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半导体芯片测试流程和设备,芯片测试常见问题

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1 为何要对芯片进行测试?



由于摩尔定律的存在,集成电路芯片复杂度越来越高,为了保证出厂的芯片没有问题,需要在出厂前进行测试以确保功能完整性等。作为一个大规模生产的产品,芯片测试必须高效自动化,靠人工是没法完成这样的任务的。半导体芯片的测试环节至关重要,是提高芯片制造水平的关键之一。芯片生产需经过几十步甚至几百步的工艺,其中任何一步的错误都可能是最后导致器件失效的原因,同时版图设计是否合理、产品是否可靠,都需要通过集成电路的功能及参数测试才能验证。


2 什么环节进行要做芯片测试?


芯片测试,一般是从测试的对象上分为最终测试和晶圆测试,分别指的是是已经封装好的芯片,和尚未进行封装的芯片。为啥要分两段?简单的说,因为封装也是有cost的,为了尽可能的节约成本,可能会在芯片封装前,先进行一部分的测试,以排除掉一些坏掉的芯片。而为了保证出厂的芯片都是没问题的,最终测试也即FT测试是最后的一道拦截,也是必须的环节。总体来看,芯片测试实际上是一个比较大的范畴。


晶圆测试:是指在晶圆制造完成后进行封装前,通过探针台和测试机配合使用,对晶圆上的芯片进行功能和电参数性能测试;

最终测试:也叫成品测试,是指芯片完成封装后,通过分选机和测试机配合使用,对集成电路进行功能和电参数性能测试,保证出厂的每颗集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范要求。



3 芯片测试如何进行,测试流程是怎样的?


晶圆测试流程为:探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的Pad点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号、采集输出信号,判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆的Map图。


最终测试流程为:分选机将被检测集成电路逐个自动传送至测试工位,被检测集成电路的引脚通过测试工位上的金手指、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,芯片测试机对集成电路施加输入信号、采集输出信号,判断集成电路在不同工作条件下功能和性能的有效性。测试结果通过通信接口传送给分选机,分选机据此对被测试集成电路进行标记、分选、收料或编带。


4 芯片测试一般包括哪些类型?


一般来说,包括引脚连通性测试,漏电流测试,一些DC(directcurrent)测试,功能测试(functionaltest),Trimtest,根据芯片类型还会有一些其他的测试,例如AD/DA会有专门的一些测试类型。芯片测试的目的是在找出没问题的芯片的同时尽量节约成本,所以,容易检测或者比较普遍的缺陷类型会先检测。一般来讲,首先会做的是连通性测试,我们称之为continuitytest。这是检查每个引脚的连通性是否正常。



5 三大芯片测试设备


集成电路行业集计算机、通信、自动化、精密电子测试和微电子等技术于一身,是技术密集、知识密集的高科技行业,集成电路的可靠性、稳定性和一致性要求较高,对生产设备要求较高。半导体芯片测试三大设备包括:测试机、分选机、探针台。


测试机要测试的芯片功能参数包括:如时间、温度、电压、电流、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等。随着集成电路应用越趋于广泛,需求量越来越大,对测试成本要求越来越高,因此对测试机的测试速度要求越来越高


分选机的批量自动化作业要求其具备较强的运行稳定性,例如对UPH(每小时运送集成电路数量)和JamRate(故障停机比率)的要求很高。


探针台精度要求非常严苛,重复定位精度要求达到0.001mm(微米)等级;对设备工作环境洁净度要求较高,除需达到几乎无人干预的全自动化作业,对传动机构低粉尘提出要求,还需具备气流除尘等特殊功能。


6 国内知名的芯片测试/封装企业


飞思卡尔半导体(中国)有限公司、上海松下半导体有限公司、威讯联合半导体(北京)有限公司、江苏新潮科技集团有限公司、奇梦达科技(苏州)有限公司、深圳赛意法半导体有限公司、乐山无线电股份有限公司、南通富士通微电子有限公司、英特尔产品(上海)有限公司、星科金朋(上海)有限公司。


芯片技术

芯片测试栏目涵盖半导体芯片测试流程方法,芯片测试设备介绍和使用方法,芯片测试中常见问题,及其他集成电路芯片测试相关的技术知识和行业信息等。
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