專利名稱：：電接觸用合金材料及其探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種合金材料，特別是有關(guān)于一種用于半導(dǎo)體元件測試的合金材料及其合金材料制成的探針。
背景技術(shù)：
：用于測試半導(dǎo)體元件的測試探針(probe)，在測試過程中，由于探針必須與半導(dǎo)體元件直接接觸以進(jìn)行相關(guān)測試，為了避免探針在測試過程中發(fā)生探針斷裂或者測試信號衰減或失真，進(jìn)而控制半導(dǎo)體元件的測試合格率，會于探針制作過程中進(jìn)行多種硬度與電性測試，因此公知的測試探針會使用電接觸用合金材料(analloymaterialforelectricalcontact)，以順利進(jìn)行半導(dǎo)體元件的電性測試。公知的電接觸用合金材料，如美國國家標(biāo)準(zhǔn)中的金電氣接觸合金規(guī)范(ASTMB541-01)所提及，常用于電線、條、桿中的電接觸用合金材料，包含有70.5%72.5%的金(Au)、8.0%9.0%的鉬(Pt)、4.0%5.0%的銀(Ag)、13.5%14.5%的銅(Cu)、以及0.7%1.3%的鋅(Zn)，并經(jīng)過固熔(solution)、冷加工(Rolling)及時效硬化(Agehardness)處理之后，其維氏硬度范圍則在285Hv至365Hv之間。但是這種合金材料，使用于現(xiàn)今半導(dǎo)體元件測試時，往往因為機械強度不足，在多次使用后產(chǎn)生潰縮或損壞；而且在進(jìn)行高頻測試時，也因為電阻系數(shù)過大，使測試結(jié)果訊號嚴(yán)重衰減，造成測試誤差或甚至是測試失敗。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有較佳的機械強度的電接觸用合金材料，使其在用于半導(dǎo)體元件測試時有較長的使用壽命。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有較佳的電阻系數(shù)的電接觸用合金材料，適用于較高頻測試需求。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有較佳的機械強度的探針，使其在用于半導(dǎo)體元件測試時有較長的使用壽命。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有較佳的電阻系數(shù)的探針，適用于較高頻測試需求。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種電接觸用合金材料。此種電接觸用合金材料主要用于半導(dǎo)體元件的測試，主要包含有金、銀、銅與鉑等元素。此種電接觸用合金材料的特征在于，在形成過程中，至少經(jīng)過固熔、冷加工與時效風(fēng)化等工藝。其中金的重量成份比例不小于73%，銀則約占4%。此種電接觸用合金材料的表面硬度介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，較佳的電阻系數(shù)則介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。本發(fā)明又提供一種由電接觸用合金材料所制作的探針。此種探針主要用于半導(dǎo)體元件的測試，其中的電接觸用合金材料主要包含有金、銀、銅與鉑等元素。此種探針的特征在于，其中的電接觸用合金材料在形成過程中，是至少經(jīng)過固熔、冷加工與時效風(fēng)化等工藝。其中金的重量成份比例不小于73%，銀則約占4%。此種電接觸用合金材料的表面硬度介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，較佳的電阻系數(shù)則介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明的電接觸用合金材料，具有較佳的機械強度，使其在用于半導(dǎo)體元件測試時有較長的使用壽命，且具有較佳的電阻系數(shù)，適用于較高頻測試需求。用本發(fā)明的電接觸用合金材料制作的探針，具有較佳的機械強度，使其在用于半導(dǎo)體元件測試時有較長的使用壽命，也因具有較佳的電阻系數(shù)，而適用于較高頻測試需求。圖l，為本發(fā)明第一較佳實施例電接觸用合金材料的維氏硬度與工藝時間關(guān)系圖；圖2，為本發(fā)明第一較佳實施例電接觸用合金材料的電阻系數(shù)與工藝時間關(guān)系圖。具體實施例方式由于本發(fā)明是揭露一種電接觸用合金材料(analloymaterialforelectricalcontact)，其中所利用的冶金原理及測試技術(shù)，已為相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
