什么是探針卡，有哪些類(lèi)型？

探針卡（Probe card）或許很多人沒(méi)有聽(tīng)過(guò)，但看過(guò)金譽(yù)半導體關(guān)于CP（Circuit Probing、Chip Probing）測試，也就是晶圓測試方面文章的人應該不會(huì )陌生，其中就有提到過(guò)探針卡。晶圓測試過(guò)程非常重要，而它之所以可較早篩選不良產(chǎn)品，避免不良die流到封裝過(guò)程中，探針卡功不可沒(méi)。

探針卡是由探針（probe pin）、電子元件（component）、線(xiàn)材（wire）與印刷電路板（PCB）組成的一種測試接口，根據不同的情況，還會(huì )有電子元件、補強板（Stiffener）等的需求，主要對裸芯進(jìn)行測試，即wafer level測試。

晶圓測試時(shí)，被測對象安置于探針臺之上，然后用探針卡上的探針與芯片上的焊墊或凸塊直接接觸，引出測試機（Atomic Test Equipment, ATE）產(chǎn)生的芯片訊號施加于被測器件之上，并將被測器件中的反饋信號傳輸回ATE，從而完成整個(gè)測試。測出、篩選出不良晶圓后，再進(jìn)行封裝工程，這一步驟相當大的影響著(zhù)芯片制造成本。

探針卡類(lèi)型

1、U-Probe

U-Probe是指適用于存儲設備測量的探針卡（probe card）。U-Probe的探針面積等于晶圓尺寸，因此探針可以放置在晶圓上的任何位置。用于DRAM的U-Probe具有新月形的DUT布局，可以最有效地利用空間，從而充分利用測試儀的資源。

適用于DRAM的U-Probe

DUT布局減少了測試晶圓片所需的接觸次數，并實(shí)現了整個(gè)晶圓的均勻以實(shí)現最佳接觸，從而顯著(zhù)提高了測試良率。不僅如此，它還允許使用MEMS探針“微懸臂”和薄膜多層技術(shù)進(jìn)行晶圓級探測。

2、 垂直探針卡

Vertical-Probe是指適合常規邏輯產(chǎn)品（包括SoC和微計算機產(chǎn)品）的多管芯測試的探針卡。

它被稱(chēng)為“垂直型”探針卡，因為探針針垂直于基材。由于其短針狀結構且與設備垂直接觸，因此垂直類(lèi)型最適合于測量小焊盤(pán)，高頻設備。

3 、微機電系統探針卡

MEMS-SP是指用于邏輯器件的探針卡（probe card），適用于微處理器和SoC器件的倒裝芯片以及細間距凸點(diǎn)晶圓測試。

微機電系統探針卡

得益于垂直彈簧針型探針和MEMS技術(shù)制造，MEMS-SP可以進(jìn)行幾乎沒(méi)有變化的高精度和可靠測試。

此外，其結構允許更換單針，從而減少了維護時(shí)間。

探針

4、 SP探針卡

SP-Probe是指垂直彈簧針型探針卡（probe card）。用于NAND閃存的SP-Probe適用于12英寸晶圓的一觸式測試。其高針壓規格通過(guò)與氧化膜下的墊片接觸來(lái)幫助實(shí)現穩定的接觸，還允許更換單針以方便維護。

垂直彈簧針型探針卡

5 、WLCSP晶圓級封裝芯片測試探針卡

晶圓級芯片級封裝（WLCSP）的探針卡適用于測試區域陣列設備。探針的尖端有皇冠型和扁平型規格，您可以根據測試環(huán)境選擇一種。

適用于WLCSP的探針卡

晶圓級封裝焊球示意圖

隨著(zhù)芯片制程越來(lái)越小，晶圓代工工藝越來(lái)越先進(jìn)，測試技術(shù)也不斷提高。探針作為測試階段的耗材，對其精密度、產(chǎn)量、壽命、一致性的也要求越來(lái)越高了。