Sondenstift-Materialien

Anwendungen von Sondenstift-Materialien

Elektrische Tests werden an integrierten Schaltkreisen aus Halbleitern sowohl in der Front-End- als auch in der Back-End-Phase des Herstellungsprozesses durchgeführt.
Der elektrische Test, der in der Front-End-Phase durchgeführt wird, wird als Wafer-Test bezeichnet, und es werden Prüfkarten verwendet. Sondenstifte vom Cantilever-Typ oder vom vertikalen Typ werden als Sonden auf Prüfkarten verwendet.
Der elektrische Test, der in der Back-End-Phase durchgeführt wird, wird als Endtest bezeichnet, und es werden Testsockel verwendet. Federkontakt ^※ Sondenstifte werden als Sonden auf Testsockeln verwendet.
Die erforderlichen Eigenschaften der Materialien für Sondenstifte variieren je nach Verwendungszweck, einschließlich mechanischer Eigenschaften wie Härte und Biegesteifigkeit sowie elektrischer Eigenschaften wie elektrischer Widerstand, sodass verschiedene Materialien verfügbar sind.

^※ Die Spring-Probe wird häufig als Pogo-Pin bezeichnet. "POGO" ist eine eingetragene Marke von Everett Charles Technologies, Inc.

Typen und Eigenschaften von Sondenstiften

Kragarmtyp

• Eigenschaften: Verwendet in Prüfkarten mit Anschlussstrukturen, die nach dem Prinzip eines Kragträgers arbeiten. Die Spitze des Sondenstifts wird verjüngt und gebogen, um eine Nadelform zu bilden.
• Erforderliche Materialeigenschaften: Härte, Linearität, elektrische Widerstandsfähigkeit, Biegsamkeit usw.
• Drahtdurchmesser: Φ50 bis 300µm

Vertikaltyp

• Merkmale: Verwendet in Prüfkarten mit einer Terminalstruktur, die die Sonden in vertikaler Richtung anordnet, und je nach Methode kann eine Biegungsverformung verwendet werden. Die Spitze des Sondenstifts wird entsprechend der Elektrodenform des zu testenden Geräts in eine Nadel- oder halbkugelförmige Form verarbeitet.
• Erforderliche Materialeigenschaften: Härte, Linearität, elektrische Widerstandsfähigkeit, Biegsamkeit usw.
• Drahtdurchmesser: Φ20 bis 70µm

Federprobe

• Eigenschaften: Auch als Kontaktsonde bezeichnet. Sie wird für elektrische Durchgangsprüfungen von ICs, elektronischen Komponenten und Leiterplatten verwendet. Die Spitze ist entsprechend dem zu prüfenden Objekt geformt.
• Erforderliche Materialeigenschaften: Härte, Linearität, Kontaktwiderstand usw.
• Drahtdurchmesser: Φ500µm bis 1.000µm

Liste von gängigen Sondenstift-Materialien

^*1: Anzahl der wiederholten Biegungen bis zum Bruch bei einem Drahtdurchmesser von 0,10 mm (gemäß unseren Standards)
^*2: Entspricht ASTM B540
^*3: Produkt durch unsere Patente geschützt

Das Obige ist ein Beispiel, und wir können auch Kompositionen berücksichtigen, die nicht aufgelistet sind. Bitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

*Die oben genannten sind die Materialwerte für Drahtmaterialien. Die Materialwerte unterscheiden sich zwischen Draht- und Blechmaterialien.
*Blechmaterialien können für TK-FS und SP-1 geliefert werden. Für Details siehe "Blechmaterial für vertikale Sondenstifte" am Ende dieser Seite.

Standardmaterial: TK-1Pro

Standardmaterialien für Federproben, bereitgestellt von TANAKA.

Anwendungen

Dieses Material wird hauptsächlich für die Plunger-Komponenten von Federproben verwendet.
Während die Stabilität des Kontaktwiderstands des herkömmlichen TK-1 beibehalten wird, wurde die Bearbeitbarkeit verbessert.

Eigenschaften

• Die mechanischen Eigenschaften des konventionellen TK-1 wurden verbessert.
• Die Härte erhöhte sich um etwa 10% im Vergleich zum herkömmlichen TK-1.
• Eine weitere Verbesserung der Zähigkeit trägt zu einer verbesserten Bearbeitbarkeit während des Schneidprozesses bei.

Vergleich der Drei-Punkt-Biege-Eigenschaften von TK-1Pro und TK-1.

Entwicklungsmaterial: TK-FS

Erreicht gleichzeitig eine niedrige elektrische Resistivität, hohe Biegbarkeit und einen breiten Härtebereich.

Es gab kein Material in unseren bestehenden Produkten, das gleichzeitig die drei Eigenschaften hohe Härte, niedrige elektrische Widerstandsfähigkeit und hohe Biegesteifigkeit erreichen konnte, aber wir haben es geschafft, dieses Problem mit diesem Produkt zu lösen, sodass es möglich ist, dasselbe Material für verschiedene Arten von Sondenstiften zu verwenden. Dieses Material kann auf eine Vielzahl von Sondenstift-Typen angewendet werden, wie z.B. den Cantilever-Typ und den vertikalen Typ für Wafer-Testkarten (Front-End-Prozess).

Eigenschaften

• Erfüllt gleichzeitig drei Funktionen: Vickers-Härte von 500 oder höher, elektrische Widerstandsfähigkeit von 7,0 µΩ･cm oder niedriger und wiederholte Biegefestigkeit (gemäß unseren Standards) von 10 Mal oder mehr.
• Die Vickers-Härte (400 bis 520) kann durch die Verwendung der ursprünglichen Verarbeitungstechnologie angepasst werden.
• Es weist eine höhere Dehnungsrate (10 % bis 25 %) auf als die bisherigen Sondenstiftmaterialien von TANAKA.

