什么是探針卡，有哪些類型？

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

探針卡是由探針（probe pin）、電子元件（component）、線材（wire）與印刷電路板（PCB）組成的一種測(cè)試接口，根據(jù)不同的情況，還會(huì)有電子元件、補(bǔ)強(qiáng)板（Stiffener）等的需求，主要對(duì)裸芯進(jìn)行測(cè)試，即wafer level測(cè)試。

晶圓測(cè)試時(shí)，被測(cè)對(duì)象安置于探針臺(tái)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(cè)試機(jī)（Atomic Test Equipment, ATE）產(chǎn)生的芯片訊號(hào)施加于被測(cè)器件之上，并將被測(cè)器件中的反饋信號(hào)傳輸回ATE，從而完成整個(gè)測(cè)試。測(cè)出、篩選出不良晶圓后，再進(jìn)行封裝工程，這一步驟相當(dāng)大的影響著芯片制造成本。

探針卡類型

1、U-Probe

U-Probe是指適用于存儲(chǔ)設(shè)備測(cè)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(cè)試儀的資源。

適用于DRAM的U-Probe

DUT布局減少了測(cè)試晶圓片所需的接觸次數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了整個(gè)晶圓的均勻以實(shí)現(xiàn)最佳接觸，從而顯著提高了測(cè)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(jí)探測(cè)。

2、 垂直探針卡

Vertical-Probe是指適合常規(guī)邏輯產(chǎn)品（包括SoC和微計(jì)算機(jī)產(chǎn)品）的多管芯測(cè)試的探針卡。

它被稱為“垂直型”探針卡，因?yàn)樘结樶槾怪庇诨?。由于其短針狀結(jié)構(gòu)且與設(shè)備垂直接觸，因此垂直類型最適合于測(cè)量小焊盤，高頻設(shè)備。

3 、微機(jī)電系統(tǒng)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(xì)間距凸點(diǎn)晶圓測(cè)試。

微機(jī)電系統(tǒng)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)行幾乎沒有變化的高精度和可靠測(cè)試。

此外，其結(jié)構(gòu)允許更換單針，從而減少了維護(hù)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(cè)試。其高針壓規(guī)格通過與氧化膜下的墊片接觸來幫助實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸，還允許更換單針以方便維護(hù)。

垂直彈簧針型探針卡

5 、WLCSP晶圓級(jí)封裝芯片測(cè)試探針卡

晶圓級(jí)芯片級(jí)封裝（WLCSP）的探針卡適用于測(cè)試區(qū)域陣列設(shè)備。探針的尖端有皇冠型和扁平型規(guī)格，您可以根據(jù)測(cè)試環(huán)境選擇一種。

適用于WLCSP的探針卡

晶圓級(jí)封裝焊球示意圖

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