TWI867723B - 複合線材及電性測試探針 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種複合線材，其包含呈線狀的一芯部，以及一包覆部；該包覆部環繞於該芯部之外周壁。其中，該複合線材的線徑小於1毫米；該複合線材具有一橫截面；以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積大於50%；該複合線材的平均體電阻率小於12 μΩ．cm；該包覆部的材料之平均體電阻率小於12 μΩ．cm；該芯部的材料之維氏硬度係大於300 Hv。本創作另提供一種由前述複合線材製得的電性測試探針。

Description

複合線材及電性測試探針

本創作關於一種複合線材，尤指一種適用於製備測試電子元件的探針之複合線材；此外，本創作另關於一種由前述複合線材所製成的電性測試探針。

半導體產業大致可以分成設計、製造、封裝測試等階段，在晶圓造價很高的情況下，於晶圓製造後及晶片封裝後進行測試，是否能將晶片不良品即時從產線偵測及篩選出來，對於整體生產成本的控管相當重要。探針卡本質上是一種將複數個接觸墊以電性連接至測試儀器的對應通道之裝置，該測試機器係執行它的功能性測試，特別是電性功能的測試。通常，探針卡上的測試頭包括大量的接觸元件或接觸探針，它們須由具有良好機械性質與電性的合金細線所製成，並且具有至少一個接觸部分以供測試中之元件對應複數個接觸墊之用。例如，探針直接與晶片上的銲墊或凸塊直接接觸，引出晶片訊號，再配合周邊測試儀器與軟體達到量測的目的。

由於鈀(Palladium，Pd)合金具有電性表現優異及可靠度佳的優點，常作為半導體晶圓測試、封裝後測試或發光二極體芯片測試用的探針材料。然而，鈀合金的導電率仍低於銅(Copper，Cu)合金。在較大電流測試時，鈀合金材料之耐電流特性就會顯出其劣勢。先進與高階的探針卡製造公司透過 微機電製程(Micro-electromechanical System，MEMS)方式結合貴金屬與非貴金屬來製作成複合式探針，以期符合於高電流下的測試需求。然而，現有的複合式探針仍無法滿足各方面的需求。

有鑒於現有技術所面臨的缺陷，本創作之目的在於提供一種複合線材，其兼具良好的導電性、高硬度和良好的耐磨性，故由所述複合線材製成的探針特別符合高頻、高速的高階晶片測試需求。

本創作之另一目的在於提供一種複合線材，其具有良好的機械加工性。

為達成前述目的，本創作提供一種複合線材，其包含：呈線狀的一芯部；以及一包覆部；該包覆部環繞於該芯部之外周壁。其中，該複合線材的線徑小於1毫米(mm)，該複合線材具有一橫截面；以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積大於50%；該複合線材的平均體電阻率小於12微歐姆．公分(μΩ．cm)；該包覆部的材料之平均體電阻率小於12μΩ．cm；該芯部的材料之維氏硬度(Vickers hardness)係大於300Hv。

本創作之複合線材藉由同時控制以下技術特徵：(I)該複合線材的線徑小於1mm、(II)以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積大於50%、(III)該複合線材的平均體電阻率小於12μΩ．cm、(IV)該包覆部的材料之平均體電阻率小於12μΩ．cm，以及(V)該芯部的材料之維氏硬度係大於300Hv之技術特徵，因此，該複合線材得以兼具高導電性、高硬度和高耐磨性，由所述該複合線材製得的探針可避免在使用過程中易於變形或太快磨耗，確保前述探針的使用壽命；並且，前述探針因接觸電阻低更適合於高電流下的應用，例如：可符合於高頻及高速的高階晶片測試需求。另外，透過同時控制該複合 線材之橫截面的線徑和該包覆部於所述橫截面中所佔的面積比例，可使所述複合線材具有良好的機械加工性。

依據本創作，所述複合線材的橫截面(transverse section)係定義為垂直於所述複合線材的軸向的截面，故前述複合線材的橫截面可呈一圓形或非正圓形(例如但不限於橢圓形)、長方形或正方形，但不限於此。

在一些實施態樣中，前述橫截面可呈圓形或非正圓形，且於前述複合線材的橫截面中，該芯部亦可呈正圓形或非正圓形。較佳的，當前述橫截面或該芯部呈非正圓形時，前述非正圓形的長軸與短軸之比值可為大於1且小於或等於5，但不限於此。在這些實施態樣中，該包覆部則呈一環形並圍繞於該芯部的外周壁。

