GB/T 15394-2026 多探针测试台通用技术条件

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GB/T 15394—2026代替 GB/T 15394—1994

多探针测试台通用技术条件

2026-08-28发布 2027-03-01实施

国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

发布

前言

本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件代替 GB/T 15394—1994《多探针测试台通用技术条件》, 与 GB/T 15394—1994相比 , 除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

a) 更改了术语和定义(见第 3 章 ,1994年版的第 3 章) ;

b) 更改了技 术要 求 (见第 5 章 , 1994年版 的 5. 1. 4、5. 2、5. 2. 1、5. 2. 2、5. 3. 2、5. 4. 1、5. 4. 2、5. 4. 3、 5. 4. 4、5. 5. 1、5. 5. 2、5. 5. 3、5. 5. 4、5. 6、5. 7、5. 8、5. 9、5. 9. 2、5. 11、5. 12、5. 14、5. 15、5. 16) ;

c) 增加了电磁兼容性要求(见 5. 17) ;

d) 更改了试验方法(见第 6 章 , 1994年版 的 6. 3、6. 4. 1、6. 4. 2、6. 4. 3、6. 4. 4、6. 5. 1、6. 6、6. 7、6. 8、 6. 9. 2、6. 10. 1、6. 10. 2、6. 10. 3、6. 11) ;

e) 更改了检验规则(见第 7章 ,1994年版的 7. 1、7. 2. 2) ;

f) 更改了标志、包装、运输和贮存(见第 8章 ,1994年版的 8. 1. 2、8. 2. 3、8. 3)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口。

本文件起草单位 :三河建华高科有限责任公司、中国电子科技集团公司第 45研究所、中国电子技术标准化研究院、北京工业大学、燕山大学、昆山迈致治具科技有限公司、雯澜新(上海)半导体科技有限公司、矽电半导体设备(深圳)股份有限公司、多场低温科技(北京)有限公司。

本文件主要起草人 :段成龙、杨晓 静、曹可 慰、刘海 滨、赵俊 莎、吕磊、王伟、吴怡 然、周豪、宋伟 峰、华长春、王超、史泽远、邢莹、李扬、吴浩、张宝帅、宋子凯、王胜利、雷迪、吴贵阳、申世鹏。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

— 1994年首次发布为 GB/T 15394—1994;

— 本次为第一次修订。

1 范围

本文件界定了多探针测试台(以下简称 “探针台”)的术语和定义 ,规定了技术要求、检验规则、标志、包装、运输和贮存等要求 ,描述了相应的试验方法。

本文件适用于手动、半自动、全自动多探针测试台的设计、生产、检验和验收。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 , 注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 191 包装储运图形符号标志

GB/T 3768 声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包 络测 量面 的简

易法

GB/T 5080. 7 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 5226. 1 机械电气安全机械电气设备第 1部分 :通用技术条件

