用於探針板針頭的研磨物質的製作方法

2024-01-31 10:42:15

專利名稱：用於探針板針頭的研磨物質的製作方法
背景技術：
發明所屬領域本發明主要涉及一種用於清潔探針板探針頭的研磨物質，尤其涉及一種能夠從量測半導體晶片所製成半導體片狀器件電氣性質的探針板針頭移除所附著異物的研磨物質。
背景技術：
說明量測半導體晶片所製成半導體片狀器件電氣性質的探針板探針，在使用時系壓頂半導體片狀器件墊並與其接觸。這時，由半導體片狀器件刮落的鋁粉會附著在探針尖(針頭)。若不把鋁粉自針頭移除，停留在針頭的鋁會氧化為氧化鋁，使得探針與墊間的電阻增加。由於電氣接觸在此受到影響，故會產生連續性的缺陷，正確的電氣性質將無法被測出。因此，有許多在探針達到一定使用次數後，清潔針頭移除鋁粉的方法。以下為幾種用來移除鋁粉的方法。
(1)利用研磨頭的方法(參考日本專利申請公開第209896/1993號，第96342/1992號，和第2657/1988號，以及日本實用新型申請公開第11167/1992號)。
(2)利用磨砂板的方法(參考日本專利申請公開第166893/1993號，第177849/1992號，第105940/1991號，第10176/1991號，和第152034/1986號，以及日本實用新型申請公開第26772/1995號)。
(3)利用陶瓷板的方法(參考日本專利申請公開第4969/1986號以及第282829/1989號，日本實用新型申請公開第55338/1986號，日本專利申請公開第2939/1990號，第55835/1989號，和第170933/1988號)。
(4)利用研磨性粒子的方法(日本實用新型申請公開第97840/1986號)。
(5)利用磨沙玻璃的方法(參考日本專利申請公開第199141/1995號)。
(6)利用玻璃塗層的方法(參考日本專利申請公開第76242/1991號)。
以上方法，均是以針頭壓頂墊面以移除鋁粉，如同探針正常使用下的情形。然而這些方法存在下列問題。
(1)針頭斷裂。
(2)附著在間隔溝的鋁粉無法移除，因為陶瓷板表面的凸出與凹下部份間距在1-12μm範圍，而針頭(接觸表面)的間距約為0.35μm。
(3)針頭磨耗，探針使用期限短。
(4)針頭在相同於正常探針操作的負荷下(約2.5kgf)，形狀易遭變形。
除了以上之外，另外亦曾揭示一種利用微粉末研磨物與基座材料混合所得清潔材料的方法(參考日本專利申請公開第244074/1995號)。
這個方法中的清潔材料可以延長探針壽命。然而使用這種清潔材料仍無法解決上述的(1)，(2)，與(4)項問題。
本發明針對這個情況而成立，其目的是提供一種供探針板針頭使用的研磨物質，它不僅能夠有效移除附於探針針頭的異物，並能避免針頭的損壞與變形，且可延長探針壽命。
發明概述本發明以上目的可以通過提供一種用於探針板針頭的研磨物質而達到，該研磨物質包括一含有微粉末研磨粒子層塗敷在基質上的研磨層，與具有緩衝作用與彈性的軟墊層。
在本發明一較佳具體實例中，接觸探針板針頭的研磨層的表面，具有與探針板針頭圖案相對應的不規則圖案；而該軟墊層包含改性聚丙烯腈樹脂。
附圖簡述附

