CN106353541A - 探针的保持结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使不将探针的前端部设为特殊的形状、也能够比以往减小探针的最小间距、并且能够不限定探针的根数地减小探针的最小间距的探针的保持结构。探针用夹具(10)包括保持探针(30)的后端部(30b)的基部(11)。所述基部(11)的贯穿孔(12)包括与所述电极基板(40)相面对的大径部(12a)和与所述大径部(12a)连续的小径部(12b)，在所述大径部(12a)与所述小径部(12b)之间形成有阶梯部(12c)。所述探针(30)包括内置于所述大径部(12a)并形成得比所述小径部(12b)大径的环状的卡定部(33)。

Description

探针的保持结构
技术领域
本发明涉及一种在基板检查中使用的探针的保持结构。
背景技术
以往，在半导体集成电路等(被检查基板)的导通检查、电特性检查中，实施使用了极细的探针的检查。例如，公知有如下方法：利用探针用夹具保持多个探针的两端，将该探针用夹具夹在电极基板与被检查基板之间，使探针的两端分别与电极基板的端子和被检查基板的端子相接触来进行检查。在这样的检查中，在被检查对象的电极较小的情况下，需要减小探针的最小间距(配置间隔)。
但是，在以往的探针中，探针的最小间距必然是由探针的金属销的直径来确定的。
即，在将探针向探针用夹具内插入时，从与电极基板相面对的侧的孔(后端侧的孔)插入探针，该探针自与被检查基板相面对的侧的孔(前端侧的孔)突出。在将以往探针的前端部贯穿于前端侧的孔时，绝缘涂层卡定于前端侧的孔并作为止挡件发挥作用，从而防止了探针自探针用夹具脱落(参照后述的专利文献1)。此时，前端侧的孔需要形成为大径至能够供探针的前端部(金属销)顺利地滑动的程度。而且，探针的绝缘涂层需要形成得比该前端侧的孔大径至无法通过前端侧的孔的程度。而且，后端侧的孔需要形成得比绝缘涂层大径至能够供该探针的绝缘涂层通过的程度。而且，由于后端侧的孔之间的壁厚因加工技术上的制约而被确定，因此由后端侧的孔径和孔之间的壁厚确定的探针的最小间距也被确定。
这样，前端侧的孔径的最小值必然被探针的金属销的直径确定，绝缘涂层的外径的最小值必然被前端侧的孔径确定，后端侧的孔径的最小值必然被绝缘涂层的外径确定，探针的最小间距必然被后端侧的孔径确定。换言之，探针的最小间距必然被探针的金属销的直径确定。因此，在减小探针的最小间距时，只好减小探针的金属销的直径。
但是，若使用线形的较细的探针，则维护的成本增加，更换操作也变复杂。反之，如果能够不减小金属销的直径而实现窄间距，则能够实现使用者的成本削减、操作性提高。因此，要求一种不减小金属销的直径而实现窄间距的技术。
另外，在专利文献1中公开了一种技术，将两根探针作为一对插入检查装置用夹具的一个孔内，利用使该一对探针的前端部同时接触被测量体的一个电极的4端子电阻测量法来测量所述被测量体的电特性。根据这种方法，即使不减小金属销的直径，也能够减小两根探针的最小间距。
在该专利文献1所记载的技术中，插入到孔内的探针的前端部由自绝缘覆膜暴露的金属导体形成，去除该前端部侧的所述绝缘覆膜的一部分或全部并形成绝缘覆膜去除部，在该绝缘覆膜去除部与所述绝缘覆膜之间设有阶梯部。该阶梯部卡定于孔周缘并作为止挡件发挥作用，从而防止了探针自检查装置用夹具脱落。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－98066号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，由于插入到孔内的探针的前端部的形状不是通常的探针那样的圆形截面，因此上述专利文献1所记载的结构存在探针无法在孔中顺利地滑动的隐患。另外，在探针为两根的情况下，能够使最小间距变窄，但是对于3根以上的探针，却无法减小最小间距。
