晶片检测:科学严谨的检测流程与方法解析

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晶片检测:科学严谨的检测流程与方法解析

概括

晶片(Chip)作为现代电子设备的核心部件,在智能手机、计算机、汽车、家电等领域中扮演着至关重要的角色。随着科技的不断进步,晶片的尺寸越来越小,集成度越来越高,功能也日益复杂。然而,这些微小的晶片一旦出现质量问题,就可能导致设备故障甚至安全隐患。因此,针对晶片的高效检测显得尤为重要。本文将从多个方面详细探讨晶片检测的流程和方法,帮助大家全面了解这一重要的检测过程。

检测样品

晶片的检测样品通常由厂家提供,主要分为成品样品和原材料样品。成品样品是已经完成生产、封装并准备投入市场使用的晶片,而原材料样品则是指生产晶片所需的半导体材料和初步加工的晶片。**对于每个批次的样品,进行严格的抽检和检测,可以有效避免批量性质量问题。**此外,随着不同类型晶片应用场景的差异,检测样品的规格和标准也会有所不同。

检测项目

晶片的检测项目包括但不限于以下几种:

  • 电气性能测试:用于检测晶片的电路是否正常工作,包括电压、电流、功率等参数的测试。
  • 物理性能测试:测试晶片的尺寸、重量、外观等物理特性。
  • 热性能测试:晶片在不同工作环境下的温度响应,包括热稳定性、热扩散等。
  • 可靠性测试:测试晶片在极端环境下(如高温、湿度、振动等)的稳定性和耐久性。
  • 功能测试:确保晶片的各项功能符合设计要求,测试各种接口、通信和计算能力。

通过以上一系列的检测项目,可以全面评估晶片的性能,确保其满足使用标准和安全要求。

检测仪器

进行晶片检测时,采用的仪器和设备十分关键。常见的检测仪器包括:

  • 示波器:用于检测晶片内部电路的电气信号波形。
  • 光学显微镜:用于观察晶片表面的微小缺陷,如裂纹、划痕等。
  • 扫描电子显微镜(SEM):用于观察晶片的微观结构,并进行表面形貌分析。
  • 热成像仪:用于检测晶片的热分布,评估其在不同温度下的性能。
  • 电流电压测试仪:用于检测晶片的电气参数,如电压、电流的精度和稳定性。

这些仪器结合现代科技的发展,能够实现对晶片的精确测试,从而为晶片的质量把关提供保障。

检测方法

晶片检测的方法可以分为多种,其中主要的检测方法包括:

  • 目视检查:通过人工或自动化设备对晶片表面进行视觉检测,识别表面是否存在瑕疵。
  • 功能性测试:通过对晶片进行实际工作环境下的功能验证,检查其是否符合设计规范。
  • 模拟测试:通过模拟工作条件,如温度变化、电压波动等,进行晶片的可靠性测试。
  • 破坏性测试:有时为了测试晶片的极限性能,可能需要通过破坏性测试来获取其最大承受能力,如过载测试等。
  • 非破坏性检测:采用超声波、X射线等无损检测方法,确保在不损坏晶片的前提下获得精确数据。

这些方法配合使用,能有效保证晶片的质量符合行业要求,避免由于检测疏漏而带来的风险。

检测标准(部分)

《 GB/T 44631-2024 晶片承载器传输并行接口要求 》标准简介

  • 标准名称:晶片承载器传输并行接口要求
  • 标准号:GB/T 44631-2024
    中国标准分类号:L97
  • 发布日期:2024-09-29
    国际标准分类号:31.260
  • 实施日期:2025-04-01
    技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:电子学光电子学、激光设备
  • 内容简介:

    国家标准《晶片承载器传输并行接口要求》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件规定了晶片承载器自动传送并行输入/输出接口的信号定义、信号传送要求、异常处理,以及连接器和传感器的要求。本文件适用于半导体制造领域、用于晶片承载器往返于主动型设备和被动型设备之间的自动传送操作。

《 GB/T 24578-2024 半导体晶片表面金属沾污的测定 全反射X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:半导体晶片表面金属沾污的测定 全反射X射线荧光光谱法
  • 标准号:GB/T 24578-2024
    中国标准分类号:H21
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:2025-02-01
    技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 24578-2015,GB/T 34504-2017
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:冶金金属材料试验
  • 内容简介:

    国家标准《半导体晶片表面金属沾污的测定 全反射X射线荧光光谱法》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行,主管部门为国家标准委。

