CN115932335A - 电连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在由多个接触件构成的接触件群的顶端与被检查体的电极接触时能吸收各接触件上产生的压力的大小的差异、从而能抑制探针的破损等的电连接装置。本发明为一种电连接装置，其将检查装置与接触被检查体的电极的多个接触件之间电连接，其特征在于，具备：基板构件；以及多个接触件，它们设置在基板构件的一端部侧，接触被检查体的所述电极，基板构件具有压力差抑制部，该压力差抑制部抑制对被检查体的电极的接触带来的接触件间的压力差。

Description

电连接装置

技术领域

本发明涉及电连接装置，例如能运用于为检查半导体集成电路等被检查体的电特性而将被检查体的电极与测试器之间电连接的电连接装置。

背景技术

例如在平板显示器(Flat Panel Display)的制造工序中，会进行基板上的薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)等半导体集成电路的功能检查、线路的断路/短路检测等检查、面板点亮检查等。

这些检查是使用配备有多个与被检查体的各电极接触的接触件的探针块、探针单元等电连接装置来进行(参考专利文献1)。

图12中，探针单元2与未图示的测试器连接，具备多个探针块9。在检查被检查体时，探针单元2使各探针块9上搭载的探针接触被检查体的电极来进行检查。各探针块9具有多个探针91(参考图13)，各探针91经由连接基板93上的线路图案与信号引出FPC 94连接。在探针块9如此与被检查体接触后，测试器经由各探针91与被检查体之间授受电信号来进行检查。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-152036号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如图14的(A)所示，各探针91有时会在包含多个探针91的顶端位置的探针顶端面S1与被检查体的电极面S2不平行的状态下接触电极51。在该情况下，先接触到倾斜的电极的探针91的应力大，后接触到倾斜的电极的探针91的应力小(参考图14的(B))，从而得不到恰当的针压。在探针群的针脚数多的情况下，会明显出现上述现象，探针有可能发生破损等，结果还导致探针的寿命缩短。

因此，鉴于上述问题，本发明欲提供一种在探针群的顶端与被检查体的电极接触时能吸收各探针上产生的压力的大小的差异、从而能抑制探针的破损等的电连接装置。

解决问题的技术手段

为解决这样的问题，本发明为一种电连接装置，其将检查装置与接触被检查体的电极的多个接触件之间电连接，其特征在于，具备：基板构件；以及多个接触件，它们设置在基板构件的一端部侧，接触被检查体的所述电极，基板构件具有压力差抑制部，所述压力差抑制部抑制对被检查体的电极的接触带来的接触件间的压力差。

发明的效果

根据本发明，在探针群的顶端与被检查体的电极接触时能抑制各探针上产生的压力的大小的差异，从而能抑制探针的破损等。

附图说明

图1为表示实施方式的探针块的构成的构成立体图。

图2为表示实施方式的探针块的构成的侧视图。

图3为表示实施方式的探针块的连接基板的构成的构成图。

图4为表示实施方式的探针的构成的构成图。

图5为说明实施方式的探针块的压力差抑制部的模拟模型的说明图(其一)。

图6为说明实施方式的探针块的压力差抑制部的模拟模型的说明图(其二)。

图7为说明实施方式的压力差抑制部的模拟模型的参数的说明图。

图8为表示在实施方式的压力差抑制部的模拟中变更条件值时的模型的图。

图9为通过实施方式的压力差抑制部的模拟来解析最左针脚与最右针脚的变形差的解析图。

图10为通过实施方式的压力差抑制部的模拟来解析最左针脚与最右针脚的针压差的解析图。

图11为通过实施方式的压力差抑制部的模拟来解析最左针脚与最右针脚的应力差的解析图。

图12为表示平板上的半导体集成电路的检查中使用的探针单元的一部分构成的概略构成图。

图13为表示以往的探针块的构成的构成图。

图14为表示被检查体的电极面与探针顶端面以相对倾斜的状态接触的情形的说明图。

具体实施方式

(A)实施方式

下面，一边参考附图，一边对本发明的电连接装置的实施方式进行详细说明。

在该实施方式中，例示对平板显示器制造工序中进行的检查中使用的探针块运用本发明的电连接装置的情况。

下文中，例示被检查体设为平板显示器、更具体而言设为平板上形成的半导体集成电路(设备)的情况。

(A-1)实施方式的构成

(A-1-1)探针单元

首先，使用图12，对实施方式的探针单元的构成进行简单说明。图12为表示探针单元2的一部分构成的概略构成图。

探针单元2例如用于液晶面板等之类的平板(被检查体)5上的半导体集成电路的电特性的检查。平板(被检查体)5呈长方形的形状，配备有多个半导体集成电路。各半导体集成电路以规定间距具有电极51。随着半导体集成电路的高集成化，以窄间距来配设各电极51。

