涂布探针及其制作方法_2

文档序号:8338236阅读:来源:国知局
ingsubstance)(未绘示)。其中反应性交联物质可与纳米碳材122a构成网状结构。具体而言,反应性交联物质可以使纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa交联在一起,或可以使纳米碳材122a彼此交联在一起。通过上述反应性交联物质的交联反应,可强化纳米碳材层122的机械强度以及纳米碳材层122与探针本体110的末端IlOa的接着强度,进而增加涂布探针10的使用寿命。
[0047]在本实施例中,反应性交联物质可以包括两种以上的反应性官能基,其中,反应性官能基例如选自由-OH、-SH、-C00H、-SiH, -S1R及-NH2所组成的族群。更具体而言,反应性交联物质例如是I,2-双(三氯甲娃烧基)乙焼(I, 2-bis (trichlorosilyl) ethane)或1,6-双(三氯甲娃烧基)己烧(l,6-bis(trichlorosilyl)hexane)。以下将参照附图详细说明本实施例的涂布探针10的制作方法。
[0048]图5是依照本发明第一实施例的涂布探针的制作方法流程图。应注意,本实施例是以浸溃镀膜为例作说明,但本发明不限于此,也可使用电镀或其类似方式来制作涂布探针。首先,在步骤S502中,提供具有末端IlOa的探针本体100,探针本体110的材料例如包括金属、合金或其组合。接着,在步骤S504中,将纳米碳材122a酸化改质,使纳米碳材122a的表面含有-COOH基,纳米碳材122a例如是纳米碳球、纳米碳管、石墨烯、类金刚石碳材或其类似材料。接着,在步骤S506中,将表面含有-COOH基的纳米碳材122a与带有胺基(-NH2)的硫醇(R-SH)加入 N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide,DMF)中,并在60°C下进行脱水反应24小时。在反应后,硫醇通过酰胺键(amide bond)与纳米碳材122a键结,而使纳米碳材122a的表面露出巯基(-SH),从而在纳米碳材122a的表面形成多个连接基112b。应注意,此处的连接基112b是指在纳米碳材122a的表面与露出的巯基之间的化学部分(moiety)。之后,在步骤S508中,将探针本体110的末端IlOa置于表面具有连接基112b的纳米碳材122a溶液中,使连接基112b露出的巯基(-SH)与探针的末端IlOa进行化学吸附约5至10分钟,以形成硫-金属键,从而在探针本体110的末端IlOa表面形成纳米碳材层122。
[0049]最后,在本实施例中,为了降低锡球沾黏于探针本体110的末端IlOa上,可在步骤S510中进一步地对纳米碳材层122表面进行疏水处理。更具体而言,将形成于探针本体110的末端IlOa表面的纳米碳材层122与氟硅烷高分子进行反应约30分钟,使纳米碳材层122表面的氧原子与氟硅烷高分子的硅原子形成-O-Si键,而在纳米碳材层122的表面形成疏水层124,其中,纳米碳材层122位于探针本体110的末端IlOa与疏水层124之间。虽然在本实施例中,疏水层124是在纳米碳材层122形成之后才形成,然而,也可以视需要,先对纳米碳材122a的表面进行疏水处理,形成疏水层124,再将表面有疏水层124的纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa进行反应。值得注意的是,在本实施例中,由于涂布探针10的末端IlOa表面的披覆层120是包括纳米碳材层122与疏水层124的双层结构,因此涂布探针10除了可同时具备良好的耐磨性与导电性之外,还可降低锡球沾黏,进而可提高IC测试的准确度。
[0050]除了上述图5的步骤S502至S510之外,为了强化纳米碳材层122的机械强度以及其与探针的末端IlOa之间的接着强度,还可以添加反应性交联物质(未绘示),使纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa交联在一起,或使纳米碳材122a彼此交联在一起。在本实施例中,反应性交联物质可以包括两种以上的反应性官能基,其中,反应性官能基例如选自由-OH、-SH、-C00H、-SiH, -S1R及-NH2所组成的族群。更具体而言,反应性交联物质例如是1,2_双(三氯甲娃烧基)乙烧(I, 2-bis (trichlorosilyl) ethane)或1,6-双(三氯甲娃烧基)己烧(I, 6_bis (trichlorosilyl)hexane)。
[0051]图6是依照本发明的第二实施例的涂布探针的侧视示意图。图7是图6中虚线区域R的局部放大图。本实施例的涂布探针20与图2的实施例的涂布探针10相似,其主要差异在于披覆层220中的纳米碳材层222的结构,更具体地说,相比于纳米碳材层122而言,纳米碳材层222不包括连接基122b,而仅由纳米碳材122a所构成,以下将参照附图详细说明本实施例。首先,请回去参照图1与图2,类似地,本实施例的无涂布探针包括探针本体110,而探针本体110具有一个末端110a,如图2所示,探针本体110的末端IlOa包括四个凸部112、114、116与118,且末端IlOa呈莲花形,但本发明不限于此,探针本体110的末端IlOa只要可使探针与测试样品接触即可。探针本体110的材料例如是金属、合金或其组合,更具体地说,上述金属是选自由Cu、Pd、Ag、Au、Re以及W所组成的族群,但本发明也不限制探针本体110的材料,只要可使探针具有导电性即可。
