แผ่นทดสอบ (โดยทั่วไปเรียกว่าแผ่น DUT ) ^{[ a ]}ใช้ใน การทดสอบ วงจรรวม อัตโนมัติ เป็น อินเทอร์เฟซระหว่างระบบทดสอบอิเล็กทรอนิกส์และแผ่นเวเฟอร์เซมิ คอนดักเตอร์

แผ่นทดสอบหรือแผ่น DUT เป็นแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)และเป็นอินเทอร์เฟซระหว่างวงจรรวมและหัวทดสอบ ซึ่งจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ (ATE) (หรือ "เครื่องทดสอบ") ^{[ 2 ]}โดยทั่วไป แผ่นทดสอบจะถูกยึดทางกลกับ เครื่อง ทดสอบเวเฟอร์และเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับ ATE วัตถุประสงค์คือเพื่อให้เส้นทางไฟฟ้าระหว่างระบบทดสอบและวงจรบนเวเฟอร์ ทำให้สามารถทดสอบและตรวจสอบวงจรในระดับเวเฟอร์ได้ โดยปกติก่อนที่จะทำการตัดและบรรจุภัณฑ์ โดยทั่วไปจะประกอบด้วย PCB และองค์ประกอบสัมผัสบางรูปแบบ ซึ่งมักจะเป็นโลหะ^{[ b ] [ 3 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะต้องการการ์ดโพรบใหม่สำหรับเวเฟอร์อุปกรณ์แต่ละชิ้น และสำหรับการลดขนาดของอุปกรณ์ (เมื่อผู้ผลิตลดขนาดของอุปกรณ์โดยยังคงรักษาฟังก์ชันการทำงานไว้) เนื่องจากการ์ดโพรบนั้นเป็นเหมือนตัวเชื่อมต่อแบบกำหนดเองที่ใช้รูปแบบสากลของเครื่องทดสอบที่กำหนด และแปลงสัญญาณเพื่อเชื่อมต่อกับแผ่นอิเล็กโทรดบนเวเฟอร์ สำหรับการทดสอบหน่วยความจำแบบไดนามิกแรม (DRAM)และหน่วยความจำแฟลช (FLASH)แผ่นอิเล็กโทรดเหล่านี้มักทำจากอะลูมิเนียมและมีขนาด 40–90 ไมโครเมตรต่อด้าน อุปกรณ์อื่นๆ อาจมีแผ่นอิเล็กโทรดแบบเรียบ หรือแบบนูน หรือแบบเสาที่ทำจากทองแดง โลหะผสมทองแดง หรือโลหะบัดกรีหลายชนิด เช่น ตะกั่ว-ดีบุก ดีบุก-เงิน และอื่นๆ 

ในระหว่างการทดสอบอุปกรณ์ แผ่นทดสอบจะต้องสัมผัสกับแผ่นหรือปุ่มนูนเหล่านี้อย่างดี เมื่อการทดสอบอุปกรณ์เสร็จสิ้น เครื่องทดสอบจะเลื่อนแผ่นเวเฟอร์ไปยังอุปกรณ์ถัดไปที่จะทำการทดสอบ

โดยปกติแล้ว จะมีการเสียบการ์ดโพรบเข้าไปในเครื่องตรวจสอบเวเฟอร์จากนั้นจึงปรับตำแหน่งของเวเฟอร์ที่จะทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่แม่นยำระหว่างการ์ดโพรบและเวเฟอร์ เมื่อใส่การ์ดโพรบและเวเฟอร์แล้ว กล้องในเครื่องตรวจสอบจะตรวจจับตำแหน่งของปลายการ์ดโพรบและเครื่องหมายหรือแผ่นสัมผัสบนเวเฟอร์ด้วยระบบแสง และใช้ข้อมูลนี้ในการจัดตำแหน่งแผ่นสัมผัสบนอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ (DUT) ให้ตรงกับจุดสัมผัสของการ์ดโพรบ

การ์ดโพรบโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นประเภทเข็ม ประเภทแนวตั้ง และ ประเภท MEMS (ระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์) ^{[ 4 ]}ขึ้นอยู่กับรูปร่างและรูปแบบขององค์ประกอบสัมผัส ประเภท MEMS เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน การ์ดโพรบประเภทที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันสามารถทดสอบเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้วทั้งหมดได้ ด้วยการสัมผัสเพียงครั้งเดียว

แผ่นทดสอบหรือแผ่น DUT ถูกออกแบบมาเพื่อตอบสนองทั้งข้อกำหนดทางกลและทางไฟฟ้าของชิปแต่ละชิ้นและอุปกรณ์ทดสอบเฉพาะที่จะใช้ แผ่น DUT ประเภทหนึ่งใช้สำหรับทดสอบชิ้นส่วนแต่ละชิ้นของ แผ่นเวเฟอร์ ซิลิคอนก่อนที่จะถูกตัดแยกและบรรจุและอีกประเภทหนึ่งใช้สำหรับทดสอบ IC ที่บรรจุแล้ว