進一步地，當該芯部呈圓形或非正圓形時，通過該芯部的中點的最大線距定義為長徑，所述長徑的一半即定義為該芯部的半徑。較佳的，該芯部的半徑可大於2μm。更佳的，該芯部的半徑可為7.5μm至160μm，但不限於此。再更佳的，該芯部的半徑可為30μm至160μm。

在另一些實施態樣中，前述橫截面可呈正方形或長方形，且於前述複合線材的橫截面中，該芯部亦可呈正方形或長方形。較佳的，當前述橫截面或該芯部呈長方形時，前述長方形的長邊與短邊之比值可為大於1且小於或等於5，但不限於此。在這些實施態樣中，該包覆部則呈一矩形框並圍繞於該芯部的外周壁。

進一步地，當該芯部呈正方形或長方形時，該芯部外周具有兩組平行相對的邊，該兩組的邊之較長者稱為長邊，所述長邊的一半即定義為該芯部的半長邊。較佳的，該芯部的半長邊可大於2μm。更佳的，該芯部的半長邊可為7.5μm至160μm，但不限於此。再更佳的，該芯部的半長邊可為30μm至160μm。

依據本創作，所述包覆部佔該橫截面之面積比例即是俗稱的包覆比。較佳的，以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積可為60%至90%，但不限於此。更佳的，以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積可為77%至90%。

依據本創作，該複合線材的線徑係指所述橫截面最長軸線之長度，即圓形之直徑、非正圓型之長軸、正方形之邊長及長方形之長邊。較佳的，該複合線材的線徑為30微米(μm)至600μm，但不限於此。更佳的，該複合線材的線徑為30μm至60μm。

依據本創作，當該複合線材和該芯部皆呈圓形或非正圓形時，該包覆部的厚度係由該複合線材線徑的二分之一扣除該芯部的半徑而得。另外，當該複合線材和該芯部皆呈正方形或長方形時，該包覆部的厚度則是由該複合線材線徑的二分之一扣除該芯部的半長邊而得。於所述複合線材的橫截面中，較佳的，該包覆部的厚度大於5μm，但不限於此。更佳的，該包覆部的厚度為9μm至165μm。再更佳的，該包覆部的厚度為60μm至165μm。

在一些實施態樣中，該芯部的半徑/半長邊等於該包覆部的厚度。在另一些實施態樣中，該芯部的半徑/半長邊小於該包覆部的厚度。

依據本創作，該芯部的材料與該包覆部的材料不完全相同。較佳的，該芯部的材料包含金合金、銀合金、鈀金屬、鈀合金、銅金屬、銅合金或不銹鋼，但不限於此。具體而言，所述金(gold，Au)合金係指金金屬佔所述金合金之整體重量的50重量百分比(wt%)以上；較佳的，所述金合金除了金之外，還可以包含鋁(Aluminum，Al)、銅、銀(Silver，Ag)、鎂(Magnesium，Mg)、鋅(Zinc，Zn)、釕(Ruthenium，Ru)、鈷(Cobalt，Co)、鎵(Gallium，Ga)或其組合。所述銀合金係指銀金屬佔所述銀合金之整體重量的50wt%以上；較佳的，所述銀合金除了銀之外，還可以包含銅、鎳(Nickel，Ni)、鋯(Zirconium， Zr)、鉻(Chromium，Cr)、鋁、鈀或其組合。所述鈀合金係指鈀金屬佔所述鈀合金之整體重量的30wt%以上；較佳的，所述鈀合金除了鈀之外，還可以包含銅、銀、鉑(Platinum，Pt)、金、銥(Iridium，Ir)或其組合。所述銅合金係指銅金屬佔所述銅合金之整體重量的50wt%以上；較佳的，所述銅合金除了銅之外，還可以包含錫(Tin，Sn)、磷(Phosphorus，P)、鐵(Iron，Fe)、鎳、鋅、鈹(Beryllium，Be)、鈦(Titanium，Ti)、金、銀、鈀或其組合。更佳的，於所述銅合金中，銅佔所述銅合金之整體重量的90wt%以上。另外，所述不銹鋼即一種鉻鐵合金；較佳的，以所述不銹鋼之總重為基準，鉻含量為15wt%至30wt%，鐵含量為40wt%至70wt%，碳含量小於0.2wt%。此外，所述不銹鋼除了鉻、鐵之外，還可以包含鎳、鉬(Molybdenum，Mo)、釩(Vanadium，V)、鈦、鈮(Niobium，Nb)、錳(Manganese，Mn)、鎢(Tungsten，W)、鋁、銅、碳(Carbon，C)、磷、硫(Sulfur，S)、矽(Silicon，Si)、氮(Nitrogen，N)或其組合，但不限於此。所述不銹鋼可以是沃斯田鐵系(Austenite或γ-Fe)、肥粒鐵系(Ferrite或α-Fe)、或麻田散鐵系(Martensite)之不銹鋼。