因此，本发明的课题在于提供一种即使不将探针的前端部设为特殊的形状、也能够比以往减小探针的最小间距、并且能够不限定探针的根数地减小探针的最小间距的探针的保持结构。
用于解决问题的方案
本发明是为了解决上述问题而做成的，其特征在于以下。
技术方案1所记载的发明的特征在于，该探针的保持结构包括探针和保持所述探针的两端部并配置在电极基板与被检查基板之间的探针用夹具，所述探针用夹具包括保持所述探针的后端部并以能够与电极基板接触的方式配置于该电极基板的基部，在所述基部上设有供所述探针贯穿的多个贯穿孔，所述贯穿孔包括与所述电极基板相面对的大径部和与所述大径部连续的小径部，在所述大径部与所述小径部之间形成有阶梯部，所述探针包括内置于所述大径部并形成得比所述小径部大径的环状的卡定部。
除了技术方案1所记载的发明的特征点以外，技术方案2所记载的发明的特征还在于，所述贯穿孔的大径部与其他大径部相连地形成。
除了技术方案1或2所记载的发明的特征点以外，技术方案3所记载的发明的特征还在于，所述阶梯部通过将所述贯穿孔设为阶梯孔而形成。
发明的效果
技术方案1所记载的发明如上所述，供探针贯穿的贯穿孔包括与电极基板相面对的大径部和与所述大径部连续的小径部，在所述大径部与所述小径部之间形成有阶梯部，所述探针包括内置于所述大径部并形成得比所述小径部大径的环状的卡定部。因此，环状的卡定部成为止挡件，能够防止探针自探针用夹具脱落。由于卡定部成为止挡件，因此不必使探针的绝缘覆膜卡定于前端侧的孔。换言之，能够使探针的绝缘覆膜变薄。通过使探针的绝缘覆膜变薄，能够减小后端侧的孔径，因此能够减小探针的最小间距。而且，由于不将探针的前端部设为特殊的形状就能够实现这种效果，因此也不会产生探针的前端部无法顺利地滑动这样的问题。另外，能够不限定探针的根数地减小探针的最小间距。
另外，由于卡定部被大径部保持，因此探针的与基板相面对的后端部不移动，能够提高探针的位置精度。
另外，技术方案2所记载的发明如上所述，所述贯穿孔的大径部与其他大径部相连地形成。根据这种结构，通过使贯穿孔接近，从而能够进一步减小探针的最小间距。另外，由于贯穿于大径部的探针因环状的卡定部而绝缘，因此假设即使相邻的探针相接触，也能够保持相互电绝缘的状态。
另外，技术方案3所记载的发明如上所述，所述阶梯部通过将所述贯穿孔设为阶梯孔而形成。根据这种结构，能够与贯穿孔的形状无关地形成阶梯部。例如，在贯穿形成贯穿孔的板的板厚较厚的情况下，即使在因加工技术上的制约而需要对贯穿孔的背侧进行锪孔加工的情况下，也能够利用表侧的直孔来形成阶梯部。
附图说明
图1是探针的保持结构的侧剖视图。
图2是探针的侧视图。
图3是探针的保持结构的侧剖视图，图3的(a)是探针的后端部附近的局部放大图，图3的(b)是将探针的后端部附近进一步放大后的图。
图4的(a)是从开口侧观察贯穿孔而得到的局部放大图，图4的(b)是从开口侧观察变形例1的贯穿孔而得到的局部放大图。
图5的(a)是从开口侧观察变形例2的贯穿孔而得到的局部放大图，图5的(b)是从开口侧观察变形例3的贯穿孔而得到的局部放大图，图5的(c)是从开口侧观察变形例4的贯穿孔而得到的局部放大图，图5的(d)是从开口侧观察变形例5的贯穿孔而得到的局部放大图。
图6是变形例6的探针的保持结构的侧剖视图，是探针的后端部附近的局部放大图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式的探针30的保持结构包括探针30和保持探针30的两端部并配置在电极基板40与被检查基板(未图示)之间的探针用夹具10。
如图2等所示，探针30是在导电性的金属销31的外周部具有绝缘覆膜32和卡定部33的构件。绝缘覆膜32是在探针30的中间部覆盖金属销31的外周的绝缘涂层。通过设有该绝缘覆膜32，从而即使在探针30挠曲时，也确保与其他探针30之间的绝缘。另外，卡定部33是在探针30的后端部30b附近安装于金属销31的外周的环状的绝缘体。该卡定部33确保探针30的绝缘，并且防止了探针30自探针用夹具10脱落。
