TSV Testing challenges[ 한국테스트학술대회 Tutorial]

2013. 06. 17정우식

woosik.jeong@sk.com

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Package 발전 방향

소형화 고성능 , 고화질

고용량저전력

Source from Web.

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Bonding PAD & WIRE ( 기존 )

Source from Web.

bonding pad 를 통해 wire 로chip 외부와 연결 bonding pad 로

wafer level test 가능

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고속 고성능 메모리

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TSV (Through Silicon Via)

TSV 는 bonding pad 보다 1) 작을 수 있고 2) 밀집될 수 있다 .

1st

2nd

3rd

4th

Chip

TSV

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Package 형태 비교

Core Die

Logic Die

Interposer

GPU

Substrate

IO

Wire Bond TSV stack( 동일 chip)

TSV stack(Slave + Master)

TSV stack(SIP 구조 )

난이도 ↑ , Cost ↑, Bandwidth ↑ (IO 수 , 소모전류 ↑ )

RDL, Wire loading적층의 한계고속동작 어려움수십개의 I/O

용량 증대 소모전류감소 Data BW 증대(Multi-IOs)

( 수천개의 IO)

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Test Flow

WFBI

Cell repair

Ass’y

Speed test

Burn-in

PKG test

Wafer test

WFBI

Cell Repair

Wafer test(Slave)

Repair

Wafer test(Master)

Stack Ass’y

KT3H/C

Stack 후 Repair

Repair 검증

High Speed

TSV Repair

Burn-in ??

SiP

Wire Bond TSV (KGSD)

Wafer level test 는 어떻게 ?(Bonding Pad or uBump direct prob-ing)Probe Card 제작Test time

효율적인 KGSD Repair 방법

해야 하는가 ?열화 방지 , test time

수천개의 uBump 를 어떻게 보장할까 ?

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Probe Card & Test system

ConventionalDRAM ( 현재 ) KGSD

Pin 수 수십 /DUT수만 /PC

수천 /DUT??

Needle type MEMs Cantilever Vertical ??Parallel 128~1024 ??기타 가격 , 난이도 , test time, 소모전류

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Wafer level Burn-in

timeFa

il ra

te

Infant mortality

Normal Life

End of life wear-out

ConventionalDRAM ( 현재 ) KGSD

Package type Package KGSD (wafer level?)Loading type Burn-in Chamber Chamber or Prober??Parallel 10k~20k ??기타 TSV 열화 ??, test time, 소모전류

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RA & Repair (KGSD)

ConventionalDRAM ( 현재 ) KGSD

Repair stage Wafer / Package Wafer & KGSDRepair type Metal Fuse/e-fuse E-fuse??Repair bit 수 수백 bits/ 수 bit 수백 bits/ 수십 bit??기타 KGSD RA 필요성 , 가용 장치 , 적정 redundancy 수 , data

처리

Logic dieCore dieCore dieCore dieCore die

Wafer (H)

Wafer (C) KGSD

Repair data Repair data??

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uBump direct testing

ConventionalDRAM ( 현재 ) KGSD

필요성 필요 없음 최소 한번은 해야 하는가 ?방법 필요 없음 Direct probing?기타 ESD 평가 & 보장 , 가용 장치

Logic dieCore dieCore dieCore dieCore die

Logic die ……

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Summary

TSV 는 bonding pad 보다 작고 많다 .

Test 필요한 pin 수가 많아진다 .

동작 pin 수가 많아져서 소모전류가 커진다 .

Stack 후 RA & Repair 가 필요할수도 있다 .

메모리 + SoC + test system + Probe Card 협력필수 테스트 infra 가 크게 바뀔 것 이다 .