關鍵詞: 探針卡

一般來說，探針卡被視為消耗品，維護對於確保其性能和可用性至關重要。過載以及晶圓結合材料的碎屑沉積在探針尖端或探針上會導致電阻增加並妨礙正確讀數。

探針卡指示什麼？

本質上，探針卡是一種用於對半導體晶圓進行晶圓測試的板或介面。在製造和交付之前，晶圓上的積體電路通過此與自動測試設備的連結來驗證電氣特性和性能。

本質上，探針卡充當電子測試系統和被測設備之間的機械和電氣介面。每個探針卡包含以下組件：

探針卡是一種用於前端LSI製造過程中檢查矽晶圓的工具。探針卡是一個圓形的印刷電路板，上面連接有探針引腳或探針。

在晶圓上生產的每個LSI晶片，通過同時接觸位於印刷電路板上的多個探針引腳尖端來進行電氣檢查。探針卡檢測開路和短路，同時也測量電流和高頻。探針卡通常連接到晶圓測試機的探針台上，並在檢查過程中從上方與工作台上的晶圓晶片接觸。

探針卡示例

探針卡可以根據其結構進行分類，包括探針對齊和固定方式。下面介紹兩種示例探針卡及其特性。

垂直（先進）探針卡

垂直（先進）探針卡由一個印刷電路板和一個安裝垂直探針的塊體組成。這種探針可以對齊成網格或用於測量多個晶片。維護很簡單，因為探針可以單獨更換。此外，凹痕可以最小化，對焊點造成的損害很小。然而，其生產成本相當昂貴，使其不適用於晶圓上的鋁電極焊盤。

懸臂式探針卡

懸臂式探針卡上的探針由鎢和其他類似材料製成。這些探針直接安裝在印刷電路板上。

這種類型的製造成本可以比垂直型更低。其探針也可以以更窄的間距放置，以適應鋁焊盤。與垂直型相比，懸臂型對引腳放置的限制更多，並且會產生更大的凹痕。這種類型還要求操作員投入時間和精力進行常規維護，例如修復和調整。

印刷電路板

有機基板（多層）

我們還可以看到，這個探針卡現在是晶圓測試系統的一個組件，但在納入測試系統之前需要進行測試。由於功率需求和設備頻寬的增加，有必要滿足電氣測試期間高性能電源和信號傳輸的要求。這些需求推動了與探針卡測試相關的問題。

探針卡的設計是為了將被檢設備上的所有焊盤與探針匹配。要製作探針卡，用戶必須向探針卡印刷電路板的製造商提供設備佈局的機械設計或設備樣品。

探針卡可以很簡單，只有一個探針（一個二極體），也可以很複雜，有多達一千個探針。進入該探針卡的電纜連接（可能超過160個引腳）通常使用邊緣連接器（最多48個引腳）和排線來實現。

探針卡如何工作？

以半導體製造為例，說明如何簡化流程。在矽晶片的生產過程中，會發現多個積體電路。

之後，晶圓被切片、封裝並發送。然而，在封裝之前，必須驗證電路的運作。探針卡用於協助進行電氣測試。將此探針卡插入探針台，然後連接到測試機，從而在測試機與半導體晶圓之間提供電氣通道。接著，這張探針卡透過其金屬探針或元件連接到晶圓上的IC晶片焊墊，傳輸電氣數據和必要的測試參數。

由於測試機的探頭必須連接到晶圓上的焊墊或金屬凸塊以傳輸電氣數據，因此可以將探針台視為此類設備。此探針用於對接探針卡，將其降至晶圓上，等待凸塊或探針接觸，然後允許電流通過連接。當這些探測針接觸到晶圓上的金屬凸塊時，其移動可以刮除氧化層並與下方的金屬連接。

先進探針類型

如今在決定使用哪種類型的卡片來測試晶圓時，可用的探針卡種類繁多，這表明探針技術近年來已取得巨大進步。讓我們看看多種先進探針類型：

垂直探針

這些垂直探針卡用於檢測多晶粒裝置，例如通用微電腦和邏輯元件。由於這些探針通常很短並垂直排列於基板周圍，因此它是高頻和小焊墊晶圓的絕佳選擇。

MEMS-SP

這種探針利用了MEMS技術的優勢，同時允許使用此探針卡對微處理器和邏輯裝置進行非常精確和可靠的測試。市場上最先進的探針技術被稱為MEMS或微機電系統。只需一次著陸，它就能與晶圓建立一個連接。

U型探針卡對於測試記憶體裝置非常有用。它可以透過一次向下的觸碰或接觸，連接到長約12英寸的晶圓。

它可以在半導體晶圓上的任何地方使用，並產生均勻的刮擦以獲得最佳效果。

為何使用探針卡印刷電路板？

以下是使用探針卡印刷電路板最普遍的原因。這些原因包括操作器限制、裝置佈局和製造。現在，讓我們詳細討論每一個原因。

操作器限制

在不使用探針卡的情況下，典型的探針台只能在平台孔周圍放置8到12個手動操作器。此外，操作員必須手動調整每個探針尖端，這是一項耗時費力的操作。

裝置佈局

當用戶需要探測具有大量引腳（>12）的裝置時，探針卡非常有用。

生產

探測生產應用廣泛使用探針卡。生產應用範圍可以從簡單的單一探針二極體，到複雜的具有數百個探針的積體電路。

此探針卡可以電氣連接到測試儀器，並在物理上與探針台對接。其主要目的是在測試設備與晶圓電路之間建立電氣連接，以便在切割和封裝之前對這些電路進行驗證和測試。它由一塊電路板和若干接觸元件組成，這些元件通常由金屬製成，但也可能由其他材料構成。為了幫助降低生產成本並提高生產力，我們設計和製造了全面的高性能探針卡系列。