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半导体测试板（ATE）的分类及PCB加工要求

2024.07.27

什么是半导体测试板（ATE）？

ATE，全称Automated Test Equipment，是晶圆和芯片封装之后，进行功能和性能自动化测试的设备。ATE设备可以进行芯片的参数测试、功能测试、性能测试、故障检测、可靠性测试等，在半导体的制造过程中扮演着至关重要的角色。

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芯片的生产流程用到的ATE PCB

如上图，不同类型的ATE测试机需要不同的ATE板。

探针卡（Probe Card）：探针卡用于测试未切割和未封装的半导体器件，通过对晶圆上的每个芯片进行电气测试，筛选出参数在要求范围内的器件进行封装。

负载板（Load Board）：在Final Test测试设备上面需要用到负载板，负载板用于在器件封装后对器件进行功能或性能测试，筛选出封装后的不良器件。对于有高速接口的IC来讲，对应的负载板通常会有严格的阻抗要求。

老化测试板（Burn-in Board，简称BIB）：老化板（BIB）用于封装后芯片的老化测试，如热循环或加速开关循环，以暴露器件的早期失效故障。老化板的PCB材料必须能够承受长时间和反复的高温环境暴露，具有极高的可靠性。

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ATE板的PCB加工的要求

随着集成电路（IC）变得更小更复杂，ATE测试板的密度和复杂性也随之增加。

对准精度和高纵横比

Load Board的层数通常在30层以上，BGA pitch 通常在0.35到0.5mm，钻孔到导体距离低于4mil，并行测试通道：4 sites、8 sites，到16 sites。对于PCB的层间对准、钻孔精度、高厚径比下的镀铜和树脂塞孔工艺都提出了更高的要求。

超高密度测试接口

Probe Card上BGA的pitch通常在85~200um之间，高端的产品会在40~55um之间。精细线路接近封装基板，如果线路超出PCB制程能力时，就需要使用封装基板工艺的MLO/MLC转接板，转接之后进行测试。

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转接板示意图

平整度

探针卡和高端ATE的PCB对平整度有很高的要求，翘曲率应控制在0.1%~0.2%以内。BGA区域的焊盘高度差应保持在50um（2mil）以内，更严格时要求范围保持在25~28um（1mil）以内。

外观质量

由于待测单元（DUT）区域通过探针与焊盘建立连接，因此对要求焊盘不能有凹陷或损坏，焊盘金面也不能有划痕或粗糙度问题。

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DUT Pad 平整度要求

信号完整性

高端ATE板要求指出阻抗公差为±5%，并且残桩stub长度在8到12mil以下，由于阻抗要求严格，对于镀层、蚀刻均匀性和背钻工艺能力要求都十分严格。

JN江南电路ATE专精产品线

JN江南电路在复杂ATE板制造方面拥有丰富的经验，例如高厚径比钻孔、脉冲镀孔、DUT Pad和PCB的高平整度控制、<.002”的层间对准精度、ENCAP工艺和通孔键合技术。此外JN江南电路拥有先进的PCB技术实验室，可以进行新材料的验证和可靠性测试。

围绕ATE板批量很�。枰焖俳桓兜奶氐悖琂N江南电路建立了一套高效的交付流程。在制造前的DFM沟通、工程制作、物料准备，制造过程中专线生产和订单发货后的售后服务，充分满足芯片研发设计的周期需要。

JN江南电路ATE系列板介绍

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