CN110546518A - 电连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电连接装置，该电连接装置包括：探针头(20)，其具有引导孔(200)，引导孔(200)的与延伸方向垂直的形状是对多边形的拐角部进行倒圆角而成的形状；以及探针(10)，其被以贯穿引导孔(200)的状态保持于探针头(20)，在探针(10)的与引导孔(200)的拐角部(200C)相对的角区域中，形成有沿着探针(10)的轴向的缺口。

Description

电连接装置
技术领域
本发明涉及一种在被检查体的电特性的测量中使用的电连接装置。
背景技术
为了在未与晶圆分离的状态下对集成电路等被检查体的电特性进行测量，使用具有与被检查体相接触的探针的电连接装置。探针例如被以贯穿在探针头形成的引导孔的状态保持(例如参照专利文献1。)。
作为探针，使用与轴向垂直的截面的形状为多边形的探针。例如，在MEMS(MicroElectro Mechanical Systems：微电子机械系统)的测量中使用与轴向垂直的截面的形状为四边形的探针。在该情况下，探针头的引导孔的形状也与探针的截面的形状相应地形成为四边形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－118064号公报
发明内容
发明要解决的问题
在形成于探针头的引导孔的形状为多边形的情况下，引导孔的拐角部通常以被倒圆角的方式形成。因此，存在探针的角区域与引导孔的拐角部的内壁面相接触导致探针磨损或破损这样的问题。
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种抑制了探针的角区域与探针头的引导孔的内壁面之间的接触所引起的探针的磨损、损伤的电连接装置。
用于解决问题的方案
采用本发明的一技术方案，提供一种电连接装置，其中，该电连接装置包括：探针头，其具有引导孔，引导孔的与延伸方向垂直的形状是对多边形的拐角部进行倒圆角而成的形状；以及探针，其被以贯穿引导孔的状态保持于探针头，在探针的与引导孔的拐角部相对的角区域中，形成有沿着探针的轴向的缺口。
发明的效果
采用本发明，能够提供一种抑制了探针的角区域与探针头的引导孔的内壁面之间的接触所引起的探针的磨损、损伤的电连接装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电连接装置的结构的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的电连接装置的探针的截面和探针头的引导孔的形状的示意性的俯视图。
图3是表示比较例的探针的截面和探针头的引导孔的形状的示意性的俯视图。
图4是表示本发明的实施方式的电连接装置的探针和探针头的例子的示意图。
图5是表示另一比较例的探针的截面和探针头的引导孔的形状的示意性的俯视图。
图6是用于说明本发明的实施方式的电连接装置的探针的制造方法的示意性的工序图(其一)，图6的(a)是俯视图，图6的(b)是剖视图，图6的(c)是端头区域的立体图。
图7是用于说明本发明的实施方式的电连接装置的探针的制造方法的示意性的工序图(其二)，图7的(a)是俯视图，图7的(b)是剖视图，图7的(c)是端头区域的立体图。
图8是用于说明本发明的实施方式的电连接装置的探针的制造方法的示意性的工序图(其三)，图8的(a)是俯视图，图8的(b)是剖视图，图8的(c)是端头区域的立体图。
图9是用于说明本发明的实施方式的电连接装置的探针的制造方法的示意性的工序图(其四)，图9的(a)是俯视图，图9的(b)是剖视图，图9的(c)是端头区域的立体图。
图10是用于说明本发明的实施方式的电连接装置的探针的制造方法的示意性的工序图(其五)，图10的(a)是俯视图，图10的(b)是剖视图，
图10的(c)是端头区域的立体图。
图11是表示本发明的实施方式的电连接装置的探针的另一例子的示意图，图11的(a)是俯视图，图11的(b)是图11的(a)的沿着B－B方向的剖视图。
图12是表示本发明的实施方式的变形例的电连接装置的探针的截面和探针头的引导孔的形状的示意性的俯视图。
图13是表示本发明的实施方式的另一变形例的电连接装置的探针的截面和探针头的引导孔的形状的示意性的俯视图。
具体实施方式
接下来，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图的记载中，对于相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，应注意的是，附图是示意性的，各部分的厚度的比率等与现实不同。另外，在附图相互之间，当然包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。以下所示的实施方式是对用于使本发明的技术性思想具体化的装置、方法进行例示的实施方式，在本发明的实施方式中，并不将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定为下述的内容。