圖1為本發明的用於探針板針頭的研磨物質具體實例的示意剖面圖。
附圖2顯示本發明中，研磨層外型與探針板針頭外型間關係的示意剖面圖。
發明詳細說明與較佳實施例本發明可以參照一具體實例與附圖作更詳盡的說明。
如附圖1與2所示，本發明的用於探針板針頭的研磨物質，包括以微粉末研磨粒子5施加於基材1上的研磨層3，與具有緩衝作用與彈性的軟墊層4。研磨層本發明所用研磨層包含施加於基材1上的研磨粒子層2。基材基材1需提供研磨粒子層2所需的一定剛度，因為本發明的研磨物質系與探針板共同固定在特種機器上，並自動移動，固定和拆除。基材1特定材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚乙烯萘，氯乙烯，聚丙烯和紙漿布。
基材1厚度以在例如由12到250μm範圍為佳，但實質上厚度並無限制。
研磨粒子層使用在研磨粒子層2的研磨粒子5，應選擇與安排其平均顆粒直徑使針頭外型與針頭6不規則外型相符的粒子為佳，如此可提高磨削與清潔效果。又以採用平均顆粒直徑等於或小於針頭6凹下部份與凸起部份間隔距離(以下稱為不規則間距)的粒子為較佳。在使用不規則間距為0.35μm的針頭6時，研磨層表面粗糙度(Sm)以低於0.35μm為較佳。同時，研磨粒子5平均顆粒直徑亦應在0.5μm-3μm之間。
藉圖2所示此種結構，研磨粒子5尖頂可按照針頭不規則性插進針頭凸出部分，以有效移除異物。
以下材料可用作研磨粒子層2氧化鋁，碳化矽，氧化鉻，CBN，金剛石粉末，氧化鈰，二氧化矽(SiO2)，與氧化鋯(Zr2O3)，其它材料亦不受限制。
研磨粒子層2施加至基材1上的方式並無限制，例如，可以採用凹版塗覆，刮刀塗覆等等槳料塗覆方法，或是可使用靜電塗覆，沉落塗覆，及類似的方法，然而需要依照研磨粒子的平均顆粒直徑，安排研磨粒子在研磨粒子層2的密度分布，以使研磨層3表面形狀對應於針頭6的不規則外型。
基材1厚度以在15到300μm範圍較佳。若厚度小於15μm，研磨層3強度會降至使研磨層3趨於破裂。另外，若厚度超過300μm，則處理性質會受到傷害。軟墊層本發明的軟墊層4需具有彈性與緩衝作用，以避免研磨層3接觸到針頭6時使其損害或變形，並延長探針壽命。
軟墊層4需具備下列材料性質。例如，在使用泡沫材料為軟墊層時，其較佳撓曲彈性模量在1.2×103到9.0×103kg/cm2，而使用發泡橡膠或改性聚丙烯腈材料為軟墊層時，較佳的肖氏硬度A在30到90。
軟墊層4特定材料的範例為丙烯酸(酯)類樹脂，合成橡膠及發泡材料。
通過此種結構，軟墊層4與針頭6間強制壓力(壓力負荷)可在0.3到0.5kg/cm2範圍。厚度則以在300μm到500μm間為佳。若小於300μm，壓力負荷會過載，若大於500μm，軟墊層本身的處理即甚困難。
研磨層3與軟墊層4間的貼層方式雖無限制，但可採用壓敏粘合或膠合，例如熱熔膠合。
本發明的研磨物質包含研磨層3和軟墊層4的雙層結構。因此本發明研磨物質具有適當剛度，彈性和緩衝作用。同時，本發明可以分別提供研磨層3與軟墊層4，再根據探針板性質或規格將其合併，以有效提供所需的研磨物質。
實施例本發明通過實施例作更詳細說明，但對本發明並無任何限制性。
所提供使用的研磨層為超細膜研磨材料(Imperial Lapping FilmTM(氧化鋁1mil1μm type DH)，由Sumitomo 3M Ltd製造)，是以平均直徑為0.1μm的氧化鋁研磨粒子與聚酯類樹脂，以4∶1比例混合製造，再將製得的混合材料以漿塗覆方式，塗布於厚度為24μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上。另外，作為軟墊層的是一結構粘合膠帶，厚度為1.0mm(VHB Y-4910JTM，Sumitomo 3M Ltd製造)，其系以丙烯酸(酯)類樹脂為主成份，具適當粘性，肖氏硬度為50。該超細膜研磨物與結構粘合膠囊經層疊加壓，製得本發明的研磨物質。
利用此種研磨物質，可以研磨及清潔探針的針頭。結果使得研磨層凹部與凸部間距減少到小於0.35μm，而壓力負荷可降至約0.3kgf。
使用此種研磨物質研磨和清潔探針板針頭，可以在研磨和清潔針頭時不致使針頭變形，並可以減少針頭磨耗，延長探針壽命，以及降低接觸電阻。
正如以上所示，本發明可提供一種用於探針板針頭的研磨物質，其不僅能夠有效去除附著於探針針頭的異物，有效保護針頭不受損壞與變形，並且可延長探針壽命。
權利要求
1.一種用於探針板針頭的研磨物質，它包括含有塗覆於基材的微粉研磨粒子層的研磨層，以及具有緩衝作用和彈性的軟墊層。
2.如權利要求1所述的用於探針板針頭的研磨物質，其特徵還在於所述的接觸探針板針頭的研磨層表面具有相應於探針板針頭圖案的不規則圖案。
3.如權利要求1或2所述的用於探針板針頭的研磨物質，其特徵還在於所述的軟墊層包含改性聚丙烯腈樹脂。
全文摘要
一種用於探針板針頭的研磨物質,其可有效移除附著在探針針頭的異物;保護針頭不受破壞與變形,延長探針壽命。該用於探針板針頭的研磨物質包括一磨料層,及一個具有緩衝作用與彈性的軟墊層,所述磨粒層包含塗敷於基材的微粉顆粒磨粒層。
文檔編號B24B19/00GK1252745SQ98804406
公開日2000年5月10日 申請日期1998年4月16日 優先權日1997年4月22日
發明者前田登士郎, 鐮田直哉, 田中一雄, 吉住禮二 申請人:美國3M公司, 日本電氣株式會社