即時精選 - 聯合新聞網 ( ) • 2024-05-06 15:38
成大材料系特聘教授洪飞义团队研发超精细不锈钢耐热细丝,为半导体产业开创新纪元,左起洪飞义,团队成员吕哲纬、张议泽、徐崇凯、黄健德。记者周宗祯/翻摄成大材料系特聘教授洪飞义团队研发超精细不锈钢耐热细丝,为半导体产业开创新纪元,左起洪飞义,团队成员吕哲纬、张议泽、徐崇凯、黄健德。记者周宗祯/翻摄

成大今天宣布材料科学工程学系特聘教授洪飞义团队研发半导体材料「有重大突破」,研发出最新耐热不锈钢微米细丝,不仅可取代金、铜线,成功在晶片上「打线成球」,大幅降低封装与材料成本,更可减少对环境污染。

团队并以这项新材料制作检测高端Al晶片使用精细探针弹簧,提高检测效率,正由全球探针最大厂英商史密斯英特康测试,可望成为未来市场上的主流产品。

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校方表示,洪飞义团队专精金属材料研究20多年,去年与台湾特殊钢材大厂华新丽华成功开发独创的耐热双相不锈钢线材,并由香港骏码科技抽拉出仅30微米的不锈钢细线,创下世界纪录。今年团队更研发「多段退火(真空高温软化)」技术,成功挑战15微米,达到可运用在半导体电子封装打线水准,再次创纪录,并成为「全世界线材科技的新指标」。

洪飞义表示,愈做愈小的晶片上,必须以超细金属线连结传导,过去都是用金线,因为金的延展性最好,可以拉成15微米的细丝,但成本过高,目前市场主流是以铜取代,但铜却有生锈问题,必须要高规格封装,避免受环境影响,或是以金包铜,在铜线上镀一层薄金,但电镀却是高污染制程,后续处理当困难。

团队材料系研究生张议泽与徐崇凯利用15微米的不锈钢细丝,成功地焊接在半导体常用铝材、铜材基板上,完成打线成球导线,并经电性分析,确认超精细不锈钢导线的电阻与铜导线相近,可以取代。而钢球焊接在铜垫上「是产业创举」,具有结合强度与低界面电阻特性,符合半导体电子封装应用需求。

洪飞义表示,过去业界没有人想过可以把不锈钢抽成那么细的细丝,运用在晶片上,目前铜每公斤约200到300元,不锈钢只有一半,不仅成本低,而且没有生锈问题,可降低封装规格,又能再省一笔,可说是「半导体材料运用上的明日之星」。

团队成员材料系研究生黄健德与吕哲纬则利用30微米的耐热不锈钢细丝制作探针弹簧,委托台南宏伽工业生产,因为众多优点,获得国际大厂史密斯英特康青睐,公司高层专程到台湾取得新产品,目前已带回英国在产线上进行可靠度验证。

洪飞义表示,高端晶片在制作后,需要靠探针测试其传导性,不合格就去除,极细的探针上装有弹簧,目前半导体产业使用探针弹簧,主要是以304不锈钢制作,虽然柔软可拉成细丝,但缺点是不耐热,当测试时通电加热,一个弹簧在产线上往往只有2、3 天寿命,就失去弹性需要更换,一组探针动辄数十万元,更换后又需数小时调整费钱又费工。

他表示,以耐热不锈钢细丝制作的探针弹簧,可耐700度以上高温,比起传统弹簧寿命增长4到5倍,传统304不耐热,无法承受快速通电,只能用低电流,测试速度相当慢,新弹簧可快速完成测试,新的产品对AI晶片制造「可说是一项重大贡献」。

洪飞义表示,两项成就领先业界,更让超精细不锈钢线材跨入半导体科技,协助半导体产业迈入新纪元。将进行更多的测试,未来并将持续开发不锈钢材更多的应用,让产业界相当振奋。

团队以创新技术,将耐热不锈钢抽拉成最细只有15微米的细丝。记者周宗祯/翻摄团队以创新技术,将耐热不锈钢抽拉成最细只有15微米的细丝。记者周宗祯/翻摄团队利用30微米的耐热不锈钢细丝,制作高端晶片在检测时需使用的探针弹簧。记者周宗祯/翻摄团队利用30微米的耐热不锈钢细丝,制作高端晶片在检测时需使用的探针弹簧。记者周宗祯/翻摄成大材料系特聘教授洪飞义团队以15微米的不锈钢细丝,成功地焊接在半导体常用的铝材、铜材基板上,完成打线成球的导线。记者周宗祯/翻摄成大材料系特聘教授洪飞义团队以15微米的不锈钢细丝,成功地焊接在半导体常用的铝材、铜材基板上,完成打线成球的导线。记者周宗祯/翻摄团队以创新技术,利用30微米的耐热不锈钢细丝,制作高端晶片在检测时需使用的探针弹簧。记者周宗祯/翻摄团队以创新技术,利用30微米的耐热不锈钢细丝,制作高端晶片在检测时需使用的探针弹簧。记者周宗祯/翻摄成大材料系特聘教授洪飞义团队研发超精细不锈钢耐热细丝。记者周宗祯/翻摄成大材料系特聘教授洪飞义团队研发超精细不锈钢耐热细丝。记者周宗祯/翻摄