半導體產業中 IC 的發展關係著我們日常生活中的通訊、資訊或 消費性等產品之品質與性能至鉅，因此如何提升半導體 IC 產業的產 能是很重要的課題，檢測 IC 元件是否正常的探針卡(Probe card)能否 符合發展需求也就十分重要。
在半導體製程中，晶圓在前端製程完成但尚未進行後段切割封裝 之前，必須先以測試機(Tester)及探針卡對晶圓階段的 IC 進行電氣特 性測試，除了可以將結果回饋給前段製程，進行微調，以確保晶圓的 良率；同時，也可以先將不良品淘汰，避免後段封裝製程的浪費，達 到降低成本與增加產能的目的。測試時，則是測試機通過探針卡上的 探針與 IC 晶片上的銲墊（Pad）或凸塊（Bump）接觸，構成測試迴 路。測試機發出的訊號藉由探針的傳遞，送入晶片，再將晶片回饋資 料傳送回測試機進行分析與判斷，據以檢測晶圓上每一顆晶粒的功能 是否正常。
根 據 2012 年 國 際 半 導 體 技 術 藍 圖 （ International technology roadmap for semiconductors，簡稱 ITRS）的調查指出[1]：2012 年 IC 最小線寬為 32 nm，打線(Wire bond)封裝之 I/O 銲墊間距（Pitch）最 小為 35 μm，覆晶(Flip-chip)封裝之 I/O 銲墊間距最小為 110 μm。未
來 2015 年 IC 最小線寬將降到 21 nm，打線封裝 I/O 銲墊間距最小為
2005 2010 2015 2020
Line 1/2 Pitch, nm
0
Pad Pitch, um
IC Line1/2 Pitch
Flip-chip pad pitch
Wire bond pad pitch
圖 1-1 半導體技術發展里程[1,2]
探針卡的構想，如圖 1-2 所示[3]。其想法係在彈性的絕緣高分子材料 內植入許多直徑約 2~10 µm 且呈平行排列的微細金屬絲，並使金屬絲 的排列方向垂直於膜片，構成高密度單軸向導電膜片。由於金屬絲微 線很細，因此一個銲墊可對應數根超微細金屬絲，顛覆傳統探針卡“一 探針對應一銲墊”的設計。可以預見，未來如果金屬絲微線真的可以 細至 2 µm，即使銲墊間距縮小至 20 µm 以下，「高密度單軸向導電 膜片」探針卡仍可滿足針測的需求。
銲墊(Pad) 待測晶片(wafer)
單軸向導 電膜片 電路板銲墊 電路板
電路板銲墊
銲墊(Pad) 待測晶片(wafer)
單軸向導 電膜片 電路板銲墊 電路板
電路板銲墊
圖 1-2 單軸向導電膜片探針卡示意圖[3]
1-2 研究動機
『單軸向導電膜片探針卡』構想要能成功的最主要的關鍵在於是 否能製造出耐溫、高彈性、耐疲勞，且機械及電性皆能符合針測需求 的單軸向導電膜片。本論文的目的即在提出一種以結合超精密車床、
精密滾輪繞線與層疊法的全新「高密度單軸向導電膜片」製程，量測 其平衡接觸力及電阻等性能，並嘗試以有限元素法進行模擬分析，與 實驗值比較，解釋接觸力量測現象。
第二章 文獻回顧