CN100493412C - 清理部件和探针装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以提高清理效率、并且可以防止检查时清理部件的纤维造成的探针之间短路的清理部件和探针装置。本发明的清理部件(10)具有底座(121)、由多根直立设置在底座(121)上的绝缘性塑料纤维(122)构成的刷子(123)，在绝缘性塑料纤维(122)的外周面上，在绝缘性塑料纤维(122)的长度方向形成的凹部(122A)在圆周方向隔开规定间隔设置有3条，截面呈三叶形状。

Description

清理部件和探针装置

技术领域

本发明涉及清理探针卡的探针的清理部件和具有该清理部件的探针装置，更详细地说，涉及可以高效率清理探针的清理部件和探针装置。

背景技术

如图6所示，探针装置的构成包括输送被检查体(例如晶片)W的装载室1；与装载室1相邻且对从装载室1取得的晶片W进行电性能检查的探测器室2。如该图所示，探测器室2具有：以在X、Y、Z和θ方向可以移动的方式配置且载置晶片的载置台(晶片卡盘)3、配置在该晶片卡盘3上方的探针卡4、保持探针卡4的夹紧机构5。在探测器室2内，在晶片卡盘3在X、Y、Z和θ方向移动期间，通过校准机构6对晶片W和探针卡4的探针4A进行校准后，进行晶片W的分度输送，同时使探针4A与晶片W的电极极板(electrodepad)进行电接触，实施电性能检查。此外，校准机构6具有上摄像机6A和下摄像机6B。T为试验头。

一旦继续进行晶片W的检查，就会在探针4A上附着电极极板的切削碎屑等的附着物。所以在晶片卡盘3侧面附设有清理部件7，用该清理部件7清理探针4A，从探针4A上去除附着物。附着物有金属垫的切削的碎屑等因熔敷等牢固附着在探针4A上而难以去除的附着物，也有附着力弱容易去除的附着物。牢固附着的附着物用研磨部件对探针4A·进行研磨，去除附着物，附着力弱的附着物用刷子等去除探针4A的附着物。

作为研磨部件例如有专利文献1中公开的内容。该研磨部件(研磨板)替代晶片，载置在晶片卡盘上，通过使探针从倾斜方向与研磨板表面上形成的槽的上边缘滑动接触，研磨探针，从探针上去除熔敷物等的附着物。

此外，作为刷子例如有专利文献2中公开的内容。该刷子由导电性清理体构成，附设在晶片卡盘的侧面。该导电性清理体接地，在清理时，因探针和导电性清理体的摩擦产生的静电，通过接地的导电性清理体放电，防止清理时的探针带电，进而防止在检查时从探针向晶片放电。

【专利文献1】日本特开2000-019226号公报

【专利文献2】日本特开平08-250557号公报

可是，专利文献1的研磨部件研磨探针，以电极极板的切削碎屑牢固附着的附着物为清理对象，不是以附着力弱的附着物为清理对象。此外，在该技术中，由于将晶片卡盘上的晶片替换成研磨部件进行清理，清理操作性恶化，导致生产能力降低。

与此相反，专利文献2的带电性清理体以附着力弱的附着物为清理对象。导电性清理体由碳素纤维、硼纤维等的束形成，如图7(a)所示，各纤维一般做成截面为圆形或椭圆形。因此，如该图(a)示意所示的那样，在清理时各纤维7A与探针4A针尖的附着物O滑动接触，用此时的摩擦力去除附着物O，但是，由于各纤维7A截面为圆形或椭圆形，容易打滑，而且如该图(a)所示，与附着物O的接触面积是圆弧面，非常窄，存在有附着物O的清理效果差的课题。此外，在清理时各纤维7A断开，如该图(b)箭头所示，此断开端缠在多个探针4A之间残留下来，所以在残留有该断开端的状态下进行检查，检查时的电流如该图(b)箭头所示，通过导电性的纤维7A流动，担心在探针4A、4A之间短路。此外，在图7(a)中看到，附着物O牢固附着在探针4A的针尖上，实际是金属垫的切削碎屑的集合体，不是熔敷的物质。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而形成的，本发明的目的在于提供一种可以提高清理效率的清理部件和探针装置。此外，本发明的目的在于提供一种可以提高清理效率、同时可以防止检查时清理部件的纤维造成的探针之间短路的清理部件和探针装置。

