CN104515880A - 检测用夹具、电极部、探针及检测用夹具的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供对微小的检测点使用四探针法的检测用夹具，提供低成本且电连接性稳定的构成。检测用夹具包括复数个探针和复数个电极部。探针包括芯状探针和筒状探针。芯状探针是电连接于检测点。筒状探针是与芯状探针绝缘的状态下配置在该芯状探针的外侧，并电连接于检测点。电极部包括内筒电极部和外筒电极部。内筒电极部是与插入的芯状探针的外周面接触，从而电连接于该芯状探针。外筒电极部是与内筒电极部绝缘的状态下配置在该内筒电极部的外侧，并与筒状探针电连接。

Description

检测用夹具、电极部、探针及检测用夹具的制造方法

技术领域

本发明涉及用于检测在基板上形成的配线图形的检测用夹具。

背景技术

以往，知悉有检测基板配线图形的基板检测装置。基板检测装置是，将检测用夹具接触基板的检测点，测定配线间的电阻值来检测配线图形。

而且，测定配线间电阻值的方法有四探针法。四探针法是，将供应电流用探针和测定电压用探针2个探针同时接触检测点进行检测的方法。使用四探针法，可以忽视电压测定用探针和检测点之间流过的电流，因此可以正确地测定两个检测点之间的电压，可以求得正确的电阻值。

以往，使用四探针法时，在排列形成的一组孔(2个孔)分别使用设置有探针的检测用夹具。然而，最近由于配线图形的微细化，检测点变小，设置探针的孔所需求的间隔就非常狭小，在加工技术方面，变得很难制造这类检测用夹具。

从这一观点，在专利文献1中揭示对这种小的检测点也能使用四探针法的检测用夹具。所述检测用夹具的探针具有筒状第一接触端子，和插入于第一接触端子的棒状第二接触端子。使用这种双重结构的探针，即使不形成狭小间隔的孔，也可以取得2个检测点的导通。

而且，这种探针是，在检测点的相反侧端部连接电极部。电极部是由环状第一电极部，和配置在第一电极部的内部且具有圆形断面的第二电极部构成。第一接触端子是与第一电极部接触，第二接触端子是与第二电极部接触。第一电极部及第二电极部连接于执行基板检测处理的检测处理部。

通过这种构成，也可以对很小的检测点使用四探针法。

然而，专利文献1的检测用夹具，由于探针及电极部非常小，若有一点尺寸上的误差，两者不能适当的连接，变得电连接性不稳定。由此，专利文献1的检测用夹具需要高尺寸精度，从而加工费用变高。专利文献1的检测用夹具在这种方面，具有改善余地。

另外，在专利文献1中，第一接触端子与第一电极部探针，以及第二接触端子与第二电极部探针分别只是端部面之间相接触，在组装时等若有位置相错，可能发生电连接性不稳定的情况。

【现有技术文献】

【专利文献1】

日本专利公开第2012-154670号公报

发明内容

本发明是鉴于以上的情况而完成的，其主要目的是提供对微小的检测点使用四探针法的检测用夹具，提供低成本且电连接性稳定的构成。

根据本发明的第一观点，提供具有以下构成的检测用夹具。即，此检测用夹具包括：接触基板上检测点的复数个探针；以及将所述探针与对所述基板上形成的配线进行检测处理的检测处理部相电连接的复数个电极部。所述探针包括芯状探针和筒状探针。所述芯状探针电连接于所述检测点。所述筒状探针是与所述芯状探针绝缘的状态下，配置在所述芯状探针的外侧，并电连接于所述检测点。所述电极部具有内筒电极部和外筒电极部。所述内筒电极部与插入的所述芯状探针的外周面接触，从而电连接于所述芯状探针。所述外筒电极部是与所述内筒电极部绝缘的状态下，配置在所述内筒电极部的外侧，并电连接于所述筒状探针。

