CN105629150B - 接触检查装置 - Google Patents

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Abstract

提供接触检查装置，其构造成减轻探针基板的与探针接触的接触部的磨损和损坏且利于探针的更换和组装。接触检查装置包括：多根探针，其具有将与测试对象接触的第一端；探针基板，其包括与对应的探针的第二端接触的接触部；探针头，多根探针延伸通过探针头且探针头能够拆装地安装于探针基板；以及多个定位构件，其设置于探针头的面对探针基板的表面且多根探针延伸通过多个定位构件。每根探针均具有设置在第二端所在侧的转动被限制部。多个定位构件中的每个定位构件均具有适于与转动被限制部接合的转动限制部。当多个定位构件相对于彼此移动时，转动限制部使探针对齐且将探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。

Description

接触检查装置
技术领域
本发明涉及在半导体集成电路等的通电测试中使用的接触检查装置。
背景技术
通常，对诸如半导体集成电路等的测试对象执行通电测试，以确定测试对象是否是按照精确的规格制造的。使用诸如探针卡、探针单元和探针块等的接触检查装置来执行该通电测试，该接触检查装置具有单独压靠测试对象的待检查部分的多个接触部。这种类型的接触检查装置用于使测试对象的待检查部分与测试器电连接，以便执行检查。
作为这种类型的接触检查装置，专利文献1公开了一种接触检查装置，该接触检查装置包括：探针基板，其具有供多根探针布置的下侧，多根探针均具有将与测试对象的电极接触的第一端；刚性的布线板，其将与测试器电连接；增强板，其用于支撑刚性的布线板；以及探针支撑件，其与探针基板连接，用于维持多根探针在预定位置处与探针基板接触。
专利文献2公开了一种通过如下方式生产的接触检查装置：通过加热使安装于探针的第一端的导电连结材料软化来使探针的第一端与探针基板临时连接、将探针的在与测试对象接触时待用作针尖的第二端插入通过多个定位构件、通过使定位构件相对于彼此移动来定位探针的第二端并且再次加热和冷却连结材料，使得探针能够相对于探针基板定位并与探针基板连结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP2014-1997A
专利文献2：JP2012-42330A
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1公开的接触检查装置中，探针支撑件包括第一板和第二板，第一板和第二板在探针的轴线方向上彼此面对，第一板与第二板之间具有间隙。探针延伸通过第一板和第二板。延伸通过探针支撑件的探针与探针基板的电极和测试对象的电极一一对应，并且分别与探针基板和测试对象电连接。
接触检查装置的每根探针均包括位于探针支撑件的第一板与第二板之间的狗腿形(dogleg-shape)的联接部。联接部能够在作用在探针的轴线方向上的压力下弹性变形，由联接部的弹性变形产生的弹力帮助在探针与对应的电极之间建立电连接。
当具有该联接部的探针绕着其轴线转动时，该探针可能会与相邻的探针接触，从而导致短路。而且，当探针绕着其轴线转动时，可能会磨损或损坏探针卡的与该探针接触的电极。因而，在该接触检查装置中，每根探针均具有在径向上从其一部分延伸的突起。该突起被接收在穿过面对测试对象的第二板所形成的圆孔的长形槽中，并且与该长形槽配合地用作防止探针绕着其轴线转动的转动防止部件。
然而，在该接触检查装置中，因为探针的联接部必须位于探针支撑件的第一板与第二板之间，所以在多根探针的第一端均插入通过第二板的情况下，必须同时将多根探针的第二端插入通过第一板。换言之，当需要更换该接触检查装置中的任意探针时，不能在不拆卸探针支撑件的情况下更换探针。这造成了较低的工作效率。另外，在组装探针支撑件时，在多根探针的第一端均插入通过第二板的情况下，必须同时将多根探针的第二端插入通过第一板。这是麻烦的，并且会造成较低的工作效率。
在专利文献2公开的接触检查装置中，不能在不通过加热使连结材料软化的情况下更换探针。这也会导致较低的工作效率。另外，必须在通过加热使连结材料软化之后将探针的第二端插入通过多个定位构件，以使多根探针与探针基板临时连结。这会使组装过程复杂化，并且会造成工作效率的进一步降低。
鉴于以上问题而作出本发明，因此，本发明的目的在于提供一种接触检查装置，该接触检查装置被构造成减轻探针基板的与探针接触的接触部的磨损和损坏，并且利于探针的更换和组装。
用于解决问题的方案
出于实现以上目的的目的，根据本发明的第一方面的接触检查装置为对测试对象执行接触检查的接触检查装置，该接触检查装置包括：多根探针，所述多根探针均具有将与所述测试对象接触的第一端；探针基板，所述探针基板包括与对应的所述探针的第二端接触的接触部；探针头，所述多根探针延伸通过所述探针头，并且所述探针头能够拆装地安装于所述探针基板；以及多个定位构件，所述多个定位构件设置于所述探针头的面对所述探针基板的表面，并且所述多根探针延伸通过所述多个定位构件，每根探针均具有设置在所述第二端所在侧的转动被限制部，所述多个定位构件中的每个定位构件均具有适于与所述转动被限制部接合的转动限制部，其中，当所述多个定位构件相对于彼此移动时，所述转动限制部使所述探针对齐，并且将所述探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。
