一博高速先生成員--王輝東

ATE PCB 板的平整度核心要求通常為翹曲率 0.1%-0.2%、BGA 區域焊盤高度差≤50μm，核心測試區更嚴至 25-30μm，這是保障探針與焊盤可靠接觸、信號精準傳輸和測試精度的關鍵；行業難點在材料、設計、工藝等多環節的應力與形變控制，一博通過設備、工藝與管控體系可將 DUT Pad 及整體平整度穩定控制在 30μm 內、整板翹曲≤0.3%。

一、ATE PCB 板的平整度要求

ATE PCB 板（含探針卡、Load Board 等）的平整度要求遠高于普通 PCB，具體指標如下：

二、為什么需要這么高的平整度

1. 確保探針與焊盤可靠接觸：ATE 測試中探針與芯片焊盤需微米級精準對接，平整度不足會導致接觸不良、信號中斷或探針損壞芯片，尤其 0.25-0.3mm 間距 BGA 封裝，微小高度差就會引發接觸失效。

2. 保障信號完整性：高速測試（10GHz+）下，PCB 形變會導致傳輸線阻抗偏移（需控制在 ±5% 內），引發信號反射、失真，影響測試數據準確性。

3. 維持測試機械精度與穩定性：探針接觸力可達 50N 以上，平整度差會使局部應力集中，導致 PCB 分層、變形，甚至損壞測試設備；同時保障多 site 并行測試時各通道一致性。

4. 適配高密度封裝與精細布線：BGA 間距縮小至 0.30-0.35mm、走線窄至 2.0mil，平整度不足會導致焊盤偏移、焊接缺陷（如虛焊、橋連），降低測試良率。

三、行業里面很難做，難點在哪里

1. 材料層面

CTE 不匹配：玻纖布（12-15ppm/℃）與銅箔（17ppm/℃）熱膨脹系數差異，高溫制程中易產生內應力，冷卻后釋放導致翹曲。

基材吸濕變形：FR-4 等常用環氧樹脂基材具有親水性，若倉儲環境濕度超標，基材會吸收空氣中的水分。在高溫制程中，水分快速汽化膨脹，不僅會導致層間剝離、氣泡等缺陷，更會破壞基材內部的應力平衡，加劇板件局部膨脹不均。

2. 設計層面

不對稱疊層：層間結構或銅箔分布不均（如一面大銅面、一面稀疏走線），導致固化收縮應力失衡，翹曲風險顯著升高（如 12 層板非對稱疊層翹曲率增 67%）。

高密度布局應力集中：BGA 區域密集過孔、微過孔（<0.2mm）形成局部應力點，多層疊加后形變難以控制。

3. 工藝層面

超多層壓合難度大：30 層以上板件層壓時，溫度 / 壓力不均、樹脂流膠量失控會導致層間固化不均，殘留內應力引發翹曲；層數越多、板越厚，控制難度呈指數級增長。

蝕刻與后處理形變：蝕刻速率不均導致銅箔應力釋放不均，牽拉基板變形；阻焊、鍍金等工藝的溫度變化也會疊加內應力。

機械加工影響：鉆孔、分板時的外力或刀具精度不足，會造成邊緣翹曲或局部變形，尤其高厚徑比（如 30:1及以上）鉆孔易引發孔壁應力集中。

4. 環境與測試層面

熱管理挑戰：高密度測試時探針接觸點溫升可達 15℃以上，溫度分布不均會加劇 PCB 熱形變，影響測試穩定性。

量產一致性管控難：批量生產中材料批次差異、設備磨損、人員操作波動，導致平整度難以穩定達標，良率控制成本高。

四、一博的平整度能力與技術方案

一博通過 “設備 - 工藝 - 管控” 全流程優化，形成了行業領先的 ATE PCB 平整度控制能力：

1. 核心能力指標

DUT Pad 與整體平整度：穩定控制在 50um 以內，滿足嚴苛探針接觸需求。

整板翹曲度：超多層板（如 58 層、6.2mm 厚）可控制在 0.3% 以內，120 層板實現低翹曲量產。

層間對準精度：<3mil，配合平整度控制，保障高密度 BGA 封裝的可靠裝配。

2. 關鍵技術方案

壓合工藝優化：采用德國 Lauffer 壓機，自主校準壓合參數，解決超多層板層間應力不均問題，實現 120層板無分層、低翹曲量產。

材料與設計協同：通過 PCB 技術實驗室驗證新材料，優化疊層結構與銅箔分布，從源頭降低翹曲風險。

在材料選擇上兼顧信號和可靠性：

① 介電特性：低介電常數可減少信號延遲，低損耗因子可降低高頻下的能量衰減；

② 熱膨脹系數（CTE）：需與探針卡框架材料（如殷鋼）匹配，避免熱應力導致結構變形；

③ 機械強度：20 層以上的多層板需承受≥50N 的探針接觸力而不發生分層。

精密制造與檢測：配備奧寶 LDI 激光成像、真空二流體蝕刻、在線 AOI 等設備，實時監控線路與平面度；采用 POFV 工藝、局部鍍厚金，提升表面一致性與穩定性。

全流程質量管控：構建 “工藝 - 驗證 - 交付” 體系，通過信號完整性測試、可靠性驗證，確保平整度在交付后仍穩定達標。

半導體測試精度的高低，取決于 ATE PCB 高平整度的實現能力 —— 這一環節的行業痛點，正是多維度應力與形變的協同控制難題。一博電子憑借領先的設備配置、創新的工藝方案與嚴苛的全流程管控，打破技術桎梏，為高端芯片測試提供無可替代的品質保障。

本期提問

關于ATE PCB平整度大家遇到什么嚴苛的要求，是如何破局的，大家一起聊聊。

關于一博：

一博科技成立于2003年3月，深圳創業板上市公司，專注于高速PCB設計、SI/PI仿真分析等技術服務，并為研發樣機及批量生產提供高品質、短交期的PCB制板與PCBA生產服務。致力于打造一流的硬件創新平臺，加快電子產品的硬件創新進程，提升產品質量。

一博珠海板廠：

位于珠海經濟開發區，坐擁PCB產業優質人才資源及完善的產業配套。專注于高端快件，提供高品質的高多層、高速、高精密、HDI等PCB生產制造。聚焦國內高端快件細分市場，致力于推動國內PCB行業的技術進步，尤其是高速、高多層、高復雜PCB產品的快速交付，12-20層制板交期快至8天內交付，對應PCB廣泛應用于ATE、AI算力、服務器、工控、通信、汽車、醫療設備等領域。

審核編輯 黃宇