CN117015625A - 探测针用合金材料 - Google Patents
探测针用合金材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117015625A CN117015625A CN202280022334.1A CN202280022334A CN117015625A CN 117015625 A CN117015625 A CN 117015625A CN 202280022334 A CN202280022334 A CN 202280022334A CN 117015625 A CN117015625 A CN 117015625A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- solder
- mass
- alloy
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 17
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020830 Sn-Bi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018728 Sn—Bi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N beryllium copper Chemical compound [Be].[Cu] DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种探测针用合金材料，其可抑制在探针检测时检测对象的电路连接部的焊锡与探针材料的成分的扩散。本发明的探测针用合金材料的特征为，包含15～60质量％的Pd、3～79.9质量％的Cu、以及0.1～75质量％的Ni和/或Pt。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测半导体晶圆上的集成电路或液晶显示设备等的电气特性的探测针(probe pin)用合金材料(以下简称为“探针材料”)。
背景技术
在半导体晶圆上形成的集成电路或液晶显示设备等的电气特性的检测中，使用组装有多个探针(probe)的插座或探针卡。此检测通过使组装于插座或探针卡中的探测针与集成电路或液晶显示设备等的电极或端子、导电部接触来进行。
此种探测针需要低接触电阻与能够承受反复接触的硬度。作为探针材料，使用铍铜合金或钨、钨合金、铂合金、钯合金等。
专利文献1公开了一种由16％以上50％以下的铜、约35％至约59％的钯、以及4％以上的银所构成的钯合金(以下称为AgPdCu合金)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第1935897号说明书
发明内容
发明要解决的课题
在以往，塑性加工性优异且析出硬化的AgPdCu合金，因源自其硬度的形状稳定性与低电阻率特性而被用作探针材料。但是，在用于使用了焊锡(例如Sn-Bi类焊锡)的电路连接部的情况下，存在以下课题。即，由于检测时探测针与焊锡反复接触、通电，所以因其焦耳热等，Sn等焊锡成分与探针材料的成分相互扩散，探测针尖端的耗损有变快的倾向。在这种情况下，由于接触电阻会突发性或经时性地变动而发生检测不良，因此就需要清洁或更换接触的尖端部，而有使检测步骤的工作效率降低的问题。
于是，强烈要求开发具有抑制焊锡成分扩散的耐焊锡性的探针材料。
本发明的目的在于提供一种探针材料，其可抑制在探针检测时检测对象的电路连接部的焊锡与探针材料的成分的扩散。
用于解决课题的技术方案
发现一种探针材料，其特征为，包含15～60质量％的Pd、3～79.9质量％的Cu、以及0.1～75质量％的Ni和/或Pt，完成了本发明。
发明的效果
如果根据本发明，则能提供一种探针材料，其抑制了在检测时检测对象的电路连接部的焊锡与探针材料的成分的扩散。
具体实施方式
用于实施发明的方式
本发明为一种探针材料，其特征为，包含15～60质量％的Pd、3～79.9质量％的Cu、以及0.1～75质量％的Ni和/或Pt(在含有Ni和Pt的情况下合计为0.1～75质量％)。
Pd的耐蚀性优异，但小于15质量％时其耐蚀性会不充分。另一方面，Pd如果超过60质量％，则会因无法充分抑制焊锡与探针材料的成分的扩散从而不适合。
作为其他方式，Pd的含量可为17～55质量％。另外，作为其他方式，Pd的含量可为20～50质量％。
Cu除了电阻率低之外，通过与Pd形成合金，从而具有提高硬度的效果。另一方面，如果大量添加则耐蚀性就会降低。因此，小于3质量％时则得不到充分的硬度，而如果大于79.9质量％则耐蚀性就会降低。
作为其他方式，Cu的含量可为5～74质量％。
Ni和/或Pt通过添加到合金中，具有提高合金的耐焊锡性的效果。根据实验，小于0.1质量％时会变得无法充分抑制焊锡与探针材料的成分的扩散，而如果大于75质量％则会因电阻率增加从而不适合。
作为其他方式，Ni和/或Pt的含量可为0.3～70质量％(在含有Ni和Pt的情况下合计为0.3～70质量％)。另外，作为其他方式，Ni和/或Pt的含量可为0.5～65质量％(在含有Ni和Pt的情况下合计为0.5～65质量％)。
本发明的合金中，重要的是抑制因焊锡与探针材料的成分的扩散而导致探测针尖端耗损的现象，硬度并不需要到现有的AgPdCu合金的程度。即，由于探测针所接触的焊锡(例如Sn-Bi类焊锡)硬度比较低，因此作为探针材料所需要的硬度如果为200HV以上即可。
在本发明的合金中，焊锡与探针材料的成分的扩散会被抑制，推测是因以下的原因。即，认为是由于添加到探针材料中的Ni和/或Pt在焊锡与探测针接触的界面形成Sn-Ni和/或Sn-Pt等薄且致密的金属间化合物层，而此金属间化合物层发挥妨碍焊锡与探针材料的成分扩散的效果，抑制了探测针尖端的轻易耗损。
实施例
针对本发明的实施例进行说明。将实施例和比较例的合金的组成以及各自的特性示于表1。
首先，将Pd、Cu、Ni、Pt调配成如表1的组成后，在氩气体环境中用电弧熔炼法使其熔化，制作成各合金锭。
将上述合金锭反复进行轧延、热处理，制作轧延率[＝((轧延前的厚度－轧延后的厚度)/轧延前的厚度)×100]为75％的板材，作为用于评价硬度以及耐焊锡性的试验片。另外，电阻率是将轧延率[＝((轧延前的厚度－轧延后的厚度)/轧延前的厚度)×100]加工至90％的板材作为试验片。
关于所制作的各合金的试验片，进行以下评价，将其结果示于表2。
硬度是将试验片的截面中心以微小维克氏硬度试验机(Micro-Vickers hardnesstester)在负重200gf、保持时间10秒的条件下进行测定的。
耐焊锡性是将Sn-Bi类焊锡放在所制作的试验片上，在N2气体环境中，在250℃、1小时的条件下进行热处理，在试验片上使焊锡熔化。热处理后，将试验片嵌入到树脂中露出截面，以EPMA将焊锡与试验片的界面在垂直方向上进行线分析。通过来自焊锡的Sn、来自合金的Pd的相互扩散将Sn和Pd共存的层作为扩散层，测定其厚度。
所测定的扩散层的厚度越薄，则判断为耐焊锡性越高，将扩散层的厚度小于100μm的合金评价为◎、100～200μm的合金评价为○、200μm～500μm的合金评价为△、大于500μm的合金评价为×。将评价结果示于表2。但是，扩散层的厚度为800μm以上的情况，因在所试验的焊锡的几乎整体上形成了扩散层，故一律记载为800μm。
电阻率是在室温下测定各样品的电阻，跟据式1算出的。
式1：电阻率＝(电阻×截面面积)/测定长度
[表1]
表1
[表2]
表2
