横轴表示为电压(伏特)，纵轴表示为电流(安培)。图9的结果显示，根据本发明的实施例的多壁纳米碳管涂布探针(曲线A)与原探针(曲线B)在相同的电压(5ΧΚΓ1伏特)下，其电阻值分别为5.00Ω与6.11 Ω。由此可知，将纳米碳材涂布于探针表面，确实可提闻探针的导电性。
[0078]探针的寿命分析:以连续测试中的清针频率作为探针寿命的指标。分析结果显示，根据本发明的实施例的多壁纳米碳管涂布探针的清针频率(5天/次)远优于原探针的清针频率(平均约4小时/次)。由此可知，将纳米碳材涂布于探针表面，并在纳米碳材层上形成疏水层，确实可降低锡球沾黏，降低清针频率，进而降低IC测试成本。
[0079]实施例二
[0080]<纳米碳球涂布探针的制作>
[0081]此实验例是根据本发明第二实施例的探针的制作方法(请参照图8)所进行。首先，利用电子束蒸镀方式(E-gun)，在探针的末端表面沉积纳米碳球。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。
[0082]<纳米碳球涂布探针的电性与寿命分析>
[0083]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。测试结果示于图10。图10是依照本发明另一实施例的探针与现有探针的电流-电压测试曲线图。横轴表示为电压(伏特)，纵轴表示为电流(安培)。图10的结果显示，根据本发明的实施例的纳米碳球涂布探针(曲线C)与原探针(曲线D)在相同的电压(5ΧΚΓ1伏特)下，其电阻值分别为5.05 Ω与6.11 Ω，由此可知，将纳米碳材涂布于探针表面，确实可提高探针的导电性。
[0084]探针的寿命分析:以磨耗速度以及清针频率作为探针寿命的指标。经由连续15000次测试次数后发现，根据本发明的实施例的纳米碳球涂布探针的磨耗速度(3% )远低于原探针(30% )，此外，纳米碳球涂布探针的清针频率约12天/次，而原探针的清针频率约4小时/次。由此可知，将纳米碳材涂布于探针表面，并在纳米碳材层上形成疏水层，除了可降低锡球沾黏而降低清针频率之外，还可以减少针尖磨损，提高探针的使用寿命。
[0085]综上所述，根据本发明的实施例的涂布探针是在探针的末端表面形成披覆层，其中披覆层是由纳米碳材层或金属氮化物层与疏水层所构成的双层结构，因此，根据本发明的实施例的涂布探针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。
[0086]虽然本发明已以实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作部分的更改与修饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
【主权项】
1.一种涂布探针，其特征在于，包括: 一探针本体，具有一末端； 一披覆层，覆盖所述探针本体的末端的表面，其中所述披覆层包括一纳米碳材层，且所述纳米碳材层包括纳米碳材。
2.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述探针本体的材料包括金属、合金或其组合。
3.根据权利要求2所述的涂布探针，其特征在于，所述金属是选自由Cu、Pd、Ag、Au、Re以及W所组成的族群。
4.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层的厚度为50nm至Ιμπι。
5.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述纳米碳材包括纳米碳球、纳米碳管、石墨烯或类金刚石碳材。
6.根据权利要求5所述的涂布探针，其特征在于，所述纳米碳球的粒径为10nm至1nm0
7.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述纳米碳材层包括: 一连接基，包括酰胺键以及巯基；以及 所述纳米碳材，通过所述连接基的所述巯基与所述探针本体的末端键结在一起。
8.根据权利要求7所述的涂布探针,其特征在于,所述纳米碳材包括纳米碳球、纳米碳管、石墨烯或类金刚石碳材。
9.根据权利要求8所述的涂布探针，其特征在于，所述纳米碳球的粒径为10nm至1nm0
10.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层还包括: 一疏水层，其中所述纳米碳材层位于所述探针本体的末端与所述疏水层之间。
11.根据权利要求10所述的涂布探针，其特征在于，所述疏水层包括含氟硅烷基，所述含氟硅烷基由-Si (CHF)nF表示，其中η为正整数，且I < η < 10。
12.根据权利要求1所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层还包括一反应性交联物质，其中所述反应性交联物质使所述探针本体的末端与所述纳米碳材交联在一起，或使所述纳米碳材交联在一起，以使得所述反应性交联物质与所述纳米碳材构成网状结构。
13.根据权利要求12所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性交联物质包括1，2_双(三氯甲硅烷基)乙烷以及1，6_双(三氯甲硅烷基)己烷。
