[发明专利]测试针和制造测试针的方法

说明书

本发明涉及用于半导体元件电子测试的测试针(100、100')和电绝缘护套元件(300)，其包括导电芯元件(200)，其中芯元件(200)由金属合金构成，护套元件(300)局部地包围芯元件(200)，且芯元件(200)包括用于与半导体元件电接触的远端接触段(210)。根据本发明设定，芯元件(200)的金属合金包含至少67重量%铑、0.1重量%至1重量%锆、最多1重量%钇和最多1重量%铈。本发明还涉及制造本发明的测试针的方法。

本发明涉及用于半导体元件电子测试的测试针，其包括导电芯元件和电绝缘护套元件，其中所述芯元件由金属合金构成，所述护套元件局部地包围芯元件，且所述芯元件包括用于与半导体元件电接触的远端接触段。此外，本发明涉及制造测试针的方法。

在芯片制造过程中，在加工后直接使半导体元件与测试针接触，以在半导体元件的未锯切状态下测试集成电路（IC）的功能性。测试针固定在与半导体元件的设计相匹配的测试卡中。在该测试过程中，将半导体元件压到针上并任选穿过钝化层建立针与IC板之间的接触。然后测试各种参数，如接触、在高电流密度下的通过性能和在温度改变时的电性能。

所述测试针必须具有高电导率和高热导率、良好耐蚀性和高硬度以及良好的弹性（Federeigenschaft）。对许多材料而言，硬度的提高通常伴随着脆度的提高，这对弹性和对可加工性而言是不利的。

由于最新发展趋势是半导体元件上IC的日益小型化，必须实现测试针在测试卡上持续更密集组装的排布。因此，要求测试针越来越细。为了满足这些要求，用于制造测试针的材料必须具有高硬度和良好弹性并且可加工成细线。

钨基测试针已知用于对铝垫片的测试。钨、钨合金和钨陶瓷非常硬，因此适合于接触铝垫片，因为必须首先刺穿铝垫片上普遍存在的氧化层或钝化层。但钨对氧化敏感。形成的氧化钨附着在铝垫片上并由此在接触区域中导致不合意的污染。

钨较不适用于对金垫片的测试，因为金垫片比铝垫片不坚固并出于机械原因通常无法承受用含钨测试针的测试。

为了用于金垫片，Pd合金是已知的，例如Deringer Ney公司的Paliney® H3C或Advanced Probing公司的NewTec®。钯的缺点在于，必需复杂的改型（Umform）工艺和沉积硬化以制造合适的钯合金。这增加必要生产步骤的数量。此外，钯的电导率仅勉强满足要求。

US 2006/0197542 A1和US 2010/0239453 A1公开了用作测试针的铱基合金。铱的热导率和电导率低于其它铂族金属，并是脆且无弹性的，因此难以加工。

因此本发明的目的是克服现有技术的缺点。特别地，本发明的目的是找到一种材料，其与许多钯基和/或铂基合金不同，其足够硬以经受对IC的百万次测试并具有比钯和铂或相应合金更好的热导率和电导率。在此，与虽然具有必要硬度的钨不同，该材料应抗氧化。此外，应容易将该材料加工成细测试针，以满足在测试卡上的高组装密度要求。

为了实现所述目的，提出具有权利要求1的特征的用于半导体元件电子测试的测试针。此外，为为了实现所述目的，提出具有权利要求11的特征的制造用于半导体元件电子测试的测试针的方法。从属权利要求各自阐述优选扩展实施方案。关于测试针所描述的特征和细节在此也适用于方法，反之亦然。

本发明的测试针的特征在于芯元件的金属合金包含：

- 至少67重量%铑；

- 0.1重量%至1重量%锆；

- 最多1重量%钇；和

- 最多1重量%铈。

铱和其它铂族金属与铑相比的缺点在于它们的电导率和热导率较低。高电导率和热导率是用于测试针的合意性质，这些由铑满足。

纯铑具有高弹性模量并在用于测试针时表现出过度塑性行为。因此，推荐将铑和铱制成合金。但是，在大于30重量%的铑含量下，将该材料加工成细线变难并且可预料到频繁的断线。