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一文讲透芯片测试

来源:自动化 时间:2023/11/30

一文讲透芯片测试

本文就芯片测试做详细的讲解和介绍。

芯片的测试大致可以分成两大部分。CP(chipprobering)和FT(finaltest),某些芯片还会加入SLT(systemlevetest)。

CP测试

CP测试也叫wafertest,也就是在芯片未封装之前对wafer进行测试,这样就可以把有问题的芯片在封装之前剔除出来。节约封装FT的成本,大家可以看一下CP自动化测试系统示意图。

图中的tester是测试设备的主体,probecard是测试的探针卡,用于连接testerchannel被测的wafer。不同的芯片测试探针卡是不一样的,下图中举了两个例子,大家可以看一下,就是这样子。

Probe是探针台,是用来承载wafer的平台,让wafer内的每颗die每个bondpads都能连接到Probecard的探针上,同时能够精确的移位,每次测试之后,换另外的die再一次连接到Probecard的探针上,从而保证wafer上的每一个die都被测试到。高端探针台目前大部分为国外品牌垄断,中低端市场基本由国内探针台厂家占据,也有部分中高端市场逐渐被国产替代,如国内的光华微电子、中电科45所、长川科技、深圳泰克光电等探针台厂家获得了少部分的中高端探针台市场。

(泰克光电IC探针台)

FT(finaltest)测试

FT(finaltest)测试就是最终测试,在芯片完成封装之后进行的测试,大家可以看一下FT测试的系统示意图,对比wafertest其中硬件部分prober换成了handler,另外换成了probecard换成了loadboard。

handler的作用是什么呢?它其实就类似于一个机械手臂,用来抓取芯片放在测试区。Loadboard的作用其实就是一个承载芯片的一个基板,在loadboard上需要加一个器件,那就是socket,socket的就用来放置芯片的,每个不同的封装的芯片都需要不同的socket。

handler必须tester相结合以及连上了interface之后才能测试。动作就是handler的手臂将芯片放进socket,然后contactpusher下压。使芯片的引脚正确的和socket的接触送出start信号,透过interface给tester,测试完成之后tester送回binning及EOT(endoftest)讯号。handler再做出分类的动作。

那么FT测试项目包含哪些呢?这个其实根据芯片的功能和特性决定,常见的FT测试项一般有open/shorttest,也就是检查芯片引脚是否有开路或者短路,dctest也就是检查器件直流的电流和电压的参数。Eflashtest也就是检查内嵌的flash功能和性能,包含读写参数动作功耗和速度等各种参数。Functiontest就是测试芯片的逻辑功能,ACtest就是验证交流的规格,包括交流输出信号的质量和信号的实际参数。RFtest这个就是针对有射频模块的芯片,主要验证射频模块的功能和性能参数。另外还有就是DFTtest,DFTtest主要包括scan扫描设计和内件的自测,也就是BIST。

在FT测试完成之后呢,还要进行可靠性测试,一般包括ESD,也就是静电抗扰度测试,latehup就是闩锁测试。然后HTOL就是高温工作寿命测试,LTOL就是低温工作寿命测试,TCT温度循环测试,HAST高加速温度温湿度应力测试。以及一些别的测试。目前芯片测试基本用的都是ATE(Automatictestequipment)测试设备,可以实现一个自动化的测试。

最后介绍一下SLT,一般用ATE测试覆盖率无法满足时就会补充SLT。还有一种就是为了控制成本,因为ATE的测试成本比较高,SLT的测试布局图大概是这样,把芯片放在测试板上,测试板可以用于验证芯片的各个功能。因为他们控制多台测试机,这样可以实现批量的测试。

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