具有通常知識者所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照的圖式，是表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的示意，并未亦不需要依據(jù)實際情形完整繪制，在先敘明。本發(fā)明的第一較佳實施例為一種用于制作半導(dǎo)體元件測試探針的電接觸用合金材料。此種電接觸用合金材料包含有四個主要元素金、銀、銅與鉑，而特征則是在于其形成過程中，電接觸用合金材料至少經(jīng)過固熔、冷加工與時效風(fēng)化等工藝，且在此電接觸用合金材料中，其中兩個主要元素金與銀的重量百分比分別是金不小于73%，而銀則是約占4%;又其表面硬度會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，范圍是介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，且其電阻系數(shù)亦會隨著時效風(fēng)化處理的時間長短而有變動，其中較佳電阻系數(shù)則是介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。本實施例所提供的電接觸用合金材料包含有的元素組成及各元素的重量成份比例舉例如表一所示。表一電接觸用合金材料組成元素比例<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>請參考圖l，為本發(fā)明第一較佳實施例電接觸用合金材料的維氏硬度與工藝時間關(guān)系圖。如表一中所述的電接觸用合金材料A，是為本實施例的一種較佳實施狀態(tài)，除了包含有73%的金與約4%的銀之外，銅與鉑的重量百分比分別為銅是15%，而鉑是8%。如圖1所示，電接觸用合金材料A先經(jīng)由固熔、再由冷加工處理，最后經(jīng)過一至八小時的時效風(fēng)化，其表面硬度除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，其較佳表面硬度是介于355Hv維氏硬度與356Hv維氏硬度之間。請繼續(xù)參考圖2，為本發(fā)明第一較佳實施例的電接觸用合金材料的電阻系數(shù)與工藝時間關(guān)系圖。電接觸用合金材料A經(jīng)由上述工藝處理(固熔、冷加工處理，及一至八小時的時效風(fēng)化)后，其電阻系數(shù)除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，較佳的電阻系數(shù)則是會介于15.5歐姆/公分與15.6歐姆/公分之間。在另一種較佳的實施狀態(tài)中，本實施例所提供的電接觸用合金材料，如表一所述的電接觸用合金材料B，其包含的主要元素除了上述的金、銀、銅、鉬之外，尚另外包括有元素鋅(Zn)。而電接觸用合金材料B其主要元素的重量百分比則各為金73%、銀4%、銅14%、鉑8%及鋅1%。請參考圖1，電接觸用合金材料B先經(jīng)由固熔、再由冷加工處理，最后經(jīng)過一至八小時的時效風(fēng)化，其表面硬度除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，其較佳表面硬度是介于360Hv維氏硬度與361Hv維氏硬度之間。再請參考圖2，電接觸用合金材料B經(jīng)由上述工藝處理(固熔、冷加工處理，及一至八小時的時效風(fēng)化)后，其電阻系數(shù)除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，較佳電阻系數(shù)則是介于17.0歐姆/公分與17.1歐姆/公分之間。另，如表一所述的電接觸用合金材料C，是為本實施例所提供的再一種電接觸用合金材料，其主要元素組成除了金、銀、銅、鉬之外，還包含有元素鎳(Ni)。電接觸用合金材料C主要元素的重量百分比則各為金73%、銀4%、銅14%、鉬8%及鎳1%。請參考圖l，電接觸用合金材料C先經(jīng)由固熔、再由冷加工處理，最后經(jīng)過一至八小時的時效風(fēng)化，其表面硬度除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，其較佳表面硬度則是介于377Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間。再請參考圖2，電接觸用合金材料C經(jīng)由上述工藝處理(固熔、冷加工處理，及一至八小時的時效風(fēng)化)后，其電阻系數(shù)除在工藝各步驟有所變動之外，也會隨著時效風(fēng)化的處理時間長短而有所不同，而較佳電阻系數(shù)則是介于20.1歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。本發(fā)明的第二較佳實施例是為一種由本發(fā)明的電接觸用合金材料制作而成的半導(dǎo)體元件測試用的探針(probe)。本實施例僅就特征之處加以描述，其余與上述實施例相同之處，本實施例中不再重復(fù)贅述，在先敘明。用于制作本實施例所提供的探針的電接觸用合金材料，其主要元素包含有金、銀、銅與鉑。本實施例所提供的探針，其特征在于用于制作探針的電接觸用合金材料，其形成過程中是至少經(jīng)過固熔、冷加工與時效風(fēng)化等工藝。而在探針?biāo)碾娊佑|用合金材料中，主要元素金與銀的重量成份比例則各為金不小于73%，銀則約占4%。且其表面硬度介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，而較佳電阻系數(shù)則介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。在較佳的實施狀態(tài)中，本實施例所提供的探針，其中的電接觸用合金材料的主要組成元素的重量成分比例，如同第一較佳實施例中所提到的電接觸用合金材料A，除了包含不小于73%的金與約4%的銀之夕卜，銅是占有15%，而鉑則占有8%。又請參照圖l及圖2，如同第一較佳實施例中所述，含有此種成份比例(金73%、銀4%、銅15%、鉬8%)元素的電接觸用合金材料A，其較佳表面硬度介于355Hv維氏硬度與356Hv維氏硬度之間，較佳電阻系數(shù)是介于15.5歐姆/公分與15.6歐姆/公分之間。