本发明的第一方面所述的清理部件具有底座、由多个设置在该底座上的纤维构成的刷子，其特征在于，在使用上述刷子清理被检查体进行检查时使用的探针的清理部件中，在上述纤维的外周面上，在上述纤维的长度方向形成的凹部在圆周方向上隔着规定间隔设置有多条。

本发明第二方面所述的清理部件的特征在于，在第一方面所述的发明中，上述多条凹部在与上述纤维的圆周方向连接的边界上形成有多个突起面。

本发明的第三方面所述的清理部件的特征在于，在第一方面或第二方面所述的发明中，垂直于上述纤维的长度方向的截面呈三叶形状。

本发明的第四方面所述的清理部件的特征在于，在第一方面～第三方面中任一项所述的发明中，上述纤维由绝缘性的塑料纤维形成。

本发明的第五方面所述的清理部件的特征在于，在第四方面所述的发明中，上述绝缘性塑料纤维具有10¹⁴～10¹⁶Ω·cm的电阻率。

本发明的第六方面所述的清理部件的特征在于，在第一方面～第五方面中任一项所述的发明中，上述底座由金属构成，上述绝缘性塑料纤维用金属线捆扎，直立设置在上述底座上。

本发明的第七方面所述的探针装置具有附设在载置被检查体的可移动的载置台上的清理部件，和配置在该清理部件的上方的探针卡，在移动上述载置台使上述被检查体和上述探针卡的多个探针电接触，进行电性能检查后，通过上述载置台移动上述清理部件，对上述多个探针进行清理的探针装置中，上述清理部件具有底座、和由多根直立设置在该底座上的纤维构成的刷子，在上述纤维的外周面上，在上述纤维的长度方向形成的凹部在圆周方向隔着规定间隔设置有多条。

本发明的第八方面所述的探针装置的特征在于，在第七方面所述的发明中，上述多条凹部在与上述纤维的圆周方向连接的边界上形成有多个突起面。

本发明的第九方面所述的探针装置的特征在于，在第七方面或第八方面所述的发明中，垂直于上述纤维的长度方向的截面呈三叶形状。

本发明的第十方面所述的探针装置的特征在于，在第七方面～第九方面中任一项所述的发明中，上述纤维由绝缘性塑料纤维形成。

本发明的第十一方面所述的探针装置的特征在于，在第十方面所述的发明中，上述绝缘性塑料纤维具有10¹⁴～10¹⁶Ω·cm的电阻率。

本发明的第十二方面所述的探针装置的特征在于，在第七方面～第十一方面中任一项所述的发明中，上述底座由金属构成，上述绝缘性塑料纤维用金属线捆扎，直立设置在上述底座上。

根据本发明的第一方面～第十二方面所述的发明，可以提供一种可提高清理效率，同时可以防止检查时清理部件的纤维造成探针之间短路的清理部件和探针装置。

附图说明

图1是表示本发明的探针装置的一个实施方式主要部分的侧视图。

图2(a)、(b)是分别表示在图1所示的探针装置中使用的清理部件的图，(a)是其立体图，(b)是将其一部分扩大的示意性的截面图。

图3(a)、(b)是分别表示用图2所示的清理部件清理探针卡的状态的图，(a)是表示清理部件的纤维和探针的关系的水平方向的俯视图，(b)是表示清理部件的纤维和探针的关系的侧视图

图4(a)、(b)是分别表示清理部件的纤维变形例的水平方向的截面图。

图5是表示图1所示的清理部件的纤维缠在探针之间的状态的图。

图6是现有的探针装置的一个例子局部剖开表示的正视图。

图7(a)、(b)是分别表示图5所示的清理部件和探针卡的图，(a)是表示清理时的清理部件的纤维和探针的关系的水平方向的俯视图，(b)是在探针卡上缠有清理部件的纤维的状态的图。

