在当今数字化时代，半导体芯片已成为现代科技产业的核心基础。随着芯片制程工艺不断进步，复杂度日益提高，芯片测试环节的重要性愈发凸显。据统计，测试成本已占芯片总成本的25%-30%，成为影响产品良率和可靠性的关键因素。

本文绿巨人视频免费观看在线播放测控小编全面介绍半导体芯片测试的完整流程，包括晶圆制造阶段的WAT和CP测试、封装环节的FT测试，以及成品芯片的功能测试、参数测试、可靠性测试和焊接强度测试，帮助读者系统了解半导体测试领域的技术要点和行业标准。

焊接强度测试作为封装可靠性的关键评估手段，能够确保芯片在后续组装和使用过程中不会因机械应力导致失效，是半导体测试流程中不可或缺的一环。

 

一、半导体芯片测试概述

半导体芯片测试是指对芯片在制造和封装环节进行的，为检查其电气特性、功能和性能等进行的验证，目的是判断其是否符合设计要求。集成电路测试分为三部分：

芯片设计验证

晶圆制造环节测试

封装环节测试 

这三个部分构成了芯片从设计到量产的完整测试生命周期，确保最终产品的质量和可靠性。

 

二、晶圆制造环节测试

1、 WAT测试（晶圆接受测试）

WAT（Wafer Acceptance Test）又称工艺控制监测（Process Control Monitor，PCM），是对专门的测试图形（test key）的测试，通过电参数来监控各步工艺是否正常和稳定。

测试内容：

电气性能测量：使用WAT4082测试系统测量晶圆上不同测试结构的电压、电流等

工艺稳定性评估：通过对wafer的不同区域进行取样，评估制程的均匀性和稳定性

2、CP晶圆测试（晶圆探针测试）

a、主要设备：自动探针台和ATE测试机台系统

在晶圆尚未切割前，通过探针卡（Probe Card）接触芯片Pad，利用自动探针台和ATE测试机台系统对每颗裸片（Die）进行功能和参数筛选。

b、测试项目：

I/O Open/Short测试

芯片ID读取

阈值电压（Vt）测量

导通电阻（Rdson）测试

漏电流（Idss）测试

击穿电压（BVdss）测试

 

三、封装环节测试（FT测试）

a、主要设备：ATE测试系统、温箱以及Handler上下料设备

在芯片完成封装后，通过测试座子（Test Socket）开展最终功能、电气和可靠性测试，确认封装过程中无新增缺陷，并根据需要进行Burn-in（老化）环境测试和压力测试，确保芯片品质达到出厂标准。

b、测试项目：包括功能测试、电气特性测试以及一些特殊的耐久性测试。例如，高电流测试、待机测试、功耗测试等项目都需要在封装后的FT阶段进行，因为此时的芯片更接近实际应用场景，测试设备也能承受更大的电流和电压。

 

四、成品芯片测试分类

1、功能测试（Functional Test）

a、主要设备：ATE自动测试设备 、逻辑分析仪。

b、目的：验证芯片逻辑功能是否符合设计规范。

c、方法：利用自动测试设备（ATE），根据测试矢量（Test Vector）对芯片施加输入信号，检测输出是否与预期一致。

d、测试内容：

逻辑单元验证

接口协议测试

基本功能验证

2、参数测试（Parametric Test） 

a、主要设备：参数测试仪（Parametric Tester）、源表（SMU）、示波器、高精度电源。

b、目的：测量电压、电流、时序、功耗、噪声等关键参数，保证芯片的电气性能达标。

c、方法：利用探针台+参数测试仪对各引脚进行IV特性测试。

d、测试内容：

静态参数测试（使用参数分析仪）

动态参数测试（使用测试系统）

功耗测试

噪声测试

3、可靠性测试（Reliability Test）

a、主要设备：环境测试箱（温湿度箱）、老化测试系统、ESD测试仪。

b、目的：评估芯片在不同环境（温度、湿度、振动等）下的稳定性和寿命，验证长期工作能力。

c、测试项目：

Pre-condition测试（使用环境试验箱）

高温高湿试验（HAST）

高温工作寿命测试（HTOL）

温度循环测试（TCT）

静电放电测试（ESD）

4、焊接强度测试

a、主要设备：Alpha W260推拉力测试机 

b、目的：评估芯片引脚或焊点的机械强度和可靠性，确保在后续组装和使用过程中不会因机械应力导致失效。

c、测试标准：

IPC/JEDEC J-STD-002（焊线拉力测试）

IPC/JEDEC J-STD-020（元件焊接可靠性）

MIL-STD-883（微电子器件测试方法）

d、测试原理：

推拉力测试机通过精密的力传感器和位移控制系统，对焊点或焊线施加精确控制的拉力或推力，测量其断裂前的最大承受力。测试过程可以实时监测力-位移曲线，分析焊点的机械性能。

e、测试流程：

样品准备：将待测芯片固定在测试平台上（使用Alpha W260推拉力测试机）

探针定位：使用显微镜精确定位测试位置

测试参数设置：根据标准设置测试速度、最大位移等参数

执行测试：自动施加拉力/推力直至焊点断裂 

数据分析：记录最大断裂力，分析断裂模式

结果判定：与标准要求对比，判断是否合格

f、关键指标：

最大断裂力（单位：gf或N）

断裂位置（焊线、焊球或界面）

断裂模式（脆性断裂或韧性断裂）

 

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