CN110678759B - 电连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电连接装置包括：布线配置构件(30)；探针(10)，其具有与形成于布线配置构件(30)的布线图案相连接的基端部和用于与被检查体(2)相接触的端头部；探针头(20)，其与布线配置构件(30)相邻地配置，该探针头(20)保持探针(10)；以及固定部件(100)，其以一端部自探针头(20)朝向布线配置构件(30)突出的方式配置于探针头(20)，该固定部件(100)的一端部固定于布线配置构件(30)的与探针头(20)相对的固定面(301)，将探针头(20)和布线配置构件(30)结合起来。

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
为了以基板的状态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接触的探针的电连接装置。在电连接装置中，使用有将保持探针的探针头安装于配置有与探针电连接的布线图案的印刷电路板的结构。此时，为了使配置于印刷电路板的布线图案的间隔大于探针的间隔而使用一种在探针头与印刷电路板之间配置有空间转换器的结构的电连接装置(例如参照专利文献1。)。
为了抑制探针头的挠曲，使用了利用柱状的固定部件将在探针头的上方配置的加强件(增强件)和探针头连结起来的方法。在该方法中，在空间转换器、印刷电路板等配置有布线图案的构件(以下称为“布线配置构件”。)配置于探针头的上方的情况下，在布线配置构件形成供固定部件通过的通孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－178405号公报
发明内容
发明要解决的问题
由于在布线配置构件形成通孔，因而在布线配置构件处无法配置布线的区域增大，产生因布线的布局的自由度的减少所导致的布线效率的降低。因此，需要布线配置构件的面积的扩大、布线层的多层化。其结果，产生制造成本增加等问题。
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够抑制探针头的挠曲且抑制布线配置构件处的布线效率的降低的电连接装置。
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：布线配置构件；探针，其具有与形成于布线配置构件的布线图案相连接的基端部和用于与被检查体相接触的端头部；探针头，其与布线配置构件相邻地配置，该探针头保持探针；以及固定部件，其以一端部自探针头朝向布线配置构件突出的方式配置于探针头，该固定部件的一端部固定于布线配置构件的与探针头相对的固定面，将探针头和布线配置构件结合起来。
发明的效果
采用本发明，能够提供一种能抑制探针头的挠曲且抑制布线配置构件处的布线效率的降低的电连接装置。
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固定部件与锚固件结合的结合方法的例子的示意图，图2的(a)表示结合之前的状态，图2的(b)表示结合后的状态。
图3是表示比较例的电连接装置的结构的示意图。
图4是表示在比较例的电连接装置的布线配置构件形成的通孔的配置例的示意性俯视图。
图5是表示比较例的电连接装置的布线配置构件的布线区域的示意性俯视图。
图6是表示本发明的实施方式的电连接装置的布线配置构件的布线区域的示意性俯视图。
图7是表示本发明的实施方式的变形例的电连接装置的结构的示意图。
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。
图1所示的本发明的实施方式的电连接装置1用于测量被检查体2的电特性。电连接装置1是垂直动作式探针卡，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(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。
电连接装置1包括：布线配置构件30；探针10，其具有与形成于布线配置构件30的布线图案(省略图示)相连接的基端部；探针头20，其与布线配置构件30相邻地配置，该探针头20保持探针10；以及固定部件100，其以一端部自探针头20朝向布线配置构件30突出的方式配置于探针头20。固定部件100的一端部固定于布线配置构件30的与探针头20相对的固定面301。如此，固定部件100将探针头20和布线配置构件30结合起来。
作为固定部件100的材料，例如使用SUS、钢铁材料等。图1所示的固定部件100为销形状，固定部件100的轴贯穿探针头20，固定部件100的与轴相连结的头部抵接于探针头20。具体而言，在探针头20的下表面设置的凹部的内部收纳有固定部件100的头部。
如图1所示，在布线配置构件30的固定面301配置有供固定部件100的一端部结合的锚固件35。作为锚固件35，例如使用厚度1mm～3mm左右的块状的SUS、钢铁材料等。探针头20的上表面的与配置有锚固件35的区域相对应的部位形成有凹部。也就是说，是在探针头20的上表面形成的凹部的内部配置有锚固件35的状态。由此，能够防止探针头20与锚固件35之间的接触。
