【应用】史密斯英特康Volta180系列探针头，使用寿命达100万次，可快速提升WLCSP测试产能

时间： 2022-07-12 来源：Smiths Interconnect

技术问答

现如今，随着手机等电子产品尺寸不断缩小，WLCSP封装已成为移动IC炙手可热的实际封装解决方案。芯片制造商需要解决方案来快速调试新产品，并迅速将芯片提升到量产阶段HVM（High Volume Manufacturing），同时实现较高的产品良率。

为了跟上手机开发领域的快节奏，芯片供应商必须尽可能以更低的成本，更短的时间并如期的地推出新的芯片。在此过程中，芯片供应商必须克服各种测试带来的挑战，如期将WLCSP器件快速提升到量产阶段。测试头（Probe Head）是连接WCLSP器件与ATE测试设备的重要环节。

为了能够达到最大投资回报率，芯片制造商必须选择一种能够同时满足工程试验阶段和量产阶段的测试结构的产品。因为芯片制程测试的步骤是顺序性的，所选择的测试产品最理想的结构是能够允许其灵活地在多种条件之间进行切换，从单工位到多工位，从单个器件到整个晶圆阶段测试，以及从验证/调试到量产测试。在这些不同的测试应用中重复使用测试硬件可以节省大量成本。

在为WLCSP测试应用开发探针头时，最重要的一个方面是确保硬件每次都按时交付。一旦知道封装尺寸，多工位的测试布局确定下来，测试工程团队必须迅速启动探针头的设计项目、及时生产并交付。

对于WLCSP测试工程团队而言，最大的挑战是要选择一个产品既能支持单个器件测试需求又能满足完整的晶圆级测试需求。在研发阶段，客户通常希望能尽快拿到芯片进行测试验证。因此，在很多情况下，客户会从晶圆厂采购从MPW(多产品晶圆片)上切割下来的单个器件，从而使单个器件裸片成为第一个到达实验室的器件。

为了测试这些器件，测试工程师必须使用一个探针头来快速配置手动测试，目的在于可以同时测试一个或多个器件。需要注意的是，测试过程中，必须用一个手动测试盖(lid)将器件压紧到探针头上，并且此测试装置的电气性能必须与整个晶圆级封测装置几乎相同。同时，在整片晶圆量产测试之前，通过在多工位上调试每个工位的信号路径可以大大提升量产阶段的生产效率。

当完整的晶圆可用时，测试工程团队必须迅速行动来验证多工位测试程序，同时需要考虑在一个大型阵列中各个位置间变化的可能性以及相关的电气扇出性能。为了确保芯片的及时量产和发布，在WCSLP测试阶段的机械结构和电气性能都必须事先考量，包括来自于多工位的累计误差，从ATE设备的探针到WAFER的连接都必须提前仔细规划。

如果在单个器件测试或晶圆级测试阶段，任何不匹配都可能导致整个项目严重延后。对于大多数的微间距测试应用（低于250µm），通常需要增加额外的扇出或“空间转换”解决方案，以使WCSLP pad间距适应PCB Pad间距。

Volta180探针头系列

史密斯英特康（Smiths Interconnect）的WLCSP系列Volta探针头可自如应对上述挑战。Volta系列探针头专门针对180µm及以上间距的晶圆级封装(WLP)、芯片晶圆级封装(WLCSP)和已知良好芯片(KGD)的高可靠性测试，并满足帮客户减少测试时间和增加产量的需求。

Volta探针头系列可选择的阵列的间距范围为500µm至180µm。对于低于250µm间距的器件测试，可以使用Volta Fan-Out PCB将探针头布线到400µm或800µm的PCB上。

多工位探针头需要在苛刻的量产环境中提供可靠、强大的测试性能。史密斯英特康的Volta探针头设计方便清洁、易于维修，并在提供数十万次测试后时，仍然保持稳定的良率。而且Volta探针头模块化的墨盒设计为维修期间可快速更换，生产停机时间几乎为零，这样一来，OSAT合作伙伴只需耗费最低的成本来更换或修理单个探针元件。

· Volta180低且稳定的接触电阻提供高准确度测试，可达750000个接触点

· 卓越的并行度设计在同一时间可进行64个工位测试或5000个独立的弹簧探针，具有高效的生产力

· 模块化的墨盒设计在维修期间可快速更换，停机时间几乎为零。

· 全钻孔探头阵列设计可允许现场配置探头位置，一个Volta180探针头可测试多个产品

得益于史密斯英特康与业界内领先的WCLSP芯片供应商的长期合作，公司的测试研发团队拥有丰富的经验。在几周内，公司即可完成探针头的设计和生产，满足单个芯片从单工位到128工位的初启测试，同时也能够高效应对大规模量产的需求，实现探针头的快速交付。

史密斯英特康的Volta探针头具有一流的弹簧探针技术，卓越的结构设计，优质的工程材料以及先进的加工技术。针对WLCSP和WLP测试中存在的严苛挑战，Volta探针头测试性能稳定，使用寿命可达100万次，能够为客户大大降低拥有成本及带来更好的投资回报率。

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