依據不同終端產品應用上對於材料特性的需求，較佳的，該包覆部的材料包含不銹鋼、鈀合金、鎳合金、銅合金或鋁合金，但不限於此。所述不銹鋼可參考前述芯部的材料中的不銹鋼之說明。所述鈀合金可參考前述芯部的材料中的鈀合金之說明。所述鎳合金係指鎳金屬佔所述鎳合金之整體重量的50wt%以上；較佳的，所述鎳合金除了鎳之外，還可以包含鈷、鉻、鐵、銅、矽、碳、錳、鈦、鎢、鉭(Tantalum，Ta)、磷或其組合。所述銅合金可參考前述芯部的材料中的銅合金之說明。所述鋁合金係指鋁金屬佔所述鋁合金之整體重量的50wt%以上；較佳的，所述鋁合金除了鋁之外，還可以包含矽、鐵、銅、錳、鎂、鉻、鋅、釩、鈦、鋯或其組合。更佳的，於所述鋁合金中，鋁佔所述鋁合金之整體重量的90wt%以上。

較佳的，該芯部的材料之維氏硬度可大於400Hv，但不限於此。更佳的，該芯部的材料之維氏硬度可大於535Hv，但不限於此。

較佳的，該包覆部的材料之平均體電阻率可小於4μΩ．cm，但不限於此。更佳的，該包覆部的材料之平均體電阻率小於2.5μΩ．cm，但不限於此。

較佳的，該複合線材的平均體電阻率可為1μΩ．cm至4μΩ．cm或小於4μΩ．cm，但不限於此。舉例而言，該複合線材的平均體電阻率可為1.9μΩ．cm至3μΩ．cm。更佳的，該複合線材的平均體電阻率小於2.5μΩ．cm，但不限於此。

在一些實施態樣中，若欲進一步避免所述包覆部被氧化，該複合線材可更包含一保護層，該保護層形成於該包覆部之外表面上，即該包覆部夾設於該保護層和該芯部之間。較佳的，該保護層的材料可包含金金屬、鈀金屬或銀金屬，但不限於此；該保護層可由電鍍工序或噴塗工序所形成。較佳的，於該複合線材的該橫截面中，所述保護層的厚度可為0.1μm至4μm，但不限於此。

本創作之複合線材可透過一些常見的生產方法製得，但並非僅限於透過本說明書所舉例的製程來實現。舉例而言，前述生產方法可為複合擠壓法(又稱熱擠壓法；其主要依靠擠壓輪的摩擦力將未熔融或未半熔融的包覆部材料擠壓包覆在未熔融之芯部的表面)、鑄拉複合法(其主要將呈金屬熔湯狀態的包覆部澆鑄於芯部的表面)、充芯連鑄複合法(其主要是將芯部的材料與包覆部的材料先以熔湯態連鑄再冷卻接合)、連續擠壓包覆複合法(其主要是將半熔融的包覆部的材料與芯部的材料連續擠壓後接合)、拉拔成型法(其主要先透過包覆部的材料與芯部的材料組裝再以機械力拉伸)、薄板包覆芯材法(其主要以 焊接等方式將包覆部覆蓋於芯部的表面)、電鑄(於芯材上電沉積)等，但不限於此。

在一些實施態樣中，前述生產方法可包含一熱處理步驟，以進一步調整複合線材的材料特性，但不限於此。

本創作另提供一種電性測試探針，其係由前述的複合線材進行表面絕緣處理工序後所製得。

較佳的，該電性測試探針可以具有彈簧針、蛇型探針、懸臂式探針、接觸式探針、線針、MEMS針等型態，但不限於此。

較佳的，當該電性測試探針的長度為19mm時，該電性測試探針與銲墊或凸塊之間的接觸電阻可為30毫歐姆(mΩ)至80mΩ，但不限於此。

於本說明書中，所述複合線材的線徑、所述芯部的半徑/半長邊、所述包覆部的厚度、所述保護層的厚度等皆係使用工具顯微鏡直接量測而得。此外，所述複合線材的平均體電阻率、所述包覆部的材料之平均體電阻率係根據於各線徑下，量測長度為30cm之線材的電阻，並由體電阻率公式計算而得；其中，體電阻率=(電阻/量測長度)x線材截面積。所述芯部的材料之維氏硬度係以荷重30克(g)，負載時間10秒的條件量測而得。

