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ACCRETECH東京精密高性能探測機(jī)的工作原理
更新時間:2025-09-11
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ACCRETECH(東京精密)的高性能探測機(jī)(Prober)主要用于半導(dǎo)體晶圓的電性測試。它能在芯片封裝前,通過精密的探針與晶圓上的芯片焊盤(Pads)或凸塊(Bumps)接觸,進(jìn)行電學(xué)性能測試和功能驗證,從而篩選出不合格的芯片。
為了幫你快速了解它的核心組成部分是如何協(xié)同工作的,我用一個表格來匯總:
| 核心組件 | 功能描述 | 實現(xiàn)高精度/高效率的秘訣 |
|---|---|---|
| 精密機(jī)械平臺 | 承載并精準(zhǔn)移動晶圓,使每個芯片依次移動到測試位置。 | 采用高剛性結(jié)構(gòu)、線性電機(jī)或精密滾珠絲杠驅(qū)動,確保快速移動和精準(zhǔn)定位(精度可達(dá)微米級)。 |
| 探針卡與探針 | 探針卡上裝有無數(shù)細(xì)小的探針,負(fù)責(zé)與晶圓上的焊盤接觸,形成電學(xué)連接。 | 探針通常由鎢或鈹銅等耐磨、導(dǎo)電性好的材料制成,針尖極其細(xì)小。 |
| 光學(xué)對位系統(tǒng) | 通過高倍率顯微鏡和CCD相機(jī),精確定位晶圓上的測試鍵和探針針尖的位置。 | 提供高分辨率圖像,配合圖像處理軟件實現(xiàn)自動模式識別和對位(如“自動要素判定功能")。 |
| 控制系統(tǒng)與軟件 | 是整個探測機(jī)的“大腦",協(xié)調(diào)所有部件工作,并處理測試數(shù)據(jù)。 | 提供自動化配方管理(保存不同產(chǎn)品的測試參數(shù))、地圖數(shù)據(jù)處理(定義芯片位置)、數(shù)據(jù)分析和報告生成功能。 |
| 附加選項 | 為特殊測試需求提供支持。 | 例如:高溫 chuck(測試芯片高溫特性)、低溫模塊(測試低溫特性)、防靜電(ESD)保護(hù)等。 |
?? 工作流程
一臺探測機(jī)的工作流程,可以概括為以下幾步:
晶圓加載與校準(zhǔn):操作人員將晶圓放入探測機(jī)并固定。機(jī)器視覺系統(tǒng)會識別晶圓上的定位標(biāo)記,進(jìn)行精確定位。
自動對位:光學(xué)系統(tǒng)掃描晶圓,創(chuàng)建晶圓地圖,精確識別每一個芯片的位置。同時,探針卡上的探針也會被校準(zhǔn),確保探針能與芯片焊盤準(zhǔn)確接觸。
精密移動與測試:機(jī)械平臺根據(jù)指令,將晶圓上的第一個芯片精確移動到探針卡下方。承座上升,使探針與芯片焊盤可靠接觸,測試機(jī)(Tester)隨即施加電信號進(jìn)行測試。
重復(fù)測試:完成一個芯片測試后,承座下降,機(jī)械平臺迅速而精準(zhǔn)地將下一個芯片移動到測試位置,重復(fù)測試過程。
數(shù)據(jù)標(biāo)記與分類:測試完成后,探測機(jī)或后續(xù)工序會根據(jù)測試結(jié)果,通過墨水或電子方式標(biāo)記出不良芯片,以便在封裝階段剔除。
?? 追求高性能的關(guān)鍵技術(shù)
ACCRETECH探測機(jī)能實現(xiàn)高性能,離不開幾項關(guān)鍵技術(shù):
高精度與高剛性結(jié)構(gòu):確保平臺移動穩(wěn)定,減少振動,保障定位精度。
先進(jìn)的運動控制技術(shù):如線性電機(jī)驅(qū)動,提供高速、平滑、低振動的運動,這對于高精度測量至關(guān)重要,相關(guān)技術(shù)在東京精密的測量產(chǎn)品(如SURFCOM系列)中有應(yīng)用。
智能視覺與軟件算法:高分辨率的光學(xué)系統(tǒng)和強(qiáng)大的圖像處理算法能快速準(zhǔn)確地完成對位。軟件系統(tǒng)支持配方管理和數(shù)據(jù)兼容,方便快速切換產(chǎn)品。
豐富的選項與定制化:提供如高溫、低溫測試等選項,滿足功率器件等特殊測試需求,構(gòu)建靈活的測量環(huán)境。
?? 主要應(yīng)用領(lǐng)域
這類高性能探測機(jī)主要應(yīng)用于:
半導(dǎo)體制造前道:晶圓切割封裝前的電性測試和功能測試。
集成電路測試:包括邏輯芯片、存儲器(DRAM, Flash)、模擬芯片等。
功率器件測試:如IGBT、MOSFET等,可能需要高壓、大電流或高低溫測試環(huán)境。
先進(jìn)封裝:如晶圓級封裝(WLP)的測試。
研發(fā)與故障分析:用于新芯片設(shè)計的驗證和失效芯片的分析。
?? 總結(jié)與提醒
ACCRETECH東京精密的高性能探測機(jī)通過精密的機(jī)械、電控和光學(xué)系統(tǒng)的協(xié)同工作,實現(xiàn)了對半導(dǎo)體晶圓的高速、高精度電性測試。
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