此外，优选使固定部件100和锚固件35螺纹结合。例如，将锚固件35的下表面加工成“内螺纹”形状。并且，将固定部件100的一端部加工成“外螺纹”形状。由此，能够一边调整探针头20与布线配置构件30的间隔，一边利用固定部件100将探针头20和布线配置构件30结合起来。
因此，还能够通过配置多个固定部件100，来调整在探针头20产生了挠曲的部位附近的、探针头20与布线配置构件30的间隔。也就是说，通过调整固定部件100的螺纹的紧固程度，从而调整在固定部件100的在探针头20与布线配置构件30之间暴露的部分的长度。由此，能够矫正探针头20的挠曲。
也可以利用螺纹结合以外的方法将固定部件100和锚固件35接合起来。例如，利用图2的(a)和图2的(b)所示那样的锁定机构将固定部件100和锚固件35接合起来。即，如图2的(a)所示，准备形成有锁定槽350的锚固件35，将与该锁定槽350相对应的形状的弹簧销101配置于固定部件100的一端部。在将固定部件100的一端部插入到锚固件35之后使固定部件100旋转，如图2的(a)的箭头所示那样使弹簧销101移动，由此，如图2的(b)所示，弹簧销101嵌合于锁定槽350。由此，固定部件100和锚固件35结合起来。
在图1所示的电连接装置1中，布线配置构件30是使布线的间隔大于探针10的间隔的空间转换器。配置于布线配置构件30的固定面301且与探针10的基端部相连接的布线图案和在布线配置构件30的与固定面301相对的上表面配置的布线图案通过在布线配置构件30的内部配置的内部布线(省略图示)相连接。
在布线配置构件30的上方层叠有中介层(日文：インターポーザ)40和印刷电路板50。中介层40和印刷电路板50也是布线配置构件。即，图1所示的电连接装置1是将探针头20、布线配置构件30、中介层40以及印刷电路板50层叠而成的构造。
中介层40具有板状的支承部41和贯穿支承部41的多个中继构件42。作为中继构件42，使用具有弹性的导电性的材料。中继构件42的在支承部41的下表面暴露的一端部与在布线配置构件30的上表面配置的布线图案相连接。中继构件42的在支承部41的上表面暴露的另一端部与在印刷电路板50的下表面配置的布线图案相连接。由此，布线配置构件30的布线图案和印刷电路板50的布线图案经由中介层40电连接。
由于中继构件42具有弹性，因此，即使布线配置构件30、印刷电路板50产生挠曲，通过中继构件42弹性变形，仍能维持布线配置构件30的布线图案和印刷电路板50的布线图案的电连接。在支承部41形成有通孔的情况下，配置中继构件42的区域受到限制。
形成于印刷电路板50的布线图案与省略图示的IC试验机等检查装置电连接。如上述那样，探针10经由布线配置构件30、中介层40、印刷电路板50而与检查装置电连接。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。
在印刷电路板50的上表面配置有加强件60。通过加强件60，提高了电连接装置1的机械强度。如图1所示，通过贯穿印刷电路板50和中介层40的支承构件110，从而布线配置构件30固定于加强件60。即，销形状的支承构件110的轴的端头部固定于在布线配置构件30的上表面配置的固定用具111，支承构件110的头部抵接于在加强件60的上表面形成的凹部的内部。支承构件110和固定用具111例如螺纹结合在一起。通过调整螺纹的紧固程度的强弱，能够矫正布线配置构件30的挠曲。
另外，电连接装置1还包括配置于印刷电路板50的外缘部的固定环70。固定环70包围布线配置构件30、中介层40的周围地配置。固定环70的下端具有伸出到布线配置构件30的下方的部分，该伸出部分自下方支承布线配置构件30的外缘部。并且，贯穿探针头20的外缘部的柱状的固定构件120的端头部固定于固定环70的伸出部分。由此，布线配置构件30和探针头20支承于印刷电路板50和加强件60。
由于制造时的组装公差、加工公差、构件挠曲等，有时探针头20产生挠曲。该挠曲导致探针10的基端部与布线配置构件30之间的接触不稳定，从而产生接触不良。因此，为了抑制探针头20的挠曲，研究了各种对策。
例如，在图3所示的比较例的电连接装置1A中，从探针头20的下表面到加强件60插入有固定部件100A。固定部件100A除了贯穿探针头20之外，还贯穿布线配置构件30、中介层40以及印刷电路板50。
因此，如图4所示，在布线配置构件30形成有供固定部件100A通过的通孔300。无法在通孔300和其周边配置布线。因此，布线配置构件30中的布线效率降低。将图4所示的区域S的放大图示于图5。
例如，当在布线配置构件30的主表面的配置有电子部件200的区域的剩余区域中形成有俯视直径为3.2mm的通孔300时，禁止在通孔300的周围1.5mm的范围内配置布线。也就是说，设定有直径6.2mm的禁止布线区域320。
在布线的宽度为0.1mm、布线间距为0.1mm的情况下，在通孔300的周围设定有能够配置的布线为6根的布线区域311和能够配置的布线为5根的布线区域312。另一方面，在因形成通孔300而产生的禁止布线区域320中，若未形成通孔300，则能够配置30根布线。由于能够配置于1个布线层的布线的数量是11根，因此，为了配置无法配置的30根布线，还需要3层布线层。或者，需要使布线配置构件30大型化而增大能够配置的区域的面积。在印刷电路板50等中，同样地，也需要布线的多层化、面积的扩大等应对。
然而，对于采用布线配置构件的多层化、面积的扩大等应对，导致电连接装置的制造成本增加。另外，由于布线效率的降低，所以因布线电阻增大等现象而导致电连接装置的特性降低。
