专利名称：接触电阻和防污特性优良的适合用于探针用途的银合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种银合金，该银合金适合作为构成用于检查半导体集成电路等的电 特性的探针的线材。
背景技术：
在进行形成于晶片上的半导体集成电路或液晶显示装置等的电特性的检查时，采 用排列有多个探针的探针板(probe card)。该检查通常通过使探针和形成于晶片上的作为 检查对象物的半导体集成电路元件或液晶显示装置等的多个电极座接触来进行。作为以往所用的探针用材料，有钨(W)及其合金(W-Re合金等)、铍青铜(Be-Cu)、 磷青铜(Cu-Sn-P)、钯合金(Pd-Ag合金)等。专利文献1 日本专利特开平10-038922号公报专利文献2 日本专利特开平05-1M719号公报专利文献3 日本专利特开2004-093355号公报发明的揭示因为探针是与检查对象物接触几百万次的构件，所以要求其构成材料具有高硬 度，以使由反复检查所导致的磨损减少。此外，因为探针是在电特性的检查中使用的构件， 所以优选使用比电阻低、导电性良好的导电材料。上述各种材料是主要着眼于这些硬度和 比电阻的观点而开发出的材料。另一方面，除了上述的以往就有的要求之外，还有改善检查效率的要求和对近年 来的半导体集成电路等的高密度化进行应对的要求等，由于这些要求，更加有必要进行新 的特性改善。例如，作为检查效率的改善，近年来正在进行增加安装于探针板的探针的根数的 多针化。这里，在检查时需要使探针与检查对象物的接触电阻稳定，但为此需要将探针一定 程度地压入检查对象物。用于获得该稳定的接触电阻的压入量(变形量(overdrive))根 据材质而不同，如果采用压入量大的材质，则接触压力升高。接触压力高的探针会因多针化 而增大对检查对象物的负担。因此，作为可应对多针化的探针用材料，要求变形量小且即使 在较低的接触压力下也能获得稳定的接触电阻。此外，随着半导体集成电路等的高密度化，有探针的窄间距化的趋势，为了应对该 窄间距化，要求探针的线径的微细化。为了应对该要求，在强度方面也需要进行改善，但此 时的强度改善并不是只要单纯地使硬度升高就可以的。探针是相对于检查对象物高速地往 返并接触的构件，在因其摩擦热而达到高温的状态下连续地受到应力负荷，因此担心所谓 的蠕变变形。因为该蠕变变形是不可逆的，所以需要更换已变形的探针。因此，不易发生高 温下的变形这一点也是所要求的特性。探针还存在污染的问题，即因反复使用而有来自接触对象的异物不着。以往有人 指出探针存在其本身形成氧化皮膜的问题，但上述异物附着的问题比该形成氧化皮膜的问 题更大，探针有时会因污染而丧失接触电阻的稳定性，因而不得已要更换探针。因此，上述对污染的耐受性(防污特性)也是重要的特性。认为现有的探针用材料不具备上述的新要求特性。本发明是以上述事实为背景的 发明，提供在低接触压力、高温强度改善、防污特性方面得到了改善的材料。本发明人为解决上述问题进行了认真研究，发现以银(Ag)为主体且添加有规定 范围内的铜的合金是具有上述各特性的探针用合金材料。即，本发明是一种银合金，该银合金适合用于由Au-Cu合金构成的探针用线材，其 特征在于，Cu为30 50重量％，其余部分为Ag。Ag的比电阻低，是良好的导电体，因此是适合用于探针用途的材料，但另一方面， Ag在强度方面有所不足。本发明通过添加规定范围内的Cu作为Ag的合金元素，从而弥补 了其强度的不足，实现了平衡。如上所述，Cu具有提高合金强度的作用，之所以选择Cu，是因为Cu不仅具有提高 强度的作用，而且对合金的导电性造成的影响小。在探针用途中，作为合金组成，添加30 50重量％的Cu。之所以限定在该范围内，是因为如果低于30重量％，则强度不足，如果高 于50重量％，则容易氧化。本发明的合金还可以含有2 10重量％的Ni。之所以进一步添加Ni，是因为可 产生更明显的强度方面的改善效果。之所以将该Ni的添加量设为2 10重量％，是因为 如果低于2重量％，则添加所产生的改善效果�。绻哂�10重量％，则在加工性方面产生 问题。将本发明的材料作为探针时，较好是探针整体由合金材料构成，即构成为所谓的 实心材料(日文A々材)。该探针具有足够的硬度和导电性，耐氧化性也优良。如上所述本发明的适合用于探针用途的银合金是接触电阻的稳定性、强度以及防 污特性优良的合金。利用本发明，可获得能长期稳定地使用的探针。附图的简单说明
图1是用于评价防污特性和变形量的模拟试验装置的简图。图2是说明蠕变特性评价试验的步骤的图。图3是表示由实施例1、2、5、6和现有例1、2的合金构成的探针的变形量与接触电 阻值的关系的图。实施发明的最佳方式下面，对本发明的优选实施例和比较例一起进行说明。本实施方式中，制造各种组 成的合金，测定了其硬度和比电阻等基本特性，然后对接触压力、防污特性、高温强度进行 了评价。关于试样，将作为原料的各金属真空熔化，制成锭(尺寸ct40mmX6mm)，对其进 行轧制，使得截面减少率在80%左右。轧制后的厚度为1.2mm左右。然后，对轧制材料进 行切割，制成长IOmmX宽1.0mm的试验片，将其包埋于树脂中，研磨，制成硬度测定用试样。 此外，从轧制材料上另行切出长60mmX宽IOmm的试验片，将其作为比电阻测定用试样。硬度测定采用维氏硬度计进行。测定条件为负荷IOOgf，按压时间10秒钟。比电 阻的测定中，采用电阻计测定电阻，根据试样的截面积和长度算出比电阻。这些测定结果示 于表1。[表 1]
权利要求
1.一种银合金，该银合金适合用于由Au-Cu合金构成的探针用途，其特征在于，Cu为 30 50重量％，其余部分为Ag。
2.如权利要求1所述的适合用于探针用途的银合金，其特征在于，还含有2 10重 量％的附。
3.一种探针，其特征在于，由权利要求1或2所述的材料构成。
全文摘要
本发明是一种银合金，该银合金适合用于由Au-Cu合金构成的探针用途，其特征在于，Cu为30～50重量％，其余部分为Ag。该材料通过进一步含有2～10重量％的Ni，从而在强度方面得到进一步的改善。而且，由这些材料构成的探针即使在较低的接触压力下接触电阻也稳定，强度以及针对因反复使用而有来自接触对象的异物附着的情况的防污特性优良，可获得能长期稳定地使用的探针。
文档编号G01R1/067GK102137945SQ201080002522
公开日2011年7月27日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月29日
发明者森田直记 申请人:田中贵金属工业株式会社
专业数控铣床产品供应商
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