CN103257255A - 探针组装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探针组装，能适应窄间距的电极接触垫，以进行低成本探针组装；为此，包含将金属箔进行蚀刻加工所形成的接触受检半导体芯片电极的一垂直探针、从所述垂直探针的相反边突出，以接触配线板的一输出端子及具有截面形状的一部分与概略四边形支承杆相嵌合的开口部的一薄板状探针；所述支承杆具有引导前述开口部的第一导槽、引导所述垂直探针的第二导槽及引导所述输出端子的第三导槽。

Description

探针组装

技术领域

本发明关于一种在LSI等电子设备制程上，用于检查形成于半导体晶圆的多数半导体芯片回路探针台装置的探针卡；特别关于一种对排列于半导体芯片的回路端子(电极接触垫(pad))，在晶圆状态下接触探针，以一起用于测量半导体芯片电性导通的针测(probing test)的探针卡。

背景技术

随着半导体技术的进步，不仅提升了电子设备的密集度，也增加了各半导体芯片上的电极端子(电极接触垫)数，进而通过缩小电极接触垫面积、缩窄电极接触垫间距，以展开细微的电极接触垫排列。

目前，间距最窄且拥有多数电极的LSI属主要用于驱动液晶面板的LSI(以下称LCD驱动用LSI)；此外，如图9所示，电极接触垫排列也是通过该电极端子数，也就是驱动液晶像素数的规模，以适应(a)对边两边部分、(b)外围四边部分、(c)外围四边且将其中一边排列成交错状的多引脚化。

特别是图9(c)所示的交错状排列部，则开发出相邻的电极接触垫间距，为例如15μm以下的窄间距LSI；此外，也要求通过同时测量2个～8个窄间距排列的LSI，以降低检查成本。

为适应此类要求的探针卡，如日本特开2010-91541号公报的公开，将图10所示的薄板状探针80配置成窄间距，再将该前端部插入事先按照受检LSI电极接触垫位置而设置的引导板82的引导孔83，以通过将引导板82固定于所定位置，构成出得以正确确定所有探针的前端位置。

但日本特开2010-91541号公报所公开的探针卡，当电极接触垫呈现更窄间距(例如15μm以下)时，在要求引导板的引导孔需进行细微且高精度加工的同时，要让所有探针的前端部通过引导孔的组装工程极为艰难，而且也会带来成本上升的问题；此外，构成窄间距后，必须让探针的板厚更薄，以防相邻探针问发生干扰，相对的也会在探针的垂直探针部，产生因屈曲或扭曲而容易变形的问题。

本发明用于解决上述问题，且在如LCD驱动用LSI般具有窄间距电极接触垫，以检查半导体芯片的探针卡上，通过由可正确且稳定接触包含连续窄间距电极接触垫在内的电极接触垫结构，以确实检查所有半导体芯片的电气特性，且提供低价探针卡。

发明内容

本发明为解决所述问题，因而将金属箔进行蚀刻加工所形成的接触受检半导体芯片电极的一垂直探针、从所述垂直探针的相反边突出，以接触配线板的一输出端子及具有截面形状的一部分与概略四边形支承杆相嵌合的开口部的一薄板状探针，其特征在于，所述支承杆具有引导所述开口部的第一导槽、引导所述垂直探针的第二导槽及引导所述输出端子的第三导槽；以此进行探针组装，因此即便是薄板状探针，也能产生不易因屈曲或扭曲而产生变形的作用。

优选的，在与所述垂直探针的第二导槽面呈相对的边设置突起部，并通过将所述突起部插入所述第二导槽，以引导所述探针。

优选的，在与所述输出端子的第三导槽面呈相对的边设置突起部，并通过将所述突起部插入所述第三导槽，以引导所述输出端子。

优选的，所述相邻的垂直探针或所述输出端子突起部的Z向相对位置，设置不同种类的探针。

优选的，所述第二导槽的Z向长度至少是所述垂直探针的Z向移动量及所述突起部的Z向长度的合计。

优选的，所述第三导槽的Z向长度至少是所述输出端子的Z向移动量及所述突起部的Z向长度的合计。

优选的，插入所述第一导槽的开口边上，设有锯齿状突起。

优选的，所述相邻探针的开口部的突起部X向相对位置，设置不同种类的探针。

优选的，所述导槽由热塑性绝缘树脂所构成。

通过本发明的探针卡，在具备检查如同LCD驱动用LSI般窄间距电极接触垫的半导体芯片的探针卡上，正确且稳定接触包含连续窄间距电极接触垫在内的电极接触垫，且可实现低价探针卡。

