Leistungsfähige Chip-Handler ermöglichen maximale Tester-Auslastung

13. September 2012 - Durch den Einsatz hochparalleler Baustein-Handling-Systeme können Testeinrichtungen maximal ausgelastet werden. Baustein-Handler kontaktieren im Rahmen des Testprozesses die einzelnen Bausteine auf dem Prüfadapter. Zusätzlich übernimmt er wichtige Aufgaben wie das thermische Konditionieren der Bausteine, die elektrostatische Produktsicherheit während des Testablaufs und die anschließende Sortierung in die kundenspezifisch festgelegten Testkategorien. ADVANTEST bietet neben dem erforderlichen Tester auch den optimal abgestimmten Handler zur Vervollständigung einer Testzelle.

Wichtige Entscheidungskriterien für Chip-Hersteller und Testhäuser bei der Auswahl des entsprechenden Systems sind vor allem die maximale Testparallelität, der verfügbare Temperaturbereich, die Handhabung eines breiten Bausteinspektrums und der Systemdurchsatz.

Bei den mechanischen Anforderungen stehen die Zuverlässigkeit, maximale Kontaktierkraft und eine hohe Positioniergenauigkeit im Vordergrund. Zudem spielen die einfache Anbindung in den automatisierten Produktionsablauf und eine komfortable, sichere Bedienung eine entscheidende Rolle.

Jeder Anwendungsbereich setzt hierbei bestimmte Schwerpunkte an den Handler. So liegt zum Beispiel eine der Hauptanforderungen im Automotive-Bereich auf den Extremtemperaturen, wohingegen es bei mobilen Anwendungen auf einen großen Temperaturbereich und dessen Genauigkeit ankommt. Bei Microcontrollern gibt es einen Trend zu sehr hohen Parallelitäten und Kontaktdrücken, dagegen ist im Segment Home Entertainment auch der ESD-Schutz wichtig.

Bei der Lösung kundenspezifischer Probleme im Handling-Bereich und der Berücksichtigung von abweichenden Anforderungen ist zudem ein hohes Maß an „Know-how“ und Entwicklungspotential des Handler-Lieferanten gefragt. Vor allem Verbesserungen der Prozesssicherheit (Ablaufoptimierung, Bausteinschutz, Optimierung der User Interfaces etc.) müssen zeitnah und sicher beim Kunden eingebunden werden. Diese individuellen Produktanpassungen dienen außerdem einer stetigen Verbesserung der aktuellen Modelle und nehmen direkten Einfluss auf die laufende Entwicklung zukünftiger Handling Systeme.

Einige wesentliche Produkteigenschaften der ADVANTEST Handler im Überblick:

Hohe Testparallelität

Diese definiert die maximale Anzahl der gleichzeitig zu kontaktierenden Bausteine – daraus resultiert die Höhe des Systemdurchsatzes, welcher entscheidend zur Testzelleneffizienz beiträgt. Wichtig hierbei ist, dass gerade bei sehr kurzen Testzyklen der Handler bei der Bereitstellung und Sortierung der Bausteine keine unnötigen Wartezeiten generiert. Somit können bei hoher Testparallelität der Durchsatz wesentlich gesteigert und die Testkosten drastisch minimiert werden.

Hohe Kontaktierkraft

Um eine hohe Testparallelität und die sichere Kontaktierung von Bausteinen mit einer hohen Anzahl von Kontakten zu gewährleisten, ist es erforderlich eine entsprechend hohe Kontaktierkraft bereitzustellen, damit eine ausreichende Kraft für jede einzelne Testposition zur Verfügung steht. Zudem muss die Handler-Konstruktion die notwendige Steifigkeit und Stabilität besitzen, diese hohen Kräfte aufzunehmen, um eine maximale Genauigkeit und Prozesswiederholbarkeit zu erreichen.

Umfassender Temperaturbereich

Aufgrund weitreichender thermischer Einsatzbereiche von Halbleiterchips müssen Bausteine unter Extremtemperaturen getestet werden, um die einwandfreie Funktion im jeweiligen Anwendungsfall zu gewährleisten. Eine sehr hohe Temperaturgenauigkeit und -stabilität spielen hierbei für die Qualitätssicherung ebenfalls eine maßgebliche Rolle.

Schonendes Baustein-Handling

Um mechanische Beschädigungen an hochsensiblen Bausteinen zu vermeiden, sollte der Handler über Features verfügen. Das „soft touch“ Handling von ADVANTEST gewährleistet, dass Bausteine bei extrem schnellen, dynamischen Handhabungszyklen nur mit elastischen Bauteilen in Berührung kommen, um Stoßbeschädigungen zu verhindern.

ESD-Schutz:

Durch den Einsatz geeigneter Werkstoffe und Materialbeschichtungen, sowie der Integration elektrischer Systeme zum Schutz der Bausteine werden Beschädigungen durch elektrostatische Aufladungen verhindert. ADVANTEST verfügt hier über langjährige Erfahrung mit entsprechenden Lösungen und Eigenentwicklungen im Bereich der Change Kit ESD Sicherheit.

Testzellenlösung:

Hohe Testparallelitäten und Durchsätze im Device Handling erfordern auf der Testerseite ideal abgestimmte Ressourcen, um den maximalen Durchsatz nicht durch Limitierungen im Testablauf oder Einschränkungen in der Systemkommunikation einzuschränken. ADVANTEST bietet als Systemanbieter optimale Kombinationen aus Handlern und Tester an, die durch ein eigenes Angebot von Device Interfaces (Performance Boards, Test Sockets, Pogotower etc.) abgerundet werden.

Das aktuelle Logik Handler Modell ADVANTEST M4841 unterstützt eine maximale Parallelität (Anzahl der gleichzeitig kontaktierten Bausteine) von 16 (optional 32), einen Temperaturbereich von -55°C bis +155°C, eine hohe Kontaktierkraft von 220 kg und einen maximalen Durchsatz von 18.500 Bausteinen /Stunde (bei einer Testparallelität von 16). Zudem gewährleistet das Modell eine hohe Handhabungssicherheit des Prüflings durch den Einsatz von „soft touch“ Handling sowie einen optimalen ESD-Schutz mit der neuesten Vorrichtung zur Ionisierung der Testumgebung.

Durch die Verwendung von Baustein-spezifischen Rüstsätzen (Change Kits) können mit dem ADVANTEST M4841 Handler unterschiedlichste Bausteinformen (BGA, CSP, QFN, QFP,…) in einem weitem Größenspektrum (3 x 3 bis 35 x 35 mm) verarbeitet werden. Diese herausragenden Eigenschaften machen das System zu einem der führenden und mehrfach ausgezeichneten Handler im Final Test Segment.

Autor: Bernd Schwalenberg, Advantest Europe GmbH