Nel regno della produzione dei semiconduttori, dove precisione e affidabilità sono fondamentali, una componente critica che svolge un ruolo indispensabile è la probe card. Una chiave per sbloccare il potenziale di ogni microchip, capace di garantire che siano soddisfatti i rigorosi standard richiesti da questa tecnologia
La probe card è essenzialmente un'interfaccia o una scheda utilizzata per eseguire test su wafer di semiconduttori. Viene utilizzata per collegare i circuiti integrati situati su un wafer all'ATE al fine di testarne i parametri elettrici e le prestazioni prima che vengano prodotti e spediti.
Per semplificare, si consideri il processo di produzione dei semiconduttori. Durante la produzione di silicio, diversi circuiti integrati vengono realizzati su un wafer di semiconduttore. Questo wafer viene poi tagliato in dice, a loro volta racchiusi nel proprio package. Tuttavia, prima di procedere al packaging, i circuiti devono essere controllati per verificarne la funzionalità. Questo test elettrico viene condotto con l'aiuto di una probe card che, montata su un prober è poi collegata a un tester per creare un percorso elettrico tra il wafer di semiconduttori e il tester. La probe card utilizza quindi i suoi aghi per connettersi con le piazzole dei chip del circuito integrato sul wafer e rilevare le informazioni elettriche e i parametri che devono essere testati.
L’alta tecnologia nei test dei semiconduttori è italiana
Technoprobe è l’unico produttore italiano di probe card che opera anche vantando notevoli risultati a livello mondiale in termini di volumi e fatturato (secondo produttore a livello mondiale); infatti annovera nel proprio portafoglio di collaborazioni e partnership, i più grandi produttori mondiali di microchip che operano nei settori della microelettronica, dell’informatica e del digitale.
Costituita nel 1996 è specializzata nella progettazione e nella realizzazione di interfacce elettro-meccaniche, le probe card, utilizzate per il test di funzionamento dei chip. Il segmento in cui opera è quello del testing dei semiconduttori di tipo non-memory o SOC (system on chip).
Questi dispositivi ad alta tecnologia sono fatti su misura sullo specifico chip e consentono di testarne il funzionamento durante il processo di costruzione.
Si tratta di progetti e soluzioni tecnologiche che garantiscono il funzionamento e l’affidabilità dei dispositivi che hanno un ruolo determinante nell’industria dell’Information Technology, del 5G, dell’Internet of Things, della domotica, dell’automotive, dell’aerospaziale… e altro.
Technoprobe è quindi un anello indispensabile nella supply chain per la produzione di quei chip che sono il cuore del mondo tecnologico.
Technoprobe ha 16 sedi nel mondo, a Cernusco Lombardone (LC), è presente un centro produttivo che occupa una superficie coperta di circa 18,000 mq. Inoltre, il gruppo ha altri due stabilimenti produttivi in Italia: il primo di circa 3.000 mq ad Agrate (MB), e il secondo di circa 5.000 mq ad Osnago (LC). Sempre in Italia, nel 2022, è stato aperto anche un Design Center a Catania e nuovi uffici a Vimercate (MB) negli spazi della sede storica di IBM. Infine, il gruppo dispone di altre 11 sedi a livello mondiale, distribuite tra Europa (Francia, Germania), Asia (Corea del Sud, Cina, Giappone, Filippine, Singapore e due sedi a Taiwan) e Stati Uniti (due sedi in California).
Come si sviluppa il test
Un chip deve essere testato per dare la sicurezza del suo funzionamento.
Scoprire che un chip non funziona dopo averlo racchiuso nel suo package sarebbe un grosso danno sotto tanti punti di vista, in particolare economico e di immagine). Per queste ragioni entrano in scena le probe card.
Una probe card è un’interfaccia elettromeccanica in grado di consentire il test di funzionamento di un chip quando questo si trova ancora sul wafer (wafer level) oppure quando è già stato singolarizzato (ottenendo i dice). La missione della probe card è quella di contattare con delle sonde (probe) i terminali (pad) dei chip.
Una volta contattato il chip, la probe card lo mette in collegamento elettrico con la macchina di test che ne verifica il funzionamento. In pratica è una fixture.
