即時 | 中央社 CNA ( ) • 2024-05-07 10:45

(中央社记者杨思瑞台南7日电)国立成功大学团队针对半导体材料研发最新耐热不锈钢微米细丝,不仅可取代目前使用的金线、铜线,成功在晶片上「打线成球」,降低封装与材料成本,更可减少对环境污染。

成功大学材料科学及工程学系特聘教授洪飞义团队发表这项在半导体材料研发上重大突破,并以新材料制作检测高端Al晶片使用的精细探针弹簧,提高检测效率,目前已由探针大厂英商史密斯英特康(Smiths Interconnect)测试中,有望成为未来市场主流产品。

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微米细丝,但成本过高,目前市场主流是以铜取代,但铜有生锈问题,必须以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,后续处理困难。

洪飞义说,团队在材料系研究生张议泽与徐崇凯努力下,利用15微米不锈钢细丝,成功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,并经过电性分析,确认超精细不锈钢导线电阻与铜导线相近,可以取代。

洪飞义指出,将钢球焊接在铜垫上可说是产业创举,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。

他说,过去业界没有人想过可把不锈钢抽成那么细的细丝,运用在晶片上,目前铜每公斤价格约新台币200到300元,不锈钢大约半价,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,可望成为半导体材料运用明日之星。

洪飞义指出,团队成员材料系研究生黄健德与吕哲纬,利用30微米耐热不锈钢细丝制作探针弹簧,并委托厂商生产,已获得国际大厂史密斯英特康青睐,专程到台湾取得产品,带回英国产线进行可靠度验证。

高端晶片制作后,需要靠探针测试传导性,极细的探针上装有弹簧,目前半导体产业使用的探针弹簧,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,在产线上往往2、3天就失去弹性,需要更换,一组探针动辄要数十万元,更换后又需要花上数小时调整,费钱又费工。

洪飞义表示,以耐热不锈钢细丝制作的探针弹簧,可耐摄氏700度以上高温,比传统弹簧寿命增长4到5倍;另外,传统材料无法承受快速通电,只能用低电流,测试速度较慢,使用新弹簧可快速完成测试,对AI晶片制造可说有重大贡献。(编辑:郭谕儒)1130507