符号说明

10 探针装置；11 晶片卡盘(载置台)；12 清理部件；13 探针卡；13A 探针；121 底座；122 绝缘性塑料纤维(纤维)；122A凹部；123 刷子；W 晶片(被检查体)

具体实施方式

下面根据图1～图4所示的实施方式对本发明进行说明。此外，图1是表示本发明的探针装置的一个实施方式主要部分的侧视图，图2(a)、(b)是分别表示在图1所示的探针装置中使用的清理部件的图，(a)是其立体图，(b)是将其一部分放大后示意性表示的截面图，图3(a)、(b)是分别表示用图2所示的清理部件清理探针卡的状态的图，(a)是表示清理部件的纤维和探针的关系的水平方向的俯视图，(b)是表示清理部件的纤维和探针的关系的侧视图，图4(a)、(b)是分别表示清理部件的纤维变形例的水平方向的截面图，图5是表示图1所示的清理部件的纤维缠在探针之间的状态的图。

如图1所示，本实施方式的探针装置10具有：载置被检查体(例如晶片)W的可移动的载置台(晶片卡盘)11；从晶片卡盘11的侧面向水平方向突出的清理部件12；和配置在清理部件12的上方的探针卡13，其构成除了清理部件12不同以外，其他与现有技术的相同。晶片卡盘11构成为：通过升降机构14，配置在X-Y台上(未图示)，通过X-Y台在水平方向在X、Y方向移动，通过升降机构14，在上下方向升降。

在进行晶片W的检查的情况下，在控制装置(未图示)的控制下，对晶片卡盘11进行分度输送，同时使晶片卡盘11升降，使晶片W和探针卡13的多个探针13A进行电接触。反复进行晶片W的检查，电极极板的切削碎屑等附着在探针4A的针尖部，附着物成为电绝缘物，妨碍检查。因此，要利用清理部件12清理探针13A的针尖，去除附着物。

本实施方式的清理部件12去除以弱附着力附着在探针13A针尖上的附着物，以由后面叙述的纤维构成的刷子构成主体。如后所述，该纤维具有用于提高清理效率的特殊截面形状。

即，如图2(a)所示，清理部件12具有金属制的底座121、由多根直立设置在底座121上面的纤维122的束构成的刷子123，底座121通过导线124接地。如图1所示，支撑台15从晶片卡盘11侧面上端部水平伸出，该清理部件12安装在支撑台15上。在支撑台15的上面形成例如底座121嵌入的凹部，在该凹部的底面上形成有粘接面。将清理部件12安装在支撑台15上，通过将底座121粘接在粘接面上，将清理部件12固定在支撑体15上。

此外，在底座121的上面将多个凹陷部121A配置成矩阵状形成，在该凹陷部121A中植入多根纤维122捆成的纤维束。纤维束的根部被填在各凹陷部121A内，不留间隙。凹陷部121A的平面形状例如形成为圆形。

此外如图2(b)所示，纤维122每一根弯曲180°，两端对齐，弯曲的部分以与凹陷部121A的底面接触的方式被容纳。植入全部凹陷部121A中的纤维束在底座121上形成为集合体，形成在刷子123的上面几乎没有间隙的状态。如该图所示，在凹陷部121A底面的中央部形成贯通孔121B，用于通过细金属线(例如不锈钢细线)125，将纤维束固定在凹陷部121A上。在将纤维束固定在凹陷部121A内的情况下，不锈钢细线125从底座121的下面通过贯通孔121B，再通过全部纤维122的弯曲部后，从贯通孔121B拉出，将纤维束的下端部固定在凹陷部121A内。各凹陷部121A的纤维束可以用一根不锈钢细线125固定，此外根据需要，也可以用多根不锈钢细线125固定。利用不锈钢细线125植入凹陷部121A内的纤维束，即从刷子123的底座121起始的高度，形成为清理探针13A的针尖的长度，例如12mm±200μm。