根据该方面，当多个定位构件相对于彼此移动时，转动限制部使探针对齐(align)，并且将探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。因而，因为防止了探针相对于探针基板的与该探针接触的接触部转动，所以能够减轻探针基板的接触部的磨损或损坏。
另外，根据该方面，因为通过使多个定位构件相对于彼此移动能够使探针对齐，所以能够容易地定位探针，并且能够改善探针的定位精度。因而，能够减小探针基板的接触部的尺寸，从而使探针基板的接触部能够应对进一步的间距减小。
另外，根据该方面，在探针头不从探针基板脱离的情况下通过使多个定位构件相对于彼此移动，能够使探针在转动被限制状态与转动未被限制状态之间切换。这利于探针的维修和更换以及探针头的组装，进而改善了维修和更换探针以及组装探针头的工作效率。
根据本发明的第二方面的接触检查装置为根据第一方面的接触检查装置，其中，所述转动被限制部具有多边形形状，并且所述转动限制部与各转动被限制部的至少两条边接合，或者与各转动被限制部的一条边以及与该一条边相对的一个顶点接合，以限制所述转动被限制部的转动。
根据该方面，转动限制部与具有多边形形状的各转动被限制部的至少两条边接合，或者与该各转动被限制部的一条边以及与该一条边相对的一个顶点接合，以限制转动被限制部的转动。因而，因为防止了探针相对于探针基板的与该探针接触的接触部转动，所以能够减轻探针基板的接触部的磨损或损坏。
根据本发明的第三方面的接触检查装置为根据第一方面或第二方面的接触检查装置，其中，所述多个定位构件包括第一定位构件和第二定位构件，所述第一定位构件的所述转动限制部和所述第二定位构件的所述转动限制部具有矩形形状，所述转动被限制部具有矩形形状，并且当所述第一定位构件和所述第二定位构件沿着所述第一定位构件的所述转动限制部和所述第二定位构件的所述转动限制部的所述矩形形状的对角线相对于彼此移动时，所述转动限制部限制所述转动被限制部的转动。
根据该方面，多个定位构件包括第一定位构件和第二定位构件，并且第一定位构件的转动限制部、第二定位构件的转动限制部以及转动被限制部均具有矩形形状。当第一定位构件和第二定位构件沿着矩形形状的对角线相对于彼此移动时，转动限制部限制转动被限制部的转动。因而，当第一定位构件和第二定位构件沿着矩形形状的对角线相对于彼此移动时，探针的各矩形的转动被限制部的四条边均被第一定位构件的转动限制部和第二定位构件的转动限制部限制。结果，能够更可靠地将探针维持在转动被限制状态。另外，因为各转动被限制部的四条边均被限制，所以能够以较高精度定位探针，从而使探针能够应对较窄的间距。
根据第四方面的接触检查装置为根据第一方面的接触检查装置，其中，所述转动被限制部和/或所述转动限制部具有大致椭圆形形状。
本文所使用的术语“大致椭圆形形状”不仅指由在平面内距两个固定点的距离之和为常数的所有点的组所构成的曲线，而且还指横向长且具有成锐角的横向端的椭圆，以及通过使矩形的两相反端分别连结半圆所形成的形状。
根据该方面，转动限制部和/或转动被限制部具有大致椭圆形形状。因而，当多个定位构件相对于彼此移动时，各大致椭圆形的转动限制部均与探针的转动被限制部中的对应的一个转动被限制部的一部分接触，从而能够使探针对齐，并且能够将探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。因而，因为防止了探针相对于探针基板的与该探针接触的接触部转动，所以能够减轻探针基板的接触部的磨损或损坏。
根据第五方面的接触检查装置为根据第一方面至第四方面中任一方面的接触检查装置，其中，每根探针均包括第一接触部、第二接触部和弹性部，所述第一接触部形成所述探针的所述第一端，所述第二接触部形成所述探针的所述第二端且具有所述转动被限制部，所述弹性部的两相反端分别与所述第一接触部和所述第二接触部连接，并且所述弹性部能够沿所述探针的轴线方向自由地伸缩。
根据该方面，每根探针均包括弹性部以及分别连接在弹性部的两相反端的第一接触部和第二接触部，弹性部能够沿探针的轴线方向自由地伸缩。因而，当对第一接触部和第二接触部施加力时，弹性部沿探针的轴线方向弯曲，并且向第一接触部和第二接触部施加由弯曲产生的弹力。结果，弹性部能够在第一接触部与测试对象之间以及第二接触部与探针基板的与其对应的接触部之间施加弹力。这使第一接触部与测试对象之间的接触以及第二接触部与探针基板的与其对应的接触部之间的接触更稳定，从而减少了其间的弱连接(连接不良)。
根据第六方面的接触检查装置为根据第一方面至第五方面中任一方面的接触检查装置，其中，所述探针的所述第二端与所述探针基板的对应的接触部线面接触或面面接触。
根据该方面，探针的第二端与探针基板的对应的接触部线面接触或面面接触。这增加了每根探针的第二端与探针基板的与其对应的接触部之间的接触面积，由此在探针的第二端与探针基板之间提供更稳定的电连接。