在所述检测用夹具中，在所述芯状探针的电极部侧的端部形成越往前端外径变细的锥形部较好。

在所述检测用夹具中，所述外筒电极部的探针侧的端部面的位置比所述内筒电极部的探针侧的端部面靠向探针侧较好。

在所述检测用夹具中，所述筒状探针的电极部侧的端部面和所述外筒电极部的探针侧的端部面相接触，从而所述筒状探针和所述外筒电极部电连接较好。

在所述检测用夹具中，具有以下的构成较好。即，所述检测用夹具还包括用于插入所述电极部的电极部插入部。在所述外筒电极部的探针侧的端部形成有电极部定位部。所述电极部定位部的厚度及外径大于所述外筒电极部的所述探针侧的剩余部分。通过所述电极部定位部，所述电极部保持在所述电极部插入部。

在所述检测用夹具中，所述内筒电极部是以绝缘体包覆较好。

在所述检测用夹具中，所述筒状探针上以长度方向形成有能弹性变形的弹簧，在所述弹簧缩小的状态下，所述探针和所述电极部连接较好。

在所述检测用夹具中，具有以下的构成较好。即，所述检测用夹具还包括探针插入部和探针固定部。在所述探针插入部插入所述探针。所述探针固定部是将所述探针固定在所述探针插入部。在所述筒状探针形成有外径比所述筒状探针之剩余部分大的探针定位部。所述探针定位部和所述探针固定部相接触，从而所述探针固定在所述探针插入部。

在所述检测用夹具中，所述探针的配置间隔是100μm以下较好。

根据本发明的第二及第三观点，提供与所述构成相同的电极部及探针。

根据本发明的第四观点，对于所述检测用夹具的制造方法，提供包含以下工艺的方法。即，所述制造方法包括：探针插入工艺和探针固定工艺。在所述探针插入工艺中，插入有所述电极部的电极部插入部和用于插入所述探针的探针插入部在重叠的状态下，将所述探针插入所述探针插入部，以连接所述探针和所述电极部。在所述探针固定工艺中，设置探针固定部，从而固定在所述探针插入工艺中插入的所述探针。

根据本发明，即使芯状探针或内筒电极部的位置有偏移，因芯状探针插入于内筒电极部(决定位置)，从而可以确保芯状探针和内筒电极部的电连接。另外，可以使内筒电极部和芯状探针的接触面积增大，因此可以提高电连接的稳定性。

即使芯状探针或内筒电极部的位置有偏移，由锥形部的引导，芯状探针插入于内筒电极部，所以可以提高芯状探针和内筒电极部的电连接的稳定性。

在电极部的探针侧的端部面仅有外筒电极部，所以可以使电极部端部的开口更大。因此，可以更可靠地向内筒电极部引导芯状探针。

直至筒状探针和外筒电极部的端部面相互接触为止，芯状探针插入于内筒电极部，从而可以确保筒状探针和外筒电极部的电连接。

在电极部插入部只是插入电极部，便可以保持该电极部。另外，通过增加外筒电极部的厚度，可以提高筒状探针和外筒电极部的电连接的稳定性。

以简单的构成，可以使内筒电极部和外筒电极部互相绝缘。

可以增加筒状探针和外筒电极部的接触压力，从而可以提高筒状探针和外筒电极部的电连接的稳定性。

将探针插入电极部后，使用探针固定部可以固定探针。因此，可以确保探针和电极部的电连接。

在难以排列配置探针之构成的情况下，也可以使用四探针法。

附图说明

图1是概略示出具有本发明一实施形态之检测用夹具的基板检测装置的说明图。

图2A至图2C是示出探针及其构成因素的侧面图及断面图。

图3A至图3E是示出电极部构成因素的侧面图及断面图。

图4A和图4B是电极部的侧面图。

图5A至图5D是示出检测用夹具的组装方法的说明图。

图6A至图6C是示出探针和电极部的连接状态的侧面断面图。

图7是示出电极部和连接器部的连接状态的侧面图。

[附图标记说明]

1：检测用夹具        2：检测处理部

20：探针          21：芯状探针

22：绝缘包覆部       24：筒状探针

25：探针定位部       30：电极部

31：内筒电极部       32：绝缘包覆部

34：外筒电极部       35：绝缘包覆部

100：基板检测装置

具体实施方式

接着，结合附图对本发明的实施形态进行说明。首先，参考图1，对检测用夹具1及基板检测装置100的概况进行说明。

基板检测装置100是对检测对象基板执行检测。具体地说，基板检测装置100是求基板的所定检测点之间的电阻值，并检测电阻值及是否导通等。另外，作为检测对象的基板不仅包含一般印制基板，也包含柔性基板及多层基板等。

