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工藝逼近極限,芯片封測的未來何在?
來源:半導體行業觀察 | 作者:chnchip | 發布時間: 2021-01-21 | 389 次瀏覽 | 分享到:
探針卡是應用在芯片尚未封裝前,對裸晶以探針做功能測試,是被測芯片(Chip)和測試機之間的接口,屬于晶圓測試中對制造成本影響重大的一個步驟,使用探針卡測試的成品良率可提升近 20%。

據 VLSI 報告指出 2018 年全球探針卡市場規模為 16.5 億美金,并將于 2024 年達到 20 億美金以上,年增長率超過 4%。半導體整體行業增長帶動了封裝測試的探針卡使用量增加,而其中先進探針卡(Advanced Probe Cards)是增長的主要動力。


摩爾定律預測晶體管數量每 24 個月倍增,同時意味著晶體管的體積需要不斷縮小;這對封裝測試要求提出日益嚴苛的挑戰,也因此刺激先進探針卡等創新封測技術的高速發展。相較于傳統探針卡,先進探針卡呈現出了明顯的變化:探針數量增加、探針尺寸縮小、探測間距縮短、材料厚度增加、孔型多變與新材料不斷推陳出新等等。這些發展趨勢對探針以及組成探針卡的所有部件生產造成極大挑戰,其中關鍵的導板制造更是讓傳統生產廠家傷透腦筋。


傳統多使用機械鉆孔工藝加工導板,受到鉆頭尺寸的限制,能夠加工的圓孔孔徑一般在 40um 以上,異形孔的單邊尺寸則在 100um 以上。此工藝能加工的最小間距不小于 50um,單孔加工時間超過 10 秒。先進探針卡中為了降低接觸力(touchdown)與生產成本,近年來發展出嶄新的方針結構,帶動了匹配的方孔導板需求激增。如何制造30 – 60um 尺寸的方孔儼然成為眾探針卡企業躋身世界一流廠家最嚴峻的障礙。

GF 成熟的激光微孔加工技術,提供了高效、高質量的微細方孔加工解決方案。我們配備的超快激光器具有短脈沖、高能量密度的特性,對加工材料周圍不會產生燒傷,孔壁不產生毛刺;搭配振鏡系統的多功能旋切技術,避免傳統激光加工可能產生的正錐孔,真正實現了直通孔甚至倒錐孔加工。


我們為探針卡行業常見材料開發專屬工藝,極大化氮化硅、氧化鋁、氧化鋯等材料加工效率。這使得我們的集成方案可以在 2 秒內加工尺寸 35 x 35um 的方孔,其圓角僅 3.5um,可實現間距為 7um;加工周圍區域的熱影響層小至可忽略不計。


除了呈現倍數增長的效率,激光加工的一致性與可靠性,也是我們的探針卡用戶所重視的。試想一片動輒一萬個方孔的探針卡上,若在最后加工階段產生任何一種瑕疵,都可能導致整片探針卡報廢,其損失的時間與金錢成本都相當可觀。下圖展示我們的方案在客戶端 24 小時長時間連續加工后,微孔的入口與出口尺寸差異在 ±1um 內,詳實地記錄了設備的穩定性要求。




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珠海市中芯集成電路有限公司是一家專業從事集成電路后序加工的高科技電子公司,可以為客戶提供晶圓測試(wafer testing)、晶圓切割Dicing Saw(半切及貼膜全切) 、晶圓研磨減薄(wafer back grinding)、成品測試及tcp/cof/cob封裝等全方位的服務。公司是中國半導體行業協會會員,珠海市軟件行業協會副會長單位,獲授國家高新技術企業,廣東省“守合同重信用”企業,通過ISO 9001:2008和ISO 9001:2015體系認證。中芯的行為準則是“以客戶為中心,以質量求生存,以服務求發展!”,希望通過我們的專業程度和不懈的努力,為客戶提供低成本、高品質的產品為目標。


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