CN110716123A - 中间连接部件和检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供在将弹簧针块嵌插于弹簧针架的嵌插孔而构成的中间连接部件中，能够抑制因弹簧针架与弹簧针块的热膨胀差引起的错位的技术。中间连接部件设置于具有多个第1端子的第1部件与具有多个第2端子的第2部件之间，将第1端子和第2端子电连接，该中间连接部件包括：主体；设置于主体的、具有作为连接第1端子和第2端子的连接件的多个弹簧针的弹簧针块；和具有供弹簧针块嵌插的嵌插孔的弹簧针架，弹簧针块具有定位销，弹簧针架具有供定位销嵌插的定位孔，通过定位销嵌插于定位孔中，能够进行弹簧针块对弹簧针架的定位。

Description

中间连接部件和检查装置

技术领域

本发明涉及中间连接部件和检查装置。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，在半导体晶片(以下简称为晶片)的全部处理结束了的阶段，进行在晶片形成的多个器件(IC芯片)的电检查。进行这样的电检查的检查装置一般具有晶片工作台、进行晶片的定位的对准器和晶片运送系统，并且包括：安装有探针卡的探测器，该探针卡具有与形成于晶片的器件接触的探针；用于经由探针卡对器件施加电信号，对器件的各种电特性进行检查的检测器。

在这样的检查装置中，设置有用于进行检测器(检测头)和探针卡的电导通的中间连接部件。作为中间连接部件已知的结构具有：排列多个弹簧针而形成的多个弹簧针块；和具有用于供弹簧针块嵌插于其中的多个嵌插孔的弹簧针架(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-179379号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

本发明提供在弹簧针架的嵌插孔中嵌插弹簧针块而构成的中间连接部件中，能够抑制因弹簧针架与弹簧针块的热膨胀差引起的错位的技术。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方式的中间连接部件，其设置于具有多个第1端子的第1部件与具有多个第2端子的第2部件之间，将上述第1端子和上述第2端子电连接，上述中间连接部件的特征在于，包括：

弹簧针块，其包括主体和设置于上述主体的具有作为连接上述第1端子和上述第2端子的连接件的多个弹簧针；和

具有供上述弹簧针块嵌插的嵌插孔的弹簧针架，

上述弹簧针块具有定位销，

上述弹簧针架具有供上述定位销嵌插的定位孔，

通过上述定位销嵌插于上述定位孔中，能够进行上述弹簧针块对上述弹簧针架的定位。

发明效果

根据本发明，在弹簧针架的嵌插孔中嵌插弹簧针块而构成的中间连接部件中，能够抑制因弹簧针架与弹簧针块的热膨胀差引起的错位。

附图说明

图1是概要表示检查系统的一例的结构的立体图。

图2是表示图1的检查系统中设置的检查装置的概略截面图。

图3是表示图2的检查装置的中间连接部件的弹簧针架的平面图。

图4是表示中间连接部件的弹簧针块的立体图。

图5是表示将弹簧针块嵌插在了弹簧针架中的状态的概略截面图。

图6是表示将弹簧针块插入弹簧针架的嵌插孔的中途状态的概略纵截面图。

图7是将弹簧针块嵌插在了弹簧针架的嵌插孔中时的定位销427的中途的高度位置的概略水平截面图。

图8是在其它例的中间连接部件中，表示将弹簧针块插入弹簧针架的嵌插孔的中途状态的概略侧面图。

图9是在其它例的中间连接部件中，将弹簧针块嵌插在了弹簧针架的嵌插孔中时的定位销427的中途的高度位置的概略水平截面图。

附图标记说明

10：检查系统

11：检查室(单元)

