CN1467806A - 接触子块及电气连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种接触子块及电气连接装置，其主要课题在于设置电路组件的配置空间。本发明的接触子块包含：具有下面及形成在与该下面相连的侧面的后退部的棒状保持件；以及具有在保持件的长边方向保持间隔的数个接触子，并且以接触子凹部(46、48、116、118)位于保持件下面的状态配置在保持件外围的接触片。

Description

接触子块及电气连接装置
                                 技术领域
本发明是关于一种使用探针片等的接触子片的接触子块以及使用此接触子块的电气连接装置。
                                 背景技术
近年来，探针卡之类的电气连接装置最好可同时进行同一半导体晶圆上所形成的数个集成电路的通电实验。
以这种电气连接装置的一个例子来说，有一种制造出将形成在电气绝缘性薄膜上的配线的一部分作为探针组件来使用而称为探针片或接触子片等的接触片安装在保持件(holder)的所谓接触块或探针块等的数个接触子块，并且将这种数个接触子块安装在框架的装置(日本特开2000-147005号、日本特开2000-150595号)。
现有的这种接触子块是使用一种将作为接触子的突起电极配置在各探针组件而成的接触片，同时使用板状保持件，并且将接触片缠绕在保持件。使用这种接触子块的现有电气连接装置是在保持件的厚度方向保持间隔而将数个接触子块安装在框架上。
                                发明内容
然而，现有的接触子块并没有用来配置与电源连接的电容器等的电路组件的空间，因此不得不将电路组件配置在与接触片的配线连接的可挠性印刷配线基板(FPC)、可配置接触子块的框架等接触子块以外的构件，结果便导致电路组件与接触子之间的电气通路变长，而无法进行正确的通电实验。
本发明的目的在于设置电路组件的配置空间。
本发明的接触子块包含：具有下面及形成于与该下面相连的侧面的后退部的棒状保持件(holder)；以及具有在前述保持件的长边方向保持间隔的数个第1接触子，并且以前述第1接触子位于前述下面的状态配置在前述保持件外围的接触片。
后退部可以是相对于下面而倾斜的倾斜侧面或是形成在侧面的向下段部等。将接触片配置在包含这种后退部的保持件的外围时，可形成对应于后退部的接触片的部位从侧面后退的后退区域。
具有这后退区域的接触子块可将电容器等一个以上的电路组件配置在对应于后退区域的位置的接触片的部位。如此，即使将数个第1接触子块并列配置在框架等的支撑机构，也可将接触子块的排列间距缩小至少电路组件的厚度尺寸的份量，还可缩短电路组件与第1接触子之间的电气通路，以进行正确的通电实验。
前述保持件也可另具有与前述下面相对的上面，前述接触片也可另具有：在前述保持件的长边方向保持间隔，并且配置在与前述保持件的上面相对应的部位的数个第2接触子；以及以一对一的关系使前述第1及第2接触子电性连接的数条配线。
前述保持件也可另具有：分别与各包含两个以上的前述第1接触子的一个以上的接触子群对应，然后在相对应的接触子群的配置范围内在该保持件的长边方向延伸，且至少朝前述下面开放的数个凹部；以及与各凹部对应且与相对应的凹部连通的一个以上的母螺丝孔，且在各凹部配置有与前述接触片的对应的接触子群的配置区域抵接的弹性板；以及与该弹性板的上面抵接的推压板，在各螺丝孔则配置有与前述推压板的上面抵接的调整螺丝。如上所述，凭借对于调整螺丝旋入母螺丝孔的量进行调整，由于可调整接触子从保持件的突出量，因此可对于每个接触子群调整接触子相对于保持件的高度位置。
取代上述方式，前述保持件也可另具有：在该保持件的长边方向保持间隔而延伸，且至少朝前述下面开放的数个凹部；以及与各凹部对应且与相对应的凹部连通的数个母螺丝孔，且在各凹部配置有与前述接触片抵接的弹性板；以及与该弹性板的上面抵接的推压板，在各螺丝孔则配置有与前述推压板的上面抵接的调整螺丝。如上所述，也可凭借对于调整螺丝旋入母螺丝孔的量进行调整，由于可调整接触子从保持件的突出量，因此可对位于支撑区域的每个接触子群调整接触子相对于保持件的高度位置。