基板检测装置100具有检测用夹具1和检测处理部2。在本实施形态使用四探针法，所以检测用夹具1在基板的每个检测点接触两处。如图1所示，检测用夹具1具有基底部11、支撑部12、电极部插入部13、探针插入部14和探针固定板(探针固定部)15。

基底部11构成检测用夹具1的基底，在其一侧连接支撑部12，同时在另一侧连接连接器部40。

支撑部12是从基底部11向上延伸的柱状部件。检测用夹具1例如具有4个支撑部12。在支撑部12的上侧连接有电极部插入部13。

电极部插入部13是形成有无数个贯通孔的长方体状部件。在电极部插入部13的贯通孔插入电极部30。另外，电极部30插入保持在电极部插入部13，其构成将会后述。在电极部插入部13的上侧连接有探针插入部14。

探针插入部14是与电极部插入部13上形成的贯通孔对应的位置上形成有贯通孔的长方体状部件。在探针插入部14的贯通孔插入探针20。由此，探针20和电极部30电连接。另外，电极部插入部13及探针插入部14不是长方体，而是复数个板状部件重叠构成也可。

探针固定板15是与电极部插入部13及探针插入部14上形成的贯通孔对应的位置上形成有贯通孔的板状部件。探针固定板15是固定插入在探针插入部14的探针20(详细说明将会后述)。

如图1所示，从探针固定板15露出探针20的一部分。检测用夹具1使这些露出部分接触在基板的检测点。从检测点获得的电信号，通过探针20传达到电极部30。电极部30是从与探针20连接处向下延伸，同时在基底部11之前向一个方向(图1的左侧)被引导。电极部30电连接于基底部11上形成的连接器部40。

连接器部40是可与电极部30电连接，同时其内部形成有配线。连接器部40是通过这些配线及向连接器部40的外部延伸的电线等连接于检测处理部2。

根据如上所述的构成，检测处理部2是与基板电连接。检测处理部2是测定基板上所定检测点之间的电压及电流来算出电阻值。检测处理部2判断算出的结果是否符合预定的规格。

接着，结合图2对探针20的构成及制造方法进行说明。图2是示出探针20及其构成因素的侧面图及断面图。另外，在探针20的说明中，如图2所示，连接于基板的检测点的一侧称为基板侧，连接于电极部30的一侧称为电极部侧。

如图2A至图2C所示，探针20是由芯状探针21和筒状探针24所构成。在图2A示出的芯状探针21是圆形断面的细长状部件，以具有导电性的材料(例如，金、铜及镍等，以下皆同)构成。在芯状探针21上形成有检测点接触部21a、电极连接部21b和锥形部21c。

检测点接触部21a是在芯状探针21的基板侧的端部形成的半球状部分，用于连接基板上检测点的部分。检测点接触部21a采取半球形状，可使检测点接触部21a适当地连接基板的检测点。电极连接部21b是在电极部侧的端部附近形成的部分，用于连接电极部30的部分。在相比于电极连接部21b更靠向电极部侧(前段侧)之处形成有锥形部21c。锥形部21c是越往电极部侧其外径变细。另外，锥形部21c并不限定于直线形状的锥形，弯曲形状的锥形也可。

另外，在芯状探针21除了检测点接触部21a及电极连接部21b以外的部分形成有绝缘包覆部22。例如，绝缘包覆部22可以用电镀形成。

在图2B示出的筒状探针24是筒状导电性部件。在筒状探针24形成有检测点接触部24a、电极接触部24b、粘着部24c和弹簧24d。检测点接触部24a是基板侧的端部，用于连接与检测点接触部21a相同检测点的部分。电极接触部24b是在电极部侧的端部形成的部分，用于连接电极部30的部分。

粘着部24c是在筒状探针24的长度方向上的中央部形成的部分。在粘着部24c的两侧形成有弹簧24d。弹簧24d是将筒状探针24以螺旋形状切割而构成，沿长度方向具有弹性。