    本文件描述了半导体镜面晶片表面深度为5 nm以内金属元素的全反射X射线荧光光谱(TXRF)测试方法。本文件适用于硅、绝缘衬底上的硅(SOI)、锗、碳化硅、蓝宝石、砷化镓、磷化铟、锑化镓等单晶抛光片或外延片表面金属沾污的测定,尤其适用于晶片清洗后自然氧化层或经化学方法生长的氧化层中沾污元素面密度的测定,测定范围:109 atoms/c㎡~1015 atoms/c㎡。本文件规定的方法能够检测周期表中原子序数16(S)~92(U)的元素,尤其适用于钾、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、砷、钼、钯、银、锡、钽、钨、铂、金、汞和铅等金属元素。

《 SJ 21441-2018 SiC-HPSI型高纯半绝缘碳化硅单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:SiC-HPSI型高纯半绝缘碳化硅单晶片规范
  • 标准号:SJ 21441-2018
    中国标准分类号:A01
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:冶金SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了SiC-HPSI型高纯半绝缘碳化硅单晶片的技术要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于SiC-HPSI型高纯半绝缘碳化硅单晶片(以下简称碳化硅单晶片)。

《 SJ 21442-2018 GaN-SI型半绝缘氮化镓单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:GaN-SI型半绝缘氮化镓单晶片规范
  • 标准号:SJ 21442-2018
    中国标准分类号:
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:冶金SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了GaN-SI型半绝缘氮化镓单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于GaN-SI型半绝缘氮化镓单晶片(以下简称氮化镓单晶片)。

《 SJ 21443-2018 GaN-N型低阻氮化镓单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:GaN-N型低阻氮化镓单晶片规范
  • 标准号:SJ 21443-2018
    中国标准分类号:
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:29.045
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:电气工程SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了GaN-N型低阻氮化镓单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于GaN-N型低阻氮化镓单晶片(以下简称氮化镓单晶片)。

《 SJ 21444-2018 β-Ga<下标2>O<下标3>-N型氧化镓单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:β-Ga<下标2>O<下标3>-N型氧化镓单晶片规范
  • 标准号:SJ 21444-2018
    中国标准分类号:H12
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:77.150
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:冶金SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了β-GaO-N型氧化镓单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于直径为50.8mm的β-GaO-N型氧化镓单晶片(以下简称氧化镓单晶片)。

《 SJ 21445-2018 CdS-N型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:CdS-N型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片规范
  • 标准号:SJ 21445-2018
    中国标准分类号:K01
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:71.040
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:化工技术SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了CdS-N型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于CdS-N型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片(以下简称硫化镉晶片)。

《 SJ 21446-2018 CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片规范
  • 标准号:SJ 21446-2018
    中国标准分类号:K01
  • 发布日期:2018-01-18
    国际标准分类号:71.040
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:化工技术SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化镉单晶片(以下简称硫化镉晶片)。

《 SJ 21475-2018 磷化铟单晶片几何参数测试方法 》标准简介

  • 标准名称:磷化铟单晶片几何参数测试方法
  • 标准号:SJ 21475-2018
    中国标准分类号:
  • 发布日期:2018-12-29
    国际标准分类号:29.045
  • 实施日期:2019-03-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:电气工程SJ 电子
  • 内容简介:

    本标准规定了磷化铟单晶片直径、主、副参考面长度、厚度、总厚度变化、总指示读数、翘曲度、弯曲度等几何参数的测试方法。本标准适用于50mm~150mm磷化铟单晶片几何参数测试。

《 SJ 21479-2018 磷化铟晶片研磨工艺技术要求 》标准简介

  • 标准名称:磷化铟晶片研磨工艺技术要求
  • 标准号:SJ 21479-2018
    中国标准分类号:A01
  • 发布日期:2018-12-29
    国际标准分类号:25.080
  • 实施日期:2019-03-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:机械制造SJ 电子
  • 内容简介:

    本标准规定了军用磷化铟晶片研磨工艺的人员、环境、安全、材料、设备和仪器等一般要求,以及磷化铟晶片研磨工艺的典型工艺流程、各工序技术要求、检验要求等详细要求。本标准适用于磷化铟晶片研磨工艺。