GB/T 6388 运输包装收发货标志

GB/T 6995. 2 电线电缆识别标志方法第 2部分 :标准颜色

GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件

GB/T 25915. 1—2021 洁净室及相关受控环境第 1部分 :按粒子浓度划分空气洁净度等级

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

多探针测试台 probe tester

利用金属探针将晶圆片上芯片的电极与测试仪(表)联接 , 以完成芯片电参数测试环节的设备。

手动多探针测试台 manualprobe tester

芯片或晶圆测试操作步骤由人工完成的探针台。

半自动多探针测试台 automaticprobe tester

能自动完成除晶圆加载、传输及预对准功能之外的其他探测步骤的探针台。

全自动多探针测试台 fully-automaticprobe tester

能自动完成包括图像识别、自动对准及晶圆传输、预对准等基本功能在内的所有探测步骤 ,并具有

多种功能的探针台。

步进工作台 stage

用来完成芯片或晶圆测试时相关步距值移动的结构。

注 : 探针台的基础。

吸片盘 chuck

探针台完成芯片或晶圆装载及测试功能的载盘。

注 : 具有芯片或晶圆吸附功能。

承片台 stage

完成芯片或晶圆的加载、扫正、芯片与测针的接触分离等功能的结构。

注 : 探针台的主要部件之一。

探针 probe

具有特定机械电气性能和结构尺寸的金属针。

注 : 针对不同的测试要求如交直流信号、高低频测试等 ,探针具有不同的结构、材料及制造工艺。

测试支架 positioner

能在一定范围内分别调节探针的 X、Y、Z 向距离(特殊场合要求 X、Y、Z、θ均能调节) ,用以安装固定探针的部件。

探边器 edgesensor

用来探测探针是否已测至被测晶圆片边缘的部件(传感器)。

打标记器 inker

给性能参数不合格的芯片打上标记的部件。

圆形测试 circulartest

以晶圆片圆心为中心的测试方式。

编辑测试 edittest

按照用户事先编辑的图形文件进行测试。

编辑抽测 editsampling

在晶圆内选择任意点进行测试。

探边测试 edgedetection test

根据探边器传感器信号的变化改变 X、Y 运行方向的芯片测试方式。

接口通信协议 interfacecommunication protocol

探针台和测试仪(表)完成通信或服务所遵循的规则和约定。

注 : 通信协议主要内容包括数据的格式、编码、信号等级、数据内容、含义以及控制信息、时序等。

通信接口 communication interface

探针台用来连接测试仪(表)和计算机之间按照接口通信协议进行数据传输和控制的物理接口。

注 : 应用 较多 的主 要是 电平 (TTL)、通用 接口 总线 (GPIB)、串口 (RS232)、网口 (LAN) 及半 导体 专用 协议

(SECS/GEM等)。

4 产品分类

按探针台的自动化程度可分为 :

a) 手动探针台 ;

b) 半自动探针台 ;

c) 全自动探针台。

5 技术要求

5. 1 一般要求

5. 1. 1 探针台上指示润滑、操作、安全等的标牌或标志 ,应符合相关标准的规定。

5. 1.2 探针台应有测试完毕后的自动回零、停机、报警等功能。

5. 1.3 导轨、丝杠、轴承、齿轮等运动部件应润滑良好 ,各润滑部位应在具体产品说明中明确规定。

5. 1.4 自动探针台晶圆测试基本方式 : 圆形测试、编辑测试、编辑抽测、探边测试等。

5.2 使用条件

5.2. 1 环境条件

环境条件应满足以下要求 :

a) 工作温度 :15 ℃ ~ 25 ℃ ;

b) 相对湿度 :30% ~ 70% ;

c) 洁净间洁净度不低于 GB/T 25915. 1—2021规定的 ISO 7级 ;

d) 其他 :远离电磁干扰及震动环境。

5.2.2 供电条件

供电条件应满足以下要求 :

a) 交流电 :220V±10V;

b) 频率 :50 Hz±1 Hz。

5.2.3 供气

供气条件应满足以下要求 :真空度 -0. 1 MPa~-0. 08MPa。

5.3 外观

5.3. 1 探针台外表面不应有凸起、凹陷、毛刺、粗糙、不平和其他损伤现象。

5.3.2 探针台外表面颜色均匀 ,色调一致 ,平整光滑不应有脱落、龟裂、流挂、起泡、划痕等现象 ,套色不应相互污染。

5.3.3 电镀及化学涂覆的零件表面应光滑 ,无斑点、锈蚀、起泡、脱层及明显划痕等缺陷。

5.3.4 操作面板及各种标牌应清晰耐久 ,其中的刻线、数字、文字和图形符号等标志应正确、均匀 ,并有涂色。

5.4 工作台位置控制精度

5.4. 1 半自动及全自动探针台 X-Y 向工作台垂直度不应超过 ±0. 005 mm。

5.4.2 半自动及全自动探针台定位精度不应超过 ±0. 010 mm。

5.4.3 半自动及全自动探针台行进分辨率不应大于 0. 005 mm。

5.4.4 半自动及全自动探针台重复精度不应超过 ±0. 003 mm。

5.5 承片台

5.5. 1 承片台在高位时吸盘端面圆跳动不应大于 0. 010 mm(包括吸盘回转及承片台沿 X 向和 Y 向移动时的示值误差)。

5.5.2 承片台重复精度不应超过 ±0. 003 mm。

5.5.3 承片台 Z 向行程不应小于 1 mm。

5.5.4 承片台回转角度不应超过 ±10°。

5.6 测试支架的调节范围

依据不同探针台使用要求 ,测试支架的调节范围应满足以下要求 :

a) X 向不小于 6 mm;

b) Y 向不小于 4 mm;

c) Z 向不小于 4 mm。

5.7 探边器的调节范围

依据不同探针台使用要求 ,探边器的调节范围应满足以下要求 :