前述保持件也可另具有呈从前述侧面朝侧方突出的三角形状，且具有与前述下面为同一面的底面的一个以上的锷部，接触片也可具有配置于前述底面的延长区域；以及配置于该延长区域的辅助接触子。
前述接触片可包含电气绝缘性的片状构件、以及并列配置在该片状构件的数条配线，前述第1接触子可配置于前述配线的一端部，前述片状构件可具有使配置有前述第1接触子的前述配线的端部发挥探针组件的作用的数个开缝。
本发明的电气连接装置包含如上所述的一个以上的接触子块；以及将该接触子块并列安装成该各第1接触子位于下方的状态的支撑机构。凭借此电气连接装置也可获得与上述接触子块同样的作用效果。
前述支撑机构可包含：将数个接触子块并列安装成该各第1接触子位于下方的状态的框架；以及具有数条配线，且下面安装有前述框架的配线基板。
                              附图说明
图1是本发明电气连接装置的一实施例的斜视图；
图2是本发明接触子块的一实施例的斜视图；
图3是图2所示的接触子块的仰视图；
图4是图2所示的接触子块的前视图；
图5是图2所示的接触子块的一部分放大俯视图；
图6是图2所示的接触子块的一部分放大前视图；
图7是沿着图5的7-7线所得的剖视图；
图8是图2所示的接触子块的一部分放大仰视图；
图9是沿着图7的9-9线所得的剖视图；
图10是配线基板与接触子块的电气连接状态的一实施例的剖视图；
图11是本发明接触子块的其它实施例的一部分斜视图；
图12是图11所示的接触子块的一部分放大仰视图；
图13是图11所示的接触子块当中与图9同样的剖视图；
图14是作为被检查体的集成电路的焊垫电极(pad electrode)的配置例示图，(A)是第1例、(B)是第2例；
图15是连接用接触子的一实施例的俯视图。
                                 具体实施方式
参照图1，电气连接装置10是构成在可同时进行以例如图14所示的集成电路12所示的方式形成在同一半导体晶圆上的长方形的数个集成电路的通电实验的测试器(tester)中作为探针卡使用者。
作为被检查体的集成电路是如图14(A)所示，可以是具有一行在集成电路12的宽度方向中央部在长边方向保持间隔的数个焊垫电极14、或是如图14(B)所示，在集成电路16的长边方向中央部在宽度方向的两端另具有焊垫电极18等具有适当电极配置图案的集成电路。
电气连接装置10包含：由电气绝缘材料制作而成的圆板状配线基板20；安装在配线基板20下面的框架22；以及并列安装在框架22的长形的数个接触子块24。
配线基板20是如图10所示具有：与测试器的电气电路连接的数个测试器接点(testerland)(未图标)；与接触子块24电性连接的数个突起电极26；以及以一对一的方式使测试器接点与突起电极26电性连接的数条配线28。突起电极26具有圆锥状(或角锥状)的头部。
框架22是为了形成矩形开口而制作成矩形形状，并且凭借数个螺丝构件30安装在配线基板20。接触子块24是以相互平行延伸的方式，凭借数个螺丝构件32安装在框架22的下面。
接下来，参照图2至图10，针对适用在具有图14(A)所示的电极配置图案的集成电路12的接触子块24的一实施例加以说明。
各接触子块24包含：棒状的保持件34；配置在保持件34上面的带状弹性板36；重叠配置在弹性板36上的带状间隔件38；卷绕在将保持件34、弹性板36及间隔件38重叠后的保持件组装体的外围的接触片40；以及与电源连接的电容器等的数个电路组件42。
保持件34凭借下面、从该下面的宽度方向的各端部斜斜竖起的2个倾斜面、从各倾斜侧面往上方竖起的垂直侧面以及与下面相对的上面而具有大致梯形的剖面形状。这些面除了保持件34的两端部区域之外，都是连续形成在保持件34的长边方向。
在保持件34的下面、两倾斜侧面及两垂直侧面分别形成有一个以上的接着剂槽44。各接着剂槽44是朝相对应的面开放，而且除了保持件34的两端部区域的外，都是连续形成于保持件34的长边方向。各接着剂槽44在将接触片40安装在保持件34时，可用来储存安装用的接着剂。
