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揭秘！半導(dǎo)體測試探針的那些事

2023-11-06 09:50

?半導(dǎo)體測試探針主要應(yīng)用于半導(dǎo)體的芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓測試、成品測試環(huán)節(jié)，是連通芯片/晶圓與測試設(shè)備進(jìn)行信號傳輸?shù)暮诵牧悴考?，對半?dǎo)體產(chǎn)品的質(zhì)量控制起著重要的作用。測試探針相當(dāng)于一個(gè)媒介，測試時(shí)可用探針的頭部去接觸待測物，另一端則用來傳導(dǎo)信號，進(jìn)行電流的傳輸。探針有多種不同的頭型，可以用來應(yīng)對不同的測試點(diǎn)，比如尖頭、圓頭、爪頭等。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用

?晶圓測試

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Chip Probing，簡稱CP，是指用探針對生產(chǎn)加工完成后的晶圓產(chǎn)品上的芯片或半導(dǎo)體元器件功能進(jìn)行測試，驗(yàn)證是否符合產(chǎn)品規(guī)格。

測試過程需要探針臺和測試機(jī)配合使用，探針臺將晶圓逐片自動傳送至測試位置，芯片的引腳通過探針、專用連接線與測試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接，測試機(jī)對芯片施加輸入信號并采集輸出信號，判斷芯片功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

測試結(jié)果通過通信接口傳送給探針臺，探針臺據(jù)此對芯片進(jìn)行打點(diǎn)標(biāo)記，形成晶圓結(jié)果映射圖（Mapping），盡可能將無效的芯片標(biāo)記出來以節(jié)約封裝費(fèi)用。
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成品測試

Final Test，簡稱FT，又稱終測，是指對封裝完成后的芯片進(jìn)行功能和電參數(shù)測試，保證出廠的每顆芯片的功能和性能指標(biāo)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證的測試環(huán)節(jié)與成品測試環(huán)節(jié)較為相似。

測試過程需要分選機(jī)和測試機(jī)的配合使用。

分選機(jī)將被測芯片逐個(gè)自動傳送至測試工位，被測芯片的引腳通過安裝在測試座上的探針與測試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接。

測試機(jī)對芯片施加輸入信號并采集輸出信號，判斷芯片功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。測試結(jié)果通過通信接口傳送給分選機(jī)，分選機(jī)據(jù)此對被測芯片進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料或編帶。

市場格局

如果一個(gè)芯片的故障沒在芯片測試時(shí)發(fā)現(xiàn)，那么在電路板（PCB）級別發(fā)現(xiàn)故障的成本就是芯片級的十倍。因此，技術(shù)越高，制程越小，對檢測過程中良率的要求就越高。故測試探針有著非常重要的地位。

按應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可分為半導(dǎo)體測試針、PCB測試針、ICT在線測試針、彈片針、射頻針、線束針、充電針等類型。

面臨問題

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一方面，國外測試探針大廠技術(shù)實(shí)力通常更強(qiáng)且專注于一個(gè)或數(shù)個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品，擁有自己的核心客戶。另一方面，對于中國探針廠商來說，在探針的上游原材料、工藝、設(shè)備等領(lǐng)域都存在瓶頸。

新驅(qū)動力

國內(nèi)封測向好，帶動探針需求增長

最近兩年，不少封測廠商募集大量資金進(jìn)行產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)，多個(gè)存儲封測項(xiàng)目表現(xiàn)亮眼。伴隨著國內(nèi)測試行業(yè)的繁榮發(fā)展，將帶動與之配套的上游設(shè)備、零部件等環(huán)節(jié)加速國產(chǎn)化進(jìn)程，如探針臺等都逐步走上自主可控的道路。

測試探針作為用在半導(dǎo)體產(chǎn)品測試環(huán)節(jié)中的重要器件，其品質(zhì)的優(yōu)劣對半導(dǎo)體產(chǎn)品的測試效果、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本控制都有著重要的影響。

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