MEMS低成本高效益之測試新策略
- 陳萍
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對於多數製造商而言，MEMS製造變得越來越成熟，但是在MEMS成品測試與校準方面，將不同MEMS感測器應用集成於一個封裝中依然是個挑戰，亦是成本驅動因素之一。
因為MEMS感測器獨特的機械性刺激要求，刺激結構常常不允許將它們輕鬆地集成在一個相同的測試設備中。此外，MEMS對於溫度靈敏度常常需要溫度測試。於是，封裝或MEMS模組的測試與校準的成本顯著增加。其他趨勢(如封裝尺寸的持續縮減和規格要求的不斷增加)也對測試成本帶來不利影響。雖然生產成本因為多重集成MEMS而略微增加，但測試成本卻陡增。因此，尤其對小型公司和新創公司而言，對最終測試設備的初始投資可能成為障礙。
關於如何提供多重MEMS刺激乃至降低多重MEMS封裝測試成本的策略及概念是極其重要的。選擇正確的測試策略及流程是成功的關鍵因素。
舉例來說，晶圓級電子或物理刺激為部分要求從最終測試轉移到前端提供了機會。但最終校準常需要亦考慮封裝對感測器輸出資訊讀取的影響，因此在最終封裝階段只能通過機械刺激進行最終測試。
毋容置疑，測試設備標準化是降低測試成本的重要概念參數。測試平台的擴展性和模組化是內含多重刺激測試分類機的基礎。一個平台模組化刺激應用組合越大，投資收益越佳。範例中的Multitest測試分類機可以提供將加速計、陀螺儀、壓力、磁力計和麥克測試等集成於單個平台內的最廣泛組合。因為平台可以支援標準的三溫度測試，它們可以支援並行性消費和汽車MEMS的測試應用。
MEMS產品的結合驅使測試設備提供一次完成測試多重感測器驅動提供能力。Multitest等設備供應商推出可支援9 DOF測試的設備。在一道測試不能完成所有物理測試的感測器組合將得益於模組化策略。
測試分類機和測試儀的平行測試能力是測試成本優化的另一個重要參數。傳統上講，重力式和取放式MEMS測試分類機提供的介面包含適合-55°C至+155°C條件的最多16個平行測試點。然而新一代MEMS條帶測試分類機提供三溫測試條件及最多2,400信號線的介面。可能平行測試數量僅侷限於測試設備的引腳數和測試機能力。因為與高階邏輯或RF應用相比，MEMS測試信號是相當容易控制的，測試平行性可能遠高於60 DUT。
當然，條帶測試的測試流程——與取放式或重力式分類機相比它可以提供高平行測試優勢及特短暫的每DUT轉位時間。但它也需要克服不易控制的某些侷限性。針對該測試流程的最關鍵問題是最終測試階段之後還需要將材料切割分離，這可能危害最終測試結果和分類完整性。然而因為其卓越的成本節約潛力，條帶測試尤其在消費者測試領域，成為適合MEMS校準的通用成熟測試流程。
Carriers測試是一種新型的成熟測試流程，該流程將分離型測試和條帶測試的優勢結合在一起。InCarrier是將已經切割成形的材料裝填於類似條狀載板並利用機械方式可靠銜住。這樣，甚至腳距最低0.35 mm的最小裝置亦可得到有效處理——「無限」的測試平行性及適合各種溫度條件的MEMS測試。針對校準和測試後的結果，結合載板ID映射在電子映射檔中。在所有測試之後，相關裝置依據映射檔進行分類，同時沒有類似於條帶測試的任何分離風險。
此外，和條帶測試不同，InCarrier通過相同的設置支持重複測試。為了支援該新流程，推出了InCarrier裝載和分類卸載設備。該工具可用於托盤、管狀和碗狀？散裝、晶圓環、捲帶式等不同的裝載和卸載類型。這樣，它可以依照現有測試廠的傳統測試流程及現有的傳輸檔案。InCarrier使儘量以最高的OEE(整體設備效率)水準使用測試單元成為可能，通過其高平行InMEMS測試能力，提供0 ppm品質標準的最佳COT比率。
MEMS測試與校準過程中COT優化的主要策略性參數包括：1. 測試平台標準化。2. 豐富且模組化的應用組合。3. 多重感測器於單一測試製程完成測試，以利MEMS產品結合。4. 高測試平行性：多達2,400個信號。5. 將分離式測試和條帶測試優勢結合的InCarrier測試。 (本文由Multitest Electronic System提供，記者陳萍整理)