《 SJ 20640A-2018 红外探测器用锑化铟单晶片规范 》标准简介

  • 标准名称:红外探测器用锑化铟单晶片规范
  • 标准号:SJ 20640A-2018
    中国标准分类号:
  • 发布日期:2018-12-29
    国际标准分类号:33.040
  • 实施日期:2019-03-01
    技术归口:工业和信息化部电子第四研究院
  • 代替标准:代替SJ 20640-1997
    主管部门:
  • 标准分类:电信、音频和视频工程SJ 电子
  • 内容简介:

    本规范规定了红外探测器用锑化铟单晶片的技术要求、质量保证规定和交货准备等。本规范适用于红外探测器用锑化铟单晶片的设计、制造和验收。

《 GB/T 43894.1-2024 半导体晶片近边缘几何形态评价 第1部分:高度径向二阶导数法(ZDD) 》标准简介

  • 标准名称:半导体晶片近边缘几何形态评价 第1部分:高度径向二阶导数法(ZDD)
  • 标准号:GB/T 43894.1-2024
    中国标准分类号:H21
  • 发布日期:2024-04-25
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准化管理委员会
  • 标准分类:冶金金属材料试验
  • 内容简介:

    国家标准《半导体晶片近边缘几何形态评价 第1部分:高度径向二阶导数法(ZDD)》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行,主管部门为国家标准化管理委员会。

    本文件描述了一系列高度径向二阶导数法(ZDD)评价半导体晶片的近边缘几何形态的方法。本文件适用于硅抛光片、硅外延片、SOI片及其他带有表面层的圆形晶片,也用于其他半导体材料圆形晶片近边缘几何形态的评价。

《 JJF(电子)0072-2021 非接触涡流法半导体晶片电阻率测试系统校准规范 》标准简介

  • 标准名称:非接触涡流法半导体晶片电阻率测试系统校准规范
  • 标准号:JJF(电子)0072-2021
    标准状态:现行
  • 发布日期:2021-12-02
    归口单位
  • 实施日期:2021-12-02
    发布部门:国家市场监督管理总局
  • 代替标准:
    标准类别:计量检定规程
  • 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
  • 内容简介:

    本本规范适用于测试范围在0.1Ω·CM~200.0Ω·CM(厚度100ΜM~1000ΜM)的非接触涡流法半导体晶片电阻率测试系统的校准。电阻率测试系统主要是利用无接触电涡流探头系统,检测由被测半导体晶片感应的涡流,辅以控制器进行信号处理完成对半导体晶片电阻率的无损测量。它主要由涡流探头、高频线圈和控制器等部分组成。

《 T/IAWBS 011-2019 导电碳化硅单晶片电阻率测量方法—非接触涡流法 》标准简介

  • 标准名称:导电碳化硅单晶片电阻率测量方法—非接触涡流法
  • 标准号:T/IAWBS 011-2019
    中国标准分类号:C398
  • 发布日期:2019-12-27
    国际标准分类号:29.045
  • 实施日期:2019-12-31
    团体名称:中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟
  • 标准分类:C 制造业
  • 内容简介:

    本标准规定了用非接触涡流法测定导电碳化硅单晶片电阻率的方法

    本标准适用于200μm到1000μm厚的碳化硅单晶片

    本标准适用于电阻率0.005Ω·cm到200Ω·cm和表面电阻0.032Ω/□到3000Ω/□的范围

    碳化硅作为第三代半导体,在耐高温、耐高压、耐大电流等领域有独特的功能和作用,其技术发展的成熟度越来越高,从原材料到功能模块,已经形成了完整的产业链。碳化硅单晶电阻率的测试,是衡量碳化硅单晶片质量好坏的关键参数之一,关于导电碳化硅单晶片电阻率非接触涡流测试方法,国内都没有统一的标准,也没有形成统一的行业标准或地方标准,因此本标准的制定,将填补国内导电碳化硅半导体材料在技术领域的标准空白。本标准的实施将为导电碳化硅单晶生长企业的销售及用户选择合适的产品提供依据,并将规范我国导电碳化硅半导体材料产业,从而促进该产业的健康有序发展,进而将提升我国碳化硅半导体企业在国际市场上的影响力。

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结语

晶片检测是一个科学严谨、精确复杂的过程,对于确保电子设备的质量、安全性和可靠性具有重要意义。通过对检测样品、检测项目、检测仪器和检测方法的深入了解,我们可以更好地掌握晶片检测的各个环节。随着技术的不断发展,未来的晶片检测将更加高效和精确,为电子产品的质量保证提供更加坚实的基础。

结语

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