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探针激光焊接
激光焊接已成为悬臂探针(尤其是MEMS探针)组装和封装领域的一项前景广阔的技术，与传统焊接方法相比,它具有精度高、局部加热和灵活性强的优点。激光焊接能够精确放置和连接探针卡中用于测试半导体器件的超细间距悬臂弹簧销。
局部加热效应
在键合过程中，局部激光加热能够精确控制特定区域的温度，从而将周围材料的热应力降至最低。这种技术对于键合对温度敏感的元件或热膨胀系数不同的材料特别有用。通过使用均质且形状规则的激光点，可以实现局部热积聚效应，从而在不对相邻区域造成损害的情况下对晶片测试探针进行微焊接。
局部激光加热的关键方面包括:
• 冷却后牢固的焊点；
• 具有以最小间距(低至30微米)接合晶片探针的潜力；
• 由于温度循环迅速,表面氧化的风险降至最低。
激光键合技术
晶片探针卡的激光辅助键合(LAB)工艺使用聚焦激光束加热并熔化焊料，从而在电子元件中建立精确可靠的连接。
LAB是对垂直探针或悬臂式探针的非接触式加热，与传统焊接方法相比，该技术具有以下优点:
• 适用于微焊接应用的高精度需求，是日益紧凑封装的理想选择；
• 非接触式加热可降低损坏敏感元件的风险；
• 可定制激光束形状(例如线形、方形、矩形或双点)，适用于特定探针和测试卡布局；
• 可在传统加热工具无法触及的狭窄或难以到达的区域进行焊接。
先进的激光焊接技术包括多点法，可显著缩短生产时间并提高焊接质量，这些创新使激光焊接在半导体制造和微电子制造中越来越受欢迎。
用于晶圆测试的MEMS探针
MEMS悬臂探针彻底改变了半导体行业的晶圆测试，与传统探针卡相比具有显著优势。这些微米级探针具有卓越的电气性能、更高的引脚数和更高的可靠性，适用于集成电路测试。
MEMS探针的主要优点包括：
• 接触力减小，对易损键合垫的损坏降至最低；
• 平面度和对准度提高，确保所有引脚接触稳定；
• 测试高速器件的频率更高；
• 能够适应先进半导体节点中的细间距布局。
MEMS探针卡利用微加工悬臂阵列(通常由硅或金属合金等材料制成)与被测器件建立临时电气连接。悬臂设计可实现可控偏转，在适应晶圆表面形貌变化的同时提供稳定的接触力。这项技术能够更精确、更高效地测试复杂的半导体器件，有助于提高芯片制造工艺的良率并降低成本。
关于探针卡带来的成本降低
由于半导体器件的复杂性和数量不断增加，对探针卡制造的需求也显著增长。随着集成电路的日益复杂，制造商面临着在保持高质量标准的同时降低测试成本的压力。探针卡在此过程中发挥着至关重要的作用，能够同时高效地测试多个晶片。
为了解决成本问题，业界致力于开发具有以下特性的探针卡：
• 提高并行性，一次最多可测试1500个晶片；
• 提高耐用性，某些设计在两次清洁之间可进行多达30万次接触；
• 采用先进技术，例如基于MEMS的探针，用于更高引脚数和更小的间距；
• 通过更快的维修和认证流程减少库存需求。
这些进步大大节省了成本，一些制造商表示：“设计精良的探针卡通过缩短上市时间和提高产量，其价值可达成本的2-3倍。”随着半导体行业的不断发展，探针卡制造商正在专注于创新解决方案，以进一步降低总拥有成本，同时满足下一代设备的需求。
MEMS探针卡的优势
• 成本效益：因为MEMS探针卡功能先进，所以其高效的制造工艺和使用寿命长，往往更具成本效益。
• 降低测试成本：MEMS探针卡能够一次性同时测试数千个器件，例如DRAM存储器，从而降低整体测试成本。
• 创新应用：MEMS探针卡可用于各种应用，包括汽车集成电路测试和微处理器测试，通过高并行性的晶圆探测满足复杂的测试要求。
MEMS探针卡是半导体测试技术的一大进步，能够提供满足电子行业快速发展的需求的精度和效率。
先进半导体封装探针卡
由于先进2.5D和3D集成电路封装的复杂性，用于测试这些集成电路的探针卡面临着独特的挑战。这些探针卡必须适应细间距、高引脚数，并在高频下保持信号完整性。
2.5D和3D封装探针卡的主要功能包括：
• 能够以超过3GHz的速度进行测试，以满足高带宽存储器(HBM)和其他高速设备的需求；
• 支持对部分组装的单元进行测试，以降低多晶片封装的报废成本；
• 先进的热管理，可在高速测试期间控制设备温度；
• 专业的探针设计，可处理先进封装中常见的小焊盘尺寸和紧密间距。
制造商正在开发创新的解决方案，例如基于MEMS的探针卡，它具有高并行性和测试这些复杂封装所需的精度。这些进步使2.5D和3D IC的测试更加高效，有助于降低整体测试成本并提高先进封装技术的产量。
关于MEMS探针的更多信息
MEMS(微机电系统)探针卡是半导体制造中用于测试晶圆上集成电路(IC)的先进测试工具。它们利用MEMS技术制造出精度达到微米级的探针，这对于满足现代半导体测试的需求至关重要。
MEMS探针卡的主要特点：
• 微米级精度：MEMS技术能够制造出与集成电路的输入/输出焊盘和电源连接高度精确接触的探针，这种精度对于测试尖端半导体工艺节点中的细间距和高引脚数器件至关重要。
• 高密度探针阵列：与传统方法相比，MEMS探针卡能够以更低的成本制造高密度探针阵列，这一特性使其适用于高速集成电路的测试。
• 耐用性和使用寿命：MEMS探针的设计能够承受超过一百万次的接触循环，使其在半导体测试中能够反复使用，坚固可靠。
• 与先进封装的兼容性：这些探针卡在应对先进的2.5D和3D封装技术带来的挑战方面尤为有效；它们能够满足各种温度要求，并为射频应用提供高带宽和信号完整性。