探针单元2与未图示的测试器侧连接，安装在与测试器连接的主体架上。探针单元2具有板状构件的探针座3和在探针座3的前端部沿左右方向(X轴方向)配置的多个探针块1。

探针座3是支承多个探针块1的板状构件，固定在测试器的主体架上。探针座3的前端部与平板(被检查体)5上的有电极的端部相向配置。此外，探针座3在其前端部具有多个探针块1。因而，配置在探针座3的前端部的各探针块1处于能接触到平板(被检查体)5上的半导体集成电路的电极51的位置。

多个探针块1沿探针座3的前端部的左右方向(X轴方向)配置。各探针块1与被检查体5的电极相向设置，各探针块1具备与被检查体5的电极作电接触用的多个探针11。

(A-1-2)探针块

图1为表示实施方式的探针块的构成的构成立体图。图2为表示实施方式的探针块的构成的侧视图。图3为表示实施方式的探针块的连接基板的构成的构成图。

探针块1具有连接基板12、多个探针11、块件13以及信号引出FPC(可挠性印刷基板)14。

连接基板12是支承多个探针11的支承基板。在多个探针11的接触时，连接基板12从下方往上方承受压力，所以设为杨氏模数相对高而且由电绝缘性材料形成的基板。例如可以运用陶瓷基板。

图3中，连接基板12具有用于将探针11支承在其前端部(一端部)124侧的多个狭缝部121、线路图案122以及电极端子123。

狭缝部121保持探针11。在连接基板12的前端部124沿宽度方向(X轴方向)形成与探针11的数量相应的数量的狭缝部121。继而，将各探针11的安装部111插入至各狭缝部121，由此来保持探针11。狭缝部121可以使用各种方法来形成，例如可以运用使用切片机、金刚线等机床对连接基板12进行切口加工的方法。

线路图案122是由金、银、铜等导电性材料形成的线路。线路图案122是在探针11与信号引出FPC 14之间传递电信号的线路。关于线路图案122的形成方法，例如可以使用从喷墨头将导电性材料喷射至连接基板12上来形成微细宽度的线状图案的喷墨法、喷雾法等。例如，为了使线路图案122能与插入到狭缝部121的探针11接触，可在将悬臂型探针11插入狭缝部121后，对插入到狭缝部121的探针11的安装部111也喷吐导电性材料并连续地对连接基板12上喷吐导电性材料来形成线路图案122。

电极端子123是信号引出FPC 14用的电极端子(凸点)。电极端子123配置在连接基板12上设置信号引出FPC 14那一侧的端部，设置成能与线路图案122连接。电极端子123由金属等导电性材料形成。电极端子123也可以与线路图案122的形成方法同样地使用喷墨法等，也能以与线路图案122的形成工序相同的工序来形成。

信号引出FPC 14是与测试器侧的电路连接用的电路基板。信号引出FPC 14配置成能与连接基板12上形成的电极端子123连接。信号引出FPC 14经由线路图案122及探针11在测试器侧与被检查体之间传递电信号。

探针11是由导电性材料形成的悬臂型接触探针。

图4为表示实施方式的探针11的构成的构成图。图4中，探针11主要具有作为基端部的安装部111、基座部112、上侧臂部113、下侧臂部114、支承部115以及接触部116。

图4所示的探针11的构成为一例。只要是悬臂型电接触件，探针11便不限定于图4的构成，可以广泛运用。此外，虽然例示探针11具有2条臂部(上侧臂部113、下侧臂部114)的情况，但臂部也可为1条或者3条以上。

安装部111是安装至连接基板12的狭缝部121的部分。安装部111形成为大致四角板状。

基座部112是从安装部111朝下方延伸的部分，是与安装部111一体地连续的部分。基座部112是支承2条臂部即上侧臂部113和下侧臂部114的部分，基座部112成为支承2条臂部(上侧臂部113、下侧臂部114)的弹性的部分。

支承部115是支承接触部116、上侧臂部113以及下侧臂部114的部分。

接触部116是与被检查体5的电极接触的部分。接触部116设置在从支承部115朝下方延伸的端部的顶端。当接触部116与被检查体5的电极接触时，产生接触荷载的反力(从下方往上方的反力)，使得支承部115上下运动。

上侧臂部113和下侧臂部114是弹性地支承接触部116的构件。该例中，上侧臂部113及下侧臂部114为直线状的棒材，是容许支承部115的上下运动的构件。上侧臂部113及下侧臂部114一体地安装在安装部111侧的基座部112和接触部116侧的支承部115上。

块件13是将探针块1固定至探针座3的构件。块件13设置在连接基板12的上表面。块件13为大致四角柱，块件13的宽度(X轴方向的长度)与连接基板12的宽度为相同程度。块件13在其底部具有与连接基板12的上表面相固定的底面133和相对于底面133而在块件13的内部侧具有阶差的阶差部132。

