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揭秘!半导体测试探针的那些事


2023-11-06 09:50

​半导体测试探针主要应用于半导体的芯片设计验证、晶圆测试、成品测试环节,是连通芯片/晶圆与测试设备进行信号传输的核心零部件,对半导体产品的质量控制起着重要的作用。测试探针相当于一个媒介,测试时可用探针的头部去接触待测物,另一端则用来传导信号,进行电流的传输。探针有多种不同的头型,可以用来应对不同的测试点,比如尖头、圆头、爪头等。

 

 

 

在半导体领域的应用

 

​晶圆测试

​​

 

 

Chip Probing,简称CP,是指用探针对生产加工完成后的晶圆产品上的芯片或半导体元器件功能进行测试,验证是否符合产品规格。

 

 

测试过程需要探针台和测试机配合使用,探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的引脚通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。

 

 

测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆结果映射图(Mapping),尽可能将无效的芯片标记出来以节约封装费用。

 


成品测试

 

 

 

Final Test,简称FT,又称终测,是指对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试,保证出厂的每颗芯片的功能和性能指标能够达到设计规范要求。芯片设计验证的测试环节与成品测试环节较为相似。

 

 

测试过程需要分选机和测试机的配合使用。

 

 

分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位,被测芯片的引脚通过安装在测试座上的探针与测试机的功能模块进行连接。

 


测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给分选机,分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。

 

 

 

市场格局

 

 

 

如果一个芯片的故障没在芯片测试时发现,那么在电路板(PCB)级别发现故障的成本就是芯片级的十倍。因此,技术越高,制程越小,对检测过程中良率的要求就越高。故测试探针有着非常重要的地位。

 

 

按应用领域的不同,可分为半导体测试针、PCB测试针、ICT在线测试针、弹片针、射频针、线束针、充电针等类型。

 

 

 

面临问题

 

 

一方面,国外测试探针大厂技术实力通常更强且专注于一个或数个领域内的产品,拥有自己的核心客户。另一方面,对于中国探针厂商来说,在探针的上游原材料、工艺、设备等领域都存在瓶颈。

 

 

 

新驱动力

 

 

国内封测向好,带动探针需求增长

 

 

 

最近两年,不少封测厂商募集大量资金进行产线扩产,多个存储封测项目表现亮眼。伴随着国内测试行业的繁荣发展,将带动与之配套的上游设备、零部件等环节加速国产化进程,如探针台等都逐步走上自主可控的道路。

 

 

测试探针作为用在半导体产品测试环节中的重要器件,其品质的优劣对半导体产品的测试效果、生产效率以及生产成本控制都有着重要的影响。

 

 

 

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