20.10.2026 Expertise Close-ups

Halbleiter-Testzelle | Plattform für die effiziente Entwicklung anspruchsvoller Halbleitertestlösungen

Die Entwicklung und Qualifizierung moderner Halbleiter erfordert flexible, industrienahe Testinfrastrukturen. Bevor ein Chip in die Serienfertigung überführt werden kann, muss geprüft werden, ob die integrierte Schaltung die vorgesehenen elektrischen und funktionalen Eigenschaften erfüllt. Die Testergebnisse liefern dabei nicht nur Erkenntnisse über die Qualität einzelner Chips, sondern auch wichtige Informationen über deren Verhalten und die Stabilität von Herstellungsprozessen. Das Fraunhofer IIS bietet hierfür mit seiner automatisierten Testzelle eine umfassende Lösung, die den Übergang von der Charakterisierung im Entwicklungsstadium bis zum seriennahen Test begleitet und so den Weg in die Serienproduktion erleichtert.

Die automatisierte Halbleiter-Testzelle des Fraunhofer IIS ist darauf ausgelegt, integrierte Schaltungen über verschiedene Phasen ihrer Entwicklung hinweg zu testen. Dafür verbindet sie Entwicklung, Verifikation und Durchführung von Tests entlang des gesamten Produktlebenszyklus. Um das zu ermöglichen, kombiniert die Plattform ein automatisiertes Testsystem, das sogenannte Automatic Test Equipment (ATE), mit einem automatisierten Pick-and-Place-Handler zur Handhabung von Chips im Package. Diese Geräte wurden im Rahmen von APECS beschafft.

ATE und Pick-and-Place Handler in der Halbleiter-Testzelle
©Fraunhofer IIS | Paul Pulkert

Industrienahe Testinfrastruktur für den Übergang in die Serienproduktion 

Ein zentraler Schwerpunkt der Testzelle ist der Transfer in die Produktion. Ihre Besonderheit liegt in der industriell ausgerichteten Infrastruktur, die durch die langjährige Anwendungs- und Systemexpertise des Fraunhofer IIS im Bereich der optischen, magnetischen und gasbasierten Sensorik ergänzt wird. So können auch komplexe Testprogramme, -hardware und -abläufe auf industriekompatiblem Equipment entwickelt, an die Anforderungen der späteren Serienprüfung angepasst und an Serien-Testhäuser übertragen werden. Dies ermöglicht die Überführung von ASICs und Chiplets aus der Entwicklung in die Produktion.
Darüber hinaus eignet sich die Testinfrastruktur für die Charakterisierung einzelner Entwicklungsbausteine, für Kleinserien sowie seriennahe Stückzahlen. Damit unterstützt das Fraunhofer IIS Kunden flexibel entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses von ersten Prototypen bis zur Produktionsüberführung.
Für 2027 ist die Erweiterung der Testzelle um einen Wafer- und Frame-Prober geplant. Dieser ergänzt die Testmöglichkeiten um Messungen auf Wafer-, sowie Frame- und Panel-Ebene. Damit sollen sich integrierte Schaltungen sowohl während der Entwicklung als auch in seriennahen Testabläufen auf Wafer- bzw. Bare-Die-Ebene elektrisch und sensorisch charakterisieren, qualifizieren und testen lassen.

Halbleiter-Testzelle auf einen Bick

Gerät/Technologie

Halbleiter-Testzelle

Standort

Fraunhofer IIS Erlangen

Leistung

  • Entwicklung, Verifikation und Durchführung von Tests für integrierte Schaltungen entlang des gesamten Produktlebenszyklus
  • Entwicklung von Testkonzepten (Design-for-Test)
  • Entwicklung von Test-Hardware (Loadboard und Probe-Card)
  • Handling von
    • 200–300 mm Wafer und Frames
    • Packages (1×1 mm – 70 x 70 mm)
  • Temperaturtests: -55 °C bis +200 °C

Besonderheiten

  • Besonderheiten • Kombination industrieller Testinfrastruktur mit umfassendem Sensor- und Anwendungs-Know-how des Fraunhofer IIS
    • Unterstützung bei anspruchsvollen sensorspezifischen Test- und Charakterisierungsaufgaben sowie anwendungsspezifischen Tests

Kooperation

Anfragen für Kooperationen sind erwünscht

Förderung und Projektlaufzeit

Die Geräte zur Ausstattung der Halbleiter-Testzelle wurden im Jahr 2025 im Rahmen der APECS-Pilotlinie angeschafft.

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