CN111226119A - 电连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种电连接装置，该电连接装置具有：探针(10)，该探针具有：机筒(11)，其呈管状；及顶侧柱塞(121)和底侧柱塞(122)，它们均呈棒状，且它们均以它们各自的顶端部分别从机筒(11)的两端部的开口端暴露的状态与机筒(11)相接合；及探头(20)，该探头具有引导板(211～212)，该引导板配置为沿着探针(10)的轴线方向相互分开，该引导板分别形成有供机筒(11)的主体部贯穿的贯通孔，外径大于机筒(11)的主体部的外径的突起(13)配置在探针(10)的外周，引导板(211～212)包含支承引导板，该支承引导板的贯通孔的口径小于突起(13)的外径，在突起(13)的下部抵接在支承引导板的贯通孔的开口部的缘部的状态下，探针(10)以顶侧柱塞(121)在上地被支承引导板所支承。

Description

电连接装置
技术领域
本发明涉及一种测量受检体的特性时所使用的电连接装置。
背景技术
为了测量集成电路等受检体的特性，使用有一种具有能与受检体相接触的探针的电连接装置。在使用该电连接装置进行测量时，使探针的一端部与受检体相接触，使探针的另一端部与配置于基板且同测试仪电连接的端子(下面称为“连接盘”。)相接触。
为了保持探针，使用的是一种沿着探针的轴线方向配置有多个引导板所做成的探头。借助探头，以使探针贯穿于在各引导板设置的贯通孔的状态保持探针(例如参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－281583号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，探头中的引导板的块数越多，电连接装置的制造成本越增加。而且，探针的根数越多，用于在引导板形成贯通孔所花的费用越增加。因此，存在这样的问题：特别是在探针的根数较多的情况下，当探头中的引导板的块数较多时，电连接装置的制造成本会增大。
本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种能够抑制探头中的引导板的块数的电连接装置。
用于解决问题的方案
采用本发明的一技术方案，能够提供一种电连接装置，该电连接装置具有：探针，该探针具有：机筒，其呈管状；及顶侧柱塞和底侧柱塞，它们均呈棒状，且它们均以它们各自的顶端部分别从机筒的两端部的开口端暴露的状态与机筒相接合；及探头，该探头具有多个引导板，该多个引导板配置为沿着探针的轴线方向相互分开，该多个引导板分别形成有供机筒的主体部贯穿的贯通孔，外径大于机筒的主体部的外径的突起配置在探针的外周，多个引导板包含支承引导板，该支承引导板的贯通孔的口径小于突起的外径，在突起的下部抵接在支承引导板的贯通孔的开口部的缘部的状态下，探针以顶侧柱塞在上地被支承引导板所支承。
发明的效果
采用本发明，能够提供一种能够抑制探头中的引导板的块数的电连接装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电连接装置的结构的示意图，图1的(a)表示电连接装置的整体结构，图1的(b)表示探针的结构。
图2是表示本发明的第1实施方式的电连接装置的底侧柱塞的结构的示意图。
图3是表示比较例的电连接装置的结构的示意图，图3的(a)表示电连接装置的整体结构，图3的(b)表示探针的结构。
图4是表示本发明的第1实施方式的变形例的电连接装置的结构的示意图。
图5是表示本发明的第2实施方式的电连接装置的结构的示意图，图5的(a)表示电连接装置的整体结构，图5的(b)表示探针的结构。
图6是表示本发明的第2实施方式的变形例的电连接装置的结构的示意图。
