FEINMETALL
PROBECARDS
Probecards e Probe Heads
Probecards (schede per il test) e Probeheads (testine per il test) sono microadattatori utilizzati per collegare apparati elettronici di piccole dimensioni con i sistemi automatici per il test e sono utilizzati nel test di semiconduttori (wafer), circuiti ibridi e microcircuiti elettronici. La differenza principale tra i due prodotti è nella connessione con il sistema di test: nelle probeheads viene realizzato mediante cavi e connettori, nelle probecards avviene mediante un circuito stampato (PCB). Le prime sono quindi utilizzate quando il numero di connessioni non è elevatissimo ed il passo tra le piazzole per il test è relativamente grande, tenuto conto che si tratta di microadattatori. Questa tecnologia, utilizzata per le prime applicazioni all’inizio degli anni 80, è stata utilizzata da Feinmetall sia montando contatti a molla particolarmente piccoli, sia successivamente sviluppando la tecnica dei “Buckling Beams”, approfondita e perfezionata negli anni 90 con le probecards a sonde verticali “ViProbes™“.
ViProbes™ Vertical Probecards
Le ViProbes™ sono l’applicazione della tecnologia Buckling Beam alle probecards (vedi anche Probecards Epoxy Ring). Queste probecards sono utilizzate nel test di wafer con pad in silicio su substrato di alluminio o rame oppure anche su pad dorati. Il filo di cui sono composte le sonde è realizzato con speciali materiali a bassissima resistenza elettrica con l’elasticità meccanica più elevata possibile, che consente di ottenere un piccolo scrub sulla superficie del wafer (indispensabile per rimuovere l’ossido che la ricopre). La forza con cui la sonda spinge sul wafer è sostanzialmente costante al variare della corsa del prober (overdrive).
Il collegamento della testina di contattazione con la scheda PCB, che poi si interfaccia al tester, avviene in tre modi diversi:
- mediante ViProbe connector, che si interfaccia con l’estremità della sonda opposta a quella che contatta il wafer e viene saldato sulla piazzola dorata del PCB;
- mettendo direttamente in contatto l’estremità opposta dela sonda con la PCB (Direct Attach Mode);
- mediante lo space transformer, un circuito ceramico con pad corrispondenti ai pads del wafer da collaudare sul lato inferiore e con altri pad più grandi che si interfacciano direttamente sulla PCB sul lato superiore.
I vantaggi di questa tecnologia rispetto alla tecnologia Epoxy Ring sono notevoli ed hanno consentito di ampliare le frontiere del test dei semiconduttori:
- possibile test in parallelo di più chip (fino a tutto il wafer da 12”)
- maggior numero di sonde totali
- possibile “Area Probing” (test su tutta l’area del dispositivo)
- test a frequenze più elevate (oltre 1GHz per le Viprobes™ direct attached)
Feinmetall grazie alla sua esperienza maturata con le probeheads è diventata il principale produttore europeo di probecards verticali, che ha depositato con il marchio ViProbe™.
Probecards Epoxy Ring (cantilever)
Le prime probecards per il test di wafer sono state prodotte con la tecnologia a epoxy ring, un anello di resina epossidica che fissa tutte le sonde in una determinata posizione. Il collegamento delle sonde con la PCB viene realizzato mediante saldatura. Dal lato wafer la sonda in tungsteno, rame berillio o altro materiale conduttivo elastico, sporge dall’anello in resina di una lunghezza correlata al diametro della sonda in modo da esercitare una pressione sul pad del wafer più precisa possibile. La punta della sonda è opportunamente arrotondata in modo da avere uno scrub sulla piazzola atto a erodere lo strato d’ossido e garantire una buona contattazione.
I principali vantaggi delle probecards epoxy ring sono i ridotti costi e tempi di preparazione, l’elevata portata di corrente e la facile riparazione.
I limiti sono dati dal profondo scrub mark sul pad della UUT, che escludono alcune applicazioni su pad dorati non danneggiabili, la disposizione di più UUT in parallelo ed il numero massimo di sonde possibili.