JP7148472B2 - Ceramic part and method for manufacturing ceramic part - Google Patents

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Description

本願発明は、セラミックス部品に関する。 The present invention relates to ceramic parts.

一般に、半導体集積回路の検査工程において、多数のコンタクトプローブを有するプローブカードが用いられている。プローブカードは、各コンタクトプローブを半導体ウェハ上に形成された半導体集積回路の対応する電極パッドに接触させ、半導体集積回路と外部のテスタ装置とを導通させることにより検査を行う部品である。 Generally, a probe card having a large number of contact probes is used in the inspection process of semiconductor integrated circuits. A probe card is a component that conducts testing by bringing contact probes into contact with corresponding electrode pads of a semiconductor integrated circuit formed on a semiconductor wafer and establishing electrical continuity between the semiconductor integrated circuit and an external tester.

通常のプローブカードにおいては、コンタクトプローブ自体は導電性の部材であり、隣接するコンタクトプローブ同士が接触しないように、絶縁性のプローブガイドが用いられている。プローブガイドに求められる特性は種々あり得るが、微細加工に適した加工性や強度の高さが求められる。 In a normal probe card, the contact probes themselves are conductive members, and insulating probe guides are used so that adjacent contact probes do not come into contact with each other. Although there are various properties required for the probe guide, workability suitable for microfabrication and high strength are required.

例えば、主成分として窒化硼素と酸化ジルコニアと窒化硅素を含んだ快削性セラミックスからなるプローブガイドが考案されている(特許文献1参照)。 For example, a probe guide made of machinable ceramics containing boron nitride, zirconia oxide, and silicon nitride as main components has been devised (see Patent Document 1).

特許第4400360号公報Japanese Patent No. 4400360

前述のプローブカードを用いて複数のコンタクトプローブを対応するそれぞれの電極パッドに接触させる際には、コンタクトプローブや電極パッドの高さのばらつきを吸収し、コンタクトプローブと電極パッドとを確実に導通させる必要がある。そのため、コンタクトプローブを電極パッドに押し付ける処理(いわゆるオーバードライブ)が必要であり、プローブカード全体に荷重がかかることになる。 When a plurality of contact probes are brought into contact with corresponding electrode pads using the probe card described above, variations in the heights of the contact probes and electrode pads are absorbed, and the contact probes and electrode pads are reliably conducted. There is a need. Therefore, a process of pressing the contact probes against the electrode pads (so-called overdrive) is required, and a load is applied to the entire probe card.

近年、シリコンウェハの大型化、半導体集積回路の微細化によって、コンタクトカードにおいても多数のコンタクトプローブを高密度に配置する必要があり、オーバードライブのためにコンタクトカードに加わる荷重も増大する傾向にある。そのため、コンタクトカードを構成する部品には、大きな荷重に対しても割れたり変形したりしない特性が求められる一方で、高密度にコンタクトプローブを配置できるような加工性も求められる。 In recent years, due to the increase in size of silicon wafers and the miniaturization of semiconductor integrated circuits, it is necessary to arrange a large number of contact probes at high density even in contact cards, and the load applied to contact cards tends to increase due to overdrive. . Therefore, the parts that make up the contact card are required to have properties that do not crack or deform even when subjected to a large load, while at the same time being required to be workable so that the contact probes can be arranged at high density.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、例えばコンタクトカードを構成する部品に適した、強度と加工性を適度に両立した新たなセラミックス部品を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and its object is to provide a new ceramic part that is suitable for parts constituting contact cards, for example, and that has both strength and workability. be.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のセラミックス部品は、窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品であって、複数の貫通孔が形成されているガイド部と、複数の貫通孔を囲むようにガイド部から突出して設けられている枠状のスペーサ部と、を有する。貫通孔は、レーザ加工により形成されている。 In order to solve the above problems, a ceramic component according to one aspect of the present invention is a plate-shaped ceramic component containing silicon nitride and boron nitride, comprising a guide section having a plurality of through holes formed therein, and a plurality of through holes. a frame-shaped spacer portion protruding from the guide portion so as to surround the hole. The through holes are formed by laser processing.

この態様によると、レーザ加工によって所定の位置に精度の高い貫通孔が形成される。 According to this aspect, the through hole is formed at a predetermined position with high accuracy by laser processing.

ガイド部およびスペーサ部は同じ組成の一部品であり、スペーサ部で囲まれた凹部がザグリ加工で形成されていてもよい。これにより、一部品に凹部を形成することで、貫通孔が形成できる厚みのガイド部を形成できる。 The guide portion and the spacer portion may be one part having the same composition, and the concave portion surrounded by the spacer portion may be formed by counterbore processing. Accordingly, by forming the concave portion in one part, the guide portion having a thickness that allows the formation of the through hole can be formed.

ガイド部およびスペーサ部は、窒化硼素が10~35質量%、窒化硅素が20~90質量%、酸化アルミニウムが0~35質量%、酸化ジルコニウムが0~70質量%含まれているセラミックス材料であってもよい。これにより、レーザ加工や部品の強度を高めるための窒化硅素の量を多くしつつ、ザグリ加工が可能な程度に窒化硼素の量を調整することで、強度と加工性を適度に両立したセラミックス部品を実現できる。また、熱膨張の大きな酸化物セラミックスの量を調整することで熱膨張係数が調整できる。 The guide portion and spacer portion are made of a ceramic material containing 10 to 35% by mass of boron nitride, 20 to 90% by mass of silicon nitride, 0 to 35% by mass of aluminum oxide, and 0 to 70% by mass of zirconium oxide. may As a result, the amount of silicon nitride is increased to increase the strength of laser processing and parts, and the amount of boron nitride is adjusted to the extent that counterbore processing is possible. can be realized. Also, the coefficient of thermal expansion can be adjusted by adjusting the amount of oxide ceramics with large thermal expansion.

セラミックス材料は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、3点曲げ強度(JIS R1601)が600[MPa]以上であり、ヤング率が200[GPa]以上であってもよい。これにより、セラミックス部品を、IC検査用のプローブガイドやパッケージ検査用のテストソケットに適した高強度の部品として用いることができる。 The ceramic material has a coefficient of thermal expansion of 1 to 6 [10 -6 / ° C.] at -50 to 200 ° C., a three-point bending strength (JIS R1601) of 600 [MPa] or more, and a Young's modulus of 200 [GPa]. ] or more. As a result, the ceramic part can be used as a high-strength part suitable for a probe guide for IC inspection and a test socket for package inspection.