於本說明書中，由「小數值至大數值」表示的範圍，如果沒有特別指明，則表示其範圍為大於或等於該小數值且小於或等於該大數值。例如：該芯部的半徑為7.5μm至160μm，即表示芯部的半徑範圍為「大於或等於7.5μm且小於或等於160μm」。

10:複合線材

11:包覆部

12:芯部

13:保護層

S:橫截面

D:線徑

H1:包覆部的厚度

H2:保護層的厚度

r1:芯部的半徑

r2:芯部的半邊長

RM:微電阻計

T:測試針

P:銅柱

圖1係本創作之複合線材之一實施態樣的立體示意圖。

圖2係圖1之複合線材的橫截面之示意圖。

圖3係本創作之複合線材之另一實施態樣的橫截面之示意圖。

圖4係本創作之複合線材之又一實施態樣的橫截面之示意圖。

圖5係分析4之接觸電阻分析之示意圖。

以下，為驗證複合線材之芯部和包覆部的原料性質、複合線材之線徑與包覆部於所述橫截面中的包覆比對複合線材的影響，以下列舉數種複合線材作為例示，詳細說明本創作的實施方式，同時提供數種比較例作為對照，所屬技術領域具有通常知識者可經由本說明書之內容輕易地了解本創作所能達成之優點及效果。應當理解的是，本說明書所列舉的實施例僅僅用於示範性說明本創作的實施方式，並非用於侷限本創作的範圍，本領域技術人員可以根據其通常知識在不悖離本創作的精神下進行各種修飾、變更，以實施或應用本創作之內容。

實施例1至13：複合線材

原料說明

1.不銹鋼S：含有約18wt%至20.0wt%的鉻、約8.0wt%至12.0wt%的鎳、約2wt%的錳、約0.08wt%的碳、約0.045wt%的磷、約0.03wt%的硫、約1.0wt%的矽、以及其餘為鐵。

2.鈀合金A：含有約35.0wt%至45.0wt%的鈀、約30.0wt%至40.0wt%的銀、以及約20.0wt%至30.0wt%的銅。

3.鈀合金B：含有約45.0wt%至60.0wt%的鈀、約5.0wt%至15.0wt%的銀、以及約35.0wt%至45.0wt%的銅。

4.銅合金I：含有大於或等於99.5wt%的銅、以及約0.015wt%至0.04wt%的磷。

5.鋁合金I：含有大於或等於98wt%的鋁、約0.15wt%的鐵、約0.20wt%的銅、約0.05wt%的錳、約0.45wt%至0.90wt%的鎂、以及約0.20wt%至0.60wt%的矽。

首先，分別根據表1所示之芯部的材料的種類及其維氏硬度、包覆部的材料的種類及其平均體電阻率，以一般製造複合線材的方法製得實施例1至13之複合線材；其中，各複合線材具有如表1所示的平均體電阻率，以及各複合線材具有如表1所示的線徑；在各實施例之複合線材中，於所述複合線材的橫截面，所述芯部具有如表1所示的半徑，所述包覆部具有如表1所示的厚度和其面積佔比(即包覆比)。

舉例而言，請參閱圖1、圖2所示，本創作之一實施態樣的複合線材10(例如實施例1至13)包含呈線狀的芯部12以及環繞於芯部12之外周壁的包覆部11。其中，該複合線材10具有一橫截面S，所述複合線材10的橫截面S係定義為垂直於所述複合線材10的軸向的截面；橫截面S呈一圓形，且所述橫截面S具有小於1mm的線徑D(即通過橫截面S之中點的最大外徑)。於該複合線材10的橫截面S中，芯部12亦呈一圓形且芯部12的半徑r1大於10μm，而包覆部11呈一環形，且包覆部11的厚度H1大於10μm。以該橫截面S之整體面積為基準，包覆部11所佔的面積大於50%。從圖2可知，所述複合線材10的線徑D相當於包覆部11的厚度H1和芯部12的半徑r1之總和長度的2倍，即D=2 x(H1+r1)。

