针尖结构及针尖成型方法技术

一种针尖结构，包括一块体，其含有一基座部分和从基座部分的一边缘凸出的一鼻端，鼻端上具有一接触点，其中，块体具有一轮廓，轮廓在基座部分的投影截面积宽度大于在接触点的投影截面积宽度。一种针尖成型方法，其中，包括下列步骤：Ａ：提供一具有一孔洞的牺牲层；Ｂ：以牺牲层为模具形成一块体在孔洞中，块体含有一基座部分和从基座部分的一边缘凸出的一鼻端；Ｃ：形成一遮蔽层覆盖块体的第一表面，遮蔽层具有一开口暴露块体的第二表面；Ｄ：从开口部分蚀刻块体，使鼻端上形成一接触点；Ｅ：移除遮蔽层；Ｆ：移除牺牲层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微接触结构(microcontact)，具体地说，是一种针尖结 构及针尖成型方法。
技术介绍
微接触结构应用于晶圆探针卡(probe card)及集成电路(IC)测试，作为 组件与组件之间的暂时性电性连接。例如Gleason等人的美国专利第 6256882号曾描述一种已知的探针头，在光阻定义的孔洞中电镀金属形成 针尖。不过这种完全电铸成型的方法制作的针尖结构细长不稳，而且针尖 底部截面积小，界面接着力差，在长时间往复接触待测物时容易因为侧向 剪力而脱落。Mathieu等人的美国专利第66791176号提出一种针尖制作方 法，虽然可以直接在针体上制作针尖，而且针尖具有较大面积的底部增加 接着力，但是仍有无法克服的困难。为了更清楚说明，图l描述此类直接 蚀刻金属成型的过程。首先在光阻10定义的孔洞中电镀金属12，接着在 金属12的中央处覆盖遮蔽层14，然后以化学液从金属12的外环进行等向 性蚀刻形成曲面16，因而在金属12的中央处形成针尖18。这种单纯等向 性金属蚀刻的控制困难，针尖18的形状大小完全取决于蚀刻速度，尤其 是从多方向产生的蚀刻变异加工，造成针尖形状一致性控制困难。此外， 由于化学蚀刻具有等向性，要达到一定针尖高度(蚀刻深度)，例如20微米 (ym)，其侧向也被蚀刻相同距离，因此对于针间距产生局限，无法满足市 场上对针间距密度越来越高的需求。Kim等人的美国专利第7273812号先 以电铸及蚀刻制程制作针尖模具(mold)，利用单晶晶格面控制针尖模具蚀 刻，达到针尖形状一致性控制，然后电铸翻模制成金属针尖，再将所述针 尖转换及焊接到针体上。这种翻模铸造再接合组装的方法，其针尖与针臂是一体成形，而且焊接接着强度高，无界面附着性的疑虑，但是机械加工 及定位的精度较差，焊接点需要足够的面积提供接合力，因此也同样限制了细针间距(fme pitch)方面的应用。因此已知的存在着上述种种不便和问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种结构强固、定位精度高且针距小的针尖 结构。本专利技术的另一目的，在于提出一种结构强固、定位精度高且针距小的 针尖成型方法。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种针尖结构，包括一块体，所述块体含有一基座部分和从所述基座 部分的一边缘凸出的一鼻端，所述鼻端上具有一接触点，其中，所述块体具有一轮廓，所述轮廓在所述基座部分的投影截面积宽度大 于在所述接触点的投影截面积宽度。本专利技术的针尖结构还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的针尖结构，其中所述块体上具有一曲面，所述曲面从所述接触 点延伸至所述基座部分。前述的针尖结构，其中所述块体在所述基座部分的高度小于在所述接 触点的高度。前述的针尖结构，其中所述块体是导电物。前述的针尖结构，其中所述导电物包括金属。前述的针尖结构，其中所述金属包括镍合金。前述的针尖结构，其中还包括一表层强化层包覆所述接触点。前述的针尖结构，其中所述表层强化层包括金钴、白金、铑、钯、钯 钴合金、钨、钨合金及奈米导电材料中的一种或多种。前述的针尖结构，其中所述接触点位于所述鼻端的末端上。一种针尖成型方法，其特征在于包括下列步骤 步骤A:提供一具有一孔洞的牺牲层；步骤B:以所述牺牲层为模具形成一块体在所述孔洞中，所述块体含 有一基座部分和从所述基座部分的一边缘凸出的一鼻端；步骤C:形成一遮蔽层覆盖所述块体的第一表面，所述遮蔽层具有一 开口暴露所述块体的第二表面；步骤D:从所述开口部分蚀刻所述块体，使所述鼻端上形成一接触点； 步骤E:移除所述遮蔽层； 步骤F:移除所述牺牲层。本专利技术的针尖成型方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的针尖成型方法，其中所述块体具有一轮廓，所述轮廓在所述基 座部分的宽度大于在所述鼻端的宽度。