浅谈芯片CP和FT测试数据的区别

我们在谈到半导体芯片参数时常常遇到FT和CP数据，这两者有什么区别呢？笔者发现其实很多非测试专业的从业人员对这两个概念了解并不像我以为的那样深刻.所以,我还是有必要在这里再谈一下。

按照国际惯例,首先需要再解释一下什么是CP和FT测试.CP是(ChipProbe)的缩写,指的是芯片在wafer的阶段,就通过探针卡扎到芯片管脚上对芯片进行性能及功能测试,有时候这道工序也被称作WS(WaferSort);而FT是Final Test的缩写,指的是芯片在封装完成以后进行的最终测试,只有通过测试的芯片才会被出货。

由于测试治具上的差异,CP和FT的不同点并不仅仅限于所处的工序阶段不同,两者在效率和功能覆盖上都有着明显的差异,这些信息是每一个IC从业人员需要基本了解的。

在绝大多数情况下,特别是在国内,我们目前在CP测试上选用的探针都还是悬臂针(也有叫环氧针的,因为针是用环氧树脂固定的缘故).这种类型的针比较长,而且是悬空的,信号完整性控制上非常困难,所以一般数据的最高传输率只有100~400Mbps,高速信号的测试是几乎不可能的;另外,探针和pad的直接接触在电气性能上也有局限,容易产生漏电和接触电阻,这对于高精度的信号测量也会带来巨大的影响.所以,通常CP测试仅仅用于基本的连接测试和低速的数字电路测试。

当然,理论上在CP阶段也可以进行高速信号和高精度信号的测试,但这往往需要采用专业的高速探针方案,如垂直针/MEMS探针等技术,这会大大增加硬件的成本.多数情况下,这在经济角度上来说是不合算的。

那这样一来,我们还需不需要CP测试?或者在CP测试阶段如何对具体测试项目进行取舍呢?要回答这个问题,我们就必须对CP的目的有深刻的理解.那CP的目的究竟是什么呢?

首先,CP最大的目的就是确保在芯片封装前,尽可能地把坏的芯片筛选出来以节约封装费用.所以基于这个认识,在CP测试阶段,尽可能只选择那些对良率影响较大的测试项目,一些测试难度大,成本高但fail率不高的测试项目,完全可以放到FT阶段再测试.这些项目在CP阶段测试意义不大,只会增加测试的成本.要知道,增加一个复杂的高速或高精度模拟测试,不仅仅会增加治具的成本,还会增加测试机台的费率和增加测试时间.这些测试项目在FT阶段都是要测试的,所以没有必要放在CP阶段重复进行了。

其次,一些芯片的部分模组地管脚在封装的时候是不会引出来了,也就是说在FT阶段这些模组很难甚至无法测量.在这样的情况下,测试就必须在CP阶段进行.这也是必须进行CP测试的一个重要原因。

还有一种特殊情况,芯片的封装是SIP之类的特殊形式.一方面这种封装形式在FT阶段可测性较低,而且多芯片合封的情况下,整体良率受每颗die的良率影响较大,所以一般需要在封装前确保每颗die都是好品(KGD: Known Good Die).这种情况下,往往无论多困难,都需要在CP阶段把所有测试项目都测一遍了。

所以，基于以上的认识，我们就比较容易在具体项目中判断CP测试项目的取舍了.简单而言:

1)因为封装本身可能影响芯片的良率和特性,所以芯片所有可测测试项目都是必须在FT阶段测试一遍的.而CP阶段则是可选

2)CP阶段原则上只测一些基本的DC,低速数字电路的功能,以及其它一些容易测试或者必须测试的项目.凡是在FT阶段可以测试,在CP阶段难于测试的项目,能不测就尽量不测.一些类似ADC的测试,在CP阶段可以只给几个DC电平,确认ADC能够基本工作.在FT阶段再确认具体的SNR/THD等指标

3)由于CP阶段的测试精度往往不够准确,可以适当放宽测试判断标准,只做初步筛选.精细严格的测试放到FT阶段

4)如果封装成本不大,且芯片本身良率已经比较高.可以考虑不做CP测试,或者CP阶段只做抽样测试,监督工艺

5)新的产品导入量产,应该先完成FT测试程序的开发核导入.在产品量产初期,FT远远比CP重要.等产品逐渐上量以后,可以再根据FT的实际情况,制定和开发CP测试

以上只是根据我个人的经验总结的一些最基本的CP/FT测试常识.事实上,在具体的项目中,会有很多复杂的问题出现,这些问题的对应和解决不是我短短一篇文章所能全部覆盖到的.本文的作用只是给广大非测试专业的从业人员提供一些最基本的概念信息.在实际的案例中,往往需要具体问题具体分析。

合芯半导体主要生产MOS管、三极管、可控硅、肖特基等功率器件，欢迎客户芯片代加工，上面分享的FT/CP的浅谈知识希望能帮助到你。