保持件34另在除了保持件34的两端部区域以外的区域具有在长边方向保持间隔的朝下面开放的数个第1凹部46，以及与第1凹部46连通的数个第2凹部48的对。成对的第1及第2凹部46及48是以在厚度方向贯穿保持件34的方式形成。第1凹部46的宽度尺寸比第2凹部48的宽度尺寸大。
在各第1凹部46有宽度尺寸与第2凹部48的宽度尺寸大致相同的长方形橡胶板等的立方体状弹性板50配置成与接触片40抵接。在各第2凹部48配置有推压板52。弹性板50及推压板52是在保持件34的长边方向延伸。
保持件34另在各第2凹部48的长边方向的各端部具有母螺丝孔54。在各母螺丝孔54则螺合有调整螺丝56。
接触子块24的弹性板36及间隔件38是在保持件34的长边方向延伸，而且分别具有各自与第2凹部48相对应的数个孔58。各孔58具有与对应的第2凹部48的长度尺寸大致相同的长度尺度尺寸。
接触片40具有：由聚醯亚胺等的电气绝缘材料形成长方形的薄膜60；以及在薄膜60的长边方向保持间隔朝宽度方向延伸而并列形成在薄膜60上的数条配线62。
配线62是如图9所示，从薄膜60的宽度方向的中央部朝宽度方向的端部延伸，并且在薄膜60的长边方向保持间隔。这种配线62当中是如图8及图9所示，在薄膜60的长边方向交互存在有从薄膜60的宽度方向的中央部朝宽度方向的一端部延伸的配线、以及朝另一端部延伸的配线。
各配线62是如图9所示，在薄膜60的一面形成有薄膜60的宽度方向的中央及端部的配线区域62a及62b，在薄膜60的另一面形成有两配线区域62a、62b间的配线区域62c，并且凭借形成在薄膜60的贯穿孔等的导电性部使这些配线区域62a、62b、62c电性连接。
在各配线62的配线区域62a的前端透过板状的数个座部66形成有圆锥形、多角锥形、半圆形等突起状的接触子64。接触子64是朝长边方向在薄膜60的宽度方向的中央排列成一行。
薄膜60具有使各配线62的配线区域62a的前端部发挥探针组件68的作用的U字形或字形的开缝70。因此，相邻的探针组件68可相互独立地变形。
相对于此，在各配线62的端部区域62b的前端是如图10所示，形成有与配线基板20的突起电极26连接的连接用接触子72。间隔件38及薄膜60具有当各连接用接触子72受到突起电极26推压时，容许连接用接触子72容易弹性变形的孔74。
连接用接触子72最好是使用受到突起电极26推压时会弹性变形者。但是，连接用接触子72也可为平板状的接点、贯穿孔等其它种类的形式。
在薄膜60上配线区域62a、62b之间配置有在保持件34的长边方向保持间隔而配置的与电源的地线连接的数个电极板76。因此，接触子64被分成与第1及第2凹部46及48相对应且在保持件34的长边方向保持间隔的数个接触子群。各电极板76是配置成与保持件34的第1及第2凹部46及48相对应。
接触片40是以接触子64朝下方突出且探针组件68与第1凹部46相向的方式，缠卷在将保持件34、弹性板36及间隔件38重叠后的保持件组装体的外围而固定在保持件组装体。在此状态下，电路组件42是位于与保持件34的倾斜侧面相对应的部位。
保持件34及接触片40在上述状态下是分别在保持件的下面侧的数个部位及上面侧的数个部位，凭借设置在保持件34的数个定位插销78而定位。上面侧的定位插销78是贯穿弹性板36及间隔件38。
在保持件34的各端部形成有剖面L形状的开缝80、以及段部82、母螺丝孔84、86及定位孔88。母螺丝孔84是形成在由开缝80所分断的部位，母螺丝孔86及定位孔88是形成在段部82。
在母螺丝孔84有调整螺丝90以其前端抵接于开缝80下侧的部分的状态螺合于其中。调整螺丝90可凭借调整旋入母螺丝孔84的量来调整从开缝80算起的中央侧区域的突出高度。
在母螺丝孔86螺合有用来将接触子块24安装在框架22的安装用螺丝(未图标)。定位孔88在将接触子块24安装于框架22时，可收容框架22上所设的定位插销(未图标)。
接触子块24是以段部82抵接于框架22的状态安装在框架。接触子相对于框架22的高度位置可凭借调整调整螺丝90旋入母螺丝孔84的量来进行，且可凭借调整调整螺丝56旋入母螺丝孔54的量，对于每个接触子群来进行。
