探針材料

探針半導體板材、線材與管材檢測與溫度量測材料繼電器與電氣連接

什麼是「探針材料」？
這些微接觸部件用於半導體和電子元件的電氣性能測試（晶圓測試和最終測試），對接觸穩定性和耐久性要求極高。田中貴金屬採用其專有的高性能貴金屬合金，例如Pd-Ag-Cu、Pd-Ag-Au-Pt-Cu以及高硬度Pd合金，並提供直徑從Φ20到1000µm的導線，以及Pd-Ag-Cu和Cu合金板。

一種用於半導體製造檢測過程中的貴金屬探針材料。

我們有多種貴金屬材料可供使用，用作半導體製造前後工序檢測的探針。

探針材料應用

半導體整合迴路在其製造過程中的每個前後生產流程都進行通電測試。
前述製程中的電化學測試稱為晶圓測試，使用探針卡。探針卡使用懸臂型和垂直型等探針作為探針。
後續過程中進行的通電測試稱為最終測試，並使用測試插座。測試插座使用彈簧針（POGO PIN）型探針作為探頭。
探針材料材料種類繁多，因為所需性能依應用而異，例如機械性質如硬度與彎曲性，以及電氣性質如電阻率。

探針類型和特色

懸臂型

特性：用於具有端條結構的探針卡，採用懸臂樑原理，用於測試基板線路。探針的尖端呈錐形彎曲，呈針狀。
材料的要求特性:材料的硬度、線性、電阻率、彎曲性等
線徑:Φ50~300μm

垂直型

功能：用於具有端子結構、以屈曲應力原理工作的探針卡，用於配線基板測試。探針尖端依基板加工成針狀和半球形。
材料的要求特性:材料的硬度、線性、電阻率、彎曲性等
線徑:Φ20~70μm

彈簧針（POGO PIN）型

特點：也稱為彈簧探針或接觸探針。用於積體電路、電子元件和印刷電路基板的電氣連續性測試。探針尖端形狀與被測物體相符。
所需材料特性：材料硬度、線性度、接觸電阻等。
線徑:Φ500μm~1,000μm

主要探針材料列表

		SP-1	SP-2	TK-1Pro	TK-FS	TK-SK	Rh	Ir
組成 (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
對應線直徑 (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
電阻率 (μΩ·cm, @R.T.)		25.0	13.3	11.0	6.1-6.9	16.1	4.8	5.6
電導率 (%IACS)		6.9	13.0	15.7	25.0-28.3	10.7	35.9	30.8
電阻溫度係數 (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
拉伸強度 (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
楊氏模量 (GPa)		112	106	110	150	119	380	530
0.2%耐力 (MPa)		1160- 1400	1100- 1250	–	1180- 1640	–	-1700	-3400
彈性極限 (MPa)		1110- 1170	1050- 1100	–	1000- 1500	–	-1350	-2900
彈性拉伸 (%)		0.9-1.3	0.8-1.0	–	0.8-1.1	0-1.0	0.3-0.6	0.4-0.6
90°折彎次數^*1		3-6	3-6	0-2	10-14	–	–	–
備註		*2	–	–	*3	*3	*3	*3

^*1:線徑0.10mm時到斷裂為止的反復折彎次數 (本公司基準)
^*2:相當於ASTM B540
^*3:本公司擁有的專利對象產品

以上僅為一例，未登載的成分也可對應，敬請咨詢。

*以上為線材特性值。線材和片材（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）。詳情請參閱本頁底部的「垂直探針板材」。

標準材料:TK-1Pro

田中貴金屬彈簧針（POGO PIN）型的標準材料

用途

這種材料主要用於彈簧針（POGO PIN）型頂針零件。
在保持原有TK-1接觸電阻穩定性的同時，切割性能得到了提升。

特色

改進了傳統TK-1的力學性能
與傳統的TK-1相比，硬度提高了約10%
進一步提高韌性有助於改善切削加工時的切削性

TK-1Pro與TK-1三點彎曲性能比較

開發材料:TK-FS

同時實現低電阻率，高彎曲性和寬硬度範圍。

雖然我們現有產品中沒有任何材料同時具備高硬度、低電阻率與高柔韌性，但此產品成功解決了這個問題，使得同一材料能應用於各種探針。它是一種能處理多種探針的材料，例如用於晶圓測試（前製程）探針卡和垂直型的懸臂型。

特色

它同時實現了三個功能：维氏硬度達到 500 或更高，電阻率低於 7.0µΩ･cm，並且反覆彎曲耐性（我們的標準）。
我們獨特的加工技術可調整至很寬的维氏硬度範圍（400 至 520）。
與田中貴金屬工業現有的探針材料相比，它的延伸率更高（10%至25%）。

TK-FS的性能（與主要探針材料的比較）

硬度/電導率

伸長率

TK-FS高抗彎曲性

90°反復折彎試驗示意圖

開發材料:TK-SK

作為鈀合金材料，硬度達到了640HV。

在半導體檢測設備中，這可以減少探針磨損造成的變形，從而延長檢測設備的使用壽命並降低其成本。

用途

作為探針的鈀合金材料，其最大硬度為 640HV，因此主要用於後處理中進行的最終電氣測試的測試插座。

特色

測試插座使用彈簧針（POGO PIN）型探針作為測試針。測試過程中，探針（頂針）與基板接觸時會產生摩擦，導致其磨損和變形。頂針，清潔時必須將其刮除，而刮除過程中也會導致頂針磨損和變形。

檢測設備中的探針因在檢測過程中發生變形而需要定期維護，但使用高硬度探針有望減少半導體檢測設備中探針因磨損而產生的變形，從而延長檢測設備的使用壽命並降低其成本。

產品性質參考值

物理性質	參考值
對應線直徑 (mm)	0.50-0.80
熔點 (°C)	997℃
密度 (g/cm³)	10.52
维氏硬度（HV）	640
電阻率 (μΩ·cm)	16.1
電導率 (%IACS)	10.7

本公司生產的探針用材料與非貴金屬高硬度材料的硬度比較

垂直探針板材

提供各種貴金屬板 (板材)。
最小厚度為 30 µm。跟隨細間距的趨勢。

對於垂直探針，我們可以提供 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
熔點 (°C)		1,100	1,098	780 (Solidus)
電阻率 at R.T. (μΩ・cm)	As-Rolled	–	25.2	2.5
電阻率 at R.T. (μΩ・cm)	As-Aged	6^*	–	–
维氏硬度（高壓）	As-Rolled	–	300	330
维氏硬度（高壓）	As-Aged	400-420^*	–	–
拉伸強度 (MPa)		1,200^*	1,100	1,000
楊氏模量 (GPa)		110^*	110	105
0.2%耐力 (MPa)		1,150^*	–	900

^*:由於是TK-FS表格的開發品，因此特性值僅供參考。

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
寬度 (mm)	55	62	100
長度 (mm)	50～330	50～300	50～330

關於翹曲和起伏，樣品發放時不問，會根據您的要求進行商談。

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