[發明專利]用于探針卡的探針及其制造方法

在審

• 申請號: 201711042258.8
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108957057A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 蘇偉志
• 申請（專利權）人: 中華精測科技股份有限公司
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本揭示提供一種用于探針卡的探針及其制造方法。所述探針包含：一探針主體；以及一石墨烯層，形成在所述探針主體的外表面。通過在探針表面形成石墨烯層，以達到提升探針整體的散熱能力、耐電流量與機械特性的效果。

技術領域

本揭示是涉及一種探針及其制造方法，特別是涉及一種用于晶圓測試的探針卡的探針及其制造方法。

背景技術

目前用于量測晶圓的探針卡的探針會因為材質、環境溫度、使用次數、和承受的電流大小等因素而影響到探針的使用壽命以及傳遞電流的效率。具體來說，現行的探針具有以下缺點：

其一、目前的探針主要是采用具有優異導電性的金屬或合金制成，例如銅金屬或其合金。所述類型的金屬及合金通常具有機械特性不足的問題，例如材料本身的硬度偏低。然而，在進行晶圓測試時，必須提供足夠的下壓力道，使得探針卡的探針可劃破與其電性接觸的錫球表面的氧化層以達到測試的目的。在承受多次且連續地機械作動之下，倘若探針本身的硬度不足很容易造成探針產生機械疲乏，使得探針在彈性彎曲后無法回復到原本的針型，進而導致歪針的問題。

其二、在通過探針卡進行晶圓測試時，電流會流通過每個探針，使得探針在通電流后會產生焦耳熱，以及探針在每次劃破與其電性接觸的錫球表面的氧化層時亦會產生摩擦熱。然而，探針卡上通常設置有上百根甚至上萬根的探針。因此，以陣列的形式密集地排布在探針卡上的探針，當經過多次的量測作動之后，由于探針本身散熱性不足的問題，產生的熱能無法被順利地排出，進而導致燒針的問題。

其三、在通過探針卡進行晶圓測試時，每根探針會依照量測需求而被施加不同大小的電流。然而，現行采用機械加工或采用微機電(Microelectromechanical Systems，MEMS)加工制成的金屬探針均有耐電流不佳的問題。當施加的電流超過金屬探針本身的耐電流值時，會造成金屬探針損壞，進而導致測試的數值產生誤差。

有鑒于此，有必要提供一種用于探針卡的探針及其制造方法，以解決現有技術所存在的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本揭示的目的在于提供一種用于探針卡的探針及其制造方法，其通過在現有的探針的外表面形成具有高散熱速率、高耐電流量、以及高機械強度的結構，以改善現有用于晶圓探針卡的測試探針會受到環境溫度、機械作動與承受的外加電流的影響而降低使用壽命，并且發生量測誤差的問題。

為達成上述目的，本揭示提供一種用于探針卡的探針，包含：一探針主體；以及一石墨烯層，形成在所述探針主體的外表面。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述石墨烯層的厚度小于100納米。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述石墨烯層的厚度介于0.3納米至4納米之間。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述探針還包含一金屬保護層，形成在所述石墨烯層之外。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述金屬保護層的材料包含金。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述金屬保護層的厚度介于0.1微米至1微米之間。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述探針包含一針頭段、一針尾段、以及一中間段，其中所述針頭段和所述針尾段分別位在所述中間段的相對的兩側，以及其中所述石墨烯層形成在所述探針主體的對應所述針頭段、所述針尾段和所述中間段的全部的外表面。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述探針還包含一絕緣層，形成在對應于所述中間段的所述石墨烯層的外表面。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述絕緣層的厚度介于1微米至10微米之間。

于本揭示其中之一優選實施例中，所述探針的外形包含圓柱形、橢圓柱狀、三角柱形、方柱狀、或多角柱形，以及其中所述探針的針頭或針尾的構型包含圓頭狀、尖頭狀、或多爪狀。