隨著先進(jìn)電子產(chǎn)品在性能不斷提升的同時(shí)持續(xù)微型化，當(dāng)今的先進(jìn)封裝技術(shù)日益依賴異構(gòu)集成，將多個(gè)專用芯片組合成單一的多芯片模塊（MCM）。從5G收發(fā)器到汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，這些緊湊型高性能設(shè)計(jì)正在不斷挑戰(zhàn)晶圓級(jí)射頻測(cè)試的極限。
在此背景下，細(xì)間距射頻校準(zhǔn)對(duì)保持測(cè)量準(zhǔn)確性與一致性變得至關(guān)重要——尤其是在80GHz以上毫米波頻段的測(cè)試環(huán)境中。
挑戰(zhàn)：高頻與微間距的碰撞
現(xiàn)代多芯片模塊（MCM）往往要求低于80μm間距的電氣連接，同時(shí)工作頻率超過(guò)80GHz。這種組合使系統(tǒng)對(duì)微小的工藝偏差或?qū)?zhǔn)變化都極為敏感，這些變化會(huì)影響回波損耗、插入損耗和阻抗等關(guān)鍵射頻參數(shù)。
當(dāng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用更窄間距時(shí)，通常會(huì)面臨以下核心問(wèn)題：
1. 由于工藝公差的存在，不同基板間的校準(zhǔn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生多大差異？
2. 射頻測(cè)量對(duì)探針與焊盤的對(duì)準(zhǔn)偏差有多敏感？
3. 在毫米波頻段，焊盤與接地間隙如何影響系統(tǒng)性能？
FormFactor解決方案：精密硬件與受控實(shí)驗(yàn)方法
FormFactor的金字塔探針（Pyramid Probe）可提供高達(dá)81 GHz的信號(hào)完整性，非常適合微間距晶圓測(cè)試。為實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量，我們采用與目標(biāo)器件幾何結(jié)構(gòu)匹配的定制阻抗標(biāo)準(zhǔn)基板（ISS），直接在探針尖端進(jìn)行校準(zhǔn)，從而最大限度減少系統(tǒng)誤差。
在2025年SWTest大會(huì)上，F(xiàn)ormFactor展示了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）研究，該研究通過(guò)Keysight PNA-X毫米波系統(tǒng)進(jìn)行高達(dá)110 GHz的測(cè)量（每個(gè)ISS包含864個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載），系統(tǒng)評(píng)估了校準(zhǔn)對(duì)以下因素的響應(yīng)：
??金屬焊盤寬度與電阻尺寸
??15μm/20μm/25μm三種焊盤對(duì)地間隙
??0μm/±5μm/±10μm三級(jí)探針-焊盤對(duì)準(zhǔn)偏差
核心發(fā)現(xiàn)：關(guān)鍵影響因素浮出水面
研究表明：焊盤對(duì)地間隙是校準(zhǔn)重復(fù)性與電感穩(wěn)定性的決定性因素：
??25μm間隙導(dǎo)致S參數(shù)和電感值出現(xiàn)最大波動(dòng)
??15μm與20μm間隙可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、一致的測(cè)量結(jié)果
??金屬焊盤寬度變化、電阻偏差或適度探針錯(cuò)位對(duì)校準(zhǔn)穩(wěn)定性影響微弱
該結(jié)論符合高頻特性：在毫米波頻段，即便微小的結(jié)構(gòu)變化也會(huì)對(duì)寄生效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。
晶圓測(cè)試的重要意義
對(duì)于生產(chǎn)和工程團(tuán)隊(duì)而言，這些研究成果指明了以下實(shí)踐方向：
??采用更嚴(yán)格的焊盤對(duì)地間隙公差設(shè)計(jì)校準(zhǔn)基板，以提升測(cè)試精度
??分析測(cè)試結(jié)果時(shí)需綜合考慮不同幾何參數(shù)對(duì)測(cè)量偏差的影響
??優(yōu)化測(cè)試單元間的校準(zhǔn)流程，提高良率并增強(qiáng)已知合格芯片（KGD）的識(shí)別能力
通過(guò)聚焦最關(guān)鍵的影響變量，測(cè)試團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)橄乱淮漕l器件實(shí)現(xiàn)規(guī)?；㈤g距晶圓測(cè)試。
隨著半導(dǎo)體器件日趨復(fù)雜且工作頻率不斷提升，保持精確且可重復(fù)的晶圓測(cè)試變得至關(guān)重要。FormFactor的研究表明：通過(guò)優(yōu)化校準(zhǔn)設(shè)計(jì)、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的探針技術(shù)以及嚴(yán)格的工藝控制，能夠?yàn)楫?dāng)今先進(jìn)封裝提供可靠的測(cè)試解決方案。