根据第七方面的接触检查装置为根据第一方面至第六方面中任一方面的接触检查装置，其中，所述探针头具有用于接收所述探针的孔，所述探针的所述转动被限制部的尺寸比所述孔的尺寸大。
根据该方面，所述探针头具有用于接收所述探针的孔，所述探针的所述转动被限制部的尺寸比所述孔的尺寸大。因而，当将探针插入通过探针头时，转动被限制部不能够穿过孔。换言之，探针的转动被限制部还用作探针头的止动件。
另外，根据该方面，因为在靠近探针的第二端的位置处，探针的转动被限制部与探针头的孔接触，所以探针在靠近其第二端的位置处被探针头支撑。结果，与探针的第一端相比，限制了探针的第二端沿与探针的轴线方向正交的方向移位。这防止了探针的第二端沿正交方向相对于探针基板的接触部移位，因此能够减轻探针基板的接触部的磨损或损坏。
根据第八方面的接触检查装置为根据第一方面至第七方面中任一方面的接触检查装置，其中，每根探针均在所述第一端与所述第二端之间具有沿所述探针的轴线方向螺旋状地延伸的至少一个槽。
根据该方面，每根探针均在所述第一端与所述第二端之间具有沿所述探针的轴线方向螺旋状地延伸的至少一个槽。槽能够吸收施加于探针的扭转或探针的倾斜，因此能够改善探针的使用寿命。另外，因为槽沿探针的轴线方向螺旋状地形成，所以槽还能够吸收沿轴线方向施加的某些压力，因此能够改善探针的使用寿命。另外，槽能够防止探针破损等，因此能够改善接触检查装置的使用寿命。
根据第九方面的接触检查装置为根据第一方面至第八方面中任一方面的接触检查装置，其中，所述多个定位构件由非导电材料制成。
根据该方面，因为多个定位构件由非导电材料制成，所以它们能够在延伸通过多个定位构件的多根探针之间提供可靠的绝缘性。
附图说明
图1是根据本实施方式的接触检查装置的局部截面图。
图2是示出图1所示的接触检查装置中的转动被限制部与转动限制部之间的关系的放大图。
图3是根据本实施方式的探针的侧视图。
图4是示出根据本实施方式的探针的转动被限制部的立体图。
图5是根据本实施方式的定位构件的立体图。
图6是示出安装于探针头的定位构件的平面图。
图7是示出插入通过探针头和定位构件的探针的状态的平面图。
图8A是示出探针处于转动未被限制状态时的转动限制部与转动被限制部之间的关系的平面图，图8B是示出图8A所示的状态的局部截面图。
图9A是示出探针处于转动被限制状态时的转动限制部与转动被限制部之间的关系的平面图，图9B是示出图9A所示的状态的局部截面图。
图10是示出通过使多个定位构件相对于彼此移动来使插入通过探针头的探针对齐并使该探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态所建立的状态的平面图。
图11是示出根据第二实施方式的探针的转动被限制部的立体图。
图12A是示出根据第二实施方式的探针的转动被限制部与转动限制部之间的一个接合状态的平面图，图12B是示出探针的转动被限制部与转动限制部之间的另一接合状态的平面图。
图13是根据第三实施方式的探针的侧视图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式作出说明。仅在第一实施方式中说明所有实施方式中均由相同附图标记指代的共同组成元件，并且在随后的实施方式的说明中省略它们的说明。
<<<第一实施方式>>>
<<<接触检查装置的概述>>>
图1和图2均示出了作为“接触检查装置”的一个实施方式的探针卡10。探针卡10包括探针基板12、增强板14、探针头16以及多根探针18。探针卡10与测试器(未示出)电连接，并且以能够相对于该测试器摆动运动的方式安装于该测试器。
在本实施方式中，探针基板12具有盘状(圆形)形状，并且被构造成包括未示出的陶瓷基板和布线基板的多层基板。在探针基板12的如在图1中观察到的-Z侧表面(以下称作“下表面”)上设置有多个导电接触部12a。在本实施方式中，图1中的Z轴表示上下方向，+Z侧和-Z侧分别意味着上侧和下侧。
探针基板12中设置有未图示出的多条布线路径。各条布线路径在一端处均经由设置于探针基板12的下表面的导电接触部12a中的一个导电接触部12a与探针18中的一根探针18电连接，并且在另一端处均与设置于探针基板12的+Z侧表面(以下称作“上表面”)的多个导电部(未示出)中的一个导电部连接。位于探针基板12的上表面的各导电部(未示出)均与测试器(未示出)连接。
增强板14安装于探针基板12的上表面。增强板14具有盘状形状，并且由金属构件形成。增强板14的-Z侧表面、换言之增强板14的面对探针基板12的上表面的下表面被形成为平坦表面14a。增强板14的平坦表面14a(参照图1)被形成为具有预定的平面度(例如，30μm)或更佳。因为安装于增强板14的探针基板12被强制具有与平坦表面14a相同的平面度，所以增强板14限定探针基板12的平面度。
探针头16经由紧固构件20能够拆装地安装于探针基板12的下表面。探针头16包括上探针头22、下探针头24和中间保持构件26。上探针头22与下探针头24在Z轴方向上、即在上下方向上是间隔开的。在本实施方式中，在上下方向上，上探针头22放置在上方，下探针头24放置在下方。在本实施方式中，上探针头22和下探针头24均由诸如陶瓷等的非导电材料形成。