该探针30以前端部30a和后端部30b暴露的方式保持于探针用夹具10。在检查时，暴露的前端部30a接触被检查基板的端子，暴露的后端部30b接触电极基板40的端子。
另外，在电极基板40上，在与探针30的后端部30b相接触的位置暴露设有配线41的端部。该配线41电连接于检查用的扫描仪(未图示)，由此，能够使用探针30来执行被检查基板的预定部位的检查。
如图1所示，探针用夹具10将多根探针30保持为相互不接触。该探针用夹具10是为了在将一个面固定于电极基板40的表面的状态下将另一个面按压于半导体集成电路等被检查基板、并使保持的探针30的两端分别与电极基板40的端子和被检查基板的端子相接触而使用的。
如图1所示，本实施方式的探针用夹具10包括配置于电极基板40侧的基部11、配置于被检查基板侧的顶部17以及设于基部11与顶部17之间的间隔件22。
基部11是保持探针30的后端部30b并以能够与电极基板40接触的方式配置于该电极基板40的板状部，在本实施方式中，重叠第1底板13和第2底板15这两张板而构成。两张板利用底板固定螺钉23相连结。另外，连结两张板的底板固定螺钉23旋装于间隔件22，由此，基部11与间隔件22固定为一体。
在该基部11上设有供探针30贯穿的多个贯穿孔12。该贯穿孔12是通过使后述的第1底板13的第1后端孔14与第2底板15的第2后端孔16相连通而形成的。如图3所示，该贯穿孔12包括与电极基板40相面对的大径部12a和与该大径部12a连续的小径部12b。由于小径部12b形成得比大径部12a小径，因此在大径部12a与小径部12b之间形成有阶梯部12c。大径部12a是用于内置探针30的卡定部33的部位，由于小径部12b比卡定部33小径，因此卡定部33的边缘部卡定于阶梯部12c。
第1底板13是以与电极基板40相面对的方式配置的板。在检查时，该第1底板13的表面以抵接于电极基板40的状态固定。在第1底板13上设有供探针30贯穿的第1后端孔14。该第1后端孔14设有所保持的探针30的数量。
如图3所示，第1后端孔14包括电极基板40侧的阶梯孔部14b和被检查基板侧的锪孔部14a。阶梯孔部14b是形成上述大径部12a、小径部12b、阶梯部12c的阶梯孔。另一方面，锪孔部14a是通过锪孔加工而形成的锥状的孔。在本实施方式中，由于第1底板13的板厚较厚，因此为了使加工容易，从直孔的背侧通过锪孔加工来开孔。在本实施方式中，一个锪孔部14a与多个阶梯孔部14b相连通。
另外，如图4所示，本实施方式的大径部12a与其他大径部12a相连地形成。另一方面，小径部12b不与其他小径部12b相连。因此，如图3所示，当利用通过相连的两个大径部12a的中心线的截面进行观察时，在大径部12a之间不存在壁，在小径部12b之间存在分隔壁部14c。
第2底板15是配置于第1底板13的内侧、即比第1底板13靠被检查基板侧的板。在该第2底板15上设有供探针30贯穿的第2后端孔16。该第2后端孔16设有所保持的探针30的数量，并与第1后端孔14相连通。
如图3所示，该第2后端孔16包括电极基板40侧的锪孔部16a和被检查基板侧的直部16b。锪孔部16a是通过锪孔加工而形成的锥状的孔。在本实施方式中，由于第2底板15的板厚较厚，因此为了使加工容易，从直孔的背侧通过锪孔加工来开孔。在本实施方式中，一个锪孔部16a与多个直部16b相连通。在相邻的直部16b之间设有分隔壁部16c。
顶部17是保持探针30的前端部30a并以能够与被检查基板接触的方式配置于该被检查基板的板状部，在本实施方式中，重叠第1顶板18和第2顶板20这两张板而构成。两张板利用顶板固定螺钉24相互连结。另外，连结两张板的顶板固定螺钉24旋装于间隔件22，由此，顶部17与间隔件22固定为一体。
