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先进封装时代,芯片测试面临哪些新挑战?

3小时前
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摩尔定律那辆曾经狂飙的列车,现在明显有点跑不动了。为了榨干哪怕一点点的性能红利,行业把目光从单纯的“缩小制程”转向了“堆叠积木”。2.5D、3D封装、Chiplet(芯粒)技术成了新宠。这听起来很美,逻辑是把不同功能、不同工艺的小芯片拼在一起,实现1+1>2的效果。

但对于做测试的工程师来说,这简直就是一场噩梦的序幕。

以前测试SoC(片上系统),逻辑很简单:探针扎在芯片表面的焊盘上,加电,跑向量,看良率。芯片是个平面,所有的I/O端口都摊开来让你测。现在好了,先进封装把芯片堆成了“摩天大楼”。你面对的不再是单一裸片,而是一个复杂的立体系统。这时候,探针扎哪里?这是个问题。

第一个拦路虎,就是“可访问性”危机。

在3D堆叠里,除了最底层的裸片,上面的芯粒I/O端口都被藏在肚子里,物理探针根本碰不到。传统的物理接触测试法失效了。你总不能为了测中间的一层,把楼拆了吧?所以,测试架构必须变。现在大家都在谈IEEE 1838标准,试图通过内部的高速串行通道,把测试信号“穿透”进去。这不仅增加了设计的复杂度,还得在芯片设计之初就把DFT(可测试性设计)嵌进去。以前测试是后端的事,现在必须前置到前端设计环节。

紧接着是“KGD”(已知良品裸片)的赌局。

这就好比盖楼,如果你用了坏砖头,这楼盖得再高也得塌。在先进封装里,如果你把一颗有瑕疵的芯粒封装进昂贵的基板,一旦最后测试失败,你报废的不是一颗芯片,而是整个高价值的封装体。这就倒逼我们必须在封装前,确保每一颗芯粒都是100%的好品(Known Good Die)。但问题是,怎么在没封装的前提下,把芯粒测得像封装后一样准?这直接推高了单颗芯片的测试成本。

别忘了还有一个让人头大的“热”问题。

先进封装密度极高,功耗惊人。在ATE(自动测试设备)平台上跑测试向量时,芯片瞬间发热量巨大。以前也许热传导还能凑合,现在中间夹着微凸块和硅中介层,热量散不出去。这就可能导致芯片在测试过程中过热,出现误判。到底是芯片真坏了,还是热得跑不动了?这中间的界限越来越模糊。

写在最后

先进封装把芯片制造带入了一个新维度,但也把测试逼到了墙角。现在的测试工程师,不仅得懂电路,还得懂封装结构、热力学,甚至材料学。这不再是拿着操作手册按按钮就能干活的年代了。

各位同行,你们现在的产线上,遇到因为散热导致的良率波动多吗?或者对于KGD的筛选成本,你们有什么独门绝技?欢迎在评论区交流一下。

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禾洛半导体始创于1983年,专注于IC烧录与IC测试整体解决方案

禾洛半导体始创于1983年,专注于IC烧录与IC测试整体解决方案收起

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