在上下方向上，中间保持构件26介于上探针头22与下探针头24之间。在本实施方式中，中间保持构件26被构造成由非导电树脂材料制成的膜构件。
上探针头22、下探针头24和中间保持构件26分别具有多个孔22a、多个孔24a和多个孔26a。多个孔22a、多个孔24a和多个孔26a均沿上下方向(Z轴方向)延伸，并且具有沿上下方向延伸的共用轴线。换言之，每组孔22a、24a和26a均同轴地配置。
多根探针18延伸通过探针头16。具体地，每根探针18均延伸通过一组同轴配置的孔22a、24a和26a。换言之，探针18延伸通过上探针头22、下探针头24和中间保持构件26。这里，每根探针18均具有第一端(下端)和第二端(上端)，该第一端和第二端在上下方向上均独立地从探针头16突出。
如图1所示，探针卡10的下方(如在图1中观察到的-Z侧)设置有检查台28。检查台28包括X台、Y台、Z台和θ台的组合。检查台28的上方安装有卡盘顶(chuck top)30。因而，卡盘顶30被以能够在水平面上沿X轴方向、与X轴方向正交的Y轴方向以及与水平面(XY平面)正交的上下方向(即，Z轴方向)上调整的方式定位。卡盘顶30还能够绕着Z轴调整其转动位置(θ方向)。
卡盘顶30的顶部设置有供测试对象34安装的安装表面32。在本实施方式中，测试对象34为已经嵌有多个集成电路的半导体晶片。测试对象34的上表面设置有多个电极34a。因为在探针18的第二端(上端)与探针基板12的接触部12a接触的情况下使多个电极34a与探针18的第一端(下端)接触，所以在探针卡10与测试对象34之间建立了电连接。
如图2所示，探针头16的上表面、即上探针头22的上表面经由紧固构件40和定位销42安装有多个定位构件36和38。在本实施方式中，定位构件36和38包括第一定位构件36和第二定位构件38。稍后对定位构件36和38进行详细说明。探针18的第二端(上端)延伸通过定位构件36和38，并且从定位构件36和38朝向探针基板12突出。
<<<关于探针的构造>>>
现在参照图3和图4来详细说明每根探针18的构造。每根探针18均包括：第一接触部44，其形成探针18的第一端(下端)；第二接触部46，其形成探针18的第二端(上端)；以及弹性部48。第一接触部44和第二接触部46分别连接在弹性部48的两相反端。
在本实施方式中，第一接触部44和第二接触部46焊接在弹性部48的两相反端。弹性部48具有供弹性部48与第一接触部44和第二接触部46分别焊接的焊接部48a和48b。焊接部48a和48b的直径均比弹性部48的其它部分大。探针头16的孔22a、24a和26a的直径均比焊接部48a和48b的直径、即探针18的最大直径大。
弹性部48具有作为螺旋“槽”的槽部50和50，槽部50和50在弹性部48的轴线方向(Z轴方向，即上下方向)上产生弹力。槽部50和50设置在在轴线方向上间隔开的两个位置处。槽部50和50之间设置有中间部48c，当探针18插入通过探针头16时，中间部48c与中间保持构件26对应。
第二接触部46具有多边形的转动被限制部52。如图4所示，在本实施方式中，转动被限制部52具有矩形形状。在本实施方式中，转动被限制部52的轴线方向上的厚度至少比第一定位构件36的轴线方向上的厚度大。换言之，转动被限制部52具有足够的厚度，以在探针18插入通过第一定位构件36和第二定位构件38时与第一定位构件36和第二定位构件38接合。
转动被限制部52具有比探针头16的孔22a、24a和26a的直径大的尺寸。换言之，当探针18插入通过探针头16时，转动被限制部52不能穿过孔22a，并且转动被限制部52的下表面抵靠上探针头22的上表面。因而，当探针18的第一接触部44穿过探针头16的与第一接触部44对应的孔22a、24a和26a、直到它从下探针头24突出时，转动被限制部52被上探针头22支撑。
如图4所示，在本实施方式中，第二接触部46具有顶部46a，该顶部46a具有沿与轴线方向(Z轴方向)正交的方向、即沿X轴方向或Y轴方向延伸的三棱柱形状。三棱柱的沿其轴线方向延伸的一条棱边位于顶部46a的上下方向的上方、换言之形成脊。因而，因为顶部46a的该棱边将与探针基板12的接触部12a中的一个接触部12a接触，所以探针18与探针基板12的接触部12a将彼此线面接触。
探针18由导电金属材料形成。作为一个示例，探针18由具有高韧性的诸如镍(Ni)、镍-磷合金(Ni-P)、镍-钨合金(Ni-W)、磷青铜、钯-钴合金(Pd-Co)和钯-镍-钴合金(Pd-Ni-Co)等的导电金属材料形成。
<<<关于定位构件>>>
接下来参照图5来说明第一定位构件36和第二定位构件38。在本实施方式中，第一定位构件36和第二定位构件38均被形成为由诸如陶瓷等的非导电材料制成的板状构件。应当注意，出于描述的目的，图5中示出的是第一定位构件36，并且使用第一定位构件36来进行说明。
第一定位构件36在其四个角部处具有用于紧固构件40的通孔54，紧固构件40用于使第一定位构件36和第二定位构件38能够拆装地安装于上探针头22。如图5所示，通孔54被形成为沿第一定位构件36和第二定位构件38的对角线方向延伸的狭孔。在图6、图7和图10中，省略了通孔54的示出。