12：检查部

13：载置部

14：运送部

20：检查装置

30：检测器

31：母板

40：中间连接部件

41：弹簧针架

42：弹簧针块

43：嵌插孔

50：探针卡

51：基部

52：探针

60：吸盘头

411、411a、411b：定位孔

421：引导部件

421a、421b：框架

422：连接端子

423：凸缘部

427、427a、427b：定位销

W：晶片(被检查体)。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是概要地表示搭载有多个一实施方式的检查装置的检查系统的一例的立体图。本实施方式的检查系统10检测作为被检查体的半导体晶片(晶片)上形成的多个被检查器件(Device Under Test；DUT)的电特性。

图1的检查系统10的整体形状为长方体，包括：具有多个检查室(单元)11的检查部12；和对各检查室11进行晶片W的送入送出的载置部13。在检查部12中，检查室11在水平方向上排列4个而形成为单元排，单元排在上下方向上配置有3层。此外，在检查部12与载置部13之间设置有运送部14，在运送部14内设置有在载置部13与各检查室11之间进行晶片W的交接的运送机构(未图示)。在各检查室11内设置有后述的检查装置。从检查部12的前面向各检查室11的内部插入构成检查装置的一部分的检测器30。另外，在图1中，检查室11的进深方向为X方向，检查室11的排列方向为Y方向，高度方向为Z方向。

图2是表示设置于检查室11内的检查装置的概略结构图。检查装置20具有检测器30、中间连接部件40和探针卡50。在检查装置20中，利用检测器30经由探针卡50进行在晶片W形成的DUT的电特性检查。

检测器30包括：水平设置的检测器母板31；在检测器母板31的隙缝以立起设置的状态安装的多个检查电路板32；收纳检查电路板32的箱体33。在检测器母板31的底部设置有多个端子(未图示)。

探针卡50包括：在上表面具有多个端子(未图示)的板状的基部51；和设置于基部51的下表面的多个探针52。多个探针52与形成于晶片W的DUT接触。晶片W以被吸盘头(工作台)60吸附的状态由对准器(未图示)定位，多个DUT分别与对应的探针接触。

中间连接部件40用于使检测器30和探针卡50电连接，具有弹簧针架41和弹簧针块42。

弹簧针架41由高强度且刚性高、热膨胀系数小的材料例如NiFe合金构成。弹簧针架41如图3所示设置有多个长方形的嵌插孔43，在该嵌插孔43内嵌插弹簧针块42。

弹簧针块42如后所述，相对于弹簧针架41定位，将检测器30的检测器母板31的端子和探针卡50的基部51的端子连接。

在检测器母板31与弹簧针架41之间设置有密封部件71，在弹簧针架41与探针卡50之间设置有密封部件72。检测器母板31与中间连接部件40之间的空间被抽真空，由此，中间连接部件40经由密封部件71被吸附至检测器母板31。此外，中间连接部件40与探针卡50之间的空间被抽真空，由此探针卡50经由密封部件72被吸附至中间连接部件40(弹簧针架41)。此外，在吸盘头60的上表面以围绕晶片W的方式设置有密封部件73。利用设置于各层的对准器(未图示)使吸盘头60上升，使探针卡50的探针52与形成于晶片W的DUT的电极接触。并且，使密封部件73与中间连接部件40的弹簧针架41抵接，对被密封部件73围绕的空间抽真空，由此吸附吸盘头60。

接着，详细说明中间连接部件40特别是弹簧针块42。

图4是表示弹簧针块42的立体图，图5是表示将弹簧针块42嵌插在了弹簧针架41的状态的概略截面图。

弹簧针块42具有引导部件421、连接端子422和凸缘423。

引导部件421的整体形状为大致长方体形状，在俯视时具有长边和短边。与长边平等的方向为X方向，与短边平行的方向为Y方向。长边的长度例如为50mm以上，短边的长度例如为20mm以上。在引导部件421的上端，沿其外缘形成有框架421a，在被框架421a包围的空间中配置有多个连接端子422。此外，在引导部件421的下端，沿其外缘形成有框架421b，在被框架421b包围的空间中配置有多个连接端子422。配置在被框架421a包围的空间的多个连接端子422和配置在被框架421b包围的空间的多个连接端子422分别与设置于引导部件421内的连接针(未图示)的一端和另一端连接。

