高速先生成員--王輝東

芯片作（zuò）為國之重器，不僅（jǐn）是現代科（kē）技發展的核心引擎，更是國家戰（zhàn）略安全和經濟自主的重要基石。

在芯片產業的精密鏈條中，ATE（自動測試設備）的 PCB 板是隱藏的 “神經中樞”，它承載著芯片測試的核心使命，其性能直接決定著芯片的命運。當一枚指甲蓋大小的芯片離開產線，正（zhèng）是 ATE 的 PCB 板通過 5 萬根探針組成的 “鋼鐵森林”，在 5 毫秒內完成 32 項關鍵檢測，瞬間判定芯片的 “生死”。2023 年全球因測試板接觸不良導致的誤判造成超 22 億美元損失，這一數據深刻揭示了 ATE 的 PCB 板在芯片產業（yè）中的關鍵地位 —— 它不僅是芯片質量的 “終極審判官”，更是保障產業（yè）經濟效益的重要（yào）屏障（zhàng）。​

隨著 5G、AI 芯片（piàn）測試（shì）頻率突破 112Gbps，ATE 的 PCB 板麵臨著前所未有的技術挑戰，其加工過程堪稱 “在毫厘之間雕琢極致”，每一步都彰顯著工匠精神的嚴謹與執著。​

精度是 ATE 的 PCB 板加工的第一道 “生死線”。測試 3 納米芯片時，探針間距需壓縮至 0.4mm，相當於在頭發絲截麵上雕刻立體路網。而 10 萬次測試循環後，探針位置偏移需控製在（zài） 1 微米內，比新冠病毒直徑還小（xiǎo）。這要求 PCB 板的線路布局誤（wù）差必須（xū）控製在納米（mǐ）級別，任何一絲一毫（háo）的偏差都可能導致測試失敗。加（jiā）工過程中，工程（chéng）師（shī）們如同精密的鍾表匠，每（měi）一個（gè）鑽孔、每一次蝕刻都傾（qīng）注著極致的專注，通過反複校準設備（bèi）參數、優化加工流程，確保每一個細節都符合嚴苛的標準。

接下來讓我們一起走進香蕉视频污视频珠海的PCB工廠，看一看ATE測試板的有哪些難點，香蕉视频污视频科技的工程師們怎麽在方寸之間，繪出傳（chuán）奇（qí）。

 

名詞解釋

ATE，全稱Automated Test Equipment，是晶圓和芯片封裝之後，進行功能和性能自動化測試的設備。ATE設備可以進行芯片的參數測試、功能測試、性能測試（shì）、故障檢測、可靠性測試等，在半導體的製造過程中扮演（yǎn）著（zhe）至關重要的角色。

 

 

ATE主要測試目（mù）的是什麽

功能測試
測試芯片的參數、指標、功（gōng）能，就像十月（yuè）懷胎，生下的寶貝是騾子是馬，拉出來溜溜（liū）。

性能測（cè）試
由於芯片在生產製造過程中，有無數可能的引入缺陷的步驟，即使是同一批晶圓和封裝成（chéng）品，芯片也各有好（hǎo）壞（huài），所以需要進行篩選，就像（xiàng）是雞蛋⾥挑石頭，把“石頭”芯片丟掉。

可靠性（xìng）測試
芯（xīn）片通過了功能與性能測試，得到了好的芯片，風霜（shuāng）雨雪（xuě），高溫或潮濕，靜電等對芯片（piàn）的影響。芯片能用⼀個月、一年還是十年等等，這些（xiē）都要通過可靠性測試進行評估。

 

 

下圖為芯片的生產過程及需要測試的具體項目。做（zuò）⼀款芯片最基本的環節是設計->流片（piàn）->封裝->測試，測試是芯（xīn）片生產中最重要的一環。

常用的測試方式：

板級測試、晶圓CP測試（shì）、封裝後成品FT測試（shì）、係統級SLT測試、可靠性測試

 

 

不同的測試方法需要不同的測試板（bǎn）

板級測（cè）試（EVB開發（fā）板）

主（zhǔ）要應用於（yú）功能測試，使用PCB板+芯片搭（dā）建⼀個“模擬”的芯片⼯作環境，把芯片（piàn）的接⼝都引出（chū），檢（jiǎn）測芯⽚的功能，或者在（zài）各種（zhǒng）嚴苛環境下看（kàn）芯片能否正常⼯作。

