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用于制造接触探针的方法

阅读:715发布:2022-10-02

专利汇可以提供用于制造接触探针的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于制造 接触 探针(10)的方法,提供以下步骤: 光刻 步骤,通过光刻在形成于导电 基板 上的抗蚀剂中形成接触探针(10)的图案、位于接触探针周围的 框架 形的系杆(20)的图案以及连接这两个图案的连接部(30)的图案,从而获得 树脂 模具; 电铸 步骤,通过电铸在树脂模具上形成由金属材料制成的层,以形成金属结构(1),在该金属结构中,接触探针(10)与系杆(20)通过连接部(30)一体形成;移除步骤,移除树脂模具和导电基板;电 镀 步骤,在移除步骤之后,通过 电镀 在金属结构(1)的表面上形成镀层;以及分离步骤,在电镀步骤之后,使得接触探针(10)与金属结构(1)分离。因此,能够提供用于制造接触探针(10)的方法,通过该方法,具有均匀厚度的镀层能够容易地形成在表面上。,下面是用于制造接触探针的方法专利的具体信息内容。

1.一种用于制造接触探针(10)的方法,包括以下步骤:
光刻步骤:通过光刻在形成于导电基板上的抗蚀剂中形成接触探针(10)的图案、位于所述接触探针周围的框架形的系杆(20)的图案以及连结这两个图案的连结部(30)的图案,从而获得树脂模具;
电铸步骤:通过电铸在所述树脂模具上形成由金属材料制成的层,以形成金属结构(1),在所述金属结构中,所述接触探针(10)与所述系杆(20)在所述连结部(30)处一体形成;
移除步骤:移除所述树脂模具和所述导电基板;
步骤:在所述移除步骤之后,通过电镀在所述金属结构(1)的表面上形成镀层;以及
分离步骤:在所述电镀步骤之后,使得所述接触探针(10)与所述金属结构(1)分离。
2.根据权利要求1所述的用于制造接触探针(10)的方法,包括研磨步骤:在所述电镀步骤之前研磨所述金属结构(1)的表面。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造接触探针(10)的方法,其中,所述接触探针(10)的图案、位于所述接触探针周围的框架形的系杆(20)的图案以及连结这两个图案的所述连结部(30)的图案构成基本图案,并且
在所述光刻步骤中,在一个所述抗蚀剂中连续地形成多个所述基本图案。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于制造接触探针(10)的方法,其中,在所述系杆(20)中形成有用于安装馈电治具的定位部。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于制造接触探针(10)的方法,其中,所述镀层是铑、金和中的任一种。

说明书全文

用于制造接触探针的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于制造接触探针的方法,该接触探针在其表面上形成有层。

背景技术

[0002] 通常,具有许多接触探针的探针卡已经被用于对诸如包括IC、LSI等的半导体芯片和包括LCD等的液晶器件的电子部件的电气检查。在检查过程中,使接触探针的前端与电子部件的电极极板接触,以从电子部件收集各种数据。
[0003] 近几年来,随着电子部件被进一步地小型化和集成化,电极极板已经被逐渐地设有更窄的节距,并且需要与例如100μm或更小的节距相对应的精细接触探针。作为用于制造这样的精细接触探针的方法,已经提出通过作为光刻电铸的组合的LIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung)的制造方法(参见日本专利特开No.2001-343397(专利文献1),日本专利特开No.2005-127952(专利文献2),和日本专利特开No.2008-128882(专利文献3))。
[0004] 引用列表
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本专利特开No.2001-343397
[0007] 专利文献2:日本专利特开No.2005-127952
[0008] 专利文献3:日本专利特开No.2008-128882