检测器母板31(相当于第1部件)与中间连接部件40、中间连接部件40与探针卡50(相当于第2部件)的基部51被真空吸附，由此检测器母板31的端子(相当于第1端子)、基部51的端子(相当于第2端子)与连接端子422被连接。此时，检测器母板31成为与框架421a抵接的状态，基部51成为与框架421b抵接的状态。

凸缘部423是树脂制成的，以向构成主体的上部引导部件421的一对长边的外侧突出的方式设置。

图6是表示将弹簧针块42插入弹簧针架41的嵌插孔43的中途状态的概略纵截面图。如该图所示，弹簧针块42从弹簧针架41的嵌插孔43的上方插入，凸缘部423与弹簧针架41的上表面卡止。在一方的凸缘部423的下表面，定位销427以向下方突出的方式设置。即，定位销427设置在与弹簧针块42的连接针配置区域不同的区域。

此外，图7是表示将弹簧针块42嵌插在了弹簧针架41的嵌插孔43时的定位销427的中途的高度位置的概略水平截面图。如图6和图7所示，在弹簧针架41的上表面的与定位销427对应的位置，设置有供定位销427嵌插的定位孔411。

如图7所示，定位孔411设置在弹簧针块42的长边方向的中央附近。定位孔411是弹簧针块42的短边方向即Y方向为长轴方向的长孔形状，在弹簧针块42的长边方向即X方向上，定位销427与定位孔411之间几乎没有间隙。因此，定位销427通过嵌插于定位孔411，能够进行在弹簧针块42的长边方向即X方向的定位。另一方面，定位孔411是在Y方向上延伸的长孔形状，因此弹簧针块42的Y方向的定位由弹簧针架的嵌插孔43的内壁(内壁的公差)进行。

连接端子422用于连接检测器母板31(检测器30)的端子和基部51(探针卡50)的端子，由它们构成作为连接件的弹簧针。通常，弹簧针内置有弹簧，利用弹簧的弹性力(施加力)与检测器母板31和基部51的端子连接。此外，作为连接端子422使用在弹性树脂等弹性材料上作为连接部施以镀层的部件、利用弹性材料的弹性力的连接件也包含于弹簧针。此时，也能够得到与使用弹簧的通常的弹簧针同样的效果。

在这样构成的检查系统10中，在各检查装置20中，在弹簧针架41的嵌插穴43中嵌插弹簧针块42而构成中间连接部件40。使中间连接部件40与检测器母板31相对定位，经由密封部件71对它们进行真空吸附。此外，使探针卡50的基部51和中间连接部件40相对定位，经由密封部件72对它们进行真空吸附。

在该状态下，利用运送部14内的运送机构(未图示)取出载置部13的晶片W，交接到对准器(未图示)上的吸盘头60。利用对准器进行了晶片W的XYθ方向的定位后，使对准器上升，使探针卡50的探针52与形成于晶片W的DUT的电极接触。并且，使密封部件73与中间连接部40的弹簧针架41抵接，对被密封部件73围绕的空间进行吸真空，由此吸盘头60被吸附。在该状态下，利用检测器30进行形成于晶片W的DUT的电特性的检查。

在检查系统10中，由检查装置20进行晶片W的检查时，当测量温度变高时，弹簧针架41与弹簧针块42的热膨胀系数不同，导致发生相对错位。

即，弹簧针架41由高强度且刚性高、热膨胀系数小的材料例如NiFe合金构成，而弹簧针块42的主体由热膨胀系数大的树脂构成，在高温时由于热膨胀差，发生弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位。具体地说，弹簧针架41的热膨胀系数为1.5×10^-6/cm左右，而弹簧针块42的热膨胀系数为20×10^-6/cm左右，与此相应地产生错位。

