淺談CP項目中的接觸電阻探測技術

接觸電阻的形式可分為三類：點接觸、線接觸和面接觸。接觸形式對收縮電阻Ｒｓ的影響主要表今朝接觸點的數目上。一般情況下，面接觸的接觸點數ｎ最大而Ｒｓ最小；點接觸則ｎ最小，Ｒｓ最大；線接觸則介于兩者之間。

之前在做Cp項目時，總是發現一些對電壓/電流值敏感的探測項yieldloss比預期的高，比如VOH，VOL和Vddmin的測量等等。手動扎到這些die上，有時候筆直就pass了，有時候雖然沒有一跑就pass，但是略微增加overdrive，也是能夠pass的。當時跟產線pE討論，究竟有哪些影響了探測結果？pE給的回答是接觸電阻。

Cres發生在兩個接觸的物體之間，會導致電或熱的損耗增加。

Cres主要由2部分組成：

metalliccontact，金屬接觸，也稱作locallizedphysicalmechanisms

filmresistance，薄膜電阻，也稱作non-conducTIvecontribuTIon

currentflow僅能從中間金屬接觸的部分通過。

在量產探測時，probeneedle每次touchdown的時候，都會刮擦diepad，在摩擦力和電磁場的作用下，會有一些沾污。由于非導電材料（例如：碎片、殘渣和氧化等）的積累，量產中的Cres變化，主要是由filmresistance導致的。

其他影響Cres的原由還有：

針尖的形狀變化導致的實際接觸面積的變化。（實際接觸面積與針尖形狀、壓力、和表面解決有關）

針尖的表面平整度變化，導致的接觸面積的變化。（越光滑的表面，接觸面積越大，Cres越低。越粗糙的表面，越易沾污。）

Cp探測的溫度影響氧化過程，以及碎片的構成。

如果任由Cres上升而不采取措施，會導致良率的分明下降。ref［1］

所以在量產過程中，往往會進行定期的needleclean來保證良率。

ref［1］

那么Cres究竟是怎么影響探測結果的呢？之前我恰好抓了張波形圖，這里給大家參考。第一張圖是沒有清針的時候畫出來的波形圖

沒有清針的波形圖，可以看到電壓不穩定

下面這張是清針后的波形圖：

清針后的波形圖，可以看到波形規整了很多

我想，通過上面4張圖，大家可以清晰地感受到，Cres對于Cp探測看得到的巨大影響了。

這里再談談清針。清針雖然可以幫我們把良率救回來，但是也有一些問題。

早期的清針辦法，往往是用磨針的方式。把針尖上的沾污磨掉。但這樣也會把針尖越磨越短，這樣實際接觸的點的面積就會越來越大。當probemark的面積大過一定范圍時，會導致封裝的可行性和可靠性變差。而在offlinemaintenance的時候，有時候會用溶液etch針尖，當把針尖etch得太細的時候，會導致touchdown時，局部壓強過大，可能會刺穿Alpad，損壞下方的電路。

ref［2］probeMark的面積與封裝失效（liftball起球）的對應關系

ref［3］Touchdown對于pad下面的電路的影響

目前常用的辦法是，Semi-abrasive半研磨性的清針和拋光。把針尖在類似于膠帶的材料上扎一下，把沾污粘下來的方式。這樣可以把對針尖的磨損降低，延長probecard的使用壽命。

ref［3］

在Cp探測廠，通常會依據probecard和產品的特性，定義一個cleaningrecipe。簡單來說就是測幾百顆，清一次針這樣的。但是其實任何清針方式，都會對針尖造成損傷。

作為一個探測工程師，其實是有方法協助探測廠，改進清針流程的。把按時清針，變成按需清針。

因為清針的目的，就是為了降低Cres。而Cres是可以通過ATE測出來的。這樣只要Cres依然在我們要求的范圍內，就可以不用清針，持續探測。我們可以用測Open/Short的方式，給pad加電流，測電壓。去掉二極管的管壓降，即可得到接觸電阻。

如果量產時能夠通過監控接觸電阻來按需清針，則可以進一步地延長probecard的壽命。

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