ガイド部は、第1のセラミックス材料で構成されており、スペーサ部は、第1のセラミックス材料と組成の異なる第2のセラミックス材料で構成されており、ガイド部およびスペーサ部が接合されていてもよい。これにより、ガイド部およびスペーサ部を、それぞれ適した形状や材料で構成することができるので、強度と加工性を更に高いレベルで両立した新たなセラミックス部品を提供できる。 The guide portion is made of a first ceramic material, and the spacer portion is made of a second ceramic material having a composition different from that of the first ceramic material. good. As a result, the guide portion and the spacer portion can be configured with suitable shapes and materials, respectively, so that it is possible to provide a new ceramic component that achieves both strength and workability at a higher level.

ガイド部は、窒化硅素が26~100質量%、酸化アルミニウムが0~60質量%、酸化ジルコニウムが0~74質量%含まれている第1のセラミックス材料であり、スペーサ部は、窒化硼素が10~75質量%、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化硅素、炭化硅素および窒化アルミニウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物が25~90質量%含まれている第2のセラミックス材料であってもよい。これにより、窒化硅素や酸化ジルコニウムを配合した第1のセラミックス材料を用いたガイド部は、レーザ加工性や高強度化、ウェハと同様の熱膨張係数を実現できる。一方、切削加工性が良好な窒化硼素を多く含む第2のセラミックス材料を用いたスペーサ部は、枠形状への加工が容易となる。 The guide portion is a first ceramic material containing 26 to 100% by mass of silicon nitride, 0 to 60% by mass of aluminum oxide, and 0 to 74% by mass of zirconium oxide, and the spacer portion is made of 10% by mass of boron nitride. A second ceramic material containing 25 to 90% by mass of one or more compounds selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride in an amount of 25 to 90% by mass. . As a result, the guide section using the first ceramic material containing silicon nitride or zirconium oxide can achieve laser workability, high strength, and a thermal expansion coefficient similar to that of a wafer. On the other hand, the spacer portion using the second ceramic material containing a large amount of boron nitride, which has good machinability, can be easily processed into a frame shape.

第1のセラミックス材料は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、3点曲げ強度(JIS R1601)が600[MPa]以上であってもよい。これにより、セラミックス部品を、IC検査用のプローブガイドやパッケージ検査用のテストソケットに適した高強度の部品として用いることができる。 The first ceramic material may have a coefficient of thermal expansion of 1 to 6 [10 -6 /°C] at -50 to 200°C and a three-point bending strength (JIS R1601) of 600 [MPa] or more. As a result, the ceramic part can be used as a high-strength part suitable for a probe guide for IC inspection and a test socket for package inspection.

ガイド部およびスペーサ部は、金属ろうで接合されており、接合強度が100[MPa]以上であってもよい。これにより、セラミックス部品を、高温環境下での使用が想定されるICやパッケージに対するバーンインテストが可能なプローブカード等に適した高強度の部品として用いることができる。 The guide portion and the spacer portion may be joined with metal brazing, and the joint strength may be 100 [MPa] or more. As a result, the ceramic part can be used as a high-strength part suitable for a probe card or the like capable of burn-in testing for ICs and packages expected to be used in a high-temperature environment.

ガイド部の貫通孔が形成されている部分の厚みは0.5mm以下であってもよい。これにより、レーザ加工によって所望形状の貫通孔を精度良く形成できる。 The thickness of the portion of the guide portion where the through hole is formed may be 0.5 mm or less. Thereby, a through hole having a desired shape can be formed with high accuracy by laser processing.

貫通孔は、開口部の一辺が50μm以下の矩形形状であってもよい。これにより、断面が円形のプローブと比較して製造しやすい断面が矩形の微細なプローブをガイド部に装着できる。 The through-hole may have a rectangular shape with one side of the opening being 50 μm or less. As a result, a fine probe with a rectangular cross section, which is easier to manufacture than a probe with a circular cross section, can be attached to the guide section.

本発明の別の態様は、セラミックス部品の製造方法である。この方法は、窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の製造方法であって、板状の部品の中央部にザグリ加工によって凹部を形成する工程と、凹部の底部に複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、を含む。 Another aspect of the invention is a method of manufacturing a ceramic component. This method is a method for manufacturing a plate-like ceramic component containing silicon nitride and boron nitride, comprising steps of forming a recess in the center of the plate-like component by counterbore machining, and forming a plurality of through holes in the bottom of the recess. and forming by laser processing.

この態様によると、一部品からザグリ加工とレーザ加工によって所定の位置に貫通孔を形成できる。 According to this aspect, through-holes can be formed at predetermined positions from a single part by counterbore machining and laser machining.

本発明の更に別の態様もまた、セラミックス部品の製造方法である。この方法は、窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の製造方法であって、窒化硅素を含有する第1のセラミックス材料からなる板状のガイド部を準備する工程と、窒化硼素を含有する第2のセラミックス材料からなる枠状のスペーサ部を準備する工程と、ガイド部とスペーサ部とを接合する工程と、スペーサ部で囲まれたガイド部の露出部分にレーザ加工で複数の貫通孔を形成する工程と、を含む。 Yet another aspect of the present invention is also a method of manufacturing a ceramic component. This method is a method of manufacturing a plate-like ceramic component containing silicon nitride and boron nitride, comprising the steps of preparing a plate-like guide portion made of a first ceramic material containing silicon nitride; a step of preparing a frame-shaped spacer portion made of a second ceramic material, a step of joining the guide portion and the spacer portion, and forming a plurality of through holes by laser processing in an exposed portion of the guide portion surrounded by the spacer portion. and forming a.

この態様によると、求められる特性が異なる複数の部分を別々に準備し接合することで、強度と加工性を適度に両立した新たなセラミックス部品を製造できる。 According to this aspect, by separately preparing and joining a plurality of parts with different required properties, a new ceramic part can be manufactured that has both strength and workability.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。また、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 Any combination of the above constituent elements, and conversion of expressions of the present invention between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention. Any suitable combination of the above elements may also fall within the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.

本発明によれば、強度と加工性を適度に両立した新たなセラミックス部品を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new ceramics part which balanced strength and workability moderately can be implement|achieved.

