CN112787131B - 电连接装置 - Google Patents

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Abstract

提供可以抑制探针与布线基板的焊盘的粘连的电连接装置。电连接装置(1)具备：在主表面配置有焊盘(21)的布线基板(20)、和探针(10)。探针(10)具有与测定对象物(2)接触的前端部(12)和与焊盘(21)接触的基端部(11)。基端部(11)的与焊盘(21)接触的表面膜的材料为组成跟与表面膜接触的焊盘(21)的材料不同的金属材料。

Description

电连接装置
技术领域
本发明涉及测定对象物的电特性的测定中使用的电连接装置。
背景技术
为了测定集成电路等测定对象物的特性，已使用具有与测定对象物接触的探针的电连接装置。使用电连接装置的测定时，使探针的一端部与测定对象物接触。接着，使探针的另一端部与配置于布线基板的电极端子(以下称为“焊盘”)接触。焊盘与IC测试器等测定装置连接，并且电信号借由探针和布线基板在测定对象物与测定装置之间传播。
探针采用在芯材的表面层叠基底膜和表面膜而成的结构等(参照专利文献1)。探针的表面膜例如使用金(Au)膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-117882号公报
发明内容
发明要解决的问题
探针与焊盘的接触部位的电阻越低越优选。因此，布线基板的焊盘和探针的表面膜使用Au膜。但是，由于焊盘的Au膜与作为表面膜的Au膜粘连而产生问题。即，在探针从焊盘分离时探针的表面膜会剥离，或者在从布线基板取下保持探针的探针头时探针会从探针头脱落。
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供可以抑制探针与布线基板的焊盘的粘连的电连接装置。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方式，提供一种电连接装置，其具备：在主表面配置有焊盘的布线基板；和具有与测定对象物接触的前端部和与焊盘接触的基端部、并且与焊盘接触的基端部的表面膜的材料与焊盘的材料的组成不同的探针。
发明的效果
根据本发明，可以提供能抑制探针与布线基板的焊盘的粘连的电连接装置。
附图说明
图1为表示实施方式的电连接装置的结构的示意图。
图2为表示实施方式的电连接装置的探针的基端部的结构的截面示意图。
图3为表示表面膜的剥离的示意图。
图4为表示探针从探针头脱落的状态的示意图。
图5为表示实施方式的电连接装置的探针的基端部的其它结构的截面示意图。
附图标记说明
1…电连接装置
2…测定对象物
10…探针
11…基端部
12…前端部
20…布线基板
21…焊盘
30…探针头
111…芯材
112…基底膜
113…表面膜
114…闪镀膜
具体实施方式
接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下的附图的记载中，对相同或类似的部分附加相同或类似的附图标记。但是，附图为示意图，应该注意到各部分的厚度比率等与现实不同。另外，附图相互之间，当然包括互相的尺寸的关系、比率不同的部分。以下所示的实施方式例示出用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的实施方式并非将构成元件的材质、形状、结构、配置等特定于下述内容。
图1所示的实施方式的电连接装置1用于测定对象物2的电特性的测定。电连接装置1具备探针10、保持探针10的探针头30、和安装有探针头30的布线基板20。通过省略图示的螺栓等，将探针头30固定于布线基板20。
电连接装置1为垂直工作式探针卡，在测定对象物2的测定时探针10的前端部12与测定对象物2的电极焊接点(图示略)接触。图1中示出探针10不与测定对象物2接触的状态。测定时，例如装载有测定对象物2的卡盘3升高而探针10的前端部12与测定对象物2接触。
在布线基板20的面对探针10的主表面配置有导电性材料的焊盘21。焊盘21与探针10的基端部11连接。另一方面，在布线基板20的另一主表面配置连接端子22，焊盘21和连接端子22通过形成于布线基板20的布线图案(图示略)电连接。连接端子22与省略了图示的测定装置连接。布线基板20使用印刷基板等。
探针头30采用具有多个导板的结构等。对于图1所示的探针头30，顶部导板31和底部导板32沿着探针10的延伸方向通过间隔件33相互分离来配置。探针10以贯穿分别形成于顶部导板31和底部导板32的导向孔的状态，被探针头30保持。探针头30的材料例如为陶瓷。
在测定对象物2的测定时，经由布线基板20和探针10、在测定装置与测定对象物2之间传播电信号。例如经由布线基板20和探针10，电信号从测定装置发送到测定对象物2，将从测定对象物2输出的电信号发送到测定装置。因此，焊盘21和探针10使用导电性的材料。
