垂直探针卡中探针和PCB连接方式介绍

垂直探针卡是集成电路芯片前测试的重要方式。寻找性能好、低成本探针卡是测试电子工程师不懈的追求。怎样更有效的连接探针和PCB线路板以适应电荷测试的需求尤为重要。文中对于竖直探针卡目前市面上比较常见的几类探针与PCB线路板的连接方法做简略论述及比照。

1前言

伴随着半导体材料技术的不断发展，做为配套产业的探针卡技术性也随之不断完善。探针卡构造正在逐渐从传统的悬壁探针卡衔接为特性更稳定显著的竖直探针卡，并催生出一系列有着特殊特征的探针卡种类。在一片竖直探针卡上，如何把细微的探针与PCB线路板靠谱连接以获取平稳的电信号传送是一项关键课题研究。文中主要针对目前市面上比较常见的几类探针与PCB线路板的连接方法做简略论述及比照。

2探针与PCB线路板连接方法归类

2.1线连接型

这类连接方式就是竖直探针卡早采用的一种类型，至今仍占市场中的非常大占比。它的主要特征要用特细的导线的两端连接PCB主板上的焊接和探针的针尾，参照图1。这样的设计在生产过程中依赖于人工控制，费用比较便宜，价格方面更有优势。但是对于织数非常多的探针卡，或多并行度测试的探针卡而言，因为很多输电线聚集在一起，彼此之间会在所难免造成串扰，尤其是对一些重要信号产生的影响，也会导致测试过程中遇到无法预知问题。因此针对高频率测试或高并行度测试而言，这类连接种类无法满足信号传输可靠性、特性阻抗的适配性等。

2.2HYBRID连接型

这类归属于线连接型改良版，特征是运用一块信号变换板作为探针针尾和PCB线路板间的二次连接。目地是把软导线长度大幅度减少，且较大程度的将输电线间的距离打开，以缓解因为输电线间太密所造成的信号串扰难题。这种方法在一定程度上优化了线连接型的缺陷，价格就会比线连接型高一点。但是由于改变不了软导线连接的实质，仍不太适合高频测试的需要。

2.3直联型

直联型是在PCB主板上立即做出与探针针尾的接触面，只需要将探针头精准定位后固定于PCB表层就可以。这一类型的优势由结构简易，信号转站少，传送平稳。但遭到各种各样物理学环境的影响，例如单珠处理芯片内被测试Pad的总数、Pad间Pitch尺寸、多并行度测试的总数等危害，并非所有新项目都能够取得成功选用此类连接方法。此外，因为直接把探针头固定不动在PCB上，探针深层（探针针头间距主PCB下表层的间距）并没有可调式量。但在同一软件上根据不同商品这一主要参数基本原则在不大的范围之内，因此能否在原有软件上运用此类连接方法，还要考虑到同一平台上的不同的产品间探针深度设计的一致性难题。

2.4MLO/MLC连接型

这类是当前特性合适的选择。特征是根据一片MLO（Multi-LayerOrganic）或MLC（Multi-LayerCeramic）做为信号传输媒体，将主PCB板与探针头针尾连接。将MLO或MLC固定不动在PCB板上面有二种比较常见的连接方法。一种是选用相近BGA封装形式的方式植球，再通过回流焊炉方式进行MLO/MLC电焊焊接在PCB上，另一种是运用导电胶条将MLO/MLC固定不动在PCB上，如下图3所显示。与线连接型对比，因为使用了MLO或MLC做为信号连接物质，能从设计方案前期就把信号传输过程中会受到的影响考虑在内，从产品视角防止信号串扰难题，保证较好的匹配电阻，并且能够适用高频率信号的传送。与直联型对比，能够通过调整MLO/MLC薄厚来调整的探针深层。所以这样的连接种类有广泛适用范围。但优良特性的完成也相匹配了高成本费，因此价钱也较高；此外总体生产周期会比线连接型长许多。

3怎样选择适合自己的连接种类

之上简单介绍的那几类连接种类可以说各有利弊。按照实际新项目的需要选择适合自己的种类，并实现既满足测试要求，又把成本管理到至少是测试电子工程师必须衡量和决定的。假如测试工作频率不太高，并行度相对较低，线连接就能满足核心需求，成本费上都节约许多；但是对于高频率或高并行度测试，因为竖直探针卡一旦竣工难以变更，首先要了解的不是价钱，反而是确保电信号传输可靠性，那样才不容易在大批量生产中屡屡发生难题，也是以另一方面提升设备使用率，降低成本。总而言之，依据实际需求选择合适的才是根本。