Probe Card Printplaat is een Belangrijk Aspect van het Halfgeleider Wafer Test Systeem

Trefwoorden: probe card

Over het algemeen wordt de probe card als wegwerpartikel beschouwd, en onderhoud is essentieel om de prestaties en bruikbaarheid te waarborgen. Overbelasting en de afzetting van puin van het bindmateriaal van de wafer op de punten of naalden van de sonde kunnen ervoor zorgen dat de weerstand toeneemt en correcte metingen belemmeren.

Wat Geeft een Probe Card Aan?

In wezen is een probe card een bord of interface die wordt gebruikt om wafertesten uit te voeren op halfgeleiderwafers. Voordat ze worden gefabriceerd en geleverd, worden de geïntegreerde schakelingen op de wafer gecontroleerd op elektrische eigenschappen en prestaties via deze koppeling met de automatische testapparatuur.

In essentie fungeert de probe card als een mechanische en elektrische interface tussen het elektronische testsysteem en het geteste apparaat. Elke Probe Card bestaat uit de volgende componenten:

Een probe card is een hulpmiddel dat wordt gebruikt om siliciumwafers te controleren tijdens de front-end LSI-productie. Een probe card is een ronde printplaat (PCB) met aangesloten sonde-pennen of naalden.

Elke LSI-chip, die op een wafer wordt geproduceerd, wordt elektrisch onderzocht door gelijktijdig contact te maken met verschillende sonde-penpunten die op de PCB zijn gepositioneerd. Probe cards detecteren open en gesloten circuits en meten tegelijkertijd elektrische stroom en hoge frequenties. Een probe card is vaak bevestigd aan een wafertester's prober en komt tijdens inspectie van bovenaf in contact met een wafer-chip op een stage.

Voorbeelden van probe cards

Probe cards kunnen worden ingedeeld op basis van hun structuur, inclusief de uitlijning en bevestiging van de sondes. Twee voorbeeld probe cards en hun eigenschappen worden hieronder gepresenteerd.

Verticale (geavanceerde) probe card

Een verticale (geavanceerde) probe card bestaat uit een PCB en een blok waarop loodrechte sondes zijn geplaatst. Dit type sonde kan in een raster worden uitgelijnd of worden gebruikt om meerdere chips te meten. Onderhoud is eenvoudig omdat de sondes afzonderlijk kunnen worden vervangen. Bovendien kunnen deuken worden geminimaliseerd, wat minimale schade aan de soldaten veroorzaakt. De productiekosten zijn echter vrij hoog, waardoor het ongeschikt is voor aluminium elektrodepads op wafers.

Cantilever Probe Card

De naalden op een cantilever probe card zijn gemaakt van wolfraam en andere vergelijkbare materialen. Deze naalden zijn direct gemonteerd op een PCB.

Dit type kan tegen lagere kosten worden gemaakt dan de verticale vorm. De sondes kunnen ook met smallere afstanden worden gepositioneerd om aluminium pads te accommoderen. In vergelijking met het verticale type legt het cantilever-type meer beperkingen op aan de penplaatsing en produceert het grotere deuken. Dit type vereist ook dat operators tijd en moeite besteden aan routinematig onderhoud zoals reparatie en afstelling.

De Printplaat

Organisch substraat (meerlaags)

We kunnen ook zien dat deze Probe Card nu een onderdeel is van een wafertestsysteem, maar dat deze getest moet worden voordat hij in het testsysteem wordt opgenomen. Vanwege toegenomen stroombehoeften en apparaatbandbreedte is het noodzakelijk om te voldoen aan de eis voor hoogwaardige stroom- en signaaloverdracht tijdens elektrische tests. Deze eisen veroorzaken de problemen die gepaard gaan met probe card testen.

De probe cards werden ontworpen om alle pads op het onderzochte apparaat aan de sondes te koppelen. Om een probe card te laten maken, moet de gebruiker de fabrikant van de probe card PCB's de mechanische ontwerpen voor de apparaatindeling of een voorbeeld van het apparaat verstrekken.

Probe cards kunnen eenvoudig zijn, met slechts één sonde (een diode), of complex, met tot wel duizend sondes. De kabelaansluiting in die probe card (die meer dan 160 pinnen kan overschrijden) wordt meestal gemaakt met behulp van een edge finger (tot 48 pinnen) en een lintkabel.

Hoe Werken Probe Cards?