块件13的阶差部132的高度(Z轴方向的长度)略大于信号引出FPC 14的厚度。此外，阶差部132的长边方向的长度(Y轴方向的长度)比存在于连接基板12上的信号引出FPC14的长边方向的长度略大。因而，块件13是设置成将连接基板12上设置的信号引出FPC 14的上部覆盖。

块件13中，该块件13的前端部(一端部)131设置在与连接基板12的前端部(一端部)124相距规定长度的位置，块件13在整体上配置于连接基板12的纵深端部(另一端部)125侧。

压力差抑制部20是连接基板12的前端部124起到块件13的前端部131为止的连接基板12的一部分。压力差抑制部20存在有多个探针11。因而，在多个探针11的接触时，压力差抑制部20承受从下方往上方的方向的压力(从被检查体5侧往探针11侧的方向的压力)。

此处，在多个探针11的顶端面与电极面不平行而相对倾斜的状态下发生了接触的情况下，存在压力强的探针11，来自该探针11的强大压力施加至连接基板12。在该情况下，承受了不平衡的压力的压力差抑制部20扭转(也就是绕连接基板12的Y轴方向的中心轴扭转)，由此，也能缓和探针11间的压力差。也就是说，在多个探针11以倾斜的状态接触电极面的情况下，也得以保持各探针11压力的平衡，从而能抑制探针11的破损等、延长探针11的寿命。

接着，针对压力差抑制部20抑制各探针11间的压力的大小的差异的压力平衡化进行模拟。

图5及图6为说明实施方式的压力差抑制部20的模拟模型的说明图。图7为说明实施方式的压力差抑制部的模拟模型的参数的说明图。

如图5所示，为了使模型解析变得简易，模拟模型使用仅抽出探针块1中的包含压力差抑制部20的要素而去掉这以外的要素的模型。即，模拟模型留下具备多个探针11的压力差抑制部20的部分，去掉了块件13、块件13下方的连接基板12以及信号引出FPC 14的部分。

进而，像图6的(A)那样将多个探针11当中存在于中央部的探针11去掉，留下处于连接基板12左端的10根探针11和处于连接基板12右端的10根探针11。再者，将处于最左端的位置的探针11称为“最左针脚11L”，将处于最右端的位置的探针11称为“最右针脚11R”。

此外，如图6的(B)所示，使探针11的顶端面与被检查体5的电极面相对倾斜1°。也就是说，设想探针11在被检查体5的电极面与探针顶端面相对倾斜的状态下接触电极面的情况。

图7的(A)为实施方式的压力差抑制部20的模拟中定义的参数。图7的(B)为表示固定参数的名称及其值的表格。

图7的(A)中，在实施方式中将“连接基板12的宽度”、“连接基板12的杨氏模数”、“被检查体5的电极面与探针顶端面的倾斜角度”设为固定参数。关于固定参数的值，连接基板12的宽度设为12[mm]，连接基板12的杨氏模数设为100[GPa]，被检查体5的电极面与探针顶端面的倾斜角度设为1[°](参考图7的(B))。

另一方面，将“压力差抑制部20的自由长度L”、“连接基板12的厚度T”设为条件设定参数。也就是说，变更“压力差抑制部20的自由长度L”、“连接基板12的厚度T”的值来进行模拟。

压力差抑制部20的自由长度L的值设为0mm、2.5mm、5mm这3种，连接基板12的厚度T的值设为0.1mm、0.15mm、0.2mm这3种。在该情况下，如图8所示，对9种情形进行解析。

此处，“压力差抑制部20的自由长度L”设为插入到狭缝部121的探针11的纵深端部的位置起到块件13的前端部131的位置为止的长度(参考图2)。但狭缝部121的长度为固定长度，所以压力差抑制部20的自由长度L也可设为连接基板12的前端部124的位置起到块件13的前端部131的位置为止的长度。

在上述模拟模型中，改变“压力差抑制部20的自由长度L”、“连接基板12的厚度T”的值而使探针11接触被检查体5的电极51并进行过驱动。过驱动设为300um，对这时的最左针脚11L与最右针脚11R的位移差、针压差、压力差进行比较。

图9为对最左针脚11L与最右针脚11R的变形差进行解析的解析图。图10为对最左针脚11L与最右针脚11R的针压差进行解析的解析图。图11为对最左针脚11L与最右针脚11R的应力差进行解析的解析图。

图9的(A)及图9的(B)中，在自由长度L为0mm的情况下，在连接基板12的厚度T为0.1mm、0.15mm、0.2mm时，最左针脚11L与最右针脚11R的变形差均为约185um左右。自由长度L为0mm时的解析结果大致可以视为使用以往的探针块时的结果。

