CN101131400A - 合金探针的微机电制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种合金探针的微机电制造方法，其是在一基板上依序形成一探针的一第一表面层、一第一导电层、一核心层、一第二导电层以及一第二表面层。其中，该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘。而该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。藉由此一微机电制造方法所制成的合金探针能够解决核心层氧化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种探针的制造方法，特别是涉及一种可以制作出能防沾污与防止氧化的探针，还可消除核心层与导电层的界面缝隙与探针内部应力，使探针具有较强的韧性、不易断裂以及具有高导电性功效的防沾污与防止氧化的合金探针的微机电制造方法。
背景技术
在半导体测试技术中，探针是探测卡(probe card)的一重要元件，可以用于探触晶圆、球格阵列(Ball Grid Array Package，简称BGA)封装件、卷带承载封装式(Tape Carrier Package，简称TCP)封装件、薄膜覆晶(Chip onFilm，简称COF)封装件等半导体产品的电极端或测试垫。随着制造方法的微小化精进，探针的形成与设置是由以往的独立式拉针、湿式电镀与人工摆针方式改为可高准确度生产的微机电制造。虽然在形状上可以变得微小与多样式，然而以目前的微机电制造方法得到的探针会有氧化生锈的问题。
请参阅图1所示，是现有习知的探针的局部立体示意图。一种以微机电制造方法制作的习知探针100，包含有一第一表面层111、一第一导电层121、一核心层130、一第二导电层122以及一第二表面层112，其是利用电镀方式逐层叠设，而制成一探针。
请参阅图2所示，是现有习知的探针的截面示意图。现有习知的探针100的微机电制造方法，是运用微影成像与电镀(或电铸)技术，使用一光阻层并曝光显影出条状沟槽(图未绘出)，经多道电镀之后，在一基板10的牺牲层11上形成该探针100的第一表面层111、在该第一表面层111上形成该第一导电层121、在该第一导电层121上形成该核心层130、在该核心层130上形成该第二导电层122、以及在该第二导电层122上形成该第二表面层112。
请参阅图1及图2所示，该现有习知的探针100中，该核心层130是与第一表面层111、第一导电层121、第二导电层122与第二表面层112皆为等宽，该核心层130在探针的两侧是具有未被表面层111、112包覆的显露侧面131。在半导体测试环境中的高温温度与湿度，会使该核心层130的显露侧面131容易产生氧化的问题，而导致探针短时间老化，层与层之间容易剥离，使得讯号传递延迟，故会存在有测试失真的问题。
由此可见，上述现有的探针的微机电制造方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般制造方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的合金探针的微机电制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的探针的微机电制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的合金探针的微机电制造方法，能够改进一般现有的探针的微机电制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的探针的微机电制造方法存在的缺陷，而提供一种新的合金探针的微机电制造方法，所要解决的技术问题是使其可以达到以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的探针，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新的合金探针的微机电制造方法，所要解决的技术问题是使其可以消除核心层与导电层的界面缝隙与探针内部应力，使微机电制造方法制作的探针具有较强韧性不易断裂与高导电性的功效，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种合金探针的微机电制造方法，其包括以下步骤：提供一基板；在该基板上形成一探针的一第一表面层；在该第一表面层上形成一探针的一第一导电层，其中该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘；在该第一导电层上形成一探针的核心层；在该核心层上形成一探针的一第二导电层；以及在该第二导电层上形成一探针的一第二表面层，该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的基板是预先形成有一牺牲层。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的第二导电层是沿该核心层的两侧延伸并连接至该第一导电层。
前述的合金探针的微机电制造方法，其另包括有一退火步骤，以加强该核心层的柔韧性并消除应力。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的退火步骤是用以消除该核心层与该第一及第二导电层的界面缝隙。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的第一表面层与该第二表面层的材质是包含有钯(Pd)。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的第一导电层与该第二导电层的材质是包含有金(Au)。
前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的核心层的材质是包含有镍(Ni)。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种合金探针的微机电制造方法，其是在一基板上依序形成一探针的一第一表面层、一第一导电层、一核心层、一第二导电层以及一第二表面层。其中，该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘。而该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。藉由此一微机电制造方法所制成的合金探针能够解决核心层氧化的问题。
借由上述技术方案，本发明合金探针的微机电制造方法至少具有下列优点：
1、本发明克服了现有的探针的微机电制造方法存在的缺陷，可以达到以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的探针，从而更加适于实用。
2、本发明还可以消除核心层与导电层的界面缝隙与探针内部应力，使微机电制造方法制作的探针具有较强的韧性、不易断裂以及具有高导电性的功效，从而更加适于实用。
