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晶圆CP测试系统测不同材质焊盘(铝/铜/金),探针选型有何区别?

2026-07-15(2)次浏览

晶圆CP测试系统中,探针直接接触芯片的焊盘(Pad),其材质决定了探针的选型方向。不同焊盘材质对探针的硬度、尖端形状、接触力以及清洁方式都有不同要求。

晶圆CP测试系统中,探针直接接触芯片的焊盘(Pad),其材质决定了探针的选型方向。不同焊盘材质对探针的硬度、尖端形状、接触力以及清洁方式都有不同要求。如果选型不当,可能导致接触电阻偏大、焊盘损伤,甚至测试结果漂移。

铝焊盘:最普遍,需兼顾穿透力与低损伤

铝焊盘表面有一层天然氧化膜(Al₂O₃),硬度高且绝缘,探针必须施加足够的针压和过驱(Overdrive)来刺穿氧化层,建立可靠接触。因此,探针尖端应选用硬度高的材料,如钨(W)或钨-铼(W-Re)合金,针尖形状推荐尖锐的金字塔形或锥形,便于集中应力穿透氧化膜。同时,过驱量通常需设定在50-100μm,以确保氧化层被有效刺破。针压建议控制在20-30gf/针,避免压碎焊盘下方的低介电常数材料。测试完成后,铝碎屑容易粘附在针尖上,需频繁清洁。

晶圆CP测试系统

铜焊盘:较软,防粘附是重点

铜焊盘质地较软,容易被探针划伤或粘附,导致针尖形成“铜瘤”,增大接触电阻并加速探针磨损。探针尖端材料需具备抗粘附性,推荐铍铜(BeCu)或镀铑(Rh)探针,针尖形状可采用平头或冠状,增大接触面积以分散压力,避免针尖嵌入焊盘。过驱量应控制在30-50μm,比铝焊盘小,防止过度压入。铜的硬度低于铝,但延展性强,切割时易产生毛刺。建议在测试过程中增加清洁频次,针压控制在15-20gf/针,既可保证稳定接触,又能减少焊盘损伤。

金焊盘:易形成合金,需防“金球”效应

金焊盘多用于高可靠性芯片。金的化学性质活泼,与探针材料在高温或大电流下容易形成金-铍或金-钨的金属间化合物,焊盘上出现“金球”或表面凸起,导致接触电阻不稳定。探针尖端建议选用镀铑(Rh)或镀钯(Pd)的材料,针尖形状推荐喇叭口或平顶,避免尖端刺入过深。过驱量应严格控制在20-30μm,防止金焊盘过度变形。针压建议设定为10-15gf/针,接触电阻通常较低,但需注意清洁间隔,每扎针2-3万次应清洁一次。

晶圆CP测试系统的探针选型,必须根据焊盘材质调整。铝焊盘选硬针、大过驱;铜焊盘防粘附、控压力;金焊盘防合金、轻接触。针对不同材质设定差异化的过驱量和清洁频率,并准备多套不同尖端形状的探针卡,才能在保证测试质量的同时延长探针寿命。

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