附图说明

图1为本发明第一实施例图。

图2为本发明第一实施例相关动作说明图。

图3为本发明第一实施例相关动作说明图。

图4为本发明第二实施例图。

图5为本发明第二实施例图。

图6为本发明第二实施例图。

图7为本发明第二实施例相关动作说明图。

图8为本发明第二实施例图。

图9为现有LSI电极接触垫排列种类图。

图10为现有探针组装图例。

附图标识说明：

1         探针组装

10        薄板状探针

11        金属箔

12        平行弹簧部

12a       平行梁

12b       平行梁

13        垂直探针

14        前端部

15        平行弹簧部

15a       平行梁

15b       平行梁

16        输出端子

161       延长部

17        固定部

18      开口部

181     边

182     边

183a    锯齿状突起

183b    锯齿状突起

183c    锯齿状突起

183d    锯齿状突起

10      薄板状探针

20      支承杆

21      第一支承部

211     侧面

212     侧面

22      第二支承部

221     侧面

23      第三支承部

231     侧面

24      第一导槽

25      第一导槽

26      第三导槽

30      薄板状探针

300a    探针

300b    探针

300c    探针

301     探针

31      金属箔

32      平行弹簧部

32a     平行梁

32b     平行梁

33      垂直探针

331     突起

331a    突起

331b    突起

331c    突起

34       探针前端部

341      探针前端部

35       平行弹簧部

35a      平行梁

35b      平行梁

36       配线板输出的端子

361      延长部

362      突起

362a     突起

362b     突起

362c     突起

37       固定部

38       开口部

381      边

382      边

383a     锯齿状突起

383b     锯齿状突起

383c     锯齿状突起

383d     锯齿状突起

383e     锯齿状突起

383f     锯齿状突起

383g     锯齿状突起

383h     锯齿状突起

40       支承杆

41       第一支承部

411      侧面

412      侧面

42       第二支承部

421      侧面

43       第三支承部

431      侧面

44       第一导槽

45       第二导槽

46        第三导槽

80        薄板状探针

82        引导板

83        引导孔

100       电极接触垫

110       配线板

111       电极接触垫

具体实施方式

以下依据附图所示的实施例详细说明：

第一实施例

图1为本发明第一实施例的斜视图，表示排列于窄间距的探针组装全体图；图2及图3为该动作说明图。

图1至图3中的1为探针组装、10为构成前述探针组装1的薄板状探针，将金属箔11进行蚀刻加工后，配置具探针功能的平行弹簧部12及从前述平行弹簧部12相反边形成相同平行弹簧部15，以对配线板进行输出的端子16，此外还具备用于插入与固定构成前述探针组装1的支承杆20的开口部18。接触电极接触垫100以发挥探针功能的平行弹簧部12，是通过垂直探针13、两个平行梁12a、12b与固定部17，形成平行四边形弹簧，且如图3(a)所示，电极接触垫100开始接触垂直探针13的前端部14，而再增加压紧力后，当经过规定的Z向距离(过载)Od11时，垂直探针13则如图3(b)所示，在垂直方向(Z向)产生弹簧力，以在此与电极接触垫100进行电性导通。

同样的，前述输出端子16则构成包含平行梁15a、15b的平行弹簧部15；如图3(a)所示，为Z向仅赋予Od12变形量后，固定于配线板110时则在Z向产生弹簧力，并通过弹簧的反作用力，接触前述配线板110的电极接触垫111，而与前述配线板110之间进行电性导通；在图3(b)所示的状态下，完成固定探针组装体1的配线板110后，即随时负载输出端子16的配线板电极接触垫111的弹簧载荷。

支承杆20是由具备概略四边形的截面，以支承探针10的一第一支承部21、从第一支承部21朝Z向沿着垂直探针13延长的一第二支承部22、从第一支承部21朝Z向输出端子16前端延长的一第三支承部23所构成。

第一支承部21的侧面211及212，事先在所定位置设置第一导槽24，并通过引导探针10开口部18的边181、182，以决定探针10的位置；此外，前述开口部的边181、182，则设置如图所示的锯齿状突起183a～183d，以通过与第一支承部21侧面211、212相咬合，而不易拔出探针10。

第二支承部22的侧面221，事先在第一导槽24与同于Y向位置上设置第二导槽25，以通过引导垂直探针13的边缘，决定垂直探针13的位置；在此说明书中，所谓X向(后方)是指，相当于探针长度的方向；所谓Y向是指，在同于X向的平面上，与Y向呈直交的方向；所谓Z向是指，垂直方向；X向及Y向的任一项皆属直交方向。

