高（gāo）速先（xiān）生成員--王（wáng）輝東

芯片作為國之重（chóng）器，不僅（jǐn）是現代科技發展的核（hé）心引擎，更是國（guó）家戰略（luè）安全和經（jīng）濟自主的重要基石。

在芯片產業的精密鏈條中，ATE（自動測試（shì）設備（bèi））的 PCB 板是隱藏的 “神經中（zhōng）樞”，它承載著（zhe）芯片測試的核心使命，其性能直（zhí）接決（jué）定著（zhe）芯（xīn）片的命運。當一枚指甲蓋大小（xiǎo）的芯片（piàn）離開產線，正是（shì） ATE 的（de） 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（dìng）芯片的 “生死”。2023 年全球因測（cè）試板接觸不良導致的誤（wù）判造成（chéng）超 22 億美元（yuán）損失，這一數據深刻揭示了 ATE 的 PCB 板在芯片產業中的關鍵地位 —— 它不僅是芯片質量的 “終（zhōng）極審判官”，更是保障產業經濟效益的重要屏障。​

隨著 5G、AI 芯片（piàn）測試頻（pín）率突破 112Gbps，ATE 的 PCB 板麵臨著前（qián）所未有（yǒu）的技術挑戰，其加工過程堪稱 “在毫厘之間雕（diāo）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（yī）道（dào） “生死（sǐ）線”。測試（shì） 3 納（nà）米芯片時（shí），探針間距需壓縮至 0.4mm，相當（dāng）於在頭（tóu）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 1 微米內，比新冠病毒（dú）直徑還小。這要求（qiú） PCB 板的線路布局誤差必須控製在納米級別，任何（hé）一絲一毫的偏差都可能導致測（cè）試失敗。加工過程中（zhōng），工程師們如同精密的鍾表匠，每一個鑽孔、每一（yī）次蝕刻都傾注著極致的專注，通過反複校準（zhǔn）設（shè）備參數、優化加工流程，確保每一個細節都符（fú）合（hé）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（shì）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，繪出傳奇。

 

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（de）設備。ATE設備（bèi）可以（yǐ）進行芯片的參數測試、功能測試、性能測試、故障檢測、可靠性測試等（děng），在半導體的製（zhì）造過程中扮（bàn）演著至關重要的角色。

 

 

ATE主要（yào）測試目的是什麽

功能測（cè）試
測試芯片的參數、指標、功能（néng），就像十月懷胎，生下的寶（bǎo）貝是騾（luó）子是馬，拉出來溜溜。

性能測（cè）試
由於芯片在生產製造過程中，有無數可（kě）能的引（yǐn）入缺陷的步（bù）驟，即使是同一批（pī）晶（jīng）圓和封（fēng）裝成品，芯片也各有好（hǎo）壞，所以需要（yào）進行篩選. 所以需要進行篩選，就像是雞蛋⾥挑石頭，把“石頭”芯片丟（diū）掉。

可靠性測試
芯片通過了功能與性能測試，得到了好的芯片，風（fēng）霜雨雪，高溫或潮濕濕，靜電（diàn）等對芯片的影響（xiǎng）。芯片能用⼀個月、一年還（hái）是十年等等，這些都要（yào）通過可靠性測試進行評估。

 

 

下圖為（wéi）芯片的生產過程及需要測試的具體項目。做⼀款芯片最基本的環節是設計->流片->封裝->測試，測（cè）試是芯片生產中最重要的一環。

常用的測（cè）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（cè）試

 

 

不同（tóng）的測試方法需（xū）要不同的測試板

板級測（cè）試（EVB開發板）

主要（yào）應用於功能測試，使用PCB板+芯（xīn）片搭建⼀個“模（mó）擬”的芯片⼯作環境（jìng），把芯片的接⼝都引出，檢測芯⽚的功（gōng）能，或者（zhě）在各種嚴苛環境下看芯片能否（fǒu）正常⼯作。

需要應用的設備主要是：儀器（qì）儀表，需要（yào）製作（zuò）的主要是EVB評估（gū）板。

 

探針卡（Probe Card）：探針卡（kǎ）用於（yú）測試（shì）未切割和未封裝的（de）半（bàn）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（fēng）裝。常應用於功能測試（shì）與性能測試中，了解芯片功能是否正常，以及篩（shāi）掉芯片晶圓中的故障芯片。自動測試設備【ATE】+探針台【Prober】+儀器儀表，需（xū）要（yào）製作的硬件是探針卡【Probe Card】。

負載板（Load Board）：在Final Test測試設備上麵需要用到負載（zǎi）板，負載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。對於有高速接口（kǒu）的IC來（lái）講（jiǎng），對（duì）應的（de）負載板通常會有嚴格的阻抗要求。⾃動測試設（shè）備【ATE】+機械臂【Handler】+儀器儀表（biǎo），需要（yào）製作的硬件是測試板（bǎn）【Loadboard】+測（cè）試插座【Socket】等。

老化測試板（Burn-in Board，簡稱BIB）：老化板（BIB）用於封裝後芯片的老化測試，如熱循環或加速開關循環，以暴（bào）露（lù）器件的早期失效故障。老化（huà）板的PCB材料必須能夠承受長時間和反複的高溫環境暴露，具有極高的可靠性。 

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

係統級測試（SLT）

是（shì）模擬芯片在真（zhēn）實的使用環境中運行，常應用於功（gōng）能測試、性能測試和可靠性測試（shì）中，常常作為成品（pǐn）FT測試（shì）的補充而存在，顧名思義就是在⼀個係統環境（jìng）下進行測試，就是（shì）把芯片放到它正常⼯作的環境中運行功能來檢測其好壞（huài），缺點是隻能（néng）覆蓋⼀部（bù）分的（de）功能，覆蓋（gài）率較低所以⼀般是FT的補充⼿段。

需要應用的設備主要是：機（jī）械臂【Handler】，需要（yào）製作的（de）硬件是係統（tǒng）板【System Board】+測試插座【Socket】。

 

 

 

 

從上圖可以看出，prober card和interposer為CP端測試，也就是晶圓端的測（cè）試。CP【Chip Probing】顧名思義就是用探針【Probe】來紮Wafer上的芯片，把各類信號輸（shū）⼊進芯片，把芯（xīn）⽚輸出響應抓取並進行比較和（hé）計算，挑選出最優的芯片。

Load board 和BIB板為芯片封裝後FT端的測試。封裝後成品FT測試，常應⽤與功能測試、性能測試和可靠性測試中（zhōng），檢查芯⽚功能是否（fǒu）正常，以及封裝過程中是否有缺陷產⽣，並且幫助在（zài）可靠性測試中（zhōng）用來檢測經過“⽕雪雷（léi）電”之後（hòu）的芯片是不是還能（néng）⼯作。

探針卡在（zài）CP測試中用於連接測試（shì）機和Die上的Pad，通常作為Loadboard的物理接口，在某些情況下ProbeCard通過（guò）插座或者其它接口電路（lù）附加 到Loadboard上。應用：晶元切割前，透過pc可以測試晶圓品質，避免不良產品產生封裝成本。晶圓檢測是指（zhǐ）在晶圓出廠後進行封裝前，通過探針台和測試係統配合使用，對晶圓上的芯片（piàn）進行功能和性能的測試。成品測（cè）試是（shì）指芯（xīn）片（piàn）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（cān）數（shù）性能測試，保證出廠的每顆芯片的功能和性能指標能夠（gòu）達到設計規範要求。