プローブカードによるICチップの検査の様子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing how an IC chip is inspected by a probe card; 第1の実施の形態に係るガイドプレートの斜視図である。4 is a perspective view of a guide plate according to the first embodiment; FIG. 図2のA-A断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2; 測定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a measuring method. 超音波パルス反射法試験を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an ultrasonic pulse reflection method test. 加工試験方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a processing test method. 図7(a)は、レーザ加工性ありの試験片の写真を示す図であり、図7(b)は、レーザ加工性無しの試験片の写真を示す図である。FIG. 7(a) is a photograph of a test piece with laser machinability, and FIG. 7(b) is a photograph of a test piece without laser machinability. 第2の実施の形態に係るガイドプレートの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a guide plate according to a second embodiment; 図4のB-B断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4; 4点曲げ強度試験を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a four-point bending-strength test.

以下、本発明を実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent constituent elements, members, and processes shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and duplication of description will be omitted as appropriate. Moreover, the embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and not all features and combinations thereof described in the embodiments are necessarily essential to the invention.

以下の説明では、ICチップ検査用のプローブカードのガイドプレートに好適なセラミックス部品を例に説明する。なお、このセラミックス部品は、パッケージ検査用のテストソケットにも適用できる。 In the following description, a ceramic part suitable for a guide plate of a probe card for IC chip inspection will be described as an example. This ceramic part can also be applied to a test socket for package inspection.

ICチップ検査用のプローブカードは、ガイドプレートというセラミックス部品を有している。図1は、プローブカードによるICチップの検査の様子を示す模式図である。図1では主としてガイドプレートを含む近傍を示している。なお、ガイドプレートには、シリコンウェハに近似した熱膨張係数(バーンインテスト)、プローブ荷重に耐えられる機械的強度(曲げ強度)、微小なプローブを通す貫通孔を高精度に多数加工できること、といった特性が求められる。 A probe card for IC chip inspection has a ceramic part called a guide plate. FIG. 1 is a schematic diagram showing how an IC chip is inspected by a probe card. FIG. 1 mainly shows the vicinity including the guide plate. The guide plate has characteristics such as a coefficient of thermal expansion (burn-in test) that is similar to that of a silicon wafer, mechanical strength (flexural strength) that can withstand probe loads, and the ability to precisely machine a large number of through-holes through which micro probes pass. is required.

近年の半導体微細化に伴いプローブガイドの貫通孔も微細化される。それに伴い微細な貫通孔では加工可能な厚みが制限されるため、少なくともプローブガイドの貫通孔が形成される領域の厚みは薄くしなければならない。しかしながら、従来のマシナブルセラミックスでは厚みの薄い貫通孔部分の強度が不足し、ウェハ検査時の負荷に耐えられず破損する可能性がある。一方、高強度材であり窒化硅素ではザグリ加工が困難なため、貫通孔以外の部分も貫通孔と同じ薄い板が用いられる。その結果、部品としての剛性が足りず、たわみにより検査装置としての精度が保てない。 With the recent miniaturization of semiconductors, the through-holes of probe guides have also been miniaturized. As a result, the thickness that can be processed with fine through-holes is limited, so at least the thickness of the region where the through-holes of the probe guide are formed must be made thin. However, conventional machinable ceramics lack the strength of thin through-hole portions, and may not withstand the load during wafer inspection and may be damaged. On the other hand, silicon nitride, which is a high-strength material, is difficult to counterbore. Therefore, the same thin plate as the through-hole is used for the portions other than the through-hole. As a result, the rigidity as a part is insufficient, and the accuracy as an inspection device cannot be maintained due to deflection.

そこで、本実施の形態に係るガイドプレート10は、窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品であり、複数の貫通孔12aが形成されているガイド部12と、複数の貫通孔12aを囲むようにガイド部12からICチップ16と反対側に突出して設けられている枠状のスペーサ部14と、を有する。 Therefore, the guide plate 10 according to the present embodiment is a plate-like ceramic component containing silicon nitride and boron nitride, and includes a guide portion 12 in which a plurality of through holes 12a are formed, and a guide portion 12 surrounding the plurality of through holes 12a. and a frame-shaped spacer portion 14 protruding from the guide portion 12 to the side opposite to the IC chip 16 .

貫通孔12aを貫通するように配置されている複数のコンタクトプローブ18は、その先端が、ICチップ16の表面に設けられている複数の電極パッド16aに接触するように設けられている。コンタクトプローブ18の直径は、例えば10~100μm程度であり、コンタクトプローブ18のピッチW1は、例えば50~300μm程度である。また、貫通孔12aが円形の場合、その直径は例えば20~200μm程度であり、貫通孔12aが矩形の場合、その一辺は例えば20~200μm程度である。 A plurality of contact probes 18 arranged to penetrate through the through holes 12 a are provided so that their tips come into contact with a plurality of electrode pads 16 a provided on the surface of the IC chip 16 . The diameter of the contact probes 18 is, for example, approximately 10 to 100 μm, and the pitch W1 of the contact probes 18 is, for example, approximately 50 to 300 μm. Further, when the through hole 12a is circular, its diameter is, for example, about 20 to 200 μm, and when the through hole 12a is rectangular, its one side is, for example, about 20 to 200 μm.

(第1の実施の形態)
図2は、第1の実施の形態に係るガイドプレートの斜視図である。図3は、図2のA-A断面図である。図2、図3に示すガイドプレート20は、ガイド部22およびスペーサ部24は同じ組成の一部品であり、枠状のスペーサ部24で囲まれた凹部26がザグリ加工で形成されている。これにより、ガイド部22とスペーサ部24とが一体となった一部品に凹部26を形成することで、貫通孔22aが形成できる厚みのガイド部22を形成できる。
(First embodiment)
FIG. 2 is a perspective view of the guide plate according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In the guide plate 20 shown in FIGS. 2 and 3, the guide portion 22 and the spacer portion 24 are one component having the same composition, and a concave portion 26 surrounded by the frame-shaped spacer portion 24 is formed by counterbore processing. As a result, by forming the concave portion 26 in one part in which the guide portion 22 and the spacer portion 24 are integrated, the guide portion 22 can be formed with a thickness that allows the through hole 22a to be formed.

また、凹部26の底部の所定の位置には、レーザ加工により形状や寸法の精度の高い貫通孔22aが形成されている。また、一部品に凹部26を形成することで、貫通孔22aが形成できる厚みのガイド部22を形成できる。 In addition, a through hole 22a with high precision in shape and size is formed at a predetermined position on the bottom of the recess 26 by laser processing. Further, by forming the concave portion 26 in one component, the guide portion 22 can be formed with a thickness that allows the through hole 22a to be formed.