在现有技术中，如专利文献1所示，弹簧针块的平面形状为正方形，一边的长度也为20mm以下，因此通过严格地规定弹簧针架的嵌插孔的大小以及嵌插孔与弹簧针块的余隙，能够进行弹簧针块的定位。即，利用弹簧针架的嵌插孔的内壁(内壁的公差)进行弹簧针块的定位，从而能够使弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位处于允许范围内。

但是，随着半导体器件的微细化、小型化，要求多销化，随之，要求弹簧针块的大型化，弹簧针块的平面形状从正方形逐渐变为长方形。因此，弹簧针块的热膨胀引起的伸展量本身变大，并且纵横的热膨胀引起的伸展量不同。此外，随着这样的多销化，电极垫直径本身变小。因此，现有技术那样仅利用嵌插孔的内壁进行的定位中，难以使热膨胀差引起的弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位处于允许范围内。

于是，在本实施方式中，通过将设置于弹簧针块42的连接针配置区域外的凸缘部423的下表面的定位销427嵌插于弹簧针架41的上表面的定位孔411中，来进行弹簧针块42的定位。

此时，定位孔411是以弹簧针块42的短边方向即Y方向为长轴方向的长孔形状，在弹簧针块42的长边方向即X方向上，定位销427与定位孔411之间几乎没有间隙。因此，弹簧针块42能够相对于弹簧针架41在作为长边方向的X方向上高精度地进行定位，能够使长边方向的热膨胀差引起的弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位处于允许范围内。

另一方面，定位孔411以作为短边方向的Y方向为长轴方向，因此定位销427能够在作为短边方向的Y方向上活动。由此，弹簧针块42在作为短边方向的Y方向上不由定位销427限制，而与现有技术同样地利用嵌插孔423的内壁进行定位。即，弹簧针块42的短边的长度较短，因此能够如现有技术那样进行利用嵌插孔423的内壁的定位。

因此，仅通过设置1个定位销427和与其对应的长孔形状的定位孔411，对于长边方向和短边方向任一个方向均能够使弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位处于允许范围。但是，定位销427和定位孔411并不限定于各具有1个。

接着，说明中间连接部件40的其它例子。

在本例中，长边方向和短边方向的任一者均使用定位销和定位孔进行定位。

具体地说，如图8所示，在弹簧针块42的一方的凸缘部423的下表面设置有中央的第1定位销427a和其两侧的2个第2定位销427b。

另一方面，在弹簧针架41的上表面的与第1定位销427a对应的位置，如图9所示，形成有供第1定位销427a嵌插的第1定位孔411a，在与第2定位销427b对应的位置，形成有供第2定位销427b嵌插的2个第2定位孔411b。

第1定位孔411a是以弹簧针块42的短边方向即Y方向为长轴方向的长孔形状，能够进行长边方向即X方向的精度高的定位。另一方面，第2定位孔411b是以弹簧针块42的长边方向即X方向为长轴方向的长孔形状，能够进行短边方向即Y方向的精度高的定位。

由此，在本例中，X方向和Y方向两者均能够提高定位精度，能够可靠地使弹簧针与检测器母板的端子、探针卡的端子的错位处于允许范围。

另外，在本例中，第1定位销427a和第1定位孔411a不限于各1个，第2定位销427b和第2定位孔411b也不限于各2个。此外，本例中，弹簧针块42不限于俯视为长方形，也可以为正方形。

以上说明了实施方式，但此次公开的实施方式的全部方面是例示而不是限制。上述实施方式能够不脱离权利要求范围和其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。

例如，在上述实施方式中说明了具有多个检查单元的检查系统内的检查装置，并不限定于此，也可以是单体的检查装置。

此外，在上述实施方式中，在检查装置表示了连接检测器和探针卡的中间连接部件，但中间连接部件只要能够形成电导通则并不限定于此。

Claims (12)

