半導体テストにおけるプローブカードPCBの重要な役割

目次

プローブカード印刷回路基板とはどういう意味ですか?

プローブ・カードは、被試験デバイスと電子試験システムとの電気的・機械的接続を可能にする表面層またはプラットフォームとして機能する。すべてのプローブカードには、プリント基板と有機基板の2つの主要コンポーネントがあります。あらゆる製造段階における半導体部品のテストは、完璧な集積回路の性能と信頼性を保証するために不可欠です。この徹底的な評価を可能にするインターフェイスが、プローブ・カードです。 コンプレックスアセンブリ 微細なダイパッドに接触し、テスト信号を伝送します。すべての高度なプローブカードPCBの中核は、専用のプリント回路基板(PCB)です。 過酷な条件下で製造された 需要プローブカードPCBは、半導体製造において極めて重要で困難な役割を担っています。

プローブカード基板
図1:プローブカードPCB

プローブカードが不可欠な理由

半導体メーカーは、プローブカードだけが提供できるテスト機能を求めています:
ダイパッドへの接続
ICには、わずか数ミクロンの間隔で何十万ものテストパッドがあります。小型のプローブ・チップでなければ 接触 このような壊れやすいインターフェイス。
高周波信号伝送
電気的検証は、マルチGHzのテストパターンをチップに適用することに基づいています。プローブカードは、正確な測定に不可欠な信号の恒常性を維持します。
カスタマイズされたインターフェース
プローブカードは、各チップ設計の正確なダイレイアウトに合わせて設計されています。これにより、破損を防ぎながら接続を最適化することができます。
圧力下での耐久性
プローブチップは、パッドへの何百万回もの着地サイクルに耐えなければならない。カードはこの機械的、電気的に過酷なサイクルに耐える。
信号強度
高度な材料と構造技術により、信号の歪みを排除。これにより、実環境下でのチップ性能検証が可能になります。プローブカードは、ダイとチップの間の重要な初期リンクとして機能します。 テストシステム半導体の努力は非効率になる。

効果的なプローブカードPCBとは?

があります。 プリント基板 そのため、その設計、材料、構造は、極めて高い品質を維持するように設計、製造されなければならない。効果的なプローブ・カード印刷回路基板を作るためには、以下の主な特徴を考慮する必要があります:
ミクロン単位の寸法
ダイパッドとのインターフェイスのため、トレースやスペースなどのPCBフィーチャーはミクロン単位まで縮小される。厳密な管理プロセスにより、公差はわずか±1μmに達します。
高レイヤー数
高度な設計では、複雑な接続を指示するために30層以上のPCBが要求されます。これにより、高密度で複雑な設計が容易になります。
高度誘電体
低損失ポリマー材料は、マルチGHz周波数での電気的挙動を制御します。PCB全体で一貫した誘電特性が不可欠です。
精密に制御されたインピーダンス
計算された小さなサイズ、形状、間隔が特性インピーダンスを制御します。これにより、チップをマッチングさせ、信号の反射や歪みを排除します。 プリント基板製造.
レーザーベースの微細加工
紫外線レーザーとCO2レーザーは、極めて高い精度で材料を除去、穴あけ、切断することができる。これによりミクロン単位の開口部や溝を実現します。
厳格な工程管理
プリント基板の製造は、厳重に管理されたクリーンルームで行われ、広範な監視が行われています。これにより、工程のばらつきや欠陥を最小限に抑えることができます。

プローブカード基板
図 2:プローブ・カード PCB 設計の考慮点

プローブカードPCB検査テスト

100%の電気テストと精密検査を組み合わせることで、完璧を保証します。プローブカードのプリント基板は、設計、材料、製造、検査において妥協することなく設計、製造されなければなりません。

なぜこのような極端なPCBなのか?

プローブカードがこのようなエレガントなプリント基板を要求するのには確かな理由がある:
ダイレイアウトと密度のマッチング
PCBトレース の位置は、ダイパッドの位置と完全に一致しなければならない。高密度のマルチGHzダイは、信じられないほど複雑な相互接続配置を必要とする。
過酷なサイクリングからの生還
耐久性を考慮せずに設計されたプリント基板は、繰り返し負荷がかかるとすぐに劣化します。安定した素材と構造で、初期不良を防ぎます。
使用可能 高速 信号
制御不能な電気的挙動は、数GHzの周波数を伝わる信号を歪ませます。慎重なインピーダンス制御と誘電体材料がこれを防ぎます。
脆弱な金型を守る
プリント基板やチップは、パッドの収縮に伴ってパッドが損傷しやすくなります。耐久性の高いプローブチップと精密なアライメントにより、損傷を防ぎます。
カスタムインターフェースの提供
それぞれ PCB設計 には、独自のレイアウトとテスト・ニーズに合わせて設計されたプローブ・カードが必要です。 フレキシブルプリント基板 テクノロジーは、迅速な設計刷新をサポートします。プローブカードPCBは、その役割を果たすために、多くの厳しい要件を満たす必要があります。

プローブカードPCBの故障モードとは?

プローブカードは、機械的・電気的ストレスにさらされ、時間の経過とともに繊細なPCBを損傷する可能性があります:

PCBパッド 失敗
プローブ先端が繰り返し衝撃を受けると、微細なパッド構造が破壊されることがあります。これにより電気接点が変化し、廃棄物が発生します。
痕跡クラッキング
熱サイクルは銅トレース全体に微細な亀裂を生じさせる。この微細な亀裂が信号を乱すのです。
プローブ脱着
プローブベースとコンタクトパッド間のボンディングは、時間の経過とともに弱くなります。このため、電気的な接続が開くことはほとんどありません。
腐食
露出した銅の表面はわずかな酸化成長でも信号特性が変化する。
誘電破壊
一定の高周波交流信号は、時間とともに絶縁誘電体にストレスを与える。その結果、線路がしぼんでしまうのです。
機械的な歪み
長年の使用により、プリント基板は本来の位置から離れることがあります。この傾いたプローブが相互接続の位置と損傷を与えます。
このような故障メカニズムを回避するには、プローブ・カードPCBの設計と製造において、卓越した材料、設計、製造、取り扱い、メンテナンスが要求されます。

プリント基板
図3:プリント基板

プローブカードの品質が重要な理由

について プリント基板 や半導体メーカーにとって、卓越したプローブカードは極めて重要な競争優位性です。
収量の最大化
欠陥のあるカードは、不良ダイを適切に識別する妨げとなり、歩留まりを低下させる。
金型損傷の防止
故障した基板はデリケートなダイパッドにダメージを与え、チップを破壊する。

電子デバイスのプローブカード

半導体実装車にはプローブカードが必要である:

自動車の長寿命化に十分な耐久性。
極端な温度下でもチップをチェックできる。
高電圧パワーエレクトロニクスのテストが可能。
自動車業界で一般的な、より大きなウェーハサイズに適しています。

先進運転支援システム(ADAS)
バッテリー管理システム
車載情報&エンターテイメント
照明と安全制御

結論

プローブカードは、検査対象機器や電子システムの品質、検査、テストに欠かせない技術です。プローブカードは、プローブピンや針に接続された円形のPCBで構成されています。プローブ・カードは、電子機器の機能を検査するためのプラットフォーム、あるいはテクノロジー・インターフェースです。 電子デバイスチップ、システム、パッケージング前の設計と製造のために プローブカードPCB(プリント基板)プリント回路基板の性能と信頼性を向上させるためには、いくつかの重要な検討事項とポイントを考慮する必要がある。

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