CN117983984A - 三维探针及其制造方法 - Google Patents
三维探针及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117983984A CN117983984A CN202211376418.3A CN202211376418A CN117983984A CN 117983984 A CN117983984 A CN 117983984A CN 202211376418 A CN202211376418 A CN 202211376418A CN 117983984 A CN117983984 A CN 117983984A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- probe sheet
- dimensional
- laser
- sheet
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- CFOAUMXQOCBWNJ-UHFFFAOYSA-N [B].[Si] Chemical compound [B].[Si] CFOAUMXQOCBWNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种三维探针及其制造方法，属于探针制备领域，方法包括：将多片探针片材叠放，置于退火治具中，在真空度至少达到5*10‑3pa条件下300～350℃下进行真空退火1～1.5h；使用第一飞秒激光在每片退火的探针片材上加工出多个定位孔；根据定位孔采用第二飞秒激光设备对探针片材的预定区域进行双面减薄，在探针片材表面形成三维针尖，单面减薄的厚度范围是探针片材总厚度的1/4～3/8；将减薄后的探针片材固定在UV保护膜上；根据设计图纸使用第三飞秒激光切割加工固定在UV保护膜上的探针片材；将切割后的探针片材从UV保护膜上剥离，得到初成品；对初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针。通过本公开的处理方案，加工周期缩短到一周，且成本优势显著。
Description
技术领域
本发明涉及探针制备领域，具体涉及一种三维探针及其制造方法。
背景技术
微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)是一种成熟的制造技术，其本质是通过物理和化学方法加工制造微型控制器，微型传感器等微系统。MEMS探针一般采用光刻(Lithography)、刻蚀(Etching)、微电铸(Micro-Electroplating)等工艺制作，因此具有更好的一致性和集成性。但是现有技术中由于片材无法直接使用，故而通过微机电系统制造尖头针工艺复杂需要至少两次光刻，刻蚀，去胶等步骤。在整个制备过程中，不仅需要控制好光刻工艺条件(例如，控制光刻胶的厚度)，而且对刻蚀药水配置也有较高要求。其所涉及的设备光刻机较为昂贵，使用的耗材如光刻胶等也较为昂贵。如果进行大批量生产使用光刻技术生产效率低，同时如果针尖尺寸不同需要重新调试工艺参数，周期通常持续多周。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种三维探针及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种三维探针的制造方法，包括：将多片探针片材叠放，置于退火治具中，在真空度至少达到5*10-3pa条件下300～350℃下进行真空退火1～1.5h；使用第一飞秒激光在每片退火的所述探针片材上加工出多个定位孔，所有所述定位孔的尺寸一致，所述定位孔为贯穿所述探针片材的通孔；根据所述定位孔采用第二飞秒激光设备对所述探针片材的预定区域进行双面减薄，在所述探针片材表面形成三维针尖，单面减薄的厚度范围是探针片材总厚度的1/4～3/8；将减薄后的所述探针片材固定在UV保护膜上；根据设计图纸使用第三飞秒激光切割加工固定在所述UV保护膜上的探针片材；将切割后的所述探针片材从UV保护膜上剥离，得到初成品；对所述初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针。
在其中一个实施例中，所述第二飞秒激光的激光参数为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度<12ps，激光频率1800-2000KHZ，功率2.5-4W，扫描速度1400-1800mm/s，单面减薄的加工次数为45-55次。
在其中一个实施例中，UV保护膜的厚度不小于100μm。
在其中一个实施例中，所述第一飞秒激光和所述第三飞秒激光的参数均为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度小于350um，激光频率1200-1300KHz，功率3.5-4W，扫描速度500-600mm/s，跳转速度800～1000mm/s，扫描加工次数为24～32次。
在其中一个实施例中，所述对所述初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针，包括：将所述初成品浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液中的超声波内清洗30～45秒，以去除切割氧化及毛刺，所述混合溶液中硫酸：双氧水：水的体积比为5：5：90。
一种三维探针，其特征在于，所述三维探针是采用上述的方法制备得到的。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过真空退火，使得探针片材平整，进而可以利用激光对探针片材进行加工，流程较少，且无多次光刻-电铸-研磨循环工艺，加工周期可以缩短到一周内完成，成本优势显著。而且可以根据客户需求快速灵活的定制不同尺寸的三维探针及其针尖。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的实施例中三维探针的制造方法的流程示意图；
图2是本发明的实施例中铜片叠放的示意图；
图3是本发明的实施例中双面减薄的流程示意图；
图4是本发明的实施例中三维探针的单面视图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
如图1所示，本公开实施例提供一种三维探针的制造方法，包括：
步骤101，将多片探针片材叠放，置于退火治具中，在真空度至少达到5*10-3pa条件下300～350℃下进行真空退火1～1.5h。
