一种芯片测试系统及方法与流程

本发明属于芯片测试，具体涉及一种芯片测试系统及方法。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，芯片测试越来越重要，它是芯片进入市场不可或缺的一步，确保了芯片在后续使用过程中的稳定性和可靠性。芯片的测试模式一般包括耐压性、耐湿性以及力学特性等测试特性，每种测试都有不同的测试目的。目前主流的芯片测试大多依赖一些大型的自动测试机器，通过对芯片施加一些特定的测试方式，观测其返回值，并与预期达到的功能进行比较，判断该芯片产品是否能达到稳定要求。拉力机芯片测试涉及半导体技术及其在电子信息技术中的重要地位。拉力机，尤其是半导体推拉力测试机，在半导体芯片的研发和生产过程中起到重要作用。随着市场发展，拉力机芯片测试的自动测试设备的功能集成量增多，功能的增多，使得搭建测试环境的时间成本和周期较大，目前很多功能都是通过常规软件进行独立的参数统计和调试，对于很多企业存在较大的限制。

2、基于此，考虑单独操作拉力机对芯片的测试较为片面，可能导致数据参数之间不易于体现关联性，在测试过程需要经常需要增加人工的干预和判断，增加了操作的复杂性并降低了结果的准确性，因此，如何对测试数据进行整合处理，及时检测出芯片的质量问题，可以减少不合格品的数量，从而降低生产过程中的浪费和成本，是值得探究的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述不足，提供了一种芯片测试系统及方法，期望改善拉力机进行芯片测试的片面性，且需要人工对芯片测试数据做进一步的计算和总结，测试智能化程度不足的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种芯片测试系统及方法，所述系统包括：pc机、测试平台、电源控制模块、数据接收模块、数据分析模块和环境控制模块：

4、电源控制模块，所述电源控制模块包括电源控制单元，所述电源控制模块通过电源控制单元对芯片运行的电压和频率参数进行控制；

5、数据接收模块，所述数据接收模块包括数据采集单元和数据存储单元，所述数据接收模块通过数据采集单元将测试数据采集到数据存储单元中，并由所述数据存储单元将测试数据发送至所述数据分析模块；

6、数据分析模块，所述数据分析模块通过设定的程序对测试数据进行分析，并将分析后的结果发送至所述pc机中，通过pc机对分析结果进行显示；

7、环境控制模块，所述环境控制模块包括环境控制单元，所述环境控制模块通过环境控制单元对测试环境的条件进行设置和调节；

8、所述数据接收模块与数据分析模块信号连接，所述数据存储单元与数据分析模块信号连接。

9、进一步地，所述数据分析模块设定的程序包括：

10、通过测试数据的比较和计算得出芯片的引张和压缩强度、弯曲荷重、荷重效率；以及材料和结构的承载能力；以及芯片上焊球能够承受机械剪切的能力。

11、进一步地，所述环境控制模块用于对环境的温度、湿度和空气压力进行设置和调节。

12、进一步地，一种芯片测试方法，所述方法包括如下步骤：

13、步骤s1：准备阶段，将待测芯片放置在测试平台上，并连接好电源，将电源控制模块和环境控制模块设为工作状态；

14、步骤s2：参数设置阶段，电源控制模块根据具体的测试需求对芯片的运行参数如电压、频率进行设置，环境控制模块通过设置不同的环境条件，测试芯片在不同环境下的性能；

15、步骤s3：测试阶段，将芯片进行拉线测试、推力测试和推球测试，数据接收模块实时接收芯片的输出功率、测试的拉力大小、测试的推力大小、测试的剪切力大小数据，并将芯片的受力情况和具体状态记录至存储单元中；

16、步骤s4：数据分析阶段，测试完成后，将所述数据接收模块收集到的数据传输至数据分析模块，由所述数据分析模块对数据进行分析和比较，计算出芯片能够承受的最大拉力、推力以及芯片的功率和其他需要的信息；