Beschouw de fabricage van halfgeleiders als een voorbeeld van hoe het proces te vereenvoudigen. Gedurende het siliciumproductieproces worden verschillende geïntegreerde schakelingen aangetroffen.

Daarna wordt de wafer gesneden, verpakt en verzonden. Echter, de werking van de schakelingen moet worden gevalideerd voor het verpakken. De probe card wordt gebruikt om te helpen bij het elektrische testen. Deze probe card wordt in een prober gestoken, die vervolgens aan de tester wordt bevestigd, om een elektrisch kanaal te creëren tussen de tester en de halfgeleiderwafer. Deze probe card verbindt zich vervolgens met de IC-chip-pads op de wafer met zijn metalen naalden of elementen, en zendt de elektrische gegevens en essentiële testparameters door.

Omdat de kop van de tester verbonden moet worden met de pads of metalen bultjes op die wafer om elektrische gegevens over te dragen, kan de prober als zodanig worden beschouwd. Deze probe wordt gebruikt om de probe card aan te meren, deze naar de wafer te laten zakken en te wachten tot de bultjes of naalden contact maken voordat stroom door de verbindingen kan stromen. Het wegschrobben van de oxidelaag en het verbinden met het metaal eronder vereist de beweging van deze testnaalden wanneer ze in contact komen met de metalen bultjes op de wafer.

Geavanceerde Probesoorten

De verscheidenheid aan probe cards die tegenwoordig beschikbaar zijn bij het beslissen welk type kaart te gebruiken om de wafers te testen, toont aan dat de probetechnologie de afgelopen jaren sterk is verbeterd. Laten we kijken naar de vele soorten geavanceerde probes:

Verticale Probe

Deze verticale probes zijn kaarten die worden gebruikt om multi-die apparaten te onderzoeken, zoals algemene microcomputers en logica. Het is een uitstekende keuze voor hoogfrequente en kleine pad-wafers, aangezien deze naalden over het algemeen kort zijn en verticaal rond het substraat zijn gerangschikt.

MEMS-SP

Dit type probe maakt gebruik van de voordelen van MEMS-technologie en maakt tegelijkertijd zeer nauwkeurige en betrouwbare tests mogelijk van microprocessors en logica-apparaten met behulp van deze probe card. De meest geavanceerde probetechnologie op de markt staat bekend als MEMS of Micro Electro Mechanisch Systeem. Met slechts één landing kan het één verbinding maken met de wafer.

U-Probe cards zijn zeer nuttig voor het testen van geheugenapparaten. Het kan de wafer, die ongeveer 12 inch lang is, met een enkele neerwaartse aanraking of contact benaderen.

Het kan overal worden gebruikt, op elke plaats op de halfgeleiderwafer, en het genereert een gelijkmatige scrub om de beste resultaten te geven.

Waarom wordt Probe Card printplaat gebruikt?

Hieronder volgen de meest voorkomende redenen waarom probe card printplaten worden gebruikt. Deze omvatten beperkingen van de manipulator, apparaatlay-out en fabricage. Laten we nu elk ervan in detail bespreken.

Manipulatorbeperkingen

Een typische prober zou zonder gebruik van de probe card slechts 8 tot 12 handmatige manipulatoren rond een platenopening kunnen plaatsen. Bovendien moet de operator elke proberpunt handmatig aanpassen, wat een tijdrovende en arbeidsintensieve operatie is.

Lay-out van het apparaat

Probe cards zijn nuttig wanneer een gebruiker een apparaat met een groot aantal pinnen (>12) moet testen.

Productie

Productietoepassingen voor testen maken uitgebreid gebruik van probe cards. Productietoepassingen kunnen variëren van een eenvoudige diode met één probe tot complexe geïntegreerde schakelingen met honderden probes.

Deze probe card kan elektrisch worden verbonden met het testinstrument en fysiek worden aangemeerd met de prober. Het primaire doel is om een elektrische verbinding tot stand te brengen tussen de testapparatuur en de schakelingen van de wafer, waardoor validatie en testen van deze schakelingen mogelijk wordt voor het snijden en verpakken. Het bestaat uit een printplaat en verschillende contactelementen, die normaal gesproken van metaal zijn gemaakt maar van andere materialen kunnen worden gebouwd. Om de productiekosten te helpen verlagen en de productiviteit te verhogen, ontwerpen en fabriceren we een uitgebreid assortiment hoogwaardige probe cards.