5. 8 打标记器的调节范围

对于具备打标记器功能的探针台 ,打标记器的调节范围应满足以下要求 :

a) X 向不小于 6mm;

b) Y 向不小于 4mm;

c) Z 向不小于 4mm。

5.9 晶圆上下片及预对准机构

5.9. 1 上下片输片机构传送应灵活、平稳、准确。

5.9.2 晶圆预定位应准确、可靠。定位角度不应超过 ±1°。

5.9.3 机械手吸片应牢固、动作平稳、准确。

5. 10 图像 CCD 自动对准机构

5. 10. 1 探针台晶圆自动对准扫描时间不应大于 30 s。

5. 10.2 探针台自动对准精度不应超过 ±0. 003 mm。

5. 11 通信接口

除手动探针台外 ,半自动及全自动探针台均需配置与测试仪(表)连接的通信接口 ,实现探针台芯片电参数的自动测试功能。

5. 12 电气控制系统

5. 12. 1 X、Y 向步距范围 :一般为 0. 001 mm~ 99. 99 mm。

5. 12.2 各控制板卡、印制线路板与相应插座应接触可靠 ,不应有错位、卡死等现象。

5. 12.3 各开关电源、电机驱动器、控制器、I/O接线端等应排列有序 , 间隙合理。 内部走线应用线卡或线槽等结构件固定 ,并紧贴电气箱壁走线 ,不应悬浮或空中飞线。

5. 12.4 强弱信号线分离 ,关键信号线屏蔽 ,部分线路中加装线路滤波器、铁氧体磁环等。

5. 12.5 尽量使干扰源远离易受干扰的器件。

5. 12.6 对强干扰器件(如高压触发器)和易受干扰器件(如线路板)都加屏蔽罩隔离 ,从干扰源和干扰对象两方面屏蔽干扰。

5. 12.7 线路完整 ,绝缘层无破裂及漏电现象。

5. 12. 8 导线安装不应产生机械拉力 ,外部移动导线应敷设在耐腐材料的管内 , 以免损伤。对移动线束应采用特制线缆 ,保证线路工作可靠性要求。

5. 12.9 需要从机箱中抽出的部件 ,其连接线缆或导线应留足够余量。

5. 12. 10 元器件或电气部件等电气项目应按规定标记项目代号 ,并与相应图纸一致。

5. 12. 11 导线端应按 GB/T 6995. 2 的规定标记。

5. 13 噪声

探针台运行时其噪声应小于 56 dB(A)。

5. 14 振动

探针台运行时其振幅在 X、Y、Z 三个方向均应小于 0. 001 mm。

5. 15 可靠性

探针台平均无故障工作时间(MTBF)不小于 500 h,平均修复时间(MTTR)不大于 8 h。

5. 16 安全

5. 16. 1 应有防止人身事故和引起探针台损坏的安全措施。

5. 16.2 探针台应设置接地螺钉和明显的接地标志。

5. 16.3 动力电路与保护电路导线之间的绝缘电阻不应小于 1 MΩ。

5. 16.4 探针台应配置 “急停 ”按钮 ,探针台主电源开关置于 “断 ”位或按下 “急停 ”按钮时 , 除主电源开关电源输入线外 ,探针台的全部电源均应切断。

5. 16.5 吸片盘应与探针台机体及外壳绝缘 , 同时探针台可靠接地 , 防止高压测试时机体导电对人体的伤害。

5. 16.6 工作台应进行限位保护设计 , 防止探针台损坏及操作人员伤害发生。

5. 16.7 电机高速回零时敏感区域应设置警示标志 , 防止操作人员伤害发生。

5. 16. 8 吸片盘需要绝缘时 ,其对地的绝缘电阻应在 1 000 V 时大于 20 MΩ。

5. 17 电磁兼容性

电磁兼容设计应严格控制电源、驱动器及电机、气动元件等电磁辐射强度 , 电气控制箱内部模块之

间、元器件之间及交直流信号线之间具有良好的隔离及匹配 ,提高控制系统抵御外来干扰能力。

5. 18 成套性

5. 18. 1 制造厂提供探针台时 ,应包括主机、附件、易损件、气动元件、备件和随机技术文件 , 以及满足合同规定的其他技术要求。 附件、备件和随机技术文件应在具体产品说明中明确规定和说明。

5. 18.2 制造厂提供探针台时 ,应随机提供维修指导文件。

6 试验方法

6. 1 一般检查

按设计文件、产品说明书等有关技术文件 ,并实际操作探针台对照检查。

6.2 外观检查

用目测法对探针台进行外观检查。

6.3 工作台位置控制精度测试

6.3. 1 用标准方框尺和分辨率为 0. 001 mm 的千分表在针盘下有效测试区检测步进工作台 X、Y 向的垂直度。

6.3.2 用 1 级量块和分辨率为 0. 001 mm 的千分表在 X、Y 向的有效区间内检测探针台步进工作台定位精度。

6.3.3 用分辨率为 0. 001 mm 的千分表检测探针台步进工作台行进分辨率。

6.3.4 用分辨率为 0. 001 mm 的千分表在 X、Y 向的有效测试区间内检测探针台步进工作台的重复精度。测量次数 n≥10, 记录 每次 千分 表示 值L1 , L2 , L2 , … , Ln , 按公 式 (1) 求出 算术 平均 值L, 再按公式(2) 求出均方差 σ,取 ±3σ作为步进工作台的重复精度。