图7是表示在本发明的第2实施方式的电连接装置的探针配置突起的方法的例子的示意图。
图8是表示在本发明的第2实施方式的电连接装置的探针配置突起的另一方法的例子的示意图，图8的(a)表示突起的配置方法，图8的(b)表示配置有突起的状态。
具体实施方式
接着，参照附图，说明本发明的实施方式。下面的关于附图的描述中，针对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但应当注意的是，附图为示意性内容，各部分的厚度的比率等不同于实际情况。而且，当然在附图彼此之间也包含彼此的尺寸关系、比率不同的部分。下面所示的实施方式是将用于将本发明的技术思想具体化的装置和方法进行例示的记载，本发明的实施方式中的结构零件的材质、形状、构造和配置等不特定于下述内容。
第1实施方式
如图1的(a)所示，本发明的第1实施方式的电连接装置具有探针10和用于保持探针10的探头20。探针10的一端部与配置于基板3的连接盘31接触，探针10的另一端部与受检体2接触。另外，图1中表示的是探针10和受检体2相接触的状态，在检查前和检查后，搭载有受检体2的台(省略图示)下降等，探针10和受检体2不接触。连接盘31与测试仪等检查装置电连接，电连接装置在判断受检体2的电气特性时使用。
如图1的(b)所示，探针10具有：机筒11，其呈管状；及顶侧柱塞121和底侧柱塞122，它们均呈棒状，且它们均以它们各自的顶端部分别从机筒11的两端部的开口端暴露的状态与机筒11相接合。顶侧柱塞121和底侧柱塞122的插入于机筒11的内部的部分在接合部位14处与机筒11相接合。
顶侧柱塞121和底侧柱塞122同机筒11之间既可以通过点焊被焊接在一起，也可以通过粘接材料被粘接在一起。另外，使连接盘31与受检体2之间电连接起来的探针10使用的是导电性材料。例如，机筒11使用Ni材料等，顶侧柱塞121和底侧柱塞122使用AgPdCu材料等。
为了利用探头20来保持探针10，外径大于机筒11的主体部的外径的突起13配置在探针10的外周，详细内容将在后面叙述。图1的(b)所示的探针10中，在顶侧柱塞121的顶端部配置有突起13。即，顶侧柱塞121的顶端部发挥突起13的功能。另外，机筒11的主体部是指除了突起13之外的、外径大致一定的部分。
探头20具有多个引导板，该多个引导板配置为沿着探针10的轴线方向相互分开，且分别形成有供机筒11的主体部贯穿的贯通孔。图1的(a)所示的探头20具有：引导板211，其具有供机筒11的插入有顶侧柱塞121的部分贯穿的贯通孔；及引导板212，其具有供机筒11的插入有底侧柱塞122的部分贯穿的贯通孔。探头20由绝缘性材料构成，例如，陶瓷等优选被用于探头20。
探头20所具有的多个引导板中包含支承引导板，该支承引导板的贯通孔的口径小于探针10的突起13的外径。而且，在探针10的突起13的下部抵接在支承引导板的贯通孔的开口部的缘部的状态下，探针10以顶侧柱塞121在上地被支承引导板所支承。
图1的(a)所示的电连接装置中，引导板211发挥支承引导板的功能。即，引导板211的贯通孔的口径小于顶侧柱塞121的顶端部的外径最大的部分的外径。因此，顶侧柱塞121的顶端部的下端抵接在引导板211的贯通孔的开口部的缘部。
如上所述，探针10通过突起13卡在支承引导板的贯通孔的开口部的缘部而支承于探头20。探针10仅由支承引导板支承，机筒11的下端未被探头20从下方进行支承。即，图1所示的电连接装置中，探针10以顶侧柱塞121卡在支承引导板的状态悬吊在探头20的内部。如此，探针10以顶侧柱塞121在上地被支承为大致垂直。
