專利名稱：探針卡用接觸端子和探針卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探針卡用接觸端子和探針卡。
背景技術(shù)：
為了進(jìn)行形成于晶片的各半導(dǎo)體器件的檢查，使用探測器作為檢查裝置。探測器具備載置晶片的基臺(tái)和能夠與該基臺(tái)相對(duì)的探針卡。探針卡具備板狀的基部；和在基部的與基臺(tái)的相對(duì)面以與晶片的半導(dǎo)體器件的各電極焊盤和各焊錫凸塊相對(duì)的方式配置的多個(gè)柱狀接觸端子、即伸縮探針(pogo pin)(彈簧探針)的柱塞和接觸探針(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在探測器中，當(dāng)載置于基臺(tái)上的晶片和探針卡相對(duì)時(shí)，探針卡的各接觸端子與半導(dǎo)體器件的電極焊盤和焊錫凸塊接觸，使電從各接觸端子向與各電極焊盤和各焊錫凸塊連接的半導(dǎo)體器件的電路流動(dòng)，由此來檢查該電路的導(dǎo)通狀態(tài)等。近年來，隨著半導(dǎo)體器件的電路的微細(xì)化的進(jìn)展，電極焊盤和焊錫凸塊也在微細(xì)化。隨之，推進(jìn)了探針卡的接觸端子的小徑化，但接觸端子的小徑化導(dǎo)致電極焊盤和接觸端子的接觸壓(接觸壓強(qiáng))的增加，結(jié)果是，接觸端子的磨損嚴(yán)重。因此，為了防止接觸端子的磨損，用硬度高的高耐磨損性材料構(gòu)成該接觸端子?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2002 - 22768號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明想要解決的問題但是，通常，高耐磨損性材料的電阻率大，另外，接觸端子對(duì)電流的傳導(dǎo)性也因小徑化而降低，其結(jié)果，接觸端子的電阻值變大，因此，當(dāng)使電流向接觸端子流動(dòng)時(shí)，該接觸端子大量發(fā)熱進(jìn)行氧化，并且周圍的接觸端子也進(jìn)行氧化。另外，當(dāng)接觸端子的發(fā)熱量非常大時(shí)，該接觸端子有可能發(fā)生熔損。本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠防止氧化和熔損的探針卡用接觸端子和探針卡。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案I記載的探針卡用接觸端子的特征在于，具備柱狀的主體，所述主體具有包含第一材料的柱狀的中心部；和包含第二材料且覆蓋所述中心部的側(cè)表面的外部筒，所述第二材料的硬度和電阻率與所述第一材料的硬度和電阻率不同。技術(shù)方案2記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I記載的探針卡用接觸端子中，所述第二材料的硬度比所述第一材料的硬度高，所述第一材料的電阻率比所述第二材料的電阻率小。技術(shù)方案3記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I記載的探針卡用接觸端子中，所述第一材料的硬度比所述第二材料的硬度高，所述第二材料的電阻率比所述第一材料的電阻率小。技術(shù)方案4記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I 技術(shù)方案3中任一項(xiàng)記載的探針卡用接觸端子中，所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈錘形狀。技術(shù)方案5記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I 技術(shù)方案3中任一項(xiàng)記載的探針卡用接觸端子中，所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈炮彈形狀。技術(shù)方案6記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I 技術(shù)方案3中任一項(xiàng)記載的探針卡用接觸端子中，所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈柱端形狀。技術(shù)方案7記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案I 技術(shù)方案3中任一項(xiàng)記載的探針卡用接觸端子中，所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分，通過沿著相對(duì)于所述主體的中心軸傾斜的面切除所述主體而形成。技術(shù)方案8記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案2記載的探針卡用接觸端子中，所述中心部的粗細(xì)為0. 5 ii m 50 ii m,所述外部筒的厚度為0. 