第1顶板18是配置于第2顶板20的内侧、即比第2顶板20靠电极基板40侧的板。在该第1顶板18上设有供探针30贯穿的第1前端孔19。该第1前端孔19设有所保持的探针30的数量。
第2顶板20是以与被检查基板相面对的方式配置的板。在检查时，该第2顶板20的表面压紧于被检查基板。在该第2顶板20上设有供探针30贯穿的第2前端孔21。该第2前端孔21设有所保持的探针30的数量，并与上述第1前端孔19相连通。
间隔件22是设置预定的间隔地连结基部11与顶部17的构件。在本实施方式中，作为间隔件22使用了多个柱状的构件，但是并不限于此，例如也可以使用板状的构件来构成间隔件22。
若将如上所述构成的探针用夹具10按压于被检查基板，则探针30的自顶部17突出的前端部30a压紧于被检查基板的端子。压紧于被检查基板的探针30在中间部挠曲，在其弹性力的作用下按压于被检查基板。通过如此作用，从而使探针30的两端可靠地压紧于电极基板40和被检查基板。
另外，在本实施方式中，对作为基部11与顶部17相固定的情况进行了说明，但是也可以是在按压于被检查基板时使基部11(或基部11的一部分)与顶部17(或顶部17的一部分)彼此相对移动的结构。
此外，如图4的(a)所示，本实施方式的探针30由于使用绝缘覆膜32覆盖着金属销31的外周的一部分，因此绝缘覆膜32的外径大于金属销31的外径。另外，卡定部33的外径设定为比绝缘覆膜32的外径大。
而且，小径部12b的内径设定为比绝缘覆膜32的外径大，并且设定为比卡定部33的外径小。另外，大径部12a的内径设定为比绝缘覆膜32的外径和卡定部33的外径大。
即，以“金属销31的外径”＜“绝缘覆膜32的外径”＜“小径部12b的内径”＜“卡定部33的外径”＜“大径部12a的内径”这样的关系成立的方式设定各个尺寸。通过这样的尺寸设定，能够插入探针30直至卡定部33卡定于小径部12b，而且形成为利用卡定部33进行防脱。
在将探针30插入探针用夹具10时，从基部11侧插入探针30的前端部30a。此时，探针30的绝缘覆膜32通过小径部12b，因此探针30贯穿基部11的贯穿孔12。而且，贯穿了贯穿孔12的探针30的前端部30a(金属销31)贯穿于顶部17的第1前端孔19和第2前端孔21。另一方面，卡定部33无法通过小径部12b，因此卡定部33卡定于阶梯部12c而发挥止挡件的作用。
这样，本实施方式不是像以往那样使绝缘覆膜32卡定于顶部17来防止脱落，而是使卡定部33卡定于基部11的小径部12b来防止脱落。根据这种结构，绝缘覆膜32的外径没有限制，能够减小绝缘覆膜32的外径，因此能够减小探针30的最小间距。
而且，在本实施方式中，如图4的(a)所示，大径部12a与其他大径部12a相连地形成。因此，能够使大径部12a尽可能地(例如以在小径部12b的孔加工中容许的最小尺寸)接近。通过如此使大径部12a接近，能够进一步减小探针30的最小间距。另外，大径部12a的形状并不限于如图4的(a)所示的圆形截面，考虑到加工上的操作性等而能够适当地变更。例如也可以设为如图4的(b)所示的长孔形状。
另外，如图5的(a)～(d)所示，也可以连结3个以上的大径部12a。
即，如图5的(a)所示，也可以在上下左右连结圆形截面的大径部12a。
另外，如图5的(b)所示，通过形成大致方形的较大的一个凹部，从而也可以利用该一个凹部来构成与多个小径部12b对应的多个大径部12a。
另外，如图5的(c)所示，也可以在将圆形截面的大径部12a排列为六方格子状的基础上与相邻的大径部12a相连。
另外，如图5的(d)所示，通过形成大致平行四边形的较大的一个凹部，从而也可以利用该一个凹部来构成与多个小径部12b对应的多个大径部12a。