第一定位构件36具有在X轴方向和Y轴方向上均以适当间隔排列的多个转动限制部56。转动限制部56具有多边形形状。在本实施方式中，转动限制部56具有矩形形状。转动限制部56具有足够大的尺寸，以使探针18的转动被限制部52能够穿过转动限制部56。第二定位构件38也具有与第一定位构件36的转动限制部56相似的转动限制部58。
第一定位构件36具有用于接收定位销42的多个定位孔60和60。第二定位构件38也具有多个定位孔62和62。第一定位构件36的定位孔60和60以及第二定位构件38的定位孔62和62均被形成为，当第一定位构件36和第二定位构件38如稍后说明地相对于彼此移动时，定位孔60和60的轴线与定位孔62和62的轴线一致。
<<<关于探针在转动未被限制状态与转动被限制状态之间的切换>>>
接下来参照图6至图10来说明延伸通过探针头16的探针18的转动未被限制状态与转动被限制状态之间的定位和切换。
图6示出了第一定位构件36和第二定位构件38均经由紧固构件40安装于探针头16的上部、即上探针头22的上表面的状态。在该状态下，第一定位构件36的转动限制部56的位置与第二定位构件38的转动限制部58的位置在X轴方向和Y轴方向上均彼此对应。具体地，矩形的转动限制部56和矩形的转动限制部58在X轴方向和Y轴方向上均位于相同的位置并且彼此重叠。应当注意，在该状态下，第一定位构件36的定位孔60与第二定位构件38的定位孔62在X轴方向和Y轴方向上均彼此错开。
然后，如图7所示，将探针18从第一定位构件36和第二定位构件38的上方穿过转动限制部56和58插入探针头16。结果，将探针18的转动被限制部52接收在转动限制部56和58中。在该状态下，因为转动限制部56和58的尺寸均比转动被限制部52的尺寸大，所以转动被限制部52还未对齐，换言之，在转动限制部56中，第二接触部46的顶部46a的脊指向不同方向(参照图8A和图8B)。
在该状态下，紧固构件40是松动的。然后，在第一定位构件36和第二定位构件38不从上探针头22移除的情况下，使第一定位构件36和第二定位构件38在上探针头22上相对于彼此移动。具体地，如图8A所示，使第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形的转动限制部56和58的对角线移动(参照图8A中的箭头)。
如图8A所示，当第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形的转动限制部56和58的对角线相对于彼此移动时，探针18的被接收在转动限制部56和58中的转动被限制部52会受到转动限制部56和58的侧壁的压力，从而绕着各自的轴线转动(参照图8A中的双点划线)。
如图9A和图9B所示，当第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形的转动限制部56和58的对角线进一步相对于彼此移动时，探针18的各矩形的转动被限制部52的四条边均与对应的转动限制部56和58的侧壁接合。在本实施方式中，各矩形的转动被限制部52的四条边中的边52a和52b与第一定位构件36接合，边52c和52d与第二定位构件38接合。
换言之，因为第一定位构件36和第二定位构件38均与对应的矩形的转动被限制部52的一对对边中的一个边接合，所以限制了转动被限制部52沿X轴方向和Y轴方向移动。换言之，转动被限制部52被第一定位构件36和第二定位构件38定位。另外，因为转动限制部56和58与转动被限制部52的四条边52a、52b、52c和52d接合，所以转动限制部56和58能够限制转动被限制部52绕着探针18的轴线的转动。
结果，如图10所示，当第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形的转动限制部56和58的对角线相对于彼此移动时，定位了在被接收在转动限制部56和58中时未对齐的转动被限制部52，并且限制了该转动被限制部52绕着探针18的轴线的转动。
然后，因为第一定位构件36的定位孔60和60的位置以及第二定位构件38的定位孔62和62的位置在X轴方向和Y轴方向上均彼此对应，所以通过将定位销42插入定位孔60和62并拧紧紧固构件40，能够使第一定位构件36与第二定位构件38的相对位置固定，并且能够维持各转动被限制部52的位置和转动被限制状态。换言之，通过使第一定位构件36和第二定位构件38相对于彼此移动，能够将探针18从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。
另外，当从如图10所示的探针18的转动被限制的状态，从定位孔60和62拔出插在其中的定位销42并使紧固构件40松开时，第一定位构件36和第二定位构件38能够相对于彼此移动。然后，探针18能够从转动被限制状态切换至转动未被限制状态。然后，因为能够从探针头16中单独地拔出探针18，所以能够容易地更换探针头16中的被损坏的任意探针18。
另外，因为通过将探针18插入探针头16并使第一定位构件36和第二定位构件38相对于彼此移动，能够简单地定位探针18，并且能够简单地限制探针18转动，所以能够容易地组装探针头16。
