프로브 핀 재료

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 탐침으로서 스프링 프로브 ^※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.

^※ 스프링 프로브는 통칭 포고핀이라고도 불린다. POGO는 Everett Charles Technologies, Inc.의 등록 상표입니다.

프로브 핀의 종류와 특징

캔틸레버 타입

• 특징 : 외팔보의 원리로 작동하는 단자 구조를 가진 프로브 카드에 사용됩니다. 프로브 핀의 선단부는 침상으로 하기 위한 테이퍼 가공과 굽힘 가공을 실시하여 사용합니다.
• 물자 요구 특성: 물자 경도, 선형성, 전기 저항률, 굴곡성 등
• 선경：Φ50～300μm

버티컬 타입

• 특징: 프로브를 수직으로 배치한 단자 구조를 가지는 프로브 카드에 사용되며, 방식에 따라서는 좌굴 변형을 이용합니다. 프로브 핀의 선단부는 피검사 디바이스의 전극 형상에 따라 니들이나 반구 형상 등으로 가공하여 사용합니다.
• 물자 요구 특성: 물자 경도, 선형성, 전기 저항률, 굴곡성 등
• 선경：Φ20～70μm

스프링 프로브

• 특징: 접촉 프로브라고도 합니다. 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

^*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 스프링 프로브 용 재료의 표준 재료

목적

주로 스프링 프로브의 플런저 부품에 사용되는 재료입니다.
기존의 TK-1이 가지고 있던 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

신장률

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 스프링 프로브의 프로브 핀 사용됩니다. 검사 시에 프로브 핀의 선단(플런저)은 기판 과의 접촉시에 마찰이 발생하기 때문에 마모에 의해 변형됩니다. 또한 플런저 에는 솔더 재료가 부착되는 경우가 있으며, 청소를 위해 솔더 재료를 깎아내어야 하며, 그 때에도 플런저는 마모에 의해 변형되어 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 프로브 프로브 핀 재료와 비귀금속 고경도 재료의 경도 비교

개발 물자: TK-SR

고강도·고탄성한·고경도·고도전율을 가지는 새로운 Rh 프로브 핀

반도체 검사 장치에 있어서 프로브 카드에 있어서의 장수명화, 퍼포먼스의 안정화에 공헌.

목적

프로브 핀 재료 로서 높은 장시간 안정된 퍼포먼스를 기대할 수 있어, 전 공정에서 행해지는 웨이퍼 테스트에 이용되는 프로브 카드용으로서의 용도를 상정하고 있습니다.

특징

프로브 카드는, 반도체 전 공정에서 실리콘 웨이퍼의 통전 검사할 때에 사용되어, 1장당 수천~수만개의 정밀한 프로브 핀 사용되고 있습니다. 통전 검사는 미소한 하중을 가해 수십만회, 경우에 따라서는 수백만회로 반복해 실시됩니다. 프로브 핀은 1개라도 변형이나 부러짐이 발생해 버리면 프로브 핀의 교환이나 장치에 따라서는 프로브 카드 자체의 교환이 필요하므로 반복의 하중에 있어서도 변형이나 부러지지 않는 내구성이 요구됩니다.

고강도・고탄성한의 TK-SR을 채용하는 것으로, 프로브 핀의 변형이나 부러짐을 저감할 수 있어 장시간 안정된 퍼포먼스를 발휘할 수 있습니다. 또한 부재 교환의 빈도가 감소하므로 프로브 카드의 장수명화 및 저비용화에 기여할 수 있습니다.

「TK-SR」제품 성능(참고값)

특성	TK-SR (As Drawn)		기존 Rh선
선경 [mm]	0.018	0.150	0.150
UTS [MPa]	3860	2478	1912
탄성 한계 [MPa]	1210	1122	860
파단 신장 [%]	2.72	2.46	1.42
비커스 경도 [HV]	620	543	499
비저항 [µΩ·cm]	6.6	6.3	5.4

버티컬 프로브 핀 판형재

각종 귀금속 시트(판형재)를 제공.
최소 두께는 60μm를 실현. 진행하는 파인 피치화에 추종.

버티컬 프로브 핀 핀용으로 TK-FS, SP-1, TK-101의 시트(판형재)를 제공 가능합니다.

특성

^*: TK-FS sheet에 관해서는 개발품이므로 특성값은 참고값입니다.

제공 가능한 시트 크기

휨이나 파도에 관해서는 샘플 지급시는 불문, 요망에 응해 상담으로 하겠습니다.

프로브 핀 판형재 특성 비교(전도율/UTS@20℃)

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