Q:Chiplet封装的测试难题怎么解决?KGD成本太高怎么办?

2026/07/06 02:331233 阅读1667技术问答

回答

Chiplet封装的最大技术挑战之一就是测试——多个die封装在一起,任何一个die失效导致整封装报废。KGD(Known Good Die)筛选是必须的,但成本确实高。

Chiplet测试的3层挑战

挑战1:Die级测试(KGD筛选)
每个die在封装前必须经过完整测试,确保是良品。但裸die测试比封装后测试难得多——没有封装保护、探针接触面积小、测试环境控制难。

挑战2:互连测试
die封装后,die-to-die互连(microbump/TSV/混合键合)需要测试。互连失效不是die本身的问题,而是封装工艺导致的。

挑战3:系统级测试
多die组合后的系统功能测试——各个die协同工作是否正常。这需要专门的测试向量和测试硬件。

KGD成本为什么高?

原因1:探针卡贵
先进封装die的bump pitch小(40-100μm),需要MEMS探针卡或垂直探针卡。单张探针卡价格5-20万美元。

原因2:测试时间长
KGD测试需要完整的DC+功能+AC测试,每die测试时间5-30秒。大批量下测试成本占比高。

原因3:良率损耗
探针接触bump时可能造成bump损伤,影响后续封装。损伤率约0.1-0.5%,在大批量下不可忽视。

降低KGD成本的5个策略

策略1:分级测试
不是所有die都需要100%全测。可以先做快速DC测试筛掉明显坏die(1秒/颗),再对通过DC测试的die做功能测试。

策略2:并行测试
用多site探针卡(4-8site)一次测多颗die,测试产能提升4-8倍。

策略3:优化测试向量
不需要100%功能覆盖。根据失效概率分析,保留高失效风险项的测试向量,删除低风险向量。目标覆盖率85-90%而非100%。

策略4:自测试电路(BIST)
在die设计中加入BIST(Built-In Self Test)电路,die内部自己跑测试,外部只需要触发和读取结果。大幅降低测试设备要求和时间。

策略5:统计抽样
对于良率稳定的产品,可以做统计抽样KGD——每批抽检10-20%,其余只做DC测试。风险是少量坏die混入封装,但通过最终系统级测试可以捕获。

互连测试方案

方案1:边界扫描
在die设计中加入边界扫描链(JTAG),通过扫描链测试die间互连。成本低,但需要设计阶段就规划好。

方案2:互连自测试
专门设计互连测试电路,发送已知pattern通过互连,在另一端验证。精度高,但增加die面积。

方案3:功能测试覆盖
通过系统功能测试间接验证互连。如果互连失效,功能测试会失败。不需要额外硬件,但定位精度低。

中科芯火的Chiplet测试方案

中科芯火中试线提供:

  • - KGD测试工艺开发(探针卡选型、测试程序优化)
  • 互连可靠性验证(微凸点剪切力、阻值监测)
  • 系统级测试方案设计
  • 测试成本分析和优化建议
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