接触子块24以及使用此接触子块的电气连接装置10由于是将电路组件42配置在对应于倾斜侧面的位置，因此即使将数个接触子块24并列配置于框架22，也可将接触子块24的排列间距缩小至少电路组件42的厚度尺寸的份量，还可缩短电路组件42与接触子64之间的电气通路，以进行正确的通电实验。
利用调整螺丝56、90调整接触子64的高度可在组装于接触子组装体之后、组装于电气连接装置10之后、将电气连接装置10组装于探测器(prober)之后等适当的时期来进行。另外，也可在通电实验进行当中利用调整螺丝56、90来调整接触子64的高度。
利用调整螺丝56调整接触子64的高度时，如果增加调整螺丝56旋入对应的母螺丝孔54的量，则弹性板50会被推压板52推压向接触片40，使接触片40朝下方弹性变形，借此即可降低接触子64的高度位置。
相对于此，如果缩小调整螺丝56的旋入量，则接触片40会因为本身的弹力或接触压力而将弹性板50及推压板52往上推。借此即可提高接触子64的高度位置。
同样的，如果增加调整螺丝90旋入对应的母螺丝孔84的量，则保持件34的中央区域会被往下推而朝下方弹性变形，借此即可降低接触子64的高度位置。如果缩小调整螺丝90的旋入量，则保持件34会因为本身的弹力朝上方位移，借此即可提高接触子64的高度位置。
接下来，针对适用于图14(B)所示的集成电路的通电实验的接触子块100的一实施例加以说明。
参照图11至图13，接触子块100具有：保持件34，此保持件34在各倾斜侧面另具有在对应于相邻的第1及第2凹部46及48之间的各部位，从倾斜侧面朝侧方突出的三角形锷部102；接触片40，此接触片40另具有配置于各锷部102底面的延长区域104；以及配置在延长区域104的辅助接触子106。
各锷部102的底面与保持件34的下面为同一面。各延长区域104是凭借将延长区域104的形状的开缝设在薄膜60而形成。辅助接触子106在进行通电实验时会受到图14(B)所示的焊垫电极18的推压。
各辅助接触子106与配线62同样是从薄膜60的宽度方向的中央部朝宽度方向的端部延伸，并且透过座部110设置在薄膜60上所形成的辅助配线108。各辅助配线108的前端与辅助接触子106与探针组件68同样是凭借形成在延长区域104的开缝112而形成可独立弹性变形的辅助探针组件114。
在接触子块100当中，每个锷部102都具有在厚度方向贯穿保持件34的锷部102的第3及第4凹部116及118以及母螺丝孔120。在第3及第4凹部116、118有橡胶棒等的弹性体122配置成与延长区域104接触的状态。
弹性体122是从第3凹部116经由第2凹部118而到达母螺丝孔120的一部分。在母螺丝孔120螺合有调整螺丝124。因此，可凭借调整调整螺丝124旋入母螺丝孔120的量来调整延长区域104、或是辅助接触子106的高度位置。
弹性板36及间隔件38分别具有可供用来操作调整螺丝124的工具的前端插入孔126。
接触子块100以及使用此接触子块的电气连接装置也是以与接触子块24以及使用此接触子块的电气连接装置10同样的方式动作，且具有同样的作用及效果。
无论是上述的哪一个实施例，倾斜侧面都具有本发明的后退部的作用。但是，本发明的后退部并不限于倾斜侧面，只要至少形成在侧面，则也可为具有向下的段部的凹部或切口部等。
接下来，说明连接用接触子72的实施例。
参照图15，连接用接触子72是与接触片40的配线62一体形成在薄膜上。但是，也可个别形成连接用接触子72与配线62，并且将连接用接触子72安装在配线62。
连接用接触子72包含：具有比图10所示的薄膜60的孔74还大的眼睛形状的基板130；以及从基板130延伸成悬臂梁状的一对接触片132，整体是利用导电性金属材料一体制作成薄板形状。在此例子当中，薄膜60的孔74也具有眼睛的形状。
基板130在中央具有与薄膜60的孔74大致相同大小的椭圆形或长圆形开口134。开口134是由朝其长轴方向延伸的一对带状长片部136、以及朝短轴方向延伸的一对短片部138所形成。