探针10的基端部11采用降低基端部11与焊盘21的接触部位的电阻的结构。例如如图2所示那样，基端部11采用如下结构：具备覆盖芯材111的基底膜112和覆盖基底膜112的表面膜113。
芯材111使用铜(Cu)合金、银钯铜(AgPdCu)合金、铑(Rh)、镍(Ni)等导电性的金属。基底膜112作为防止表面膜113、形成于表面膜113与基底膜112之间的闪镀膜跟芯材111之间的金属原子的扩散的阻挡膜等而发挥功能。例如表面膜113、闪镀膜使用镀Au膜时，通过形成作为基底膜112的Ni膜，由此可以防止Cu由Cu合金等芯材111扩散到镀Au膜。作为Cu/Au界面的阻挡膜，基底膜112也能够采用钛(Ti)膜、铬(Cr)膜、钯(Pd)膜等。需要说明的是，根据芯材111的材料，也有时无需基底膜112。表面膜113也使用导电性的金属膜，详细内容如后文所述，表面膜113使用组成与焊盘21的材料不同的金属材料。另外，通过在芯材111镀覆加工形成基底膜112和表面膜113，可以抑制Cu合金的芯材111的氧化。
为了降低探针10与焊盘21的接触部位的电阻，表面膜113、焊盘21的材料使用Au膜。但是，焊盘21和探针10的表面膜113分别使用Au膜的情况下，产生作为表面膜113的Au膜与焊盘21的Au膜粘连的问题。若焊盘21的Au膜与表面膜的Au膜粘连则如图3所示那样，在探针10从焊盘21分离时产生探针10的表面膜113的剥离。从探针10剥离的Au膜110附着于焊盘21的表面。
若反复进行测定对象物2的测定则从探针10剥离的Au膜附着于焊盘21的表面的现象反复出现。因此，附着于焊盘21的表面的Au膜的膜厚逐渐增大。由此，探针10与焊盘21的接触状态变动，产生测定精度降低等问题。另外，由于Au膜附着于焊盘21的表面的现象，因此配置于布线基板20的多个焊盘21的高度产生偏差。其结果，探针10的前端部12的位置产生偏差，与测定对象物2接触的探针10的针压不均匀。
另外，若焊盘21的Au膜与表面膜113的Au膜粘连则如图4所示那样，沿箭头方向从布线基板20取下探针头30时，探针10有可能从探针头30脱落。图4所示的例子中，从纸面的左侧起第2和第5的探针10从探针头30脱落。
与此相对地，图1所示的探针10中，表面膜113的与焊盘21接触的部分的材料为组成跟与基端部11接触的部分的焊盘21的材料不同的金属材料。因此可以抑制探针10的表面膜113与焊盘21的粘连。
例如，焊盘21的材料为Au膜的情况下，探针10的表面膜113的材料使用具有导电性的贵金属。在此“贵金属”指的是贱金属以外的金属，为不易离子化、例如即使在空气中加热也不易氧化的金属。因此，表面膜113的材料可以合适地使用导电性的贵金属。例如表面膜113的材料中使用的贵金属能够采用选自由Pd、铱(Ir)、铂(Pt)、钌(Ru)、Rh等组成的金属组中的一种金属或含有上述一种金属的合金等。
例如芯材111使用直径30μm左右的Cu合金的情况下，基底膜112使用膜厚4.5μm左右的Ni膜，表面膜113使用膜厚1.0μm左右的贵金属膜。或者芯材111使用直径35μm左右的Cu合金的情况下，基底膜112使用膜厚6.5μm左右的Ni膜，表面膜113使用膜厚1.0μm左右的贵金属膜。基底膜112、表面膜113例如通过镀覆加工等而形成。
需要说明的是，根据基底膜112和表面膜113的材料的组合，基底膜112与表面膜113的接触性有可能降低。这种情况下，如图5所示那样，可以在基底膜112与表面膜113之间形成闪镀膜114。也就是说，并非使表面膜113直接形成于基底膜112的表面，而是形成覆盖基底膜112的表面的闪镀膜114。接着，覆盖闪镀膜114来形成表面膜113。
通过形成闪镀膜114，可以将基底膜112的钝态覆膜去除、活化，从而改善基底膜112与表面膜113的密合性。闪镀膜114例如使用Au膜。
另外，焊盘21的材料可以使用具有导电性的贵金属。此时，探针10的表面膜113的材料使用组成与焊盘21中使用的贵金属不同的贵金属。或者，可以表面膜113的材料使用Au膜、焊盘21的材料使用具有导电性的贵金属。焊盘21的材料中使用的贵金属与表面膜113的材料中使用的贵金属同样地为选自由Pd、Ir、Pt、Ru、Rh等组成的金属组中的一种金属或含有上述一种金属的合金等。
如以上说明那样，本发明的实施方式的电连接装置1中，探针10的基端部11的表面膜113的材料为组成跟与基端部11接触的焊盘21的材料不同的金属材料。因此，根据电连接装置1，可以抑制探针10与布线基板20的焊盘21的粘连。
(其它实施方式)
如上所述通过实施方式记载本发明，但是成为该公开的一部分的论述和附图不应该理解为限定本发明。由该公开对于本领域技术人员而言各种替代实施方式、实施例和运用技术是显而易见的。
例如上述中示出表面膜113、焊盘21的材料使用贵金属的情况，但是若表面膜113的材料与焊盘21的材料的组成不同，则也可以将贵金属以外的金属材料用于表面膜113、焊盘21的材料。
如此本发明包括没有在此记载的各种实施方式等是理所当然的。因此，本发明的技术范围仅由上述说明妥当的权利要求书的发明特定事项规定。

