프로브 핀 재료
「프로브 핀 재료」란?
반도체나 전자 부품의 전기 특성 검사(웨이퍼 테스트나 파이널 테스트)에서 사용되는 미세 접촉 부품으로 높은 접촉 안정성과 내구성이 요구됩니다. 다나까귀금속 에서는 Pd-Ag-Cu계, Pd-Ag-Au-Pt-Cu, 고경도 Pd 합금 등 독자 개발의 고성능 귀금속 합금을 사용하여 Φ20~1,000μm까지 대응 가능한 와이어와 Pd-Ag-Cu계, Cu 합금 시트재를 보유하고 있습니다
반도체 제조의 검사 공정에 사용되는 귀금속 프로브 핀 재료.
반도체 제조의 전 공정 및 후 공정에서 실시되는 검사용 프로브 핀 으로서 폭넓은 귀금속 재료를 갖추고 있습니다.
프로브 핀 재료의 용도
반도체 집적 회로는, 그 제조 공정에 있어서의 전 공정과 후 공정의 각각에서, 통전 시험이 행해집니다.
전 공정에서 수행되는 통전 시험을 웨이퍼 테스트라고 하며, 프로브 카드가 사용됩니다. 프로브 카드에는 탐침으로서 캔틸레버 타입 이나 버티컬 타입 등의 프로브 핀 사용됩니다.
후공정에서 수행되는 통전 시험을 최종 테스트라고 하며 테스트 소켓이 사용됩니다. 테스트 소켓에는 탐침으로 포고핀 타입 의 프로브 핀 사용됩니다.
프로브 핀 재료 에는 그 용도에 따라 경도나 굽힘성 등의 기계적 성질, 전기 저항률 등의 전기적 성질 등 요구되는 성능이 다르기 때문에 다양한 재료가 라인업되고 있습니다.
 웨이퍼 테스트-캔틸레버 타입 / 버티컬 타입, (후 공정) 파이널 테스트-포고핀 타입](https://data.wovn.io/ImageValue/production/688b3c307ffdea2de8055986/ko/03c4afbc5206657ee8983b5e3656e07d/wp_content_uploads_sites_images_ex_kr_products_images_probe_pins_img_block01_01.jpg)
프로브 핀의 종류와 특징
캔틸레버 타입
- 특징 : 배선용 기판 테스트용 외팔보의 원리로 작동하는 단자 구조를 가진 프로브 카드에 사용됩니다. 프로브 핀의 선단부는 침상하는 테이퍼 가공과 굽힘 가공을 하여 사용합니다.
- 물자 요구 특성: 물자 경도, 선형성, 전기 저항률, 굴곡성 등
- 선경：Φ50～300μm
버티컬 타입
- 특징: 배선용 기판의 테스트용 좌굴응력의 원리로 작용하는 단자 구조를 가지는 프로브 카드에 사용됩니다. 프로브 핀의 선단부는 기판에 따라 니들이나 반구 형상 등으로 가공하여 사용합니다.
- 물자 요구 특성: 물자 경도, 선형성, 전기 저항률, 굴곡성 등
- 선경：Φ20～70μm
포고핀 타입
- 특징 : 스프링 프로브 및 접촉 프로브라고도합니다. IC, 전자 부품 및 기판의 전기 통전 검사에 사용됩니다. 선단부를 검사 대상에 대응한 형상으로 가공하여 사용합니다.
