专利名称：合金探针的微机电制造方法
技术领域：
本发明涉及一种探针的制造方法，特别是涉及一种可以制作出能防沾 污与防止氧化的探针，还可消除核心层与导电层的界面缝隙与^^针内部应 力，使探针具有较强的韧性、不易断裂以及具有高导电性功效的防沾污与防 止氧化的合金探针的微机电制造方法.背景技术在半导体测试技术中，探针是探测卡(probe card)的一重要元件，可以 用于探触晶圓、球格阵列(Ball Grid Array Package,简称BGA)封装件、巻 带承栽封装式(Tape Carrier Package,简称TCP)封装件、薄膜袭晶(Chip on Fi lm，简称COF)封装件等半导体产品的电极端或测试垫.随着制造方法的微 小化精进，探针的形成与设置是由以往的独立式拉针、湿式电镀与人工摆 针方式改为可高准确度生产的微机电制造.虽然在形状上可以变得徵小与 多样式，然而以目前的微机电制造方法得到的探针会有氧化生锈的问题，请参阅图1所示，是现有习知的探针的局部立体示意图. 一种以a 电制造方法制作的习知探针IOO，包含有一第一表面层lll、 一笫一导电层 121、 一核心层130、 一第二导电层122以及一第二表面层112,其是利用 电镀方式逐层叠设，而制成一探针.请参阅图2所示，是现有习知的探针的截面示意图.现有习知的探针 IOO的微机电制造方法，是运用微影成像与电镀(或电铸)技术，使用一光阻 层并膝光显影出条状沟槽(图未绘出)，经多道电镀41^,在一JM110的牺 牲层11上形成该探针100的第一表面层111、在该第一表面层111上形成 该第一导电层121、在该第一导电层121上形成该核心层130、在该核心层 130上形成该第二导电层122、以及在该第二导电层122上形成该第二表面 层112,请参阅图1及图2所示，该现有习知的探针100中，该核心层130是 与第一表面层lll、第一导电层121、第二导电层122与第二表面层112皆 为等宽，该核心层130在探针的两侧是具有未^面层111、 112包覆的显 露側面131。在半导体测试环境中的高温温度与湿度，^t该核心层130的 显露側面131容易产生氧化的问题，而导致探针短时间老化，层与层之间 容易剥离，使得讯号传递延迟，故会存在有测试失真的问题.由此可见.上述现有的探针的微机电制造方法在方法与使用上，显然仍
存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进.为了解决上述存在的问趙，相 关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被 发展完成，而一般制造方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然 是相关业者急欲解决的问題.因此如何能创设一种新的合金探针的微机电 制造方法，实属当前重^"研发课题之一，亦成为当前业g需改进的目标，有鉴于上述现有的探针的微机电制造方法存在的缺陷，本发明人基于 从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运 用，积极加以研究创新，以期创设一种新的合金探针的微机电制造方法，能 够改进一般现有的探针的銜^电制造方法，使其更具有实用性，经过不断的 研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明.发明内容本发明的主要目的在于，克服现有的探针的a电制造方法存在的缺陷，而提供一种新的^ir探针的胁电制造方法，所要解决的技术问^A使 其可以达到以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的探针，从而 更加适于实用.本发明的另一目的在于，提供一种新的合金探针的銜K电制造方法，所 要解决的技术问题是使其可以消除核心层与导电层的界面缝咪与探针内部 应力，使微机电制造方法制作的探针具有较强韧性不易断裂与高导电性的 功效，从而更加适于实用.本发明的目的及解决其技术问題是采用以下技术方案来实现的.银拔 本发明提出的一种合金探针的銜机电制造方法,其包括以下步稞:提供一基 板;在该基板上形成一探针的一第一表面层；在该第一表面层上形成一探针 的一第一导电层，其中该第一导电层的宽M小于该第一表面层的宽度，以 使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘；在该第一导电层上形 成一探针的核心层；在该核心层上形成一探针的一第二导电层；以及在该 第二导电层上形成一探针的一第二表面层，该第二表面层是两側延伸至该 第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层，本发明的目的及解决其技术问題还可采用以下技术措施进一步实现.前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的^41是预先形成有一 牺牲层。前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的笫二导电层是沿该核 心层的两倒延伸并连接至该第一导电层.前述的合金探针的微机电制造方法，其另包括有一退火步骤，以加强该核心层的柔韦刃性并消除应力。前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的退火步骤是用以消除
