探針卡是應(yīng)用在芯片尚未封裝前,對(duì)裸晶以探針做功能測(cè)試,,是被測(cè)芯片(Chip)和測(cè)試機(jī)之間的接口,,屬于晶圓測(cè)試中對(duì)制造成本影響重大的一個(gè)步驟,使用探針卡測(cè)試的成品良率可提升近 20%,。
據(jù) VLSI 報(bào)告指出 2018 年全球探針卡市場(chǎng)規(guī)模為 16.5 億美金,,并將于 2024 年達(dá)到 20 億美金以上,年增長(zhǎng)率超過(guò) 4%,。半導(dǎo)體整體行業(yè)增長(zhǎng)帶動(dòng)了封裝測(cè)試的探針卡使用量增加,,而其中先進(jìn)探針卡(Advanced Probe Cards)是增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?/p>
摩爾定律預(yù)測(cè)晶體管數(shù)量每 24 個(gè)月倍增,同時(shí)意味著晶體管的體積需要不斷縮??;這對(duì)封裝測(cè)試要求提出日益嚴(yán)苛的挑戰(zhàn),,也因此刺激先進(jìn)探針卡等創(chuàng)新封測(cè)技術(shù)的高速發(fā)展。相較于傳統(tǒng)探針卡,,先進(jìn)探針卡呈現(xiàn)出了明顯的變化:探針數(shù)量增加,、探針尺寸縮小、探測(cè)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(fā)展趨勢(shì)對(duì)探針以及組成探針卡的所有部件生產(chǎn)造成極大挑戰(zhàn),,其中關(guān)鍵的導(dǎo)板制造更是讓傳統(tǒng)生產(chǎn)廠家傷透腦筋,。
傳統(tǒng)多使用機(jī)械鉆孔工藝加工導(dǎo)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(shí)間超過(guò) 10 秒。先進(jìn)探針卡中為了降低接觸力(touchdown)與生產(chǎn)成本,,近年來(lái)發(fā)展出嶄新的方針結(jié)構(gòu),,帶動(dòng)了匹配的方孔導(dǎo)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(yè)躋身世界一流廠家最嚴(yán)峻的障礙,。
GF 成熟的激光微孔加工技術(shù),,提供了高效、高質(zhì)量的微細(xì)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(duì)加工材料周圍不會(huì)產(chǎn)生燒傷,,孔壁不產(chǎn)生毛刺,;搭配振鏡系統(tǒng)的多功能旋切技術(shù),避免傳統(tǒng)激光加工可能產(chǎn)生的正錐孔,,真正實(shí)現(xiàn)了直通孔甚至倒錐孔加工,。
我們?yōu)樘结樋ㄐ袠I(yè)常見(jiàn)材料開(kāi)發(fā)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(nèi)加工尺寸 35 x 35um 的方孔,,其圓角僅 3.5um,,可實(shí)現(xiàn)間距為 7um;加工周圍區(qū)域的熱影響層小至可忽略不計(jì),。
除了呈現(xiàn)倍數(shù)增長(zhǎng)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(dòng)輒一萬(wàn)個(gè)方孔的探針卡上,,若在最后加工階段產(chǎn)生任何一種瑕疵,,都可能導(dǎo)致整片探針卡報(bào)廢,其損失的時(shí)間與金錢成本都相當(dāng)可觀,。下圖展示我們的方案在客戶端 24 小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加工后,,微孔的入口與出口尺寸差異在 ±1um 內(nèi),詳實(shí)地記錄了設(shè)備的穩(wěn)定性要求,。