涂布探针及其制作方法_3

文档序号:8338236阅读:来源:国知局
骤S806中进一步地对纳米碳材层222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222与氟硅烷高分子进行反应约30分钟,使纳米碳材层222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222的表面形成疏水层124,其中,纳米碳材层222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的表面进行疏水处里,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20的末端IlOa表面的披覆层220是包括纳米碳材层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,进而可提高IC测试的准确度。
[0061]类似地,除了上述图8的步骤S802至S806之外,为了强化纳米碳材层222的机械强度以及其与探针本体110的末端I 1a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)乙焼(I, 2-bis (trichlorosilyl) ethane)或 1,6-双(三氯甲娃烧基)己烧(1,6-bis (trichlorosilyl)hexane) ?
[0062]图9是依照本发明的第三实施例的涂布探针的侧视示意图。图10是图9中虚线区域的局部放大图。本实施例的涂布探针30与图6的实施例的涂布探针20相似,其主要差异在于披覆层320的组成,更具体地说,相比于披覆层220具有纳米碳材层222,披覆层320则是包括金属氮化物层322,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。
[0063]接着,请同时参照图9与图10,依照本发明的第三实施例的涂布探针30包括探针本体110以及披覆层320。探针本体110具有一个末端110a。披覆层320覆盖探针本体110的末端IlOa的表面。在本实施例中,如图10所示,披覆层320包括金属氮化物层322以及疏水层124。披覆层320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。以下将参照附图,详细说明本实施例的涂布探针30。
[0064]在本实施例中,金属氮化物层322的金属氮化物322a例如是TiN或CrN,但本发明不限于此。值得注意的是,本实施例的涂布探针30的金属氮化物322a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。由于本实施例中的金属氮化物322a与探探针本体110的末端IlOa之间直接接触,因此作用力较强而可以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30的表面具有金属氮化物层322,因此可提高探针的耐磨性,并增加其导电性。
[0065]类似地,在本实施例中,披覆层320还可以包括疏水层124,其中金属氮化物层322位于探针本体I1的末端IlOa与疏水层124之间。类似地,披覆层320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30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。
[0066]如上文所述,可通过蒸镀的方式,使金属氮化物322a直接沉积于探针本体110的末端I 1a表面,且由于金属氮化物322a与探针本体110的末端I 1a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金属氮化物层322。本发明不限定蒸镀的方式,其可以例如是电子束蒸镀、等离子体蒸镀或其类似方式。此外,金属氮化物322a通过其表面的金属氮氧化物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金属氮化物层322表面而形成疏水层124,从而与金属氮化物层322 —起构成披覆层320的双层结构。但本发明不限于此,在其他实施例中,披覆层320也可以是单层结构,也就是,仅包括金属氮化物层322。值得注意的是,在本实施例中,由于涂布探针30的末端IlOa表面的披覆层320为包括金属氮化物层322与疏水层124的双层结构,因此涂布探针30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。
[0067]类似地,在本实施例中,披覆层320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金属氮化物322a之间构成网状结构。具体而言,反应性交联物质可以使金属氮化物322a与探针本体110的末端IlOa交联在一起,或可以使金属氮化物322a彼此交联在一起。通过反应性交联物质,可强化金属氮化物层322的机械强度以及金属氮化物层322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30的使用寿命。
[0068]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30的制作方法。
[0069]图11是依照本发明的第三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S1102中,提供具有末端IlOa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S1104中,通过蒸镀的方式,将金属氮化物322a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的表面形成金属氮化物层322。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,来决定所沉积的金属氮化物层322的厚度。
[0070]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S1106中进一步地对金属氮化物层322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表面的金属氮化物层322与氟硅烷高分子进行反应约30分钟,使金属氮化物层322表面的氮原子与氟硅烷高分子的硅原子形成-N-Si键,而在金属氮化物层322的表面形成疏水层124,其中,金属氮化物层322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,先对金属氮化物322a的表面进行疏水处里,形成疏水层124,再将表面有疏水层124的金属氮化物322a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30的末端IlOa表面的披覆层320是包括金属氮化物层322与疏水层124的双层结构,因此涂布探针30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。
[0071]类似地,除了上述图11的步骤S1102至S1106之外,为了强化金属氮化物层322的机械强度以及其与探针本体I1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),使金属氮化物322a与探针本体110的末端IlOa交联在一起,或使金属氮化物322a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)。
[0072]以下是通过实验例进一步说明本发明的特点与功效,但并不是用于限制本发明的范畴。
[0073]实验例一
[0074]<多壁纳米碳管涂布探针的制作>
[0075]此实验例是根据本发明第一实施例的探针的制作方法(请参照图5)所进行。首先,对多壁纳米碳管(multiwall carbon nanotube,MWCNT)进行酸化改质后,将适量的经酸化改质的多壁纳米碳管与2-胺基乙硫醇(2-aminoethaneth1l)加入N, N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,并置于超声波震荡器中,在60°C下进行脱水反应24小时。接着,将钨针的末端置于上述混合溶液中进行反应5分钟,并抽真空干燥,从而在钨针的末端表面形成纳米碳材层。最后,进一步使纳米碳材层与氟硅烷高分子进行反应,以在纳米碳材层表面镀上一层包括含氟硅烷基的疏水层,以降低探针的锡球沾黏。
[0076]<多壁纳米碳管涂布探针的电性与寿命分析>
[0077]探针的电性分析:利用纳米探针量测系统进行单一探针的电阻测试,此电性分析中所使用的原探针是钨针。分析结果示于图9。图9是依照本发明的一实施例的探针与现有探针的电流-电压测试曲线图。
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