在另一種較佳的實施狀態(tài)中，本實施例所提供的探針，其中的電接觸用合金材料可采用如表一中所述的電接觸用合金材料B，其所包含的主要元素除了上述的金、銀、銅、鉑之外，尚另外包括有元素鋅(Zn)。而這種含有鋅的電接觸用合金材料B，各主要元素的重量百分比則為金73%、銀4%、銅14%、鉬8%及鋅1%。又請參照圖l及圖2，如同第一較佳實施例中所述，電接觸用合金材料B其較佳表面硬度則是介于360Hv維氏硬度與361Hv維氏硬度之間，而較佳電阻系數(shù)則是介于17.0歐姆/公分與17.1歐姆/公分之間。此外，除上述組成比例外，在另一種較佳的實施狀態(tài)中，本實施例所提供的探針，其中的電接觸用合金材料可采用如表一中所述的電接觸用合金材料C，其所包含的主要元素除了金、銀、銅、鉬之外，還包含有元素鎳(Ni)。各主要元素的重量百分比則為金73%、銀4%、銅14%、鉬8%及鎳1%。又請參照圖l及圖2，如同第一較佳實施例中所述，電接觸用合金材料C的較佳表面硬度則是介于377Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，而較佳電阻系數(shù)則是介于20.1歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利范圍；同時以上的描述，對于熟知本
技術(shù)領(lǐng)域：
的專門人士應(yīng)可明了及實施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍中。權(quán)利要求一種電接觸用合金材料，供制作一探針以進(jìn)行半導(dǎo)體元件的測試，其中該電接觸用合金材料主要包含有金、銀、銅與鉑等元素，其特征在于該電接觸用合金材料至少經(jīng)固熔、冷加工與時效風(fēng)化的工藝而形成，其中金的重量成份比例不小于73％，銀約占4％，且該電接觸用合金材料的表面硬度介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，較佳電阻系數(shù)介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。2.依據(jù)權(quán)利要求1的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料的重量成分比例中，銅占15%及鉑占8%。3.依據(jù)權(quán)利要求2的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料的較佳表面硬度介于355Hv維氏硬度與356Hv維氏硬度之間。4.依據(jù)權(quán)利要求2的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料的較佳電阻系數(shù)介于15.5歐姆/公分與15.6歐姆/公分之間。5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料更進(jìn)一步包含一元素鋅，且該電接觸用合金材料的重量成分比例中，銅占14%、鉑占8%及鋅占1%。6.依據(jù)權(quán)利要求5的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料的較佳表面硬度介于360Hv維氏硬度與361Hv維氏硬度之間且較佳電阻系數(shù)介于17.0歐姆/公分與17.l歐姆/公分之間。7.依據(jù)權(quán)利要求1的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料更進(jìn)一步包含一元素鎳，且該電接觸用合金材料的重量成分比例中，銅占14%、鉑占8%及鎳占1%。8.依據(jù)權(quán)利要求7的電接觸用合金材料，其特征在于所述電接觸用合金材料的較佳表面硬度介于377Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間且較佳電阻系數(shù)介于20.1歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。9.一種探針，主要包含有一電接觸用合金材料，以進(jìn)行半導(dǎo)體元件的測試，其特征在于該電接觸用合金材料是使用如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8其中任何一項所述的合金材料制成。全文摘要本發(fā)明揭露一種電接觸用合金材料及其探針。此種電接觸用合金材料及其探針主要用于半導(dǎo)體元件的測試。此種電接觸用合金材料主要包含有金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)與鉑(Pt)等元素，其特征在于此種電接觸用合金材料是至少經(jīng)固熔(solution)、冷加工(cold-work/rolling)與時效風(fēng)化(aginghardness)等工藝而形成。其中金的重量成份比例不小于73％，銀(Ag)則約占4％。此種電接觸用合金材料的表面硬度介于355Hv維氏硬度與378Hv維氏硬度之間，較佳的電阻系數(shù)則介于15.5歐姆/公分與20.2歐姆/公分之間。文檔編號G01R1/067GK101726634SQ20081016909公開日2010年6月9日申請日期2008年10月20日優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日發(fā)明者林源記申請人:京元電子股份有限公司