碳纳米管微接触器用于微机电系统晶圆级测试

晶圆探针测试是集成电路生产中重要的一环，是工艺控制、成品率管理、产品质量以及降低总测试成本的一个关键因素。应用于半导体封装测试的机电探针需要满足间距更小、测试结果可靠、制造工艺可再现和接触电阻更低的要求。当前的机电测试探针，例如基于微机电（MEMS）的垂直悬臂探针，在不影响重复性、弹性性能、成本和效率的前提下，在可达到的最短间距方面存在根本性的缺陷。

近日，英国萨里大学的Stolojan, Vlad等人研究了垂直排列的CNTs (VA-CNTs)作为微接触器用于晶片级芯片规模封装(WLCSP)测试和晶片级封装(WLP)测试的性能。在欧姆基板上制造的500μm高的CNT-金属复合接触结构是具有机电特征的。探针的设计和结构是可控的，可以在短时间内组装数千个探针，且间距简单易控。相关研究结果以“Carbon nanotube micro-contactors on ohmic substrates for on-chip microelectromechanical probing applications at wafer level”为题发表在《Carbon》上。

讨论了金属化形貌和厚度对金属-碳纳米管复合触头顺应性和机电响应的影响。Pd-金属化CNT接触器显示出高达25μm的顺应性，接触电阻低至460 mΩ (3.6 kΩ/μm)，网络电阻率为1.8 × 10−5 Ω cm，经过2500次接触后，超程50μm；它们形成可再现且可重复的接触，接触电阻降低不到5％。通过原位和循环测试研究了失效机理，结果表明，对于顶部和侧面金属化触点，CNT-metal壳体在降低接触电阻的同时，为弹性区域的探针结构提供了刚度。所制备的探针具有稳定的低电阻、高重复性和耐磨性，使CNT微触头成为WLP和WLCSP检测的可行候选材料。

晶片级芯片规模封装(WLCSP)测试和晶片级封装(WLP)测试

DOI: 10.1016/j.carbon.2019.04.115

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