如图2所示，将多片探针片材1叠放置于退火治具中。探针片材1放置在两片高硼硅钢化玻璃2之间。以40μm厚度的AgCu片材为例，制备的三维探针的针尖的端面尺寸为10*10μm，针尖长度为30μm。真空退火温度为300-350℃，保温时间为1-1.5h，真空度需至少达到5*10-3pa。真空度至少达到5*10-3pa的条件可以保证材料在热处理时不发生氧化。退火温度为300-350℃是避免温度过高时AgCu材料再结晶，防止晶粒长大造成的材料强度下降。1-1.5h是为了降低热处理成本高。该步骤主要目的：1.去除片材在压延时产生的应力；2.把有弧度的铜箔进行热矫平，保证后续探针的直线度。因此，本方法可以对探针片材直接进行处理，无需辅助光刻胶等。
步骤102，使用第一飞秒激光在每片退火的探针片材上加工出多个定位孔，所有定位孔的尺寸一致，定位孔为贯穿探针片材的通孔。
使用第一飞秒激光在每片退火的探针片材上加工出多个定位孔，所有定位孔的尺寸一致，定位孔为贯穿探针片材的通孔。在一个实施例中，定位孔的数量为4个，分别设置在探针片材的四个角上。通过定位孔，可以保证在双面减薄时确保两面减薄区域一致，从而确保最终探针针尖的一致性。
步骤103，根据定位孔采用第二飞秒激光设备对探针片材的预定区域进行双面减薄，在探针片材表面形成三维针尖，单面减薄的厚度范围是探针片材总厚度的1/4～3/8。
根据定位孔采用第二飞秒激光设备对探针片材的预定区域进行双面减薄，在探针片材表面形成三维针尖，单面减薄的厚度范围是探针片材总厚度的1/4～3/8。以40μm的厚度为例，铜箔两面各减薄15μm，最终得到厚度为10μm的微区，减薄厚度根据芯片的尺寸和类型而定。例如，为了保证针尖能够完全刺破表层氧化膜，可以设计针尖尺寸为10*10μm。在一个实施例中，第二飞秒激光的激光参数为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度<12ps，激光频率1800-2000KHZ，功率2.5-4W，扫描速度1400-1800mm/s，单面减薄的加工次数为45-55次。如图3所示，采用第二飞秒激光设备对探针片材的预定区域进行减薄，先对一端面进行减薄，而后再对另一端面进行减薄，从而实现双面减薄。
步骤104，将减薄后的探针片材固定在UV保护膜上。
UV保护膜携带有一层胶，可以通过胶把铜片固定在膜上。在其中一个实施例中，UV保护膜的厚度不小于100μm。膜厚决定切割时产品的整体刚度，膜厚较小，整体刚度差，在切割时探针容易变形。该步骤的目的是保证探针在切割的时候有较好的刚度，可以减小由切割时产生的尺寸误差。
步骤105，根据设计图纸使用第三飞秒激光切割加工固定在UV保护膜上的探针片材。
在其中一个实施例中，第三飞秒激光的参数均为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度小于350um，激光频率1200-1300KHz，功率3.5-4W，扫描速度500-600mm/s，跳转速度800～1000mm/s，扫描加工次数为24～32次。激光切割后公差+/-5μm。
步骤106，将切割后的探针片材从UV保护膜上剥离，得到初成品。
使用主波段为350-380nm的LED灯照射步骤104中提及的UV保护膜，通过照射使得UV膜上的胶失效，因此完成切割的铜片可以轻易地从膜上剥离。
步骤107，对初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针。
在其中一个实施例中，将初成品浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液中的超声波内清洗30～45秒，以去除切割氧化及毛刺，混合溶液中硫酸：双氧水：水的体积比为5：5：90。图4所示即为制备得到的三维探针的单面视图。硫酸的(溶液百分比)浓度为5％，双氧水的浓度(溶液百分比)为5％。
在其中一个实施例中，第一飞秒激光的参数和第三飞秒激光的参数一致。
一种三维探针，其特征在于，三维探针是采用上述的方法制备得到的。
上述方法，通过真空退火，使得探针片材平整，进而可以利用激光对探针片材进行加工，流程较少，且无多次光刻-电铸-研磨循环工艺，加工周期可以缩短到一周内完成，成本优势显著。而且可以根据客户需求快速灵活的定制不同尺寸的三维探针及其针尖。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种三维探针的制造方法，其特征在于，包括：
将多片探针片材叠放，置于退火治具中，在真空度至少达到5*10-3pa条件下300～350℃下进行真空退火1～1.5h；
使用第一飞秒激光在每片退火的所述探针片材上加工出多个定位孔，所有所述定位孔的尺寸一致，所述定位孔为贯穿所述探针片材的通孔；
根据所述定位孔采用第二飞秒激光设备对所述探针片材的预定区域进行双面减薄，在所述探针片材表面形成三维针尖，单面减薄的厚度范围是探针片材总厚度的1/4～3/8；
将减薄后的所述探针片材固定在UV保护膜上；
根据设计图纸使用第三飞秒激光切割加工固定在所述UV保护膜上的探针片材；
将切割后的所述探针片材从UV保护膜上剥离，得到初成品；
对所述初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二飞秒激光的激光参数为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度<12ps，激光频率1800-2000KHZ，功率2.5-4W，扫描速度1400-1800mm/s，单面减薄的加工次数为45-55次。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，UV保护膜的厚度不小于100μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一飞秒激光和所述第三飞秒激光的参数均为：激光波长355-400nm，激光脉冲宽度小于350um，激光频率1200-1300KHz，功率3.5-4W，扫描速度500-600mm/s，跳转速度800～1000mm/s，扫描加工次数为24～32次。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初成品进行微蚀去氧化处理，得到三维探针，包括：
将所述初成品浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液中的超声波内清洗30～45秒，以去除切割氧化及毛刺，所述混合溶液中硫酸：双氧水：水的体积比为5：5：90。
