MEMS垂直探针的设计和加工技术研究

发布时间：2021-01-13 17:29

　　晶圆测试作为半导体制造工业中很重要的一个环节,其不仅可以检查晶圆厂的制造缺陷和良品率,还能避免后续封装浪费。晶圆测试中所用的探针是测试机与晶圆上被测芯片之间进行通信的重要功能部件。面向目前晶圆级芯片测试的小间距和高密度测试的需求,研究MEMS垂直探针具有重要的实用意义。本文设计并制作了一种基于MEMS工艺制作的复合材料的垂直探针,主要研究内容和成果包括:面对三维封装这类先进封装情况下的晶圆测试需求,针对芯片上焊垫或凸块的细间距、高密度和小尺寸等测试情况,通过分析垂直探针测试原理和对比不同的MEMS探针结构,设计了一种具有稳定针痕的MEMS垂直探针结构,其能在垂直方向上灵活地进行测试。面对晶圆测试探针的高使用寿命和低维护成本的需求,提出了一种具有高导电特性、高硬度和容易清洁特性的金属复合材料。通过后续的探针制作和材料性能测试,得到该金属复合材料的杨氏模量为64.54GPa,泊松比为0.44,抗拉强度为1132MPa,电阻率为3.13×10^-9?·m,电导率为3.19×10⁸ S/m。通过有限元法分析并优化设计了探针的几何结构。最终设计的MEMS... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 MEMS探针中的制作工艺
        1.2.2 国内外研究现状
        1.2.3 3D封装带来的测试挑战
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 MEMS垂直探针设计
    2.1 引言
    2.2 探针屈曲探测原理
        2.2.1 临界应力
        2.2.2 结构的最大应力
        2.2.3 结构的弹簧系数
        2.2.4 探针的接触力
    2.3 MEMS垂直探针的几何结构
        2.3.1 结构与性能的关系
        2.3.2 设计方案
    2.4 MEMS垂直探针的材料
        2.4.1 探针材料的选择
        2.4.2 复合材料的材料参数
    2.5 小结
第3章 基于有限元分析的探针结构优化
    3.1 引言
    3.2 结构分析和优化
        3.2.1 机械特性分析
        3.2.2 改善应力集中
    3.3 最终结构的有限元分析
        3.3.1 机械特性分析
        3.3.2 电气特性分析
    3.4 小结
第4章 基于UV-LIGA技术制作MEMS垂直探针
    4.1 引言
    4.2 MEMS垂直探针的制作
        4.2.1 光刻
        4.2.2 微电铸
        4.2.3 释放微结构
    4.3 制作工艺的优化
        4.3.1 光刻工艺的优化
        4.3.2 微电铸工艺的优化
    4.4 小结
第5章 MEMS垂直探针的测试
    5.1 引言
    5.2 力学测试
    5.3 循环测试
    5.4 小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：2975273