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ACCRETECH東京精密高性能探测机的工作原理

更新时间:2025-09-11点击次数:22

ACCRETECH(东京精密)的高性能探测机(Prober)主要用于半导体晶圆的电性测试。它能在芯片封装前,通过精密的探针与晶圆上的芯片焊盘(Pads)或凸块(Bumps)接触,进行电学性能测试和功能验证,从而筛选出不合格的芯片。

为了帮你快速了解它的核心组成部分是如何协同工作的,我用一个表格来汇总:


核心组件功能描述实现高精度/高效率的秘诀
精密机械平台承载并精准移动晶圆,使每个芯片依次移动到测试位置。采用高刚性结构线性电机精密滚珠丝杠驱动,确保快速移动和精准定位(精度可达微米级)。
探针卡与探针探针卡上装有无数细小的探针,负责与晶圆上的焊盘接触,形成电学连接。探针通常由铍铜等耐磨、导电性好的材料制成,针尖极其细小。
光学对位系统通过高倍率显微镜和CCD相机,精确定位晶圆上的测试键和探针针尖的位置。提供高分辨率图像,配合图像处理软件实现自动模式识别和对位(如“自动要素判定功能")。
控制系统与软件是整个探测机的“大脑",协调所有部件工作,并处理测试数据。提供自动化配方管理(保存不同产品的测试参数)、地图数据处理(定义芯片位置)、数据分析和报告生成功能。
附加选项为特殊测试需求提供支持。例如:高温 chuck(测试芯片高温特性)、低温模块(测试低温特性)、防静电(ESD)保护等。

🧭 工作流程

一台探测机的工作流程,可以概括为以下几步:

  1. 晶圆加载与校准:操作人员将晶圆放入探测机并固定。机器视觉系统会识别晶圆上的定位标记,进行精确定位。

  2. 自动对位:光学系统扫描晶圆,创建晶圆地图,精确识别每一个芯片的位置。同时,探针卡上的探针也会被校准,确保探针能与芯片焊盘准确接触。

  3. 精密移动与测试:机械平台根据指令,将晶圆上的第一个芯片精确移动到探针卡下方。承座上升,使探针与芯片焊盘可靠接触,测试机(Tester)随即施加电信号进行测试。

  4. 重复测试:完成一个芯片测试后,承座下降,机械平台迅速而精准地将下一个芯片移动到测试位置,重复测试过程。

  5. 数据标记与分类:测试完成后,探测机或后续工序会根据测试结果,通过墨水或电子方式标记出不良芯片,以便在封装阶段剔除。

🔧 追求高性能的关键技术

ACCRETECH探测机能实现高性能,离不开几项关键技术:

  • 高精度与高刚性结构:确保平台移动稳定,减少振动,保障定位精度。

  • 先进的运动控制技术:如线性电机驱动,提供高速、平滑、低振动的运动,这对于高精度测量至关重要,相关技术在東京精密的测量产品(如SURFCOM系列)中有应用

  • 智能视觉与软件算法高分辨率的光学系统和强大的图像处理算法能快速准确地完成对位。软件系统支持配方管理和数据兼容,方便快速切换产品。

  • 丰富的选项与定制化:提供如高温、低温测试等选项,满足功率器件等特殊测试需求,构建灵活的测量环境。

🌐 主要应用领域

这类高性能探测机主要应用于:

  • 半导体制造前道:晶圆切割封装前的电性测试和功能测试。

  • 集成电路测试:包括逻辑芯片、存储器(DRAM, Flash)、模拟芯片等。

  • 功率器件测试:如IGBT、MOSFET等,可能需要高压、大电流或高低温测试环境。

  • 先进封装:如晶圆级封装(WLP)的测试。

  • 研发与故障分析:用于新芯片设计的验证和失效芯片的分析。

💡 总结与提醒

ACCRETECH東京精密的高性能探测机通过精密的机械、电控和光学系统的协同工作,实现了对半导体晶圆的高速、高精度电性测试。


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