发明内容

[0009] 最近,已经存在在接触探针的表面上形成金(Au)、铑(Rh)等的镀层的需求,以用于改善接触探针的诸如滑动性能和耐腐蚀性的特性的目的。然而传统地,还没有提出用于在接触探针的表面上形成具有均匀厚度的镀层的适当方法。
[0010] 在用于制造接触探针的常规方法中,为了在其表面上形成镀层,可以通过将每个制成的接触探针浸入到电镀液中而执行电镀。然而根据该方法,电流集中在接触探针的拐部上,这导致镀层在拐角部处变厚的所谓的边缘效应。因此,难以在整个表面上形成具有均匀厚度的镀层。
[0011] 此外,还想到在接触探针周围设置系杆,并且在形成镀层的过程中将系杆用作假阴极,以此作为用于减少边缘效应的改进措施。然而,难以提供相对于精细接触探针的系杆。即使能够提供系杆,也难以以高精度调节系杆相对于接触探针的位置,并且不能预期系杆作为使电流分布均匀化的假阴极的效果。因此,难以减少镀层厚度的变化。
[0012] 考虑到上述情况完成了本发明,并且本发明的一个目的是提供一种用于制造接触探针的方法,能够容易地在接触探针的表面上形成具有均匀厚度的镀层。
[0013] 本发明通过利用LIGA方法形成接触探针与系杆在连结部处一体形成的金属结构,在金属结构的表面上形成镀层,并且之后使得接触探针与金属结构分离来解决上述问题。
[0014] 本发明中的用于制造接触探针的方法的特征在于包括:
[0015] (1)光刻步骤:通过光刻在形成于导电基板上的抗蚀剂中形成接触探针的图案、位于接触探针周围的框架形的系杆的图案和连结这两个图案的连结部的图案,从而获得树脂模具;
[0016] (2)电铸步骤:通过电铸在树脂模具上形成由金属材料制成的层,从而形成金属结构,在该金属结构中,接触探针与系杆在连结部处一体形成;
[0017] (3)移除步骤,移除树脂模具和导电基板;
[0018] (4)电镀步骤,在移除步骤之后,通过电镀在金属结构的表面上形成镀层;以及[0019] (5)分离步骤,在电镀步骤之后,使得接触探针与金属结构分离。
[0020] 根据该结构,通过形成接触探针与系杆在连结部处一体形成的金属结构,并且在其上形成镀层,系杆能够被用作假阴极。这能够抑制电流集中在接触探针的拐角部上,并且使电流分布均匀化。此外,由于系杆通过LIGA方法经由连结部整体地形成在接触探针周围,所以系杆能够相对于接触探针布置为在它们之间具有预定空间,并且因此系杆能够被定位在预定位置处。因此,能够抑制镀层在接触探针的拐角部上变厚,能够减少镀层的厚度变化,并且能够在接触探针的整个表面上形成具有均匀厚度的镀层。
[0021] 作为本发明中的制造方法的一个方面,该方法包括在电镀步骤之前研磨金属结构的表面的研磨步骤。
[0022] 根据该结构,通过包括研磨金属结构的表面的研磨步骤,接触探针能够被调整为具有预定厚度。此外,由于在系杆形成在接触探针周围的状态下执行研磨,所以在研磨过程中系杆用作支撑件,并且能够在将均匀地施加在接触探针的表面上的同时执行研磨,这能够防止接触探针中发生不对称磨损。相反地,当以常规方式通过用于研磨每个接触探针的方法执行研磨时,在与接触探针的中央部相比时,力可能会施加至接触探针的拐角部,并且难以将力均匀地施加在接触探针的表面上。因此,不对称磨损可能发生在接触探针的拐角部处。
[0023] 作为本发明中的制造方法的一个方面,接触探针的图案、位于接触探针周围的框架形的系杆的图案和连结这两个图案的连结部的图案构成基本图案,并且在光刻步骤中,在一个抗蚀剂中连续地形成多个基本图案。
[0024] 根据该结构,通过在一个抗蚀剂中形成多个基本图案,能够形成具有多个接触探针的金属结构。因此,该制造方法能够一次制造多个接触探针,并且具有良好的量产性。
[0025] 本发明中的用于制造接触探针的方法通过形成接触探针与系杆在连结部处一体形成的金属结构,并且在金属结构上形成镀层,能够容易地在接触探针的表面上形成具有均匀厚度的镀层。附图说明
[0026] 图1是图示根据实例1的金属结构的示意性平面图。
[0027] 图2是在图1中示出的金属结构的示意性放大概略平面图。
[0028] 图3图示了根据实例1的接触探针,其中图3(A)是示意性平面图并且图3(B)是示意性侧视图。