Ogni probe card è un prodotto fatto su misura per lo specifico chip che dovrà testare.
Si tratta di apparati altamente tecnologici, dove possono essere ospitate anche più di 50.000 sonde sulla stessa probe card e la distanza tra i vari probe può arrivare a essere anche di solo 40µm (4 centesimi di millimetro).
Ricerca e sviluppo per un’innovazione continua
Oggi le applicazioni di collaudo dei circuiti integrati sono sempre più esigenti in termini di richiesta di passo sempre più fine, una maggiore capacità di riduzione del rischio di danneggiamento delle piazzole e un aumento della capacità di trasportare corrente anche a temperature di collaudo elevate.
Con un portafoglio tecnologico completo, che va dalla tecnologia Cantilever al TPEG Vertical MEMS, dalle motherboard alle final test board, Technoprobe è in grado di soddisfare le più complesse esigenze del mondo del testing dei semiconduttori.
La tecnologia Cantilever delle probe card, pur rappresentando un prodotto più maturo delle MEMS probe card, è stata ulteriormente migliorata, con applicazioni ad alta corrente o con architetture optoelettroniche in cui solo la tecnologia Cantilever può essere utilizzata.
La tecnologia proprietaria TPEG (TechnoProbe Etching and Galvanic) MEMS supera i limiti delle tecnologie MEMS tradizionali utilizzate per produrre le sonde a contatto delle probe card. Accanto a questa tecnologia ne è stata sviluppata una aggiuntiva, ARIANNA MEMS che rende le prestazioni delle probe card ancora più performanti.
Questo dimostra come il lavorare in questo contesto richieda una costante innovazione.
Con ricerca e sviluppo in ambiti come Advanced Micromachining, 2D-3D MEMS, Artificial Intelligence e Advanced Manufacturing Technoprobe opera in un ampio spettro di tecnologie altamente innovative.
Per essere sempre allineati con tutte le esigenze del cliente e l’evoluzione del mercato sviluppa costantemente nuove soluzioni, ogni prodotto è un progetto customizzato sulle necessità e sulle richieste del cliente. Per ridurre i tempi di produzione e migliorare le prestazioni l’azienda sviluppa internamente molte delle soluzioni produttive.
Progetto Terabit Era
Il progetto Terabit Era riguarda lo studio e lo sviluppo di nuove interfacce di test per microchip dedicati al mercato 5G, AI e IOT
Il progetto è finanziato dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy e dalla regione Lombardia, nell’ambito degli Accordi per l’Innovazione – Programma Operativo Nazionale (PON) - e si pone l’obiettivo multidisciplinare di realizzare una nuova famiglia di interfacce che, una volta integrate, costituiranno un sistema in grado di eseguire il test dei microchip di ultima generazione.
Il progetto TERABIT ERA ha l’obiettivo di realizzare una probe card innovativa caratterizzata da dimensioni ridottissime del passo (pitch), densità di contatti pari a 25.000 contatti/pin per DUT, elevate frequenze di funzionamento ed elevate temperature operative.
La valigia Technoprobe
Considerando l’affidabilità, l’efficienza e la vicinanza al cliente elementi chiave di ogni progetto, Technoprobe offre un supporto costante in ogni fase del ciclo di vita dei prodotti, inclusa la logistica.
Nel mondo della tecnologia avanzata, infatti, anche le soluzioni per contenere e trasportare i prodotti hi tech sono elementi cruciali e diventano loro stessi veri e propri progetti tecnologici.
Per questo l’azienda ha studiato e progettato la nuova casa per le sue schede di test l’innovativa valigia che abbina ad un design ergonomico un alto grado di funzionalità. Adatta a diverse dimensioni di probe card ha una versatilità a misura di utente e un sistema di bloccaggio delle probe card di facile utilizzo.
La solida struttura a doppio strato, alluminio e tecnopolimero antistatico, è conforme alla normativa ESD. Certificata e testata per urti, compressione e vibrazioni (ISTA 2A) è anche eco-compatibile perché realizzata con materiali riciclabili.
