在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的制造流程中,設(shè)計(jì)到測試的環(huán)節(jié)有很多逼侦,最主要的是流片過程中的半導(dǎo)體參數(shù)測試(WAT)匿辩、流片完成后的晶圓測試(CP測試)、以及老化測試(Burn In)榛丢、封裝后的成品測試(Final Test)铲球。其中所謂的晶圓測試,就是對晶圓上的每顆晶粒進(jìn)行電性特性檢測晰赞,進(jìn)行KGD(Know Good Die)測試稼病,以檢測和淘汰晶圓上的不合格晶粒,確認(rèn)工藝制程良率掖鱼,在后續(xù)的封裝和成品檢測中減少支出然走。、
探針卡(probe card)是晶圓測試(wafer test)中被測芯片(chip)和測試機(jī)之間的接口戏挡,主要用于芯片封裝前對芯片的電學(xué)性能進(jìn)行初步測試芍瑞,并篩選出不良芯片后,再進(jìn)行之后的封裝工程褐墅,因此拆檬,探針卡的作用至關(guān)重要,屬于半導(dǎo)體核心檢測耗材掌栅。
下面我們就來介紹一下在半導(dǎo)體晶圓測試中的探針卡秩仆,以及探針卡的類型之一——垂直式探針卡是怎樣的。
垂直式探針卡猾封,Vertical-Probe澄耍,是一種用于多管芯測試的探針卡,往往適用于邏輯類型產(chǎn)品的測試,包括如單純的CPU, GPU齐莲,或者M(jìn)CU, MPU, 以及大量的SoC產(chǎn)品痢站。由于探針的針與基材垂直,故稱之為“垂直型”探針卡选酗。由于它是短針狀的結(jié)構(gòu)阵难,并且與設(shè)備垂直接觸的,所以它是最適用于小間距芒填,高頻芯片測試呜叫。
垂直針卡是由懸臂式探針卡演變而來的,最初的時(shí)候半導(dǎo)體往往使用Wire Bond(引線鍵合)殿衰,封裝模式由DIP演變?yōu)镼FP等形式朱庆,其驅(qū)動因素是因?yàn)樾酒墓芙虜?shù)變得越來越多,當(dāng)QFP的封裝走到極限的時(shí)候闷祥,就出現(xiàn)了倒裝芯片(Flip Chip)和先進(jìn)封裝的概念娱颊,其封裝方式是在芯片的表面進(jìn)行長凸塊的操作(bumping),長出來的凸塊往往是圓形的錫球凯砍,但是懸臂式探針卡并不適合錫球的測試箱硕,故而衍生出了垂直探針卡的針卡結(jié)構(gòu)。
垂直探針卡一般由以下三部分組成:
1悟衩、PCB(和測試機(jī)配套的印刷線路板)
2剧罩、Space Transformer (空間轉(zhuǎn)換器, MLO或者M(jìn)LC或者WST)
3、Probe Head(探針和引導(dǎo)板局待,往往為可加工陶瓷片)三部分組成斑响。
它采用了在豎直方向上可以彎曲的探針來代替懸臂梁或者刀片狀結(jié)構(gòu),這樣可以節(jié)省空間钳榨,提高探針的密度和數(shù)量,因此也具有體積小纽门、探針直徑小薛耻、易更換等優(yōu)點(diǎn),可滿足高針數(shù)赏陵、短針距等要求饼齿。主要應(yīng)用于pad或者bump尺寸較小的高階封裝制成芯片上,例如手機(jī)處理器芯片蝙搔、GPU芯片或者射頻芯片等缕溉。
一般來說,垂直式探針卡的價(jià)格要比懸臂式針卡貴不少吃型,而且在做CP測試時(shí)证鸥,針痕也比較小,接觸也更好一些。所以相對來說枉层,采用垂直針卡也無需擔(dān)心wafer上pad或者bump會被反復(fù)多次扎壞的問題泉褐。?
若將MEMS加工技術(shù)工藝與能進(jìn)行陣列排布和滿足bump測試要求的垂直探針相結(jié)合,則可實(shí)現(xiàn)小間距鸟蜡、彈性測試范圍膜赃、高針數(shù)和高密度等測試需求。