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當期雜誌

作者:周敏傑、陳明良、蔡禎輝、吳東權先進高密度探針卡技術

作者:周敏傑、蘇胤淳、陳致帆、彭耀祈、黃萌祺高功率LED固晶技術

以高功率LED取代白熾燈、水銀燈、鹵素燈等高耗能光源，提高能源利用效率已經是必然的趨勢。對高功率LED而言，如果沒有採用適當的散熱措施，很容易因熱量累積，產生亮度衰退、波長偏移、色度偏移、壽命減短等問題。目前低功率LED晶片固晶方式主要以銀膠做為接合固晶材料，但銀膠材料熱阻過高，無法滿足高功率LED照明應用之散熱需求。現有高功率LED之固晶接合主要是以Au-20Sn共晶固晶製程來解決，其接合層之散熱性與接合強度皆因使用金屬接合而有所提升。但因接合溫度過高（高達330 ℃）而晶片主動層接面（PN Junction）易產生破壞引致發光效率降低。

工研院機械所已創新開發一LED低溫固晶材料（ITRI-Bond），固晶溫度低於100 ℃，但能承受高操作溫度（250 ℃）。其固晶層熱阻1.4 ℃/W為銀膠固晶之2/5 （Au-Sn為1.6 ℃/W、銀膠為3.5 ℃/W），且其材料成本為金錫固晶之1/10，可取代國內封裝廠常用之銀膠及金錫固晶製程，能成功應用於高功率LED之封裝。

作者:周敏傑、黃萌祺、高端環、黃悅真、羅慶峰、林寶洲高密度探針卡設計與製造

儘管COVID-19疫情對各產業都造成影響，2020及2021年全球探針卡(probe card)市場仍穩健成長，產值超過20億美元。現有之探針卡皆使用金屬材料做為探針主體，要將探針之直線間距(in-line pitch)有效縮小至40 μm以下，有其實質的困難。此外，即將進入量產的μ-LED亦急需要開發高密度pitch 15 μm以下之探針卡以利量產測試。本文提出一種以超薄無機材料製作微懸臂樑無機材複合探針的構想，並嘗試以雷射誘發深蝕刻及黃光微影電鍍技術，製作出懸臂寬度10~20 μm、間距(pitch) 20~40 μm之指狀無機材料探針結構，並通過100萬次反覆彎曲試驗，未來若開發成功將可應用於μ-LED量產測試。

作者:周敏傑、黃萌祺、高端環、黃悅真、黃鄭隆晶圓測試探針卡設計與製造

開發高階新興半導體產品量產測試所需的探針卡，提昇針測能力（數量與速度）是維持台灣半導體測試產業競爭力之關鍵。CIS影像感測器是最具潛力與成長性的半導體產品之一。本文提出一種製做懸臂式微機電探針卡的方法。它包括以微機電製程及合金電鑄技術製作積體化高硬度微針，以雷射觸發金屬化技術製作的3D陶瓷電路板, 並以雙面對準技術將探針與陶瓷電路板進行接合。它可應用於未來超高畫素CIS感測器晶圓之測試，提高針測速度。

作者:陳玠錡、高端環、周敏傑應用於半導體設備之高濃度臭氧陶瓷金屬電極製作及封裝技術

目前高濃度臭氧產生系統主要應用於CVD、ALD、清洗等半導體製程中，其設備主要由國際大廠所供應，其中最關鍵的零組件耗材為臭氧產生之陶瓷電極電極，因其電極壽命只有一年左右且目前僅能由國外大廠提供。為因應先進製程中高濃度臭氧 ( > 13% ) 長時間穩定供應的挑戰，本研究針對臭氧產生器之關鍵元件─陶瓷金屬電極，提出一套具高介電強度、高附著力與高可靠度之製作與封裝技術。本文將以介電常數約9 (@1 MHz) 的氧化鋁陶瓷為基板材料，並搭配陶瓷雷射金屬化技術 (Ceramic Laser Metallization, CLM)，將導電金屬電極嵌入陶瓷基板內部實現共平面結構，並透過晶圓級壓合工法進行電極模組封裝，有效降低側邊漏電、裂片風險與提升電極面積。結果顯示所製作之臭氧反應電極模組可於8 kV高電壓條件下具備優異穩定性與壽命表現，展現應用於半導體用高濃度臭氧產生器的潛力。

作者:周敏傑、黃萌祺、高端環、黃悅真、羅慶峰、林寶洲雷射誘發金屬化3D電路製造技術與應用

隨著科技的飛速發展，電子產品的體積越來越小，但功能卻在逐漸增加，將電子電路集成到結構部件上的三維結構電子技術已成為必然趨勢。一種新開發的雷射誘發金屬化 (LIM) 技術可直接在大部份由塑料、金屬、玻璃或陶瓷製成物體的三維表面上製造電路。LIM技術是在物體表面噴塗一種特殊的雷射活化溶液，然後進行雷射結構化和化學鍍銅；也可以逐層重複步驟，形成三維多層電路。本文已將 LIM-3D 電路技術應用於影像感測器的探針卡、仿人機器人手指上的觸覺感測器、手機背蓋上的雙層2G/3G/4G微型天線和NFC 天線。未來LIM-3D電路技術與三維固晶技術結合後可以為三維結構電子的發展開闢新的機遇。

作者:高端環、黃悅真、周敏傑、張佑祥、黃萌祺高硬度模組化懸臂式微機電探針製造技術

本文針對高階CIS檢測提出模組化微機電懸臂式探針製造技術。此製造技術中需整合3D陶瓷電路板、陣列式高硬度合金探針製造及雙面對準接合等多項半導體精密製造技術。利用ANSYS模擬分析預先設計出可耐高溫150℃之材料與模組結構，以確保在冷熱衝擊下的環境，探針模組不會有材料崩裂等現象。3D電路採用低熱膨脹係數氧化鋯特殊陶瓷基板，並以雷射觸發金屬化技術進行3D電路製作。此外，由於模組化微機電探針需考量探針材料的性質如高硬度與耐磨耗性之需求。所以我們整合開發出鎳鈷磷（Ni-Co-P）三元合金金屬化技術與高深寬比鎳鈷填孔電鍍技術，開發出高硬度合金探針，其硬度高達800 HV。最終，透過以雙面對準接合技術，將3D電路板與模組化陣列式懸臂合金探針完成模組化接合，無須人工逐一裝針。