如以上所说明，根据本实施方式，包括探针30和保持所述探针30的两端部并配置在电极基板40与被检查基板之间的探针用夹具10，所述探针用夹具10包括保持所述探针30的后端部30b并以能够与电极基板40接触的方式配置于该电极基板40的基部11，在所述基部11上设有供所述探针30贯穿的多个贯穿孔12，所述贯穿孔12包括与所述电极基板40相面对的大径部12a和与所述大径部12a连续的小径部12b，在所述大径部12a与所述小径部12b之间形成有阶梯部12c，所述探针30包括内置于所述大径部12a并形成得比所述小径部12b大径的环状的卡定部33。因此，环状的卡定部33成为止挡件，能够防止探针30自探针用夹具10脱落。由于卡定部33成为止挡件，因此不必使探针30的绝缘覆膜32卡定于前端侧的第1前端孔19。换言之，能够使探针30的绝缘覆膜32变薄。通过使探针30的绝缘覆膜32变薄，能够减小小径部12b的外径，因此能够减小探针30的最小间距。而且，由于不将探针30的前端部30a设为特殊的形状就能够实现这种效果，因此也不会产生探针30的前端部30a无法顺利地滑动这样的问题。另外，通过减小小径部12b的外径，从而实现了探针30的窄间距化，因此能够不限定探针30的根数地减小探针30的最小间距。
另外，由于卡定部33被大径部12a保持，因此探针30的与电极基板40相面对的后端部30b不移动，能够提高探针30相对于电极基板40的位置精度。
另外，由于所述贯穿孔12的大径部12a与其他大径部12a相连地形成，因此能够使贯穿孔12接近并进一步减小探针30的最小间距。另外，由于贯穿于大径部12a的探针30因环状的卡定部33而绝缘，因此假设即使相邻的探针30相接触，也能够保持相互电绝缘的状态。
另外，所述阶梯部12c通过将所述贯穿孔12(第1后端孔14)设为阶梯孔而形成。根据这种结构，能够与贯穿孔12的形状无关地形成阶梯部12c。例如，在贯穿形成贯穿孔12的板(第1底板13)的板厚较厚的情况下，即使在因加工技术上的制约而需要对贯穿孔12的背侧进行锪孔加工的情况下，也能够利用表侧的直孔来形成阶梯部12c。
另外，在上述实施方式中，通过将贯穿孔12设为阶梯孔而形成了阶梯部12c，但是作为本发明的实施方式并不限于此。例如，如图6所示，也可以利用直孔来形成第1后端孔14与第2后端孔16，并在第1底板13与第2底板15之间的边界形成阶梯部12c。即，也可以利用第1后端孔14来形成大径部12a，利用第2后端孔16来形成小径部12b。
附图标记说明
10 探针用夹具；11 基部；12 贯穿孔；12a 大径部；12b 小径部；12c阶梯部；13 第1底板；14 第1后端孔；14a 锪孔部；14b 阶梯孔部；14c 分隔壁部；15 第2底板；16 第2后端孔；16a 锪孔部；16b 直部；16c 分隔壁部；17 顶部；18 第1顶板；19 第1前端孔；20 第2顶板；21 第2前端孔；22 间隔件；23 底板固定螺钉；24 顶板固定螺钉；30 探针；30a 前端部；30b 后端部；31 金属销；32 绝缘覆膜；33 卡定部；40 电极基板；41 配线。

Claims (3)

1.一种探针的保持结构，其特征在于，
该探针的保持结构包括探针和保持所述探针的两端部并配置在电极基板与被检查基板之间的探针用夹具，
所述探针用夹具包括保持所述探针的后端部并以能够与电极基板接触的方式配置于该电极基板的基部，
在所述基部上设有供所述探针贯穿的多个贯穿孔，
所述贯穿孔包括与所述电极基板相面对的大径部和与所述大径部连续的小径部，在所述大径部与所述小径部之间形成有阶梯部，
所述探针包括内置于所述大径部并形成得比所述小径部大径的环状的卡定部。
2.根据权利要求1所述的探针的保持结构，其特征在于，
所述贯穿孔的大径部与其他大径部相连地形成。
3.根据权利要求1或2所述的探针的保持结构，其特征在于，
所述阶梯部通过将所述贯穿孔设为阶梯孔而形成。
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