1.芯片测试分类

当完成版图设计后，芯片需要送到代工厂家进行制造（称为流片）。芯片制造完 成后，必须对芯片进行测试，以确定芯片的功能和性能是否满足设计的要求。对于研究开发类芯片，通过测试芯片的功能和性能指标值，来分析设计和制造工艺对电 路性能的影响。对于大批生产的芯片，则要根据产品的指标要求，測试其功能是否正确以及性能指标是否在规定的范围之内，并进行分选。在对芯片进行测试吋，首 先要将待测芯片与测试系统正确连接，接上电源和地，然后根据所測指标对芯片施加合适的信号，通过分析芯片的输出信号来得到芯片的功能和性能指标。

研发类芯片的测试可分为三类：在片测试、键合测试和芯片封装测试。在片測试不需要键合与封装，通过芯片测试探针直 接与芯片的焊盘相连，这种测试方法可以减小引线的寄生参数，但是芯片实际的工作条件与在片測试的条件差别较大。键合測试足先将待測芯片用键合线键合至基板 上再进行测试的一种测试方法，測试环境与实际工作环境相近。有些芯片需要在外国增加一些分立元件，如片外电感和电容等，这时候可以采用键合测试的方法。芯 片封装测试是将芯片封装好后进行测试，芯片的测试环境就是实际工作的环境，测试结果更加接近实际情况。在芯片研究的初期通常采用在片測试和键合测试，在上 述测试满足要求的情况下再进行芯片封装测试。

2.芯片测试环境 1)芯片测试探针台

在片測试需要在专业的测试台（称为芯片测试探针台）上进行。基本的测试探针台由载片部分、接触部分、闲整部分、显微镜部分和控制部分构成。载片部分使用水平平面的圆柱体装载晶圆或芯片，并利用吸盘固定；接触和调整部分装配和凋整芯片测试探针阵列；控制部分用来控制载片台的移动和旋转。许多控制系统都有手动和自动两种操作模式。图1所示的照片是对射频和超离速芯片进行测试的手动測试台实物照片。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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图1 手动芯片测试台实物照片

2)芯片测试仪器

无论是在片测试、键合测试还是芯片封装测试，都需要一系列的专用测试设备。射频芯片测试设 备主要有射频信号源、矢量信号发生器、网络分析仪、频谱分析仪、噪声分析仪、高速示波器和直流电源等，如图2所示。射频信号源和矢量信号发生器用来产生测 试芯片所需的激励信号，网络分析仪用来测量S参数，频谱分析仪用来测量信号的频谱，噪声分析仪用来分析电路的噪声特性。表1给出了部分射频与微波测量仪器 的名称与型号。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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图2 芯片测试仪器照片

 

 

 

表1部分射频与微波測量仪器型号与功能

3)芯片测试系统构建

芯片测试系统由待测器件、射频测试仪器、直流电源、信号源和同轴电缆组成。若采用在片测试，待测器件为裸片，除上述所列仪器外，还需要测试探针台和微波探针；若采用键合测试，待测器件为键合测试板；若采用封装测试， 待测器件为封装测试板。测量仪器的选择取决于所测指标，射频芯片的主要测量指标包括增益、噪声系数、输入输出匹配、1dB压縮点、三阶互调点、混频器转换 增益等。注意，1dB压缩点、三阶互调点、混频器转换增益等指标不能直接从測量仪器读出，需要通过测量信号的频谱或时域波形并通过计箅间接得到。若测量输 出信号频谱则应选择频谱分析仪，若测量放大器的增益和输入输出匹配则应选择网络分析仪，若测量信号的时域波形则应选择示波器，若测量噪声系数则应选择噪声 分析仪，若测量相位噪声则应选择相位噪声测量仪等。

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