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UIG 探针卡知识科普|探针卡类别及应用

日期:2025-02-21
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在晶圆厂完成加工但尚未完成封装的芯片被称为裸芯,此时芯片还是附着在晶圆(wafer)上的一颗颗Die。由于芯片的封装成本较高,且有一部分芯片的性能在封装后难以测试,所以需要在裸芯阶段先完成芯片的相关性能测试,避免NG芯片流入封装环节,增加芯片的生产成本。

 

而裸芯在封装前的测试及被称为晶圆探针测试(Chip Probing),即CP测试。

 

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布满Die的晶圆

 

在CP测试过程中需要将测试机与芯片连接起来,然后进行电性能测试,而此时Die对外链接的端口是Pad或Bump这两种形态,在同一个Die上的Pad/Bump数量可以多达上万个,Pad/Bump的尺寸可以小至几十微米,相邻两个Pad/Bump之间的距离最小也可以达到几十微米,因此想要连接测试机与Die就变成了一件非常复杂的事情,而探针卡则是用来完成这复杂事情的核心部件。

 

探针卡主要由探针,PCB板,结构件以及电子元器件组成,其中探针的针尖用来接触Die上的Pad/Bump,而PCB板用来与测试机连接,就这样探针卡成为了连接Die与测试机的桥梁。

 

由于不同芯片的功能,测试需求,尺寸形状以及Pad/Bump的排布位置等不相同,因此探针卡也就成了针对某一款芯片的定制化产品,而且由于探针在不断使用过程中会发生磨损消耗,因此探针卡本身也是一种消耗品。

 

按照结构来分类,主流探针卡可大致分为以下三大类:悬臂探针卡,垂直探针卡以及MEMS探针卡。其中悬臂探针卡和垂直探针卡已发展多年,特别是悬臂探针卡,国内的很多公司生产技术已经达到了很成熟的地步,但是不管悬臂探针卡还是垂直探针卡,其核心部件“探针”大多是从国外或者台湾地区采购的,大陆探针卡厂商主要承担的仍然是设计+组装的工作,且整个大陆探针卡厂商在大陆的探针卡市场中占比都非常低。

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悬臂探针卡

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垂直探针卡

MEMS探针卡作为当前最先进的探针卡种类,是当前最佳的CP测试解决方案,也是在整个探针卡市场中占比最多的产品。MEMS探针卡的制作技术一直以来都被国外垄断,国内在这一领域的研究直到近几年才开始突破,而我司(和林微纳)通过对MEMS探针卡领域的投资研发,目前已经实现了2D MEMS垂直探针卡从设计到生产的全流程作业,并已交付客户使用。

 

我司MEMS探针卡特点:

 

· 单张针卡最大针数近40,000;

· 测试最小间距(Pitch)达到了45微米;

· Diamond MEMS Probe 最大载流能力超过2.5A;

· True Kelvin CP 量产经验;

· 三温测试可覆盖-55℃~175℃;

· 测试误判率低于1%;

· 寿命超过100万次。

 

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