探针材料

探针半导体板材、线材与管材检测与温度量测材料继电器与电气连接

什么是“探针材料”？
这些微接触部件用于半导体和电子元件的电性能测试（晶圆测试和最终测试），对接触稳定性和耐久性要求极高。田中贵金属采用其专有的高性能贵金属合金，例如Pd-Ag-Cu、Pd-Ag-Au-Pt-Cu以及高硬度Pd合金，并提供直径从Φ20到1000µm的导线，以及Pd-Ag-Cu和Cu合金板材。

一种用于半导体制造检测过程中的贵金属探针材料。

我们有多种贵金属材料可供使用，用作半导体制造前后工序检测的探针。

探针材料应用

半导体集成回路在其制造过程中的每个前期和后期生产过程中都进行通电测试。
前述工艺中的电化学测试称为晶圆测试，使用探针卡。探针卡使用悬臂杆型和垂直型等探针作为探针。
后期过程中的通电测试称为最终测试，使用测试插座。测试套筒使用弹簧顶针式（POGO PIN型）探针作为探头。
探针材料材料种类繁多，因为所需的性能因应用而异，如机械性能如硬度和弯曲性，以及电阻率等电气性能。

探针类型和特点

悬臂杆型

特性：用于具有端结构的探针卡，其末端结构基于悬臂梁原理，用于测试基板线。探针的尖端呈锥形，呈针状弯曲。
材料的要求特性:材料的硬度、线性、电阻率、弯曲性等
线径:Φ50~300μm

垂直型

特性：用于具有端子结构的探针卡，基于屈曲应力原理，用于布线基板测试。探针的尖端根据基板加工成针状和半球形。
材料的要求特性:材料的硬度、线性、电阻率、弯曲性等
线径:Φ20~70μm

弹簧顶针式（POGO PIN型）

特点：也称为弹簧探针或接触探针。用于集成电路、电子元件和印刷电路基板的电气连续性测试。探针尖端形状与被测物体相匹配。
所需材料特性：材料硬度、线性度、接触电阻等。
线径:Φ500μm~1,000μm

主要探针材料列表

		SP-1	SP-2	TK-1Pro	TK-FS	TK-SK	Rh	Ir
组成 (mass%)	Pd	35	–	40	55.8	48.9	–	–
	Ag	30	10	29.5	6.9	19.25	–	–
	Au	10	70	–	–	–	–	–
	Pt	10	5	–	–	–	–	–
	其他	Cu, Zn	Cu, Ni	Cu等	Cu等	Cu等	Rh	Ir
对应线直径 (mm)		0.08-1.00	0.08-1.00	0.10-1.00	0.03-0.40	0.50-0.80	0.03-0.30	0.03-0.30
电阻率 (μΩ·cm, @R.T.)		25.0	13.3	11.0	6.1-6.9	16.1	4.8	5.6
电导率 (%IACS)		6.9	13.0	15.7	25.0-28.3	10.7	35.9	30.8
电阻温度系数 (ppm)		299	420	–	1346	–	4500	3900
维氏硬度（HV）		300-350	300-360	500-540	400-520	600-640	400-550	500-750
拉伸强度 (MPa)		1210- 1450	1210- 1350	1800- 2000	1250- 1720	–	1400- 1800	1700-
拉伸 (%)		1-2	1-2	2-3	10-25	0-1	1-2	1-2
杨氏模量 (GPa)		112	106	110	150	119	380	530
0.2%耐力 (MPa)		1160- 1400	1100- 1250	–	1180- 1640	–	-1700	-3400
弹性极限 (MPa)		1110- 1170	1050- 1100	–	1000- 1500	–	-1350	-2900
弹性拉伸 (%)		0.9-1.3	0.8-1.0	–	0.8-1.1	0-1.0	0.3-0.6	0.4-0.6
90°折弯次数^*1		3-6	3-6	0-2	10-14	–	–	–
备注		*2	–	–	*3	*3	*3	*3