并且，由于在布线配置构件分别形成通孔，因而产生制造工序长期化的问题。另外，为了在探针头20的上方层叠有多个布线配置构件的结构中调整挠曲，对于各布线配置构件都需要准确度。
与此相对，在图1所示的电连接装置1中，由于未在布线配置构件30形成通孔，因此，如图6所示能够在布线区域310中配置41根布线。因此，即使不采取布线层的多层化、面积的扩大等对策，也能够抑制布线效率的降低。因此，不会产生在比较例的情况下产生的制造成本的增加、电连接装置的特性的降低、制造工序的长期化等问题。
如以上说明那样，在本发明的实施方式的电连接装置1中，用于支承探针头20来避免产生挠曲的固定部件100固定于在探针头20的正上方配置的布线配置构件30的固定面301。因此，固定部件100未贯穿空间转换器、印刷电路板等布线配置构件。因而，能够抑制探针头20的挠曲引起的接触不良且抑制布线配置构件的布线效率的降低。因此，采用图1所示的电连接装置1，即使在应对被检查体2的多引脚化(日文：多ピン化)而使探针10的根数增加了的情况下，也能够在空间转换器、印刷电路板等高密度地配置布线图案。
＜变形例＞
在图7所示的变形例的电连接装置1中，在布线配置构件30的固定面301设置的凹部的内部配置有供固定部件100的一端部结合的锚固件35。其他结构与图1所示的电连接装置1相同。
为了测量被检查体2的高频特性等，有时需要使探针10的长度较短。但是，在如图1所示那样将锚固件35配置于布线配置构件30的固定面301的情况下，需要与锚固件35的厚度相对应延长探针10的贯穿探针头20的部分。因此，阻碍使探针10的长度较短。
并且，在将锚固件35配置于布线配置构件30的固定面301的情况下，为了防止探针头20与锚固件35之间的接触，需要使在探针头20的与锚固件35相对的区域形成的凹部形成得稍大。但是，当增大凹部时，探针头20的机械强度降低。
与此相对，采用图7所示的电连接装置1，通过将锚固件35配置于在布线配置构件30的固定面301设置的凹部的内部，能够使探针10的长度较短。另外，不必在探针头20的上表面形成用于防止探针10与锚固件35之间的接触的凹部，因此能够抑制探针头20的机械强度的降低。
此外，由于在布线配置构件30的固定面301形成凹部，因而存在布线配置构件30的布线效率降低的忧虑。但是，中介层40、印刷电路板50等未产生布线效率的降低，能够在这些布线配置构件实现高密度的布线。
(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，例示地示出了固定部件100的一端部固定于空间转换器的下表面的情况，但固定部件100所固定于的布线配置构件30因电连接装置1的结构而不同。即，在探针头20的正上方配置有空间转换器以外的布线基板的情况下，固定部件100的一端部固定于该布线基板的下表面。
另外，记载了使用与锚固件35螺纹结合的固定部件100来调整探针头20与布线配置构件30的间隔的例子，但也可以使用其他方法。例如，也可以是，通过更换为长度不同的固定部件100来调整探针头20与布线配置构件30的间隔。
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电特性的测量的领域中。

Claims (6)

1.一种电连接装置，其特征在于，
该电连接装置包括：
布线配置构件；
探针，其具有与形成于所述布线配置构件的布线图案相连接的基端部和用于与被检查体相接触的端头部；
探针头，其与所述布线配置构件相邻地配置，该探针头保持所述探针；以及
固定部件，其以一端部自所述探针头朝向所述布线配置构件突出的方式配置于所述探针头，该固定部件的所述一端部固定于所述布线配置构件的与所述探针头相对的固定面，将所述探针头和所述布线配置构件结合起来，
所述固定部件贯穿所述探针头，所述固定部件的所述一端部在配置有所述探针的所述基端部所接触的所述布线图案的所述布线配置构件的所述固定面，在所述探针的所述基端部的周围与所述固定面相结合，
通过调整所述固定部件的在所述探针头与所述布线配置构件之间暴露的部分的长度，控制所述探针头与所述布线配置构件的间隔，
在所述布线配置构件中，形成于所述固定面且与所述基端部相接触的所述布线图案和配置于所述布线配置构件的与所述固定面相对的表面且与检查装置相连接的布线图案通过在所述布线配置构件的内部配置的内部布线相连接。
2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述固定部件为销形状，
所述固定部件的轴贯穿所述探针头，所述固定部件的与所述轴相连结的头部抵接于所述探针头。
3.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
在所述固定面配置有供所述一端部结合的锚固件。
4.根据权利要求3所述的电连接装置，其特征在于，
所述固定部件和所述锚固件螺纹结合在一起。
5.根据权利要求3所述的电连接装置，其特征在于，
在所述布线配置构件的所述固定面设置的凹部的内部配置有所述锚固件。
6.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述布线配置构件是使布线的间隔大于所述探针的间隔的空间转换器。
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