14.根据权利要求12所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性交联物质包括两种以上的反应性官能基。
15.根据权利要求12所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性官能基是选自由-OH、-SH、-COOH、-SiH, -S1R 及-NH2 所组成的族群。
16.一种涂布探针的制作方法，其特征在于，包括: 提供一探针本体，所述探针本体具有一末端，其中所述探针本体的材料包括金属、合金或其组合； 将一纳米碳材改质，使所述纳米碳材的表面含有-COOH基； 将所述表面含有-COOH基的纳米碳材与带有胺基的硫醇进行反应，使所述纳米碳材的表面含有巯基(-SH);以及 将所述探针本体的末端置于所述表面含有巯基的纳米碳材溶液中进行反应，以在所述探针本体的末端的表面形成一纳米碳材层。
17.根据权利要求16所述的涂布探针的制作方法，其特征在于，所述纳米碳材包括纳米碳球、纳米碳管、石墨烯或类金刚石碳材。
18.根据权利要求16所述的涂布探针的制作方法，其特征在于，还包括: 将形成于所述探针本体的末端的表面上的所述纳米碳材层与一氟硅烷高分子进行反应，以形成一疏水层，其中所述纳米碳材层位于所述末端与所述疏水层之间。
19.一种涂布探针的制作方法，其特征在于，包括: 提供一探针本体，所述探针本体具有一末端，其中所述探针本体的材料包括金属、合金或其组合；以及 通过蒸镀，将一纳米碳材沉积于所述末端的表面，以在所述探针本体的末端的表面形成一纳米碳材层。
20.根据权利要求19所述的涂布探针的制作方法，其特征在于，所述纳米碳材包括纳米碳球、纳米碳管、石墨烯或类金刚石碳材。
21.根据权利要求19所述的涂布探针的制作方法，其特征在于，还包括: 将形成于所述末端表面上的所述纳米碳材层与一氟硅烷高分子进行反应，以形成一疏水层，其中所述纳米碳材层位于所述末端与所述疏水层之间。
22.—种涂布探针，其特征在于，包括: 一探针本体，具有一末端； 一披覆层，覆盖所述探针本体的末端的表面，其中所述披覆层包括一金属氮化物层，且所述金属氮化物层包括金属氮化物。
23.根据权利要求22所述的涂布探针，其特征在于，所述探针本体的材料包括金属、合金或其组合。
24.根据权利要求23所述的涂布探针，其特征在于，所述金属是选自由Cu、Pd、Ag、Au、Re以及W所组成的族群。
25.根据权利要求22所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层的厚度为50nm至I μ m0
26.根据权利要求22所述的涂布探针，其特征在于，所述金属氮化物包括TiN或CrN。
27.根据权利要求22所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层还包括: 一疏水层，其中所述金属氮化物层位于所述探针本体的末端与所述疏水层之间。
28.根据权利要求27所述的涂布探针，其特征在于，所述疏水层包括含氟硅烷基，所述含氟硅烷基可由-Si (CHF)nF表示，其中η为正整数，且I < η < 10。
29.根据权利要求22所述的涂布探针，其特征在于，所述披覆层还包括一反应性交联物质，其中所述反应性交联物质使所述探针本体的末端与所述金属氮化物交联在一起，或使所述金属氮化物交联在一起，以使得所述反应性交联物质与所述金属氮化物构成网状结构。
30.根据权利要求29所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性交联物质包括1，2_双(三氯甲硅烷基)乙烷以及1，6_双(三氯甲硅烷基)己烷。
31.根据权利要求29所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性交联物质包括两种以上的反应性官能基。
32.根据权利要求29所述的涂布探针，其特征在于，所述反应性官能基是选自由-OH、-SH、-COOH、-SiH, -S1R 及-NH2 所组成的族群。
33.一种涂布探针的制作方法，其特征在于，包括: 提供一探针本体，所述探针本体具有一末端，其中所述探针本体的材料包括金属、合金或其组合；以及 通过蒸镀，将一金属氮化物沉积于所述末端的表面，以在所述探针本体的末端的表面形成一金属氮化物层。
34.根据权利要求33所述的涂布探针的制作方法，其特征在于，还包括: 将形成于所述探针本体的末端的表面上的所述金属氮化物层与一氟硅烷高分子进行反应，以形成一疏水层，其中所述金属氮化物层位于所述末端与所述疏水层之间。
【专利摘要】本发明提供了一种涂布探针及其制作方法。所述涂布探针包括探针本体以及披覆层。探针本体具有末端。披覆层覆盖探针本体的末端的表面，其中披覆层包括纳米碳材层，且纳米碳材层包括纳米碳材。
【IPC分类】G01R1-067, C23C14-58, C23C14-06, C23C14-24
【公开号】CN104655884
【申请号】CN201410014100
【发明人】曾仕君, 吴仁杰, 杨秉兴, 蔡丽端, 吴金宝
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】US20150145546