… … … … … … … … … … ( 1 )

式中 :

L — 工作台 n 次步进位移千分表测量值的算术平均值 ,单位为毫米(mm) ;

L1 — 工作台第 1 次步进位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

L2 — 工作台第 2 次步进位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

Ln — 工作台第 n 次步进位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

n — 工作台步进位移的总次数。

式中 :

σ — 工作台步进 n 次时 ,其位移千分表测量值的均方差数值 ,单位为毫米(mm) ;

(L1 -L) 2 — 工作台第 1 次步进位移测量值与 n 次步进位移测量值算术平均值差值的平方 ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

(L2 -L) 2 — 工作台第 2 次步进位移测量值与 n 次步进位移测量值算术平均值差值的平方 ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

(Ln -L) 2 — 工作台第 n 次步进位移测量值与 n 次步进位移测量值算术平均值差值的平方 ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

n-1 — 工作台步进位移的总次数减一。

6.3.5 对于行程大于 150 mm 的工作台 ,X、Y 向定位精度及重复精度、XY 垂直度、工作台行进分辨率值测量宜采用激光干涉仪测量 ,该仪器的结构能保证足够的静态、动态、热稳定精度。检测精度高、可靠性好、抗干扰能力强、响应速度快 ,具体测量方法可参照产品技术说明 书。X、Y 向定 位精 度及 重复 精度、XY 垂直度也可采用图像处理方法进行测量。

6.4 承片台测试

6.4. 1 用分辨率为 0. 001 mm 的千分表在有效测试区间内检测承片台吸盘在高位时的圆端面跳动 ,对于吸盘表面要求高(如镜面)的情况下 ,也可采用分辨率不大于 0. 001 mm 的非接触位移测量仪器(光学或电学位移测量仪器)检测承片台在高位时的圆端面跳动。

6. 4.2 用分辨率为 0. 001 mm 的千分表检测承片台 Z 向在有效测试行程内按照设定步距值位移的重复精度。测量次数 n≥10,记录每次千分表示值H1 ,H2 ,H2 , … ,Hn ,按公式(3)求出算术平均值 H ,再按公式(4)求出均方差 σ,取 ±3σ作为承片台的重复精度。

… … … … … … … … … … ( 3 )

H — 承片台 n 次 Z 向步距值位移千分表测量值的算术平均值 ,单位为毫米(mm) ;

H1 — 承片台第 1 次 Z 向步距值位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

H2 — 承片台第 2 次 Z 向步距值位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

Hn — 承片台第 n 次 Z 向步距值位移千分表测量值 ,单位为毫米(mm) ;

n — 承片台 Z 向步距值位移的总次数。

σ — 承片台 Z 向步距值位移 n 次时 ,其位移千分表测量值的均方差数值 ,单位为毫米

(mm) ;

