半导体成品测试详述(Final Test,简称FT)

00、FT的一些概念


半导体成品测试(Final Test,简称FT)是在芯片封装完成后进行的最后一个测试阶段,其目的是确保芯片在实际应用中的性能和可靠性。FT测试可以包括环境测试、老化测试和应用特定的性能测试。

FT测试主要是为了解决各种不确定因素,找出芯片运行过程中是否存在功耗过大、温度过高等问题,并通过提取数据反馈给客户,帮助客户发现问题,提高成品芯片的产量。

基于芯片种类的差异,芯片封装流程中的测试节点也不尽相同,测试方案与测试程序也都有所差异,因此成品测试更偏向于为客户提供定制化的服务。

01、FT测试内容


1. **环境测试**:在模拟实际使用条件下进行的测试,如高温、低温、湿度等环境因素对芯片性能的影响。

2. **老化测试**:通过在加速应用条件下对芯片进行长时间运行,来模拟其在实际使用中的老化过程。这可以帮助预测芯片的寿命和可靠性。

3. **应用特定的性能测试**:根据芯片的最终应用来设计的测试,确保其在特定应用中的性能。这可能包括电气参数测试、功能测试、信号完整性测试等。

4. **数字和模拟电路测试**:测试内容包括数字逻辑功能、模拟信号处理能力以及混合信号电路的性能。

5. **OS测试**:开路(Open)和短路(Short)测试,用于检测芯片的引脚是否存在开路或短路问题,这对于确保芯片封装质量至关重要。

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。

02、 FT测试原理:


FT测试的原理是通过将芯片安装在实际或模拟的应用环境中,并通过测试设备(如测试机Tester和分选机Handler)施加输入信号并检测输出信号,以判断芯片功能和性能是否达到设计要求。测试机(Tester)用于生成测试向量并分析芯片的响应,而分选机(Handler)则负责自动夹取待测芯片并将其放置在测试机的测试位置上。

在测试过程中,测试机通过与芯片的引脚连接,发送特定的测试模式或信号,并监测芯片的响应。通过比较预期的输出与实际的输出,可以判断芯片是否符合规格要求。如果芯片未能通过测试,它将被标记并从生产线上剔除,以防止不合格产品流入市场。

 FT测试是确保半导体产品质量和性能的关键环节,通过在不同生产阶段进行严格的测试,可以发现并排除缺陷,优化制程,提高产量和降低成本。

03、FT测试(成品测试)的仪器



FT测试(成品测试)主要使用仪器为测试机(tester) 和分选机(Handed):

分选机主要作用是机械手臂,自动夹取待测芯片,放在可临测区域,等到测试机完成测试后,根据测试结果,将芯片放置到对应区域,如好品区、坏品区等。与品圆测试相比,probecard则换成了loadboard,其作用类似,同时,load board上需要加上一个器件-socket,用来放置package device:成品测试目前主要采取两种方式:功能测试 (FunctionalTest)和结构测试(Structural Test)。

FT测试过程:分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位,被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专属连接线与测试机的功能模块进行连接:
测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求。测试结果将通过通信接口传送给分选机,分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。

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