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探针材料

探针材料

探针材料产品图片

用于半导体制造检查工序的贵金属类探针材料。

作为用于半导体制造前道工序及后道工序实施检查的探针，贵金属材料品类齐全。

探针材料的用途

半导体集成电路需分别在其制程的前道工序和后道工序进行通电测试。
前道工序进行的通电测试被称为晶圆测试，需使用探针卡。探针卡中的探针使用悬臂式或垂直式等类型的探针。
后道工序进行的通电测试被称为最终测试，需使用测试插座。测试插座中的探针使用弹簧顶针式的探针。
对于探针材料，由于根据其用途，对硬度及弯曲性等机械性能、电阻率等电气性能等的性能要求各异，所以有多种材料可供选择。

[探针材料的用途说明图] (前道工序)晶圆测试：悬臂式 / 垂直式、(后道工序)最终测试：弹簧頂针式

探针的种类以及特征

■悬臂式

  • 特征：用于配线基板测试用的具有以悬臂原理工作的端子结构的探针卡。探针的尖端部分需经过针状锥形加工和弯曲加工后再使用。
  • 材料的要求特性：材料的硬度、直线性、电阻率、弯曲性等
  • 线径：Φ50～300µm

■垂直式

  • 特征：用于配线基板测试用的具有以挫曲应力原理工作的端子结构的探针卡。探针的尖端部分需加工成针状和半球形状后再使用。
  • 材料的要求特性：材料的硬度、直线性、电阻率、弯曲性等
  • 线径：Φ20～70µm

■弹簧顶针式

  • 特征：也被称为弹簧探针、接触探针。用于IC、电子元件和印刷电路板的电气性通电测试。尖端部分需加工成与检测对象相对应的形状后再使用。
  • 材料的要求特性：材料的硬度、直线性、接触电阻等
  • 线径：Φ500µm～1,000µm

主要探针用材料列表

SP-1 SP-2 SP-3 TK-1 TK-H TK-FS TK-SK 板材 参考值 Rh Ir
TK-101 TK-FS
组成
(mass%)		 Pd 35 – 43 40 45 55.8 48.9 – 55.8 – –
Ag 30 10 40 29.5 19.5 6.9 19.25 10 6.9 – –
Au 10 70 – – – – – – – – –
Pt 10 5 0.5 – – – – – – – –
其他 Cu、Zn Cu、Ni Cu Cu、其他 Cu、其他 Cu、其他 Cu、其他 Cu Cu、其他 Rh Ir
对应线径
(mm)		 0.08-
1.00		 0.08-
1.00		 0.08-
1.00		 0.05-
1.00		 0.50-
1.00		 0.04-
1.00		 0.50-
0.8		 板厚
0.20～0.03		 板厚 0.1※ 0.03-
0.30		 0.03-
0.30
电阻率
(µΩ･cm, @R.T.)		 25.0 13.3 28.3 10.4 10.6 6.8 16.1 2.5 6 4.8 5.6
电导率
(%IACS)		 6.9 13.0 6.1 16.6 16.3 25.4 10.7 60-70 24.6 35.9 30.8
电阻温度系数
(ppm)		 299 420 542 814 1091 1346 – – – 4500 3900
维氏硬度
(HV)		 300-350 300-360 -320 460-490 500-520 400-520 600-640 250-300 400-420 400-550 500-750
抗拉强度
(MPa)		 1210-
1450		 1210-
1350		 1140-
1395		 1550-
1750		 1470-
1550		 1250-
1720		 – 900-
1000		 1200 1400-
1800		 1700-
3600
伸展率
(%)		 1-2 1-2 1-2 2-3 1-2 8-13 – – 1-2 1-2 1-2
杨氏模量
(GPa)		 112 106 119 110 112 150 – 105 110 380 530
0.2%耐力
(MPa)		 1160-
1400		 1100-
1250		 – 1410-
1630		 1360-
1490		 1180-
1640		 – – 1150 ～1700 ～3400
弹性极限
(MPa)		 1110-
1170		 1050-
1100		 900-
1000		 1100-
1280		 900-
1100		 1000-
1500		 – – – ～1350 ～2900
弹性极限伸长
(%)		 0.9-
1.3		 0.8-
1.0		 0.7-
0.9		 1.5-
1.7		 0.7-
0.9		 0.8-
1.1		 – – – 0.3-
0.6		 0.4-
0.6
90°弯曲次数*1
(次)		 3-6 3-6 8.5 0-2 0-1 8-10 – – – – –
备注 相当于
ASTM B540		 – – – – 本公司拥有的
专利对象产品		 专利申请中 – ※关于其他的
板厚，请咨询。		 本公司拥有的
专利对象产品		 本公司拥有的
专利对象产品