由以上结果可知，根据本发明制作的合金具有高耐焊锡性，且兼具探针材料所需的硬度及电阻率。因此，根据本发明，能够提供适合作为具有耐焊锡性的探针材料的材料。
Claims (1)
1.一种探测针用合金材料，其特征为，包含15～60质量％的Pd、3～79.9质量％的Cu、以及0.1～75质量％的Ni和/或Pt。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-053271 | 2021-03-26 | ||
| JP2022019210A JP2022151627A (ja) | 2021-03-26 | 2022-02-10 | プローブピン用合金材料 |
| JP2022-019210 | 2022-02-10 | ||
| PCT/JP2022/012690 WO2022202681A1 (ja) | 2021-03-26 | 2022-03-18 | プローブピン用合金材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117015625A true CN117015625A (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=88565813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280022334.1A Pending CN117015625A (zh) | 2021-03-26 | 2022-03-18 | 探测针用合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117015625A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093355A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Toshiba Corp | Ｐｄ合金系プローブピンおよびそれを用いたプローブピン装置 |
| JP2011214965A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Yokowo Co Ltd | プローブ |
| US20150197834A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-07-16 | Takuriki Honten Co., Ltd. | Ag-Pd-Cu-Co ALLOY FOR USES IN ELECTRICAL/ELECTRONIC DEVICES |
| JP2017025354A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 株式会社徳力本店 | プローブピン用合金材およびその製造方法 |
| US20170218481A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Deringer-Ney, Inc. | Palladium-Based Alloys |
| JP2017145496A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 日本発條株式会社 | 合金材料、コンタクトプローブおよび接続端子 |
| JP2020002404A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 石福金属興業株式会社 | プローブピン用材料およびプローブピン |
-
2022
- 2022-03-18 CN CN202280022334.1A patent/CN117015625A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093355A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Toshiba Corp | Ｐｄ合金系プローブピンおよびそれを用いたプローブピン装置 |
| JP2011214965A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Yokowo Co Ltd | プローブ |
| US20150197834A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-07-16 | Takuriki Honten Co., Ltd. | Ag-Pd-Cu-Co ALLOY FOR USES IN ELECTRICAL/ELECTRONIC DEVICES |
| JP2017025354A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 株式会社徳力本店 | プローブピン用合金材およびその製造方法 |
| US20170218481A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Deringer-Ney, Inc. | Palladium-Based Alloys |
| JP2017145496A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 日本発條株式会社 | 合金材料、コンタクトプローブおよび接続端子 |
| JP2020002404A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 石福金属興業株式会社 | プローブピン用材料およびプローブピン |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2159581B1 (en) | Method of manufacturing probe pins | |
| JP4216823B2 (ja) | プローブピン及び該ブロ−ブビンを備えたブロ−ブカ−ド | |
| TWI493050B (zh) | 合金材料、接觸探針及連接端子 | |
| JP6728057B2 (ja) | 合金材料、コンタクトプローブおよび接続端子 | |
| JP2022041921A (ja) | パラジウム－銅－銀－ルテニウム合金 | |
| JP2022151627A (ja) | プローブピン用合金材料 | |
| KR101260135B1 (ko) | 접촉저항, 방오특성이 우수한 프로브 핀 | |
| KR20230160852A (ko) | 프로브 핀용 합금 재료 | |
| TWI794355B (zh) | 析出硬化型Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ-Ｉｎ-Ｂ系合金 | |
| CN117015625A (zh) | 探测针用合金材料 | |
| JP2022098087A (ja) | プローブピン用材料およびプローブピン | |
| WO2024053552A1 (ja) | プローブピン用合金材料 | |
| JP2021156872A (ja) | パラジウム−コバルト合金皮膜 | |
| JP2023145888A (ja) | プローブピン用合金材料 | |
| JP2024089037A (ja) | プローブピン用合金材料 | |
| JP2023145917A (ja) | プローブ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |