什么是半導(dǎo)體測(cè)試板（ATE）？

ATE，全稱Automated Test Equipment，是晶圓和芯片封裝之后，進(jìn)行功能和性能自動(dòng)化測(cè)試的設(shè)備。ATE設(shè)備可以進(jìn)行芯片的參數(shù)測(cè)試、功能測(cè)試、性能測(cè)試、故障檢測(cè)、可靠性測(cè)試等，在半導(dǎo)體的制造過程中扮演著至關(guān)重要的角色。

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芯片的生產(chǎn)流程用到的ATE PCB

如上圖，不同類型的ATE測(cè)試機(jī)需要不同的ATE板。

探針卡（Probe Card）：探針卡用于測(cè)試未切割和未封裝的半導(dǎo)體器件，通過對(duì)晶圓上的每個(gè)芯片進(jìn)行電氣測(cè)試，篩選出參數(shù)在要求范圍內(nèi)的器件進(jìn)行封裝。

負(fù)載板（Load Board）：在Final Test測(cè)試設(shè)備上面需要用到負(fù)載板，負(fù)載板用于在器件封裝后對(duì)器件進(jìn)行功能或性能測(cè)試，篩選出封裝后的不良器件。對(duì)于有高速接口的IC來講，對(duì)應(yīng)的負(fù)載板通常會(huì)有嚴(yán)格的阻抗要求。

老化測(cè)試板（Burn-in Board，簡(jiǎn)稱BIB）：老化板（BIB）用于封裝后芯片的老化測(cè)試，如熱循環(huán)或加速開關(guān)循環(huán)，以暴露器件的早期失效故障。老化板的PCB材料必須能夠承受長(zhǎng)時(shí)間和反復(fù)的高溫環(huán)境暴露，具有極高的可靠性。

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ATE板的PCB加工的要求

隨著集成電路（IC）變得更小更復(fù)雜，ATE測(cè)試板的密度和復(fù)雜性也隨之增加。

對(duì)準(zhǔn)精度和高縱橫比

Load Board的層數(shù)通常在30層以上，BGA pitch 通常在0.35到0.5mm，鉆孔到導(dǎo)體距離低于4mil，并行測(cè)試通道：4 sites、8 sites，到16 sites。對(duì)于PCB的層間對(duì)準(zhǔn)、鉆孔精度、高厚徑比下的鍍銅和樹脂塞孔工藝都提出了更高的要求。

超高密度測(cè)試接口

Probe Card上BGA的pitch通常在85~200um之間，高端的產(chǎn)品會(huì)在40~55um之間。精細(xì)線路接近封裝基板，如果線路超出PCB制程能力時(shí)，就需要使用封裝基板工藝的MLO/MLC轉(zhuǎn)接板，轉(zhuǎn)接之后進(jìn)行測(cè)試。

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轉(zhuǎn)接板示意圖

平整度

探針卡和高端ATE的PCB對(duì)平整度有很高的要求，翹曲率應(yīng)控制在0.1%~0.2%以內(nèi)。BGA區(qū)域的焊盤高度差應(yīng)保持在50um（2mil）以內(nèi)，更嚴(yán)格時(shí)要求范圍保持在25~28um（1mil）以內(nèi)。

外觀質(zhì)量

由于待測(cè)單元（DUT）區(qū)域通過探針與焊盤建立連接，因此對(duì)要求焊盤不能有凹陷或損壞，焊盤金面也不能有劃痕或粗糙度問題。

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DUT Pad 平整度要求

信號(hào)完整性

高端ATE板要求指出阻抗公差為±5%，并且殘樁stub長(zhǎng)度在8到12mil以下，由于阻抗要求嚴(yán)格，對(duì)于鍍層、蝕刻均勻性和背鉆工藝能力要求都十分嚴(yán)格。

明陽電路ATE專精產(chǎn)品線

明陽電路在復(fù)雜ATE板制造方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，例如高厚徑比鉆孔、脈沖鍍孔、DUT Pad和PCB的高平整度控制、<.002”的層間對(duì)準(zhǔn)精度、ENCAP工藝和通孔鍵合技術(shù)。此外明陽電路擁有先進(jìn)的PCB技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，可以進(jìn)行新材料的驗(yàn)證和可靠性測(cè)試。

圍繞ATE板批量很小，但需要快速交付的特點(diǎn)，明陽電路建立了一套高效的交付流程。在制造前的DFM溝通、工程制作、物料準(zhǔn)備，制造過程中專線生產(chǎn)和訂單發(fā)貨后的售后服務(wù)，充分滿足芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的周期需要。