5 y m 100 u m0技術(shù)方案9記載的探針卡用接觸端子的特征在于，在技術(shù)方案3記載的探針卡用接觸端子中，所述中心部的粗細(xì)為0. 5 ii m 50 ii m,所述外部筒的厚度為0. 5 ii m 100 u m。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案10記載的一種探針卡，其對(duì)形成于半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體器件進(jìn)行檢查，該探針卡的特征在于，具備板狀的基部；和多個(gè)在該基部的與所述半導(dǎo)體基板相對(duì)的面配置的探針卡用接觸端子，所述探針卡用接觸端子各自具有柱狀的主體，所述主體具有包含第一材料的柱狀的中心部；和包含第二材料且覆蓋所述中心部的側(cè)表面的外部筒，所述第二材料的硬度和電阻率與所述第一材料的硬度和電阻率不同。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，形成外部筒的第二材料的硬度和電阻率與形成中心部的第一材料的硬度和電阻率不同，因此，不會(huì)使外部筒和中心部的任一者磨損，作為結(jié)果能夠抑制主體的變形，另一方面使電流順暢地流過，防止主體發(fā)熱，作為結(jié)果能夠防止主體的氧化和熔損。


圖1是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式的探針卡的構(gòu)成的立體圖。圖2是示意性地表示圖1的伸縮探針的構(gòu)成的放大截面圖。圖3是圖2的伸縮探針的柱塞的接觸部的放大截面圖。圖4是表示圖3的接觸部的前端部分的變形例的圖，圖4 (A)是第一變形例，圖4(B)是第二變形例，圖4 (C)是第三變形例。附圖標(biāo)記說明10探針卡11 基座12伸縮探針14 柱塞14c接觸部14d中心部
14e外部筒
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是示意性地表示本實(shí)施方式的探針卡的構(gòu)成的立體圖。在圖1中，探針卡10具備圓盤狀的基座11 (基部)；和多個(gè)在該基座11的與半導(dǎo)體晶片相對(duì)的面(圖1中，下表面)配置的伸縮探針12。多個(gè)伸縮探針12以與形成于半導(dǎo)體晶片上的半導(dǎo)體器件的各電極焊盤和各焊錫凸塊的配置相對(duì)應(yīng)的方式配置，探針卡10與半導(dǎo)體晶片相對(duì)時(shí)，各伸縮探針12的前端與各電極焊盤和各焊錫凸塊接觸。圖2是示意性地表示圖1的伸縮探針的構(gòu)成的放大截面圖。在圖2中，伸縮探針12具備筒狀的外部殼體13 ;可滑動(dòng)地嵌合于該外部殼體13內(nèi)的圓柱狀的柱塞14 (探針卡用接觸端子)；和螺旋彈簧15。外部殼體13是包含大徑的下半部13a和小徑的上半部13b的帶臺(tái)階殼體，在下半部13a和上半部13b之間形成有肩部13c。柱塞14具有大徑的導(dǎo)向部14a，其滑動(dòng)自如地嵌合于下半部13a ;小徑的上軸部14b，其滑動(dòng)自如地嵌合于上半部13b ;和接觸部14c (主體)，其插進(jìn)導(dǎo)向部14a并向與上軸部14b相反一側(cè)延伸，且直徑比導(dǎo)向部14a小。螺旋彈簧15配置于外部殼體13的肩部13c和柱塞14的導(dǎo)向部14a之間。在該伸縮探針12中，通過與電極焊盤的接觸，柱塞14被推入外部殼體13時(shí)，螺旋彈簧15被壓縮，產(chǎn)生反作用力，因此，柱塞14的接觸部14c再次被向電極焊盤擠出。其結(jié)果，能夠維持接觸部14c與電極焊盤接觸。在探針卡10中，各伸縮探針12的外部殼體13埋設(shè)于基座11中，僅柱塞14從探針卡10的下表面伸出。另外，向各伸縮探針12流過電流，該電流進(jìn)而經(jīng)由伸縮探針12流向接觸的電極焊盤和焊錫凸塊 。圖3是圖2的伸縮探針的柱塞的接觸部的放大截面圖。在圖3中，接觸部14c具有柱狀的中心部14d和覆蓋該中心部14d的側(cè)表面的外部筒14e，在中心部14d和外部筒14e之間夾設(shè)有密接層14f，使中心部14d和外部筒14e密接。接觸部14c的與電極焊盤接觸的部分(下面，稱為“前端部分”)呈炮彈形狀。由此，即使接觸部14c相對(duì)于電極焊盤傾斜，該接觸部14c和電極焊盤的接觸方式也不會(huì)驟變，能夠?qū)⒔佑|壓維持為大致固定。其中，在本實(shí)施方式中，外部筒14e覆蓋中心部14d的側(cè)表面至接觸部14c的前端部分的端部為止。中心部14d和外部筒14e由相互不同的材料構(gòu)成。具體地講,構(gòu)成外部筒14e的材料(下面，“外部材料”)(第二材料)的硬度和電阻率與構(gòu)成中心部14d的材料(下面，“中心材料”)(第一材料)的硬度和電阻率不同。在本實(shí)施方式中，作為中心部材料和外部材料的組合，采用如下組合，S卩，將外部材料設(shè)定為比中心部材料的硬度高的高耐磨損性材料,將中心部材料設(shè)定為比外部材料的電阻率小的低電阻材料(下面，稱為“第一組合”。)