検出ピッチ20μm以下の半導体テスト用Exaddon 3Dプリントプローブ

2024年1月24日、Antarctic Bearは、スイスに本社を置くマイクロ3Dプリント企業Exaddonが、20μm未満のピッチで微細ピッチ検出が可能な3Dマイクロプリントプローブを開発したことを知りました。ファインピッチプローブテストは、半導体チップをテストするために使用される非常に複雑で精密なプロセスです。

Exaddon の高伝導性プローブは半導体ウェーハテスト用に最適化されており、カスタマイズ可能で交換可能なスペーストランスフォーマーに直接 3D プリントできるため、複雑さ、コスト、必要なコンポーネント層の数を削減できます。
Exaddon は、20 μm 未満の能力が半導体業界に大きなメリットをもたらすと主張しています。より細かいピッチでテストすると、有効なチップ領域が大きくなり、歩留まりが向上し、チップのコストが削減され、その結果、消費者向け製品のコストも削減されます。さらに、同社のテンプレート不要のマイクロ 3D 印刷プロセスは、高度なカスタマイズが可能で、高アスペクト比の自立型構造物を製造することが可能です。
「純粋な金属の局所的な電着によって実現されるエクサドンのμ-3D印刷技術のユニークな機能は、20μm未満のピッチを成功裏に達成しテストするための前例のない方法を提供します」とエクサドンはプレスリリースで述べています。「現在のピッチ制限を下回る微細ピッチプロービングを必要とするあらゆるアプリケーションは、このユニークなアプローチの恩恵を受けることができます。」

Exaddon 3Dマイクロプリンティングが微細ピッチプロービングを強化
2019年に設立されたExaddonは、マイクロ金属部品の積層造形を専門とするスイスのマイクロ3Dプリンティング企業Cytosurgeの子会社です。同社は創業以来、世界中の学術研究プロジェクトに 3D プリント技術を提供する大手サプライヤーとなっています。
Exaddon が過去 2 年間に開発したマイクロ 3D 印刷機能は、5,000 億ドル規模の半導体市場のニーズを満たすように設計されています。半導体メーカーは、高性能チップのプローブテストを利用して、良品チップ (KDG) のみが最終的な半導体コンポーネントに組み込まれるようにしています。

Exaddon によれば、現在 40 μm ピッチ未満でのプローブテストの実現は困難です。これにより、チップの設計が制限され、消費者の需要を満たす同社の能力が制限されると言われています。たとえば、マイクロ LED 市場は年平均成長率 80% で成長し、数十億ドルの価値があるにもかかわらず、LED テストは現在、リソースと時間のかかる 2 プローブアプローチに限定されています。
△Exaddon のテンプレートフリー 3D プリントプロセスのコンピューターレンダリング。画像はExaddonより。
Exaddon は、寸法 20 μm 未満の高品質の金属部品を製造できるマイクロ 3D 印刷技術でこれらの課題を克服します。チューリッヒに本拠を置く同社は、μ-LED 上でファインピッチプローブ機能を実証することに成功しました。
Exaddon の microLED テストアレイは、ピッチが 20 μm 未満の、事前にパターン化されたトレース上に直接 3D プリントされました。デモンストレーターアレイには、X 軸の最小ピッチが 18.5 μm、Y 軸が 9.5 μm、Z 軸が ±2 μm の 128 個のプローブがあります。 Exaddon のプローブアレイは、他社のプローブアレイの約 10% の大きさであると報告されており、マイクロ LED テスターの効率は 64 倍向上します。
さらに、Exadden のテンプレートフリー 3D 印刷プロセスは高度にカスタマイズ可能で、コイルやラティスなどの高アスペクト比の自立型構造の作成に優れています。スペーストランスフォーマーに直接 3D プリントすることでプローブカードの構築が簡素化され、必要となるプロセス手順やコンポーネントが不要になります。これにより、プローブの製造に関連するコストと複雑さが軽減されます。
今後は、μLEDアレイのプローブ数を増やし、WAT（耐水性テスト）やCIS（CMOSイメージセンサー）のプローブテストも完了させる予定だ。
△ 接触パッド上に直接 3D プリントされた Exaddon128 プローブアレイの光学顕微鏡写真。画像はExaddonより。
マイクロ3Dプリントの開発 マイクロ 3D プリンティングは、電気機器の開発と製造において大きな可能性を秘めていると多くの企業に認識されています。
昨年、オーストリアの高精度光学機器開発企業In-Visionは、バンガロールにあるインド科学研究所のTapajyoti Das Gupta教授と協力し、新しいサブミクロン3Dプリンターを開発すると発表した。両社は、ムンバイに拠点を置く3DプリンターメーカーのJ Group Roboticsと協力し、柔軟で伸縮性のあるナノスケールの光子デバイスを製造できる3Dプリンターを開発しました。
通常、ナノスケールの高性能光学デバイスは、複数段階の階層化 2D リソグラフィープロセスによって製造されます。これはコストがかかり、拡張性も限られているため、クリーンルーム施設で複数のマシンを使用する必要があります。 In-Vision チームは、新しいマイクロ 3D プリンターが製造のスピードアップとコスト削減によって半導体業界に革命を起こすことを期待しています。最初のサブミクロン光学部品は、2024 年春に 3D プリントされる予定です。
一方、微細加工の新興企業であるHorizon Microtechnologiesは、独自のマイクロ3D印刷技術を提供しています。同社のステンシルベースのマイクロ付加製造（マイクロAM）プロセスにより、ユーザーはミクロンレベルの精度で導電性部品を製造できます。このマイクロ 3D 印刷技術は、電極、電気接続ピン、マイクロ流体デバイス、MEMS、光学パッケージの製造において、より優れた製造汎用性を提供するように設計されています。
△ホライゾンマイクロテクノロジーズ 3Dプリント電子機器

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