Test microelectronique

Cet article concerne le test de composants microélectroniques. Plusieurs points seront developpés:

• Pourquoi tester les composants
• Lien entre le design et le test
• Différents test appliqués aux composants

Raison du test de composants

Les composants microélectroniques comportent de nombreuses étapes de fabrication. Pour la plupart ces étapes sont effectuées dans des salles blanches à des échelles de plus en plus petites. Les recettes de fabrication sont complexes. Pour cette raison un certain nombre de composants ainsi fabriqués ne correspondent pas au cahier des charge ils doivent donc exclus.

Exclusion des pièces

Au cours des différents test réalisés certaines pièces présentent des défauts. Tous ces défauts sont classés en catégories. On parle de "Bin", de l'anglais signifiant boîte. Les "bin 1" sont généralement les pièces bonnes. Les autres rejets sont classifiés en bin 2, 3... Ces différentes catégories permettent ensuite d'envisager plusieurs scénarios applicables en production. Par exemple les bin x devront être testés de nouveau car on suspecte que les conditions de test n'ont pas étés respectées.

Améliorer les processus de fabrication

Lien entre les différents contributeurs au test

Design avec DFT

Qualification du composant

Catégories de test appliqués

Différents niveaux de test

Test sur wafer

Dans certain cas, le coût de l'assemblage d'une puce dans un boîtier étant non négligeable il est dommage d'assembler des puces que l'on va rejeter plus tard. Par exemple, dans le cas ou un boitier contient plusieurs puces, si l'une est détectée défectueuse après l'assemblage alors plusieurs pièces sont perdues ainsi que le boîtier et le coût d'assemblage. Dans ce cas il est donc plus avantageux de tester les composants avant de scier les wafers. Les composants à rejeter seront par exemple marqués d'un point noir ou leur position sur le wafer sera enregistrée dans une carte qui sera transmise à l'assemblage pour n'assembler que les bons composants. Cette technique de test sur wafer amène d'autres avantages. Notamment la détection de problèmes de fabrication arrive plus précocement dans le processus de production des composants. Mais dans le cas de composants bon marchés les pièces ne sont généralement pas testées à l'état de wafer. Dans le jargon de la microélectronique, tester des puces au niveau du wafer est familièrement appelé "prober"

Test sur composants de production

Le test de production est un test plus ou moins complet dont l'objectif est d'aller vite et donc de couter le moins possible tout en supprimant les pièces mauvaises. Le but à la fin est de ne livrer que des pièces bonnes au client à partir d'un lot de pièces dont on sait que certaines seront mauvaises. Sur les testeurs modernes les composants sont testés avec un parallélisme de plus en plus élevé. Cela veut dire que l'on test simultanément de plus en plus de composants. Cela permet pratiquement de diviser le temps de test par le nombre de composant en parallèle. Une autre méthode pour réduire le temps de test est d'adapter le composant lui même au test (DFT voir ci dessous). Il y a bien d'autres astuces utilisées pour réduire encore ce cout.

Ces composants pendant le test sont manipulés par des machines couramment appelées Handler. Certains handler permettent aussi de tester à des températures supérieures ou inférieures à celles de la pièce. Cela permet de garantir la fonctionnalité des pièces dans une grande gamme de température. Par exemple on cherche à garantir qu'une voiture pourra démarrer en Sibérie mais aussi continuera à rouler après plusieurs heures dans le Sahara sous un soleil de plomb. Pour ce faire il faut tester son électronique de températures basses à des températures de plusieurs dizaines de degrés supérieur aux maximales atteintes dans le désert.

Test prédicitif durant la qualification

Différents types de silicium à tester

Parties analogiques

Parties digitales

Coût du test

Estimation du coût du test

Réduction du coût