如图1所示，本发明的实施方式的电连接装置1包括探针10、保持探针10的探针头20以及安装有探针头20的电极基板30。电连接装置1是在被检查体2的电特性的测量中使用的垂直动作式探针卡，在测量被检查体2时，探针10的端头部与被检查体2的检查用焊盘(日文：検査用パッド)(省略图示)相接触。在图1中，示出探针10未与被检查体2接触的状态。在测量时，例如使搭载有被检查体2的卡盘3上升，从而探针10的端头部接触于被检查体2。
探针头20具有引导孔200，该引导孔200在同被检查体2相对的第1主表面201与同电极基板30相对的第2主表面202之间贯通探针头20。探针10被以贯穿引导孔200的状态保持于探针头20。
如图1所示，探针10的自探针头20的第2主表面202突出的基端部与形成于电极基板30的下表面的电极焊盘31相连接。电极焊盘31通过形成于电极基板30的内部的电极布线(省略图示)而与配置于电极基板30的上表面的连接焊盘32电连接。连接焊盘32与省略图示的IC试验机等检查装置电连接。利用检查装置经由探针10对被检查体2施加预定的电压、电流。并且，自被检查体2输出的信号经由探针10向检查装置输送，从而检查被检查体2的特性。
探针10的与轴向垂直的截面(以下简称作“截面”。)的形状为多边形。引导孔200的与延伸方向垂直的形状(以下，称作“孔形状”。)是对与探针10的截面的形状相对应的多边形的拐角部进行倒圆角而成的形状。
在图2中示出探针10的截面为四边形状的例子。与探针10的截面的形状相对应，引导孔200的孔形状是具有4个被倒圆角的拐角部200C的近似于四边形的形状。在使引导孔200的孔形状为多边形的情况下，通常因加工的问题等而如图2所示那样对引导孔200的拐角部200C进行倒圆角。例如，在一边的长度为40μm的四边形的引导孔200的情况下，以8μm的大小对拐角部200C进行倒圆角。
如图2所示，在与引导孔200的拐角部200C相对的角区域中，沿着探针10的轴向形成有缺口。在图2所示的例子中，形成于探针10的缺口为在与轴向垂直的截面中将角区域切成四边形的形状。
另外，探针10的截面的面积越大，流过探针10的电流的容许量越大。探针10的截面的面积在角区域的顶点与引导孔200的圆弧的顶点相接触的情况下达到最大。例如，在如图3所示那样未在角区域形成缺口的比较例的探针10的的情况下，截面的面积达到最大。
但是，在图3所示的状态下，由于探针10的角区域会与引导孔200的内壁面相接触，因此，探针10会发生磨损或破损。例如，在图4所示那样将探针10以因弹性变形而弯曲了的状态保持在探针头20的内部的情况下，探针10在引导孔200的内部滑动，因此，探针10容易因与引导孔200的内壁面之间的接触而磨损。
此外，图4所示的探针头20分别具有由探针10贯穿的顶部21、上部引导部24、下部引导部25以及底部23。顶部21、上部引导部24、下部引导部25以及底部23分别具有被探针10贯穿的引导孔。并且，在探针10的至少与各个引导孔的拐角部相对的角区域形成有缺口。在探针头20的顶部21与底部23之间配置有间隔件22而构成中空区域210。并且，同一探针10所通过的、顶部21的引导孔和底部23的引导孔的位置错开地配置。因此，探针10因弹性变形而弯曲。
在图4所示的探针头20中，若在开始被检查体2的测量时探针10的端头部与被检查体2相接触，则探针10在中空区域210中发生压曲。即，探针10因挠曲变形而更大程度地弯曲。由此，以预定压力来使探针10接触于被检查体2。由于探针10具有弹性，因此，在测量结束之后探针10和被检查体2成为非接触状态时，探针10恢复到与被检查体2相接触之前的形状。
如上述那样，图4所示的保持于探针头20的探针10在开始被检查体2的测量时和被检查体2的测量结束之后在引导孔200的内部滑动。因此，在图3所示的状态下，探针10的角区域容易与引导孔200的内壁面相接触。
另一方面，如图5所示的比较例那样，通过减小探针10的截面的面积，能够抑制探针10与引导孔200的内壁面之间的接触。但是，由于减小探针10的截面的面积，因而探针10的电阻增大。因此，流过探针10的电流的容许量减少，存在对被检查体2的测量产生障碍的情况。
与此相对，在图2所示的探针10中，在角区域形成有缺口，因此，与图3的状态相比，引导孔200的拐角部200C与探针10的角区域之间的距离变大。因而，在探针10在引导孔200的内部滑动时等情况下，探针10也不会与引导孔200的内壁面接触。因此，能够抑制探针10的磨损、破损。并且，与图5所示的比较例相比，截面的面积的减少较小，因此能够增大流过探针10的电流的容许量。
另外，即使在探针10与引导孔200的内壁面接触了的情况下，由于在探针10的角区域形成有缺口，因此，在1个角区域中探针10的多个部位与引导孔200的内壁面相接触。因此，能够降低探针10在各个接触部位处与引导孔200的内壁面相接触的压力。因而，能够抑制探针10的磨损、破损。
形成于探针10的缺口的大小优选设定为探针10的角区域不与引导孔200的拐角部200C相接触的程度。例如，将组装精度、探针10的位置、形状的经时变化等考虑在内来设定缺口的大小。另外，还将测量时的探针10的位置、形状的变化等考虑在内来设定缺口的大小。
另外，在图4所示的保持于探针头20的探针10中，只要至少在探针10在引导孔200的内部滑动时与引导孔200的拐角部200C接近并相对的角区域形成有缺口即可。也就是说，对于与引导孔200的拐角部200C之间的距离较大的探针10的角区域，也可以不必形成缺口。由此，与图2所示的探针10的截面的面积相比，并不是在与拐角部200C相对的角区域的全部形成缺口，因此，与图2所示的实施例相比，能够使探针10的截面的面积的减少较小。因而，能够增大流过探针10的电流的容许量。
