第一章测试座与老化座的区别

3

、

CSP

封装量产测试中存在的问题

如前所述，

CSP

封装芯片的量产测试采用类似晶圆测试的方法进行，但是两者的区别在于：晶圆的

测试

，探

针是扎在管芯的

PAD(

通常情况下为铝金属

)

上，而

CSP

封装的测试，探针是扎到

CSP

封装的锡球上。问题由此

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(一般测试几百上

千颗进行在线清针一次即可)，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，对探针的污染就更为严重，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抗氧化能力要求很高，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

而严重影响测试结果。对于本文所举实例而言，在负载电阻仅为

8.2

欧姆的情况下，这样测试得到的

VOP-P

及

PO

值仅为真实值的

8.2/(8.2+2+2)

，既

0.672

倍左右，从而导致测试的严重失效，同时也会影响到

THD

测试

值。所以在测试过程中需要对探针进行不断的清洁动作，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，导致针卡寿命急剧缩短，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。

在当前下游整机厂家对

IC

封装尺寸及性能的要求日益提高的情况下，无疑，目前的

CSP

封装以其超小的封装

尺寸、优良的散热性能以及较高的性价比，当为众多消费类芯片的封装首选，但是，采用

CSP

封装，尤其是

目前的无铅封装，给产品的量产测试带来了一定的技术难题，本文就

CSP

封装量产测试的基本方法、测试中

存在的问题以及简单经济的解决办法稍做阐述，并举以实例，希望能够对一些正在寻求

CSP

测试解决方案的

工程师能有一些帮助。

1

、

CSP

封装简介

CSP

封装，即

Chip Scale Package

，芯片级封装；也称

Chip Size

Package

，芯片尺寸封装，如图为一

9

脚的

CSP

封装的芯片

,

是最近几年才发展起来的新型集成电路封装技术。

应用

CSP

技术封装的产品封装密度高，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，现已成为集成电路重要的封装技术之一。目前已开发出多种类型的

CSP

，品种多达

100

多种；另外，

CSP

产品的市场也是很大的，并且还在不断扩大，与其相关的测试也在迅速发展。

2

、

CSP

封装量产测试的基本方法

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，在芯片完成置

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，再实行划片、分选和包装。测试时探针卡固

定在探针台上，

探针直接扎在

CSP

封装的锡球上以实现电气连接，然后测试机通过导线施加电压或波形等激励进行测试芯片

的相关电气参数，

以目前

CSP

封装应用较多的消费类芯片手机音频功放为例，作详细说明以便大家理解，其功能框图如下：

在此针对接触电阻稍作说明：在实际生产

测试

中，探针的接触电阻在很大程度上取决于

PAD

的材料、清洗的

次数、以及

探针的状况。就探针而言，目前主要有钨针和钨铼针两种，其中钨铼合金的探针接触电阻比钨稍高，抗疲劳性

相似。但是，

由于钨铼合金的晶格结构比钨更加紧密，其探针顶端的

______________

平面更加光滑。因此，这些探针顶端被

污染的可能性更小，更容易清

洁，其接触电阻也比钨更加稳定。所以一般的探针材料均选用钨铼合金。另外影响接触电阻的关键参数为触点

压力，触点压

力的定义为探针顶端施加到接触区域的压力，顶端压力主要由探针台的驱动器件控制，额外的

Z

运动(垂直行

程)会令其

直线上升，一般情况下，接触电阻会随着压力的增大，探针从开始接触

PAD

并逐渐深入

PAD

氧化物，并接触

到

PAD

金属

的亚表层而减小，但当压力达到一定的程度后，接触电阻就接本保持不变，此时再增加触点压力会损伤

PAD

或者芯片内部

结构，而导致芯片直接失效。因此，在正常的生产过程中，触点压力的大小有比较严格的控制的，一般表现为

探针台设置的

OVER DRIVER

大小。

4

、

CSP

封装量产

测试

问题的解决