芯片成品测试(FT)的技术难点主要体现在测试工艺流程、测试方案开发方面:
1、测试工艺流程:大功率成品测试温度管控要求;数据及时监控及混料防控;低温测试温差与防结霜控制;静电防护与控制。
2、测试方案开发:测试程序开发要求多、设计难度大;测试板方案设计难度高;超大、超小尺寸产品治具设计要求。
具体分析如下:
1、测试工艺流程
1.1大功率成品测试温度管控要求
1)成品测试中大电流项目的功耗大,一般在200瓦以上,发热功率有数十瓦,如果无法在毫秒级时间内消散热量,会造成芯片的结温急剧升高数十度,对测试带来不利影响,因此测试过程中需要控制芯片温度波动在±1度内,控制难度高;
2)大功率产品测试中治具的热传导效率是温度稳定控制的关键,因此治具的结构设计要求高,选材难度大。
1.2数据及时监控及混料防控
1)由于待测产品体积小、数量多,芯片成品测试过程中存在混料叠料等风险,可能导致误测,测试作业管控难度高;
2)在测试过程中需要对数据进行实时解析和分析,实现对作业过程的实时监控和预警,从而及时发现并消除混料叠料风险。此过程中需要处理的数据量大、算法逻辑与硬件交互情况复杂,整体监控方案设计难度高。
1.3低温测试温差与防结霜控制
1)由于芯片测试过程中会自身发热,引起芯片结温的升高,造成芯片测试的实际结温高于其低温测试温度设定规格形成温差。此外,测试座和测试板存在物理连接,会造成测试座温度被传递到测试板上产生损耗,从而导致测试座和产品的测试温度不符合低温测试温度设定规格,形成温差。这些温差影响产品低温测试品质,相应的温控解决方案设计难度大;
2)测试过程中测试板正面在低温环境,背面在常温环境。测试板两面的温差会导致背面的温度低于环境温度,引起测试环境中水汽在测试板背面结霜,从而影响测试板的电气性能,进而影响测试结果,预防测试板结霜的治具设计难度高。
1.4静电防护与控制
1、芯片成品测试过程中,移动部件的高频率运动容易产生静电,其电压通常高达上千伏,静电会对芯片造成不同程度的伤害,影响芯片的功能和可靠性,控制静电产生的难度高;
2、针对作业中移动部件不断产生的电荷积累,需要设计适配的、高稳定的消散装置以控制静电,该等装置的设计有一定难度。
2、测试方案开发
2.1测试程序开发要求多、设计难度大
1)每个产品除需要正常量产的测试程序外,还需要质量抽检、产品特性分析等多个测试程序的开发,所需的开发周期较长;
2)面对终端客户产品分级的要求,需要设计测试程序以识别及划分产品的相关等级,测试程序的开发难度大;
3)产品测试完成后直接面向终端客户,测试程序开发的验证和验收环节复杂、难度大。
2.2测试板方案设计难度高
1)成品测试的电路板触点因测试过程中需要频繁接触,故易磨损,对电路布局设计的要求高;
2)成品测试需要对测试板和治具进行组合,限制了电路设计的元器件摆放和走线,增加了电路设计难度;
3)成品测试需要设计复杂的外围电路模拟产品实际使用环境,并需要考虑消除测试环境的干扰和影响,电路板设计难度高。
2.3超大、超小尺寸产品治具设计要求
1、超大尺寸治具需要考虑产品受力结构和产品承重的影响,并与芯片本身的封装形式匹配,设计难度高;
2、超小产品的治具设计需要考虑产品测试过程中的运动稳定性,设计难度高。
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