本願発明者らは、上述の構成のガイドプレートの組成を様々に変化させて強度や加工性を測定した。以下に、各特性の測定方法について説明する。 The inventors of the present application varied the composition of the guide plate having the above configuration and measured the strength and workability. The method for measuring each characteristic will be described below.

[強度測定方法]
各実施例や各比較例の組成で作製した3mm(厚みt)×4mm(幅W)×40mm(長さ)の曲げ試験片を用意し、3点曲げ強度試験(JIS R1601)を行った。図4は、測定方法を説明するための模式図である。図4に示すように、支点間距離Lを30mmとして、矢印の向きに荷重を増加させ、試験片が破壊したときの最大荷重P[N]から以下の式に基づいて3点曲げ強度σb3を求める。
3点曲げ強度σb3[MPa]=(3×P×L)/(2wt)・・・(式1)
[Strength measurement method]
A bending test piece of 3 mm (thickness t) x 4 mm (width W) x 40 mm (length) prepared with the composition of each example and each comparative example was prepared and subjected to a three-point bending strength test (JIS R1601). FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the measuring method. As shown in FIG. 4, the distance L between the fulcrums is set to 30 mm, the load is increased in the direction of the arrow, and the maximum load P [N] when the test piece breaks is calculated based on the following formula. Ask for
Three-point bending strength σ b3 [MPa]=(3×P×L)/(2wt 2 ) (Formula 1)

[ヤング率測定方法]
各実施例や各比較例の組成で作製した15mm×15mm×15mmの試験片を用意し、超音波パルス反射法試験(JIS R1602)を行った。図5は、超音波パルス反射法試験を説明するための模式図である。図5に示すように、超音波振動子28が発した超音波Uによる縦波の速度V[m/s]、横波の速度V[m/s]、試験片のかさ密度ρ[kg/m]とすると、以下の式に基づいて超音波パルス法による弾性率(ヤング率)を求める。
弾性率Ep[N/m]=ρ×(3V ×V -4V )/(V -V )・・・(式2)
[Young's modulus measurement method]
A test piece of 15 mm×15 mm×15 mm produced with the composition of each example and each comparative example was prepared and subjected to an ultrasonic pulse reflection method test (JIS R1602). FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the ultrasonic pulse reflection method test. As shown in FIG. 5, the longitudinal wave velocity V l [m/s], the transverse wave velocity V t [m/s], and the bulk density ρ [kg /m 3 ], the elastic modulus (Young's modulus) is obtained by the ultrasonic pulse method based on the following equation.
Elastic modulus Ep [N/m 2 ]=ρ×(3V t 2 ×V 1 2 −4V t 4 )/(V 1 2 −V t 2 ) (Formula 2)

[加工試験方法]
第1の実施の形態に係るガイドプレート20を製造する過程では、貫通孔を作製するための開口部(凹部)を形成する必要がある。そのため、切削装置を用いたザグリ加工において、ある程度の加工速度が必要であり、所定の加工試験を満たしたか否かで機械加工性判断している。図6は、加工試験方法を説明するための模式図である。はじめに平板状の試験片を準備し、φ2mmの超硬エンドミル29でマシニング加工し、切り込み深さ0.8mmまで切削する。その後、超硬エンドミル29で切削しながら矢印方向に100mm送り、全域にわたり加工深さが0.7mm以上であれば、機械加工性あり(○)とする。一方、切削性が悪く加工が不十分で深さが浅くなる試験片は機械加工性無し(×)とする。
[Processing test method]
In the process of manufacturing the guide plate 20 according to the first embodiment, it is necessary to form openings (recesses) for forming through holes. For this reason, a certain degree of processing speed is required in counterbore processing using a cutting device, and machinability is judged based on whether or not a predetermined processing test is satisfied. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the processing test method. First, a flat test piece is prepared and machined with a carbide end mill 29 of φ2 mm to a depth of cut of 0.8 mm. After that, while cutting with a carbide end mill 29, feed 100 mm in the direction of the arrow. On the other hand, a test piece with poor machinability, insufficient machining, and shallow depth is regarded as no machinability (x).

[レーザ加工]
第1の実施の形態に係るガイドプレート20を製造する過程では、ガイド部に貫通孔をレーザ加工で形成する必要がある。そのため、少なくともガイド部がレーザ加工可能な組成の材料で構成されている必要がある。レーザ加工の評価は、パルスレーザを用いて寸法精度の高い四角穴を形成できるか否かで評価した。具体的には、厚み0.3mmの試験片にレーザ加工で50×50μmの四角形の穴を9個形成し、その形状や残渣を評価した。
[Laser processing]
In the process of manufacturing the guide plate 20 according to the first embodiment, it is necessary to form through holes in the guide portion by laser processing. Therefore, at least the guide portion must be made of a material having a composition that allows laser processing. The evaluation of laser processing was based on whether or not a square hole with high dimensional accuracy could be formed using a pulse laser. Specifically, nine square holes of 50×50 μm were formed in a test piece having a thickness of 0.3 mm by laser processing, and the shape and residue thereof were evaluated.

レーザ加工には、公知のレーザ発振器が用いられ、例えば、レーザ波長1030nm、レーザ出力50W、パルスエネルギ250μJ/P、最大発進繰り返し数200kHz、パルス幅8~10ps、加工時間30秒以内、の条件で加工される。加工精度は、レーザ抜け側(レーザ照射される側の反対側)に形成された四角穴の位置精度が設計座標に対して±2μmの範囲であり、これを満たしていればレーザ加工性あり(○)、満たしていない場合はレーザ加工性なし(×)とする。図7(a)は、レーザ加工性ありの試験片の写真を示す図であり、図7(b)は、レーザ加工性なしの試験片の写真を示す図である。なお、図7(a)は、後述する実施例1-2の組成の試験片にレーザ加工した際の写真であり、図7(b)は、後述する比較例1-2の組成に試験片にレーザ加工した際の写真である。図7(b)に示す残渣Rは、レーザ加工によって溶融した材料が蒸発(昇華)せずに穴内に留まったものである。 For laser processing, a known laser oscillator is used, for example, under the conditions of a laser wavelength of 1030 nm, a laser output of 50 W, a pulse energy of 250 μJ/P, a maximum repetition rate of 200 kHz, a pulse width of 8 to 10 ps, and a processing time of 30 seconds or less. processed. Regarding the processing accuracy, the positional accuracy of the square hole formed on the laser exit side (opposite side to the laser irradiation side) is in the range of ±2 μm with respect to the design coordinates. ○), and if it does not satisfy, it is judged as no laser processability (×). FIG. 7(a) is a photograph of a test piece with laser machinability, and FIG. 7(b) is a photograph of a test piece without laser machinability. FIG. 7(a) is a photograph of a test piece having the composition of Example 1-2, which will be described later, after laser processing, and FIG. 7(b) is a photograph of a test piece having the composition of Comparative Example 1-2, which will be described later. This is a photograph of laser processing to . The residue R shown in FIG. 7B is the material that is melted by the laser processing and remains in the hole without being evaporated (sublimated).