，或?qū)⒅行牟坎牧显O(shè)定為比外部材料的硬度更高的高耐磨損性材料，將外部材料設(shè)定為比中心部材料的電阻率更小的低電阻材料(下面，稱為“第二組合”。)。在上述的第一組合中，即使接觸部14c反復(fù)與電極焊盤接觸，外部筒14e也不會(huì)磨損，也能夠防止隨之的外部筒14e附近的中心部14d的磨損，因此，作為結(jié)果能夠抑制接觸部14c的變形。另外，當(dāng)與電極焊盤接觸時(shí)，中心部14d順暢地流過電流，實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)性，因此，防止接觸部14c發(fā)熱，作為結(jié)果能夠防止接觸部14c的氧化和熔損。另外，在上述的第二組合中，即使接觸部14c反復(fù)與電極焊盤接觸，中心部14d也不會(huì)磨損，也能夠防止隨之帶來的中心部14d附近的外部筒14e的磨損，因此，作為結(jié)果能夠抑制接觸部14c的變形。另外，當(dāng)與電極焊盤接觸時(shí)，外部筒14e順暢地流過電流，實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)性，因此，防止接觸部14c發(fā)熱，作為結(jié)果能夠防止接觸部14c的氧化和熔損。作為本實(shí)施方式中所使用的低電阻材料，優(yōu)選不僅電阻率小而且比熱大、導(dǎo)熱系數(shù)低的材料。當(dāng)比熱大時(shí)，即使在接觸部14c流過大電流而產(chǎn)生焦耳熱，低電阻材料的溫度也不易上升，因此，該溫度難以接近低電阻材料的熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)，包含低電阻材料的中心部14d和外部筒14e不會(huì)燒斷，形狀不會(huì)走形。由此，能夠在接觸部14c持續(xù)流過大電流。另夕卜，當(dāng)傳熱系數(shù)低時(shí)，難以將產(chǎn)生的焦耳熱傳遞到其它部件，例如外部殼體13和螺旋彈簧15，因此，能夠防止因外部殼體13和螺旋彈簧15熱膨脹而使伸縮探針12不能順暢地進(jìn)行動(dòng)作的情況。作為本實(shí)施方式中所使用的低電阻材料的電阻率，優(yōu)選為10X10_8Q !!!以下，更優(yōu)選1.6x10_8Q * 6X IO^8Q m。另外，作為該低電阻材料的比熱，優(yōu)選為1000J/kgK以下，更優(yōu)選為100J/kgK 500J/kgK。另外，作為該低電阻材料的導(dǎo)熱系數(shù)，優(yōu)選為10W/mK 1000W/mK，更優(yōu)選為 20W/mK 500W/mK。另外，作為本實(shí)施方式中所使用的低電阻材料，適合的有例如Au (金)、Ag (銀)、Cu (銅)、Cu/Au、Au/DLC (Diamond Like Carbon)、Au/納米直徑；作為高耐磨損性材料,適合的有 Pt (鉬)、Pd (鈀)、W (鎢)、Rh (銠)、Ni (鎳)、01(、附/1^(、411/1^(、411/納米直徑、11(鈦)以及Ti合金、BeCu (鈹銅)和磷青銅等銅合金、鋼絲類；作為密接劑，適合的有N1、T1、Ta (鉭)。作為低電阻材料、密接層和高耐磨損性材料優(yōu)選的組合，適合的有例如包含Au、N1、Pt的組合、包含Au、N1、W的組合、包含Cu、N1、Au/DLC的組合、包含Au、T1、Pt的組合、包含Au、T1、W的組合、包含Au、Ta、Pt的組合、包含Au、Ta、W的組合。另外，在柱塞14反復(fù)與電極焊盤接觸中，由于只要即使中心部14d和外部筒14e彼此剝離也能夠在接觸部14c流過電流，就能夠進(jìn)行半導(dǎo)體器件的檢查，因此，也可以不在中心部14d和外部筒14e之間夾設(shè)密接層14f。在柱塞14中，外部筒14e通過在中心部14d周圍層疊高耐磨損性材料或低電阻材料而形成。作為外部筒14e的形成方法,能夠采用電鑄、CVD(Chemical Vapor Deposition)和 PVD (Physical Vapor Deposition)。在本實(shí)施方式中，為了在中心部14d和外部筒14e均實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能(耐磨損性、高電導(dǎo)性)，需要一定程度的厚度，例如，在上述第一組合中，中心部14d的粗細(xì)t為
0.5 ii m 50 ii m,優(yōu)選為3 y m 50 y m,外部筒14e的厚度T為0. 5 y m 100 u m,優(yōu)選為10iim 30iim。由此，能夠?qū)⒅行牟?4d的電阻值抑制于低的狀態(tài)，因此，使電流在中心部14d順暢地流過，能夠可靠地防止接觸部14c發(fā)熱，并且，能夠?qū)⑼獠客?4e的與電極焊盤的接觸壓抑制于低的狀態(tài)，因此，抑制外部筒14e的磨損，作為結(jié)果能夠可靠地抑制接觸部14c的變形。另外，在上述第二組合中，中心部14d的粗細(xì)t為0. 5 ii m 50 ii m，優(yōu)選為