請參閱圖3所示，本創作之另一實施態樣的複合線材10由內向外依序包含呈線狀的芯部12、環繞於芯部12之外周壁的包覆部11、以及環繞於包覆部11之外表面的保護層13。於該複合線材10的橫截面S中，芯部12呈一圓形且芯部12的半徑r1約為40μm，而包覆部11和保護層13皆呈環形；其中，包覆部 11的厚度H1約為45μm、保護層13的厚度H2約為0.5μm至2μm。以該橫截面S之整體面積為基準，包覆部11所佔的面積大於50%。從圖3可知，所述複合線材10的線徑D相當於保護層13的厚度H2、包覆部11的厚度H1、和芯部12的半徑r1之總和長度的2倍，即D=2 x(H2+H1+r1)。

請參閱圖4所示，本創作之又一實施態樣的複合線材10包含線狀的芯部12以及環繞於芯部12之外周壁的包覆部11。其中，該複合線材10具有一橫截面S，橫截面S呈正方形，橫截面S中的芯部12亦呈正方形，而包覆部11則呈一矩形方框。於該複合線材10的橫截面S中，所述橫截面S具有小於1mm的線徑D(即前述正方形之邊長)，芯部12的半邊長r2大於10μm，包覆部11的厚度H1大於10μm；以該橫截面S之整體面積為基準，包覆部11所佔的面積大於50%。從圖4可知，所述複合線材10的線徑D相當於包覆部11的厚度H1和芯部12的半邊長r2之總和長度的2倍，即D=2 x(H1+r2)。

比較例1至2：鈀合金線材

比較例1係以鈀合金A製成一線材，其線徑為500μm，平均體電阻率為11μΩ．cm，其維氏硬度係438Hv。比較例2之線材與比較例1具有相同的線徑，但其係以鈀合金B所製成，其平均體電阻率為6.5μΩ．cm，其維氏硬度係398Hv。

比較例3至5：不銹鋼線材

比較例3至5之線材皆係以不銹鋼S所製成，但其各自具有的線徑、維氏硬度和平均體電阻率如表1所示。

試驗例1：維氏硬度分析

於本試驗例中，分別取長度為1cm之實施例1至13之複合線材、比較例1至2之鈀合金線材及比較例3至5之不銹鋼線材，先以環氧樹脂、硬化劑鑲埋；其次，由自動研磨機(廠商：Struers；型號：Tegramin-25)，依序以#80、 #240、#400、#800、#1000、#1500、#2000、#3000號數碳化矽砂紙進行研磨，接著以1.0μm、0.03μm之氧化鋁粉溶液將各試樣拋光至鏡面，即獲得各實施例和比較例的橫截面的試樣，且前述試樣依序以維氏硬度機(廠商：三豐(Mitutoyo)儀器股份有限公司，型號：810-353DC)以荷重30g，負載時間10秒的條件，量測各試樣之芯部的維氏硬度，且重複進行5點量測後將平均結果記錄於表1中。

試驗例2：平均體電阻率分析

於本試驗例中，分別取長度30cm之實施例1至13之複合線材的包覆部材料做為試樣，且前述試樣依序以微電阻計(廠商：HIOKI，型號：RM-3544)量測各試樣之電阻；重複進行3次電阻之量測並取其平均值，並由體電阻率公式計算而得，並將結果記錄於表1中。

體電阻率=(電阻/量測長度)x線材截面積。

另外，再取長度為30cm之實施例1至13之複合線材、比較例1至2之鈀合金線材及比較例3至5之不銹鋼線材作為待測樣品，使用與前述相同之分析方法得到實施例1至13之複合線材的平均體電阻率、比較例1至2之鈀合金線材的平均體電阻率，及比較例3至5之不銹鋼線材的平均體電阻率，並將結果記錄於表1中。

試驗例3：線材之橫截面的形貌分析

於本試驗例中，以環氧樹脂、硬化劑鑲埋長度1cm之試樣，由自動研磨機(廠商：Struers；型號：Tegramin-25)，依序以#80、#240、#400、#800、#1000、#1500、#2000、#3000號數碳化矽砂紙進行研磨，接著以1.0μm、0.03μm之氧化鋁粉溶液將各試樣拋光至鏡面，即獲得實施例1至13之複合線材、比較例1至2之鈀合金線材及比較例3至5之不銹鋼線材之橫截面的試樣。接著，以一工具顯微鏡(廠商：力訓科技有限公司，型號：M21G+OP)觀察各組 試樣，並獲得各組試樣所具有的芯部的半徑、包覆部的厚度、複合線材之線徑、包覆部於橫截面中之面積佔比，以及芯部於橫截面中之面積佔比；其中，每組實施例和比較例會量測3片試樣，並將前述平均結果記錄於表1中。

