成大團隊研發超精細不鏽鋼線 助半導體產業「全面升級」

成大今天宣布材料科學工程學系特聘教授洪飛義團隊研發半導體材料「有重大突破」，研發出最新耐熱不鏽鋼微米細絲，不僅可取代金、銅線，成功在晶片上「打線成球」，大幅降低封裝與材料成本，更可減少對環境汙染。

團隊並以這項新材料製作檢測高端Al晶片使用精細探針彈簧，提高檢測效率，正由全球探針最大廠英商史密斯英特康測試，可望成為未來市場上的主流產品。

校方表示，洪飛義團隊專精金屬材料研究20多年，去年與台灣特殊鋼材大廠華新麗華成功開發獨創的耐熱雙相不鏽鋼線材，並由香港駿碼科技抽拉出僅30微米的不鏽鋼細線，創下世界紀錄。今年團隊更研發「多段退火（真空高溫軟化）」技術，成功挑戰15微米，達到可運用在半導體電子封裝打線水準，再次創紀錄，並成為「全世界線材科技的新指標」。

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微米的細絲，但成本過高，目前市場主流是以銅取代，但銅卻有生鏽問題，必須要高規格封裝，避免受環境影響，或是以金包銅，在銅線上鍍一層薄金，但電鍍卻是高汙染製程，後續處理當困難。

團隊材料系研究生張議澤與徐崇凱利用15微米的不鏽鋼細絲，成功地焊接在半導體常用鋁材、銅材基板上，完成打線成球導線，並經電性分析，確認超精細不鏽鋼導線的電阻與銅導線相近，可以取代。而鋼球焊接在銅墊上「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。

洪飛義表示，過去業界沒有人想過可以把不鏽鋼抽成那麼細的細絲，運用在晶片上，目前銅每公斤約200到300元，不鏽鋼只有一半，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，可說是「半導體材料運用上的明日之星」。

團隊成員材料系研究生黃健德與呂哲緯則利用30微米的耐熱不鏽鋼細絲製作探針彈簧，委託台南宏伽工業生產，因為眾多優點，獲得國際大廠史密斯英特康青睞，公司高層專程到台灣取得新產品，目前已帶回英國在產線上進行可靠度驗證。

洪飛義表示，高端晶片在製作後，需要靠探針測試其傳導性，不合格就去除，極細的探針上裝有彈簧，目前半導體產業使用探針彈簧，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，當測試時通電加熱，一個彈簧在產線上往往只有2、3 天壽命，就失去彈性需要更換，一組探針動輒數十萬元，更換後又需數小時調整費錢又費工。

他表示，以耐熱不鏽鋼細絲製作的探針彈簧，可耐700度以上高溫，比起傳統彈簧壽命增長4到5倍，傳統304不耐熱，無法承受快速通電，只能用低電流，測試速度相當慢，新彈簧可快速完成測試，新的產品對AI晶片製造「可說是一項重大貢獻」。

洪飛義表示，兩項成就領先業界，更讓超精細不鏽鋼線材跨入半導體科技，協助半導體產業邁入新紀元。將進行更多的測試，未來並將持續開發不鏽鋼材更多的應用，讓產業界相當振奮。