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1. 芯片測試臺

晶圓（On Wafer）測試需要在芯片測試臺上 進行。基本的測試臺由四部分組成：載片部分、接觸和調整部分、顯微鏡部分和控制部分。載片部分有如下功能: 用具有水平平面的圓柱體裝載晶圓或芯片，并利用吸盤將它固定。接觸和調整部分用來裝配和調整探針、探針陣列或探頭。顯微鏡部分也包括一個位置調整裝置，以 便對待測芯片進行聚焦。控制部分用來控制芯片測試臺的移動和旋轉，并實現其它一些功能，如激活標記不合格芯片的標記筆。許多控制系統都有自動和手動兩種操作模式。

2. 與芯片接觸方式

為了測試芯片上的集成電路，必須有輸人信號和直流電壓，并且要從集成芯片中得到輸出信號。這就意味著必須與芯片上的焊盤（Pad）相接觸。這將用到探針、 探針陣列或探頭。單個探針必須是在三維空間可移動的，而探針陣列和探頭還需要額外的裝置以調整探針陣列或探頭平面與芯片的夾角，以保證所有觸點都能與焊盤 相接觸。探針和探針陣列可用來測試低速芯片，也可用于測試高速IC或MMIC的直流性能。利用單個的可調節的探針的優點在于其靈活性。 除了芯片邊緣的大面積焊盤外，單個探針還可用于接觸芯片中間小面積的金屬，從而獲得有關實驗電路的更多信息。很明顯，采用單個可調節的探針來測試復雜電路 將十分困難，且相當費時。

探針陣列適于測試焊盤排列預先確定的IC。因為整個探針陣列是一個統一的三維可調的機械裝置，所有的探針同時進行 整體調節。這種測試的前提是被測芯片的焊盤陣列必須與探針陣列在數目和間距上相一致。這種方案具有標準性，在版圖設計和測試中推薦使用。圖1為一個10針 探頭的實物照片。

圖1 10針探頭的實物照片

若要在晶片上測試RFIC, MMIC和髙速IC，就要用到微波探針。 如圖2(a)所示，共面波導探針包括探針體、同軸連接器、探針針尖和針尖末端的接觸點。共面傳輸線在同軸連接器和探針接觸點之間傳輸信號。圖2(b)中給 出了最簡單的探針針尖的頂視圖、側視圖和俯視圖。探針有一個信號接觸點S(Signal)和一個接地點G(Ground)。S接觸點通過共面線連接到同軸 連接器的引腳上，G端則連接到共面連接器上。這種SG型探針可在20GHz的頻率范圍內應用。對于更高的頻率，則需要用到圖3給出的GSG型探針。對于差 分信號，針對不同的版圖可運用SS型或SGS型探針。另外，多接觸點的探針組中，允許對指定的接觸點通過跨接電容實現旁路P(Pass)或端接 T(Terminal)50Ω阻抗匹配電阻。因此，有很多種芯片測試探針類型，如GSSG,SSGSS,GSSPSG等。探針 的另外一個特性就是它的間距。

圖2 微波探頭：(a)實物照片，(b)探頭末端的頂視圖、側視圖和底視圖(自上而下)

圖3 GSG組合150um間距微波探針照片

3. 綁定和封裝后化的測試

ICs 必須經過綁定(Bonding的音譯，又稱之為壓焊或鍵合)和封裝，以便能和它所在的環境保持固定的接觸。綁定和封裝后還應對芯片性能再進行測試。一些 ICs需要片外器件才能實現其功能。如高Q值的低頻振蕩器通常需要1個或2個片外的高Q電感器件。在這種情況下，IC必須和片外器件結合在一起才能正確工 作。另外，要對一個包含多個芯片的系統進行測試，也需要首先對芯片進行綁定。因此，綁定后芯片的測試也是一種關鍵的測試。

在晶圓測試與綁定封裝后的芯片測試之間的區別在于連線和封裝過程引起了多種參數發生變化。例如，綁定線會產生寄生電感，引起電路高頻性能惡化，這種惡化可能在電路模擬和優化時是沒有考慮的。封裝過程同樣會引起電路參數的變化，這些變化只有通過測試才能得出。

4. 測試系統

不同的IC測試需要搭建不同的測試系統。對于大多數IC尤其是數字IC的測試，需要用到信號源和示波器。正弦信號用于測試窄帶系統，而脈碼發生器則用于測試數字傳輸系統的化。利用圖4所示的主要由脈碼發生器、芯片測試臺和示波器構成的測試系統亦可以直接得到眼圖。

圖4 測試系統

對于工作在微波和毫米波頻段的放大器IC，采用S參數分析儀可以直接測試出其增益和輸入輸出匹配特性等。

對于低噪聲放大器的測量，需用到噪聲分析儀。對于振蕩器、混頻器和其它一些頻率轉換電路，則需要利用頻帶范圍較寬的頻譜分析儀。若測試LED/Laser驅動器或激光調制器,則要利用光接收器。而要測試包括光檢測器和相關的放大器的光接收電路，則要用到光調制器作信源。