- 물자 요구 특성: 물자 경도, 선형성, 접촉 저항 등
- 선경：Φ500μm～1,000μm
주요 프로브 핀 재료 목록
| SP-1 | SP-2 | TK-1Pro | TK-FS | TK-SK | Rh | Ir | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 조성 (mass%) |
Pd | 35 | – | 40 | 55.8 | 48.9 | – | – |
| Ag | 30 | 10 | 29.5 | 6.9 | 19.25 | – | – | |
| Au | 10 | 70 | – | – | – | – | – | |
| Pt | 10 | 5 | – | – | – | – | – | |
| 기타 | Cu, Zn | Cu, Ni | Cu 등 | Cu 등 | Cu 등 | Rh | Ir | |
| 대응 선경(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 | |
| 전기 저항률 |
25.0 | 13.3 | 11.0 | 6.1-6.9 | 16.1 | 4.8 | 5.6 | |
| 전도도(%IACS) | 6.9 | 13.0 | 15.7 | 25.0-28.3 | 10.7 | 35.9 | 30.8 | |
| 저항 온도 계수 (ppm) | 299 | 420 | – | 1346 | – | 4500 | 3900 | |
| 비커스 경도 (HV) | 300-350 | 300-360 | 500-540 | 400-520 | 600-640 | 400-550 | 500-750 | |
| 인장 강도 (MPa) | 1210- 1450 |
1210- 1350 |
1800- 2000 |
1250- 1720 |
– | 1400- 1800 |
1700- | |
| 신장 (%) | 1-2 | 1-2 | 2-3 | 10-25 | 0-1 | 1-2 | 1-2 | |
| 영률(GPa) | 112 | 106 | 110 | 150 | 119 | 380 | 530 | |
| 0.2% 내력 (MPa) | 1160- 1400 |
1100- 1250 |
– | 1180- 1640 |
– | -1700 | -3400 | |
| 탄성 한계 (MPa) | 1110- 1170 |
1050- 1100 |
– | 1000- 1500 |
– | -1350 | -2900 | |
| 탄성 한계(%) | 0.9-1.3 | 0.8-1.0 | – | 0.8-1.1 | 0-1.0 | 0.3-0.6 | 0.4-0.6 | |
| |
3-6 | 3-6 | 0-2 | 10-14 | – | – | – | |
| 비고 | *2 | – | – | *3 | *3 | *3 | *3 | |
*1: 선경 0.10mm에서의 파단까지의 반복 접힘 횟수(당사 기준)
*2: ASTM B540 상당
*3: 당사 보유 특허 대상 제품
상기는 일례이며, 게재가 없는 조성에도 대응하므로 상담해 주십시오.
※상기는 선재로 제공하는 경우의 특성치입니다. 선재와 시트(판형재)에서는 특성값이 다릅니다.
※TK-FS, SP-1에 대해서는, 시트(판형재)에서의 제공도 가능합니다. 자세한 것은 당 페이지 하단의 「버티컬 프로브 핀 판형재」를 확인해 주십시오.
표준 물자: TK-1Pro
다나까귀금속 제공하는 포고핀 타입 용 재료의 표준 재료
목적
주로 포고핀 타입 의 플런저 부품에 사용되는 재료입니다.
기존의 TK-1이 가지고 가는 접촉 저항 안정성을 유지하면서 절삭성을 개선했습니다.
특징
- 기존 TK-1의 역학 특성 개선
- 기존 TK-1에서 경도를 약 10% 업
- 또한 인성 향상에 의해 절삭 가공시의 절삭성 개선 효과에 기여
TK-1Pro와 TK-1의 3점 굽힘 특성 비교
개발 자료: TK-FS
낮은 전기 저항률, 높은 굽힘성, 폭넓은 경도 레인지를 모두 동시에 실현.
고경도, 낮은 전기 저항률, 고굴곡성의 3가지 기능을 동시에 달성하는 재료는 당사의 기존 제품에는 없었습니다만, 본 제품에서는 이 과제를 해결하는 데 성공하여 동일 재료로 다양한 타입의 프로브 핀에 적용이 가능해졌습니다. 웨이퍼 테스트용(전 공정) 프로브 카드의 캔틸레버 타입 이나, 버티컬 타입 등, 폭넓은 타입의 프로브 핀에 대응할 수 있는 재료입니다.
특징
- 비커스 경도가 500 이상, 7.0μΩ·cm 이하의 전기 저항률을 가지며, 10회 이상의 반복 굴곡 내성 (당사 기준)이라는 3가지 기능을 동시에 달성
- 독자적인 가공 기술에 의해 폭넓은 비커스 경도 (400~520)로 조정이 가능
- 다나까귀금속공업의 기존 프로브 핀 재료 보다 높은 신장률 (10 % ~ 25 %)
TK-FS 성능 (주요 프로브 핀 재료와 비교)
경도/전도도
![[프로브 핀 재료 특성 비교(경도/전도율) 비교 그래프] TK-FS 등](https://data.wovn.io/ImageValue/production/688b3c307ffdea2de8055986/ko/f7798b588ae04aa8cf9b153692909145/wp_content_uploads_sites_images_ex_kr_products_images_probe_pins_img_block04_01.jpg)
신장률
![[프로브 핀 재료 특성 비교(신장률) 비교 그래프] TK-FS 등](https://data.wovn.io/ImageValue/production/688b3c307ffdea2de8055986/ko/8c4d213d7803eceeb692689b9c82e4bf/wp_content_uploads_sites_images_ex_kr_products_images_probe_pins_img_block04_02.jpg)
TK-FS의 높은 접힘 저항
반복 90° 접힘 시험의 개략도
개발 자료: TK-SK
팔라듐 합금 재료로서 경도 640HV를 달성.
