ATE 是什么？從 0 到 1 認識 ATE
發(fā)布時間：2025-10-23 14:10
什么是ATE，它的作用是什么，在芯片測試行業(yè)它有什么重要性，點開有益，小白秒懂 ATE！從 “芯片質(zhì)檢員” 到測試
黑科技，一篇講透它有多重要
高速先生成員--王輝東
芯片作為國之重器，不僅是現(xiàn)代科技發(fā)展的核心引擎，更是國家戰(zhàn)略安全和經(jīng)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(shù)挑戰(zhàn)，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(zhí)著。
在芯片產(chǎn)業(yè)的精密鏈條中，ATE（自動測試設(shè)備）的 PCB 板是隱藏的 “神經(jīng)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(shè)備。ATE設(shè)備可以進行芯片的參數(shù)測試、功能測試、性能測試、故障檢測、可靠性測試等，在半導(dǎo)體的制造過程中扮演著至關(guān)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(shù)、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(chǎn)制造過程中，有無數(shù)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?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(fēng)霜雨雪，高溫或潮濕濕，靜電等對芯片的影響。芯片能用?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(chǎn)過程及需要測試的具體項目。做?款芯片最基本的環(huán)節(jié)是芯片設(shè)計->流片->封裝->測試，測試是芯片生產(chǎn)中最重要的一環(huán)。
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(tǒng)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(fā)板）
主要應(yīng)用于功能測試，使用PCB板+芯片搭建?個“模擬”的芯片?作環(huán)境，把芯片的接?都引出，檢測芯?的功能，或者在各種嚴苛環(huán)境下看芯片能否正常?作。EVB板是一種專門設(shè)計用于方便使用者評估、驗證和開發(fā)集成電路或系統(tǒng)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(shù)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(dǎo)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(shù)在要求范圍內(nèi)的器件進行封裝。常應(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)的負載板通常會有嚴格的阻抗要求。?動測試設(shè)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(huán)或加速開關(guān)循環(huán)，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(fù)的高溫環(huán)境暴露，具有極高的可靠性。
轉(zhuǎn)接板（interposer）:
Interposer是將Probe PCB 的訊號布線透過Interposer(載板)中介層的轉(zhuǎn)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(tǒng)級測試（SLT）
是模擬芯片在真實的使用環(huán)境中運行，常應(yīng)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?個系統(tǒng)環(huán)境下進行測試，就是把芯片放到它正常?作的環(huán)境中運行功能來檢測其好壞，缺點是只能覆蓋?部分的功能，覆蓋率較低所以?般是FT的補充?段。
需要應(yīng)用的設(shè)備主要是：機械臂【Handler】，需要制作的硬件是系統(tǒng)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?進芯片，把芯?輸出響應(yīng)抓取并進行比較和計算，挑選出最優(yōu)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(yīng)?與功能測試、性能測試和可靠性測試中，檢查芯?功能是否正常，以及封裝過程中是否有缺陷產(chǎn)?，并且?guī)椭诳煽啃詼y試中用來檢測經(jīng)過“?雪雷電”之后的芯片是不是還能?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(yīng)用：晶元切割前，透過pc可以測試晶圓品質(zhì)，避免不良產(chǎn)品產(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)配合使用，對芯片進行功能和電參數(shù)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(shè)計規(guī)范要求。
本期提問
關(guān)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(jié)，大家如果有新認識或補充，歡迎一起聊聊呀！
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