你知道嗎?你手上的芯片,被扎過針,被電擊,可能還被高低溫烘烤冷凍;
每一顆交付到您手上,經(jīng)過了嚴(yán)格的測試篩選,尤其車規(guī)芯片,整體的測試覆蓋項(xiàng)和卡控指標(biāo)更加嚴(yán)格
今天,和大家介紹下最常見,最核心的CP測試和FT測試
本文目錄:
- 為什么要測試,為什么分開測試?
- CP測試和FT測試的具體不同
- 主要測試項(xiàng)
- CP和FT測試,對芯片設(shè)計(jì)有什么要求
為什么要測試,為什么要分開測試
為什么要測試?
芯片設(shè)計(jì)好,晶圓廠進(jìn)行生產(chǎn)的過程,是化學(xué)反應(yīng)和物理操作的過程(晶圓工藝),不同晶圓廠的工藝成熟度,性能不一樣,可能導(dǎo)致芯片的功能,性能差別,不一定能夠滿足客戶需求(比如功耗需求,電氣特性需求等),因此要設(shè)計(jì)測試方案,把不符合要求的剔除出來;
為什么分開測試?
芯片測試一般會(huì)分2大步驟,一個(gè)叫CP(Chip Probing),一個(gè)叫FT(Final Test)
CP是針對晶圓的測試,F(xiàn)T是針對封裝好的芯片的測試,流程如下
分兩個(gè)步驟,主要是如何最高的性價(jià)比,把合格芯片挑選出來;
FT因?yàn)槭轻槍Ψ庋b好芯片的測試,因此芯片的引線,基板,封裝材料這些已完成,成本都在,如果晶圓DIE是壞的,那就浪費(fèi)了
CP測試的目的,就是在封裝前就把壞的芯片DIE篩選出來;
如下是晶圓的不同區(qū)域?qū)?yīng)的Yield Rate(良率),可以看到越靠晶圓旁邊的位置,良率越低
轉(zhuǎn)自 知乎溫戈
圖片轉(zhuǎn)自 網(wǎng)絡(luò)不知名
CP測試和FT測試的不同
逆因?yàn)橐粋€(gè)測試對象載體在晶圓(一個(gè)晶圓一般有上千顆芯片),一個(gè)測試對象是封裝好的芯片,因此其測試最大的不同是測試用的設(shè)備
如下是CP測試示意圖,測試用探針卡,從ATE測試設(shè)備上顯微鏡看到的具體操作圖片,以及正在操作的ATE設(shè)備
ATE設(shè)備基于編寫好的程序(測試用例),對晶圓上的每一顆芯片進(jìn)行測試,這里探針的移動(dòng)距離在0.Xum級別一般
而FT部分,大家可能會(huì)更加好理解,因?yàn)槠綍r(shí)大家做測試板的類似,主要區(qū)別可能就是FT測試用Socket座子(因?yàn)闇y試完成要取出來)
為了提高效率,一個(gè)測試板上可以放很多這樣的Socket座子;
因?yàn)镃P和FT在不同階段,其測試對象,測試工具的差異帶來的限制,測試側(cè)重點(diǎn)會(huì)不一樣
CP測試階段會(huì)盡可能覆蓋對良率影響大的用例,比如短路,邏輯功能,內(nèi)部存儲;
CP因?yàn)椴捎昧颂结槪瑢τ诟咚傩盘枺⌒盘?,?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%B5%81/">電流方面的測試,一般不合適,會(huì)放到FT去測試;
主要測試項(xiàng)
本章節(jié)主要參考資料:知乎溫戈
DC性能測試
- Continuity Test
- Continuity Test
- Leakage Test (IIL/IIH)
- Power Supply
- Current Test (IDDQ)
- Other Current/Voltage Test (IOZL/IOZH, IOS, VOL/IOL, VOH/IOH)
- LDO,DCDC 電源測試
以Continuity測試舉例,主要是檢查芯片的引腳以及和機(jī)臺的連接是否完好
測試中,DUT(Device Under Test)的引腳都掛有上下兩個(gè)保護(hù)二極管,根據(jù)二極管單向?qū)ㄒ约敖刂岭妷旱奶匦裕瑢ζ淅?灌電流,然后測試電壓,看起是否在設(shè)定的limit范圍內(nèi)
轉(zhuǎn)自 知乎溫戈
整個(gè)過程是由ATE里的instruments PE(Pin Electronics)完成
AC參數(shù)測試
主要是AC Timing Tests,包含Setup Time, Hold Time, Propagation Delay等時(shí)序的檢查
特別外設(shè)功能測試(ADC/DAC)
主要是數(shù)模/模數(shù)混合測試,檢查ADC/DAC性能是否符合預(yù)期,主要包括靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試:
Static Test – Histogram method (INL, DNL)
Dynamic Test – SNR, THD, SINAD
數(shù)字功能測試
這部分的測試主要是跑測試向量(Pattern),Pattern則是設(shè)計(jì)公司的DFT工程師用ATPG(auto test pattern generation)工具生成的
Pattern測試基本就是加激勵(lì),然后捕捉輸出,再和期望值進(jìn)行比較。
與Functional Test相對應(yīng)的的是Structure Test,包括Scan,Boundary Scan等
SCAN是檢測芯片邏輯功能是否正確
Boundary SCAN則是檢測芯片管腳功能是否正確
BIST(Build In Self Test),檢查內(nèi)部存儲的讀寫功能是否正確
對芯片設(shè)計(jì)的要求
在設(shè)計(jì)階段,就需要考慮如何支撐芯片的測試要求,這在芯片設(shè)計(jì)里面有一個(gè)專門的崗位,DFT工程師 (Design For Test)
DFT邏輯通常包含SCAN、Boundary SCAN、各類BIST、各類Function Test Mode以及一些Debug Mode
測試人員需要在芯片設(shè)計(jì)之初就準(zhǔn)備好TestPlan,根據(jù)各自芯片的規(guī)格參數(shù)規(guī)劃好測試內(nèi)容和測試方法,并和DFT工程師及其他設(shè)計(jì)人員討論;