프로브 핀 재료

프로브 핀 재료 제품 이미지

반도체 제조 검사 공정에 사용되는 귀금속계 프로브 핀 재료.

반도체 제조의 전공정 및 후공정에서 시행하는 검사용 프로브 핀으로 다양한 귀금속 재료를 갖추고 있습니다.

프로브 핀 재료의 용도
프로프 핀의 종류와 특징
주요 프로브 핀용 재료 목록
개발 소재: TK-FS
개발 소재: TK-SK
시트(판재) 공급

프로브 핀 재료의 용도

반도체 집적 회로는 제조 공정을 거치며 전공정과 후공정 모두 통전 시험을 시행합니다.
전공정에서 시행되는 통전 시험을 웨이퍼 테스트라고 부르며 프로브 카드를 사용해 검사합니다. 프로브 카드에는 탐침용 캔틸레버 타입 또는 버티컬 타입 등의 프로브 핀이 부착되어 있습니다.
후공정에서 시행되는 통전 시험은 파이널 테스트라고 부르며 테스트 소켓을 사용해 검사합니다. 테스트 소켓에는 탐침용 포고핀 타입의 프로브 핀이 부착되어 있습니다.
프로브 핀 재료는 용도에 따라 경도와 굽힘성 등의 기계적 성질, 전기 저항률 등의 전기적 성질 등 요구되는 성능이 다르기 때문에 다양한 재료가 쓰입니다.

프로브 핀 재료의 용도의 설명도] (전 공정) 웨이퍼 테스트 - 캔틸레버 타입 / 버티컬 타입, (후 공정) 파이널 테스트 - 포고 핀 타입

프로프 핀의 종류와 특징

■캔틸레버 타입

특징: 외팔보 원리로 움직이는 단자 구조를 가진 배선 기판 테스트용 프로브 카드에 사용됩니다. 프로브 핀 끝단은 테이퍼 가공과 굽힘 가공을 통해 뾰족한 바늘 형상으로 가공해 사용합니다.
재료의 요구 특성: 재료의 경도, 직선성, 전기 저항률, 굴곡성 등
선지름: Φ50～300µm

■버티컬 타입

특징: 좌굴 응력 원리로 움직이는 단자 구조를 가진 배선 기판 테스트용 프로브 카드에 사용됩니다. 프로브 핀 끝단은 기판에 맞는 니들 또는 반구 형상 등으로 가공해 사용합니다.
재료의 요구 특성: 재료의 경도, 직선성, 전기 저항률, 굴곡성 등
선지름: Φ20～70µm

■포고핀 타입

특징: 스프링 프로브 또는 컨택트 프로브라고도 부릅니다. 직접 회로(IC) 또는 전자 부품 및 인쇄 회로 기판의 전기적 통전 검사에 사용됩니다. 끝단은 검사 대상에 맞는 형상으로 가공해 사용합니다.
재료의 요구 특성: 재료의 경도, 직선성, 접촉 저항 등
선지름: Φ500µm～1,000µm

주요 프로브 핀용 재료 목록

		SP-1	SP-2	SP-3	TK-1	TK-H	TK-FS	TK-SK	판재 참고치		Rh	Ir
		SP-1	SP-2	SP-3	TK-1	TK-H	TK-FS	TK-SK	TK-101	TK-FS	Rh	Ir
조성 (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	–	–	–	–	–	–	–	–
	기타	Cu, Zn	Cu, Ni	Cu	Cu, 기타	Cu, 기타	Cu, 기타	Cu, 기타	Cu	Cu, 기타	Rh	Ir
대응 선 직경 (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	판 두께 0.20～0.03	판 두께 0.1^※	0.03- 0.30	0.03- 0.30
전기 저항률 (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
도전율 (%IACS)		6.9	13.0	6.1	16.6	16.3	25.4	10.7	60-70	24.6	35.9	30.8
저항 온도 계수 (ppm)		299	420	542	814	1091	1346	–	–	–	4500	3900
비커스 경도 (HV)		300-350	300-360	-320	460-490	500-520	400-520	600-640	250-300	400-420	400-550	500-750
인장 강도 (MPa)		1210- 1450	1210- 1350	1140- 1395	1550- 1750	1470- 1550	1250- 1720	–	900- 1000	1200	1400- 1800	1700- 3600
신장성 (%)		1-2	1-2	1-2	2-3	1-2	8-13	–	–	1-2	1-2	1-2
영률 (GPa)		112	106	119	110	112	150	–	105	110	380	530
0.2% 내력 (MPa)		1160- 1400	1100- 1250	–	1410- 1630	1360- 1490	1180- 1640	–	–	1150	～1700	～3400
탄성 한도 (MPa)		1110- 1170	1050- 1100	900- 1000	1100- 1280	900- 1100	1000- 1500	–	–	–	～1350	～2900
탄성 한도 신장성 (%)		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° 굽힘 횟수^*1 (회)		3-6	3-6	8.5	0-2	0-1	8-10	–	–	–	–	–
비고		상당 ASTM B540	–	–	–	–	당사 보유 특 허 대상 제품	특허 출원 중	–	^※그 외의 판 두께에 대해서는 문의 바랍니다.	당사 보유 특 허 대상 제품	당사 보유 특 허 대상 제품

*1:선 직경 0.10mm에서 파단될 때까지 굽힘 횟수(당사 기준)

위는 표준 예시이며 다른 조성도 맞춰드리니 문의해 주시기 바랍니다.

