半导体厂商如何做芯片的出厂测试
,因为封装也是有cost的,为了尽可能的节约成本,可能会在芯片封装前,先进行一部分的测试,以排除掉一些坏掉的芯片。而为了保证出厂的芯片都是没问题的,finaltest也即FT测试是最后的一道拦截,也是必须的环节。
3、怎么样进行芯片测试?
这需要专业的ATE也即automatictestequipment。以finaltest为例,首先根据芯片的类型,比如automotive,MixedSignal,memory等不同类型,选择适合的ATE机台。在此基础上,根据芯片的测试需求,(可能有专门的testspecification的文档,或者干脆让测试工程师根据datasheet来设计testspec),做一个完整的testplan。在此基础上,设计一个外围电路loadboard,一般我们称之为DIBorPIBorHIB,以连接ATE机台的instrument和芯片本身。同时,需要进行test程序开发,根据每一个测试项,进行编程,操控instrument连接到芯片的引脚,给予特定的激励条件,然后去捕捉芯片引脚的反应,例如给一个电信号,可以是特定的电流,电压,或者是一个电压波形,然后捕捉其反应。根据结果,判定这一个测试项是pass或者fail。在一系列的测试项结束以后,芯片是好还是不好,就有结果了。好的芯片会放到特定的地方,不好的根据fail的测试类型分别放到不同的地方。
所以楼主的问题里,对于各种功能的测试,确实可能需要一行一行写代码来做测试开发,这也是我日常工作的一大部分。
芯片fail可以是下面几个方面:
1.功能fail,某个功能点点没有实现,这往往是设计上导致的,通常是在设计阶段前仿真来对功能进行验证来保证,所以通常设计一块芯片,仿真验证会占用大约80%的时间
2.性能fail,某个性能指标要求没有过关,比如2G的cpu只能跑到1.5G,数模转换器在要求的转换速度和带宽的条件下有效位数enob要达到12位,却只有10位,以及lna的noise figure指标不达标等等。这种问题通常是由两方面的问题导致的,一个是前期在设计系统时就没做足余量,一个就是物理实现版图太烂。这类问题通常是用后仿真来进行验证的。
3.生产导致的fail。这个问题出现的原因就要提到单晶硅的生产了。学过半导体物理的都知道单晶硅是规整的面心立方结构,它有好几个晶向,通常我们生长单晶是是按照111晶向进行提拉生长。但是由于各种外界因素,比如温度,提拉速度,以及量子力学的各种随机性,导致生长过程中会出现错位,这个就称为缺陷。缺陷产生还有一个原因就是离子注入导致的,即使退火也未能校正过来的非规整结构。这些存在于半导体中的问题,会导致器件的失效,进而影响整个芯片。所以为了在生产后能够揪出失效或者半失效的芯片,就会在设计时加入专门的测试电路,比如模拟里面的testmux,数字里面的scan chain(测逻辑),mbist(测存储),boundry scan(测io及binding),来保证交付到客户手上的都是ok的芯片。而那些失效或半失效的产品要么废弃,要么进行阉割后以低端产品卖出。这个就叫做dft测试。通常dft测试会按照需求在封装前或封装后进行测试,工厂里有专门的ate测试机台,用探针来连接测试的io进行dft测试。通常dft测试不会测试功能,因为这货是按时间收钱的..测试用例越简洁有效越好。而且用例太复杂,会影响出货速度,比如出100w的货,一块芯片测试一秒,单dft测试24小时不停就要11天多。
4、一般的芯片测试都包含哪些测试类型?
一般来说,包括引脚连通性测试,漏电流测试,一些DC(directcurrent)测试,功能测试(functionaltest),Trimtest,根据芯片类型还会有一些其他的测试,例如AD/DA会有专门的一些测试类型。
芯片测试的目的是在找出没问题的芯片的同时尽量节约成本,所以,容易检测或者比较普遍的缺陷类型会先检测。一般来讲,首先会做的是连通性测试,我们称之为continuitytest。这是检查每个引脚的连通性是否正常。
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