<<<第一实施方式的概要>>>
对以上说明进行概括。在本实施方式的探针卡10中，当多个定位构件36和38相对于彼此移动时，转动限制部56和58会使探针18对齐，并且会将探针18从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。因而，因为防止了探针18相对于探针基板12的与该探针18接触的接触部12a转动，所以能够减轻探针基板12的接触部12a的磨损或损坏。
另外，在本实施方式中，因为通过使多个定位构件36和38相对于彼此移动能够使探针18对齐，所以能够容易地定位探针18，并且能够改善探针18的定位精度。因而，能够减小探针基板12的接触部12a的尺寸，从而使接触部12a能够应对进一步的间距减小。
另外，在本实施方式中，在探针头16不从探针基板12脱离的情况下通过使多个定位构件36和38相对于彼此移动，能够使探针18在转动被限制状态与转动未被限制状态之间切换。这利于探针18的维修和更换以及探针头16的组装，进而改善了在维修和更换探针18以及组装探针头16时的工作效率。
另外，根据本实施方式，多个定位构件36和38包括第一定位构件36和第二定位构件38。第一定位构件36的转动限制部56、第二定位构件38的转动限制部58以及转动被限制部52均具有矩形形状。因而，当第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形形状的对角线相对于彼此移动时，转动限制部56和58限制转动被限制部52的转动。因而，当第一定位构件36和第二定位构件38沿着矩形形状的对角线相对于彼此移动时，探针18的各矩形的转动被限制部52的四条边均被第一定位构件36的转动限制部56和第二定位构件38的转动限制部58限制。结果，能够更可靠地将探针18维持在转动被限制状态。另外，因为各转动被限制部52的四条边均被限制，所以能够以较高的精度定位探针18，从而使探针18能够应对较窄的间距。
在本实施方式中，每根探针18均具有弹性部48以及分别连接在弹性部48的两相反端的第一接触部44和第二接触部46，弹性部48能够沿探针18的轴线方向自由地伸缩。当对第一接触部44和第二接触部46施加力时，弹性部48会沿探针18的轴线方向弯曲，并且会向第一接触部44和第二接触部46施加由弯曲产生的弹力。结果，弹性部48能够在第一接触部44与测试对象34之间以及第二接触部46与探针基板12的对应的接触部12a之间施加弹力。这使第一接触部44与测试对象34之间的接触以及第二接触部46与探针基板12的对应的接触部12a之间的接触更稳定，从而减少了其间的弱连接。
在本实施方式中，探针头16具有用于接收探针18的孔22a、24a和26a，并且探针18的转动被限制部52的尺寸比孔22a、24a和26a的尺寸大。因而，当将探针18插入通过探针头16时，转动被限制部52不能穿过孔22a、24a和26a。换言之，探针18的转动被限制部52还用作探针头16的止动件。
另外，根据本实施方式，因为在靠近探针18的第二接触部46的顶部46a的位置处，每根探针18的转动被限制部52均与探针头16的孔22a、24a和26a接触，所以每根探针18在靠近其第二接触部46的顶部46a的位置处均被探针头16支撑。结果，与每根探针18的第一接触部44相比，限制了每根探针18的第二接触部46的顶部46a沿与探针18的轴线方向(Z轴方向)正交的方向、即X轴方向或Y轴方向移位。这防止了探针18的第二接触部46的顶部46a沿正交方向(X轴方向或Y轴方向)相对于探针基板12的接触部12a移位，因此能够减轻探针基板12的接触部12a的磨损或损坏。
另外，在本实施方式中，每根探针18均具有沿探针18的轴线方向螺旋状地延伸的、位于第一接触部44与第二接触部46之间的至少一个槽部50。槽部50能够吸收施加于探针18的扭转或探针18的倾斜，因此能够改善探针18的使用寿命。另外，因为槽部50沿探针18的轴线方向螺旋状地形成，所以槽部50还能够吸收沿轴线方向施加的某些压力，因此能够改善探针18的使用寿命。另外，槽部50能够防止探针18破损等，因此能够改善探针卡10的使用寿命。
另外，在本实施方式中，因为多个定位构件36和38是由诸如陶瓷等的非导电材料制成的，所以多个定位构件36和38能够在延伸通过多个定位构件36和38的多根探针18之间提供可靠的绝缘性。
<<<第一实施方式的变型>>>
(1)虽然在本实施方式中，每根探针18均具有两个槽部50，但是替代地，每根探针18可以具有一个或三个或更多个槽部50。
(2)虽然每根探针18的两个槽部50沿相同方向成螺旋状，但是替代地，两个槽部50可以沿相反方向成螺旋状。
(3)在本实施方式中，将定位销42插入定位孔60和62，以定位第一定位构件36和第二定位构件38。然而，替代地，第一定位构件36和第二定位构件38可以被构造成通过如下方式来定位：在第一定位构件36和第二定位构件38相对于彼此移动以定位探针18之后，通过抵靠上探针头22拧紧插入第一定位构件36和第二定位构件38的通孔54和54的紧固构件40。换言之，可以采用没有定位销42的构造。
