芯片测试有哪些 芯片测试介绍

本文就芯片测试做一个详细介绍。

芯片的测试大致可以分成两大部分。CP(chip probering)和FT(final test)。某些芯片还会进行SLT（system leve test）。还有一些特定要求的芯片，需要一些可靠性测试。

CP测试

CP（Chip Probing）测试也叫晶圆测试(wafer test)，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。CP测试在整个芯片制作流程中处于晶圆制造和封装之间。晶圆（Wafer）制作完成之后，成千上万的裸DIE（未封装的芯片）规则地布满整个Wafer。由于尚未进行划片封装，芯片的管脚全部裸露在外，这些极微小的管脚需要通过更细的探针（Probe）来与测试机台（Tester）连接。

下图为CP自动化测试系统示意图。

可以把CP想成下图的测试样子，用探针Probe来进行测试晶圆：

但应用中，探针的数量非常的多，会使用几千上万个探针做的探针台。探针台，是用来承载wafer的平台，让wafer内的每颗die每个bond pads 都能连接到Probe card的探针上，同时能够精确地移位，每次测试之后，换另外的die再一次连接到Probe card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。

 

CP测试主要测以下几方面的内容：
 

1. SCAN。SCAN用于检测芯片逻辑功能是否正确。
2. Boundary SCAN。Boundary SCAN用于检测芯片管脚功能是否正确。
3. 存储器。芯片往往集成着各种类型的存储器（例如ROM/RAM/Flash），为了测试存储器读写和存储功能，通常在设计时提前加入BIST（Built-In SelfTest）逻辑，用于存储器自测。芯片通过特殊的管脚配置进入各类BIST功能，完成自测试后BIST模块将测试结果反馈给Tester。
4. DC/AC Test。DC测试包括芯片Signal PIN的Open/Short测试，电源PIN的PowerShort测试，以及检测芯片直流电流和电压参数是否符合设计规格
5. RF Test。对于无线通信芯片，RF的功能和性能至关重要。CP中对RF测试来检测RF模块逻辑功能是否正确。FT时还要对RF进行更进一步的性能测试。

其他Function Test。芯片其他功能测试，用于检测芯片其他重要的功能和性能是否符合设计规格。

测试机需要根据测试的内容进行选择，有很多品牌和产品系列：例如存储器芯片Advantest T55xx 系列等、数字混合信号或SoC芯片Teradyne J750 系列等，RF射频芯片Credence ASL-3000 系列等。

 

 

FT(final test)测试

FT(final test)测试就是最终测试，在芯片完成封装之后进行的测试。FT测试属于芯片级测试，是通过测试板(Loadboard)和测试插座(Socket)使自动化测试设备(ATE)到封装后的芯片之间建立电气连接。FT测试的目的是筛选出满足设计规格的产品卖给客户。

FT的测试系统结构如下图：
 

FT测试需要的硬件设备包括测试板、测试插座、ATE（Automation Test Equi[pment)测试机台、Handler。其中Handler也称为自动化分类机，是用来实现FT测试自动化的设备。

 

handler与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contact pusher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(end of test)讯号。handler再做出分类的动作。

    

FT测试项目也是根据芯片的功能和特性决定的。常见的FT测试项一般有：

Open/short test，也就是检查芯片引脚是否有开路或者短路，

DC test也就是检查器件直流的电流和电压的参数。

Eflash test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。

Function test就是测试芯片的逻辑功能，

AC test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。

RF test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。

还有就是DFT test，DFT（Design forTest) test主要包括scan扫描设计和内件的自测，也就是BIST(Build In Self Test)。

 

SLT测试

SLT是System Level Test的缩写。SLT一种是在其他测试覆盖率无法满足时使用。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。

SLT测试需要的硬件设备包括测试板、测试插座、Handler、Change Kit以及测试主机与连接线等。SLT测试属于定制化测试，软件部分灵活度比较高，不需要基于自动化测试平台开发，完全由测试工程师自主开发。SLT测试内容通常包括芯片功能测试、高速接口测试以及DDR内存相关的测试等。与FT测试相同，程序会根据测试结果Pass或者Fail对芯片进行物理分Bin。

以上三种主要测试之外 ，有的芯片可能还要进行一些可靠性测试，包括以下内容：

ESD，也就是静电抗扰度测试

Lateh up就是闩锁测试

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

其他特殊要求的测试