表1に実施例1-1~1-10、比較例1-1~1-7の各セラミックス材料の組成と特性を示す。

Figure 0007148472000001
Table 1 shows the composition and characteristics of each ceramic material of Examples 1-1 to 1-10 and Comparative Examples 1-1 to 1-7.
Figure 0007148472000001

表1に示すように、各実施例に係るセラミックス材料は、曲げ強度が600[MPa]以上、かつ、ヤング率が200[GPa]以上であり、ガイドプレートの部品に用いた場合に、十分な強度のガイドプレートが得られる。また、各実施例に係るセラミックス材料は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、シリコンウェハに近い熱膨張係数が得られている。また、各実施例に係るセラミックス材料は、開口部の機械加工性があり、微細孔のレーザ加工性もある。したがって、各実施例に係るセラミックス部品を、ICチップ検査用のプローブガイドやパッケージ検査用のテストソケットに適した高強度の部品として用いることができる。 As shown in Table 1, the ceramic material according to each example has a bending strength of 600 [MPa] or more and a Young's modulus of 200 [GPa] or more, and when used as a part of a guide plate, sufficient A strong guide plate is obtained. Further, the ceramic material according to each example has a thermal expansion coefficient of 1 to 6 [10 -6 /°C] at -50 to 200°C, and a thermal expansion coefficient close to that of a silicon wafer is obtained. In addition, the ceramic material according to each example has machinability for openings and laser processing for fine holes. Therefore, the ceramic parts according to each embodiment can be used as high-strength parts suitable for probe guides for IC chip inspection and test sockets for package inspection.

このように、第1の実施の形態に係るガイド部およびスペーサ部は、窒化硼素が10~35質量%、窒化硅素が20~90質量%、酸化アルミニウムが0~35質量%、酸化ジルコニウムが0~70質量%含まれているセラミックス材料が好ましい。これにより、レーザ加工や部品の強度を高めるための窒化硅素の量を多くしつつ、ザグリ加工が可能な程度に窒化硼素の量を調整することで、強度と加工性を適度に両立したセラミックス部品を実現できる。 Thus, the guide portion and the spacer portion according to the first embodiment contain 10 to 35% by mass of boron nitride, 20 to 90% by mass of silicon nitride, 0 to 35% by mass of aluminum oxide, and 0% by mass of zirconium oxide. A ceramic material containing up to 70% by mass is preferred. As a result, the amount of silicon nitride is increased to increase the strength of laser processing and parts, and the amount of boron nitride is adjusted to the extent that counterbore processing is possible. can be realized.

一方、比較例1-1に係るセラミックス材料は、窒化硅素が95質量%と多く含まれているため、高強度であるものの、機械加工性がない。比較例1-2に係るセラミックス材料は、窒化硼素が40質量%と多く含まれているため、機械加工性はあるものの、強度が不十分である。比較例1-3に係るセラミックス材料は、酸化ジルコニウムを多く含んでいるため線膨張係数が7.3[10-6/℃]と大きく、窒化硅素が10質量%しか含まれていないためレーザ加工性もない。比較例1-4に係るセラミックス材料は、窒化硼素が35質量%と比較的多く含まれている一方、窒化硅素が20質量%しか含まれていないため、強度が不十分である。比較例1-5~1-6に係るセラミックス材料も、強度の点でわずかに不十分である。比較例1-7に係るセラミックス材料は曲げ強度が不十分である。 On the other hand, the ceramic material according to Comparative Example 1-1 contains silicon nitride as much as 95% by mass, so although it has high strength, it lacks machinability. The ceramic material according to Comparative Example 1-2 contains a large amount of boron nitride at 40% by mass, and therefore has machinability but insufficient strength. Since the ceramic material according to Comparative Example 1-3 contains a large amount of zirconium oxide, it has a large coefficient of linear expansion of 7.3 [10 -6 /° C.], and contains only 10% by mass of silicon nitride, so it is not suitable for laser processing. no gender. The ceramic material according to Comparative Example 1-4 contains a relatively large amount of boron nitride of 35% by mass, but contains only 20% by mass of silicon nitride, so the strength is insufficient. The ceramic materials according to Comparative Examples 1-5 and 1-6 are also slightly insufficient in terms of strength. The bending strength of the ceramic materials according to Comparative Examples 1-7 is insufficient.

また、本実施の形態を窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の製造方法と捉えることもできる。この方法は、板状の部品の中央部にザグリ加工によって凹部を形成する工程と、凹部の底部に複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、を含む。これにより、直方体の一部品からザグリ加工とレーザ加工によって所定の位置に貫通孔を形成できる。 Further, the present embodiment can also be regarded as a method of manufacturing a plate-shaped ceramic component containing silicon nitride and boron nitride. This method includes the steps of forming a recess in the central portion of a plate-like component by spot facing, and forming a plurality of through holes in the bottom of the recess by laser processing. As a result, a through hole can be formed at a predetermined position from one rectangular parallelepiped part by counterbore processing and laser processing.

(第2の実施の形態)
図8は、第2の実施の形態に係るガイドプレートの斜視図である。図9は、図4のB-B断面図である。図8、図9に示すガイドプレート30は、第1のセラミックス材料で構成されている平板状のガイド部32と、第1のセラミックス材料と組成の異なる第2のセラミックス材料で構成されている枠状のスペーサ部34と、が接合されている。スペーサ部34に形成されている開口部36は、複数あってもよい。ガイド部32およびスペーサ部34は、金属ろう37で接合されており、接合強度が100[MPa]以上であるとよい。金属ろう37は、例えば銀ろうやアルミニウムろうが挙げられる。接合に銀ろうを用いることで、本実施の形態に係るガイドプレート30は、樹脂では耐熱性に問題が生じるような180℃以上の環境での検査に用いるプローブカードに適用できる。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a perspective view of a guide plate according to the second embodiment. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4. FIG. The guide plate 30 shown in FIGS. 8 and 9 includes a flat guide portion 32 made of a first ceramic material and a frame made of a second ceramic material different in composition from the first ceramic material. The spacer portion 34 having a shape is joined. A plurality of openings 36 may be formed in the spacer portion 34 . The guide portion 32 and the spacer portion 34 are bonded with a metal solder 37, and the bonding strength is preferably 100 [MPa] or more. The metal solder 37 is, for example, silver solder or aluminum solder. By using silver brazing for bonding, the guide plate 30 according to the present embodiment can be applied to a probe card used for inspection in an environment of 180° C. or higher, which causes a problem in heat resistance with resin.

