汇专超声超深微孔加工丨杜邦工程塑料半导体芯片测试插座钻孔工艺

芯片测试插座(Semiconductor Test Socket)是一种应用于半导体生产过程成品测试阶段的“消耗型”硬件，通常由探针、电子元件、线材与印刷电路板（PCB）组成，承担着晶圆与测试系统之间电连接的关键作用，能够对芯片进行缺陷检测、功能测试及性能筛选，其产品性能直接决定芯片良率及制造成本。

工程塑料具有优异的绝缘性、耐热性、耐化学性，是制造芯片测试插座的理想材料。随着科技的进步，芯片制程持续升级，行业对芯片测试插座的加工质量要求日益严苛。使用传统方案加工工程塑料芯片测试插座，往往难以兼顾高精度与高效率：一方面，芯片测试插座具有高复杂性、高精密型、高定制化等特点，在密集孔加工过程中，难以保证其高稳定性；另一方面，工程塑料在高速钻削过程中容易产生严重的孔口毛刺，加工难度极大。

一、汇专先进材料超深微孔超声加工整体解决方案

汇专作为高端超声绿色数控机床及关键部件研制商，多年来凭借深厚的技术积累和卓越的创新能力，在半导体先进材料超深微孔加工领域积累了丰富经验。近期，汇专采用自主研发的立式高速精密加工中心UHM150-5AXIS+超声加工技术+超声振幅测量仪+断刀预警监控系统TBPS的组合方案，成功突破工程塑料芯片测试插座阶梯微孔加工瓶颈，孔间距最小0.35mm，孔壁最薄为0.03mm，孔口毛刺缩短72%，微孔毛刺缺陷率低至0.2%，孔直径、真圆度、位置度、同轴度，倒角深度等关键指标均大幅优于客户目标值。

解决方案：

其中，解决方案的核心产品汇专立式高速精密加工中心UHM150-5AXIS具备小尺寸、小体积、占地面积少等特点，整机重量仅1,500kg；配置汇专自主研发智能化超声加工技术，可选40,000rpm超声主轴或160,000rpm高速气浮电主轴；搭配自研高刚性、高精度转台，B/C轴旋转定位精度±5arcsec，重复定位精度±2arcsec；配置高精度光栅尺，X/Y/Z轴定位精度2μm，重复定位精度1μm；转盘式刀库设计（24T）；适用于半导体行业各类高精密产品的高速铣削及打孔加工。

二、芯片测试插座阶梯微孔加工案例分享 

材料：杜邦工程塑料 (VESPEL SCP5000)

加工特征：D0.2/D0.3mm阶梯微孔钻孔

检测设备及方法：

检测设备：海克斯康（HEXAGON）OPTIV CLASSIC 影像测量仪

检测方法：检测工件尺寸及表面质量

 

测试结果：

汇专超声方案加工毛刺抑制效果明显；选取168组孔检测数据，孔直径、真圆度、位置度、同轴度，均符合公差要求；检测15组倒角，倒角深度均符合公差要求；定位孔角度均符合公差要求。

01孔壁质量：孔间距最小0.35mm，孔壁最薄为0.03mm，孔壁厚度一致性好，无破壁现象。

02孔口毛刺：从0.095mm缩短至0.027mm，孔口毛刺缩短72%。

03微孔毛刺缺陷率：传统方案微孔毛刺缺陷率达5%，汇专方案微孔毛刺缺陷率低至0.2%；经检测，99.8%的微孔满足毛刺质量要求。

04孔直径：D0.2孔，孔径公差要求D0.20±0.01mm；汇专超声方案加工，孔径范围D0.193mm-D0.201mm。

D0.3孔，孔径公差要求D0.30+0/-0.02mm；汇专超声方案加工，孔径范围D0.288mm-D0.292mm。

05孔真圆度：D0.2孔，客户目标值≤0.01mm；汇专超声方案加工，孔真圆度范围0.001mm-0.006mm。

D0.3孔，客户目标值≤0.01mm；汇专超声方案加工，孔真圆度范围0.001mm-0.004mm。

06孔位置度：D0.2孔，客户目标值≤0.03mm，汇专超声方案加工，孔位置度范围0.000mm-0.023mm。

D0.3孔，客户目标值≤0.03mm，汇专超声方案加工，孔位置度范围0.004mm-0.015mm。

07孔同轴度：客户目标值≤0.03mm；汇专超声方案加工，孔同轴度0.001mm-0.020mm。

08倒角深度：公差要求+0.07/0mm；汇专超声方案加工 ，倒角深度0.16mm+0.07/0mm。

09ATAN符合标准值：根据三坐标测量结果，左侧图示角度为ATAN（15.000/31.501）=25.463（标准值为25.463）。

当前，国内半导体芯片产能持续扩张，但高端芯片测试插座长期依赖进口，制约半导体产业向高端化、自主可控方向发展。汇专深耕高端制造领域多年，创新产品与技术不仅成功应用于工程塑料(VESPEL SCP5000)芯片测试插座阶梯微孔加工，在CVD碳化硅（SiC）喷淋盘、单晶硅曲面电极、多晶硅栅极环、石英玻璃喷淋盘、石英玻璃基板、石英玻璃多面棱镜、氧化铝陶瓷喷淋盘、铝合金喷淋盘、高温橡胶探针吸嘴、铝基碳化硅工件等半导体精密零部件加工方面同样取得显著成效，可有效提升加工效率，改善工件表面质量，实现连续稳定加工。

未来，汇专将不断加强创新产品研发投入，持续升级先进材料超深微孔超声加工整体解决方案，为推动半导体制造技术升级、助力制造业高质量发展贡献更多创新力量。

关于汇专

汇专科技集团股份有限公司创立于2003年，专注于高端超声绿色数控机床及关键部件的研制。二十年来，始终秉承“汇全球资源，专行业领先”的理念，紧紧围绕“高效、绿色、智能”的主线，实现产品从零件级、部件级到整机级的跨越，构建以数控机床为核心、关键部件与高性能工具协同发展的产业布局，客户遍布航空航天、半导体、医疗、消费电子、汽车、模具、教育和通用机械等精密制造领域。

集团总部位于广州科学城，在全国七大区设有销售技术服务中心，并在香港、台湾、韩国、日本、瑞士、德国和美国等地建立研发、销售、服务体系，产品远销全球六大洲超过70个国家和地区，逐步形成研发、生产、销售、服务全球一体化布局。

公司坚持创新驱动战略，拥有两家国家高新技术企业，设有前沿技术研究院和广东省工程技术中心，核心技术专利超过1,100项，主要产品技术经中国工程院院士领衔的专家组鉴定达到国际领先水平，先后荣获广东省科技进步一等奖、广东省专利奖银奖、中国专利奖优秀奖、广东省疫情防控物资保障工作重要贡献企业、广州市民营领军企业等殊荣。