3u m ~ 30 u m,外部筒14e的厚度T為0. 5 y m 100 u m,優(yōu)選為5 y m 50 y m。由此,能夠?qū)⑼獠客?4e的電阻值抑制于低的狀態(tài)，因此，使電流在外部筒14e順暢地流過，能夠可靠地防止接觸部14c發(fā)熱，并且，能夠?qū)⒅行牟?4d的與電極焊盤的接觸壓抑制于低的狀態(tài)，因此，能夠抑制中心部14d的磨損，作為結(jié)果能夠可靠地抑制接觸部14c的變形。以上，使用上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式。例如，上述的接觸部14c的前端部分呈炮彈形狀，但前端部分的形狀不限于此，也可以呈柱端形狀(圖4 (A))或圓錐形狀(圖4 (B))，另外，也可以通過沿著相對(duì)于接觸部14c的中心軸傾斜的面(下面，單稱為“傾斜面”。)切除該接觸部14c的前端，形成前端部分(圖
4(C))。在柱端形狀的情況下，接觸部14c能夠與電極焊盤進(jìn)行面接觸，能夠盡可能抑制接觸部14c的磨損。在圓錐形狀的情況下，電極焊盤微細(xì)，接觸部14c的前端也極細(xì)，因此，能夠與該電極焊盤可靠地接觸。另外，在沿著傾斜面切除接觸部14c的前端的情況下，能夠減少前端部分的加工工序，能夠容易地形成該前端部分。另外，在上述的實(shí)施方式中，接觸部14c具有包含中心部14d和外部筒14e的雙層構(gòu)造，但也可以具有如下構(gòu)造，即，如果至少一層包含低電阻材料，其它的至少一層包含高耐磨損性材料，則接觸部14c具有層疊有至少三層的構(gòu)造。另外，柱塞14由圓柱狀的部件構(gòu)成，但構(gòu)成柱塞14的部件的形狀不限于圓柱，例如也可以是棱柱。另外，在上述的實(shí)施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于伸縮探針的柱塞，但也可以將本發(fā)明應(yīng)用于接觸探針的接觸部。
權(quán)利要求
1.一種探針卡用接觸端子，其特征在于 具備柱狀的主體， 所述主體具有包含第一材料的柱狀的中心部；和包含第二材料且覆蓋所述中心部的側(cè)表面的外部筒， 所述第二材料的硬度和電阻率與所述第一材料的硬度和電阻率不同。
2.如權(quán)利要求1所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述第二材料的硬度比所述第一材料的硬度高，所述第一材料的電阻率比所述第二材料的電阻率小。
3.如權(quán)利要求1所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述第一材料的硬度比所述第二材料的硬度高，所述第二材料的電阻率比所述第一材料的電阻率小。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈錘形狀。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈炮彈形狀。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分呈柱端形狀。
7.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述主體的與半導(dǎo)體器件接觸的部分,通過沿著相對(duì)于所述主體的中心軸傾斜的面切除所述主體而形成。
8.如權(quán)利要求2所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述中心部的粗細(xì)為0. 5 ii m 50 ii m,所述外部筒的厚度為0. 5 y m 100 u m。
9.如權(quán)利要求3所述的探針卡用接觸端子，其特征在于 所述中心部的粗細(xì)為0. 5 ii m 50 ii m,所述外部筒的厚度為0. 5 y m 100 u m。
10.一種探針卡，其對(duì)形成于半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體器件進(jìn)行檢查，該探針卡的特征在于 具備板狀的基部；和多個(gè)在該基部的與所述半導(dǎo)體基板相對(duì)的面配置的探針卡用接觸端子， 所述探針卡用接觸端子各自具有柱狀的主體， 所述主體具有包含第一材料的柱狀的中心部；和包含第二材料且覆蓋所述中心部的側(cè)表面的外部筒， 所述第二材料的硬度和電阻率與所述第一材料的硬度和電阻率不同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠防止氧化和熔損的探針卡用接觸端子。在檢查半導(dǎo)體器件的探針卡(10)的基座(11)中，在與半導(dǎo)體器件相對(duì)的面配置有多個(gè)伸縮探針(12)，各伸縮探針(12)的柱塞(14)具有柱狀的接觸部(14c)，接觸部(14c)具有柱狀的中心部(14d)和覆蓋中心部(14d)的側(cè)表面的外部筒(14e)，構(gòu)成外部筒(14e)的材料的硬度和電阻率與構(gòu)成中心部(14d)的材料的硬度和電阻率不同。
文檔編號(hào)G01R1/04GK103063883SQ20121039870
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者星野智久, 雨宮貴 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社