探针卡故障分析及维护方法

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1、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8r$S+n:s'k摘要：芯片测试是IC制造业里不可缺少的一个重要环节，探针卡是芯片测试必需的精密工具，探针卡状态的好坏直接影响着测试的质量。本文简单介绍探针卡的常见故障及对测试造成的影响并讨论探针卡的维护方法。$~3l3O8

2、*p6R%Y关键词：探针卡，测试，故障分析，维护。0~*t9m"u4P;Q-d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

3、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。)P$d)Tg  g6T&e0C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

4、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。;K#v+L7A3b5W,`8k6x9t7B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

5、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。1c.t'

6、2p8g.w#T  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

7、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。i!A1c%_0X4]*P2x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?9V+u%Q9n:L一.探针氧化:通常探针是由钨制成的，它如果长期不用

8、，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，用细砂子轻轻打磨针尖并通以氮气，减缓氧化过程。;Z1g.j3O(x.pg%J(a二.针尖高低不平(若针尖高度差在30UM以上):探针卡使用一段时间后，由于探针加工及使用过程中的微小差异导致所有探针不能在同一平面上会造成。  S+c4}0K9C1.某些针尖位置高的扎不上AL层,使测试时这些针上电路不通.%J*D:k+J%~.M0P2某些针尖位置低的扎伤AL层，对后续封装

9、压焊有影响，使芯片与封装后成品管脚焊接质量差，容易引起短路.7r/[5G(N2u.A%{6k;[3.某些针尖压痕太长，超出PAD范围，使PAD周围的铝线短路.)X'k*5h/X9S所以平时我们操作时应找准接触点,把过行程设置为2～4MILS或70～100UM时，每个压点都有很清楚的针迹，然后再把过行程设置为0时，看清楚每个压点上都有轻轻的针迹，如果某些压点上没有针迹，就需要用镊子把这根针压下，如果某些压点上针迹太重，而需要有镊子把这根针往上抬一下，使针尖的高度差调在30UM以内，然后做接触检查，每根针与压点接触电阻应小于0.5欧姆，样片/

10、样管测试是否OK，合格、失效管芯各测10遍，看重复性与稳定性。:p)I5`!{#S!Z(~3C+e三.针尖异常(开裂，折断，弯曲，破损):操作过程中，由于操作工操作不当造成.%O