ประสิทธิภาพของการ์ดโพรบได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของการ์ดโพรบอาจเป็นจำนวน DUT ที่สามารถทดสอบได้พร้อมกัน เวเฟอร์จำนวนมากในปัจจุบันยังคงทดสอบทีละอุปกรณ์ หากเวเฟอร์หนึ่งแผ่นมีอุปกรณ์เหล่านี้ 1,000 ชิ้น และเวลาที่ใช้ในการทดสอบอุปกรณ์หนึ่งชิ้นคือ 10 วินาที และเวลาที่โพรบใช้ในการเคลื่อนจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งคือ 1 วินาที การทดสอบเวเฟอร์ทั้งหมดจะใช้เวลา 1,000 x 11 วินาที = 11,000 วินาที หรือประมาณ 3 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม หากการ์ดโพรบและเครื่องทดสอบสามารถทดสอบอุปกรณ์ 16 ชิ้นพร้อมกัน (โดยมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า 16 เท่า) เวลาในการทดสอบจะลดลงเกือบ 16 เท่า (เหลือประมาณ 11 นาที) ^{[ c ]}

การเพิ่มประสิทธิภาพทรัพยากรเครื่องทดสอบขั้นสูง (ATRE) ^{[ 5 ]}เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มจำนวน DUT ที่สามารถทดสอบได้ด้วยการ์ดโพรบแบบขนาน (หรือในการสัมผัสครั้งเดียวซึ่งเข็มของการ์ดโพรบยังคงสัมผัสกับเวเฟอร์ DUT) ATRE ช่วยให้สามารถแบ่งปันทรัพยากรเครื่องทดสอบระหว่าง DUT โดยใช้ส่วนประกอบแอคทีฟ ซึ่งมีความสามารถในการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อ DUT จากทรัพยากรเครื่องทดสอบ หากไม่มี ATRE ทรัพยากรเครื่องทดสอบเดียว (พลังงาน สัญญาณ DC หรือ AC) โดยปกติจะส่งตรงไปยัง DUT เพียงตัวเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการติดตั้งรีเลย์ (สวิตช์) ที่กำหนดค่า ATRE บน PCB ของการ์ดโพรบ ทรัพยากรเครื่องทดสอบสามารถแยกหรือแตกแขนงไปยัง DUT หลายตัวได้ ตัวอย่างเช่น ในการกำหนดค่าการแบ่งปัน x4 สัญญาณพลังงาน 1 สัญญาณจะถูกป้อนเข้าไปในรีเลย์ 4 ตัว ซึ่งเอาต์พุตจะส่งไปยัง DUT 4 ตัวตามลำดับ จากนั้นโดยการเปิดและปิดรีเลย์แต่ละตัวตามลำดับ (ในกรณีของการทดสอบการวัดกระแส DUT) เครื่องทดสอบสามารถทดสอบ DUT ทั้ง 4 ตัวได้ทีละตัวในระหว่างการสัมผัสครั้งเดียวกัน (โดยไม่ต้องย้ายโพรเบอร์จากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง) ดังนั้น เครื่องทดสอบที่มีสัญญาณพลังงานเพียง 256 สัญญาณ จะดูเหมือนว่ามีทรัพยากรที่ขยายหรือเพิ่มประสิทธิภาพขึ้น เพื่อให้สามารถทดสอบ DUT ได้ถึง 1024 ตัวในการทดสอบครั้งเดียว ด้วยรีเลย์บนบอร์ด 1024 ตัวในรูปแบบการแบ่งปัน x4 ที่ใช้งานบนการ์ดโพรบ เทคโนโลยี ATRE ช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการทดสอบได้อย่างมาก เนื่องจากช่วยให้ผู้ผลิตชิปหรือห้องปฏิบัติการทดสอบสามารถตรวจสอบ DUT ได้มากขึ้นในการทดสอบครั้งเดียว โดยไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่องทดสอบขั้นสูงที่มีทรัพยากรมากกว่า

• สไลด์เพิ่มเติมสำหรับบรรยายครั้งที่ 16: "การทดสอบ การออกแบบเพื่อการทดสอบได้" , EE271
• การทดสอบระบบในแพ็คเกจ (SiP)โดย จินฟู่ หลี่ มหาวิทยาลัยแห่งชาติกลาง ไต้หวัน
• คู่มือการใช้งาน Probe Cardจาก Keithley Instruments