本帖最后由 一博科技 于 2025-10-23 15:33 編輯
高速先生成員--王輝東 芯片作為國之重器，不僅是現代科技發展的核心引擎，更是國家戰略安全和經濟自主的重要基石。隨著 5G、AI 芯片測試頻率突破 112Gbps，ATE 的 PCB 板面臨著前所未有的技術挑戰，其加工過程堪稱 “在毫厘之間雕琢極致”，每一步都彰顯著工匠精神的嚴謹與執著。 在芯片產業的精密鏈條中，ATE（自動測試設備）的 PCB 板是隱藏的 “神經中樞”，它承載著芯片測試的核心使命，其性能直接決定著芯片的命運。 精度是 ATE 的 PCB 板加工的第一道 “生死線”。 接下來讓我們一起走進一博珠海PCB工廠，看一看ATE測試板的有哪些難點，一博科技的工程師們怎么在方寸之間，繪出傳奇。 名詞解釋: ATE，全稱Automated Test Equipment，是晶圓和芯片封裝之后，進行功能和性能自動化測試的設備。ATE設備可以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，在半導體的制造過程中扮演著至關重要的角色。 
ATE主要測試目的是什么？ 功能測試 測試芯片的參數、指標、功能，就像十月懷胎，生下的寶貝是騾子是馬，拉出來溜溜。 性能測試 由于芯片在生產制造過程中，有無數可能的引入缺陷的步驟，即使是同一批晶圓和封裝成品，芯片也各有好壞，所以需要進行篩選. 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，風霜雨雪，高溫或潮濕濕，靜電等對芯片的影響。芯片能用⼀個月、一年還是十年等等，這些都要通過可靠性測試進行評估。 
下圖為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芯片設計->流片->封裝->測試，測試是芯片生產中最重要的一環。 芯片常用的測試方式： 板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統級SLT測試、可靠性測試等 
不同的測試方法需要不同的測試板 板級測試（如EVB開發板） 主要應用于功能測試，使用PCB板+芯片搭建⼀個“模擬”的芯片⼯作環境，把芯片的接⼝都引出，檢測芯⽚的功能，或者在各種嚴苛環境下看芯片能否正常⼯作。EVB板是一種專門設計用于方便使用者評估、驗證和開發集成電路或系統的板卡。為工程師提供了一個實驗平臺，用于測試芯片功能、性能參數以及軟硬件的互操作性。 探針卡（Probe Card）： 探針卡用于測試未切割和未封裝的半導體器件，通過對晶圓上的每個芯片進行電氣測試，篩選出參數在要求范圍內的器件進行封裝。常應用于功能測試與性能測試中，了解芯片功能是否正常，以及篩掉芯片晶圓中的故障芯片。自動測試設備【ATE】+探針臺【Prober】+儀器儀表，需要制作的硬件是探針卡【Probe Card】。 
負載板（Load Board） 在Final Test測試設備上面需要用到負載板，負載板用于在器件封裝后對器件進行功能或性能測試，篩選出封裝后的不良器件。對于有高速接口的IC來講，對應的負載板通常會有嚴格的阻抗要求。⾃動測試設備【ATE】+機械臂【Handler】+儀器儀表，需要制作的硬件是測試板【Loadboard】+測試插座【Socket】等。 
老化測試板（Burn-in Board，簡稱BIB） 老化板（BIB）用于封裝后芯片的老化測試，如熱循環或加速開關循環，以暴露器件的早期失效故障。老化板的PCB材料必須能夠承受長時間和反復的高溫環境暴露，具有極高的可靠性。 
轉接板（interposer）: Interposer是將Probe PCB 的訊號布線透過Interposer(載板)中介層的轉換讓Probe Head的探針可接收到訊號，且也可將訊號順利傳送至測試機臺進行判讀. 系統級測試（SLT） 是模擬芯片在真實的使用環境中運行，常應用于功能測試、性能測試和可靠性測試中，常常作為成品FT測試的補充而存在，顧名思義就是在⼀個系統環境下進行測試，就是把芯片放到它正常⼯作的環境中運行功能來檢測其好壞，缺點是只能覆蓋⼀部分的功能，覆蓋率較低所以⼀般是FT的補充⼿段。 需要應用的設備主要是：機械臂【Handler】，需要制作的硬件是系統板【System Board】+測試插座【Socket】。 
從上圖可以看出，prober card和interposer為CP端測試，也就是晶圓端的測試。CP【Chip Probing】顧名思義就是用探針【Probe】來扎Wafer上的芯片，把各類信號輸⼊進芯片，把芯⽚輸出響應抓取并進行比較和計算，挑選出最優的芯片。 Load board 和BIB板為芯片封裝后FT端的測試。封裝后成品FT測試，常應⽤與功能測試、性能測試和可靠性測試中，檢查芯⽚功能是否正常，以及封裝過程中是否有缺陷產⽣，并且幫助在可靠性測試中用來檢測經過“⽕雪雷電”之后的芯片是不是還能⼯作。 探針卡在CP測試中用于連接測試機和Die上的Pad，通常作為Loadboard的物理接口，在某些情況下ProbeCard通過插座或者其它接口電路附加 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。晶圓檢測是指在晶圓出廠后進行封裝前，通過探針臺和測試系統配合使用，對晶圓上的芯片進行功能和性能的測試。成品測試是指芯片完成封裝后，通過分選機和測試系統配合使用，對芯片進行功能和電參數性能測試，保證出廠的每顆芯片的功能和性能指標能夠達到設計規范要求。 
本期提問 關于 ATE 的介紹，我目前的理解大概是這些～肯定還有很多沒說到的細節，大家如果有新認識或補充，歡迎一起聊聊呀！ 一博科技成立于2003年3月，深圳創業板上市公司，股票代碼: 301366，專注于高速PCB設計、SI/PI仿真分析等技術服務，并為研發樣機及批量生產提供高品質、短交期的PCB制板與PCBA生產服務。致力于打造一流的硬件創新平臺，加快電子產品的硬件創新進程，提升產品質量。
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