分析4：接觸電阻分析

請參圖5，於本試驗例中，取長度為19mm之實施例7、9、10、11之複合線材、比較例1之鈀合金線材及比較例3之不銹鋼線材為代表，將前述線材分別研磨成各測試針T，使各測試針T與銅柱P(直徑8mm、長度3cm、純度99.999%之純銅，且其表面拋光至鏡面)接觸，再以微電阻計RM(廠商：日置(HIOKI)電機株式會社，型號：RM-3544)分頭夾持該測試針T的一端與銅柱P的一端進而量得「測試電阻值」；實際上，所述「測試電阻值」為測試針T之電阻值、測試針T與銅柱P間之接觸電阻值、銅柱P之電阻值的總和；不過，由於測試針T之電阻值和銅柱P之電阻值相較於所述「測試針T與銅柱P間之接觸電阻值」小了兩個數量級以上，因此，便直接以上述微電阻計RM量得之「測試電 阻值」代表「測試針T與銅柱P間之接觸電阻值」。每組實施例和比較例之測試針T各量測3次，並以其平均結果記錄於表2。

分析5：拉伸斷裂荷重(Breaking Limit，BL)分析

於本試驗例中，以實施例7、9、10、11之複合線材、比較例1之鈀合金線材及比較例3之不銹鋼線材為代表，各自取長度為10mm之前述線材作為試樣。接著，將各試樣以拉伸試驗儀(廠商：陽屹科技股份有限公司，型號：QC-H35A2-S01)進行拉伸試驗，記錄各試樣斷裂點之荷重值即為拉伸斷裂荷重。各組重複試驗3次後將所得之數值取其平均值，並將結果記錄於表2中。其中，測試條件如下：拉伸速度為10mm/分鐘，量測上限為10公斤力(kgf)。若該試樣持續拉伸至荷重上限10kgf仍未發生斷裂，則記錄為>10kgf。

分析6：降伏荷重分析

從上述分析5的拉伸試驗中得到各試樣的荷重-伸長量曲線圖，並於各試樣之荷重-伸長量曲線圖上，採用0.2%截距降伏荷重法(Offset yield load)來定義降伏荷重，即為從伸長量軸上之0.2%伸長量的位置畫一平行於彈性變形區域線之直線，前述直線與荷重-伸長量曲線相交於一點，此點之荷重即為降伏荷重。將各組實施例和比較例之試樣重複試驗3次，再將所得之數值取其平均值，並將結果記錄於表2中。

分析7：楊氏係數分析

於上述分析5的拉伸試驗中，另從各試樣之應變-應力曲線圖上的彈性變形區域中線性區之斜率得到各試樣之楊氏係數，將各組實施例和比較例之試樣重複試驗3次，再將所得之數值取其平均值，並將結果記錄於表2中。

實驗結果討論

根據表1的結果，從實施例1至7之複合線材和比較例3之不銹鋼線材相比可知，實施例1至7之複合線材與比較例3之不銹鋼線材皆具有高硬度；再者，實施例1至7之複合線材藉由具有「包覆比大於50%」(例如，77.01%至80.15%)之所述包覆部，得以將不銹鋼線材之平均體電阻率大幅降低為2.0μΩ．cm至2.2μΩ．cm，相較於比較例3之不銹鋼線材的平均體電阻率(82.8μΩ．cm)，平均體電阻率下降幅度高達97%以上，由此可證本創作之複合線材確實能在維持高硬度的情況下具有更佳之導電性。

類似地，從實施例8至11之複合線材和比較例1之鈀合金線材相比可知，複合線材之芯部同樣可維持與鈀合金線材相當的硬度，故可以符合測試探針之應用規格。再者，實施例8至11之複合線材藉由具有「包覆比大於50%」(例如，60.81%至88.12%)之所述包覆部，得以將鈀合金線材之平均體電阻率大幅降低為1.9μΩ．cm至3.0μΩ．cm，相較於比較例1之鈀合金線材的平均體電阻率(11μΩ．cm)，平均體電阻率下降幅度可達72%以上，由此可證本創作之複合線材確實具有更佳之導電性。

