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成大研發半導體材料新突破 超精細不鏽鋼線前景佳

2024/5/7 10:24(5/7 12:26 更新)
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國立成功大學材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊以15微米不鏽鋼細絲,成功地焊接在半導體常用的鋁材、銅材基板上,完成打線成球的導線。(成大提供)中央社記者楊思瑞台南傳真  113年5月7日
國立成功大學材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊以15微米不鏽鋼細絲,成功地焊接在半導體常用的鋁材、銅材基板上,完成打線成球的導線。(成大提供)中央社記者楊思瑞台南傳真 113年5月7日
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(中央社記者楊思瑞台南7日電)國立成功大學團隊針對半導體材料研發最新耐熱不鏽鋼微米細絲,不僅可取代目前使用的金線、銅線,成功在晶片上「打線成球」,降低封裝與材料成本,更可減少對環境污染。

成功大學材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊發表這項在半導體材料研發上重大突破,並以新材料製作檢測高端Al晶片使用的精細探針彈簧,提高檢測效率,目前已由探針大廠英商史密斯英特康(Smiths Interconnect)測試中,有望成為未來市場主流產品。

洪飛義表示,愈做愈小的晶片上,必須以超細金屬線連結傳導,過去都是用金線,因為金的延展性最好,可以拉成15微米細絲,但成本過高,目前市場主流是以銅取代,但銅有生鏽問題,必須以高規格封裝避免受環境影響,或是以金包銅,在銅線上鍍一層薄金,但電鍍卻是高污染製程,後續處理困難。

洪飛義說,團隊在材料系研究生張議澤與徐崇凱努力下,利用15微米不鏽鋼細絲,成功焊接在半導體常用的鋁材、銅材基板上,完成打線成球的導線,並經過電性分析,確認超精細不鏽鋼導線電阻與銅導線相近,可以取代。

洪飛義指出,將鋼球焊接在銅墊上可說是產業創舉,具有結合強度與低界面電阻特性,符合半導體電子封裝應用需求。

他說,過去業界沒有人想過可把不鏽鋼抽成那麼細的細絲,運用在晶片上,目前銅每公斤價格約新台幣200到300元,不鏽鋼大約半價,不僅成本低,而且沒有生鏽問題,可降低封裝規格,又能再省一筆,可望成為半導體材料運用明日之星。

洪飛義指出,團隊成員材料系研究生黃健德與呂哲緯,利用30微米耐熱不鏽鋼細絲製作探針彈簧,並委託廠商生產,已獲得國際大廠史密斯英特康青睞,專程到台灣取得產品,帶回英國產線進行可靠度驗證。

高端晶片製作後,需要靠探針測試傳導性,極細的探針上裝有彈簧,目前半導體產業使用的探針彈簧,主要是以304不鏽鋼製作,雖然柔軟可拉成細絲,但缺點是不耐熱,在產線上往往2、3天就失去彈性,需要更換,一組探針動輒要數十萬元,更換後又需要花上數小時調整,費錢又費工。

洪飛義表示,以耐熱不鏽鋼細絲製作的探針彈簧,可耐攝氏700度以上高溫,比傳統彈簧壽命增長4到5倍;另外,傳統材料無法承受快速通電,只能用低電流,測試速度較慢,使用新彈簧可快速完成測試,對AI晶片製造可說有重大貢獻。(編輯:郭諭儒)1130507

國立成功大學材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊研發超精細不鏽鋼耐熱細絲,為半導體產業開創新紀元。(成大提供)中央社記者楊思瑞台南傳真  113年5月7日
國立成功大學材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊研發超精細不鏽鋼耐熱細絲,為半導體產業開創新紀元。(成大提供)中央社記者楊思瑞台南傳真 113年5月7日
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