英國Oxford Lasers Guide Plate 高精度雷射微孔加工
半導體 Probe Card 探針導板的精密雷射鑽孔技術
隨著半導體元件持續朝向高密度、小型化與 Fine Pitch 發展，晶圓測試（Wafer Test）所使用的 Probe Card 也面臨更高的精度要求。測試接點數量不斷增加，同時 Pad 尺寸與間距持續縮小，使 Probe Card 中負責探針定位的 Guide Plate（探針導板） 成為影響測試精度與可靠度的重要零組件。
透過高精度雷射微加工技術，可在陶瓷、氮化矽（Si₃N₄）、玻璃及高分子材料上製作大量高密度微孔，並兼顧孔位精度、孔型設計與 Fine Pitch 加工需求，適合應用於先進半導體 Probe Card 與 MEMS Probe 等精密測試元件。
什麼是 Probe Card Guide Plate？
Guide Plate 是 Vertical Probe Card（垂直式探針卡）中的關鍵零組件之一。
一片 Guide Plate 上可能具有數千至數萬個、甚至更大量的微孔，每一個微孔負責定位一支 Probe（探針），讓探針能夠準確對應晶圓上的測試 Pad。
因此，Guide Plate 的加工品質會直接影響：
- Probe 探針的位置精度
- Probe Pitch 與排列密度
- 探針組裝與插入穩定性
- Wafer Pad 接觸位置
- Probe Card 整體測試可靠度
當半導體 I/O 數量持續增加、Pad Pitch 不斷縮小時，Guide Plate 必須在非常有限的面積內配置更多微孔，因此對孔徑、孔距、孔位精度、孔型與加工一致性的要求也越來越高。
為什麼使用雷射加工 Guide Plate？
Guide Plate 常使用 Si₃N₄、工程陶瓷、可加工陶瓷（Machinable Ceramic）、玻璃或特殊高分子材料製作。這類材料通常具有高硬度、脆性或不易進行傳統機械加工等特性。
高精度雷射微加工採用非接觸式加工方式，不需要刀具直接接觸工件，因此特別適合製作高密度微孔及複雜微結構。
相較於傳統機械加工方式，雷射加工的主要優勢包括：
高精度微孔加工
可製作微米等級孔洞，滿足 Fine Pitch Probe Card 對微小孔徑及高密度排列的需求。
高孔位精度
Probe Card 中每一支探針的位置都十分重要，因此 Guide Plate 不僅要求孔徑精度，更需要控制整片基板上的 Hole Position Accuracy。
高密度孔陣列
雷射加工可因應數萬至數十萬個微孔的高密度設計，適合高 I/O Count 的先進半導體測試需求。
非圓形孔加工能力
除了傳統圓孔之外，也能依照 Probe 設計製作不同幾何形狀，例如：
圓形（Round）、橢圓形（Elliptical）、方形（Square）、矩形（Rectangular）以及非對稱形狀（Asymmetrical）。
其中方形與矩形微孔尤其適合部分 MEMS Probe 的結構設計。
Guide Plate 雷射加工能力
隨著 Probe Card 朝向 Fine Pitch 與 High Pin Count 發展，Guide Plate 雷射加工技術也持續提升。
依據不同材料、板厚、孔型與產品設計，可評估以下高精度加工需求：
| 加工項目 | 技術能力 |
|---|---|
| 微孔尺寸 | 可達 < 20 µm |
| Hole Positional Accuracy | 可達約 1 µm |
| Corner Radius | 可達 < 3 µm |
| Fine Pitch / Web | 可達 < 5 µm Web |
| 孔數 | 可對應最高約 200,000 孔的高密度設計 |
| 孔型 | 圓形、方形、矩形、橢圓形、非對稱形 |
| 加工材料 | Si₃N₄、硬質陶瓷、可加工陶瓷、玻璃、高分子材料等 |
實際可達規格仍需依據材料種類、材料厚度、孔徑、孔距、孔型、孔數及公差要求進行加工評估。
Si₃N₄ 氮化矽 Guide Plate 加工
Si₃N₄（Silicon Nitride，氮化矽）具有優異的機械強度、耐磨耗性、熱穩定性與尺寸穩定性，因此是高階 Probe Card Guide Plate 可採用的材料之一。
然而，Si₃N₄ 屬於高硬度工程陶瓷，傳統機械鑽孔容易面臨刀具磨耗、加工速度及微小孔加工限制。
利用雷射微加工技術，可以在 Si₃N₄ 等硬脆材料上進行高密度微孔加工，並透過加工參數與光束控制，因應不同孔徑、Pitch 與板厚需求。
除了 Si₃N₄ 外，也可針對其他硬質陶瓷、Machinable Ceramic、玻璃與 Polymer 材料進行加工評估。
從 Fine Pitch 到 High Pin Count
先進封裝與高階半導體元件持續增加 I/O 數量，使 Probe Card 的 Pin Count 不斷提高，同時 Probe Pitch 持續縮小。
這代表 Guide Plate 必須同時面對三項挑戰：
更小的 Hole Size、更小的 Pitch，以及更高的 Hole Count。
而且即使一片 Guide Plate 上具有數萬甚至十萬級以上的微孔，仍必須維持良好的孔位精度與加工一致性。
因此，高精度雷射微加工不只是「把孔做小」，更重要的是如何在整片 Guide Plate 上維持穩定且一致的微孔品質與位置精度。
Guide Plate 常見應用
Guide Plate 雷射微孔加工可應用於：
- Semiconductor Wafer Testing
- Vertical Probe Card
- MEMS Probe Card
- Fine Pitch Probe Card
- High Pin Count Probe Card
- IC / Advanced Packaging Testing
- Semiconductor Test Interface Components
特別適合需要高密度微孔、微米級孔位精度、特殊孔型以及難加工陶瓷材料的半導體測試應用。
客製化 Guide Plate 雷射加工評估
Guide Plate 的加工難度會受到材料、厚度、孔徑、Pitch、孔型、孔數與位置公差等多項條件影響，因此不同產品通常需要個別進行製程評估。
若您有 Probe Card Guide Plate、Si₃N₄ / Ceramic 微孔、MEMS Probe 或其他半導體精密微孔加工需求，歡迎提供以下資訊：
材料種類、材料厚度、Guide Plate 尺寸、孔徑與孔型、Hole Pitch、孔數、位置精度要求，以及 2D / 3D 圖面。
茂太科技可協助進行雷射加工可行性評估與樣品測試，並依據實際產品需求評估適合的雷射微加工製程。
