芯片常见测试手段:CP测试和FT测试

news2024/10/7 8:31:07

参考链接:

芯片测试的术语解释(FT、CP),持续更新...._ft测试_染不尽的流年的博客-CSDN博客

 如何区分芯片cp测试和ft测试 (baidu.com)

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芯片测试是极其重要的一环,有缺陷的芯片能发现的越早越好。在芯片领域有个十倍定律,从设计-->制造-->封装测试-->系统级应用,每晚发现一个环节,芯片公司付出的成本将增加十倍!!!

所以测试是设计公司尤其注重的,如果把有功能缺陷的芯片卖给客户,损失是极其惨重的,不仅是经济上的赔偿,还有损信誉。因此芯片测试的成本也越来越高!

一、常见的测试手段,CP(Chip Probing)测试和FT(Final Test)测试:

芯片测试分两个阶段,一个是CP(Chip Probing or Circuit Probing)测试,也就是晶圆(Wafer)测试。另外一个是FT(Final Test)测试,也就是把芯片封装好再进行的测试

1、CP测试

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)规则的分布满整个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台来与测试机台连接。

在未进行划片封装的整片Wafer上,通过探针将裸露的芯片与测试机连接,从而进行的芯片测试就是CP测试。

测试对象是针对整片wafer中的每一个Die,目的是确保整片wafer中的每一个Die都能基本满足器件的特征或者设计规格书,通常包括电压、电流、时序和功能的验证。可以用来检测fab厂制造的工艺水平

晶圆CP测试,常应用于功能测试与性能测试中,了解芯片功能是否正常,以及筛掉芯片晶圆中的故障芯片

CP的难点是如何在最短的时间内挑出坏的die,修补die

常用到的设备有测试机(IC Tester)探针台(Prober)以及测试机与探针卡之间的接口(Mechanical Interface)。

2、FT测试

FT测试,是芯片出厂前的最后一道拦截。测试对象是针对封装好的chip,CP测试之后会进行封装,封装之后进行FT测试。可以用来检测封装厂的工艺水平

FT测试一般分为两个步骤:

1)自动测试设备(ATE)2)系统级别测试(SLT)---2是必须项,1一般小公司可能用不起。ATE测试一般只需要几秒钟;SLT一般需要几个小时,逻辑比较简单。

FT的难点是如何在最短的时间内保证出厂的Unit能够完成全部的功能

需要应用的设备主要是自动测试设备(ATE)+机械臂(Handler)+仪器仪表,需要制作的硬件是测试板(Loadboard)+测试插座(Socket)等。

二、CP测试和FT测试的区别

从工序角度上看,似乎非常容易区分cp测试和ft测试,没有必要再做区分,而且有人会问,封装前已经做过测试把坏的芯片筛选出来了,封装后为什么还要进行一次测试呢?难道是封装完成度不高影响了芯片的动能吗?不是的,因为从测试内容上看,cp测试和ft测试有着非常明显的不同。

 

首先受测试治具的限制,在绝大多数情况下,特别是国内,在CP测试上选用的探针基本属于悬臂针(也有叫环氧针的,因为针是用环氧树脂固定的缘故)。这种类型的针比较长,而且是悬空的,因此信号完整性控制非常困难,数据的最高传输率只有100~400Mbps,高速信号的测试几乎不可能完成

而且,探针和pad的直接接触在电气性能上也有局限,容易产生漏电和接触电阻,这对于高精度的信号测量也会带来巨大的影响。所以,通常CP测试仅仅用于基本的连接测试和低速的数字电路测试

虽然理论上在CP阶段也可以进行高速信号和高精度信号的测试,但这往往需要采用专业的高速探针方案,如垂直针/MEMS探针等技术,这会大大增加硬件的成本。多数情况下,这在经济角度上来说是不划算,因此在CP测试阶段只能选择传输率不太高,对良率影响较大的测试项目

于是,一些测试难度大,成本高但信号率不高的测试项目,完全可以放到FT阶段再测试。也是因为一些芯片的部分模组的管脚在封装之前都不会引出来,在FT阶段很难甚至无法测量,如芯片的封装是SIP之类的特殊形式。在这样的情况下,有些测试就必须在CP阶段进行,这也是在封装前还需要进行CP测试的一个重要原因。

因此,cp测试和ft测试的区别就是

1) 因为封装本身可能影响芯片的良率和特性,所以芯片所有可测测试项目都是必须在FT阶段测试一遍的,而CP阶段则是可选的

2) CP阶段原则上只测一些基本的DC,低速数字电路的功能,以及其它一些容易测试或者必须测试的项目。凡是在FT阶段可以测试,在CP阶段难于测试的项目,能不测就尽量不测。一些类似ADC的测试,在CP阶段可以只给几个DC电平,确认ADC能够基本工作。在FT阶段再确认具体的SNR/THD等指标。

3) 由于CP阶段的测试精度往往不够准确,可以适当放宽测试判断标准,只做初步筛选精细严格的测试放到FT阶段

4) 如果封装成本不大,且芯片本身良率已经比较高。可以考虑不做CP测试,或者CP阶段只做抽样测试,监督工艺

5) 新的产品导入量产,应该先完成FT测试程序的开发核导入。在产品量产初期,FT远远比CP重要。等产品逐渐上量以后,可以再根据FT的实际情况,制定和开发CP测试。

了解了它们之间的不同,我们还可以根据测试项目的不同和重复内容等因素,在具体测试项目中进行判断和取舍了。毕竟增加一个复杂的高速或高精度模拟测试,不仅仅会增加治具的成本,还会增加测试机台的费率和延长测试时间,影响出产成果。

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