需要應用（yòng）的設備主要是：儀器儀表，需要製作的主要是EVB評估板。

 

探（tàn）針卡（Probe Card）：探針卡用於測試未切割和未封（fēng）裝的半導體器件，通過對晶圓上的每個芯片進行電氣測試，篩選出參數在要求範圍內（nèi）的器件進行封裝。常應用於功能測試與性能測試中，了解芯片（piàn）功能是否正常，以及篩掉芯片晶圓中（zhōng）的故障芯片。自動測試設備（bèi）【ATE】+探針台【Prober】+儀器儀表，需要製作的硬件是探針（zhēn）卡【Probe Card】。

負（fù）載板（Load Board）：在（zài）Final Test測試設備上麵需要用到負載板（bǎn），負（fù）載（zǎi）板用於在器件封裝後對器件進行功能或性能測試，篩選出封裝後的不良器件。對於有高速（sù）接口的IC來講，對應的負（fù）載板通常會有嚴格的阻抗要求。⾃動測試設備（bèi）【ATE】+機械（xiè）臂【Handler】+儀器儀表，需要製作的硬件是（shì）測試板【Loadboard】+測試插（chā）座【Socket】等。

老化（huà）測試板（Burn-in Board，簡稱BIB）：老（lǎo）化板（BIB）用於（yú）封裝後（hòu）芯片的老化測試，如熱循環或加速（sù）開關循環，以暴露器件（jiàn）的（de）早期失效故障。老化板的PCB材料必須能夠承受長時間和反複的高溫環境暴露，具有極高的可（kě）靠性。 

轉接板（interposer）: Interposer是將Probe PCB 的訊號布線透過Interposer(載板（bǎn）)中介層的轉換讓Probe Head的探針可（kě）接收到訊號，且也可將訊號順利傳送至測（cè）試機台進行判讀.

係統級測試（SLT）

是模擬芯片在真實的使用環境（jìng）中運行，常應用於功能測（cè）試、性能測試和可靠性測試中，常（cháng）常作為成品FT測試的補充而存在，顧名（míng）思義就是在⼀個係（xì）統環境下進行測試，就是把芯片放到它正常⼯作的環境中運（yùn）行功能來（lái）檢測其好壞，缺點是隻能覆蓋⼀部分的（de）功能（néng），覆蓋率（lǜ）較低所以⼀般是FT的補充⼿段。

需要應用的設備（bèi）主要是：機械臂【Handler】，需要製作的硬件是係統板【System Board】+測試插座【Socket】。

 

 

 

 

從上圖可以看出，prober card和interposer為CP端測試，也就是（shì）晶圓端的測試。CP【Chip Probing】顧（gù）名思義（yì）就是用探針【Probe】來紮Wafer上的芯片，把各類（lèi）信號輸⼊進芯片（piàn），把芯⽚輸出響應抓取（qǔ）並進行比較和計算，挑選出最優的芯片。

Load board 和（hé）BIB板為芯片封裝後FT端的測試。封裝後成（chéng）品FT測試，常應⽤與功能測試、性能測試和可靠（kào）性測試中（zhōng），檢（jiǎn）查芯（xīn）⽚功能是否正常，以及封裝過程（chéng）中（zhōng）是否有缺陷產⽣，並且（qiě）幫助在可靠性測試中用來（lái）檢測經過“⽕雪雷電”之後的芯片是不是還能⼯作。

探針卡在（zài）CP測試中用於連接（jiē）測試機和Die上的Pad，通常作為（wéi）Loadboard的（de）物理接口，在某些情況下ProbeCard通過插（chā）座或（huò）者其它接口電路附加 到Loadboard上。應用：晶元切割前，透過pc可以測試晶圓品質，避免不良產（chǎn）品產生封裝（zhuāng）成本。晶圓檢測是指在晶圓出廠後進（jìn）行封裝前，通過探（tàn）針（zhēn）台和測試係統配合使用，對晶（jīng）圓上的芯片（piàn）進行（háng）功能和性能（néng）的測試。成品測試是指芯片完成封裝後，通過分選機和測試係統配合使用，對芯片進行功能和電參數性能測試，保證出廠的每顆芯片的功能和性能指標能夠達到設計規範要求。