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1.芯片測試分類

當(dāng)完成版圖設(shè)計后，芯片需要送到代工廠家進行制造（稱為流片）。芯片制造完 成后，必須對芯片進行測試，以確定芯片的功能和性能是否滿足設(shè)計的要求。對于研究開發(fā)類芯片，通過測試芯片的功能和性能指標值，來分析設(shè)計和制造工藝對電 路性能的影響。對于大批生產(chǎn)的芯片，則要根據(jù)產(chǎn)品的指標要求，測試其功能是否正確以及性能指標是否在規(guī)定的范圍之內(nèi)，并進行分選。在對芯片進行測試吋，首 先要將待測芯片與測試系統(tǒng)正確連接，接上電源和地，然后根據(jù)所測指標對芯片施加合適的信號，通過分析芯片的輸出信號來得到芯片的功能和性能指標。

研發(fā)類芯片的測試可分為三類：在片測試、鍵合測試和芯片封裝測試。在片測試不需要鍵合與封裝，通過芯片測試探針直 接與芯片的焊盤相連，這種測試方法可以減小引線的寄生參數(shù)，但是芯片實際的工作條件與在片測試的條件差別較大。鍵合測試足先將待測芯片用鍵合線鍵合至基板 上再進行測試的一種測試方法，測試環(huán)境與實際工作環(huán)境相近。有些芯片需要在外國增加一些分立元件，如片外電感和電容等，這時候可以采用鍵合測試的方法。芯 片封裝測試是將芯片封裝好后進行測試，芯片的測試環(huán)境就是實際工作的環(huán)境，測試結(jié)果更加接近實際情況。在芯片研究的初期通常采用在片測試和鍵合測試，在上 述測試滿足要求的情況下再進行芯片封裝測試。

2.芯片測試環(huán)境

1)芯片測試探針臺

在片測試需要在專業(yè)的測試臺（稱為芯片測試探針臺）上進行?；镜?strong>測試探針臺由載片部分、接觸部分、閑整部分、顯微鏡部分和控制部分構(gòu)成。載片部分使用水平平面的圓柱體裝載晶圓或芯片，并利用吸盤固定；接觸和調(diào)整部分裝配和凋整芯片測試探針陣列；控制部分用來控制載片臺的移動和旋轉(zhuǎn)。許多控制系統(tǒng)都有手動和自動兩種操作模式。圖1所示的照片是對射頻和超離速芯片進行測試的手動測試臺實物照片。

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圖1 手動芯片測試臺實物照片

2)芯片測試儀器

無論是在片測試、鍵合測試還是芯片封裝測試，都需要一系列的專用測試設(shè)備。射頻芯片測試設(shè) 備主要有射頻信號源、矢量信號發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、噪聲分析儀、高速示波器和直流電源等，如圖2所示。射頻信號源和矢量信號發(fā)生器用來產(chǎn)生測 試芯片所需的激勵信號，網(wǎng)絡(luò)分析儀用來測量S參數(shù)，頻譜分析儀用來測量信號的頻譜，噪聲分析儀用來分析電路的噪聲特性。表1給出了部分射頻與微波測量儀器 的名稱與型號。

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圖2 芯片測試儀器照片

表1部分射頻與微波測量儀器型號與功能

3)芯片測試系統(tǒng)構(gòu)建

芯片測試系統(tǒng)由待測器件、射頻測試儀器、直流電源、信號源和同軸電纜組成。若采用在片測試，待測器件為裸片，除上述所列儀器外，還需要測試探針臺和微波探針；若采用鍵合測試，待測器件為鍵合測試板；若采用封裝測試， 待測器件為封裝測試板。測量儀器的選擇取決于所測指標，射頻芯片的主要測量指標包括增益、噪聲系數(shù)、輸入輸出匹配、1dB壓縮點、三階互調(diào)點、混頻器轉(zhuǎn)換 增益等。注意，1dB壓縮點、三階互調(diào)點、混頻器轉(zhuǎn)換增益等指標不能直接從測量儀器讀出，需要通過測量信號的頻譜或時域波形并通過計箅間接得到。若測量輸 出信號頻譜則應(yīng)選擇頻譜分析儀，若測量放大器的增益和輸入輸出匹配則應(yīng)選擇網(wǎng)絡(luò)分析儀，若測量信號的時域波形則應(yīng)選擇示波器，若測量噪聲系數(shù)則應(yīng)選擇噪聲 分析儀，若測量相位噪聲則應(yīng)選擇相位噪聲測量儀等。