另外，底侧柱塞122的顶端部的外径与机筒11的主体部的外径相等。即，如图2所示，底侧柱塞122的暴露在机筒11的外侧的顶端部的外径大于插入于机筒11的内部的部分的外径。通过这样地将底侧柱塞122的顶端部做得较粗，能够加强在将探针10抵于受检体2时容易受到应力的底侧柱塞122的顶端部。而且，通过将底侧柱塞122的顶端部做得较粗，即使探针10的位置有些偏移，也能够使顶端部与受检体2的测量用垫相接触。因此，能够放宽探针10的位置精度的规格。
另外，需要确保探针10同受检体2、连接盘31之间的电连接。为此，有效的做法是，施加过载(OD)，或对探针10和连接盘31施加预载，以使探针10较强地按压于受检体2。
为此，探针10构成为沿轴线方向伸缩自如。具体地讲，如图1的(b)所示，形成有在机筒11的侧面贯通的呈螺旋状的切入部。形成有该切入部的区域为弹簧部，使得探针10沿轴线方向伸缩自如。通过这样地在探针10形成弹簧部，从而，能够以一定的大小施加OD或预载。
下面，将靠近供顶侧柱塞121的顶端部暴露的开口端的弹簧部称为“顶侧弹簧部”。而且，将靠近供底侧柱塞122的顶端部暴露的开口端的弹簧部称为“底侧弹簧部”。另外，为了便于理解附图，顶侧柱塞121和底侧柱塞122的插入于机筒11的内部的部分被省略图示。
图3的(a)表示比较例的电连接装置，图3的(b)表示比较例的电连接装置所使用的探针10A。图3的(b)所示的探针10A的外周未形成有突起。
图3的(a)所示的探头20A所具有的引导板为顶侧引导板21A、上部侧中间引导板22A、下部侧中间引导板23A和底侧引导板24A。顶侧引导板21A靠近探针10A的顶侧柱塞121A的顶端部地配置。上部侧中间引导板22A靠近探针10A的机筒11A的顶侧弹簧部地配置。下部侧中间引导板23A靠近机筒11A的底侧弹簧部地配置。底侧引导板24A靠近探针10A的底侧柱塞122A的顶端部地配置。
相对于像上述那样地具有含四块引导板的探头20A的比较例的电连接装置而言，图1的(a)所示的电连接装置中，探头20所具有的引导板为两块。即，与比较例的电连接装置相比，图1的(a)所示的电连接装置的引导板的块数较少，能够抑制电连接装置的制造成本。
而且，图3的(a)所示的比较例的电连接装置中，探针10A的机筒11A的下端被探头20A的底侧引导板24A从下方进行支承。为此，需要使从机筒11A的开口端暴露的底侧柱塞122A的顶端部的一部分贯穿底侧引导板24A。由此，对探针10A的全长的缩短化造成妨碍。
另一方面，图1所示的电连接装置中，探针10借助突起13支承于探头20，机筒11的下端未被探头20支承。因此，无需使底侧柱塞122的顶端部贯穿引导板，能够实现探针10的全长的缩短化。
而且，无需从下方支承探针10的机筒11的引导板，因此，能够抑制探头20的沿着探针10的轴线方向的高度。由此，能够实现探针10的全长的缩短化。
当流向探针10的电流的容许值(下面称为“容许电流”。)较小时，能够施加给受检体2的电流的极限值变小，可能发生无法充分地对受检体2进行检查的情况。但是，通过缩短探针10的全长，能够增大探针10的容许电流。而且，如图1的(b)所示，底侧柱塞122的顶端部较粗的情况对增大容许电流的方面也是有利的。
变形例
在探针10的全长较长的情况、或通过将探针10抵于受检体2、连接盘31从而对探针10施加较强的弯曲应力的情况等时，也可以增加探头20的引导板的块数。
例如，图4所示的变形例的电连接装置的探头20中，具有作为支承引导板的引导板221、靠近顶侧弹簧部地配置的引导板222、以及靠近底侧弹簧部地配置的引导板223。采用该结构，例如，即使在探针10的全长较长的情况等时，也能够稳定地测量受检体2的特性。
第2实施方式
图5的(a)表示本发明的第2实施方式的电连接装置。图5的(a)所示的电连接装置所使用的探针10中，如图5的(b)所示，在机筒11的外周配置有外径大于机筒11的主体部的外径的凸缘状的突起13。顶侧柱塞121的顶端部的外径与机筒11的主体部的外径相等。而且，在机筒11中，通过支承引导板支承这方面与图1所示的电连接装置不同。其他结构与第1实施方式同样。