此外，從實施例12至13之複合線材和比較例2之鈀合金線材相比可知，複合線材之芯部同樣可維持與鈀合金線材相當的硬度，故可以符合測試 探針應用規格。再者，實施例12至13之複合線材藉由具有「包覆比大於50%」(例如，77.56%至79.34%)之所述包覆部，得以將鈀合金線材之平均體電阻率大幅降低為2.6μΩ．cm至2.9μΩ．cm，相較於比較例2之平均體電阻率(6.5μΩ．cm)，平均體電阻率下降幅度可達55%以上，由此可證本創作之複合線材確實具有更佳之導電性。

根據表2的結果，從實施例9至11之複合線材和比較例1之鈀合金線材相比可知，即便實施例9至11之複合線材的芯部和比較例1之鈀合金線材採用相同的鈀合金成分，且具有相似的線徑，但實施例9至11之複合線材在60.81%至88.12%之包覆比下，能具有更小的平均體電阻率，並維持其接觸電阻與機械加工性(例如：拉伸斷裂荷重、降伏荷重與楊氏係數)。類似地，從實施例7之複合線材和比較例3之不銹鋼線材相比可知，即便實施例7之複合線材的芯部和比較例3採用相同的不銹鋼且具有相似的線徑，但實施例7之複合線材明顯具有更小的平均體電阻率與接觸電阻，並維持其機械加工性(例如：拉伸斷裂荷重、降伏荷重與楊氏係數)。由此可證，本創作之複合線材確實可具有更佳的導電性、耐磨性與機械加工性。

綜上所述，本創作藉由適當控制複合線材的線徑範圍、包覆部的包覆比、複合線材和包覆部的平均體電阻率範圍，以及芯部的材料之維氏硬度範圍之技術特徵，故能使本創作之複合線材兼具高導電性、高硬度和高耐磨性，且由所述該複合線材製得的探針可避免在使用過程中易於變形或太快磨耗，確保前述探針的使用壽命，且特別適合用於高電流下的高階晶片測試需求。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

10:複合線材

11:包覆部

12:芯部

Claims (13)