该核心层与该第 一及第二导电层的界面缝隙。前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的第一表面层与该第二 表面层的材质是包含有钯(Pd)。前速的会佥探针的微机电制造方法，其中所述的第一导电层与该第二 导电层的材质是包含有金(Au)。前述的合金探针的微机电制造方法，其中所述的核心层的材质是包含 有镍(Ni)。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了 达到上述目的，本发明提供了一种合金探针的微机电制造方法，其是在一基 板上依序形成一探针的一第一表面层、 一第一导电层、 一核心层、 一第二 导电层以及一第二表面层。其中，该第一导电层的宽度是小于该第一表面层 的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘。而该第二表 面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导 电层及该第二导电层。藉由此一微机电制造方法所制成的合金探针能够解 决核心层氧化的问题。借由上述技术方案，本发明合金探针的微机电制造方法至少具有下列 优点1、 本发明克服了现有的探针的微机电制造方法存在的缺陷，可^达到 以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的探针，从而更加适于实用。2、 本发明还可以消除核心层与导电层的界面缝隙与探针内部应力，使 微机电制造方法制作的探针具有较强的韧性、不易断裂以及具有高导电性 的功效，从而更加适于实用。综上所述，本发明新颖的合金探针的微机电制造方法，具有上述诸多 优点及实用价值，其不论在制造方法或功能上皆有较大的改进，在技术上 有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的探针的微机电制 造方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用 价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图1是现有习知的探针的局部立体示意图。 图2是现有习知的探针的截面示意图。
图3A至图3E是依据本发明的第一具体实施例，在一种合金探针的微机电制造方法中的一a截面示意图。图4是依据本发明的第一具体实施例，该合金探针的局部立体示意图。 图5A至图5B是依据本发明的第二具体实施例，在另一种合金探针的微机电制造方法的退火步骤中该合金探针的截面示意图。10:基板11:牺牲层2120:基板21:牺牲层21100:探针111:第一表面层112:第二表面层121:第一导电层122:第二导电层130:核心层131:显露側面200:合金探针211:第一表面层212:第二表面层213:显露边缘221:第一导电层222:第二导电层230:核心层231:顶面232:側面240:界面缝隙具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的M探针的微机电制 造方法其具体实施方式
、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图3A至图3E以及图4所示，图3A至图3E是依据本发明的第 一具体实施例在一种合金探针的微机电制造方法中的一基板的截面示意 图，图4是依据本发明的第一具体实施例制得的该合金探针的局部立体示意 图。在本发明第一具体实施例揭示了一种合金探针的微机电制造方法，其包 括以下步骤首先，请参阅图3A所示，首先提供一基板20。在该基板20上形成一探 针的一第一表面层211。该J4120预先形成有一牺牲层21。该基板20可 为一半导体晶圓、 一陶瓷基板、 一玻璃基板或是一不4f钢板。而该牺牲层 21是为容易剥离或移除的物质，如奈米剥离层。该第一表面层211的形成 方法可先形成一溅镀层(图未绘出)作为电镀晶种层，再以光阻形成所需的 探针图案。在本实施例中，该第一表面层211是为条状。请参阅图3B所示，在该笫一表面层211上形成一探针的一第一导电层 221,该第一导电层221的形状可为任意条状。其中该第一导电层221的宽 度是小于该第一表面层211的宽度，以使该第一表面层211具有环绕该第 一导电层221的显露边缘213。可利用另一光阻(图未绘出)以界定该第一导 电层221的电镀区域。之后，请参阅图3C所示，可在该第一导电层221上形成一探针的核心 层230。该核心层230具有一顶面231与在两側的側面232。请参阅图3D所示，在该核心层230的顶面231上形成一探针的一第二 导电层222。