半导体上游核心耗材：探针卡概念梳理

一. 半导体制造

半导体制造包含数百道工序，可分为前道（晶圆制造）、后道（封装测试）两大阶段：

（1）前道工艺是在晶圆上构建晶体管与电路结构，主要步骤：晶圆准备→薄膜沉积→光刻→刻蚀→离子注入→抛光→晶圆终检。

（2）后道工艺是将合格晶圆转化为可用成品芯片，主要步骤：晶圆CP测试→晶圆减薄与切割→芯片贴装→引线键合→塑封→成品FT测试。

二. 晶圆CP测试

晶圆CP测试是晶圆制造完成后、封装前的关键环节，核心目的是测试每个裸片（Die）的电性能，提前筛除不合格芯片。

2.1 测试目的

（1）筛除不良品：在封装前提前筛除不良品，避免将有缺陷的芯片送入封装环节，降低封装成本、提升成品良率。

（2）前道工艺评估：通过测试数据反馈前道工艺偏差（如光刻偏移、离子注入不均），优化工艺参数。

（3）芯片分级：按测试参数对裸片进行分级，匹配不同定位产品（如CPU旗舰版/标准版/节能版），最大化商用价值。

2.2 核心设备

（1）探针台：负责晶圆的承载固定、精准对位与自动化流程执行。

（2）探针卡：连接测试机与晶圆裸片，其探针与焊垫接触，传输电信号。

（3）ATE测试机：生成测试信号（如电压、电流），并接收芯片反馈，判断其性能是否合格。

2.3 工作流程

（1）装载与校准：将晶圆放置在探针台上，真空吸附固定并校准位置，确保探针精准对准裸片焊盘。

（2）扎针与接触：探针台驱动晶圆抬升，让焊盘与探针卡针尖形成物理接触，建立电气连接。

（3）测试与标记：测试机通过探针卡向裸片发送测试信号，并接收芯片反馈，记录测试结果、标记不良裸片。

三. 探针卡概览

探针卡通过微米级探针阵列实现测试机与晶圆裸片的电气连通，直接决定CP测试的精度、效率、良率。

完整电气回路：ATE测试机→探针卡基板→探针阵列→晶圆裸片→探针阵列→探针卡基板→ATE测试机。

3.1 组成结构

（1）基板载体：多层PCB板或陶瓷基板，负责内部布线、信号传输，上端对接ATE测试机，下端固定探针阵列。

（2）探针阵列：由微米级金属探针（铼钨、铍铜）组成，按芯片焊盘的位置、间距精准排布；可集成数万根探针，同时对数十颗芯片并行测试。

3.2 主要特点

（1）定制化：不同芯片的制程、焊盘尺寸、引脚数量、测试需求完全不同，探针卡必须专属设计，无通用型产品。

（2）纳米级精度要求：先进制程芯片的焊盘间距在50μm以内，针尖位置精度要求±2μm以内，对工艺要求极高。

（3）耗材属性：针尖有固定使用寿命，达到扎针次数上限后，针尖磨损、接触电阻超标，需要更换或返修。

3.3 供应格局

（1）海外头部：FormFactor（美）、Technoprobe（意）、JEM（日）、MJC（日）。

（2）国内头部：强一股份（MEMS探针卡全球第六、国内第一）、和林微纳（MEMS探针卡国内第二）、精智达（专注存储芯片探针卡）。

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