武漢探針臺應用場景介紹
晶圓測試(Wafer Testing)
在芯片制造過程中(如流片后、封裝前),對整片晶圓上的每個芯片(Die)進行電氣性能測試,篩選出良品和不良品,降低后續封裝成本。
測試內容包括:直流參數(如電壓、電流)、交流特性(如頻率響應)、射頻(RF)性能、光電特性等。
失效分析(Failure Analysis)
對失效的芯片或器件進行定點測試,定位故障區域(如短路、開路、漏電等),輔助判斷制造工藝或設計缺陷。
研發與工藝驗證
半導體研發階段,用于測試新結構、新材料器件的特性(如晶體管、傳感器、功率器件等),驗證工藝可行性。
封裝測試
在封裝(如 Flip Chip、2.5D/3D 封裝)中,對裸 die 或封裝后的器件進行探針接觸測試,確保互連可靠性。
武漢探針臺應用場景介紹關鍵組成部分
探針臺通常由以下模塊組成:
工作臺(Stage)
用于固定晶圓或器件,精度可達微米級,支持手動或自動(電動 / 氣動)移動,部分設備配備溫控臺(可模擬高低溫環境測試)。
探針卡(Probe Card)與探針(Probe)
探針卡:集成多根探針的測試夾具,探針材料通常為鎢、錸鎢或鍍金合金,直徑可達微米級(如 5μm),需定期校準和維護。
探針類型:直流探針(用于常規電信號)、射頻探針(用于高頻信號,如毫米波)、光探針(用于光電器件測試)等。
探針座(Probe Holder)
固定探針卡,并連接至測試儀器(如示波器、參數分析儀、網絡分析儀等),實現信號傳輸。
顯微鏡與視覺系統
高倍光學顯微鏡(或電子顯微鏡)用于觀察探針與芯片引腳的對準情況,配合攝像頭和軟件實現自動對準(Auto-Probing),提升測試效率和精度。
控制系統與軟件
手動探針臺通過機械旋鈕操作;自動探針臺由計算機控制,集成運動控制軟件、測試流程管理軟件(如與 Keysight、泰克等儀器聯動),支持批量測試和數據記錄。
分類與技術特點
按操作方式分類
手動探針臺
適合研發、小批量測試或教學場景,成本較低,操作靈活但效率低,依賴人工對準。
半自動探針臺
部分環節自動化(如工作臺移動、探針定位),需人工干預部分流程。
全自動探針臺
全流程自動化(晶圓上料、定位、探針接觸、數據采集、分選),配備機械臂和視覺 AI 算法,適用于大規模量產測試,精度高(亞微米級)、速度快。
按應用領域分類
直流探針臺:用于常規電信號測試,如邏輯芯片、存儲芯片的直流參數測量。
射頻探針臺:針對高頻器件(如 5G 芯片、雷達組件),需匹配射頻探針和低損耗信號鏈路,減少信號衰減和干擾。
高溫 / 低溫探針臺:集成溫控模塊(如 - 196℃至 400℃),用于測試器件在惡劣環境下的性能穩定性。
光電探針臺:結合光學系統(如光纖耦合),測試光電器件(如激光器、探測器)的光電轉換特性。