此外，为了提高清理效率，纤维122形成为特殊的截面形状。即，如图3(a)、(b)所示，在纤维122的外周面，在纤维122的长度方向跨过全长形成的凹部122A在圆周方向相隔规定间隔形成多条，相互平行。在该图(a)中，在纤维122的外周面上形成3条凹部122A。相邻凹部122A、122A之间的外周面形成为突起面。在该图(a)中，突起面形成中心角约为120°的圆弧状面，截面形成为三叶形状。通过这样在纤维122的外周面形成长度方向的凹部122A，如图3(a)、(b)所示，在清理时，探针13A的针尖或附着部O不是如现有的那样在纤维122的外周面滑动，而是一旦接触到凹部122A，由于与附着物O的滑动接触面积比现有的大，所以可以非常有效地去除附着物O，与现有情况相比，可以用短时间进行清理，可以提高生产能力。在清理时，如该图(b)所示，使清理部件12的刷子123前端从探针13A的下端过载200μm，用各纤维122清理探针13A的针尖。

纤维122的截面形状不限于如图3(a)所示的三叶形状，如图4(a)、(b)所示，例如也可以是沿圆周方向连续设置4个面或8个面的圆弧形的面，形成具有4个或8个凹部122A和圆弧状面122B的截面形状。可是，为了利用凹部122A可靠地接触探针13A的针尖，提高清理效率，凹部122A深的好。

此外，本实施方式的纤维122利用例如具有1014～1016Ω·cm电阻率的绝缘性塑料纤维形成。由于刷子123是由绝缘性塑料纤维122的集合体形成的，所以清理时与探针13A摩擦而带电。刷子123带电在检查时形成干扰，有可能妨碍检查，所以优选在极短的时间放电。因此，使用干扰注入器(三基电子公司制：STATIC E TESTERSET-15)在刷子123上施加1000V电压，使刷子123带电，测定从带电到放电需要的时间。其结果平均值为在放电1秒后从1000V到80V左右，5秒后变为0V。因刷子123带电造成在底座121上带有与刷子123相反的电荷，在清理部件12保持电的中和。其中，如上所述，底座121接地，所以底座121的电荷瞬时放电，所以仅在刷子123上端部残留有电荷。因此，刷子123的放电时间意味着刷子123上端部电荷的放电时间，可以在短时间放电，例如在5秒以内放电。到清理结束后开始检查前，平均需要的时间为5秒左右，所以在清理后开始检查，可以不受到因带电造成的干扰的影响进行检查。

通过清理，刷子123的绝缘性塑料纤维122被切断，如图5所示，绝缘性塑料纤维122的断开端缠在多个探针13A之间。这种情况下，如绝缘性塑料纤维122的绝缘性能恶化，形成漏电流，会妨碍检查。所以用耐压检测器(菊水电子工业公司制：KIKUSUITOS-5051)对绝缘性塑料纤维122中的电流进行测量，检测有无漏电流。在测量中，将100根绝缘性塑料纤维122捆在一起，分别在该纤维束上施加2500V和5000V电压，测量纤维束的电流值，其结果显示在各种情况下都为0.00mA的电流值，没有漏电流。因此，即使绝缘性塑料纤维122缠在探针13A上，也不影响检查。

此外，绝缘性塑料纤维122除了上述特性以外，还具有以下特性。即，形成绝缘性塑料纤维122的外径为20～30μm的细纤维。该绝缘性塑料纤维122杨氏模量为38～85，剪切强度为1.5～2.0g/d，比较柔软，即使缠在探针13A上的情况下，也不损伤探针13A，以简单切断的方式形成。因此，如绝缘性塑料纤维122在清理时缠在探针13A的针尖上，也不用担心绝缘性塑料纤维122切断，损伤探针13A。

对于探针13A的间距为60～80μm、针尖的外径为10～15μm的探针卡，使清理部件12的刷子123过载200μm，在此状态下，在X方向和Y方向每次999μm移动10000次，对探针13A进行清理后，测量全部探针13A的针尖的位移量。其结果针尖在X方向和Y方向的位移量都是最大在2μm以下。此外，针尖在Z方向的位移量在1μm以下。从这些方面可以判断，绝缘性塑料纤维122的纤维束形成的刷子123，对探针13A没有损伤，作为清理部件12的原材料非常有效。

