JP3833216B2 - 電気的テストプローブ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明はテストプローブプランジャー、前記プランジャーを含むテストプローブ及びそれらの製造方法に関し、特にパラジウム−コバルト合金の外側層を有するテストプローブプランジャーに関する。
本願の優先権は35U.S.C.§119(e)の下、2001年9月24日に出願された共願で係属中のU.S.仮特許出願No.60/324252に対して主張される。この出願はその全体をここに参考として組入れられる。
集積回路のためのテストプローブに関する技術は極めて複雑であり、抵抗要求、強度要求並びに構造的制限を含む多くの考慮事項の注意深いバランスを必要とする。一般的にかかるテストプローブは極めて低い抵抗で延伸されかつ極めて導電率が高い金属である鋼の如き比較的硬いベース材料から形成される。
本発明はICをテストするためのテストプローブの一部を形成するテストプローブプランジャー(以下、「プローブプランジャー」又は「プランジャー」と称する)に向けられている。このプローブプランジャーははんだに対する減少された親和力を有しかつはんだと金属間化合物を容易には形成しない材料の外側層でめっきされている。外側層が形成される好ましい材料はとりわけ、比較的低い摩擦係数、良好な延性、比較的小さい粒子寸法及び低い接触抵抗を有するように選択され、これらの全ては組合わされてとりわけ、はんだに対する減少された親和性を与えることができる。このプローブプランジャーの好ましい実施態様は全ての好ましい特徴を組合わせる。
図中、
図1は本発明による例示的テストプローブの側面図である;
図2は図1に示されるテストプローブのプローブプランジャーの部分的断面図である;
図3は図2に示されるプローブプランジャーの拡大された部分的断面図である;
図4は熱処理後の図3に示されるプローブプランジャーの部分的断面図である;
図5は様々な被覆の低レベル接触抵抗に対する熱処理の効果を示す比較グラフである。
本発明は金属合金の外側層を有するテストプローブプランジャーに向けられており、その少なくとも一つは「貴」金属であることが好ましい。本発明による外側層を有するプローブプランジャーは従来の「硬い」金めっきされたプローブプランジャーと比較すると錫はんだに対する減少された親和性を有することができる。錫はんだに対する外側層の減少された親和性は錫はんだがプローブプランジャーの外部表面から一層容易に滑り落ちることを可能にする。従って、本発明のプローブプランジャーの端上の錫はんだの付着物は金の外部表面を有するプローブプランジャーと比較して減少される。加えて、本発明のプローブプランジャーの外側層は錫はんだと金属間化合物を容易には形成せず、しかも錫はんだの外部表面上に典型的に形成される錫酸化物の表面を通して破断するには十分硬い。好ましい実施態様において、外側層はパラジウム−コバルト合金(以下PdCo合金と称する)である。
実施例1
炭素鋼プランジャー(Rika Denshi Japanによって製造されたもの)はニッケルのバリア層及びパラジウムコバルト合金の外側層でめっきされた。脱イオン水(DI)がプロセス中の各工程の後でプローブプランジャーをリンスするために用いられた。
ベリリウム−銅プランジャー(Rika Denshi Japanによって製造されたもの)はニッケルのバリア層でめっきされ、続いてパラジウムコバルト合金の外側層でめっきされた。脱イオン水(DI)がプロセス中の各工程の後でプローブプランジャーをリンスするために用いられた。
六つのテストクーポンは実施例2と同様にめっきされ、続いて熱処理された。テストクーポンは未知の銅合金の平坦なシートから調製され、約1.5″×1.0″×0.042″に切断された。電気的接触(銅電線)を受け入れるための穴が各クーポンにドリルで開けられた。すべてのテストクーポンは実施例2に従ってめっきされた。熱処理は各サンプルを以下の表2に示すように異なる温度に空気中で約2時間Thermolyne 1400 Furnance中で加熱することを含んでいた。コントロールのテストクーポンは熱処理されなかった。
実施例3からのテストクーポンの表面はEvans Eastテスト研究所によってX線光電子分光分析法(ESCA又はXPSとしても知られている)を用いて分析された。ESCAは約70オングストローム(0.28μインチ)の深さまで感知することができる。
液体はんだが様々な熱処理されたPdCo合金めっきされた最終製品に付着する程度を測定するために、はんだ浸漬テストがテストサンプルで行われた。
16のテストサンプルが未知の銅合金の平坦なシートから調製され、約1.5″×1.0″×0.042″に切断された。各サンプルは電気的接触としての銅電線を挿入するために上縁近くに二つの穴をドリルで開けられた。サンプルは次に脱脂され、電気洗浄され、ニッケルストライクめっきされ、無電解ニッケル(EN)でめっきされた。サンプルのうち六つはPd/Coで(実施例2と同様に)更にめっきされ、サンプルのうち四つは「硬い」金(コバルト硬化された金)の付着物で更にめっきされ、六つは外側層としてENを有するままであった。
Claims (6)
- 電子テストプローブ用のプローブプランジャー14a,bにおいて、前記プローブプランジャー14a,bが外側層20を含み、この外側層20がパラジウムとコバルトの合金であり、この合金の粒子寸法が200オングストローム未満であることを特徴とするプローブプランジャー。
- ニッケル、無電解ニッケル、コバルト、パラジウム、白金、チタン/タングステン、モリブデン、それらの組合せ及びそれらの合金からなる群から選択されるバリア層18を更に含む請求項1のプローブプランジャー。
- 外側層20が約200マイクロインチ未満の厚さを有する請求項1又は2のプローブプランジャー。
- 外側層20が約200ミリオーム未満の接触抵抗を有する請求項1〜3のいずれか一項のプローブプランジャー。
- 外側層20が約200ヌープより大きい硬度を有する請求項1〜4のいずれか一項のプローブプランジャー。
- 外側層20が約0.60未満の摩擦係数を有する請求項1〜5のいずれか一項のプローブプランジャー。
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