^*1:线径0.10mm时到断裂为止的反复折弯次数 (本公司基准)
^*2:相当于ASTM B540
^*3:本公司拥有的专利对象产品

以上仅为一例，未登载的成分也可对应，敬请咨询。

*以上为线材特性值。线材和片材（板材）材料的特性值有所不同。
*TK-FS 和 SP-1 也可提供片材（板材）。详情请参见本页底部的“垂直探针板材”。

标准材料:TK-1Pro

田中贵金属弹簧顶针式（POGO PIN型）的标准材料

用途

这种材料主要用于弹簧顶针式（POGO PIN型）针头零件。
在保持原有TK-1接触电阻稳定性的同时，切割性能得到了提升。

特点

改进了传统TK-1的力学性能
与传统的TK-1相比，硬度提高了约10%
进一步提高韧性有助于改善切削加工时的切削性

TK-1Pro与TK-1三点弯曲性能比较

开发材料:TK-FS

同时实现低电阻率，高弯曲性和宽硬度范围。

尽管现有产品中没有材料同时实现高硬度、高较低电阻率和高柔韧性，但该产品成功解决了这一问题，使得将同一材料应用于多种探针成为可能。它是一种能够处理多种类型的探针材料，如晶圆测试（前处理）探针卡和垂直型的悬臂杆型。

特点

它同时实现了三个功能：维氏硬度达到 500 或更高，电阻率低于 7.0µΩ･cm，并且耐重复折弯性（我们的标准）。
我们独特的加工技术可以调整至很宽的维氏硬度范围（400 至 520）。
与田中贵金属工业现有的探针材料相比，它的延伸率更高（10%至25%）。

TK-FS的性能（与主要探针材料的比较）

硬度/电导率

伸长率

TK-FS高抗弯曲性

90°反复折弯试验示意图

开发材料:TK-SK

作为钯合金材料，硬度达到了640HV。

在半导体检测设备中，这可以减少探针磨损造成的变形，从而延长检测设备的使用寿命并降低其成本。

用途

作为探针的钯合金材料，其最大硬度为 640HV，因此主要用于后处理中进行的最终电气测试的测试插座。

特点

测试插座使用弹簧顶针式（POGO PIN型）探针作为测试针。测试过程中，探针（针头）与基板接触时会产生摩擦，导致其磨损和变形。针头，清洁时必须将其刮除，而刮除过程中也会导致针头磨损和变形。

检测设备中的探针因在检测过程中发生变形而需要定期维护，但使用高硬度探针有望减少半导体检测设备中探针因磨损而产生的变形，从而延长检测设备的使用寿命并降低其成本。

产品性质参考值

物理性质	参考值
对应线直径 (mm)	0.50-0.80
熔点 (°C)	997℃
密度 (g/cm³)	10.52
维氏硬度（HV）	640
电阻率 (μΩ·cm)	16.1
电导率 (%IACS)	10.7

本公司生产的探针用材料与非贵金属高硬度材料的硬度比较

垂直探针板材

我们提供各种贵金属薄片（板材）。
最小厚度为 30µm，符合更小间距的发展趋势。

对于垂直探针，我们可以提供 TK-FS、SP-1 和 TK-101 片材（板材）。

特性

		TK-FS (Pd-Ag-Cu)	SP-1 (Pd-Ag-Au-Pt-Cu)	TK-101 (Cu-Ag)
密度 (g/cm³)		10.49	11.90	9.07
熔点 (°C)		1,100	1,098	780 (Solidus)
电阻率 at R.T. (μΩ・cm)	As-Rolled	–	25.2	2.5
电阻率 at R.T. (μΩ・cm)	As-Aged	6^*	–	–
维氏硬度（高压）	As-Rolled	–	300	330
维氏硬度（高压）	As-Aged	400-420^*	–	–
拉伸强度 (MPa)		1,200^*	1,100	1,000
杨氏模量 (GPa)		110^*	110	105
0.2%耐力 (MPa)		1,150^*	–	900

^*:由于是TK-FS表格的开发品，因此特性值仅供参考。

可用的工作表大小

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

关于翘曲和起伏，样品发放时不问，会根据您的要求进行商谈。

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