(4)虽然在本实施方式中，转动被限制部52以及转动限制部56和58均具有矩形形状，但是替代地，转动被限制部52和/或转动限制部56和58可以具有大致椭圆形形状。即使利用该构造，当多个定位构件36和38相对于彼此移动时，大致椭圆形的转动限制部56和58也能够使探针18对齐，并且能够将探针18从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。因而，因为防止了探针18相对于探针基板12的与该探针18接触的接触部12a转动，所以能够减轻探针基板12的接触部12a的磨损或损坏。
<<<第二实施方式>>>
接下来参照图11至图12B来说明第二实施方式。本实施方式与第一实施方式的区别在于，与第一实施方式中的探针18的转动被限制部52不同，每根探针64均具有三角形的转动被限制部66。
如图11所示，根据第二实施方式的每根探针64均具有三角形的转动被限制部66。探针64的其它方面均与根据第一实施方式的探针18相同，因此不对它们进行重复说明。
图12A示出了三角形的转动被限制部66的由第一定位构件36的转动限制部56和第二定位构件38的转动限制部58建立的转动被限制状态的示例。
在该示例中，第一定位构件36和第二定位构件38相对于彼此移动，使得转动被限制部66的三条边66a、66b和66c中的两条边66b和66c能够分别被转动限制部56和58限制。具体地，如在图12A中观察到的，第一定位构件36沿-X方向和-Y方向移动，第二定位构件38沿+X方向和-Y方向移动。然后，转动被限制部66的边66b与转动限制部56接合，转动被限制部66的边66c与转动限制部58接合。
因而，因为转动被限制部66的三条边中的两条边分别与转动限制部56和58接合，所以限制了转动被限制部66绕着探针64的轴线转动。另外，如图12A所示，转动被限制部66的边66a与66c之间的顶点66e与转动限制部58的角部接合，转动被限制部66的边66a与66b之间的顶点66f与转动限制部56的角部接合，转动被限制部66被转动限制部56和58定位。因而，通过转动限制部56和58定位了转动被限制部66，并且限制了转动被限制部66绕着探针64的轴线转动。
图12B示出了三角形的转动被限制部66的由第一定位构件36的转动限制部56和第二定位构件38的转动限制部58建立的转动被限制状态的另一示例。
在该示例中，第一定位构件36和第二定位构件38相对于彼此移动，使得转动被限制部66的三条边66a、66b和66c中的边66a以及边66b与66c之间的顶点66g分别被转动限制部58和56限制。具体地，如在图12B中观察的，第一定位构件36沿-Y方向移动，第二定位构件38沿+Y方向移动。然后，转动被限制部66的边66a与转动限制部58接合，转动被限制部66的顶点66g与转动限制部56接合。
因而，因为转动被限制部66的三条边中的一条边以及与该条边相对的顶点分别与转动限制部58和56接合，所以限制了转动被限制部66绕着探针64的轴线转动。另外，如图12B所示，因为转动被限制部66的边66a与转动限制部58接合，转动被限制部66的边66b与66c之间的顶点66g与转动限制部56接合，所以转动被限制部66被转动限制部56和58定位。因而，通过转动限制部56和58定位转动被限制部66，并且限制转动被限制部66绕着探针64的轴线转动。
根据本实施方式，转动限制部58和56与具有作为多边形形状的一个示例的三角形形状的各转动被限制部66的至少两条边66c和66b接合，或者与各转动被限制部66的一条边66a以及与边66a相对的顶点66g接合。因而，因为防止了探针64相对于探针基板12的与该探针64接触的接触部12a转动，所以能够减轻探针基板12的接触部12a的磨损或损坏。
<<<第三实施方式>>>
参照图13来说明第三实施方式。第三实施方式与第一实施方式的区别在于，根据第三实施方式的每根探针68均不具有第二接触部，而是均具有位于弹性部中的转动被限制部。
参照图13，根据第三实施方式的每根探针68均包括第一接触部70和弹性部72。如在图13中观察到的，弹性部72在其-Z侧端与第一接触部70连接。弹性部72具有槽部74和74，槽部74和74位于在探针68的轴线方向(图13中的Z轴方向)上间隔开的两个位置处。如在图13中观察到的，弹性部72在其+Z侧端具有接触点部76，并且在接触点部76附近具有转动被限制部78。
在本实施方式中，接触点部76被形成为筒状弹性部72的端面。因而，当探针68的弹性部72的接触点部76与探针基板12的接触部12a接触时，接触部12a与接触点部76彼此面面接触(surface-to-surface contace)。这增加了各接触部12a和与其对应的接触点部76之间的接触面积，因此能够使探针68与探针基板12之间的电连接稳定。
<<<第一实施方式至第三实施方式的变型>>>
(1)转动被限制部52、66和78可以具有除了矩形和三角形以外的多边形形状，或者具有被局部切除的圆形形状。
