本文準(zhǔn)備談?wù)凜RES-Contact Resistance， 接觸電的相關(guān)技術(shù)。
接觸電阻的形式可分為三類(lèi)：點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。接觸形式對(duì)收縮電阻Ｒｓ的影響主要表現(xiàn)在接觸點(diǎn)的數(shù)目上。一般情況下，面接觸的接觸點(diǎn)數(shù)ｎ最大而Ｒｓ最?。稽c(diǎn)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(xiàng)目時(shí)，總是發(fā)現(xiàn)一些對(duì)電壓/電流值敏感的測(cè)試項(xiàng)yield loss比預(yù)期的高，比如VOH， VOL和Vddmin的測(cè)量等等。手動(dòng)扎到這些die上，有時(shí)候直接就pass了，有時(shí)候雖然沒(méi)有一跑就pass，但是稍微增加over drive，也是能夠pass的。當(dāng)時(shí)跟產(chǎn)線PE討論，到底是什么影響了測(cè)試結(jié)果？PE給的回答是“接觸電阻”。
Cres發(fā)生在兩個(gè)接觸的物體之間，會(huì)導(dǎo)致電或熱的損耗增加。
Cres主要由2部分組成：
metallic contact，金屬接觸，也稱(chēng)作locallized physical mechanisms
film resistance，薄膜電阻，也稱(chēng)作non-conductive contribution
current flow僅能從中間金屬接觸的部分通過(guò)。
在量產(chǎn)測(cè)試時(shí)，probe needle每次touch down的時(shí)候，都會(huì)刮擦die pad，在摩擦力和電磁場(chǎng)的作用下，會(huì)有一些沾污。由于非導(dǎo)電材料（例如：碎片、殘?jiān)脱趸龋┑姆e累，量產(chǎn)中的Cres變化，主要是由film resistance導(dǎo)致的。
其他影響Cres的原因還有：
針尖的形狀變化導(dǎo)致的實(shí)際接觸面積的變化。（實(shí)際接觸面積與針尖形狀、壓力、和表面處理有關(guān)）
針尖的表面平整度變化，導(dǎo)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測(cè)試的溫度影響氧化過(guò)程，以及碎片的構(gòu)成。
如果任由Cres上升而不采取措施，會(huì)導(dǎo)致良率的明顯下降。ref［1］
所以在量產(chǎn)過(guò)程中，往往會(huì)進(jìn)行定期的needle clean來(lái)保證良率。
ref［1］
那么Cres到底是怎么影響測(cè)試結(jié)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(méi)有清針的時(shí)候畫(huà)出來(lái)的波形圖
沒(méi)有清針的波形圖，可以看到電壓不穩(wěn)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(guī)整了很多
我想，通過(guò)上面4張圖，大家可以清晰地感受到，Cres對(duì)于CP測(cè)試看得到的巨大影響了。
這里再談?wù)勄遽槨Ｇ遽橂m然可以幫我們把良率救回來(lái)，但是也有一些問(wèn)題。
早期的清針?lè)椒?，往往是用磨針的方式。把針尖上的沾污磨掉。但這樣也會(huì)把針尖越磨越短，這樣實(shí)際接觸的點(diǎn)的面積就會(huì)越來(lái)越大。當(dāng)probe mark的面積大過(guò)一定范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致封裝的可行性和可靠性變差。而在offline maintenance的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)用溶液etch針尖，當(dāng)把針尖etch得太細(xì)的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致touch down時(shí)，局部壓強(qiáng)過(guò)大，可能會(huì)刺穿Al pad，損壞下方的電路。
ref［2］ Probe Mark的面積與封裝失效（lift ball 起球）的對(duì)應(yīng)關(guān)系
ref［3］ Touch down對(duì)于pad下面的電路的影響
目前常用的方法是，Semi-abrasive“半研磨”性的清針和拋光。把針尖在類(lèi)似于膠帶的材料上扎一下，把沾污粘下來(lái)的方式。這樣可以把對(duì)針尖的磨損降低，延長(zhǎng)probe card的使用壽命。
ref［3］
在CP測(cè)試廠，通常會(huì)根據(jù)probe card和產(chǎn)品的特性，定義一個(gè)cleaning recipe。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是測(cè)幾百顆，清一次針這樣的。但是其實(shí)任何清針?lè)绞?，都?huì)對(duì)針尖造成損傷。
作為一個(gè)測(cè)試工程師，其實(shí)是有辦法協(xié)助測(cè)試廠，改進(jìn)清針流程的。把按時(shí)清針，變成按需清針。
因?yàn)榍遽樀哪康模褪菫榱私档虲res。而Cres是可以通過(guò)ATE測(cè)出來(lái)的。這樣只要Cres仍然在我們要求的范圍內(nèi)，就可以不用清針，繼續(xù)測(cè)試。我們可以用測(cè)Open/Short的方式，給pad加電流，測(cè)電壓。去掉二極管的管壓降，即可得到接觸電阻。
如果量產(chǎn)時(shí)能夠通過(guò)監(jiān)控接觸電阻來(lái)按需清針，則可以進(jìn)一步地延長(zhǎng)probe card的壽命。