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工藝逼近極限，芯片封測(cè)的未來何在？
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
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作者:chnchip
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發(fā)布時(shí)間: 2021-01-21
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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 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?br />
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?。贿@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 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)常見材料開發(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。
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珠海市中芯集成電路有限公司是一家專業(yè)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(cè)試（wafer testing）、晶圓切割Dicing Saw(半切及貼膜全切) 、晶圓研磨減?。╳afer back grinding）、成品測(cè)試及tcp/cof/cob封裝等全方位的服務(wù)。公司是中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員，珠海市軟件行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位，獲授國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，廣東省“守合同重信用”企業(yè)，通過ISO 9001：2008和ISO 9001：2015體系認(rèn)證。中芯的行為準(zhǔn)則是“以客戶為中心，以質(zhì)量求生存，以服務(wù)求發(fā)展！”，希望通過我們的專業(yè)程度和不懈的努力，為客戶提供低成本、高品質(zhì)的產(chǎn)品為目標(biāo)。
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 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?br />
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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 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。
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我們?yōu)樘结樋ㄐ袠I(yè)常見材料開發(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)。
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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。
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珠海市中芯集成電路有限公司是一家專業(yè)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(cè)試（wafer testing）、晶圓切割Dicing Saw(半切及貼膜全切) 、晶圓研磨減?。╳afer back grinding）、成品測(cè)試及tcp/cof/cob封裝等全方位的服務(wù)。公司是中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員，珠海市軟件行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位，獲授國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，廣東省“守合同重信用”企業(yè)，通過ISO 9001：2008和ISO 9001：2015體系認(rèn)證。中芯的行為準(zhǔn)則是“以客戶為中心，以質(zhì)量求生存，以服務(wù)求發(fā)展！”，希望通過我們的專業(yè)程度和不懈的努力，為客戶提供低成本、高品質(zhì)的產(chǎn)品為目標(biāo)。