电接触用合金材料及其探针制造技术

本发明专利技术揭露一种电接触用合金材料及其探针。此种电接触用合金材料及其探针主要用于半导体元件的测试。此种电接触用合金材料主要包含有金（Ａｕ）、银（Ａｇ）、铜（Ｃｕ）与铂（Ｐｔ）等元素，其特征在于此种电接触用合金材料是至少经固熔（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、冷加工（ｃｏｌｄ－ｗｏｒｋ／ｒｏｌｌｉｎｇ）与时效风化（ａｇｉｎｇ？ｈａｒｄｎｅｓｓ）等工艺而形成。其中金的重量成份比例不小于７３％，银（Ａｇ）则约占４％。此种电接触用合金材料的表面硬度介于３５５Ｈｖ维氏硬度与３７８Ｈｖ维氏硬度之间，较佳的电阻系数则介于１５．５欧姆／公分与２０．２欧姆／公分之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金材料，特别是有关于一种用于半导体元件测试的合金材料及其合金材料制成的探针。
技术介绍
用于测试半导体元件的测试探针(probe)，在测试过程中，由于探针必须与半导 体元件直接接触以进行相关测试，为了避免探针在测试过程中发生探针断裂或者测试信 号衰减或失真，进而控制半导体元件的测试合格率，会于探针制作过程中进行多种硬度 与电性测试，因此公知的测试探针会使用电接触用合金材料(an alloy material for electricalcontact)，以顺利进行半导体元件的电性测试。 公知的电接触用合金材料，如美国国家标准中的金电气接触合金规范(ASTM B541-01)所提及，常用于电线、条、杆中的电接触用合金材料，包含有70.5% 72.5%的 金(Au)、8. 0% 9. 0%的钼(Pt)、4. 0% 5. 0%的银(Ag)、13. 5% 14. 5%的铜(Cu)、以 及0.7% 1.3%的锌(Zn)，并经过固熔(solution)、冷加工(Rolling)及时效硬化(Age hardness)处理之后，其维氏硬度范围则在285Hv至365Hv之间。 但是这种合金材料，使用于现今半导体元件测试时，往往因为机械强度不足，在多 次使用后产生溃縮或损坏；而且在进行高频测试时，也因为电阻系数过大，使测试结果讯号 严重衰减，造成测试误差或甚至是测试失败。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有较佳的机械强度的电接触用合金材料，使其 在用于半导体元件测试时有较长的使用寿命。 本专利技术的另一 目的在于提供一种具有较佳的电阻系数的电接触用合金材料，适用 于较高频测试需求。 本专利技术的另一目的在于提供一种具有较佳的机械强度的探针，使其在用于半导体 元件测试时有较长的使用寿命。 本专利技术的另一目的在于提供一种具有较佳的电阻系数的探针，适用于较高频测试 需求。 为了达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是 提供一种电接触用合金材料。此种电接触用合金材料主要用于半导体元件的测 试，主要包含有金、银、铜与铂等元素。此种电接触用合金材料的特征在于，在形成过程中， 至少经过固熔、冷加工与时效风化等工艺。其中金的重量成份比例不小于73%，银则约占 4% 。此种电接触用合金材料的表面硬度介于355Hv维氏硬度与378Hv维氏硬度之间，较佳 的电阻系数则介于15. 5欧姆/公分与20. 2欧姆/公分之间。 本专利技术又提供一种由电接触用合金材料所制作的探针。此种探针主要用于半导 体元件的测试，其中的电接触用合金材料主要包含有金、银、铜与铂等元素。此种探针的特征在于，其中的电接触用合金材料在形成过程中，是至少经过固熔、冷加工与时效风化等工 艺。其中金的重量成份比例不小于73%，银则约占4%。此种电接触用合金材料的表面硬 度介于355Hv维氏硬度与378Hv维氏硬度之间，较佳的电阻系数则介于15. 5欧姆/公分与 20. 2欧姆/公分之间。 本专利技术的优点是 本专利技术的电接触用合金材料，具有较佳的机械强度，使其在用于半导体元件测试时有较长的使用寿命，且具有较佳的电阻系数，适用于较高频测试需求。 用本专利技术的电接触用合金材料制作的探针，具有较佳的机械强度，使其在用于半导体元件测试时有较长的使用寿命，也因具有较佳的电阻系数，而适用于较高频测试需求。附图说明 图l，为本专利技术第一较佳实施例电接触用合金材料的维氏硬度与工艺时间关系 图； 图2，为本专利技术第一较佳实施例电接触用合金材料的电阻系数与工艺时间关系图。 具体实施例方式由于本专利技术是揭露一种电接触用合金材料(analloymaterial forelectrical contact)，其中所利用的冶金原理及测试技术，已为相关