17、步骤s5：结果显示阶段，所述数据分析模块将分析结果通过网络传输至所述pc机上，根据测试者的具体需求，数据通过折线图、图表形式进行可视化展示。

18、进一步地，所述拉线测试通过拉线测试设备对芯片进行测试，其中，所述拉线测试设备由两部分构成，第一部分为机械装置驱动的拉钩，用于产生向上的拉力；第二部分为经过校准的力度测试装置，用于测量芯片表面的金线从芯片表面拉开时的力度，所述拉线测试包括如下步骤；

19、步骤s100：将所述拉钩置于芯片表面的金线下方，且拉力方向与芯片表面垂直；

20、步骤s200：启动拉线测试设备，所述拉钩通过机械装置驱动从而对金线施加拉力；

21、其中，拉力强度分为两种，一种为非破坏性拉力；另一种为破坏性拉力；

22、步骤s300：测试过程中，所述力度测试装置将数据传入所述数据接收模块，所述数据接收模块接收到数据后将数据传输给所述数据分析模块，由所述数据分析模块对数据进行分析；

23、步骤s400：数据分析，所述数据分析模块计算出金线的最大承受力和金线维持原状的拉力。

24、进一步地，所述推力测试包括如下步骤：

25、步骤t100：通过所述电源控制模块对电压和频率进行设置，使芯片运行时产生推力；

26、步骤t200：通过所述环境控制模块对测试环境的温度、湿度和压力条件进行设定和维持；

27、步骤t300：所述数据接收模块实时接收芯片的输出功率和推力大小数据，并重复测试多次；

28、步骤t400：所述数据分析模块根据所述数据接收模块接收到的数据计算芯片的功率效率和最大推力。

29、进一步地，所述推球测试包括如下步骤：

30、步骤p100：准备阶段，选取待测试芯片的焊球，并准备推球测试设备包括：剪切工具、三轴测试平台、传感器；

31、步骤p200：设置测试参数，根据芯片和焊球的特性，设定剪切力的大小和剪切速度参数；

32、步骤p300：使用所述三轴测试平台对芯片的焊球进行拔除，通过调整所述剪切工具的角度和位置，使所述剪切工具与芯片表面呈90°±5°，并将所述剪切工具与带测试芯片的焊球凸点对齐；

33、步骤p400：执行剪切操作，按照所述步骤p200设定的参数执行剪切操作；

34、步骤p500：数据采集与分析，所述数据接收模块实时接收所述三轴测试平台的数据，然后将数据传输至所述数据分析模块进行分析，得出芯片的功率和最大推力。

35、进一步地，所述非破坏性拉力通过将拉力设置为一个中间值，此中间值为预先设定的拉力值，然后逐步增大拉力，若金线断裂，则将拉力逐级递减，并记录金线维持原状的时间；

36、所述破坏性拉力则是对金线施加尽可能大的拉力，直至将金线拉断。

37、进一步地，所述拉线测试：记录金线能够承受的最大拉力，以及最大拉力下金线能够维持原状的时间，通过重复试验能够得到金线的稳定状态，从而确定金线与芯片之间的连接强度；

38、所述推力测试：记录不同电压和频率下芯片的推力以及芯片的输出功率，同时改变环境参数，并记录不同环境条件下芯片的输出功率和推力，由此来计算芯片的性能和推力特性；

39、所述推球测试：记录剪切力的大小、剪切速度以及芯片与焊球的附着程度变化，比较多次试验的数据得出芯片和焊球在不分离情况下能够承受的最大剪切力大小和剪切速度，进而得出检测芯片在承受外部机械力时的稳定性和可靠性以及焊球的附着力和机械剪切能力。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

41、本发明通过拉力机能够对芯片的承受力、稳定性以及焊球质量的可靠性和与芯片的附着能力进行全面测试，从而提高了测试的全面性和简便性。

42、本发明通过测试系统与拉力机测试的结合，提高了芯片测试的智能化程度，从而提高了芯片测试的效率和准确性。