此外，绝缘性塑料纤维122与现有的纤维相比，金属成分含量非常低，例如Cu成分含量为0.1μg/g。由于这样的金属成分含量少，也不担心因金属成分带来的导通障碍。

根据以上说明的本实施方式，清理部件12具有底座121、由多根直立设置在底座121上面的绝缘性塑料纤维122构成的刷子123，在绝缘性塑料纤维122的外周面上，在绝缘性塑料纤维122的长度方向形成的凹部122A，在圆周方向相隔规定间隔设置有3条，截面形成为三叶形状，所以在用清理部件12清理探针13A时，探针13A的针尖在绝缘性塑料纤维122的圆弧状面122B不打滑，一旦接触到凹部122A，进一步说；凹部122接触到针尖的附着物O，附着物O在从凹部122A开始与圆弧状面122B滑动接触期间，有效地从针尖去除，可以提高清理的生产能力。

此外，根据本实施方式，由于刷子123采用绝缘性塑料纤维122的集合体形成，所以清理时绝缘性塑料纤维122被切断，即使此断开端缠在多根探针13A之间残留下来，在检查时，在绝缘性塑料纤维122中也没有漏电流，可以没有任何障碍地进行检查，可以进行可信度高的检查。

此外，根据本实施方式，绝缘性塑料纤维122由于具有10¹⁴～10¹⁶Ω·cm的电阻率，所以可以更有效地防止检查时的漏电流。此外，底座121由金属构成，绝缘性塑料纤维122用不锈钢细线125捆住，直立设置在底座121上，所以在清理时，刷子123即使带电，通过不锈钢细线125，刷子123的电荷可以从底座121侧短时间放电，可以迅速进行清理后的检查。

此外，本发明不限定于上述实施方式，根据需要可以变更各构成要素的设计。

工业实用性

本发明可以适用于在对晶片等的被检查体的电性能检查中使用的探针装置中。

Claims (12)

1.一种清理部件，其特征在于，具有底座、由多根直立设置在该底座上的纤维构成的刷子，用所述刷子清理被检查体进行检查时使用的探针，其中，在所述纤维的外周面上，在上述纤维的长度方向形成的凹部，在圆周方向隔开规定的间隔设置有多条。

2.如权利要求1所述的清理部件，其特征在于，所述多条凹部在与所述纤维的圆周方向连接的边界上形成有多个突起面。

3.如权利要求1或2所述的清理部件，其特征在于，垂直于所述纤维的长度方向的截面呈三叶形状。

4.如权利要求1或2所述的清理部件，其特征在于，所述纤维由绝缘性塑料纤维形成。

5.如权利要求4所述的清理部件，其特征在于，所述绝缘性塑料纤维具有10¹⁴～10¹⁶Ω·cm的电阻率。

6.如权利要求4所述的清理部件，其特征在于，所述底座由金属构成，所述绝缘性塑料纤维由金属线捆扎，直立设置在所述底座上。

7.一种探针装置，其特征在于，具有附设在载置被检查体并可移动的载置台上的清理部件；和配置在该清理部件上方的探针卡，移动所述载置台，使所述被检查体和所述探针卡的多个探针电接触，进行电性能检查后，通过所述载置台移动所述清理部件，对所述多个探针进行清理，其中，所述清理部件具有底座、和由多根直立设置在该底座上的纤维构成的刷子，在所述纤维的外周面上，在所述纤维的长度方向形成的凹部，在圆周方向隔开规定间隔设置有多条。

8.如权利要求7所述的探针装置，其特征在于，所述多条凹部在与所述纤维的圆周方向连接的边界上形成有多个突起面。

9.如权利要求7或8所述的探针装置，其特征在于，垂直于所述纤维的长度方向的截面呈三叶形状。

10.如权利要求7或8所述的探针装置，其特征在于，所述纤维由绝缘性塑料纤维形成。

11.如权利要求10所述的探针装置，其特征在于，所述绝缘性塑料纤维具有10¹⁴～10¹⁶Ω·cm的电阻率。

12.如权利要求10所述的探针装置，其特征在于，所述底座由金属构成，所述绝缘性塑料纤维由金属线捆扎，直立设置在所述底座上。

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