如上所述，图5的(a)所示的探头20中，靠近底侧弹簧部地配置的引导板233为支承引导板。即，探针10以机筒11的突起13的下部抵接在引导板233的贯通孔的开口部的缘部的状态悬吊在探头20的内部。
探头20还具有：引导板231，其配置在顶侧柱塞121周围；引导板232，其隔着突起13配置在引导板233的上方；及引导板234，其配置在引导板233的下方。另外，关于靠近机筒11的底侧柱塞122暴露的端部地配置的引导板234，在测量时能够稳定地保持探针10的情况下，也可以不配置该引导板234。
为了使探针10稳定地与受检体2、连接盘31相接触，OD、预载的大小具有适当的范围。为此，优选的是，顶侧柱塞121的弹簧功能和底侧柱塞122的弹簧功能独立地发挥功能。
为此，图5的(a)所示的电连接装置中，作为探头20所具有的多个引导板中的一个引导板，包含停止引导板，该停止引导板以突起13的上部抵接在贯通孔的开口部的缘部的方式配置在支承引导板的上方。即，图5所示的引导板232即为停止引导板。
图5的(a)所示的电连接装置中，在探针10利用弹簧功能沿轴线方向伸缩时，探针10的突起13压接在支承引导板或停止引导板。例如，在施加在底侧柱塞122与受检体2之间的OD的大小大于施加在顶侧柱塞121与连接盘31之间的预载的情况下，突起13的上部压接在停止引导板的贯通孔的开口部的缘部。另一方面，在预载的大小大于OD的情况下，突起13的下部压接在支承引导板的贯通孔的开口部的缘部。
如此，顶侧弹簧部的伸缩和底侧弹簧部的伸缩均能够被突起13与引导板之间的接触所制动。因此，能够使顶侧弹簧部的弹簧功能和底侧弹簧部的弹簧功能独立地发挥功能，其中，顶侧弹簧部的弹簧功能会影响到探针10与连接盘31相接触的压力，底侧弹簧部的弹簧功能会影响到探针10与受检体2相接触的压力。
其结果，能够如预期地施加预载或OD。即，能够使探针10稳定地与受检体2和配置于基板3的连接盘31相接触。因而，能够避免因过度的压力导致连接盘31、受检体2受损，或因接触不稳定导致接触电阻偏差的问题。
如上面说明的那样，本发明的第2实施方式的电连接装置中，由支承引导板和停止引导板从上下方向夹着突起13。由此，探针10能够稳定地与受检体2、连接盘31相接触，能够准确地测量受检体2的特性。
另外，优选的是，预先将停止引导板的贯通孔的口径做得大于突起13的外径。而且，预先做成为：通过停止引导板像图5的(a)中的箭头所示的那样，沿着与探针10的轴线方向垂直的平面滑动，来使停止引导板移动到能使突起13的上部抵接在停止引导板的贯通孔的开口部的缘部的位置。
通过像上述那样地预先构成为能使停止引导板滑动，能够使向探头20插入探针10的作业变容易。即，在向探头20插入探针10的阶段，预先使停止引导板的贯通孔的中心位置与其他引导板的贯通孔的中心位置一致。然后，使探针10贯穿停止引导板的贯通孔，之后，使停止引导板滑动。由此，在探针10沿轴线方向伸缩时，突起13的上部能够压接在停止引导板的贯通孔的开口部的缘部。
变形例
图6表示本发明的第2实施方式的变形例的电连接装置的变形例。图6所示的探头20具有靠近顶侧弹簧部地配置的引导板241、靠近底侧弹簧部地配置的引导板242、以及靠近底侧柱塞122暴露的端部地配置的引导板243。
图6所示的电连接装置中，引导板241为停止引导板，引导板242为支承引导板。即，沿着探针10的轴线方向层叠的多个引导板中的最上层的引导板为停止引导板。
另外，也可以是，像图6中的箭头所示的那样，构成为能使引导板241滑动。由此，能够像上述那样地使向探头20插入探针10的作业变容易。
图6所示的电连接装置中，与图5的(a)所示的电连接装置相比，能够减少引导板的块数。而且，在测量时能够稳定地保持探针10的情况下，也可以不配置引导板243。
