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探针卡常见故障分析及维护方法

探针卡常见故障分析及维护方法

摘要:芯片测试是IC制造业里不可缺少的一个重要环节,探针卡是芯片测试必

需的精密工具,探针卡状态的好坏直接影响着测试的质量。本文简单介绍探针卡的

常见故障及对测试造

成的影响并讨论探针卡的维护方法。

关键词:探针卡,测试,故障分析,维护。

芯片测试是IC制造业里不可缺少的一个重要环节。芯片测试是为了检验规格

的一致性而在硅片集成电路上进行的电学参数测量。硅片测试的目的是检验可接受

的电学性能。测试过程中使用的电学规格随测试的目的而有所不同。如果发现缺陷,

产品小组将用测试数据来确保有缺陷的芯片不会被送到客户手里,并通过测试数据

反馈,让设计芯片的工程师能及时发现

并纠正制作过程中的问题。

通常用户得到电路,直接安装在印刷电路板(PCB)上,PCB生产完毕后,直接对

PCB进行测试。这时如果发现问题,就需要复杂的诊断过程和人工分析,才能找到问

题的原因。如果是集成电路的问题,就需要将坏的集成电路拆卸下来,将替换的集成

电路安装上去。很多现代大规模集成电路的封装往往是BGA封装,手工拆卸几乎不

可能,需要专门的仪器。可见,集成电路如果在PCB阶段才测试出问题,对生产的影

响大大高于单片的阶段。对于复杂的设备,如果在整机阶段才发现集成电路的问题,

其影响更是巨大。因此,集成电路生产时的测试具

有很重要的意义。

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实现芯片测试的途径就是探针卡。探针卡是自动测试仪与待测器件之间的接

口,我们通过探针卡把测试仪和被测芯片连接起来。典型的探针卡是一个带有很多

细针的印刷电路板,这些细针和待测器件进行物理和电学接触,通常我们习惯的做法

是做一个与每个管芯焊盘几何形状匹配的PCB电路板,并把它连接到测试设备上。

探针测试这一过程是非常精密的,要有很高的专业水平和经验才能完成。把晶圆片

安放在一个可移动的金属板上。这样,在水平和垂直两个方向上,可以手动或者自动

移动晶圆片,并通过探针卡实现这一部分的电子线路连接。

探针卡上有细小的金属探针附着,通过降低探针高度或升高芯片的高度使之和

芯片上的焊盘接触,可以把卡上的线路和芯片的结合焊盘连起来。之后,运行测试程

序检验芯片合格与否。测试完成后,探针卡于芯片分离,如果芯片不合格,则会在其

中央做上标记,然后圆片移动到下一个芯片的位置,这种方法可以让圆片上的每一个

芯片都经过测试。这一检测过程会在芯片的每个焊盘上留下标记以表明该芯片被测

试过了。通常我们作标记的方法是在不合格的芯片上打点。在探针台上装上打点器,

打点器根据系统的信号来判断是否给芯片打点标记。系统在测试每个芯片的时候对

芯片的好坏与否进行判断,发出合格与不合格的信号。如果是合格的芯片,打点器不

动作;如果是不合格的芯片,打点器立刻对这个不合格的芯片

打点。

在实际的芯测试中探针卡的状态是非常重要的,如探针氧化,触点压力、以及

探针台的平整

度,探针尖磨损和污染都会对测试结果造成极大的负面影响,这些常见故障是

如何形成的,

而我们应该如何避免?

一.探针氧化:通常探针是由钨制成的,它如果长期不用,针尖要形起氧化,针尖

如果氧化,接触电阻变大,测试时参数测不稳,为了不使它氧化,我们平时必须保护好

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探针卡,把它放在卡盒里,存放在氮气柜中,防止探针的加快氧化,同时测片子时,用

细砂子轻轻打磨