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集成电路的测试都需要做哪些测试

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发表于 2023-2-25 10:18:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
经常会听到有人在问:“做测试有前途吗?”、“怎么样做好测试?”、“测试到底在做什么?”。这些问题,答案很多,每个人的见解都不一样,算是仁者见仁,智者见智了。在这里,我表达一下自己的观点,希望给大家一些参考。

从整个半导体产业来看,半导体可以分为研发、生产和应用这几个阶段,在不同的阶段,测试的作用是不一样的,而且,在不同的公司及客户要求下,测试的侧重点也不一样。半导体产品的性能、品质成本等各方面的要求,相互制约、限制,却又互相促进,加剧竞争的同时,极大的促进的产业的发展和进步。那么,测试,到底扮演了一个什么样的角色呢?这个,根据我的工作经历,我可以分享一些自己的见解。从国内的封测厂,到外资的封测厂及研发部,再到世界顶尖的半导体公司研发部,给我的感觉是,不同层次的公司,包括不同阶段的公司,不同的公司职能和部门,对于测试的理解和要求是不一样的。

首先,从封测厂说起。

对于封测厂而已,最重要的是品质、产能和成本控制。很可惜,往往产能和成本会被放到更重要的位置而容易忽略品质及效率管控。这个时候,测试工程师的重要性就体现出来了。封测厂,更需要的是测试工程师优秀的测试工程及生产管控能力。如何在产能和成本压力下,长期有效的保证产品品质,这是测试工程师的工作重心!那么,测试工程师到底需要做什么呢?

1. 测试设备的管控,包括测试机、探针台、分选机等。

测试机是产品测试的标准,测试机的稳定性和可靠性是确保产品测试品质的根本。这个需要建立长期有效的测试机管理机制,确保测试机的正常运行。包括不同类型测试机的优化及管理,测试机资源、配置的管理,以及测试机的定期维护、校验等。测试机的测试资源进行校验以后,会采用软件或者硬件的方式进行补偿修正,所以,测试机的测试资源板是严禁私自插拔更换的,否则,会有致命的测试风险。一般来讲,会有设备工程师对设备进行维护,但是,他们可以保证测试机可以工作,却无法保证测试机的精度和可靠性,所以,测试工程师严格管控测试机。

探针台及分选机,分别用于中测及成测,一般来讲,由设备工程师进行维护,但是,测试工程师依然要了解设备的工作原理,特别是测试机的通讯及接口等方面。另外,为了提高测试效率,要尽可能提高测试同测数,所以,需要熟悉设备的能力和限制。

2. 测试硬件的管控,包括测试板、测试座和探针卡等

测试板包括:
LB (Load Board) / HIB (Head Interface Board) ,用于连接测试机资源的测试板。
CIB (Contactor Interface Board) /DUT Board (Device Under Test Board),测试座接口板。
PIB (Probe Interface Board),用于连接测试机与探针台的测试板。
PC (Probe Card),探针卡,中测用于连接晶圆(wafer)及测试机资源。

对于封测厂而言,往往测试硬件是由客户提供的,也有部分是封测厂的工程师开发的,一些不合理的测试板设计,会影响test setup效率及可靠性,一些错误的设计,甚至会导致测试不稳定及测试异常的出现。另外,防呆设计的要求也非常重要,特别是针对多工位测试,如果测试工位异常,测试过程中有无法发现,会造成致命影响!

这就要求测试工程师,在前期新产品导入的时候就要把好关。针对不同类型的测试设备,要制定一套合理的标准,可以指导开发工程师进行测试板的设计和制作。对于任何有可能影响测试生产,造成测试风险的问题,都要重视并解决,暂时无法解决的问题,也需要采取一些措施进行预防和管控。