第三支承部23的侧面231，事先在第一导槽24与同于Y向位置设置第三导槽26；另一方面，输出端子16上，在朝向Z向处具有延长部161，延长部161则通过第三导槽26的引导下，决定输出端子16的位置。

通过上述说明的构成，将探针10支承固定于支承杆20的同时，将垂直探针13及输出端子16，引导至设于支承杆20的导槽，因此不仅能支承垂直探针13及输出端子16所相邻的探针和正确间距，即便是薄板探针，也能产生不因屈曲或扭曲而变形的效果。

第二实施例

接下来，参阅附图详细说明本发明的第二实施例。

图4至图7中的30表示薄板状探针，将金属箔31进行蚀刻加工后，配置具探针功能的平行弹簧部32及从平行弹簧部32相反边形成相同平行弹簧部35，以对配线板输出的端子36，此外也具备用于插入支承杆40再固定的开口部38。

接触电极接触垫100以发挥探针功能的平行弹簧部32，是通过垂直探针33、两个平行梁32a、32b与固定部37，形成平行四边形弹簧，且如图7(a)所示，电极接触垫100开始接触垂直探针33的前端部34，而再增加压紧力后，前述垂直探针33则如图7(b)所示，在垂直方向(Z向)产生弹簧力，以在此与电极接触垫100进行电性导通。

同样的，输出端子36则构成包含平行梁35a、35b的平行弹簧部35；如图7(a)所示，固定于配线板110时，则在垂直方向(Z向)产生弹簧力，并通过弹簧的反作用力，接触前述配线板110的电极接触垫111，而与配线板110之间进行电性导通；在图7(b)所示的状态下，完成固定探针组装体1的配线板110后，即随时负载输出端子36的配线板电极接触垫111的弹簧载荷。

此外，开口部的边381、382上，设有如图所示般的锯齿状突起383a～383d及在垂直探针33的边缘设置突起331；另一方面，输出端子36中，在朝Z向之处具有延长部361，且在延长部361的边缘设置突起362。

支承杆40具备概略四边形截面，以支承探针30的一第一支承部41、从第一支承部41朝Z向沿着垂直探针33延长的一第二支承部42、从第一支承部41朝Z向输出端子36前端延长的一第三支承部43所构成。

第一支承部41的侧面411及412，在适应突起383a～383d的位置，设置第一导槽44a～44d，(44c、44d未示出)，以通过与突起(383a～383d)相咬合，而不易拔出探针30。

图5及图6表示相邻探针的突起383及第一导槽44之间的关系；在相邻探针300a、300d中，探针300a的开口部突起383a～383d、与探针300d的开口部突起383e～383h之间，具有图5(a)与(d)所示关系，且于X向设有ΔP1相位差；以此相对应的第一导槽，则构成图6(a)所示的位置关系；以此如图6(a)所示，即便相邻的探针为窄间距，也可在不干扰相邻导槽的情况下进行设置；此外，如图5所示的探针，具有同于图4所示探针的结构，因此在图5中则省略部分各部位符号。

此外，如图4所示，第二支承部42的侧面421，则在因应前述垂直探针33突起331的位置设有第二导槽45，以通过引导突起331，而决定垂直探针33的位置。

在此将用图6及图7，说明探针30的动作；图7(a)表示探针前端部34开始接触电极接触垫100的状态；图7(b)表示电极接触垫100仅按规定推压Z向移动距离(过载)Od21的状态；在此之间，前述突起331也只在第二导槽45中移动前述过载量；因此，前述导槽45Z向的所需长度L2，即构成前述过载量Od21、和突起331的Z向长度d2的合计。

图5及图6表示相邻垂直探针的突起331及第二导槽45之间的关系；图5(a)～(c)表示在相邻的探针(300a～300c)中，探针(300a～300c)各垂直探针的突起(331a～331c)的相对位置关系，且于Z向设有ΔP2的相位差；以此相对应的第二导槽，则构成图6(b)所示的位置关系；以此如图6(b)所示，即便相邻的探针为窄间距，也可在不干扰相邻导槽的情况下进行设置。