また、本実施の形態に係るガイドプレート30は、ガイド部32にスペーサ部34を接合することで、スペーサ部34の開口部36が凹部となる。このように、セラミックス部品を、高温環境下での使用が想定されるICチップやパッケージに対するバーンインテストが可能なプローブカード等に適した高強度の部品として用いることができる。 Further, in the guide plate 30 according to the present embodiment, the opening 36 of the spacer 34 becomes a concave portion by joining the spacer 34 to the guide 32 . In this way, ceramic parts can be used as high-strength parts suitable for IC chips and packages that are expected to be used in high-temperature environments, such as probe cards capable of burn-in tests.

[4点曲げ強度試験による接合強度]
図10は、4点曲げ強度試験を説明するための模式図である。ガイド部32に相当する第1のセラミックス材料(50mm□×20mmt、後述する実施例2-5の組成)とスペーサ部34に相当する第2のセラミックス材料(50mm□×20mmt、後述する実施例2-5の組成)とを金属ろう37(Ag-Cu-Ti)のシートを挟んで荷重(16kPa)をかけて接合し、接合体38を作製する。その後、接合熱処理を行い、接合体38から所定形状(厚さ3mm×幅4mm×長さ40mm)の直方体の試験片40を切り出した。試験片40の両端近傍を下方から支持した状態で、金属ろう37を挟んだ両側の領域に上方から荷重をかけ、破断したときの荷重から接合強度を算出する。
[Joint strength by 4-point bending strength test]
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a four-point bending strength test. A first ceramic material corresponding to the guide portion 32 (50 mm square × 20 mmt, composition of Example 2-5 described later) and a second ceramic material corresponding to the spacer portion 34 (50 mm square × 20 mmt, Example 2 described later -5 composition) are joined together with a sheet of metal solder 37 (Ag--Cu--Ti) interposed therebetween and a load (16 kPa) is applied to produce a joined body . After that, a bonding heat treatment was performed, and a rectangular parallelepiped specimen 40 having a predetermined shape (thickness 3 mm×width 4 mm×length 40 mm) was cut out from the bonded body 38 . With both ends of the test piece 40 supported from below, a load is applied from above to both regions sandwiching the brazing metal 37, and the bond strength is calculated from the load when the test piece 40 breaks.

本願発明者らは、上述の構成のガイドプレートの組成を様々に変化させて強度や加工性を測定した。表2に実施例2-1~2-15、比較例2-1~2-5の各セラミックス材料の組成と特性を示す。

Figure 0007148472000002
The inventors of the present application varied the composition of the guide plate having the above configuration and measured the strength and workability. Table 2 shows the composition and characteristics of each ceramic material of Examples 2-1 to 2-15 and Comparative Examples 2-1 to 2-5.
Figure 0007148472000002

表2に示すように、各実施例に係るスペーサ部は、開口部の機械加工性がある。一方、各実施例に係るガイド部は、曲げ強度が600[MPa]以上、かつ、ヤング率が200[GPa]以上であり、ガイドプレートの部品に用いた場合に、十分な強度のガイドプレートが得られる。また、各実施例に係るガイド部は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、シリコンウェハに近い熱膨張係数が得られている。また、各実施例に係るガイド部、微細孔のレーザ加工性もある。また、各実施例に係るスペーサ部とガイド部とを互いに接合した後の接合強度は、100[MPa]以上である。したがって、各実施例に係るスペーサ部やガイド部を、ICチップ検査用のプローブガイドやパッケージ検査用のテストソケットに適した高強度の部品として用いることができる。 As shown in Table 2, the spacer portion according to each example has machinability of the opening. On the other hand, the guide portion according to each example has a bending strength of 600 [MPa] or more and a Young's modulus of 200 [GPa] or more, and when used as a guide plate component, a guide plate with sufficient strength can be obtained. can get. Further, the guide portion according to each example has a thermal expansion coefficient of 1 to 6 [10 -6 /°C] at -50 to 200°C, which is close to that of a silicon wafer. In addition, there is laser workability of the guide portion and fine holes according to each example. Further, the bonding strength after bonding the spacer portion and the guide portion according to each example to each other is 100 [MPa] or more. Therefore, the spacer portion and the guide portion according to each embodiment can be used as high-strength components suitable for probe guides for IC chip inspection and test sockets for package inspection.

このように、第2の実施の形態に係るスペーサ部は、窒化硼素が10~75質量%、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化硅素、炭化硅素および窒化アルミニウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物が25~90質量%含まれているセラミックス材料が好ましい。また、各実施例に係るガイド部は、窒化硅素が26~100質量%、酸化アルミニウムが0~60質量%、酸化ジルコニウムが0~74質量%含まれている。これにより、窒化硅素や酸化ジルコニウムを配合したガイド部は、レーザ加工性や高強度化、ウェハと同様の熱膨張係数を実現できる。一方、切削加工性が良好な窒化硼素を多く含むスペーサ部は、枠形状への加工が容易となる。このように、ガイド部およびスペーサ部を、それぞれ適した形状や材料で構成することができるので、強度と加工性を更に高いレベルで両立した新たなセラミックス部品を提供できる。 Thus, the spacer portion according to the second embodiment contains 10 to 75% by mass of boron nitride, and one or more compounds selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide, and aluminum nitride. A ceramic material containing 25 to 90% by mass of is preferable. Further, the guide portion according to each example contains 26 to 100% by mass of silicon nitride, 0 to 60% by mass of aluminum oxide, and 0 to 74% by mass of zirconium oxide. As a result, the guide portion containing silicon nitride or zirconium oxide can achieve laser workability, high strength, and a thermal expansion coefficient similar to that of a wafer. On the other hand, the spacer portion containing a large amount of boron nitride, which has good machinability, can be easily processed into a frame shape. In this way, the guide portion and the spacer portion can be configured with suitable shapes and materials, respectively, so that a new ceramic component can be provided that has both strength and workability at a higher level.

