Значительная роль печатной платы Probe Card в тестировании полупроводников

Оглавление

What does a probe card-printed circuit board mean?

A probe card works as a surface layer or platform that enables electrical and mechanical connections between the device undergoing testing and the electronic test system. Every probe card has two main components: that are printed circuit board and organic substrate. Testing semiconductor components at every manufacturing stage is essential for ensuring perfect integrated circuit performance and reliability. The interface enabling this thorough evaluation is the probe card, a complex assembly that contacts microscopically small die pads to transmit test signals. At the core of every advanced probe card pcb is a specialized printed circuit board (PCB) manufactured to meet extreme demands. Probe card PCBs play a crucial, challenging role in semiconductor production.

плата датчика
Figure 1: Probe Card PCB

What Makes Probe Cards Essential?

Semiconductor manufacturers require testing capabilities that only probe cards can provide:
Connecting to Die Pads
ICs contain hundreds of thousands of test pads spaced only microns apart. Only small-scale probe tips can связаться с these often-fragile interfaces.
High-Frequency Signal Delivery
Electrical validation is based on applying multi-GHz test patterns to chips. Probe cards maintain the signal constancy vital for accurate measurements.
Customized Interface
Probe cards are designed for the exact die layout of each chip design. This optimizes connections while avoiding damage.
Durability Under Pressure
Probe tips must bear millions of landing cycles on pads. Cards endure this mechanically and electrically demanding cycling.
Signal Strength
Advanced materials and construction techniques eliminate signal distortion. This enables chip performance verification under real-world conditions. Without probe cards acting as the vital early link between the die and the test system, semiconductor efforts would become inefficient.

What Makes an Effective Probe Card PCB?

Сайт печатная плата forms the foundation of every probe card, so its design, materials, and construction must be designed and manufactured to maintain its extreme quality. The following major features should be taken into consideration to make an effective probe card-printed circuit board:
Micron-Scale Dimensions
To interface with die pads, PCB features like traces and spaces are scaled down to microns. The tight control process achieves tolerances reaching just +/- 1 μm.
High Layer Count
Advanced designs demand 30+ layer PCBs to direct complicated connections. This facilitates high-density and design complexity.
Advanced Dielectrics
Low-loss polymer materials control electrical behaviors at multi-GHz frequencies. Consistent dielectric properties are essential across the PCB.
Precisely Controlled Impedances
Calculated small sizes, shapes, and spacings control characteristic impedances. This matches chips and eliminates signal reflecting or distortion in производство печатных плат.
Laser-Based Micromachining
Ultraviolet and CO2 lasers can eliminate, drill, and cut materials to extreme precision. This achieves micron-scale openings and slots.
Strict Process Control
Printed circuit board fabrication occurs in strictly controlled cleanrooms with extensive monitoring. This minimizes process variations and defects.

плата датчика
Figure 2: Probe Card PCB Design Consideration

Probe Card PCB Inspection Testing

Every printed circuit board is validated before probe assembly integration.100% electrical testing combined with precision inspection ensures perfection. The probe card PCB must be designed and manufactured with no compromises in design, materials, fabrication, or testing.

Why Such an Extreme PCB?

There are solid reasons that why probe cards demand such elegant PCBs:
Matching Die Layouts and Densities
PCB trace positions must be arranged perfectly with die pad locations. A dense multi-GHz die requires incredibly complex interconnect placement.
Surviving Harsh Cycling
Repeated loads quickly degrade PCBs designed without durability in mind. Stable materials and construction prevent early failure.
Enabling High-Speed Signals
Uncontrollable electrical behaviors distort signals traveling at multi-GHz frequencies. Careful impedance control and dielectric materials prevent this.
Защита хрупкого штампа
Печатные платы и микросхемы становятся более подвержены повреждениям по мере уменьшения площади. Прочные наконечники датчиков и точное выравнивание предотвращают повреждения.
Предоставление пользовательского интерфейса
Каждый Проектирование печатных плат Требуется карта датчика, разработанная с учетом уникальной компоновки и потребностей в тестировании. Гибкая печатная плата Технология поддерживает быстрое обновление дизайна. Чтобы выполнять свою роль, печатная плата датчика должна удовлетворять большому набору сложных требований.

Каковы способы отказа печатной платы датчика?

Карты датчиков испытывают серьезные механические и электрические нагрузки, которые со временем могут повредить чувствительные печатные платы:

Площадка для печатной платы Неудачный
Многократные удары наконечника зонда могут привести к разрушению тонких структур прокладки. Это может привести к нарушению электрических контактов и образованию отходов.
Раскалывание следов
Термоциклирование приводит к образованию микротрещин на медных дорожках. Эти микроскопические трещины затем нарушают передачу сигналов.
Отсоединение зонда
Связь между основаниями датчиков и контактными площадками со временем ослабевает. Это редко приводит к размыканию электрических соединений.
Коррозия
Даже незначительный рост окисления на открытых медных поверхностях изменяет характеристики сигнала.
Диэлектрическое разрушение
Постоянные высокочастотные сигналы переменного тока со временем напрягают изолирующий диэлектрик. Возникающее при этом разрушение приводит к сдавливанию линий.
Механические искажения
Годы использования могут отклонить печатную плату от ее первоначального положения. При этом датчик наклоняется и повреждает межсоединения.
Чтобы избежать этих механизмов отказа, требуются исключительные материалы, дизайн, изготовление, обработка и обслуживание во время разработки и производства печатных плат датчиков.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА
Рисунок 3: Печатная плата

Почему качество карт пробников имеет значение

Для печатная плата и производителей полупроводников, исключительные карты датчиков являются важнейшим конкурентным преимуществом.
Максимизация урожайности
Дефектные карты мешают правильному выявлению плохих штампов и снижают производительность.
Предотвращение повреждения штампа
Вышедшие из строя платы повреждают хрупкие площадки матрицы, разрушая микросхемы.

Карты датчиков в электронных устройствах

Для полупроводниковых машин нужны карты датчиков, которые являются:

● Достаточно прочные для длительного срока эксплуатации в автомобиле.
● Способность проверять чипы при экстремальных температурах.
● способный тестировать высоковольтную силовую электронику.
● Подходит для пластин большего размера, распространенных в автомобильной промышленности.

● Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS)
● Системы управления аккумуляторами
● Автомобильная информация и развлечения
● Управление освещением и безопасностью

Заключение:

Щуповая плата - это необходимая технология для обеспечения качества, проверки и тестирования как тестируемых устройств, так и электронных систем. Карточка датчика состоит из круглой печатной платы, которая соединена со штифтами или иглами датчика. Это платформа или технологический интерфейс, который обеспечивает тестирование функционирования электронное устройство, микросхемы или системы до их упаковки. Для разработки и производства Плата датчика PCB (печатные платы)Для повышения производительности и надежности печатных плат следует учесть некоторые ключевые моменты.

Получить цитату

Похожие блоги

10 лучших ошибок при проектировании печатных плат и как их избежать: руководство для начинающих

Топ-10 ошибок при проектировании печатных плат и как их избежать: руководство для начинающих Задумывались ли Вы, как в смартфоны и смарт-часы помещается так много замечательных вещей.

Читать далее "