例如，筒状探针24可以用以下的方法制造。即，首先，在极细的芯材的外周形成镍等电铸层及抗蚀层。接着，在所述抗蚀层以螺旋形状照射激光后，消除照射部分的抗蚀层。接着，进行蚀刻，将抗蚀层被消除部分的镍等电铸层消除，然后消除芯材。

另外，在筒状探针24的基板侧的端部附近用电镀等方式形成具有绝缘性的探针定位部25。而探针定位部25的外径大于筒状探针24的剩余部分。

如图2C所示，探针20是，在筒状探针24的内部插入芯状探针21，将粘着部24c的内侧和绝缘包覆部22的外侧以环氧(Epoxy)系的粘着剂等粘合而制造。在芯状探针21的周围形成有绝缘包覆部22，所以芯状探针21和筒状探针24两者是在绝缘的状态下连接。

筒状探针24是通过弹簧24d具有弹性，因此对探针20的基板侧的端部施压，筒状探针24会缩小，如后述的图6C所示，可以露出检测点接触部21a。由此，可使芯状探针21和筒状探针24同时接触在相同检测点。另外，芯状探针21及筒状探针24中的一个是用于供应电流的探针，另一个是用于测定电压的探针。

接着，参照图3对电极部30的构成及制造方法进行说明。图3A至图3E是示出电极部30构成因素的侧面图及断面图。另外，在电极部30的说明中，如图3A至图3E所示，连接于探针20的一侧称为探针侧，连接于连接器部40的一侧称为连接器侧。

电极部30是由内筒电极部31和外筒电极部34所构成。

在图3A示出的内筒电极部31是具有导电性及可绕性的筒状部件。内筒电极部31是与筒状探针24一样，在芯材的周围用电镀形成具有导电性的部件，然后消除该芯材等而形成。另外，在内筒电极部31形成有探针连接部31a和连接器连接部31b。

探针连接部31a是在探针侧的端部形成的部分，与探针20(具体的是芯状探针21)电连接。连接器连接部31b是在连接器侧的端部形成的部分，连接于连接器部40。另外，如图3B所示，在内筒电极部31上除了连接器连接部31b以外的部分形成有绝缘包覆部32。

在图3C示出的外筒电极部34是具有导电性及可绕性的筒状部件。外筒电极部34是与筒状探针24等一样，在芯材的周围用电镀形成具有导电性的部件，然后消除该芯材而形成。另外，在外筒电极部34形成有探针连接部34a和连接器连接部34b。探针连接部34a是在探针侧的端部形成得部分，与探针20(具体的是筒状探针24)电连接。连接器连接部34b是在连接器侧的端部形成的部分，连接于连接器部40。

另外，如图3D所示，在外筒电极部34的探针侧端部有比其他部分的厚度及外径大的电极部定位部34c。电极部定位部34c是通过电镀等形成。另外，如图3的(e)所示，在外筒电极部34上除了连接器连接部34b以外的部分通过电镀等形成有绝缘包覆部35。

电极部30是将所述内筒电极部31插入固定在外筒电极部34(参照图4的A)，并在露出的连接器连接部31b及连接器连接部34b进行镀金等(参照图4B之箭头)而制造。此时，在本实施形态中，外筒电极部34的探针侧的端部比内筒电极部31的探针侧的端部更靠向探针侧的位置上固定，但内筒电极部31和外筒电极部34的探针侧的端部之间对准位置而固定也可。另外，在内筒电极部31的外侧形成有绝缘包覆部32，因此可将内筒电极部31和外筒电极部34在绝缘的状态下固定。另外，可以进行除了金以外的镀金，或可以省略镀金。

接着，参照图5A至图5D及图6A至图6C，对检测用夹具1的组装方法进行说明。图5A至图5D是示出检测用夹具1的组装方法的说明图。图6A至图6C示出是探针20和电极部30的连接状态的侧面断面图。

在本实施形态中，事先，将电极部30插入在电极部插入部13的插入孔13a(参照图5A及图6A)。在此状态下，通过电极部定位部34c，保持电极部30致使其不会从电极部插入部13脱离。

