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CSP封装测试及测试问题总结

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浏览:- 发布日期:2018-09-12 10:33:24【

在当前下游整机厂家对IC封装尺寸及性能要求日益提高的前提下,无疑,目前的CSP封装以其超小的封装尺寸、优良的散热性能,受到众多消费类芯片的封装首选。但是由于CSP封装目前是采用无铅封装,所以给产品的量产测试带来了一定的技术难题。下文就CSP封装量产的测试方法和测试中存在的问题作简单的阐述。希望能够对一些正在寻找CSP测试解决方案的工程师们带来一些帮助。

CSP封装,即Chip Scale Package,芯片级封装:也称Chip Size Package,芯片尺寸封装。是最近几年才发展起来的新型集成电路封装技术。此封装的芯片封装密度高、性能好、体积小、重量轻。与表面安装技术兼容,因此它的发展速度相当快,现已成集成电路重要的封装技术之一。

CSP封装的芯片测试,由于其封装较小,采用普通的机械手测试无法实现,目前主要采用类似晶圆测试的方法,在芯片完成植球封装后,先不做划片,而直接用探针卡进行测试。测试完成后再进行划片、分选和包装。但是不同于晶圆测试的区别在于:晶圆的测试,探针是扎在管芯的PAD上,而CSP封装的测试,探针是扎到CSP封装的锡球上。而问题也由此产生,在晶圆测试中铝质的PAD对探针污染很小,测试过程中不需要经常对探针进行清洁。而CSP封装的锡球对探针污染非常严重,特别是在空气中放置一段时间后,加重了锡球的氧化,对探针的污染更为严重,另外流过探针的电流大小也会直接影响探针和锡球之间的电气接触。这样对探针的抗粘粘度及氧化能力要求也很高,对于一般的探针,测试几十颗就需要对其进行清洁,否则随着沾污越来越严重,会造成探针与锡球之间的接触电阻大到2欧姆以上(一般情况下在0.5欧姆以下),从而严重影响到测试结果。所以在测试过程中需要对探针进行不断的清洁,这样在不断的清针过程中,既浪费了测试的时间又加速了探针的老化。导致测试治具的寿命急剧缩短,同样也会造成测试的误判,需要通过多次的复测才能达到比较可信的测试良率。

CSP封装量产测试问题的解决

由以上分析可知,问题的关键在于探针与锡球的接触电阻过大,那么如何才能减少接触电阻或者消除接触电阻的影响呢?通常,工程师们会从探针的角度出发,寻找一种抗沾污能力较强的探针,就目前来讲,这种材料的探针也确实存在,但是费用也极其昂贵。另外一种方法就是采用类似成品量产测试中使用的测试socket(测试座),这种测试座用特殊加工的弹簧针来实现电气接触,从实际的应用结果来说,效果相对较好。但是寿命就比一般的针卡短。

还有一种方法就是采用开尔文形式的CSP芯片测试治具,如果芯片锡球的大小允许同时扎两根探针时,对按触电阻比较敏感的锡球采用此种方式即可。

CSP 的双针解决方案同样可以应用于晶圆测试中,但有一个条件必 须满足:那就是 PAD 的尺寸大小允许同时扎上两根探针,这需要在设计的时候就 要考虑


WCSP测试座3

另外在此顺便说一句:当你在测试调试中,测试的结果始终没有达到你的理想时,你要考虑一下测试原理图中不存在的,但在实际的硬件电路中又的的确确存在的东西,那就是电路中寄生的电阻、电容、电感等无形元件,本文实例中影响测试结果的只是寄生的电阻,但在其他的项目中影响结果的可能就是这几种的组合,这时就需要你扎实的电路基础来分析了。


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