对自由长度L为2.5mm、5mm的情况与自由长度L为0mm的情况进行比较。可知，自由长度L为2.5mm、5mm的情况下的各厚度T的变形差比自由长度L为0mm的情况下的相同厚度的变形差小。此外可知，在使自由长度L的长度相同的情况下，厚度T越小，变形差便越小。

如图10、图11所示，最左针脚11L与最右针脚11R的针压差、应力差的解析结果也与图9的最左针脚11L与最右针脚11R的变形差的解析结果相同。

根据图9～图11的解析结果可知，在自由长度L固定的情况下，压力差抑制部20的厚度(也就是连接基板12的厚度)T越薄，最左针脚11L与最右针脚11R的位移差、针压差、应力差便越小。此外，在压力差抑制部20的厚度(也就是连接基板12的厚度)T固定的情况下，压力差抑制部20的自由长度L越长，最左针脚11L与最右针脚11R的位移差、针压差、应力差便越小。即，压力差抑制部20的自由长度L越长、厚度越薄，顺应效果便越好。

此处进行研究。被检查体5的电极面与探针顶端面相对倾斜，左侧的电极面处于比右侧的电极面高的位置。因而，最左针脚11L最先接触到被检查体5的电极51，最右针脚11R最后接触到电极51。

在该情况下，包含最左针脚11L的左端侧的探针11产生强大压力，所以作用于压力差抑制部20的左侧部分的力(从下方往上方的压力)比作用于右侧部分的力大。如此一来，作为连接基板12的一部分的压力差抑制部20中的应力便产生不平衡。于是，绕Y轴方向的中心轴而产生力。作为基板构件的压力差抑制部20绕中心轴扭转(变形)。

该实施方式中，压力差抑制部20利用接触时发生的上述基板构件的变形来抑制探针11间的变形差、针压差、压力差。进而，压力差抑制部20的自由长度L的长度越长、压力差抑制部20的厚度(也就是连接基板的厚度)T越薄，其效果便越好。上述自由长度L的值以及厚度T的值为一例，并不限定于这些值。

(A-2)实施方式的效果

如上所述，根据该实施方式，在探针群的顶端与被检查体的电极接触时，探针块1上设置的压力差抑制部20发生扭转，由此能抑制探针间的压力差，从而能抑制探针的破损等。结果，能够延长探针的寿命。

(B)其他实施方式

虽然上述实施方式中也提到了各种变形实施方式，但本发明还能运用于以下变形实施方式。

(B-1)在上述实施方式中，例示了使用本发明的探针块来进行平板显示器上的检查的情况。本发明的探针块也能运用于其他设备的电特性的检查。例如，在TAB带(TapeAutomated Bonding)、COF带(Chip On Film)、触控面板、打印头等的电特性的检查中也可以使用本发明。

(B-2)实施方式中例示的模拟模型为一例。固定参数的种类及各值不限定于图7的(B)，条件设定参数的种类及各值也是一例。

图7的(B)中例示了固定参数的值，但这是一例，只要固定参数的值发生变化，条件设定参数的值也会变化。因而，实施方式中例示的各参数的值为一例，并无限定。

(B-3)探针块1的构成不限定于上述实施方式中说明过的构成。在上述实施方式中，探针11是插入到连接基板12的狭缝部121，但并不限于此。探针11也可固定在连接基板12(压力差抑制部20)的下表面。在该情况下，也会取得与上述实施方式的效果同样的效果。

符号说明

1…探针块、11…探针、111…安装部、112…基座部、113…上侧臂部、114…下侧臂部、115…支承部、116…接触部、12…连接基板、13…块件、14…信号引出FPC、20…压力差抑制部、121…狭缝部、122…线路图案、123…电极端子、124…前端部、131…前端部、132…阶差部、133…底面、5…被检查体、51…电极。

Claims (4)

1.一种电连接装置，其将检查装置与接触被检查体的电极的多个接触件之间电连接，其特征在于，具备：

基板构件；以及

多个接触件，它们设置在所述基板构件的一端部侧，接触所述被检查体的所述电极，

所述基板构件具有压力差抑制部，所述压力差抑制部抑制对所述被检查体的所述电极的接触带来的所述接触件间的压力差。

2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，

所述压力差抑制部是包含设置有所述多个接触件的所述基板构件的所述一端部的所述基板构件的一部分。

3.根据权利要求1或2所述的电连接装置，其特征在于，

在所述基板构件上设置有固定块，

所述压力差抑制部是所述基板构件的所述一端部起到所述固定块的一端部为止的所述基板构件的一部分。

4.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，

所述压力差抑制部承受所述接触件的接触荷载的反力方向的力，通过绕所述基板构件的长边方向的轴的变形来抑制所述接触件间的压力差。

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