3. 测试方案的管控,包括测试规范、测试程序的管控

测试规范及测试程序,绝大部分也是由客户提供,部分由封测厂测试开发工程师开发完成。测试方案包含测试软件和测试硬件是配套开发和使用的,是基于测试设备开发的测试软硬件。整个测试方案的开发,受测试开发工程师的影响非常大,测试品质、效率、可靠性影响都非常大,不合格的测试方案,会造成效率低下、返工甚至客诉、退货,危害非常大!作为封测厂的测试工程师,需要具备一定的测试方案开发经验,并结合封测厂的实际情况,制定并有效执行一套行之有效的措施,在新产品测试方案导入阶段,进行合理有效的管控,以确保测试生产的正常进行。一旦出现测试异常,需要迅速处理并作出反馈。对于一些普遍性的问题,则需要投入精力进行改善。

4. 测试样管correlation sample

测试样品,作为set up和验证测试方案的产品,可以帮助测试工程师设置机台进行生产,快速的判断和解决测试异常。进行正常生产前,需要用测试样管进行验证,以生产出现测试异常有多种可能性,测试设备、测试方案、测试产品、设置问题等等,都有可能造成测试异常,测试样品则可以帮助快速排除一些问题。

5. 测试数据 Test Datalog & report

测试工程师的工作依据,大多都是来自于测试数据。用测试数据来说话,是测试工程师经常挂在嘴边的一句话。测试数据,不仅仅是测试生产数据,还包括测试验证数据、测试分析数据、测试报表等。首先,在导入测试方案的时候,要用合理有效的方案进行验证,产生验证数据,用数据分析工具帮助分析,以确保数据的真实性、准确性和可靠性;其次,在测试生产过程中,要根据要求保存测试数据、报表,并定期确认数据;再次,一旦出现测试异常,测试数据和报表可以帮助我们找到问题并解决问题。

6. 测试维护和优化

测试工程师要持续不断的对整个测试系统进行维护和优化,要建立一些合理有效的制度或措施来降低风险。面对来自生产的产能压力,要通过规范测试方案来提高setup效率及测试可靠性,要通过提高测试效率来增加产量,要通过提高测试可靠性来减少返工,要建立一些工具来帮助我们提高工作效率,等等。

另外,要提高自身的沟通能力,不管是面对部门,面对公司,还是面对客户,都要有合适的沟通技巧。不管做什么,都是立足于公司,立足于客户,所以,必要的沟通和展示必不可少。测试工程师在做好工作的同时,要通过一些机会,让大家多了解测试的重要性,让大家多尝尝做好测试的甜头,这样,才能获得更多的支持与理解,帮助我们做的更好!

最后一点,永远记住,个人的能力是有限的,眼光要放开放远,要取得更大成就,是需要一个团队、一个部门、一个公司,乃至一个行业的共同努力的。这句话说得有点大,但是有一点是没错的,交流和分享,永远是你可以不断进步与发展的源动力!

以上是我个人的一些见解,分享给大家,希望给大家一些参考。在下一次的分享中,我再从测试研发和应用角度来谈谈。

芯片测试系列之CP、FT、WAT的区别
2022-04-30 19:58·芯片的医生
CP:Chip probing,wafer level的电路测试含功能;

FT:Final test,device level 的电路测试含功能。

CP与FT的主要区别:

(1)CP 一般是在测试晶圆,封装之前看,封装后都要FT的。不过bump wafer是在装上锡球,probing后就没有FT。


Chip Probing test

(2)FT是在封装之后,也叫“终测”。意思是说测试完这道就直接卖去做application。


Final test

CP与FT的主要作用:

(1)CP的主要目的就是把NG Die挑出来,可以减少封装和测试的成本,可以更直接的知道Wafer 的良率。

(2)FT是把NG chip挑出来,检验封装的良率。 现在对于一般的wafer工艺,很多公司多把CP给省了,为了减少成本。 CP对整片Wafer的每个Die来测试,而FT则对封装好的Chip来测试。 CP Pass 才会去封装。然后FT,确保封装后也Pass。

WAT:Wafer Acceptance Test,wafer level 的管芯或结构测试

对专门的测试图形(test key)的测试,通过电参数来监控各步工艺是否正常和稳定; CP是wafer level的chip probing,是整个wafer工艺,包括backgrinding和backmetal(if need),对一些基本器件参数的测试,如vt(阈值电压),Rdson(导通电阻),BVdss(源漏击穿电压),Igss(栅源漏电流),Idss(漏源漏电流)等,一般测试机台的电压和功率不会很高; FT是packaged chip level的Final Test,主要是对于这个(CP passed)IC或Device芯片应用方面的测试,有些甚至是待机测试;