具体实施方式

[0029] 本发明中的用于制造接触探针的方法包括如下所述的光刻步骤、电铸步骤、移除步骤、电镀步骤和分离步骤。尽管本发明中的用于制造接触探针的方法在采用LIGA方法方面与常规的制造方法相同,但是在形成接触探针与系杆在连结部处一体形成的金属结构方面是不同的。在下文中,将描述本发明中的用于制造接触探针的方法中的每个步骤。
[0030] 光刻步骤通过光刻在形成于导电基板上的抗蚀剂中形成接触探针的图案、位于接触探针周围的框架形的系杆的图案和连结这两个图案的连结部的图案,从而获得树脂模具。作为导电基板,例如能够使用由(Cu)、镍(Ni)、不锈等制成的金属基板。此外,也能够使用喷镀有诸如(Ti)或铬(Cr)等的金属的基板。作为抗蚀剂,能够使用主要由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚甲基丙烯酸酯组成的树脂,或者对紫外(UV)射线或X射线敏感的化学增幅型树脂。可以根据将要形成的金属结构(接触探针)的厚度任意地设定抗蚀剂的厚度,并且例如设定为大约40μm至500μm。
[0031] 具有预定图案的掩模被布置在形成于导电基板上的抗蚀剂上,UV或X射线被施加通过该掩模从而在抗蚀剂中形成预定图案,并且由此获得树脂模具。这里,预定图案指的是与将要形成的金属结构的形状相对应的图案,并且具体地,形成接触探针的图案、位于接触探针周围的框架形的系杆的图案和连结这两个图案的连结部的图案。当形成具有大于100μm的厚度和大的宽高比的金属结构时,或者当形成具有大约±2μm的高精度的金属结构时,使用具有比UV射线的波长(波长:200nm)短的波长的X射线(波长:0.4nm)是优选的。在X射线中,使用具有高指向性的同步辐射(SR)的X射线是更优选的。通过使用SRX射线的LIGA方法,能够执行深光刻,并且能够以微米级的高精度形成具有几百微米厚度的金属结构。另一方面,通过使用UV射线能够追求成本方面的优点。
[0032] 与金属结构的形状相对应的图案形成在掩模中,并且掩膜包括UV或X射线等的吸收层,以及透光性基材。作为透光性基材,在用于X射线的掩模的情况下能够使用氮化硅(SiN)、硅(Si)、金刚石、钛(Ti)等,并且在用于UV射线的掩模的情况下能够使用石英玻璃等。作为吸收层,在用于X射线的掩模的情况下能够使用诸如金(Au)、钨(W)或钽(Ta)的重金属、它们的化合物等,并且在用于UV射线的掩模的情况下能够使用铬(Cr)等。当使用正型抗蚀剂时,由于抗蚀剂的暴露部通过施加UV或X射线而改变性质,所以暴露部通过显影而被移除并且非暴露部保留,并且因此获得树脂模具。另一方面,当使用负型抗蚀剂时,暴露部保留并且非暴露部以相反的方式被移除,并且因此与在正型抗蚀剂的情况下相反的图案形成在掩模中。
[0033] 电铸步骤通过电铸在树脂模具上形成由金属材料制成的层,从而形成金属结构,在该金属结构中,接触探针与系杆在连结部处一体形成。作为金属材料,例如能够使用镍(Ni)或镍合金。作为镍合金,能够使用镍锰(Ni-Mn)合金、镍(Ni-Fe)合金、镍钴(Ni-Co)合金、镍钨(Ni-W)合金、镍钯(Ni-Pd)合金等。
[0034] 移除步骤移除树脂模具和导电基板。树脂模具例如能够通过湿法腐蚀或等离子腐蚀而被移除。导电基板例如能够通过使用酸或的湿法腐蚀而被移除,或者能够被机械地移除。
[0035] 另外,该方法可以根据需要包括研磨金属结构的表面的研磨步骤,从而将接触探针调整为具有预定厚度。研磨步骤可以在如下所述的电镀步骤之前和如上所述的移除步骤之前执行。研磨步骤研磨金属结构的与导电基板相对的表面。
[0036] 电镀步骤通过在移除步骤之后电镀而在金属结构的表面上形成镀层。用于形成镀层的材料能够取决于预期使用和所需特性而适当地选择,并且能够使用铑(Rh)、金(Au)、铜(Cu)等。当镀层由Rh形成时,能够改善接触探针的滑动特性。当镀层由Au形成时,能够改善耐腐蚀性和可焊性。当镀层由Cu形成时,能够改善导电性。还能够取决于预期使用和所需特性来确定镀层的厚度。
