CP针卡（Probe Card）简介‌

CP针卡（Chip Probing Card）是半导体晶圆级测试（CP测试）中的核心接口器件，直接连接自动测试设备（ATE）与未封装芯片（Die）的焊盘（Pad）或凸块（Bump），实现电信号的精准施加与反馈采集。其性能直接影响测试精度、良率与成本。

结构组成‌

CP针卡采用‌三层集成架构‌，各部件协同完成高可靠性测试：

组件层级 材料/结构 功能说明
探针阵列‌ 钨（W）、铍铜（BeCu）、钯（Pd）或MEMS微针 直接接触芯片焊盘，传导测试信号；针尖直径可低至5μm，支撑高密度测试（>10,000针）
MLO基板‌ 多层有机材料（如BT树脂、ABF） 高密度布线载体，实现探针与PCB间的电气互联；支持50μm以下节距，具备优异信号完整性与热稳定性
PCB基板‌ FR-4或高性能环氧树脂 连接测试机接口，承载控制电路与电源分配；通常为多层刚性板，集成阻抗匹配网络

✅ ‌关键协同机制‌：探针→MLO基板→PCB→ATE，形成完整信号链。MLO基板是实现‌细间距、高频、高针数‌测试的不可替代组件，专利显示其与探针的对位误差需控制在±1μm以内。

工作原理‌
定位对准‌：晶圆被置于探针台，通过视觉系统精确定位待测Die。
接触触发‌：探针卡垂直下压，探针尖端以微米级力接触芯片焊盘，形成低阻抗电气通路（接触电阻<100mΩ）。
信号传输‌：ATE输出测试向量经PCB→MLO→探针，注入芯片；响应信号反向传回，完成参数测量（如Vth、Ioff、Rc等）。
数据采集‌：测试结果实时上传，不良Die被标记，供后续切割封装筛选。

⚠️ ‌测试约束‌：单次接触压力通常为5–20g，重复测试次数受限于探针磨损（MEMS针卡可达5,000次以上）。

主流技术类型对比‌
类型 结构特征 适用场景 优势 局限
悬臂式（Cantilever）‌ 探针呈弓形悬臂，从基板表面延伸 传统逻辑芯片、DDR存储器 成本低、制造简单 针痕深、密度低（<2,000针）、易损伤焊盘
垂直式（Vertical）‌ 探针垂直排列，通过弹簧或刀片弹性变形接触 AP、GPU、RF芯片 高密度（>8,000针）、针痕浅、支持细间距（<50μm） 结构复杂、维护成本高
MEMS探针卡‌ 采用微机电系统（MEMS）工艺制造硅基微针阵列 SoC、AI芯片、倒装芯片 高精度（±0.5μm）、可单针更换、寿命长、支持高频（>10GHz） 成本高、工艺门槛高、国产化率低

🔬 ‌技术演进趋势‌：MEMS探针卡正逐步取代传统悬臂与垂直结构，成为7nm及以下先进制程的‌主流选择‌。

MLO基板与CP针卡的集成关系‌

MLO基板并非独立部件，而是‌CP针卡的核心功能层‌，其集成方式如下：

结构层级‌：PCB（底层）→ MLO（中层）→ 探针（顶层）
功能定位‌：MLO承担‌高密度互连‌与‌信号完整性优化‌任务，替代传统PCB布线，解决高频信号串扰与阻抗不连续问题。