然后，将探针插入部14载置在电极部插入部13的上部，用螺栓等固定(参照图5B)。接着，将探针20插入在探针插入部14的插入孔14a(参照图5C及图6A)。

随着探针20插入至插入孔14a，探针20的芯状探针21插入于电极部30。另外，在本实施形态中，在电极部30的探针侧的端部只有外筒电极部34，所以开口部较大。由此，可以确保芯状探针21插入电极部30。即使位置有偏移，通过锥形部21c引导探针20至适当的位置。

然后，再随着探针20的插入，芯状探针21(电极连接部21b)插入于内筒电极部31(探针连接部31a)的内部。由此，芯状探针21和内筒电极部31电连接。另外，由于芯状探针21上形成有锥形部21c，即使芯状探针21或内筒电极部31的位置稍有偏移的情况下，一边修改位置关系，可将芯状探针21插入于内筒电极部31内部。因此，可以提高两者电连接的稳定性。

另外，从图6A状态，又压入探针20，从而筒状探针24的电极部侧的端部面(电极接触部24b)和外筒电极部34的探针侧的端部面(探针连接部34a)相接触。由此，筒状探针24和外筒电极部34电连接。另外，由于探针连接部34a比其他部分的厚度及外径大，可以确保与筒状探针24的电连接。另外，如上所述，由于芯状探针21和内筒电极部31的位置关系能被修改，可在位置关系为适当的状态下将筒状探针24和外筒电极部34电连接。因此，可以提高两者电连接的稳定性。

接着，将探针固定板15设置在探针插入部14的上部(参照图5D及图6B)。此时，探针定位部25被探针固定板15的贯通孔上形成的阶梯部15a加压。由此，弹簧24d收缩而变形，在此状态下用螺栓等将探针固定板15固定在探针插入部14(参照图6C)。通过由弹簧24d的收缩产生的施压力，筒状探针24向电极部侧被加压。由此，可以提高筒状探针24和外筒电极部34的电连接的稳定性。

以往，在探针插入部保持探针的状态下，将探针插入部插入到电极部插入部而进行组装。在此情况，根据探针和电极部的位置精度及安装精度，发生有些探针和电极部不能连接的情形。在这种观点上，如本实施形态一样，在电极部插入部13保持电极部30的状态下插入探针20，从而可以确保探针20连接于电极部30。

另外，电极部30的连接器部侧的端部是，内筒电极部31和外筒电极部34各自分别连接于连接器部40。另外，如图7所示，若内筒电极部31和外筒电极部34相互绝缘，可以连接于以同一个基板构成的连接器部40。图7是，内筒电极部31的连接器连接部31b钎焊于连接器部40，且外筒电极部34的连接器连接部34b钎焊于连接器部40。连接器连接部31b及连接器连接部34b是，通过在连接器部40内部形成的电路及电线等，各自连接于检测处理部2。

在本实施形态中，如此，通过四探针法可以实现基板的检测。另外，本实施形态的构成是，例如，探针20之间的距离在20或30μm左右以上，100μm以下时，可以实现。

如上所述，本实施形态的检测用夹具1具有复数个探针20和复数个电极部30。探针20具有芯状探针21和筒状探针24。芯状探针21是电连接于检测点。筒状探针24是与芯状探针21绝缘的状态下，配置在所述芯状探针21的外侧，并电连接于同一个检测点。电极部30具有内筒电极部31和外筒电极部34。内筒电极部31是与插入的芯状探针21的外周面接触而电连接于所述芯状探针21。外筒电极部34是与内筒电极部31绝缘的状态下，配置在所述内筒电极部31的外侧，并与筒状探针24电连接。

由此，比如芯状探针21或内筒电极部31的位置有偏移，因芯状探针21插入于内筒电极部31(决定位置)，可以确保芯状探针21和内筒电极部31的电连接。另外，可以使内筒电极部31和芯状探针21的接触面积增大，便可以提高电连接的稳定性。

以上说明了本发明的较佳实施形态，但所述的构成，例如，可以变更如下。

只要是芯状探针21进入内筒电极部31而电连接的构成，可以变更探针20及电极部30的形状。

也可不形成探针定位部25或电极部定位部34c，而固定探针20及电极部30。

在所述实施形态中，电极部30是沿着基底部11向一侧被引导的构成，但将这个向一侧引导的部分以基板上形成的电路来构成也可。在此情况，电极部30是，从电极部插入部13向下延伸而连接于该基板。而且，通过该基板上形成的电路，连接到检测处理部2。