[0037] 在电镀步骤中,金属结构被浸入到电镀液中以执行电镀。此时,安装有馈电治具的金属结构被布置在电镀槽中。即使金属结构在相同的条件下被电镀,将金属结构布置在电镀槽内的位置的变化也可能会影响将要形成的镀层的厚度。因此,形成用于将上述治具安装在金属结构的系杆中的诸如定位孔或定位切口这样的定位部是优选的。由此,能够确保用于布置金属结构的位置的再现性。
[0038] 分离步骤在如上所述的电镀步骤之后使得接触探针与金属结构分离。具体地,通过切割连结部使得接触探针与金属结构分离而获得接触探针。
[0039] [实例]
[0040] 使用如上所述的本发明中的用于制造接触探针的方法,制造了接触探针,并且评估了镀层厚度的变化。
[0041] 在本实施例中,通过LIGA方法生产如图1和图2所示的金属结构1,从而制造图3中所示的形状的接触探针10。如图3所示,接触探针10是直线状的(长度:大约8mm,横截面:大约35×40μm),并且具有在一端(前端)处的用于与被检查的电极极板接触的接触部101,以及在另一端处的被连接至检查装置的连接部102。
[0042] 如下所述形成金属结构1。接触探针10的图案、位于接触探针周围的框架形的系杆20的图案和连结这两个图案的连结部30的图案构成基本图案,并且在光刻步骤中在形成于导电基板上的抗蚀剂中连续地形成多个基本图案,从而获得树脂模具(参见图1和图2)。然后,在电铸步骤中,通过电铸在树脂模具上形成由镍制成的层,从而形成金属结构1,在该金属结构中,接触探针10与系杆20在连结部30处一体形成。在本实施例中,在一个抗蚀剂中形成80个基本图案,从而在金属结构1中形成80个接触探针10。
[0043] 此外,在金属结构1中,三个矩形突片22被设置在上边缘侧上的系杆20中,并且安装孔220形成在每个突片22中。每个都具有安装孔220的突片22也通过在光刻步骤中形成图案而形成,并且同时通过电镀而形成。
[0044] 接下来,移除树脂模具和导电基板,并且之后金属结构1的表面被研磨以调整接触探针10的厚度。
[0045] 随后,具有安装至系杆20中的安装孔220的馈电治具的金属结构1被布置在电镀槽内,并且被浸入到市售的铑电镀液中以执行电镀。由此,铑镀层形成在金属结构1的表面上。在本实例中,镀层的目标厚度被设定为0.5μm。此外,通过在系杆20中设置用于馈电治具的安装孔220,提高了馈电治具的安装精度,并且相对于电镀槽布置金属结构1的位置能够被精确地确定,这导致改善的再现性。
[0046] 在电镀之后,金属结构1被从电镀槽中取出并被清洁,然后连结部30被切割,从而使得接触探针10与金属结构1分离(参见图1和2)。由此,获得多个接触探针10(参见图3)。
[0047] 从获得的多个接触探针中选取任意三个接触探针,并且使用扫瞄电子显微镜(SEM)观察在每个接触探针的前端的三个位置处的横截面,以测量镀层的厚度分布。这里,在接触探针的每个横截面(总共九个横截面)中测量镀层的最薄部分的厚度(最小厚度)和最厚部分的厚度(最大厚度)。结果,在所有的测量中,镀层的厚度分布在0.4至0.6μm的范围内。
[0048] 为了比较,通过LIGA方法制作具有与实例1中相同的形状的多个接触探针,并且通过电镀在每个接触探针的表面上形成镀层。与实例1中相同地形成镀层,并且镀层的目标厚度被设定为0.5μm。然后,与实例1中相同地测量镀层的厚度分布。结果,在所有的测量中,当与其它部分相比时,镀层在每个接触探针的拐角部上变厚,并且镀层的厚度分布在0.2至1.2μm的范围内。
[0049] 根据上述结果,发现根据本发明中的用于制造接触探针的方法,能够减少镀层厚度的变化,并且能够改善镀层的厚度分布。即,能够容易地在接触探针的表面上形成具有均匀厚度的镀层。
[0050] 注意到本发明不限于上述实例,并且能够在不背离本发明的要旨的范围内被适当地修改本发明。例如,接触探针(金属结构)的材料和形状可以被适当地修改。此外,镀层的材料和厚度可以被适当地修改。
[0052] 本发明中的用于制造接触探针的方法能够适当地应用于在表面上具有镀层的接触探针的制造。
[0053] 附图标记列表
[0054] 1:金属结构;10:接触探针;101:接触部;102:连接部;20:系杆;22:突片;220:安装孔;30:连结部。
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