1.一种中间连接部件，其设置于具有多个第1端子的第1部件与具有多个第2端子的第2部件之间，将所述第1端子和所述第2端子电连接，所述中间连接部件的特征在于，包括：

弹簧针块，其包括主体和设置于所述主体的具有作为连接所述第1端子和所述第2端子的连接件的多个弹簧针；和

具有供所述弹簧针块嵌插的嵌插孔的弹簧针架，

所述弹簧针块具有定位销，

所述弹簧针架具有供所述定位销嵌插的定位孔，

通过所述定位销嵌插于所述定位孔中，能够进行所述弹簧针块对所述弹簧针架的定位。

2.如权利要求1所述的中间连接部件，其特征在于：

所述弹簧针块形成为在俯视时具有长边和短边的长方形，

所述定位孔是以与所述短边平行的方向作为长轴方向的长孔形状。

3.如权利要求1所述的中间连接部件，其特征在于：

所述弹簧针块形成为在俯视时具有第1边和与所述第1边正交的第2边的长方形或正方形，

作为所述定位销具有第1定位销和第2定位销，

作为所述定位孔具有供所述第1定位销嵌插的第1定位孔和供所述第2定位销嵌插的第2定位孔，

所述第1定位孔为以与所述第1边平行的方向作为长轴方向的长孔形状，所述第2定位孔为以与所述第2边平行的方向作为长轴方向的长孔形状。

4.如权利要求1～3中任一项所述的中间连接部件，其特征在于：

所述定位销设置在所述弹簧针块的与配置有所述弹簧针的区域不同的区域。

5.如权利要求4所述的中间连接部件，其特征在于：

所述弹簧针块具有从所述主体突出设置且在所述弹簧针架嵌插于所述嵌插孔时卡止于所述弹簧针架的凸缘部，所述定位销设置于所述凸缘部。

6.如权利要求1～5中任一项所述的中间连接部件，其特征在于：

所述弹簧针具有连接针和设置于该连接针的两端的连接端子，所述弹簧针块的所述主体构成为所述连接针的引导部件。

7.一种检查装置，其特征在于，包括：

对基板上的多个器件施加电信号，来检查所述器件的电特性的检测器；

具有与所述基板上的多个器件的电极接触的探针的探针卡；和

将所述检测器的多个端子和所述探针卡的多个端子电连接的中间连接部件，

所述中间连接部件包括：

弹簧针块，其包括主体和设置于所述主体的具有作为连接所述第1端子和所述第2端子的连接件的多个弹簧针；和

具有供所述弹簧针块嵌插的嵌插孔的弹簧针架，

所述弹簧针块具有定位销，

所述弹簧针架具有供所述定位销嵌插的定位孔，

通过所述定位销嵌插于所述定位孔中，能够进行所述弹簧针块对所述弹簧针架的定位。

8.如权利要求7所述的检查装置，其特征在于：

所述弹簧针块形成为在俯视时具有长边和短边的长方形，

所述定位孔是以与所述短边平行的方向作为长轴方向的长孔形状。

9.如权利要求7所述的检查装置，其特征在于：

所述弹簧针块形成为在俯视时具有第1边和与所述第1边正交的第2边的长方形或正方形，

作为所述定位销具有第1定位销和第2定位销，

作为所述定位孔具有供所述第1定位销嵌插的第1定位孔和供所述第2定位销嵌插的第2定位孔，

所述第1定位孔形成为以与所述第1边平行的方向作为长轴方向的长孔形状，所述第2定位孔形成为以与所述第2边平行的方向作为长轴方向的长孔形状。

10.如权利要求7～9中任一项所述的检查装置，其特征在于：

所述定位销设置在所述弹簧针块的与配置有所述弹簧针的区域不同的区域。

11.如权利要求10所述的检查装置，其特征在于：

所述弹簧针块具有从所述主体突出设置且在所述弹簧针架嵌插于所述嵌插孔时卡止于所述弹簧针架卡止的凸缘部，所述定位销设置于所述凸缘部。

12.如权利要求7～11中任一项所述的检查装置，其特征在于：

所述弹簧针具有连接针和设置于该连接针的两端的连接端子，所述弹簧针块的所述主体构成为所述连接针的引导部件。

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