Claims (8)

1.一种电连接装置，其特征在于，其为测定对象物的电特性的测定中使用的电连接装置，其具备：
布线基板，其在主表面配置有导电性材料的焊盘；和
探针，其具有测定时与所述测定对象物接触的前端部和与所述焊盘接触的基端部，并且所述基端部的与所述焊盘接触的表面膜的材料为组成跟与所述表面膜接触的所述焊盘的材料不同的金属材料，
探针的基端部的与焊盘的接触部位的接触面为平坦面，且所述接触面的面积大于芯材的垂直于探针轴向的截面的面积。
2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述表面膜和所述焊盘中的至少任意一者的材料为具有导电性的贵金属。
3.根据权利要求2所述的电连接装置，其特征在于，所述贵金属为选自由钯、铱、铂、钌、铑组成的金属组中的一种金属或含有所述一种金属的合金。
4.根据权利要求2或3所述的电连接装置，其特征在于，所述表面膜的材料为所述贵金属，所述焊盘的材料为金。
5.根据权利要求2或3所述的电连接装置，其特征在于，所述表面膜的材料为金，所述焊盘的材料为所述贵金属。
6.根据权利要求2或3所述的电连接装置，其特征在于，所述表面膜和所述焊盘的材料分别为相互组成不同的所述贵金属。
7.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述探针的所述基端部为具备覆盖芯材的基底膜和覆盖所述基底膜的所述表面膜的结构。
8.根据权利要求7所述的电连接装置，其特征在于，在所述基底膜与所述表面膜之间形成有闪镀膜。
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