而且，采用图6所示的电连接装置，支承引导板、停止引导板的板厚较厚。因此，能够抑制因预载的载荷导致引导板的上表面鼓起的弯曲现象。
另外，图5的(a)、图6所示的探针10例如能够像图7所示的那样，通过将环状的突起13嵌于机筒11来制成。由此，能够在机筒11的外周配置凸缘状的突起13。
或像图8的(a)所示的那样，在机筒11的主体部与轴线方向垂直地形成贯通孔110，并像箭头所示的那样，将棒状的突起13插入于该贯通孔110。由此，能够像图8的(b)所示的那样，在机筒11的外周配置突起13。贯通孔110例如形成在顶侧弹簧部与底侧弹簧部之间。
其他实施方式
如上所述，本发明通过实施方式进行了描述，但并不应理解为构成本发明的一部分的论述和附图即为限定本发明。对本领域的技术人员来讲，能够根据本发明来明确各种替代实施方式、实施例和运用技术。
例如，探针10的截面形状既可以是圆形，也可以是四方形等多边形。
如此，本发明当然包括还未在此描述的各种实施方式等。
产业上的可利用性
本实施方式的电连接装置能够被利用于测量受检体的电气特性的领域。

Claims (10)

1.一种电连接装置，其特征在于，
该电连接装置具有：
探针，该探针具有：机筒，其呈管状；及顶侧柱塞和底侧柱塞，它们均呈棒状，且它们均以它们各自的顶端部分别从所述机筒的两端部的开口端暴露的状态与所述机筒相接合；及
探头，该探头具有多个引导板，该多个引导板配置为沿着所述探针的轴线方向相互分开，该多个引导板分别形成有供所述机筒的主体部贯穿的贯通孔，
外径大于所述机筒的所述主体部的外径的突起配置在所述探针的外周，
在所述多个引导板中，包含所述贯通孔的口径小于所述突起的外径的支承引导板，
在所述突起的下部抵接在所述支承引导板的所述贯通孔的开口部的缘部的状态下，所述探针以所述顶侧柱塞在上地被所述支承引导板所支承。
2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述机筒的下端未被所述探头从下方进行支承。
3.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
在所述顶侧柱塞的所述顶端部配置有所述突起。
4.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
在所述机筒的外周配置有所述突起。
5.根据权利要求4所述的电连接装置，其特征在于，
在所述多个引导板中，包含以所述突起的上部抵接在所述贯通孔的开口部的缘部的方式配置在所述支承引导板的上方的停止引导板。
6.根据权利要求5所述的电连接装置，其特征在于，
所述停止引导板的所述贯通孔的口径大于所述突起的外径，
通过所述停止引导板沿着与所述探针的轴线方向垂直的平面滑动，来使所述停止引导板移动到所述突起的上部抵接在所述停止引导板的所述贯通孔的开口部的缘部的位置。
7.根据权利要求5所述的电连接装置，其特征在于，
沿着所述探针的轴线方向层叠的所述多个引导板中的最上层的引导板为所述停止引导板。
8.根据权利要求5所述的电连接装置，其特征在于，
所述探针构成为沿轴线方向伸缩自如，
在所述探针沿所述轴线方向伸缩时，所述突起压接在所述支承引导板的所述贯通孔的开口部的缘部或所述停止引导板的所述贯通孔的开口部的缘部。
9.根据权利要求8所述的电连接装置，其特征在于，
所述机筒构成为通过在侧面形成有螺旋状的切入部而成的弹簧部而伸缩自如。
10.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，
所述底侧柱塞的暴露在所述机筒的外侧的所述顶端部的外径大于所述底侧柱塞的插入于所述机筒的内部的部分的外径。
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