(2)替代沿与探针18的轴线正交的方向延伸的三棱柱形状，每根探针18的顶部46a均可以具有球状、沿轴线方向延伸的筒状、沿轴线方向延伸的长方形柱形状或沿与轴线方向正交的方向延伸的梯形柱体(trapezoid)形状。当被如上所述地构成时，每根探针18的顶部46a均和与其对应的探针基板12的接触部12a线面接触或面面接触。这增加了每根探针18的顶部46a和与其对应的探针基板12的接触部12a之间的接触面积，由此在探针18的顶部46a与探针基板12之间提供了更稳定的电连接。
(3)虽然在这些实施方式中，转动限制部56和58均具有矩形形状，但是替代地，转动限制部56和58可以基于转动被限制部52、66或78的形状而具有诸如三角形形状等的多边形形状、圆形形状或被部分切除的圆形形状。
无需赘述，本发明不限于以上实施方式，可以在权利要求书中说明的本发明的范围内进行各种变型，并且该变型也包括在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种接触检查装置，其用于对测试对象执行接触检查，该接触检查装置包括：
多根探针，所述多根探针均具有将与所述测试对象接触的第一端；
探针基板，所述探针基板包括与对应的所述探针的第二端接触的接触部；
探针头，所述多根探针延伸通过所述探针头，并且所述探针头能够拆装地安装于所述探针基板；以及
多个定位构件，所述多个定位构件设置于所述探针头的面对所述探针基板的表面，并且所述多根探针延伸通过所述多个定位构件，
每根探针均具有设置在所述第二端所在侧的转动被限制部，
所述多个定位构件中的每个定位构件均具有适于与所述转动被限制部接合的转动限制部，
在所述探针基板与所述探针头分离的状态下，所述探针能够自朝安装有所述定位构件的状态下的所述探针头插入的状态起，沿从所述探针的轴向方向上的所述第一端向所述第二端的方向拔出，即向所述探针基板侧拔出，
其中，当所述多个定位构件相对于彼此移动时，所述转动限制部使所述探针对齐，并且将所述探针从转动未被限制状态切换至转动被限制状态。
2.根据权利要求1所述的接触检查装置，其特征在于，
所述转动被限制部具有多边形形状，并且
所述转动限制部与各转动被限制部的至少两条边接合，或者与各转动被限制部的一条边以及与该一条边相对的一个顶点接合，以限制所述转动被限制部的转动。
3.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
所述多个定位构件包括第一定位构件和第二定位构件，
所述第一定位构件的所述转动限制部和所述第二定位构件的所述转动限制部具有矩形形状，
所述转动被限制部具有矩形形状，并且
当所述第一定位构件和所述第二定位构件沿着所述第一定位构件的所述转动限制部和所述第二定位构件的所述转动限制部的所述矩形形状的对角线相对于彼此移动时，所述转动限制部限制所述转动被限制部的转动。
4.根据权利要求1所述的接触检查装置，其特征在于，
所述转动被限制部和/或所述转动限制部具有大致椭圆形形状。
5.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
每根探针均包括第一接触部、第二接触部和弹性部，所述第一接触部形成所述探针的所述第一端，所述第二接触部形成所述探针的所述第二端且具有所述转动被限制部，所述弹性部的两相反端分别与所述第一接触部和所述第二接触部连接，并且所述弹性部能够沿所述探针的轴线方向自由地伸缩。
6.根据权利要求3所述的接触检查装置，其特征在于，
每根探针均包括第一接触部、第二接触部和弹性部，所述第一接触部形成所述探针的所述第一端，所述第二接触部形成所述探针的所述第二端且具有所述转动被限制部，所述弹性部的两相反端分别与所述第一接触部和所述第二接触部连接，并且所述弹性部能够沿所述探针的轴线方向自由地伸缩。
7.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
所述探针的所述第二端与所述探针基板的对应的接触部线面接触或面面接触。
8.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
所述探针头具有用于接收所述探针的孔，所述探针的所述转动被限制部的尺寸比所述孔的尺寸大。
9.根据权利要求3所述的接触检查装置，其特征在于，
所述探针头具有用于接收所述探针的孔，所述探针的所述转动被限制部的尺寸比所述孔的尺寸大。
10.根据权利要求5所述的接触检查装置，其特征在于，
所述探针头具有用于接收所述探针的孔，所述探针的所述转动被限制部的尺寸比所述孔的尺寸大。
11.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
每根探针均在所述第一端与所述第二端之间具有沿所述探针的轴线方向螺旋状地延伸的至少一个槽。
12.根据权利要求3所述的接触检查装置，其特征在于，
每根探针均在所述第一端与所述第二端之间具有沿所述探针的轴线方向螺旋状地延伸的至少一个槽。
13.根据权利要求1或2所述的接触检查装置，其特征在于，
所述多个定位构件由非导电材料制成。
14.根据权利要求3所述的接触检查装置，其特征在于，
所述多个定位构件由非导电材料制成。
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