Claims (13)

1.一种检测用夹具，包括：

复数个探针，接触基板的检测点；以及

复数个电极部，将所述探针和对所述基板上形成的配线进行检测处理的检测处理部相电连接，

所述探针包括：

芯状探针，电连接于所述检测点；以及

筒状探针，与所述芯状探针绝缘的状态下，配置在所述芯状探针的外侧，并电连接于所述检测点，

所述电极部包括：

内筒电极部，与插入的所述芯状探针的外周面接触，从而电连接于所述芯状探针；以及

外筒电极部，与所述内筒电极部绝缘的状态下，配置在所述内筒电极部的外侧，并电连接于所述筒状探针。

2.根据权利要求1所述的检测用夹具，其特征在于，

在所述芯状探针的电极部侧的端部形成越往前端外径变细的锥形部。

3.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

所述外筒电极部的探针侧的端部面的位置比所述内筒电极部的探针侧的端部面靠向探针侧。

4.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

所述筒状探针的电极部侧的端部面和所述外筒电极部的探针侧的端部面相接触，从而所述筒状探针和所述外筒电极部电连接。

5.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

还包括用于插入所述电极部的电极部插入部，

在所述外筒电极部的探针侧的端部形成有电极部定位部，

通过所述电极部定位部，所述电极部保持在所述电极部插入部。

6.根据权利要求5所述的检测用夹具，其特征在于，

所述电极部定位部的厚度及外径大于所述外筒电极部的所述探针侧的剩余部分。

7.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

所述内筒电极部是以绝缘体包覆。

8.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

所述筒状探针上以长度方向形成有能弹性变形的弹簧，在所述弹簧缩小的状态下，所述探针和所述电极部连接。

9.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，还包括：

探针插入部，用于插入所述探针；以及

探针固定部，将所述探针固定在所述探针插入部，

在所述筒状探针形成有外径比所述筒状探针之剩余部分大的探针定位部，

所述探针定位部和所述探针固定部相接触，从而所述探针固定在所述探针插入部。

10.根据权利要求1或2所述的检测用夹具，其特征在于，

所述探针的配置间隔是100μm以下。

11.一种电极部，将接触基板上检测点的双重结构的探针和对所述基板上形成的配线进行检测处理的检测处理部相电连接，其特征在于所述电极部包括：

内筒电极部，插入有所述双重结构的内侧的芯状探针，并与所述芯状探针的外周面接触，从而电连接于所述芯状探针；以及

外筒电极部，与所述内筒电极部绝缘的状态下，配置在所述内筒电极部的外侧，并与所述双重结构的外侧的筒状探针电连接。

12.一种探针，接触基板上的检测点，并通过由内筒电极部和外筒电极部构成的电极部，电连接于对所述基板上形成的配线进行检测处理的检测处理部，其特征在于所述探针包括：

芯状探针，在一端侧电连接于所述检测点，在另一端侧接触所述内筒电极部的内周面，从而电连接于所述内筒电极部；以及

筒状探针，与所述芯状探针绝缘的状态下，配置在所述芯状探针的外侧，且在一端侧电连接于所述检测点，在另一端侧与所述外筒电极部电连接。

13.一种检测用夹具的制造方法，其中所述检测用夹具包括复数个探针和复数个电极部，

所述探针包括：芯状探针，电连接于基板的检测点；以及筒状探针，与所述芯状探针绝缘的状态下配置在所述芯状探针的外侧，并电连接于所述检测点，

所述电极部包括：内筒电极部，与所述芯状探针的外周面接触而电连接；以及外筒电极部，与所述内筒电极部绝缘的状态下配置在所述内筒电极部的外侧，并与所述筒状探针电连接，

其特征在于所述制造方法，包含：

探针插入工艺，插入有所述电极部的电极部插入部和用于插入所述探针的探针插入部在重叠的状态下，将所述探针插入所述探针插入部，以连接所述探针和所述电极部；以及

探针固定工艺，通过设置探针固定部，从而固定在所述探针插入工艺中插入的所述探针。