如以上说明那样，采用本发明的实施方式的电连接装置1，通过在探针10的角区域形成缺口，能够抑制探针10与引导孔200的内壁面之间的接触所引起的探针10的磨损、损伤。并且，由于截面的面积的减少较小，因此能够抑制流过探针10的电流的容许量的减少。
下面，参照图6～图10来说明本发明的实施方式的电连接装置1的探针10的制造方法。此外，以下所述的探针10的制造方法是一个例子，当然，能够包含其变形例在内地通过这以外的各种制造方法来实现。在图6～图10中，各图的(a)是俯视图，各图的(b)是各图的(a)的沿着B－B方向的剖视图。各图的(c)是在各图的(a)中被虚线包围的探针10的端头区域S的立体图。
首先，如图6的(a)～图6的(c)所示，在支承基板100的上表面形成牺牲层110。牺牲层110为沿着探针10的外缘形状的形状。如后述那样，在被牺牲层110包围的区域中形成探针10的一部分。牺牲层110通过镀铜等形成。
接着，如图7的(a)～图7的(c)所示，在牺牲层110的上表面，以埋入被牺牲层110包围的区域的方式形成作为探针10的一部分的、截面为T形状的部分10a。然后，在部分10a的上表面，与被牺牲层110包围的区域对称地形成探针10的余下的部分10b。由此，如图8的(a)～图8的(c)所示，形成探针10。
之后，如图9的(a)～图9的(c)所示，从支承基板100去除牺牲层110。并且，如图10的(a)～图10的(c)所示，从支承基板100剥离探针10，从而完成探针10。
作为探针10的材料，例如使用镍(Ni)合金等。另外，以上说明了利用半加成法的制造方法，但也可以通过减成法或其复合工艺来制造探针10。另外，也可以通过热电解镀敷(日文：熱電解めっき)、蒸镀等干式工艺来制造探针10。
另外，以上对于在俯视时弯曲的形状的探针10，说明了其制造方法。但是，当然探针10的形状不限于弯曲了的情况，例如如图11所示，探针10也可以为直线形状。
＜变形例＞
形成于探针10的缺口的形状能够任意地设定。即，以上示出了探针10的缺口为将角区域切成四边形的形状的例子，但缺口也可以为其他形状。例如，如图12所示，缺口也可以是在与轴向垂直的截面中将角区域切成台阶形状的形状。采用图12所示的形状的缺口，与图2所示的形状的缺口相比，能够增大探针10的截面的面积。因此，能够增加流过探针10的电流的容许量。
或者，如图13所示，也可以对探针10的角区域进行倒角来形成缺口。由此，能够抑制探针10与引导孔200的拐角部200C之间的接触，且能够抑制探针10的截面的面积的减少。
(其他实施方式)
如上述那样，本发明通过实施方式进行了记载，但不应该理解为，构成该公开的一部分的论述和附图限定本发明。根据该公开，本领域的技术人员能够明确各种代替实施方式、实施例以及运用技术。
例如，以上示出了在角区域未形成缺口的状态的探针10的截面为四边形状的情况，但探针10的截面也可以是其他多边形状。例如，在探针10的截面、引导孔200的孔形状为五边形、六边形的情况下，也能够通过沿着轴向在角区域形成缺口来抑制探针10的磨损、破损。
如此，本发明当然包含未在此记载的各种实施方式等。
产业上的可利用性
本实施方式的电连接装置能够应用在被检查体的特性测量的领域中。

Claims (7)

1.一种电连接装置，其特征在于，
该电连接装置包括：
探针头，其具有引导孔，所述引导孔的与延伸方向垂直的形状是对多边形的拐角部进行倒圆角而成的形状；以及
探针，其被以贯穿所述引导孔的状态保持于所述探针头，
在所述探针的与所述引导孔的所述拐角部相对的角区域中，形成有沿着所述探针的轴向的缺口。
2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述缺口为在与所述轴向垂直的截面中将所述角区域切成四边形的形状。
3.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述缺口为在与所述轴向垂直的截面中将所述角区域切成台阶形状的形状。
4.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
对所述探针的所述角区域进行倒角而形成了所述缺口。
5.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述引导孔的与延伸方向垂直的形状是具有4个所述拐角部的近似于四边形的形状。
6.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述探针被以因弹性变形而弯曲了的状态保持在所述探针头的内部。
7.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述探针头具有顶部、上部引导部、下部引导部以及底部，
所述顶部、所述上部引导部、所述下部引导部以及所述底部分别具有被所述探针贯穿的所述引导孔，
在所述探针的至少与所述引导孔的所述拐角部相对的所述角区域形成有所述缺口。
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