[0052]接着,请同时参照图6与图7,依照本发明的第二实施例的涂布探针20包括探针本体110以及披覆层220。探针本体110具有一个末端110a。披覆层220覆盖探针本体110的末端IlOa的表面。在本实施例中,如图7所示,披覆层220包括纳米碳材层222以及疏水层124。披覆层220的厚度例如是50nm至I μ m,优选为50nm至0.5 μ m,但本发明不限于此。值得注意的是,在本实施例中,纳米碳材层222仅包括纳米碳材122a,而不具有连接基122b。以下将参照附图,详细说明本实施例的涂布探针20。
[0053]在本实施例中,纳米碳材层222的纳米碳材122a例如是纳米碳球、纳米碳管、石墨烯、类金刚石碳材或其类似材料。类似地,由于纳米碳球的结构稳定以及与探针本体110的末端IlOa有强的附着力,从提高探针的导电性与降低磨耗程度的观点而言,纳米碳材122a优选为纳米碳球,其中纳米碳球的粒径例如是10nm至1nm,但本发明不限于此。
[0054]值得注意的是,相比于涂布探针10的纳米碳材122a是通过连接基122b键结于探针本体I1的末端IlOa表面,本实施例的涂布探针20的纳米碳材122a则可以通过蒸镀方式而直接沉积于探针本体110的末端IlOa的表面。由于本实施例中的纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa直接接触,因此作用力较强而可以更牢固地披覆于探针本体110的末端IlOa的表面。此外,本实施例的涂布探针10的表面具有纳米碳材层122,因此可提高探针的耐磨性,并增加其导电性。
[0055]类似地,在本实施例中,披覆层220还可以包括疏水层124,其中纳米碳材层222位于探针本体I1的末端IlOa与疏水层124之间。类似地,披覆层220的疏水层124包括含氟硅烷基,含氟硅烷基可由-Si (CHF)nF表示,其中η为正整数,且I SnS 10。值得注意的是,由于本实施例的涂布探针20的表面具有疏水层124,因此可降低锡球沾黏,进而可提高IC测试的准确度。
[0056]如上文所述,可通过蒸镀的方式,使纳米碳材122a直接沉积于探针本体110的末端IlOa表面,且由于纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa表面直接接触,因此能在探针本体110的末端IlOa表面形成不易脱落的纳米碳材层222。本发明不限定蒸镀的方式,其可以例如是电子束蒸镀(E-gun)、等离子体蒸镀(sputtering)或其类似方式。此外,纳米碳材122a通过其表面的氧原子与氟硅烷高分子的硅原子形成-O-Si键,使氟硅烷高分子可以牢固地接着于纳米碳材层222表面而形成疏水层124,从而与纳米碳材层222 —起构成披覆层220的双层结构。但本发明不限于此,在其他实施例中,披覆层220也可以是单层结构,也就是,仅包括纳米碳材层222。值得注意的是,在本实施例中,由于涂布探针20的末端I 1a表面的披覆层220为包括纳米碳材层222与疏水层124的双层结构,因此涂布探针20除了可同时具备良好的耐磨性与导电性之外,还可降低锡球沾黏于探针本体110的末端110a,进而可提高测试的准确度。
[0057]类似地,在本实施例中,披覆层220还可以包括反应性交联物质(未绘示),其中反应性交联物质与纳米碳材122a之间构成网状结构。具体而言,反应性交联物质可以使纳米碳材122a与探针本体110的末端IlOa交联在一起,或可以使纳米碳材122a彼此交联在一起。通过反应性交联物质,可强化纳米碳材层222的机械强度以及纳米碳材层222与探针本体110的末端IlOa的接着强度,进而增加本发明的涂布探针20的使用寿命。
[0058]在本实施例中,反应性交联物质可以包括两种以上的反应性官能基,其中反应性官能基例如选自由-OH、-SH、-C00H、-SiH, -S1R及-NH2所组成的族群。更具体而言,反应性交联物质例如是I,2-双(三氯甲娃烧基)乙焼(I, 2-bis (trichlorosilyl) ethane)或1,6-双(三氯甲娃烧基)己烧(l,6-bis(trichlorosilyl)hexane)。以下将参照附图详细说明本实施例的涂布探针20的制作方法。
[0059]图8是依照本发明的第二实施例的涂布探针的制作方法流程图。应注意,本实施例是以蒸镀的方式为例作说明,但本发明不限于此。首先,在步骤S802中,提供具有末端I1a的探针本体110,探针本体100的材料例如包括金属、合金或其组合。接着,在步骤S804中,通过蒸镀的方式,将纳米碳材122a直接沉积于探针本体110的末端IlOa的表面,以在探针本体110的末端IlOa的表面形成纳米碳材层222。蒸镀的方式例如是电子束蒸镀、等离子体蒸镀或其类似方式,但本发明不限于此。此外,本发明也不限定蒸镀的时间,视需要,可调整蒸镀的时间,来决定所沉积的纳米碳材层222的厚度。
[0060]最后,在本实施例中,为了降低锡球沾黏于探针本体110的末端IlOa上,可在步
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