综上所述，本发明新颖的合金探针的微机电制造方法，具有上述诸多优点及实用价值，其不论在制造方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的探针的微机电制造方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是现有习知的探针的局部立体示意图。
图2是现有习知的探针的截面示意图。
图3A至图3E是依据本发明的第一具体实施例，在一种合金探针的微机电制造方法中的一基板截面示意图。
图4是依据本发明的第一具体实施例，该合金探针的局部立体示意图。
图5A至图5B是依据本发明的第二具体实施例，在另一种合金探针的微机电制造方法的退火步骤中该合金探针的截面示意图。
10：基板 11：牺牲层21
20：基板 21：牺牲层21
100：探针 111：第一表面层
112：第二表面层 121：第一导电层
122：第二导电层 130：核心层
131：显露侧面 200：合金探针
211：第一表面层 212：第二表面层
213：显露边缘 221：第一导电层
222：第二导电层 230：核心层
231：顶面 232：侧面
240：界面缝隙
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的合金探针的微机电制造方法其具体实施方式、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图3A至图3E以及图4所示，图3A至图3E是依据本发明的第一具体实施例在一种合金探针的微机电制造方法中的一基板的截面示意图，图4是依据本发明的第一具体实施例制得的该合金探针的局部立体示意图。在本发明第一具体实施例揭示了一种合金探针的微机电制造方法，其包括以下步骤：
首先，请参阅图3A所示，首先提供一基板20。在该基板20上形成一探针的一第一表面层211。该基板20预先形成有一牺牲层21。该基板20可为一半导体晶圆、一陶瓷基板、一玻璃基板或是一不锈钢板。而该牺牲层21是为容易剥离或移除的物质，如奈米剥离层。该第一表面层211的形成方法可先形成一溅镀层(图未绘出)作为电镀晶种层，再以光阻形成所需的探针图案。在本实施例中，该第一表面层211是为条状。
请参阅图3B所示，在该第一表面层211上形成一探针的一第一导电层221，该第一导电层221的形状可为任意条状。其中该第一导电层221的宽度是小于该第一表面层211的宽度，以使该第一表面层211具有环绕该第一导电层221的显露边缘213。可利用另一光阻(图未绘出)以界定该第一导电层221的电镀区域。
之后，请参阅图3C所示，可在该第一导电层221上形成一探针的核心层230。该核心层230具有一顶面231与在两侧的侧面232。
请参阅图3D所示，在该核心层230的顶面231上形成一探针的一第二导电层222。在本实施例中，该第二导电层222是沿该核心层230的两侧侧面232延伸并连接至该第一导电层221，可以增进导电传输速度与防止该核心层230的氧化。
最后，请参阅图3E所示，在该第二导电层222上形成一探针的一第二表面层212，该第二表面层212是由探针两侧延伸至该第一表面层211的显露边缘213，以包覆该核心层230、该第一导电层221及该第二导电层222。最后，可由该基板20剥离得到一以微机电制造方法制作的合金探针200。
请参阅图4所示，是依据本发明的第一具体实施例，该合金探针的局部立体示意图。该核心层230的两侧侧面232会包覆有该第二表面层212，甚至可以包覆有该第二导电层222，故该合金探针200的核心层230在探针的针身四周是被该第一表面层211与该第二表面层212所包覆，未有显露表面，故能解决现有习知的微机电探针在核心层侧向产生氧化的问题，因此可以达到以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的合金探针200。
此外，通常该第一表面层211与该第二表面层212的材质是包含有钯(Pd)，而具有防沾污与防止氧化的功效。该第一导电层221与该第二导电层222的材质是包含有金(Au)，而具有高导电性与防止氧化的功效。此外，该核心层230的材质可包含有镍(Ni)及其他金属添加物，具有较强的韧性不容易断裂。
请参阅图5A至图5B所示，是依据本发明的第二具体实施例，在另一种合金探针的微机电制造方法的退火步骤中该合金探针的截面示意图。本发明第二具体实施例揭示了另一种合金探针200的微机电制造方法，其主要步骤与前述第一具体实施例的制造方法步骤相同，其另更包括有一退火(annealing)步骤，该退火步骤是对该探针200加热再缓缓降温，以加强该核心层230的柔韧性并消除探针200内部应力。
如图5A所示，在退火步骤之前，该核心层230与该第二导电层222之间可能会留有一界面缝隙240。
如图5B所示，在退火步骤之后，能消除该核心层230与第二导电层222(或/及该第一导电层221)之间的界面缝隙240，使该核心层230对该第一导电层221与第二导电层222有着良好的结合性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种合金探针的微机电制造方法，其特征在于其包括以下步骤：
提供一基板；
在该基板上形成一探针的一第一表面层；
在该第一表面层上形成一探针的一第一导电层，其中该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘；
在该第一导电层上形成一探针的核心层；
在该核心层上形成一探针的一第二导电层；以及
在该第二导电层上形成一探针的一第二表面层，该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。
2.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的基板是预先形成有一牺牲层。
3.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的第二导电层是沿该核心层的两侧延伸并连接至该第一导电层。
4.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其另包括有一退火步骤，以加强该核心层的柔韧性并消除应力。
5.根据权利要求4所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的退火步骤是用以消除该核心层与该第一及第二导电层的界面缝隙。
6.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的第一表面层与该第二表面层的材质是包含有钯(Pd)。
7.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的第一导电层与该第二导电层的材质是包含有金(Au)。
8.根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其中所述的核心层的材质是包含有镍(Ni)。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080227 |