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UIG 探针卡知识科普｜探针卡类别及应用

2025-02-21

在晶圆厂完成加工但尚未完成封装的芯片被称为裸芯，此时芯片还是附着在晶圆（wafer）上的一颗颗Die。由于芯片的封装成本较高，且有一部分芯片的性能在封装后难以测试，所以需要在裸芯阶段先完成芯片的相关性能测试，避免NG芯片流入封装环节，增加芯片的生产成本。

而裸芯在封装前的测试及被称为晶圆探针测试（Chip Probing），即CP测试。

布满Die的晶圆

在CP测试过程中需要将测试机与芯片连接起来，然后进行电性能测试，而此时Die对外链接的端口是Pad或Bump这两种形态，在同一个Die上的Pad/Bump数量可以多达上万个，Pad/Bump的尺寸可以小至几十微米，相邻两个Pad/Bump之间的距离最小也可以达到几十微米，因此想要连接测试机与Die就变成了一件非常复杂的事情，而探针卡则是用来完成这复杂事情的核心部件。

探针卡主要由探针，PCB板，结构件以及电子元器件组成，其中探针的针尖用来接触Die上的Pad/Bump，而PCB板用来与测试机连接，就这样探针卡成为了连接Die与测试机的桥梁。

由于不同芯片的功能，测试需求，尺寸形状以及Pad/Bump的排布位置等不相同，因此探针卡也就成了针对某一款芯片的定制化产品，而且由于探针在不断使用过程中会发生磨损消耗，因此探针卡本身也是一种消耗品。

按照结构来分类，主流探针卡可大致分为以下三大类：悬臂探针卡，垂直探针卡以及MEMS探针卡。其中悬臂探针卡和垂直探针卡已发展多年，特别是悬臂探针卡，国内的很多公司生产技术已经达到了很成熟的地步，但是不管悬臂探针卡还是垂直探针卡，其核心部件“探针”大多是从国外或者台湾地区采购的，大陆探针卡厂商主要承担的仍然是设计+组装的工作，且整个大陆探针卡厂商在大陆的探针卡市场中占比都非常低。

悬臂探针卡

垂直探针卡

MEMS探针卡作为当前最先进的探针卡种类，是当前最佳的CP测试解决方案，也是在整个探针卡市场中占比最多的产品。MEMS探针卡的制作技术一直以来都被国外垄断，国内在这一领域的研究直到近几年才开始突破，而我司（金年会金字招牌诚信至上）通过对MEMS探针卡领域的投资研发，目前已经实现了2D MEMS垂直探针卡从设计到生产的全流程作业，并已交付客户使用。

我司MEMS探针卡特点：

· 单张针卡最大针数近40,000；

· 测试最小间距（Pitch）达到了45微米；

· Diamond MEMS Probe 最大载流能力超过2.5A；

· True Kelvin CP 量产经验；

· 三温测试可覆盖-55℃~175℃；

· 测试误判率低于1%；

· 寿命超过100万次。