondutor passará por cada fase de produção e, ao final da produção, passará pelo teste EOL. Na estação de teste EOL, se nada der errado, as coisas ficam bem tranquilas. Os semicondutores passam pelos testes e os produtos ruins são separados dos bons. Então, eventualmente, a estação se anima. Isso acontece na substituição programada dos gabaritos de teste. Neste momento, a produção (parte ou linha inteira) é interrompida. E os técnicos especializados removem os gabaritos antigos e os substituem por novos. No entanto, alguns dos novos gabaritos às vezes apresentam defeitos ou são fixados incorretamente. É por isso que esses técnicos qualificados verificarão cada gabarito, um por um, com suas sondas manuais para garantir que funcionem corretamente assim que o teste EOL for retomado.
Depois que os gabaritos são substituídos, a máquina EOL é ligada novamente. E os técnicos devem ficar de guarda por um determinado período de tempo para garantir que os gabaritos estejam funcionando corretamente. Caso contrário, eles devem interromper o teste de EOL novamente e testar novamente os gabaritos.
Finalmente, uma vez que o teste EOL tenha sido executado por um tempo e o funcionamento adequado dos gabaritos seja verificado, os técnicos podem respirar aliviados... e voltar para o próximo trabalho.
Problemas com teste padrão de EOL e teste de gabarito
No entanto, existem alguns problemas com o teste EOL padrão e o teste de gabarito. As questões estão diretamente relacionadas com a dificuldade de testar gabaritos, os erros que podem ocorrer e os riscos e danos que estes causam.
Então, por que continuo dizendo que esses técnicos são qualificados?
Isso porque o teste desses gabaritos é extremamente difícil. Cada gabarito é muito pequeno, então o técnico deve tocar a sonda exatamente no ponto certo. Cada técnico deve ter muito conhecimento desses gabaritos para saber exatamente onde fazer contato com a sonda. Mas isso não é tudo! O design e o tamanho dos gabaritos não exigem muita habilidade, mas sim uma mão firme - como a de um cirurgião. A menor alteração na pressão ou na posição da sonda pode causar resultados de teste incorretos. Agora você pode imaginar como é difícil para o técnico manter a concentração durante uma troca apressada de sondas que também tende a demorar devido ao grande número de sondas que precisam ser trocadas.
Quando os gabaritos - não - mesmo quando um gabarito é testado incorretamente, surgem dois problemas.
O primeiro problema são os lotes de teste contaminados (ou não confiáveis). Como eles devem ligar a máquina EOL (e testar os semicondutores) para verificar a operação adequada dos gabaritos, no caso de um dos gabaritos não estar funcionando corretamente, todos os semicondutores que passaram pela máquina EOL não podem ser confiáveis. Em outras palavras, qualquer um dos semicondutores pode ter sido considerado bom quando na verdade era ruim, ou vice-versa.
Nesse caso, todo o lote de teste não é confiável. É aí que o fabricante deve decidir se o tempo e o esforço necessários para testar novamente os semicondutores valem o lucro perdido ao jogá-los fora como defeituosos. Falando estritamente do ponto de vista do lucro, pode ser mais econômico descartar todo o lote. Mesmo que produtos bons sejam descartados, isso será contabilizado diretamente como perda de lucro para o fabricante.
O segundo problema que resulta de um erro no teste de gabarito é o tempo perdido.
Para um fabricante, qualquer período de tempo em que parte ou toda a linha de produção é interrompida (também conhecido como tempo de inatividade) pode e é calculado em um valor de perda direto em dólares (ou qualquer outra moeda). Isso porque qualquer momento sem produção é tempo que poderia ter sido gasto produzindo. Assim, o tempo gasto sem produzir é calculado como uma perda de lucro como no exemplo abaixo.
13 minutos de inatividade × 350 resistores por minuto × US$ 20 por resistor = US$ 91.000
Mesmo o tempo gasto em uma substituição bem-sucedida do gabarito é contado e calculado. É por isso que os técnicos fazem o possível para trabalhar rapidamente. Porém, quando há erros nos testes, o tempo que os técnicos levam para identificar o erro é perdido, pois os semicondutores que passaram pelo teste de EOL naquele momento estão contaminados (e devem ser retestados ou descartados). Além disso, a máquina EOL deve ser desligada enquanto os técnicos procuram resolver o problema, repetindo o teste de gabarito e descobrindo o problema ou decidindo instalar novos gabaritos que devem ser testados novamente. Desta forma, o tempo gasto na verificação do teste de gabarito, reteste do gabarito e resolução de problemas são todos calculados em lucro potencial que foi perdido para a fábrica.
