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一文了解芯片測試的重要性

穎脈Imgtec ? 2024-08-06 08:28 ? 次閱讀

集成電路測試卡位產業鏈關鍵節點,貫穿設計、制造、封裝以及應用的全過程。

從整個制造流程上來看,集成電路測試具體包括設計階段的設計驗證、晶圓制造階段的過程工藝檢測、封裝前的晶圓測試以及封裝后的成品測試,貫穿設計、制造、封裝以及應用的全過程,在保證芯片性能、提高產業鏈運轉效率方面具有重要作用。

IC測試貫穿整個集成電路產業鏈

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資料來源:基業常青

IC測試是確保產品良率和成本控制的重要環節,在IC生產過程中起著舉足輕重的作用。IC測試是集成電路生產過程中的重要環節,測試的主要目的是保證芯片在惡劣環境下能完全實現設計規格書所規定的功能及性能指標,每一道測試都會產生一系列的測試數據,由于測試程序通常是由一系列測試項目組成的,從各個方面對芯片進行充分檢測,不僅可以判斷芯片性能是否符合標準,是否可以進入市場,而且能夠從測試結果的詳細數據中充分、定量地反映出每顆芯片從結構、功能到電氣特性的各種指標。因此,對集成電路進行測試可有效提高芯片的成品率以及生產效率。

設計驗證和過程工藝控制測試難以獨立分工,晶圓測試和芯片成品測試環節是專業測試公司主要業務形態。設計驗證部分由于涉及到信息保密以及市場需求不高的問題,難以外包,而過程工藝控制測試則對潔凈程度和生產過程中穩定性上的高要求,因此也難以獨立分工。晶圓測試和芯片成品測試分屬中道和后道測試部分,其信息保密及生產環境控制要求相對均不是太高,再加上第三方測試廠商的獨立性和專業性,可保證測試結果的有效性并能及時向上游反饋,提升芯片生產效率,因此,目前多數設計及代工廠商將晶圓測試和芯片成品測試外包給第三方專業測試廠商。

分為wafer test(晶圓測試)、chip test(芯片測試)和package test(封裝測試)。wafer test 是在晶圓從晶圓廠生產出來后,切割減薄之前的檢測。其設備通常是測試廠商自行開發制造或定制的,一般是將晶圓放在測試平臺上,用探針探到芯片中事先確定的檢測點,探針上可以通過直流電流和交流信號,可以對其進行各種電氣參數檢測。
對于光學IC,還需要對其進行給定光照條件下的電氣性能檢測。wafer test 主要設備:探針平臺。wafer test 輔助設備:無塵室及其全套設備。wafer test 是效率最高的測試,因為一個晶圓上常常有幾百個到幾千個甚至上萬個芯片,而這所有芯片可以在測試平臺上一次性檢測。

chip test 是在晶圓經過切割、減薄工序,成為一片片獨立的chip之后的檢測。其設備通常是測試廠商自行開發制造或定制的,一般是將晶圓放在測試平臺上,用探針探到芯片中事先確定的檢測點,探針上可以通過直流電流和交流信號,可以對其進行各種電氣參數檢測。chip test和wafer test設備最主要的區別是因為被測目標形狀大小不同因而夾具不同。
對于光學IC,還需要對其進行給定光照條件下的電氣性能檢測。chip test 主要設備:探針平臺(包括夾持不同規格chip的夾具)chip test 輔助設備:無塵室及其全套設備。chip test 能檢測的范圍和wafer test是差不多的,由于已經經過了切割、減薄工序,還可以將切割、減薄工序中損壞的不良品挑出來。但chip test效率比wafer test要低不少。

package test 是在芯片封裝成成品之后進行的檢測。由于芯片已經封裝,所以不再需要無塵室環境,測試要求的條件大大降低。
一般 package test 的設備也是各個廠商自己開發或定制的,通常包含測試各種電子或光學參數的傳感器,但通常不使用探針探入芯片內部(多數芯片封裝后也無法探入),而是直接從管腳連線進行測試。

由于 package test 無法使用探針測試芯片內部,因此其測試范圍受到限制,有很多指標無法在這一環節進行測試。但 package test 是最終產品的檢測,因此其檢測合格即為最終合格產品。

IC的測試是一個相當復雜的系統工程,無法簡單地告訴你怎樣判定是合格還是不合格。

一般說來,是根據設計要求進行測試,不符合設計要求的就是不合格。而設計要求,因產品不同而各不相同,有的IC需要檢測大量的參數,有的則只需要檢測很少的參數。

事實上,一個具體的IC,并不一定要經歷上面提到的全部測試,而經歷多道測試工序的IC,具體在哪個工序測試哪些參數,也是有很多種變化的,這是一個復雜的系統工程。

例如對于芯片面積大、良率高、封裝成本低的芯片,通常可以不進行wafer test,而芯片面積小、良率低、封裝成本高的芯片,最好將很多測試放在wafer test環節,及早發現不良品,避免不良品混入封裝環節,無謂地增加封裝成本。

IC的測試是IC生產流程中一個非常重要的環節,在目前大多數的IC中,測試環節所占成本常常要占到總成本的1/4到一半。

本文來源:CICsemi

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