반도체 검사 장치에 있어서, 프로브 핀의 마모에 의한 변형을 경감하고, 검사 장치의 장수명화와 저비용화에 기여.
목적
프로브 핀 팔라듐 합금 재료로서 최대 경도 640HV를 가지므로 주로 후공정에서 실시되는 통전 시험의 파이널 테스트에 사용되는 테스트 소켓용으로서의 용도를 상정하고 있습니다.
특징
테스트 소켓에는 탐침으로 포고핀 타입 의 프로브 핀 사용됩니다. 검사시에 프로브 핀의 선단(플런저)은 기판 과의 접촉시에 마찰이 발생하기 때문에 마모에 의해 변형합니다. 또한, 플런저 에는 솔더 재료가 부착되는 경우가 있어, 클리닝을 위해서 솔더 재료를 깎아 내릴 필요가 있어, 그 때에도 플런저는 마모에 의해 변형해 버립니다.
검사시의 변형에 의해 검사장치의 프로브 핀은 정기적으로 유지보수가 필요하지만, 고경도의 프로브 핀을 채용함으로써 반도체 검사장치에 있어서의 프로브 핀의 마모에 의한 변형을 경감하여 검사장치의 장수명화와 저비용화에 기여할 수 있다.
제품 특성 참고값
| 물리적 특성 | 참고값 |
|---|---|
| 대응 선경(mm) | 0.50-0.80 |
| 융점 (℃) | 997℃ |
| 밀도 (g/cm3) | 10.52 |
| 비커스 경도 (HV) | 640 |
| 전기 저항률 (µΩ·cm) | 16.1 |
| 전도도(%IACS) | 10.7 |
자사제 프로프 핀용 재료와 비귀금속 고경도 재료의 경도 비교
버티컬 프로브 핀 판형재
각종 귀금속 시트(판형재)를 제공.
최소 두께는 30μm를 실현. 진행하는 파인 피치화에 추종.
버티컬 프로브 핀 핀용으로 TK-FS, SP-1, TK-101의 시트(판형재)를 제공 가능합니다.
특성
| TK-FS (Pd-Ag-Cu) |
SP-1 (Pd-Ag-Au-Pt-Cu) |
TK-101 (Cu-Ag) |
||
|---|---|---|---|---|
| 밀도 (g/cm3) | 10.49 | 11.90 | 9.07 | |
| 융점 (℃) | 1,100 | 1,098 | 780 (Solidus) | |
| 전기 저항률 at RT (µΩ･cm) |
As-Rolled | – | 25.2 | 2.5 |
| As-Aged | 6* | – | – | |
| 비커스 경도 (HV) |
As-Rolled | – | 300 | 330 |
| As-Aged | 400-420* | – | – | |
| 인장 강도 (MPa) | 1,200* | 1,100 | 1,000 | |
| 영률(GPa) | 110* | 110 | 105 | |
| 0.2% 내력 (MPa) | 1,150* | – | 900 | |
*: TK-FS sheet에 관해서는 개발품이므로 특성값은 참고값입니다.
제공 가능한 시트 크기
| TK-FS (Pd-Ag-Cu) |
SP-1 (Pd-Ag-Au-Pt-Cu) |
TK-101 (Cu-Ag) |
|
|---|---|---|---|
| 두께 (mm) | 0.10 | 0.05 | 0.20～0.03 |
| 폭(mm) | 55 | 62 | 100 |
| 길이 (mm) | 50～330 | 50～300 | 50～330 |
휨이나 파도에 관해서는 샘플 지급시는 불문, 요망에 응해 상담으로 하겠습니다.
프로브 핀 판형재 특성 비교(전도율/UTS@20℃)