Solução Hioki
Até agora, discutimos o histórico, o fluxo e os problemas com o teste EOL padrão e o teste de gabarito. A partir daqui, veremos a solução da Hioki para essas questões que, se aproveitadas, podem beneficiar muito o fabricante de semicondutores.
O fluxo de teste e os problemas discutidos acima dependem das duas suposições a seguir.
1. O teste de gabarito depende de trabalhadores qualificados
2. O teste de gabarito é feito depois que os gabaritos são conectados às máquinas de teste EOL
Hioki oferece uma solução simples para essas duas suposições, que, uma vez abordadas com uma abordagem alternativa à maneira da Hioki, podem potencialmente economizar milhões em perdas para os fabricantes de semicondutores, tudo com baixo risco.
The alternate approach is to:
1. Skill: Test the jigs by machine (not reliant on human skill)�
2. Timing: Test the jigs before attaching to the EOL machines
Para a maioria das aplicações: Teste de alta velocidade e alta capacidade de manutenção
Ao realizar este teste agora fácil antes da substituição do gabarito, não apenas não haverá tempo de inatividade para o pior cenário de erros no teste de gabarito, mas até mesmo o tempo de inatividade gasto no melhor cenário sem erros pode ser totalmente eliminado.
Abaixo estão os testadores da série FA da Hioki mais adequados para o teste dos gabaritos usados para testes EOL de semicondutores (placas de sonda e soquetes de teste de IC) e o que os destaca como os melhores para esta aplicação.
O testador de curto-circuito FA1221 e o testador de circuito FA1220 incorporam uma chave de circuito (scanner) e um medidor de resistência em um gabinete compacto que implementa sequências de teste criadas usando um software de computador.
As funções a seguir tornam o FA1221 e o FA1220 a melhor escolha para o fabricante de semicondutores.
1. Discerne automaticamente a altura do contato e os valores de resistência do contato pelo movimento incremental do eixo Z da sonda
2. Teste de alta velocidade por sincronização otimizada do scanner integrado do sistema e pin-boards de medição
3. Saída de dados de teste rápido por software
4. Interopera com sistemas de acionamento externo ao usar a placa de E/S interna (acessório adicional)
(Entre em contato com Hioki para obter mais informações sobre suporte para automação.)
Os semicondutores estão cada vez mais utilizando novas tecnologias de informação, como IoT e IA. No futuro, é provável que mais e mais instalações de fabricação enfrentem a necessidade de obter maior qualidade e tempos de ciclo de teste mais curtos. O testador de abertura curta FA1221 e o testador em circuito FA1220 têm o potencial de atender às necessidades de tais instalações.
Para aplicações com gabaritos difíceis ou numerosos: os testadores de sonda voadora não precisam de acessórios de teste
O FA1221 e o FA1220, que foram apresentados neste artigo, incorporam placas de pinos de sonda feitas sob encomenda para o objeto de medição do fabricante (por exemplo, gabarito). No entanto, às vezes, os pontos de teste em um cartão de sonda estão muito próximos, caso em que pode não ser possível espaçar as sondas no dispositivo de teste da placa de pinos o suficiente para testar o cartão de sonda. Isso exigiria a fabricação de um dispositivo de teste para cada cartão de sonda, aumentando os custos operacionais. Em situações como essas, você pode considerar um testador do tipo sonda voadora.
Os testadores de sonda voadora são semelhantes aos mencionados FA1221 e FA1220, mas em vez de incorporar um dispositivo de teste de quadro de pinos projetado para cada objeto de teste, eles incorporam sondas que se movem livremente ou voam em todas as direções dos eixos X, Y e Z. Para testadores de sondas voadoras, o teste é ainda mais fácil. Em vez de ter uma placa de pinos anexada para cada tipo de objeto de teste, basta inserir os parâmetros de medição (dimensões elétricas e físicas) do objeto de teste e pressionar "iniciar". Para os fabricantes que têm muitos tipos de gabaritos de teste para testar, esses testadores do tipo sonda voadora são o ajuste ideal.
Conclusão
Primeiro explicando sobre o teste EOL padrão e teste de gabaritos de teste e seus problemas, este artigo apresentou as soluções da Hioki. Acreditamos na Hioki que, quando o fabricante de semicondutores considerar a solução da Hioki, eles concordarão com nossas conclusões, levando ao desejo de entrar em contato conosco na Hioki e fazer parceria conosco.
Além disso, assim como Hioki tem uma solução para gabaritos de teste destinados a testar semicondutores, Hioki fornece uma ampla gama de soluções de teste e medição não apenas no mercado de componentes eletrônicos, mas em muitos, muitos outros. Estamos ansiosos para fazer parceria com usuários e indústrias em todo o mundo para criar uma sociedade melhor de sustentabilidade e prosperidade.
