《数字电路测试基础》.pdf

第一章_认识半导体和测试设备 作者：四有芯人 整理：大家好才是真的好 本章节包括以下内容， 晶圆（Wafers ）、晶片（Dice ）和封装（Packages ） 自动测试设备（ATE ）的总体认识 模拟、数字和存储器测试等系统的介绍 负载板（Loadboards ）、探测机（Probers ）、机械手（Handlers ） 和温度控制单元（Temperature units ） 一、晶圆、晶片和封装 1947年，第一只晶体管的诞生标志着半导体工业的开始，从那时起，半导体生产和 制造技术变得越来越重要。以前许多单个的晶体管现在可以互联加工成一种复杂的集成的电 路形式，这就是半导体工业目前正在制造的称之为超大规模（VLSI，Very Large Scale Integration）的集成电路，通常包含上百万甚至上千万门晶体管。 半导体电路最初是以晶圆形式制造出来的。晶圆是一个圆形的硅片，在这个半导体的 基础之上，建立了许多独立的单个的电路；一片晶圆上这种单个的电路被称为 die（我前面 翻译成晶片，不一定准确，大家还是称之为 die 好了），它的复数形式是 dice.每个 die 都是一个完整的电路，和其他的 dice 没有电路上的联系。 当制造过程完成，每个 die都必须经过测试。测试一片晶圆称为Circuit probing （即我们常说的 CP 测试）、Wafer porbing或者Die sort。在这个过程中，每个 die 都被测试以确保它能基本满足器件的特征或设计规格书（Specification），通常包括电压、 电流、时序和功能的验证。如果某个 die 不符合规格书，那么它会被测试过程判为失效 （fail），通常会用墨点将其标示出来（当然现在也可以通过 Maping图来区分）。 在所有的 die 都被探测（Probed）之后，晶圆被切割成独立的 dice，这就是常说的 晶圆锯解，所有被标示为失效的 die 都报废（扔掉）。图 2 显示的是一个从晶圆上锯解下来 没有被标黑点的 die，它即将被封装成我们通常看到的芯片形式。 在一个 Die 封装之后，需要经过生产流程中的再次测试。这次测试称为“Final test ” （即我们常说的FT 测试）或“Package test ”。在电路的特性要求界限方面，FT 测试通 常执行比 CP 测试更为严格的标准。 芯片也许会在多组温度条件下进行多次测试以确 保那些对温度敏感的特征参数。商业用途（民品）芯片通常会经过 0℃、25℃和 75℃条 件下的测试，而军事用途（军品）芯片则需要经过 -55℃、25℃和 125℃。 芯片可以封装成不同的封装形式，图 4 显示了其中的一些样例。一些常用的封装形式 如下表： DIP ： Dual Inline Package (dual indicates the package has pins on two sides) CerDIP ：Ceramic Dual Inline Package PDIP ： Plastic Dual Inline Package PGA ： Pin Grid Array BGA ： Ball Grid Array SOP： Small Outline Package TSOP ： Thin Small Outline Package TSSOP ：Thin Shrink Small Outline Package (this one is really getting small!) SIP： Single Inline Package SIMM： Sing