芯片封装测试环节,旨在将符合质量标准的晶圆,经过精密的切割、焊线及塑封工艺处理,为芯片提供必要的机械物理保护,并运用测试工具,对封装完成的芯片进行全面而严谨的功能与性能检测。封测在集成电路领域中扮演着至关重要的角色。具体可以分为:晶圆测试、芯片封装、芯片终测、系统级测试4个阶段。
1.晶圆测试
集成电路晶圆在进一步加工之前,必须经过严格的测试环节,以确保晶粒(Die)的功能完整性。通过探针连接晶粒的Pad管脚进行测试,这一过程被称为CP测试,这一步骤对于确保最终产品质量至关重要。
CP测试主要依赖于ATE测试机台、探针台以及测试探针卡等设备与测试组件。这些设备和组件协同工作,逐步完成晶圆上每颗晶粒Die的测试验证。对于存在问题的Die,通常会在其表面采用“打墨点(Ink)”等方式进行标记,以便于后续封装生产过程中的挑选和识别。
2.芯片封装(Assembly)
通过IC晶圆的CP测试,对功能正常的晶粒进行后续的封装生产,可以有效避免对缺陷芯片进行封装所带来的成本损失。芯片封装工艺因最终成品芯片的封装形式不同而有显著差异。
在制造最终芯片的过程中,封装基板(Substrate,简称SUB)发挥着至关重要的作用。它是一种特殊的印刷线路板(Printed Circuit Board,简称PCB),其关键功能在于将晶粒Die的Pad管脚扩展连接至封装后的Ball管脚。因此,必须根据每颗芯片的具体情况和封装尺寸等因素来设计和制造SUB。
封装完成后,芯片会经过严格的质量检测。经过这一系列精细的封装工艺生产流程,原始的晶粒Wafer Die最终转变为了成品芯片Chip,为后续的应用打下了坚实的基础。
3.芯片终测(Final Test)
在芯片正式出货并交付给终端产品客户之前,必须经历一个重要的测试环节——终测(Final Test),它能有效识别并剔除潜在的质量问题。FT测试依赖于ATE自动测试机台设备。除此之外,还需要测试版(Loadboard)和分选机(Handler)等辅助工具。这些设备和工具共同确保了FT测试的准确性和高效性,为芯片的最终出货提供了坚实的质量保障。
4.系统级测试(SLT Test)
随着芯片尺寸、功能和封装技术的日益提升,其复杂性亦不断增长,这导致了CP及FT测试的成本显著增加,并面临着测试覆盖率受限的问题。为了有效降低出货缺陷率,即DPPM(百万片失效率),许多芯片在完成FT测试后,增加了额外的SLT测试(系统级测试)环节。
SLT测试的设计基于芯片的实际应用场景,通过精心打造测试板和制定测试流程,力求在测试过程中模拟出真实的芯片业务流,通过更为贴近“实际应用场景”的严格检验,从而将DPPM缺陷率降低到更低的水平。这一举措不仅提高了芯片的质量,也增强了客户对产品的信心。
芯片封测是半导体集成电路产业链的重要环节,对集成电路芯片的物理外壳保护、功能完整性和性能可靠性至关重要。随着科技的日新月异,未来的封装测试技术将不断向小型化、高密度和高集成度迈进。这些创新技术使得芯片能在更紧凑的空间内实现更多元化的功能和卓越的性能,从而满足人工智能、物联网、5G通信、车载电子等多元化应用领域对芯片日益增长的需求。这不仅推动了半导体集成电路行业的蓬勃发展,更为整个科技产业注入了新的活力与机遇。
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