半導體至今已發展數十年,從消費型電子產品跨足物聯網與車用電子,是目前可見的趨勢,那麼跨足生醫產業呢?

根據宜特科技快速封裝實驗室指出,近五年來,一股潮流正默默來襲——半導體晶片轉向生醫領域。國際半導體龍頭大廠在近年間持續委託宜特完成近千件的「生醫晶片」工程樣品封裝,為的是未來長遠的藍海市場——生物醫學。

在研發方面,生醫晶片和半導體晶片最大的不同為,半導體晶片要不斷追逐先進製程,而生醫晶片因主要用於醫療診斷、癌症篩檢、新藥研發等,所以重點放在要求準確、著重感測,因次有許多半導體廠開始利用舊製程設備來研究生醫晶片。

而生醫晶片和半導體晶片一樣,須經過層層除錯的驗證,所以驗證前的封裝極為關鍵。半導體晶片在研發階段要經過層層電性測試,而生物醫學晶片則需進行接觸性測試,驗證晶片感測器的檢測準確度,其中包含滴血、特殊溶液等項目。但是不管是那一種,都須先進行IC樣品封裝,才能繼續後續的實驗。

值得一提的是,生醫晶片的封裝型式有別於過去半導體的模式,須經過特殊處理。半導體的封裝是為了保護晶片,而生醫晶片有特殊用途,因需使用不同的溶劑溶液滴在晶片感測區(sensor)進行研發測試,因此封裝材料的耐化性相對重要。

20180105_iST_NT21P1 生醫晶片封裝的剖面示意圖

那麼要如何協助生醫晶片進行樣品測試前的封裝?宜特科技提出了三個主要步驟:

步驟一:

如同前述,由於生物醫學晶片,需要進行接觸式溶液滴劑研發的測試,一般封裝材料較容易受到滴劑腐蝕,因此使用較能抗酸鹼的玻璃材料。宜特會與客戶討論IC滴劑位置(大部份是IC感測器設計的地方),並進行客製化的玻璃開槽。

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步驟二:

將晶片進行樣品前製備——打線封裝,下圖是宜特提供陶瓷封裝LCC材料。 20180105_iST_NT21P3

步驟三:

將第二步驟的待測IC樣品放於電性測試版中,進行封膠, 接著,結合第一步驟客製化的開槽玻璃。如此一來,即完成生物晶片封裝測試準備品。 20180105_iST_NT21P4