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半导体测试-中测针卡介绍

时间:2009-12-14 12:44来源:www.ictest8.com 作者:ictest8 点击:

 集成电路中测概述

  半导体产业主要由设计、晶圆制造、封装测试几部分组成。
   中测(Wafer test)是半导体后道封装测试的第一站,中测有很多个名称,比如针测、晶圆测试、CP(Circuit Probing)、Wafer Sort、Wafer Probing等等。中测的,目的是将硅片中不良的芯片挑选出来,所用到的设备有测试机(IC Tester)、探针卡(Probe Card)、探针台(Prober)以及测试机与探针卡之间的接口(Mechanical Interface)。中测的关键点在探针卡和接口这两部分,这也是制约国内中测水平的难点所在。
   测试机(Test Head)与探针卡之间的接口有两种方式:一是电缆连接(Cable End),另一种是测试机直接扣在探针台上(Direct Docking),分别如图1和图2所示:
   电缆连接方式主要用于频率低于10MHz的IC测试,其优点是成本低,使用简单方便。中国现有400台6”及6”以下的探针台,近200台8”探针台,大部分采用电缆连接的方式。相对于电缆连接方式,直接扣接方式成本较高,使用较不方便,但是可以最大限度地降低测试通道的各种噪音干扰,在高频率、高脚数的IC测试中,只能使用直接扣接方式。如今,中国的半导体产业也逐渐从低端走向高端,集成电路的频率越来越高,管脚数也越来越多,直接扣接方式也会越来越普遍,图3是直接扣接方式的示意图。
   中测的另一个难点便是探针卡的应用,在中测时,由于探针每次测试所针测的位置会有偏移,所以测试次数一般不能超过3次,当超过3次时,测试垫(Test Pad)便会被破坏,后续封装时的打线(WireBond)便无法连接上。图4为测试一次在测试垫上所留下的针痕。
 

探针卡主要有三种,如图5、6、7所示,不同类型的探针卡分别有不同的应用:

   刀形卡(Blade Type):通常用于70针以下,频率低于25MHz,制作周期1-2天;

   环氧树脂卡(Epoxy Ring Type):用于1000针以下,频率低于50MHz,制作周期短;

   垂直探针卡(Vertical Type):用于1000针以上或者高频的情况,制作成本高,周期长。

   探针卡探针的使用维护对测试成品率非常重要,做不好会引起接触不良,造成成品率下降,好产品变成不良品,并且,这一错误在后续的工艺中无法复查,所以有人戏称中测为“良心工程”。

   所以,在中测过程中需要涉及到测试机、接口、探针卡以及探针台几个环节,其中任意一个环节有问题,都会使测试结果出错,特别是高性能IC,往往很难判断是那个环节的问题,这时候需要的是整体解决方案(Turnkey solution)。蔚华公司所服务的产品涉及半导体设计、制造设备、测试机、接口、探针卡和探针台等等,并对每种产品都有十多年的实际应用经验,蔚华公司在台湾及中国大陆安装及服务的探针台数量近3000台,测试机也超过1000台,并服务过各种不同的探针卡,探针台与各种各样的测试机的连接,积累了非常丰富的中测经验。蔚华于2002年在上海张江成立独资公司,并把这些经验很好地传承到大陆,为大陆地区的厂商提供“一条龙”(Turnkey solution)的服务,并得到众多厂商的青睐。

 

 

 

图1 电缆连接

 

 

图2 直接扣接

 

 

图3 直接扣接

 

 

图4 测试垫

 

 

图5 刀形探针卡

 

 

图6 环氧树脂卡

 

 

图7 垂直探针卡

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