Leistung von TK-FS (Vergleich mit Hauptmaterialien für Sondenstifte)

Härte/Elektrische Leitfähigkeit

Wachstumsrate

Hohe Biegefestigkeit von TK-FS

Schematisches Diagramm des wiederholten 90°-Biegetests

Entwicklungsmaterial: TK-SK

Erreicht eine Härte von 640 HV als Palladiumlegierungsmaterial.

In der Halbleiterinspektionsausrüstung hilft dieses Produkt, Verformungen aufgrund des Verschleißes von Sondenstiften zu reduzieren, was zu einer längeren Lebensdauer und niedrigeren Kosten der Inspektionsausrüstung beiträgt.

Anwendungen

Als Palladiumlegierung für Sondenstifte weist TK-SK eine maximale Härte von 640HV auf, die es für den Einsatz in Teststeckdosenanwendungen, insbesondere in der finalen Kontinuitätsprüfungsphase (Backend-Prozess), geeignet macht.

Eigenschaften

Feder-Sondenstifte werden als Sonden in Testsockeln verwendet. Während der Inspektion verformt sich die Spitze (Kolben) des Sondenstifts aufgrund von Abnutzung, da Reibung beim Kontakt mit dem Substrat auftritt. Darüber hinaus kann sich Lötmaterial am Kolben festsetzen, und es kann notwendig sein, das Lötmaterial zum Reinigen abzukratzen. Der Kolben verformt sich auch während dieses Prozesses aufgrund von Abnutzung.

Hochharte Sondenstifte, wie TK-SK, reduzieren verschleißbedingte Verformungen, was zu einer längeren Lebensdauer und niedrigeren Wartungskosten für Halbleiter-Testgeräte führt.

Referenzwerte für Produkteigenschaften

Physikalische Eigenschaften	Zur Referenz
Anwendbarer Drahtdurchmesser (mm)	0.50-0.80
Schmelzpunkt (℃)	997℃
Dichte (g/cm3)	10.52
Vickers-Härte (HV)	640
Elektrischer Widerstand (µΩ·cm)	16.1
Elektrische Leitfähigkeit (%IACS)	10.7

Vergleich der Härte zwischen Materialien für Sondenstifte und hochharten Materialien aus unedlen Metallen.

Entwicklungsmaterial: TK-SR

Neuer Sondenstift mit hoher Festigkeit, hoher Elastizitätsgrenze, hoher Härte und hoher elektrischer Leitfähigkeit.

In Testgeräten für Halbleiter, trägt zur verlängerten Lebensdauer und stabilen Leistung von Prüfkarten bei.

Anwendungen

Als Sondenstiftmaterial wird erwartet, dass es über einen langen Zeitraum eine hohe und stabile Leistung aufweist und für den Einsatz in Prüfkarten gedacht ist, die bei der Waferprüfung im vorhergehenden Prozess verwendet werden.

Eigenschaften

Sondenkarten werden für elektrische Tests von Siliziumwafern während des Front-End-Prozesses der Halbleiterfertigung verwendet, und jede Karte verwendet mehrere Tausend bis mehrere Zehntausend Präzisions-Sondenstifte. Elektrische Tests werden mit einer leichten Last durchgeführt und mehrere Hunderttausend Mal wiederholt, in einigen Fällen sogar mehrere Millionen Mal. Wenn auch nur ein Sondenstift verformt oder gebrochen ist, kann es notwendig sein, den Sondenstift zu ersetzen, und je nach Ausrüstung kann es auch erforderlich sein, die Sondenkarte selbst zu ersetzen. Daher müssen Sondenstifte eine Haltbarkeit aufweisen, die Verformungen und Brüche selbst unter wiederholten Lasten verhindert.

Durch die Verwendung von TK-SR mit hoher Festigkeit und hohem elastischen Limit können die Verformung und der Bruch von Sondenstiften reduziert werden, und eine stabile Leistung kann über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Darüber hinaus wird die Häufigkeit des Komponentenwechsels verringert, was zur längeren Lebensdauer und zu geringeren Kosten von Sondenkarten beiträgt.

Leistung von TK-SR (zum Vergleich)

Merkmale	TK-SR (Wie gezeichnet)		konventioneller Rhodiumdraht
Drahtdurchmesser [mm]	0.018	0.150	0.150
Zugfestigkeit [MPa]	3860	2478	1912
Elastizitätsgrenze [MPa]	1210	1122	860
Dehnung bis zum Bruch [%]	2.72	2.46	1.42
Vickers-Härte [HV]	620	543	499
Spezifischer Widerstand [µΩ・cm]	6.6	6.3	5.4

Blechmaterial für vertikale Sondenstifte

Bietet Bleche (gewalzte Materialien) aus verschiedenen Edelmetallen.
Eine Mindestdicke von 60µm wurde erreicht, um mit der fortschreitenden Miniaturisierung elektronischer Komponenten Schritt zu halten.

Für vertikale Sondenstifte können wir die Materialien TK-FS, SP-1 und TK-101 anbieten.

Merkmale

^*:Für das TK-FS-Blatt sind die charakteristischen Werte Referenzwerte, da es sich um ein Entwicklungsobjekt handelt.

Verfügbare Bogen Größen

Verzerrungen und Verformungen werden zum Zeitpunkt der Probenbereitstellung nicht berücksichtigt und werden auf Anfrage besprochen.

Vergleichstabelle der Eigenschaften von Kupferlegierungsblechmaterialien für Sondenstifte (Leitfähigkeit/U.T.S.@20℃) )

Weitere Informationen

Edelmetall-Kolumne > Probing the Limits: How Material Innovation Is Meeting the Demands of Fine-Pitch Semiconductor Test

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