两接触片132是旋转对称地形成在开口134的中心周围。各接触片132包含：在开口134内从基板130的短片部138沿着基板130的长片部136内侧，朝开口134的长轴方向延伸的一对带状臂部140；以及在臂部140内侧从各臂部140的前端部朝开口134的短轴方向延伸成弧状的接片部142。
各接片部142是从结合在臂部140的部位朝向臂部140的延伸方向当中的前方及后方延伸成弧状，并且将弧状的内侧缘部作为可与突起电极26的圆锥状头部的侧面接触的接触缘部144，并且使接触缘部144朝向开口134的中心侧，以形成可收容包含突起电极26的圆锥状头顶的前端部的收容空间146。
两接片部142的接触缘部144具有相同的曲率半径。然而，两接触缘部144是在连结接触缘部144的两端的方向(开口134的短轴方向)相对地位移。图标的例子当中，两接触缘部144是使接近臂部140与基板130的结合部位侧的端部比距离前述结合部位较远侧的端部更位于开口134的中心侧。
连接用接触子72由于其本身为平面，因此与配线62同样可凭借例如使用光阻剂制的屏蔽等适当屏蔽的电镀技术或蚀刻技术等，不需要使用复杂作业步骤的简单方法来制造。
如图10所示，在配线基板20与接触子块24相互配合的状态下，连接用接触子72是将突起电极26的圆锥状头部，尤其是前端(头顶)收容于收容空间146。
借此，突起电极26的圆锥状头部的侧面会推压连接用接触子72的接触缘部144，使连接用接触子72的主要为各接触片132的臂部140的部分弹性变形。因此，连接用接触子72与突起电极26接触，并且在突起电极26的圆锥状头部的侧面形成连接用接触子72所造成的接触痕迹。但是，突起电极26的头顶并不会受到连接用接触子72的推压，因此头顶不会变形。
在开口134的中心周围旋转对称形成接触片132，或是使弧状接触缘部144朝向开口134的中心侧时，连接用接触子72与突起电极26的相对位置即可由接触片132来决定，因此突起电极26的头顶不会与连接用接触子72接触，而可使连接用接触子72与突起电极26更为确实地接触。
而且，当接触缘部144从臂部140与接片部142的结合部位朝臂部140的延伸方向当中的前方及后方延伸成弧状时，随着接触缘部144受到突起电极26推压时的臂部140的弹性变形，接片部142的接触缘部144会沿着突起电极26的侧面延伸而更确实地与突起电极26接触。
再者，当接触缘部144在开口134的短轴方向相对位移时，接触缘部144会随着臂部140的弹性变形，从位于开口134的中心侧的端部开始与突起电极26的圆锥状头部的侧面接触，最后以接触缘部144形成螺旋的一部分的方式与突起电极26接触，结果可更确实地与突起电极26接触。
尤其，当两接触缘部144相对位移，使接近臂部140与基板130的结合部位侧的接触缘部144的端部比距离该结合部位较远侧的端部更位于开口134的中心侧时，接触缘部144当中，首先接近开口134的中心的端部会与突起电极26的侧面接触，另一端部侧并未与突起电极26接触，因此接片部142会随着臂部140的弹性变形而确实变形，使接触缘部144形成螺旋的一部分，如此接触缘部144即可确实接触于突起电极26。
本发明也可适用在集成电路以外的被检查体，例如液晶显示面板等的显示用基板的通电实验所使用的接触子块及电气连接装置。尤其，将本发明应用在显示用基板的通电实验所使用的电气连接装置时，也可取代配线基板及框架而采用其它支撑机构来作为用来安装接触子部特区的支撑机构。
本发明并不限定于上述实施例，只要不脱离其旨意，可进行各种变更。