WAT

Pass FP还不够,还需要做process qual 和product qual CP 测试对Memory来说还有一个非常重要的作用,那就是通过MRA计算出chip level 的Repair address,通过Laser Repair将CP测试中的Repairable die 修补回来,这样保证了yield和reliability两方面的提升。

CP是对wafer进行测试,检查fab厂制造的工艺水平。 FT是对package进行测试,检查封装厂制造的工艺水平 。对于测试项来说,有些测试项在CP时会进行测试,在FT时就不用再次进行测试了,节省了FT测试时间;但是有些测试项必须在FT时才进行测试(不同的设计公司会有不同的要求)。 一般来说,CP测试的项目比较多,比较全;FT测的项目比较少,但都是关键项目,条件严格。但也有很多公司只做FT不做CP(如果FT和封装yield高的话,CP就失去意义了)。 在测试方面,CP比较难的是探针卡的制作,并行测试的干扰问题。

FT相对来说简单一点。还有一点,memory测试的CP会更难,因为要做redundancy analysis,写程序很麻烦。

CP在整个制程中算是半成品测试,目的有两个,第一是监控前道工艺良率,第二是降低后道成本(避免封装过多的坏芯片),其能够测试的项比FT要少些。最简单的一个例子,碰到大电流测试项CP肯定是不测的(探针容许的电流有限),这项只能在封装后的FT测。不过许多项CP测试后FT的时候就可以免掉不测了(可以提高效率),所以有时会觉得FT的测试项比CP少很多。 应该说WAT的测试项和CP/FT是不同的。

CP不是制造(FAB)测的,而CP的项目是从属于FT的(也就是说CP测的只会比FT少),项目完全一样的;不同的是卡的Spec而已;因为封装都会导致参数漂移,所以CP测试SPEC收的要比FT更紧以确保最终成品FT良率。还有相当多的DH把wafer做成几个系列通用的die,在CP是通过trimming来定向确定做成其系列中的某一款,这是解决相似电路节省光刻版的最佳方案;所以除非你公司的wafer封装成device是唯一的,且WAT良率在99%左右,才会盲封的。

目前盲封的DH很少很少,风险实在太大,不容易受控。

CP用prober,probe card。FT是handler,socket。CP比较常见的是room temperature=25度,FT可能一般就是75或90度。CP没有QA buy-off(质量认证、验收),FT有 CP两方面

1. 监控工艺,所以呢,觉得probe实际属于FAB范畴

2. 控制成本。Financial fate。我们知道FT封装和测试成本是芯片成本中比较大的一部分,所以把次品在probe中reject掉或者修复,最有利于控制成本

FT: 终测通常是测试项最多的测试了,有些客户还要求3温测试,成本也最大。 至于测试项呢,

1. 如果测试时间很长,CP和FT又都可以测,像trim项,加在probe能显著降低时间成本,当然也要看客户要求。

2. 关于大电流测试呢,FT多些,但是我在probe也测过十几安培的功率MOSFET,一个PAD上十多个needle。

3. 有些PAD会封装到device内部,在FT是看不到的,所以有些测试项只能在CP直接测,像功率管的GATE端漏电流测试Igss,CP测试主要是挑坏die,修补die,然后保证die在基本的spec内,function well。 FT测试主要是package完成后,保证die在严格的spec内能够function。 CP的难点在于,如何在最短的时间内挑出坏die,修补die。 FT的难点在于,如何在最短的时间内,保证出厂的Unit能够完成全部的Function。
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liteonken 发表于 2023-2-27 10:43
想问问车载芯片,是不是有关于震动方面的测试要求。你有这方面的资料吗? ...

请参考JESD22 B-103

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想问问车载芯片,是不是有关于震动方面的测试要求。你有这方面的资料吗?

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