前述的针尖成型方法，其中所述步骤A包括以微影制程形成所述具有 所述孔洞的牺牲层。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B所形成的所述块体具有复数个 鼻端。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B包括以电铸法沉积一金属层填 充在所述孔洞中。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B包括以物理金属沉积法沉积一金属层填充在所述孔洞中。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B包括以化学镀沉积一金属层填充在所述孔洞中。前述的针尖成型方法，其中所述步骤D包括等向性或非等向性蚀刻所 述块体。前述的针尖成型方法，其中还包括在所述步骤D以前部分蚀刻所述牺 牲层达一预定深度。前述的针尖成型方法，其中所述部分蚀刻所述牺牲层的步骤包括非等 向性蚀刻。前述的针尖成型方法，其中还包括在所述步骤E以后形成一表层强化 层包覆所述接触点。前述的针尖成型方法，其中更包括在所述步骤F以后形成一表层强化层包覆所述接触点。一种针尖成型方法，其特征在于包括下列步骤 步骤A:提供一具有一孔洞的牺牲层； 步骤B:在所述孔洞中形成一块体；步骤C:形成一遮蔽层覆盖在所述块体和所述牺牲层上，所述遮蔽层 具有一开口暴露所述块体的一部分表面和所述牺牲层的一部分表面；步骤D:从所述开口部分蚀刻所述牺牲层达一预定深度； 步骤E:从所述开口部分蚀刻所述块体，使所述块体在所述遮蔽层下 方形成一接触点；步骤F:移除所述遮蔽层； 步骤G:移除所述牺牲层。本专利技术的针尖成型方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的针尖成型方法，其中所述步骤A包括以微影制程形成所述具备 孔洞的牺牲层。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B所形成的所述块体具有复数个 鼻端。前述的针尖成型方法，其中所述步骤B包括电铸、化学沉积或以物理金属沉积法沉积一金属层填充在所述孔洞中。前述的针尖成型方法，其中所述步骤D包括非等向性蚀刻。 前述的针尖成型方法，其中所述步骤E包括等向性或非等向性蚀刻。 前述的针尖成型方法，其中还包括在所述步骤F以后形成一表层强化层包覆所述接触点。前述的针尖成型方法，其中更包括在所述步骤G以后形成一表层强化层包覆所述接触点。一种针尖结构，包括一块体，其含有一基座部分和复数个从所述基座部分的边缘凸出的鼻端，所述这些鼻端上分别具有一接触点，其特征在于:所述块体具有一轮廓，所述轮廓在所述基座部分的投影截面积宽度大于在 所述这些接触点的投影截面积宽度。本专利技术的针尖结构还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的针尖结构，其中所述块体上具有一曲面，所述曲面从所述这些 接触点延伸至所述基座部分。前述的针尖结构，其中所述块体在所述基座部分的高度小于在所述这 些接触点的高度。前述的针尖结构，其中所述块体是导电物。前述的针尖结构，其中所述导电物包括金属。前述的针尖结构，其中所述金属包括镍合金。前述的针尖结构，其中更包括一表层强化层包覆所述些接触点。 前述的针尖结构，其中所述表层强化层包括金钴、白金、铑、钯、钯 钴合金、钨、钨合金及奈米导电材料中的一种或多种。前述的针尖结构，其中所述这些接触点位于所述些鼻端的末端上。 采用上述技术方案后，本专利技术的具有以下优点1. 针尖结构强固，针尖接触点可达成高深宽比。2. 针尖接触点定位精度高、针距小。3. 制程控制好，提高针尖结构优良率。附图说明图1为已知的直接蚀刻金属成型流程图； 图2为本专利技术的一实施例的流程图； 图3为本专利技术的多种不同轮廓的块体的示意图； 图4为本专利技术的一个鼻端对鼻端的块体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针尖结构，包括一块体，所述块体含有一基座部分和从所述基座部分的一边缘凸出的一鼻端，所述鼻端上具有一接触点，其特征在于：所述块体具有一轮廓，所述轮廓在所述基座部分的投影截面积宽度大于在所述接触点的投影截面积宽度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许育祯，王品凡，陈志忠，
申请(专利权)人：旺矽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]