组件代表符号说明：10        电气连接装置    12、16    集成电路14、18    焊垫电极        20        线基板22        框架            24、100   接触子块26        突起电极        28、62    配线30、32    螺丝构件        34        保持件36、50    弹性板          38        间隔件40、132   接触片          42        电路组件44        接着剂槽46、48、116、118                    凹部52        推压板54、84、86、120                     母螺丝孔56、90、124                         调整螺丝58、74、126                         孔60        薄膜62a、62b、62c                       配线区域66     座部          64     接触子68     探针组件      70     开缝72     连接用接触子  76     电极板78     定位插销      80     开缝82     段部          88     定位孔102    锷部          104    延长区域106    辅助接触子    108    辅助配线110    座部          112    开缝114    辅助探针组件  122    弹性体130    基板          134    开口136    长片部        138    短片部140    臂部          142    接片部144    接触缘部      146    收容空间

Claims (9)

1.一种接触子块，其特征在于，包含：具有下面及形成在与该下面相连的侧面的后退部的棒状保持件；以及具有在前述保持件的长边方向保持间隔的数个第1接触子，并且以前述第1接触子位于前述下面的状态配置在前述保持件外围的接触片。
2.如权利要求1所述的接触子块，其特征在于，其中，前述后退部包含相对于前述下面而倾斜的一个以上的倾斜侧面。
3.如权利要求1所述的接触子块，其特征在于，其中，前述保持件另具有与前述下面相对的上面，前述接触片另具有：在前述保持件的长边方向保持间隔，并且配置在与前述保持件的上面相对应的部位的数个第2接触子；以及以一对一的关系使前述第1及第2接触子电性连接的数条配线。
4.如权利要求1所述的接触子块，其特征在于，其中，前述保持件另具有：分别与各含有两个以上的前述第1接触子的一个以上的接触子群对应，然后在相对应的接触子群的配置范围内在该保持件的长边方向延伸，且至少朝前述下面开放的数个凹部；以及与各凹部对应且与相对应的凹部连通的一个以上的母螺丝孔，且在各凹部配置有与前述接触片的对应的接触子群的配置区域抵接的弹性板；以及与该弹性板的上面抵接的推压板，在各螺丝孔则配置有与前述推压板的上面抵接的调整螺丝。
5.如权利要求1所述的接触子块，其特征在于，其中，前述保持件另具有：在该保持件的长边方向保持间隔而延伸，且至少朝前述下面开放的数个凹部；以及与各凹部对应且与相对应的凹部连通的数个母螺丝孔，且在各凹部配置有与前述接触片抵接的弹性板；以及与该弹性板的上面抵接的推压板，在各螺丝孔则配置有与前述推压板的上面抵接的调整螺丝。
6.如权利要求1所述的接触子块，其特征在于，其中，前述保持件另具有呈从前述侧面朝侧方突出的三角形状，且具有与前述下面为同一面的底面的一个以上的锷部，接触片具有配置在前述底面的延长区域；以及配置在该延长区域的辅助接触子。
7.如权利要求1到6中任一项所述的接触子块，其特征在于，其中，前述接触片包含电气绝缘性的片状构件、以及并列配置在该片状构件的数条配线，前述第1接触子是配置在前述配线的一端部，前述片状构件具有使配置有前述第1接触子的前述配线的端部发挥探针组件作用的数个开缝。
8.一种电气连接装置，其特征在于，包含一个以上权利要求1到6中任一项的接触子块；以及将该接触子块并列安装成所述各第1接触子位于下方状态的支撑机构。
9.如权利要求8所述的电气连接装置，其特征在于，其中，前述支撑机构包含：将数个接触子块并列安装成所述各第1接触子位于下方状态的框架；以及具有数条配线，且下面安装有前述框架的配线基板。
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