芯片從設(shè)計到成品有幾個重要環(huán)節(jié),分別是設(shè)計->流片->封裝->測試,但芯片成本構(gòu)成的比例確大不相同,一般為人力成本20%,流片40%,封裝35%,測試5%【對于先進工藝,流片成本可能超過60%】。測試是芯片各個環(huán)節(jié)中較“便宜”的一步,但測試是產(chǎn)品質(zhì)量靠后一關(guān),若沒有良好的測試,產(chǎn)品PPM【百萬失效率】過高,退回或者賠償都遠遠不是5%的成本能代表的。
芯片需要做哪些測試呢?
主要分三大類:芯片功能測試、性能測試、可靠性測試,芯片產(chǎn)品要上市三大測試缺一不可。
功能測試,看芯片對不對,是測試芯片的參數(shù)、指標(biāo)、功能,看是否能到達設(shè)計功能。
性能測試,看芯片好不好,由于芯片在生產(chǎn)制造過程中,有無數(shù)可能的引入缺陷的步驟,即使是同一批晶圓和封裝成品,芯片也各有好壞,此時需要進行篩選,將有壞的芯片丟掉。
可靠性測試,芯片牢不牢,芯片通過了功能與性能測試,得到了好的芯片,但是芯片在各種工作環(huán)境中能否正常工作,以及芯片能用一個月、一年還是十年等等,這些都要通過可靠性測試進行評估。
要實現(xiàn)這些測試,我們有哪些測試方法呢?
測試方法:板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統(tǒng)級SLT測試、可靠性測試,多策并舉。
板級測試,主要應(yīng)用于功能測試,使用PCB板+芯片搭建一個“模擬”的芯片工作環(huán)境,把芯片的接口都引出,檢測芯片的功能,或者在各種嚴(yán)苛環(huán)境下看芯片能否正常工作。
晶圓CP測試,常應(yīng)用于功能測試與性能測試中,了解芯片功能是否正常,以及篩掉芯片晶圓中的故障芯片。CP【Chip Probing】顧名思義就是用探針【Probe】來扎Wafer上的芯片,把各類信號輸入進芯片,把芯片輸出響應(yīng)抓取并進行比較和計算,也有一些特殊的場景會用來配置調(diào)整芯片【Trim】。
封裝后成品FT測試,常應(yīng)用與功能測試、性能測試和可靠性測試中,檢查芯片功能是否正常,以及封裝過程中是否有缺陷產(chǎn)生,并且?guī)椭诳煽啃詼y試中用來檢測經(jīng)過“火雪雷電”之后的芯片是不是還能工作。
系統(tǒng)級SLT測試,常應(yīng)用于功能測試、性能測試和可靠性測試中,常常作為成品FT測試的補充而存在,顧名思義就是在一個系統(tǒng)環(huán)境下進行測試,就是把芯片放到它正常工作的環(huán)境中運行功能來檢測其好壞,缺點是只能覆蓋一部分的功能,覆蓋率較低所以一般是FT的補充手段。
可靠性測試,主要就是針對芯片施加各種苛刻環(huán)境,比如ESD靜電,就是模擬人體或者模擬工業(yè)體去給芯片加瞬間大電壓。再比如老化HTOL【High Temperature Operating Life】,就是在高溫下加速芯片老化,然后估算芯片壽命。還有HAST【Highly Accelerated Stress Test】測試芯片封裝的耐濕能力,待測產(chǎn)品被置于嚴(yán)苛的溫度、濕度及壓力下測試,濕氣是否會沿者膠體或膠體與導(dǎo)線架之接口滲入封裝體從而損壞芯片。
成都中冷低溫的高低溫沖擊設(shè)備TS-760提供老化測試、特性分析、高低溫溫變測試、溫度沖擊測試、失效分析等可靠性試驗,用于芯片、微電子器件、集成電路 (SOC、FPGA、PLD、MCU、ADC/DAC、DSP等) 、閃存Flash、UFS、eMMC 、PCBs、MCMs、MEMS、IGBT、傳感器、小型模塊組件等電子元器件/模塊冷熱測試。溫度轉(zhuǎn)換從-55℃到+125℃之間轉(zhuǎn)換約10秒 ; 經(jīng)長期的多工況驗證,滿足各類生產(chǎn)環(huán)境和工程環(huán)境的要求。
芯片測試不僅僅是“挑剔”“嚴(yán)苛”就可以,還需要全流程的控制與參與。從芯片設(shè)計、芯片開啟驗證、芯片流片到進入量產(chǎn)階段測試,每個階段都需要解決相應(yīng)的訴求,解決如何持續(xù)的優(yōu)化流程,提升程序效率,縮減時間,降低成本等問題。量產(chǎn)階段測試尤為重要,直接應(yīng)對客訴和PPM低的情況。所以說芯片測試不僅僅是成本的問題,而是平衡質(zhì)量、效率的與成本的關(guān)鍵!