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晶圓級氣體感測器高效能點測系統成果發表

2019-04-09 21:56經濟日報 曹松清

國研院發表世界首創的「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」,儀科中心大秀六大核心技術...
國研院發表世界首創的「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」,儀科中心大秀六大核心技術。 國研院/提供
國家實驗研究院今(9)日發表世界首創的「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」,此系統於晶圓階段即可測試氣體感測器(感測晶片)效能,且可同時測試多顆,不但大幅縮短檢測時間,且可提早於封裝前即查知每顆晶片的品質與分級,大幅降低封裝資源浪費;另外亦可回饋測試結果,據以改善製程,提高生產效能與品質。

根據產業研究機構Yole Développement最新研究報告,預期於2021年全球氣體感測器市場可成長至9.2億美元的規模,2022年挑戰10億美元;其中又以智慧手持裝置與穿戴式裝置的成長幅度最大,分別有269%與225%的年複合成長率。台灣為半導體大國,對切入由半導體製程所製作的感測器市場具有絕對的優勢。

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整合多項技術 開發世界首創檢測系統

目前廠商測試氣體感測器的方式,是完成晶片的封裝後,再一顆一顆測試其功效。國家實驗研究院台灣儀器科技研究中心開發的「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」,則是在晶圓上製作出一格一格的晶片後、在尚未切割封裝前(即晶圓階段),即進行感測晶片之氣體反應電性量測。

目前測試IC晶片(非感測晶片)已有在晶圓階段進行測試的「點測系統」,但僅能一顆一顆晶片進行測試;「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」整合「自動光學對位系統」、「線陣列探針點測裝置」及「精密定位移動平台」的核心技術,可用「線陣列探針」十顆十顆進行測試,大幅提升測試速度,因而縮短檢測時間。

更先進的是,氣體感測器必須加熱、通氣才能測試其感測效能,現有點測系統無此功能,因此只能將一顆顆感測晶片切割、封裝後,才能進行測試;「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」整合「具加熱裝置之晶圓吸盤模組」、「真空腔系統」及「測試氣體供應系統」等關鍵技術,可在晶圓階段即將晶片加熱至工作溫度,並依測試需求將不同成分與濃度之氣體通入檢測腔體,再以探針測試其感測效能。這是全世界首創的技術,可提早於封裝前即查知每顆晶片的品質與分級,大幅降低封裝資源浪費;且可根據此測試結果,查知晶片製程可能發生的問題,據以改善製程,提高生產效能與品質。

結合台灣資源 協助廠商進軍全球市場

「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」是由進軍氣體感測器產業的晶元光電公司提出需求規格,由國研院儀科中心整合深耕多年的真空與光機電技術,並結合清華大學與工研院量測中心所共同開發出來。晶元光電目前已在開發氫氣、硫化氫、氨氣、乙醇(酒精)、一氧化碳等五種氣體感測器,在「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」協助下,將開發更多不同種類的氣體感測器,搶攻感測器市場這片藍海。

在智慧環境AIoT(AI+IoT)時代,感測器扮演著舉足輕重的角色。國研院儀科中心運用高度整合的光機電及真空等技術所建置之創新高效能「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」,將引領台灣廠商搶攻感測器市場,成為台灣邁向智慧環境AIoT時代的利器。

整合加熱裝置之晶圓吸盤。 國研院/提供
整合加熱裝置之晶圓吸盤。 國研院/提供

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