一方、比較例2-1~2-2に係るスペーサ部は、窒化硼素が少なく酸化アルミニウムが多いため、開口部の機械加工性がない。比較例2-3~2-4では、接合後強度が100[MPa]を満たしていない。比較例2-5に係るガイド部は曲げ強度が不十分である。 On the other hand, the spacer portions according to Comparative Examples 2-1 and 2-2 have less boron nitride and more aluminum oxide, and therefore lack machinability of the opening. In Comparative Examples 2-3 and 2-4, the post-joining strength did not satisfy 100 [MPa]. The bending strength of the guide portion according to Comparative Example 2-5 is insufficient.

また、本実施の形態を窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の他の製造方法と捉えることもできる。この方法は、窒化硅素を含有する第1のセラミックス材料からなる板状のガイド部を準備する工程と、窒化硼素を含有する第2のセラミックス材料からなる枠状のスペーサ部を準備する工程と、ガイド部とスペーサ部とを接合する工程と、スペーサ部で囲まれたガイド部の露出部分にレーザ加工で複数の貫通孔を形成する工程と、を含む。これにより、求められる特性が異なる複数の部分を別々に準備し接合することで、強度と加工性を適度に両立した新たなセラミックス部品を製造できる。 Moreover, this embodiment can be regarded as another method of manufacturing a plate-like ceramic part containing silicon nitride and boron nitride. This method includes the steps of preparing a plate-like guide portion made of a first ceramic material containing silicon nitride, preparing a frame-like spacer portion made of a second ceramic material containing boron nitride, The method includes a step of joining the guide portion and the spacer portion, and a step of forming a plurality of through holes by laser processing in the exposed portion of the guide portion surrounded by the spacer portion. As a result, by separately preparing and joining a plurality of parts with different required characteristics, it is possible to manufacture a new ceramic part that has both strength and workability.

なお、上述の各実施の形態に係るプローブカードのガイド部の貫通孔が形成されている部分の厚みは0.5mm以下であるとよい。これにより、レーザ加工によって所望形状の微小な貫通孔を高密度に精度良く形成できる。換言すると、プローブカード全体の強度を高めるためにガイド部が厚くなると、レーザ加工で微小な貫通孔を高密度に形成することが難しくなるため、ガイド部以外の部分で強度を高めることになる。そのため、第1の実施の形態では、プローブカード全体で強度を高めつつ、開口部の機械加工が可能でレーザ加工性も満たす組成を見いだした。また、第2の実施の形態では、レーザ加工が可能な程度の厚みで強度もある程度高いガイド部と、ガイド部の補強となる枠状の部品であって、開口部の機械加工性を有するスペーサ部と、を組み合わせることで、プローブカードの所望の特性を実現している。 The thickness of the portion of the probe card where the through hole is formed in the guide portion according to each of the above-described embodiments is preferably 0.5 mm or less. As a result, minute through-holes having a desired shape can be formed with high density and accuracy by laser processing. In other words, if the guide portion is thickened in order to increase the strength of the entire probe card, it becomes difficult to form minute through-holes at a high density by laser processing, so the strength is increased in portions other than the guide portion. Therefore, in the first embodiment, a composition was found that increases the strength of the probe card as a whole, allows the opening to be machined, and satisfies the laser processability. Further, in the second embodiment, a guide portion having a thickness that enables laser processing and a strength to some extent, and a frame-shaped component that reinforces the guide portion and a spacer having machinability of the opening portion. The desired characteristics of the probe card are realized by combining the part and the .

また、上述の各実施の形態に係るガイド部の貫通孔は、開口部の一辺が50μm以下の矩形形状であるとよい(図7(a)参照)。これにより、断面が円形のプローブと比較して製造しやすい断面が矩形の微細なプローブをガイド部に装着または挿入できる。 Further, the through-hole of the guide portion according to each of the above-described embodiments preferably has a rectangular shape with one side of the opening being 50 μm or less (see FIG. 7A). As a result, a minute probe with a rectangular cross section, which is easier to manufacture than a probe with a circular cross section, can be attached or inserted into the guide section.

また、上述の各実施の形態に係るセラミックス材料は、主成分のセラミックス100質量%に対し、炭素、硅素、周期表における第4周期III~IVB族(例えばチタン)、第5周期IVA~VB族(例えばモリブデン)および第6周期IVA~VIB族の元素から選択された1種以上の元素の単体および/または化合物を0.05~5質量%(ただし、単元素換算)含み、黒色や灰色である。これにより、貫通孔の大きさや位置等の測定を画像処理で行う場合に正確な測定が可能となる。 In addition, the ceramic material according to each of the above-described embodiments contains carbon, silicon, the fourth period III to IVB group (for example, titanium), and the fifth period IVA to VB group in the periodic table with respect to 100% by mass of the ceramics as the main component. (e.g. molybdenum) and 0.05 to 5% by mass of an element and / or compound of one or more elements selected from the elements of Groups IVA to VIB of the 6th period (however, converted to a single element), black or gray be. This enables accurate measurement when the size, position, etc. of the through-hole are measured by image processing.

以上、本発明を上述の各実施の形態や実施例を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや工程の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments and examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be obtained by appropriately combining the configurations of the embodiments. and those substituted are also included in the present invention. In addition, it is also possible to appropriately rearrange the combination and the order of steps in each embodiment based on the knowledge of a person skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments in which is added may also be included in the scope of the present invention.

10 ガイドプレート、 12 ガイド部、 12a 貫通孔、 14 スペーサ部、 16 ICチップ、 16a 電極パッド、 18 コンタクトプローブ、 20 ガイドプレート、 22 ガイド部、 22a 貫通孔、 24 スペーサ部、 26 凹部、 30 ガイドプレート、 32 ガイド部、 34 スペーサ部、 36 開口部。 Reference Signs List 10 guide plate 12 guide portion 12a through hole 14 spacer portion 16 IC chip 16a electrode pad 18 contact probe 20 guide plate 22 guide portion 22a through hole 24 spacer portion 26 concave portion 30 guide plate , 32 guide portion, 34 spacer portion, 36 opening.