※위는 선재로 공급할 경우의 특성값입니다. 선재와 시트(판재)는 특성값이 다릅니다.
※TK-FS, SP-1, TK101은 시트(판재)로도 공급이 가능합니다. 자세한 내용은 본 페이지 하단의 ‘시트(판재) 공급’을 확인하시기 바랍니다.

개발 소재: TK-FS

낮은 전기 저항률, 높은 굽힘성, 폭넓은 경도 범위 동시 구현.

당사의 기존 제품군에는 높은 경도, 낮은 전기 저항률, 높은 굴곡성의 3가지 기능을 동시에 달성하는 재료가 없었으나, 이번에 과제를 해결하여 한 가지 재료로 다양한 타입의 프로브 핀을 만들 수 있게 되었습니다. 새로 개발한 재료는 웨이퍼 테스트용(전공정) 프로브 카드의 캔틸레버 타입 또는 버티컬 타입 등 다양한 타입의 프로브 핀을 만들 수 있는 재료입니다.

특장점

비커스 경도 500 이상, 7.0µΩ･cm 이하의 전기 저항률, 10회 이상 반복 굽힘 내성(당사 기준)의 3가지 기능 동시 달성
독자적인 가공 기술로 폭넓은 비커스 경도(400～520) 조정 가능
다나까귀금속공업 의 기존 프로브 핀 재료보다 높은 신장률(8%～13%) 구현

TK-FS의 성능(주요 프로브 핀용 재료와 비교)

주요 프로브 핀용 재료 특성 비교(경도/도전율)
주요 프로브 핀용 재료 특성 비교(신장률)
주요 프로브 핀용 재료 특성 비교(90° 굽힘)
TK-FS 특징(높은 굽힘 내성)
반복 90° 굽힘 시험 모식도

개발 소재: TK-SK

TK-SK 제품 이미지

팔라듐 합금 재료로서 경도 640HV 달성

반도체 검사 장비에서 프로브 핀의 마모로 인한 변형을 경감하고 검사 장비의 수명 연장과 비용을 줄이는데 기여

■용도

‘TK-SK’는 프로브 핀용 팔라듐 합금 재료로 최대 경도 640HV를 지니고 있어 주로 후공정에서 실시되는 통전시험의 최종 테스트에 이용되는 테스트 소켓용으로 용도를 상정하고 있습니다.

■특징

테스트 소켓에는 포고핀 타입의 프로브 핀이 사용됩니다. 검사 시 프로브 핀의 선단(플런저)은 기판과 접촉 시에 발생하는 마찰로 인해 마모되어 변형됩니다. 또한 플런저에는 납땜 재료가 부착될 수 있어 청소를 위해 납땜 재료를 깎아내야 하는데, 이 경우에도 플런저는 마모로 변형되고 맙니다.

검사 시 변형으로 인해 검사 장비 프로브 핀은 정기적인 유지보수가 필요하지만, 고경도 프로브 핀을 채용함으로써 반도체 검사 장비 프로브 핀의 마모로 인한 변형을 경감하여 검사 장비의 수명을 길게 하고 비용을 줄이는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

■제품 특성 참고치

물리적 특성	참고치
대응 선지름 (mm)	0.50-0.8
융점 (℃)	997℃
밀도 (g/cm³)	10.52
비커스 경도	640
전기저항률 (µΩ·cm)	16.1
도전율 (%IACS)	10.7

■자사 제조 프로브 핀용 재료및 비귀금속 고경도 재료의 경도 비교

자사 프로브 핀용 재료와 비귀금속 고경도 재료의 경도 비교

자사 제품 중에서 가장 단단하며, 비귀금속 고경도 재료와 동등한 경도를 가진다

시트(판재) 공급

TK-FS, SP-1, TK101에 대해서는 고객의 요청에 따라 시트(판재)로도 공급이 가능합니다.

■특성

		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
Electrical Resistivity at R.T. (µΩ･cm)	As-Aged	6^※	–	–
Hardness Vickers/Surface (HV)	As-Rolled	–	300	330
Hardness Vickers/Surface (HV)	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

※TK-FS 시트는 개발품이므로 특성값은 참고치입니다.

■공급 가능한 시트 크기

	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

뒤틀림이나 휨에 관해서는 샘플 지급 시에는 묻지 않으며, 요망에 따라 상담해 드립니다.