在本实施例中，该第二导电层222是沿该核心层230的两侧侧 面232延伸并连接至该第一导电层221,可以增进导电传输速度与防止该核 心层230的氧化。最后，请参阅图犯所示，在该第二导电层222上形成一探针的一第二表 面层212,该第二表面层212是由探针两侧延伸至该第一表面层211的显露 边缘213，以包覆该核心层230、该第一导电层221及该第二导电层222。最 后，可由该基板20剥离得到一以微机电制造方法制作的合金探针200。请参阅图4所示，是依据本发明的第一具体实施例，该合金探针的局部 立体示意图。该核心层230的两侧侧面232会包覆有该第二表面层212，甚 至可以包覆有该第.二导电层222，故该合金探针200的核心层230在探针的 针身四周是被该第一表面层211与该第二表面层212所包覆，未有显露表 面，故能解决现有习知的樣史机电探针在核心层侧向产生氧化的问题，因此可 以达到以微机电制造方法制作出能够防沾污与防止氧化的合金探针200。此外，通常该第一表面层211与该第二表面层212的材质是包含有钯 (Pd),而具有防沾污与防止氧化的功效。该第一导电层221与该第二导电层 222的材质是包含有金(Au)，而具有高导电性与防止氧化的功效。此外，该 核心层230的材质可包含有镍(Ni)及其他金属添加物，具有较强的韧性不 容易断裂。请参阅图5A至图5B所示，是依据本发明的第二具体实施例，在另一种 合金探针的微机电制造方法的退火步骤中该合金探针的截面示意图。本发 明第二具体实魂例揭示f另一种合金探针200的微机电制造方法，其主要 步骤与前述第一具体实施例的制造方法步骤相同，其另更包括有一退火 (anneal ing)步骤，该退火步骤是对该探针200加热再緩緩降温，以加强该 核心层230的柔韧性并消除探针200内部应力。如图5A所示，在退火步骤之前，该核心层230与该第二导电层222之 间可能会留有一界面缝隙240。如图5B所示，在退火步骤之后，能消除该核心层230与第二导电层 222 (或/及该第一导电层221)之间的界面缝隙240,使该核心层230对该第 一导电层221与第二导电层222有着良好的结合性。以上所迷，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种合金探针的微机电制造方法，其特征在于其包括以下步骤提供一基板；在该基板上形成一探针的一第一表面层；在该第一表面层上形成一探针的一第一导电层，其中该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘；在该第一导电层上形成一探针的核心层；在该核心层上形成一探针的一第二导电层；以及在该第二导电层上形成一探针的一第二表面层，该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。
2、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的基板是预先形成有一牺牲层。
3、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的第二导电层是沿该核心层的两側延伸并连接至该第一导电层。
4、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 另包括者一退火步骤，以加强该核心层的柔韧性并消除应力。
5、 根据权利要求4所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的退火步骤是用以消除该核心层与该第一及第二导电层的界面缝 隙。
6、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的第一表面层与该第二表面层的材质是包含有钯(Pd)。
7、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的第一导电层与该第二导电层的材质是包含有金(Au)。
8、 根据权利要求1所述的合金探针的微机电制造方法，其特征在于其 中所述的核心层的材质是包含有镍(Ni)。
全文摘要
本发明是有关于一种合金探针的微机电制造方法，其是在一基板上依序形成一探针的一第一表面层、一第一导电层、一核心层、一第二导电层以及一第二表面层。其中，该第一导电层的宽度是小于该第一表面层的宽度，以使该第一表面层具有环绕该第一导电层的显露边缘。而该第二表面层是两侧延伸至该第一表面层的显露边缘，以包覆该核心层、该第一导电层及该第二导电层。藉由此一微机电制造方法所制成的合金探针能够解决核心层氧化的问题。
文档编号H01L21/66GK101131400SQ20061011127
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月21日 优先权日2006年8月21日
发明者何淑静, 刘安鸿, 李宜璋, 林勇志, 黄祥铭 申请人:南茂科技股份有限公司;百慕达南茂科技股份有限公司