6.一种三维探针，其特征在于，所述三维探针是采用权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211376418.3A CN117983984B (zh) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 三维探针及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211376418.3A CN117983984B (zh) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 三维探针及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117983984A true CN117983984A (zh) | 2024-05-07 |
| CN117983984B CN117983984B (zh) | 2024-07-05 |
Family
ID=90895969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211376418.3A Active CN117983984B (zh) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 三维探针及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117983984B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101692152A (zh) * | 2009-10-19 | 2010-04-07 | 北京大学 | 基于聚合物激光烧蚀的三维光刻方法 |
| US20100148060A1 (en) * | 2005-06-17 | 2010-06-17 | Imago Scientific Instruments Corporation | Atom probe |
| CN103757675A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 一种afm硅针尖脉冲电镀纳米厚度致密金薄膜方法 |
| CN114428183A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-03 | 上海泽丰半导体测试有限公司 | 一种半导体测试的多元合金探针及制作方法 |
-
2022
- 2022-11-04 CN CN202211376418.3A patent/CN117983984B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100148060A1 (en) * | 2005-06-17 | 2010-06-17 | Imago Scientific Instruments Corporation | Atom probe |
| CN101692152A (zh) * | 2009-10-19 | 2010-04-07 | 北京大学 | 基于聚合物激光烧蚀的三维光刻方法 |
| CN103757675A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 一种afm硅针尖脉冲电镀纳米厚度致密金薄膜方法 |
| CN114428183A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-03 | 上海泽丰半导体测试有限公司 | 一种半导体测试的多元合金探针及制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117983984B (zh) | 2024-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI464029B (zh) | Laser processing method | |
| US7989320B2 (en) | Die bonding | |
| JP6911288B2 (ja) | ガラスの加工方法 | |
| KR101938426B1 (ko) | 접착 필름을 갖는 칩의 형성 방법 | |
| WO2012178059A2 (en) | Etching a laser-cut semiconductor before dicing a die attach film (daf) or other material layer | |
| WO2014178356A1 (ja) | ハイブリッド基板の製造方法及びハイブリッド基板 | |
| JP2009158889A (ja) | ウェーハの分割方法 | |
| CN117983984B (zh) | 三维探针及其制造方法 | |
| CN111916356A (zh) | 金属积层陶瓷基板的分断方法 | |
| CN110571163B (zh) | 晶圆键合工艺的气泡缺陷处理方法 | |
| JP2011206838A (ja) | レーザ加工方法 | |
| JP2015074003A (ja) | 内部加工層形成単結晶部材およびその製造方法 | |
| US10414685B2 (en) | Substrate processing method | |
| JP4818076B2 (ja) | 多角形半導体チップの製造方法および製造装置 | |
| US20180105455A1 (en) | Silica test probe and other such devices | |
| JP5597990B2 (ja) | 絶縁被膜付き電磁鋼板の外形加工方法 | |
| JP2017050118A (ja) | プラズマ処理装置用電極板及びその製造方法 | |
| JP2018535562A (ja) | 半導体層を製造するための方法及び装置 | |
| TWI726225B (zh) | 生醫晶片製作方法 | |
| JP2008072049A (ja) | 貼り合わせウェーハの製造方法 | |
| JP2014133691A (ja) | ビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法 | |
| CN108658036B (zh) | 一种差异化微结构的同步湿法刻蚀加工方法 | |
| JP5368753B2 (ja) | 加工基板の製造方法 | |
| JPH0238587A (ja) | レーザ加工とウエットエッチングを併用した加工方法 | |
| CN118123253A (zh) | 一种利用激光的音叉晶片微纳加工方法、音叉晶片 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant |