中美关税战下，飞秒激光切割如何破局半导体测试探针制造？

中美关税战持续升级，对半导体供应链造成显著冲击。光刻机、刻蚀设备等关键装备进口成本增加、供应受限，正迫切驱动着国内对突破性技术和国产化替代的强烈需求。这一需求贯穿整个产业链，包括对测试环节核心部件的要求。

测试探针市场根据应用可划分为半导体、PCB、ICT在线测试等细分领域。其中，半导体测试探针因其制造难度大、尺寸极端精密以及复杂的电性能与机械性能要求，技术壁垒更高。长期以来，这一市场高度集中在日本YOKOWO、美国ECT、IDI等少数进口品牌手中。这就引出了一个关键问题：中国的半导体封测环节在全球市场中已占有重要地位，为何在这一看似微小的探针上，依然面临“卡脖子”的困境？

半导体测试探针制造难点 

半导体测试探针，是尺寸虽小却肩负重任的精密电子元器件。尽管外观因用途各异，但通常由针头、针杆（或包含弹簧及套管的复杂结构）等组成，整体尺寸往往达到微米级别。主要用在半导体芯片设计验证、晶圆测试、成品测试环节，作为芯片引脚/焊球与测试机之间的桥梁，传输信号，以检测芯片的各项性能指标。

在仅有米粒甚至更小的尺度上进行微结构加工本就不容易，还要保证加工后的探针具备优异的导电性（低接触电阻）、机械强度（不易弯折）、高耐磨性（长使用寿命）更是难上加难。一般工艺，如光刻结合化学蚀刻或精密冲压成型，在应对微米级精度时，往往面临工序复杂、成本高昂的问题。尤其在加工钨、钨钢、钯合金等高硬度或特殊材料时，容易产生接触面粗糙、残留毛刺、应力导致材料变形、针尖形状控制不佳等缺陷。这些缺陷直接影响探针测试的精度和可靠性，对半导体产业的良率和成本控制构成严峻考验。

那没有其他办法了吗？目前，飞秒激光加工技术展现出解决上述难题的巨大潜力。以 0.1mm 厚钨钢探针为例：采用飞秒激光切割，顶部宽度控制在110.7μm±1μm，加工过程无应力、无变形，粗糙度低至 Ra≤0.1μm，充分展示飞秒激光在高硬材料微细加工的卓越能力。

飞秒激光切割优势 

飞秒激光是如何做到的呢？

1、“冷”加工无损伤： 飞秒激光（10⁻¹⁵秒）的脉冲宽度远小于材料内部热量传递的时间，能量在极短瞬间作用于材料表面并直接将其气化剥离，几乎不产生热影响区。这意味着无论是高硬度、高熔点的钨、钨钢，还是其他金属、陶瓷、聚合物等材料，都能实现高质量的“冷”切割，无重铸层、无微裂纹、无热致变形。这对于保持探针材料的原始物理性能，确保其在测试中具备稳定的导电性和长久的机械寿命至关重要。

2、精度微细加工：飞秒激光光斑可聚焦至微米甚至亚微米级别，结合高精度运动控制系统，可实现±1μm甚至更高的加工精度。非接触式的激光加工不受工具形状限制，通过控制光束路径，可灵活切割筋宽仅十几微米的各种复杂二维、三维轮廓的探针结构，尤其适合新产品研发和小批量、多品种的生产模式。 

3、优异的切割边缘质量: 探针的接触端面和边缘质量直接影响接触电阻的稳定性和探针寿命。飞秒激光切割边缘光滑、垂直度好（无锥度或可控锥度），粗糙度可达Ra≤0.1μm，几乎无毛刺、无熔渣。这不仅提升了探针的接触稳定性和耐用性，也省去了后续复杂的去毛刺、抛光等处理工序。

钨片光栅飞秒激光切割效果：

筋宽50μm，精度±2μm

展望未来，飞秒激光技术的工业化应用正持续深入。这一技术革新为攻克高端测试探针等关键零部件的制造难点提供了新的可能性，有望成为打破国外品牌在该领域长期主导地位、提升关键零部件自主可控水平的重要技术支撑。这将对增强中国半导体产业链的韧性和竞争力起到积极的推动作用。