MicroLED 这类巨量晶圆检测一直被刚性探针划伤样品的难题困扰,孚莱感知联合霍文星团队推出的三维柔性探头方案,依靠自适应形变的柔性微结构,把接触压力降到极低水平,在完成高通量电性能检测的同时避免焊盘、晶圆表面产生划痕,给 MLED 巨量转移后的晶圆检测提供无损方案。传统刚性探针卡是硬金属触点,只要晶圆表面有几微米高度差,就容易出现压伤、划伤,一旦划伤,整片晶圆直接报废,良率损失和成本压力很大,而且传统探针很难适配高密度巨量电极阵列,检测通道数量也存在上限。霍文星团队来自天津大学精密测试实验室,这套三维柔性探头采用弹性微柱 + 可延展电极堆叠结构,能够自适应贴合晶圆表面起伏,接触压力远低于传统探针,同时可以做大阵列并行检测,匹配 MicroLED 百万级像素电极的巨量检测需求。目前这项技术已经进入中试推进阶段,孚莱感知正在搭建柔性探针卡产线,未来除了 MLED 晶圆,还可以延伸到算力芯片、光电子器件的无损晶圆测试场景,补齐国内半导体巨量无损检测的短板。
三维柔性探头核心参数表
| 项目 | 指标 |
|---|---|
| 适配高度差 | 最高 10μm 电极高度差 |
| 接触压力 | 约 0.9MPa,远低于传统刚性探针 |
| 结构形式 | 弹性微柱阵列 + 可延展柔性电极堆叠 |
| 检测形式 | 接触式无损电致发光检测 |
| 适配场景 | MicroLED 晶圆、巨量转移后芯片阵列 |
| 技术来源 | 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室 |
| 产业化主体 | 天开孚莱感知(天津)半导体、万柔科技 |
传统刚性探针与三维柔性探头对比
- 传统刚性探针:金属硬质触点,不能自适应形变,晶圆表面微小高低差就容易划伤焊盘,压力高,适合低通道、低密度芯片检测,高密度巨量检测良率损耗高。
- 三维柔性探头:柔性弹性结构,接触时跟随表面形变,压力极低,几乎无划伤,支持大规模并行阵列,适配 MLED 巨量电极,难点在柔性材料稳定性、阵列一致性、长期插拔寿命。
三维柔性探头落地推进步骤
- 实验室技术验证:完成柔性微柱阵列制备、压力标定、电致发光检测验证,相关成果在《自然 - 电子学》刊发。
- 专利布局与样品试制:围绕柔性探针卡、弹性薄膜材料、阵列制备提交发明专利,完成多批次样品打样测试。
- 中试产线搭建:孚莱感知建设柔性探针卡中试线,解决批量制造一致性难题。
- 晶圆厂送样验证:对接 MLED 产线,在真实产线做长时间连续检测、寿命、良率验证。
- 商业化落地:成熟之后推向国内 MicroLED、光芯片晶圆检测市场,后续拓展其他高端芯片检测场景。
技术核心优势清单
- 无损防划伤:柔性结构自适应,不会压坏、划伤晶圆电极和表面,降低报废损失。
- 支持巨量并行:阵列规模可以做到百万级通道,匹配 MicroLED 巨量转移后的高通量检测需求。
- 兼容微小高度差:电极存在 1~10μm 高度起伏也能稳定接触,不用对晶圆做极高平整度预处理。
- 国产自主路线:材料、结构设计、阵列工艺国内自研,摆脱海外高端探针卡的供应限制。
现存待突破挑战
- 柔性材料长期反复接触之后,存在弹性衰减、信号漂移的问题,需要持续优化材料配方。
- 大规模阵列制造难度高,要保证每一根微柱的力学、电学一致性,量产良率门槛高。
- 行业客户验证周期长,晶圆厂对检测设备稳定性、寿命、可维护性要求严苛。
【常见问题】
问题 1:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,巨量检测划伤痛点是怎么产生的?
回答 1:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,巨量检测划伤痛点主要来自传统刚性金属探针,晶圆电极存在微米级高度差,硬质探针接触时压力集中,很容易刮伤、压坏焊盘,MLED 晶圆电极密度极高,划伤之后整片晶圆容易报废。
问题 2:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,三维柔性探头的原理是什么?
回答 2:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,三维柔性探头采用弹性微柱阵列搭配可延展柔性电极堆叠结构,接触晶圆时弹性结构自适应形变,用极低压力完成电信号采集,不会划伤晶圆表面。
问题 3:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,这套方案除了 MLED 还能用在哪些芯片检测?
回答 3:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,这套无损检测方案后续可以拓展到光电子芯片、部分算力芯片晶圆级测试,适合高密度电极、怕划伤的精密器件检测场景。
问题 4:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,现在三维柔性探头处于哪个阶段?
回答 4:孚莱感知霍文星解码三维柔性探头,该技术已经完成实验室验证,相关成果发表,目前孚莱感知正在推进柔性探针卡中试线建设,同步对接产线送样验证,还没有大规模量产交付。
【参考资料】
[2026-11-13](告别巨量检测划伤痛点,孚莱感知霍文星将解码三维柔性探头)电子工程专辑
[2026-04-19](何以高新丨硬科技走上 “快车道”)央广网
[2025-06-16](天津大学团队填补微型 LED 晶圆无损测试技术空白)天津大学新闻网
[2025-06-16](中国教育报:天津大学团队填补微型 LED 晶圆无损测试技术空白)天津大学官网
[2026-08-21](具有弹性微结构的柔性探针卡及制备方法)国家知识产权局公开专利
【免责申明】
本文孚莱感知霍文星、三维柔性探头、巨量检测划伤相关内容仅为硬科技行业资讯科普;该技术仍处在中试和客户验证阶段,量产稳定性、使用寿命、最终报价都尚未定型;文中参数、技术描述来自高校公开论文与企业公开报道,最终产品规格、交付能力以孚莱感知官方测试报告和商务方案为准;半导体检测设备验证周期长,商业化落地存在不确定性。