1. 一種複合線材，其包含：呈線狀的一芯部；以及一包覆部，該包覆部環繞於該芯部之外周壁；其中，該複合線材的線徑小於1毫米；該複合線材具有一橫截面；以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積大於50%；該複合線材的平均體電阻率小於4微歐姆．公分；該包覆部的材料之平均體電阻率小於4微歐姆．公分；該芯部的材料之維氏硬度係大於300Hv；其中，該芯部的材料與該包覆部的材料不完全相同；該芯部的材料包含金合金、銀合金、鈀合金、銅合金或不銹鋼；該包覆部的材料包含不銹鋼、鈀合金、鎳合金、銅合金或鋁合金；其中，該金合金包含金金屬且另包含鋁、銅、銀、鎂、鋅、釕、鈷、鎵或其組合，該金金屬佔該金合金之整體重量的50重量百分比以上；該銀合金包含銀金屬且另包含銅、鎳、鋯、鉻、鋁、鈀或其組合，該銀金屬佔該銀合金之整體重量的50重量百分比以上；該鈀合金包含鈀金屬且另包含銅、銀、鉑、金、銥或其組合，該鈀金屬佔該鈀合金之整體重量的30重量百分比以上；該銅合金包含銅金屬且另包含錫、磷、鐵、鎳、鋅、鈹、鈦、金、銀、鈀或其組合，該銅金屬佔該銅合金之整體重量的50重量百分比以上； 該不銹鋼包含鉻和鐵且另包含鎳、鉬、釩、鈦、鈮、錳、鎢、鋁、銅、碳、磷、硫、矽、氮或其組合，以該不銹鋼之總重為基準，鉻的含量為15重量百分比至30重量百分比，鐵的含量為40重量百分比至70重量百分比；該鎳合金包含鎳金屬且另包含鈷、鉻、鐵、銅、矽、碳、錳、鈦、鎢、鉭、磷或其組合，該鎳金屬佔該鎳合金之整體重量的50重量百分比以上；該鋁合金包含鋁金屬且另包含矽、鐵、銅、錳、鎂、鉻、鋅、釩、鈦、鋯或其組合，該鋁金屬佔該鋁合金之整體重量的50重量百分比以上。
2. 如請求項1所述之複合線材，其中，該複合線材的線徑為30微米至600微米。
3. 如請求項1所述之複合線材，其中，以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積為60%至90%。
4. 如請求項3所述之複合線材，其中，以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積為77%至90%。
5. 如請求項1所述之複合線材，其中，於該複合線材的該橫截面中，該橫截面呈圓形或非正圓形，該芯部呈正圓形或非正圓形；其中，該芯部的半徑為30微米至160微米。
6. 如請求項1所述之複合線材，其中，於該複合線材的該橫截面中，該橫截面呈圓形或非正圓形，該芯部呈正圓形或非正圓形，該包覆部呈環形，且該包覆部的厚度為9微米至165微米。
7. 如請求項6所述之複合線材，其中，於該複合線材的該橫截面中，該包覆部的厚度為60微米至165微米。
8. 如請求項1所述之複合線材，其中，該芯部的材料之維氏硬度係大於535Hv。
9. 如請求項1至8中任一項所述之複合線材，其中，該芯部的材料包含該鈀合金或該不銹鋼；其中，該鈀合金包含鈀金屬、銅和銀，以該鈀合金之整體重量為基準，該鈀金屬的含量為35重量百分比至60重量百分比；該不銹鋼包含鉻、鐵、鎳、錳、碳、磷、硫和矽，以該不銹鋼之總重為基準，鉻的含量為18重量百分比至20重量百分比、鎳的含量為8重量百分比至12重量百分比、錳的含量為2重量百分比、碳的含量為0.08重量百分比、磷的含量為0.045重量百分比、硫的含量為0.03重量百分比、矽的含量為1.0重量百分比、以及其餘為鐵。
10. 如請求項9所述之複合線材，其中，該包覆部的材料包含該銅合金或該鋁合金；其中，該銅合金包含銅金屬和磷，以該銅合金之總重為基準，銅的含量為大於或等於99.5重量百分比、磷的含量為0.015重量百分比至0.04重量百分比；該鋁合金包含鋁金屬、矽、鐵、銅、錳和鎂，以該鋁合金之總重為基準，該鋁金屬的含量為含有大於或等於98重量百分比、鐵的含量為0.15重量百分比、銅的含量為0.20重量百分比、錳的含量為0.05重量百分比、鎂的含量為0.45重量百分比至0.90重量百分比、矽的含量為0.20重量百分比至0.60重量百分比。
11. 如請求項1至8中任一項所述之複合線材，其中，該複合線材更包含一保護層，該保護層形成於該包覆部之外表面上；其中，該保護層的材料包含金金屬、鈀金屬或銀金屬。
12. 一種複合線材，其包含：呈線狀的一芯部；以及一包覆部，該包覆部環繞於該芯部之外周壁；其中，該複合線材的線徑小於1毫米； 該複合線材具有一橫截面；以該橫截面之整體面積為基準，該包覆部所佔的面積大於50%；該複合線材的平均體電阻率小於12微歐姆．公分；該包覆部的材料之平均體電阻率小於12微歐姆．公分；該芯部的材料之維氏硬度係大於300Hv；其中，該芯部的材料與該包覆部的材料不完全相同；該芯部的材料包含鈀合金或不銹鋼，其中：該鈀合金包含鈀金屬、銅和銀，以該鈀合金之整體重量為基準，該鈀金屬的含量為35重量百分比至60重量百分比；該不銹鋼包含鉻、鐵、鎳、錳、碳、磷、硫和矽，以該不銹鋼之總重為基準，鉻的含量為18重量百分比至20重量百分比、鎳的含量為8重量百分比至12重量百分比、錳的含量為2重量百分比、碳的含量為0.08重量百分比、磷的含量為0.045重量百分比、硫的含量為0.03重量百分比、矽的含量為1.0重量百分比、以及其餘為鐵；且該包覆部的材料包含銅合金或鋁合金，其中：該銅合金包含銅金屬和磷，以該銅合金之總重為基準，銅的含量為大於或等於99.5重量百分比、磷的含量為0.015重量百分比至0.04重量百分比；該鋁合金包含鋁金屬、矽、鐵、銅、錳和鎂，以該鋁合金之總重為基準，該鋁金屬的含量為含有大於或等於98重量百分比、鐵的含量為0.15重量百分比、銅的含量為0.20重量百分比、錳的含量為0.05重量百分比、鎂的含量為0.45重量百分比至0.90重量百分比、矽的含量為0.20重量百分比至0.60重量百分比。
13. 一種電性測試探針，其係由如請求項1至12中任一項所述之複合線材進行表面絕緣處理工序後所製得。

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