Claims (11)

窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品であって、
複数の貫通孔が形成されているガイド部と、
前記複数の貫通孔を囲むように前記ガイド部から突出して設けられている枠状のスペーサ部と、を有し、
前記ガイド部および前記スペーサ部は、同じ組成の一部品であり、窒化硼素が10~35質量%、窒化硅素が20~90質量%、酸化アルミニウムが0~35質量%、酸化ジルコニウムが0~70質量%含まれているセラミックス材料であることを特徴とするセラミックス部品。
A plate-shaped ceramic part containing silicon nitride and boron nitride,
a guide portion having a plurality of through holes;
a frame-shaped spacer portion protruding from the guide portion so as to surround the plurality of through holes;
The guide portion and the spacer portion are components having the same composition, and contain 10 to 35% by mass of boron nitride, 20 to 90% by mass of silicon nitride, 0 to 35% by mass of aluminum oxide, and 0 to 70% by mass of zirconium oxide. A ceramic part characterized in that it is a ceramic material contained in mass % .
前記ガイド部および前記スペーサ部は、前記スペーサ部で囲まれた凹部を形成していることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス部品。 2. The ceramic component according to claim 1 , wherein said guide portion and said spacer portion form a recess surrounded by said spacer portion. 前記セラミックス材料は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、3点曲げ強度(JIS R1601)が600[MPa]以上であり、ヤング率が200[GPa]以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミックス部品。 The ceramic material has a coefficient of thermal expansion of 1 to 6 [10-6 / ° C.] at -50 to 200 ° C., a three-point bending strength (JIS R1601) of 600 [MPa] or more, and a Young's modulus of 200 [ GPa] or more, the ceramic part according to claim 1 or 2 . 窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品であって、A plate-shaped ceramic part containing silicon nitride and boron nitride,
複数の貫通孔が形成されているガイド部と、a guide portion having a plurality of through holes;
前記複数の貫通孔を囲むように前記ガイド部から突出して設けられている枠状のスペーサ部と、を有し、a frame-shaped spacer portion protruding from the guide portion so as to surround the plurality of through holes;
前記ガイド部は、窒化硅素を20~90質量%含む第1のセラミックス材料で構成されており、The guide portion is made of a first ceramic material containing 20 to 90% by mass of silicon nitride,
前記スペーサ部は、窒化硅素を20~90質量%含む、前記第1のセラミックス材料と組成の異なる第2のセラミックス材料で構成されており、The spacer portion is composed of a second ceramic material containing 20 to 90% by mass of silicon nitride and having a composition different from that of the first ceramic material,
前記ガイド部および前記スペーサ部が接合されていることを特徴とするセラミックス部品。A ceramic component, wherein the guide portion and the spacer portion are joined together.
前記ガイド部は、酸化アルミニウムが0~60質量%、酸化ジルコニウムが0~74質量%含まれている第1のセラミックス材料であり、
前記スペーサ部は、窒化硼素が10~75質量%、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化硅素、炭化硅素および窒化アルミニウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物が25~90質量%含まれている第2のセラミックス材料である、
ことを特徴とする請求項に記載のセラミックス部品。
The guide portion is a first ceramic material containing 0 to 60% by mass of aluminum oxide and 0 to 74% by mass of zirconium oxide,
The spacer portion contains 10 to 75% by mass of boron nitride and 25 to 90% by mass of one or more compounds selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride. 2, which is a ceramic material,
5. The ceramic part according to claim 4 , characterized in that:
前記第1のセラミックス材料は、-50~200℃における熱膨張係数が1~6[10-6/℃]であり、3点曲げ強度(JIS R1601)が600[MPa]以上であることを特徴とする請求項に記載のセラミックス部品。 The first ceramic material has a coefficient of thermal expansion of 1 to 6 [10-6 / ° C.] at -50 to 200 ° C., and a three-point bending strength (JIS R1601) of 600 [MPa] or more. The ceramic part according to claim 5 , wherein 前記ガイド部および前記スペーサ部は、金属ろうで接合されており、接合強度が100[MPa]以上であることを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載のセラミックス部品。 7. The ceramic component according to claim 4 , wherein said guide portion and said spacer portion are joined with metal solder, and the joint strength is 100 [MPa] or more. 前記ガイド部の前記貫通孔が形成されている部分の厚みは0.5mm以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のセラミックス部品。 8. The ceramic component according to any one of claims 1 to 7 , wherein the thickness of the portion of the guide portion where the through hole is formed is 0.5 mm or less. 前記貫通孔は、開口部の一辺が50μm以下の矩形形状であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のセラミックス部品。 9. The ceramic component according to any one of claims 1 to 8 , wherein the through hole has a rectangular shape with one side of the opening being 50 [mu]m or less. 窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の製造方法であって、
板状の部品の中央部にザグリ加工によって凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部に複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、を含み、
前記板状の部品は、窒化硼素が10~35質量%、窒化硅素が20~90質量%、酸化アルミニウムが0~35質量%、酸化ジルコニウムが0~70質量%含まれているセラミックス材料であることを特徴とするセラミックス部品の製造方法。
A method for manufacturing a plate-shaped ceramic part containing silicon nitride and boron nitride,
a step of forming a concave portion in the central portion of the plate-like component by counterbore processing;
forming a plurality of through-holes in the bottom of the recess by laser processing ;
The plate-shaped part is a ceramic material containing 10 to 35% by mass of boron nitride, 20 to 90% by mass of silicon nitride, 0 to 35% by mass of aluminum oxide, and 0 to 70% by mass of zirconium oxide. A method for manufacturing a ceramic part, characterized by:
窒化硅素および窒化硼素を含む板状のセラミックス部品の製造方法であって、
窒化硅素を含有する第1のセラミックス材料からなる板状のガイド部を準備する工程と、
窒化硼素を20~90質量%含有する前記第1のセラミックス材料と組成の異なる第2のセラミックス材料からなる枠状のスペーサ部を準備する工程と、
前記ガイド部と前記スペーサ部とを接合する工程と、
前記スペーサ部で囲まれた前記ガイド部の露出部分にレーザ加工で複数の貫通孔を形成する工程と、
を含むことを特徴とするセラミックス部品の製造方法。
A method for manufacturing a plate-shaped ceramic part containing silicon nitride and boron nitride,
a step of preparing a plate-like guide portion made of a first ceramic material containing silicon nitride;
A step of preparing a frame-shaped spacer portion made of a second ceramic material different in composition from the first ceramic material containing 20 to 90% by mass of boron nitride;
joining the guide portion and the spacer portion;
forming a plurality of through-holes by laser processing in the exposed portion of the guide portion surrounded by the spacer portion;
A method for manufacturing a ceramic part, comprising:
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