具有通常知识者所能明 了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的图式，是表达与本专利技术特 征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制，在先叙明。 本专利技术的第一较佳实施例为一种用于制作半导体元件测试探针的电接触用合金 材料。此种电接触用合金材料包含有四个主要元素金、银、铜与铂，而特征则是在于其形成 过程中，电接触用合金材料至少经过固熔、冷加工与时效风化等工艺，且在此电接触用合金 材料中，其中两个主要元素金与银的重量百分比分别是金不小于73% ，而银则是约占4%; 又其表面硬度会随着时效风化的处理时间长短而有所不同，范围是介于355Hv维氏硬度与 378Hv维氏硬度之间，且其电阻系数亦会随着时效风化处理的时间长短而有变动，其中较佳 电阻系数则是介于15. 5欧姆/公分与20. 2欧姆/公分之间。 本实施例所提供的电接触用合金材料包含有的元素组成及各元素的重量成份比 例举例如表一所示。 表一 电接触用合金材料组成元素比例 <table>table see original document page 5</column></row><table> 请参考图l，为本专利技术第一较佳实施例电接触用合金材料的维氏硬度与工艺时间 关系图。如表一中所述的电接触用合金材料A，是为本实施例的一种较佳实施状态，除了包 含有73%的金与约4%的银之外，铜与铂的重量百分比分别为铜是15%，而铂是8%。如 图1所示，电接触用合金材料A先经由固熔、再由冷加工处理，最后经过一至八小时的时效 风化，其表面硬度除在工艺各步骤有所变动之外，也会随着时效风化的处理时间长短而有 所不同，其较佳表面硬度是介于355Hv维氏硬度与356Hv维氏硬度之间。 请继续参考图2，为本专利技术第一较佳实施例的电接触用合金材料的电阻系数与工 艺时间关系图。电接触用合金材料A经由上述工艺处理(固熔、冷加工处理，及一至八小时 的时效风化)后，其电阻系数除在工艺各步骤有所变动之外，也会随着时效风化的处理时 间长短而有所不同，较佳的电阻系数则是会介于15. 5欧姆/公分与15. 6欧姆/公分之间。 在另一种较佳的实施状态中，本实施例所提供的电接触用合金材料，如表一所述 的电接触用合金材料B，其包含的主要元素除了上述的金、银、铜、钼之外，尚另外包括有元 素锌(Zn)。而电接触用合金材料B其主要元素的重量百分比则各为金73%、银4%、铜 14%、铂8%及锌1%。请参考图1，电接触用合金材料B先经由固熔、再由冷加工处理，最后 经过一至八小时的时效风化，其表面硬度除在工艺各步骤有所变动之外，也会随着时效风 化的处理时间长短而有所不同，其较佳表面硬度是介于360Hv维氏硬度与361Hv维氏硬度 之间。再请参考图2，电接触用合金材料B经由上述工艺处理(固熔、冷加工处理，及一至八 小时的时效风化)后，其电阻系数除在工艺各步骤有所变动之外，也会随着时效风化的处 理时间长短而有所不同，较佳电阻系数则是介于17. 0欧姆/公分与17. 1欧姆/公分之间。 另，如表一所述的电接触用合金材料C，是为本实施例所提供的再一种电接触用合 金材料，其主要元素组成除了金、银、铜、钼之外，还包含有元素镍(Ni)。电接触用合金材料 C主要元素的重量百分比则各为金73%、银4%、铜14%、钼8%及镍1%。请参考图l，电 接触用合金材料C先经由固熔、再由冷加工处理，最后经过一至八小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电接触用合金材料，供制作一探针以进行半导体元件的测试，其中该电接触用合金材料主要包含有金、银、铜与铂等元素，其特征在于：该电接触用合金材料至少经固熔、冷加工与时效风化的工艺而形成，其中金的重量成份比例不小于７３％，银约占４％，且该电接触用合金材料的表面硬度介于３５５Ｈｖ维氏硬度与３７８Ｈｖ维氏硬度之间，较佳电阻系数介于１５．５欧姆／公分与２０．２欧姆／公分之间。

【技术特征摘要】
一种电接触用合金材料，供制作一探针以进行半导体元件的测试，其中该电接触用合金材料主要包含有金、银、铜与铂等元素，其特征在于该电接触用合金材料至少经固熔、冷加工与时效风化的工艺而形成，其中金的重量成份比例不小于73％，银约占4％，且该电接触用合金材料的表面硬度介于355Hv维氏硬度与378Hv维氏硬度之间，较佳电阻系数介于15.5欧姆/公分与20.2欧姆/公分之间。2. 依据权利要求1的电接触用合金材料，其特征在于所述电接触用合金材料的重量成分比例中，铜占15%及铂占8%。3. 依据权利要求2的电接触用合金材料，其特征在于所述电接触用合金材料的较佳表面硬度介于355Hv维氏硬度与356Hv维氏硬度之间。4. 依据权利要求2的电接触用合金材料，其特征在于所述电接触用合金材料的较佳电阻系数介于15. 5欧姆/公分与15. 6欧姆/公分之间。5. 依据权利要求1所述的电接触用合金材料，其特征在于所述电接触用...

【专利技术属性】
技术研发人员：林源记，
申请(专利权)人：京元电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]