*1:线径为0.10mm时直至折断的重复弯曲次数(本公司基准)

以上仅为一个示例，未刊登的组成也可对应，敬请咨询。

※上述是以线材方式提供时的特性值。以线材和薄片(板材)方式提供时的特性值有所不同。
※关于TK-FS、SP-1、TK101，也可以薄片(板材)方式提供。详情请确认本页底部的“薄片(板材)的提供”。

开发材料：TK-FS

在较低电阻率、较高弯曲性、广泛的硬度范围上能同时实现所有性能。

在本公司的原有产品中还没有能同时达到较高硬度、较低电阻率、较高屈曲性这3个性能的材料，但是本产品成功地解决了这个问题，可以同一材料应用于各种类型的探针。是一种可应对于晶圆测试用(前道工序)探针卡的悬臂式及垂直式等广泛类型探针的材料。

特长

  • 同时实现了维氏硬度达到500以上、具有7.0µΩ･cm以下的电阻率，10次以上的耐反复弯曲性能(本公司基准)这3个功能
  • 通过创造性的加工技术，可在广泛的维氏硬度(400～520)范围内进行调整
  • 比起田中贵金属工业的原有探针材料，具有更高的伸展率(8％～13％)

TK-FS的性能(与主要探针用材料的比较)

  • 主要探针用材料特性比较(硬度/电导率)

    [探针用材料特性比较(硬度/电导率)比较图] TK-FS他

  • 主要探针用材料特性比较(伸展率)

    [探针用材料特性比较(伸展率)比较图] TK-FS他

  • 主要探针用材料特性比较(90°弯曲)

    [探针用材料特性比较(90°弯曲)比较图] TK-FS他

  • TK-FS特征(较高的耐弯曲性能)

    TK-FS特征(较高的耐弯曲性能)1

  • 90°反复弯曲测试的模式图

  • TK-FS特征(较高的耐弯曲性能)2

开发材料：TK-SK

TK-SK产品图片

作为钯合金材料，其硬度达到640HV

可以减少半导体检查装置中探针磨损带来的变形，有助于延长检查装置的使用寿命和降低成本

■用途

“TK-SK”作为探针用钯合金材料，最大硬度为640HV，因此预计主要用于后段工序最终测试中通电测试的插座。

■特长

在测试用插座中，探针使用的是弹簧顶针式（POGO PIN型）探针。在检查过程中，探针的尖端（针头）会因为与基板接触时产生的摩擦而磨损变形。此外，如果针头上粘附了焊料，为了清洁需要刮掉焊料，此时针头也会因磨损而变形。

由于检查时发生的变形，检查装置的探针需要定期维护，但通过采用更高硬度的探针，可以减少半导体检查装置中探针磨损带来的变形，有助于延长检查装置的使用寿命和降低成本。

■产品性质参考值

物理性质 参考值
对应线径 (mm) 0.50-0.8
熔点 (℃) 997℃
密度 (g/cm3) 10.52
维氏硬度 640
电阻率 (µΩ·cm) 16.1
电导率 (％IACS) 10.7

■与本公司制探针用材料、及非贵金属较高硬度材料的硬度比较

与本公司制探针用材料、及非贵金属较高硬度材料的硬度比较

在本公司产品中具有较高硬度，与非贵金属较高硬度材料相当

薄片(板材)的提供

关于TK-FS、SP-1、TK101，根据客户的要求，也可以薄片(板材)方式提供。

■特性

TK-FS (Pd-Ag-Cu) SP-1 (Pd-Ag-Au-Pt-Cu) TK-101 (Cu-Ag)
Density (g/cm3) 10.49 11.90 9.07
Melting Point (℃) 1,100 1,098 780 (Solidus)
Electrical
Resistivity
at R.T. (µΩ･cm)		 As-Rolled – 25.2 2.5
As-Aged 6※ – –
Hardness
Vickers/Surface
(HV)		 As-Rolled – 300 330
As-Aged 400-420※ – –
Tensile Strength/RD (MPa) 1,200※ 1,100 1,000
Young’s Modulus/RD (GPa) 110※ 110 105
0.2% proof stress/RD (MPa) 1,150※ – 900

※关于TK-FS sheet，由于是开发品，其特性值为参考值。

■可提供的薄片尺寸

TK-FS (Pd-Ag-Cu) SP-1 (Pd-Ag-Au-Pt-Cu) TK-101 (Cu-Ag)
Thickness (mm) 0.10 0.05 0.20～0.03
Width (mm) 55 62 100
Length (mm) 50～330 50～300 50～330

关于翘曲和起伏，在样品交付时即使出现也请理解，但我们可按照您的要求进行协商应对。

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