半导体集成电路是几乎所有电子设备（从微波炉到智能手机，再到超级计算机)的关键组件。当代微处理器或图形处理器可容纳超过500亿个晶体管，故障率仅接近十亿分之一。为了保证这样的可靠性水平，测试和测量起着至关重要的作用。史密斯英特康半导体测试全球业务发展部的RickMarshall探讨了半导体测试插座对半导体测试与测量过程的影响。

测试的作用

生产期间的测试在确保可靠性及可重复性方面起着重要作用。半导体制造工厂在对每个工艺参数进行精确控制的同时，也在生产的每个阶段执行测试，以尽早排除有缺陷的零件。首先在晶圆层面对半导体内核进行基本功能测试。丢弃任何故障零件，将通过测试的芯片分离成单独的单元并将其封装。等待进一步测试：集成电路出厂前，会对其进行多达20次测试。大多数测试是由连接到芯片上的特制设备完成的，该等设备采用电信号刺激芯片以模拟真实状态，并捕获芯片的响应以查看其是否正确。这些被称为自动测试设备(ATE)的系统通常售价为100万至200万美元，可进行编程以连续多年测试各种设备。

图1所示，弹簧探针被加载到一个IC测试插座中，该插座将与ATE系统一起使用，以确认IC的质量

半导体测试插座简介

为便于ATE测试芯片，必须与已确立的一个干净的电信号路径实现物理连接。测试插座是一种定制设计的机电接口，提供非常干净的电信号路径，以便将芯片连接到ATE。典型的测试插座由三个关键部件组成：1.插座体或插座盒，是一种由金属和塑料制成的定制件，含有精密的切割腔体。2.插入孔腔的弹簧探针(或引脚)提供具有机械顺服性的电路径，将芯片连接到测试系统。3.根据应用的不同，机械特征件（如盖子、垫板或框架）用来创建坚固的机械界面。测试插座的设计者必须应对众多挑战。测试插座必须非常坚固，不受温度和湿度变化的影响，以实现与受测设备的精确和可重复连接。具体细节取决于受测设备的类型，但探针引脚通常必须具有低接触电阻及大载流能力，并处理具有数千兆赫数据速率的高速信号。信号路径必须屏蔽，以使电磁干扰的影响降到最低。当然，除此之外，插座还必须能成功在大批量生产环境中运行，并且能够连续多年可靠地处理数百万个芯片测试。因此，必须对机电特性进行模拟、建模和设计，以达到信号保真度、压缩力、可用性和耐久性的最佳平衡，从而满足生产要求。测试插座经定制设计后，符合特定设备的占用空间和布局要求，而且其设计满足芯片的特定机械和电气要求。随着数据速率和带宽的不断增加，插座供应商在开发过程中会进行更细致的电气模拟。设备封装和PCB接口通常也会被纳入分析过程之中，因为它们会影响系统中插座的最终性能。测试插座体与深入插座体的弹簧引脚有着极小且极紧凑的尺寸及公差。制造测试插座需要精密的制造和组装，而且在开发过程中还需要执行严格的测试和模拟，因此，测试插座的成本可能会有很大差异。

史密斯英特康半导体测试解决方案

史密斯英特康提供高质量的测试插座，这些插座配置种类多样的弹簧触点，并采用不同设计标准设计而成。产品使用灵活、具有突出设计和快速交付的特点，所以我们出品的插座具有极佳的性价比。测试插座可用于各种引线封装和无引线封装类型，包括无引线(QFN)封装，四边扁平封装(QFP)，小廓形集成电路(SOIC)封装，球栅阵列(BGA)封装，连接盘网格阵列(LGA)封装等。以下各分节介绍测试插座的示例类别。

面阵测试

这类测试插座支持测试高引脚数和高速信号产品，如GPU、CPU和类似设备。测试插座的设计结构确保了低功率电感、大载流能力和低接触电阻。

外设封装测试

外设集成电路广泛应用于无线通信、汽车及工业应用领域。当测试外设集成电路时，Joule-20刮擦式触点技术具有一流的电气和机械性能。嵌入式插座设计允拆卸外壳，而无需从PCB板上移除插座。因此，可在生产设备不离线的情况下进行清洗和维修，从而减少设备停机时间并提高生产吞吐量。Celsius测试插座系列的特点是具有高达5安培的连续电流容量，支持从−50°C到+170°C的测试。

Joule20测试插座结构图

层叠封装测试

PoP(层叠封装)设备用于智能手机CPU、数码相机、可穿戴设备等，可实现最高的零部件密度。EuclidPoP测试插座可准确地同时校准上、下设备垫片，以增加故障检测范围和降低测试成本。定制的插座设计可以在系统级测试(或SLT)和ATE应用中测试高速信号。PCB受控阻抗回环增加了高速信号完整性。

产品亮点：DaVinci高速测试插座

消费者对5G、人工智能、深度学习、车对车通信、自动驾驶汽车等新一代技术的需求，加剧了对高速数据传输和处理技术的需求。DaVinci系列阵列测试插座可满足这些需要和要求，因为该插座提供的阻抗控制型同轴解决方案具有高达67GHz的模拟RF和112Gb/s数字传输速度。DaVinci系列专为大型集成电路封装的高速测试而设计，在已获专利的绝缘材料外壳中采用弹簧探针技术，从而产生同轴结构，降低了测试高度和材料挠度。DaVinci56是史密斯英特康系列的最新产品，是0.7mm间距和更大设备的解决方案，可以高达67GHz模拟RF和56Gb/s数字传输速度进行可靠测试。

DaVinci56高速测试插座应用

结论

测试插座是半导体制造过程的关键零件，但随着封装类型的激增、尺寸的缩小和速度的提高，设计者必须应对越来越多的不同挑战。史密斯英特康的测试插座具有杰出的弹簧探针技术、优化设计和绝佳的机械性能，在各种严格的半导体测试应用中表现出卓越的质量和可靠性。同时，史密斯英特康拥有一流的工程、开发和技术专长，可为区域阵列设备、外围设备、晶圆级设备和PoP设备的自动化平台、系统级平台和开发测试平台提供支持。

责编：Johnson Zhang