(H1 -H) 2 — 承片台 Z 向步距值升降第 1 次位移测量值与 n 次步距值位移测量值算术平均值

差值的平方 ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

(H2 -H) 2 — 承片台 Z 向步距值升降第 2 次位移测量值与 n 次步距值位移测量值算术平均值

(Hn -H) 2 — 承片台 Z 向步距值位移第 n 次位移测量值与 n 次步距值位移测量值算术平均值

差值的平方 ,单位为平方毫米(mm2 ) ; n-1 — 承片台 Z 向步距值位移的总次数减一。

6.4.3 用百分表和游标卡尺检测承片台的 Z 向行程。

6.4.4 开机用角度尺检查承片台的回转角度。

6.5 测试支架的调节范围测试

6.5. 1 用直尺或游标卡尺检查测试探头在 X、Y、Z 三个方向的调节范围。

6.5.2 在不小于 30倍显微镜下逐个检查针头移动过程的稳定性。

6.6 探边器的调节范围测试

用直尺或游标卡尺检查探边器在 X、Y、Z 三个方向的调节范围 ,用晶圆片或代替晶圆片的薄片测试探边器边缘探测灵敏性。

6.7 打标记器的调节范围测试

用直尺或游标卡尺检查打标记器在 X、Y、Z 三个方向的调节范围 ,测试打点器(含线圈、衔铁)工作稳定性。

6. 8 晶圆上下片及预对准机构测试

开机模拟实测流程 ,测试上下片机构完成晶圆预对准及传输的可靠性及稳定性。

6.9 图像 CCD 自动对准机构测试

6.9. 1 开机用秒表检测图像自动对准从开始到完成时间。

6.9.2 用不小于 100倍的读数显微镜检测自动对准精度。

6.9.3 采用不同规格芯片测试图像自动对准机构的适应性及稳定性。

6. 10 通信接口测试

通过模拟或实测的方式检验探针台通信接口电路、软件和测试仪(表)之间信息交付是否符合接口通信协议的规定或约束。

6. 11 电气控制系统测试

6. 11. 1 任选 5个步距 ,用游标卡尺、千分表检查步距范围是否符合设置数值。

6. 11.2 用目测法检查整机各系统是否连接完好 ,接插件是否连接可靠。

6. 11.3 分别测试各控制系统逻辑功能是否符合设计要求。

6. 11.4 用目测法检查导线颜色。

6. 11.5 用目测法检查指示灯和按钮的颜色。

6. 11.6 用目测法检查导线装卡、走线情况。

6. 11.7 用目测法检查导线是否承受机械拉力 ,并检查外部移动导线的敷设情况。

6. 11. 8 抽出机箱中的部件 ,用目测法检查连接导线是否留有足够的长度。

6. 11.9 用目测法对照图样检查电气项目代号的标记是否合理、清晰、牢固。

6. 12 噪声测试

探针台开机运行 ,按 GB/T 3768规定的方法测量整机的噪声。

6. 13 振动测试

开机运行 ,将测振计置于主机台面上 ,检测整机振动情况。

6. 14 可靠性试验

探针台的可靠性按 GB/T 5080. 7 中规定的定时截尾试验方法检查 ,方案编号为 5 ∶ 7,截尾时间为

1. 46m0 (m0 为可接受的平均无故障工作时间) ,截尾失效数为 3。

6. 15 安全试验

6. 15. 1 用目测法检查有无接地螺钉及标志情况。

6. 15.2 用 1 000 V兆欧表测试动力电路与保护电路之间的绝缘电阻。

6. 15.3 按 GB/T 5226. 1 的有关规定 ,检测探针台的耐压情况。

6. 16 成套性检查

对照具体产品标准、说明书和供货合同检查探针台是否齐套。

7 检验规则

7. 1 检验分类

检验分类分为 :

a) 定型检验 ;

b) 出厂检验。

7.2 定型检验

7.2. 1 探针台在设计定型和生产定型时 ,应通过定型检验。

7.2.2 定型检验的项目 ,根据探针台类型按表 1 的规定进行。

表 1 检验项目

7.2.3 定型检验的样品数量为 2 台。

7.2.4 检验中出现故障 ,或某项目不合格时 ,应停止检验 ,待查出发生故障的原因 ,排除故障并提出故障分析报告后 ,重新进行该项检验。

7.3 出厂检验

7.3. 1 出厂检验由生产单位质量检验部门负责进行。

7.3.2 批量生产或连续生产的探针台 ,每台都应进行出厂检验 ,方可出厂。

7.3.3 出厂检验的项目根据探针台类型选择表 1相关内容进行。

7.3.4 出厂检验中出现任一故障时 ,应停止检验 ,待查出故障原因 ,排除故障后 ,重新进行检验。 重新检验后再次出现故障 ,则该探针台判为不合格。

8 标志、包装、运输和贮存

8. 1 标志

8. 1. 1 探针 台的 指示、控制、操作 等部 分应 有表 示各 功能 名称、位置、状况、方向、接地、指示、警告 等标志。

8. 1.2 探针台应有铭牌 ,并应固定在探针台明显部位 ,铭牌上至少应标出下列内容 :

a) 产品名称 ;

b) 产品型号或标记 ;

c) 制造厂名称 ;

d) 制造日期 ;

e) 出厂编号。

8.2 包装

8.2. 1 探针台的包装应符合 GB/T 13384—2008中“箱装”“防潮包装”“防震包装 ”的规定。

8.2.2 探针台的包装箱上应按 GB/T 191的规定 ,至少应标上 “小心轻放”“向上”“怕湿”“重心点”“由此起吊 ”五种包装储运图示标志。

8.2.3 探针台的包装箱上应按 GB/T 6388的规定 ,至少标出 “品名规格”“重量”“包装体积”“收发货地点和单位 ”。

8.3 运输

探针台在运输过程中应保持平稳 ,避免剧烈冲击。

8.4 贮存

探针台应放在防潮防尘通风良好的室内 ,不应露天存放﹐ 贮存期间每半年抽查一次 , 1 年后全面检查一次 ,清除锈迹和霉斑 ,然后封箱贮存。