同样的，如图4所示，第三支承部43的侧面431，事先在第一导槽44和同于Y向的位置设置第三导槽46；

另一方面，输出端子36中，在朝Z向之处具有延长部361，延长部361则受第三导槽46的引导下，决定输出端子36的位置。

图5及图6表示相邻输出端子的突起362及第三导槽46之间的关系；图5(a)～(c)表示在相邻的探针(300a～300c)中，探针(300a～300c)各输出端子的突起(362a～362c)的相对位置关系，且于Z向设有ΔP3的相位差；以此相对应的前述第三导槽，则构成图6(b)所示的位置关系；以此如图6(b)所示，即便相邻的探针为窄间距，也可在不干扰相邻导槽的情况下进行设置。

在此将用图6及图7，说明输出端子36的动作；图7(a)表示输出端子36开始接触配线板110的电极接触垫111的状态；图7(b)表示在电极接触垫111上，输出端子36仅按规定推压Z向移动距离Od22的状态；在此之间，突起362也只在第三导槽46中移动Z向移动距离Od22；因此，前述导槽46Z向的所需长度L3，即构成Z向移动距离Od2和突起362的Z向长度d3的合计。

导槽44～46务必至少是电气绝缘材料；还有可在非导电性热塑性树脂等上，形成事先所要的导槽，再黏贴于支承杆40的侧面411、412、421、431；此外，事先在侧面411、412、421、431上，涂布硅胶等热固性树脂或紫外线硬化树脂(以下称树脂等)后，在发挥效果之前，将探针30配置于所定位置，以硬化前述树脂等的方式；此时，垂直探针33的突起331及输出端子36的突起362，则通过来回往返进行硬化时所需的Z向移动距离，以形成所需的导槽45、46。

图8表示适应图9(c)所示的包含交错排列在内的窄间距电极接触垫排列实施例；如图8(a)所示，在探针301上，探针前端部341的X向位置属于，探针30的探针前端部34的X向位置和只设有ΔPr的相位差；如图8(b)所示，可通过相邻排列这两种探针，以适应窄间距交错排列的电极接触垫；此外，图8(a)所示的探针，具有同于图8(b)所示的探针的结构，因此在图8(a)省略部分各部位符号。

通过上述说明的构成，让探针30支承固定于支承杆40的同时，使相邻的垂直探针33及设于输出端子36的突起331及362，在Z向维持相位差，并引导设于支承杆40的导槽，因此即便是窄间距排列也可进行配置，且纵使是薄板探针，也能产生不易因屈曲或扭曲而变形的效果。

如上述说明所示，本发明在如LCD驱动用LSI般具有窄间距电极接触垫，以检查半导体芯片的探针卡上，通过可正确且稳定接触包含连续窄间距电极接触垫在内的电极接触垫，以实现低价探针卡。

本发明虽基于附图所示的最佳实施例作说明，但只要是本领域的技术人员，都可在不脱离本发明范围的情况下轻易进行各种变更与改变；因此本发明也包含该变更例。

Claims (9)

1.一种探针组装，其包含，将金属箔进行蚀刻加工所形成的接触受检半导体芯片电极的一垂直探针、从所述垂直探针的相反边突出，以接触配线板的一输出端子及具有截面形状的一部分与概略四边形支承杆相嵌合的开口部的一薄板状探针，其特征在于：

所述支承杆具有引导所述开口部的第一导槽、引导所述垂直探针的第二导槽及引导所述输出端子的第三导槽。

2.如权利要求1所述的探针组装，其特征在于，在与所述垂直探针的第二导槽面呈相对的边设置突起部，并通过将所述突起部插入所述第二导槽，以引导所述探针。

3.如权利要求1所述的探针组装，其特征在于，在与所述输出端子的第三导槽面呈相对的边设置突起部，并通过将所述突起部插入所述第三导槽，以引导所述输出端子。

4.如权利要求2或3所述的探针组装，其特征在于，所述相邻的垂直探针或所述输出端子突起部的Z向相对位置，设置不同种类的探针。

5.如权利要求4所述的探针组装，其特征在于，所述第二导槽的Z向长度至少是所述垂直探针的Z向移动量及所述突起部的Z向长度的合计。

6.如权利要求4所述的探针组装，其特征在于，所述第三导槽的Z向长度至少是所述输出端子的Z向移动量及所述突起部的Z向长度的合计。

7.如权利要求1所述的探针组装，其特征在于，插入所述第一导槽的开口边上，设有锯齿状突起。

8.如权利要求2或3所述的探针组装，其特征在于，所述相邻探针的开口部的突起部X向相对位置，设置不同种类的探针。

9.如权利要求1至8中任一项所述的探针组装，其特征在于，所述导槽由热塑性绝缘树脂所构成。

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