JP3754160B2 - Inspection head - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような平板状被検査体の電気的特性試験に用いる検査用ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエーハ上の集積回路、半導体ウエーハからチップに分離された集積回路(ICチップ)、および、チップの実装が終了した集積回路は、回路が仕様書通りに動作するか否かの通電試験(電気的特性試験)をされる。この種の試験すなわち検査は、一般に、プローブカード、プローブボート等と称されている試験用ヘッドすなわち検査用ヘッドを用いて行われる。
【0003】
図5および図6に示すように、従来のこの種の検査用ヘッド70は、中央に開口72を有する配線基板74に針押え76を組み付け、集積回路の電気的な端子部すなわち電極パッドに通電可能の状態に接続される複数のプローブ78,80,82を接着剤84により針押え76に片持ち梁状に支持させている。また、集積回路に設けられた電極パッドが多いことから、図5に示すように、プローブ78,80,82を多層に(基板に対する高さ位置を代えて)基板74に組み付けている。
【0004】
基板74に近い1以上の層の各プローブ78は電源およびアースの一方に接続される第1の電源・アース用プローブとして用いられ、基板74に遠い1以上の層の各プローブ80は電源およびアースの他方に接続される第2の電源・アース用プローブとして用いられ、中間層の各プローブ82は信号が供給される信号用プローブとして用いられる。
【0005】
基板74は、開口の周りを連続して同軸的に伸びる第1および第2の接続部86,88と、第1および第2の接続部の周りに周方向に間隔をおいた複数の第3の接続部90とを下面に有する。第1の電源・アース用プローブ78は第1の接続部86に半田付けされ、第2の電源・アース用プローブ80は第2の接続部88に半田付され、信号用プローブ82は第3の接続部90に半田付けされる。
【0006】
しかし、従来の検査用ヘッド70は、信号用プローブ82が第1および第2の電源・アース用プローブ78および80の間に配置されているにもかかわらず、信号用プローブ82のための第3の接続部90が第1および第2の接続部86,88の外側に配置されているから、信号用プローブ82より下層に配置された第2の電源・アース用プローブ80を第2の接続部88に半田付けするとき、第2の電源・アース用プローブ80を信号用プローブ82と交差させなければならない。このことは、第1および第2の接続部86,88を第3の接続部90の外側に形成した場合も同様である。
【0007】
上記のように、電源・アース用プローブと信号用プローブとを交差させると、測定信号の特性が悪化するから、正確な検査をすることができず、また隣接するプローブ間のクリアランズが減少するから、針押えおよび接続部へのプローブの組み付け作業が煩雑化し、さらに集積回路の電極パッドを針先にわずかに過剰に押圧するいわゆるオーバドライブの繰り返しによりプローブ80,82が接触するおそれがある。これらの課題は、図5に示すように1つのプローブと交差するプローブの数が多いほど、生じやすい。
【0008】
【解決しようとする課題】
本発明の目的は、基板に近い層または遠い層のプローブと中間の層のプローブとが交差しないような接続を可能にすることにある。
【0009】
【解決手段、作用、効果】
本発明の検査用ヘッドは、中央に開口を有する基板と、該基板に少なくとも3層に組み付けられた複数のプローブとを含む。基板は、開口の周りを連続して伸びる第1の接続部と、該第1の接続部の周りを連続して伸びる第2の接続部と、第1および第2の接続部の間にあって周方向へ間隔をおいて形成された複数の第3の接続部とを有する。各プローブは第1、第2または第3の接続部に接続される。
【0010】
たとえば、電源・アース用のプローブとして、基板に近い層のプローブおよび基板から遠い層のプローブをそれぞれ内側および外側の第1および第2の接続部に電気的に接続し、他のプローブを信号用として中間の第2の接続部に電気的に接続することができる。このため、本発明によれば、基板に近い層または遠い層のプローブを中間層のプローブと交差させないようにすることができる。
【0011】
基板に近い層の少なくとも1つのプローブ、中間の層のプローブおよび基板から遠い層の少なくとも1つのプローブを、それぞれ、内側、中間および外側の接続部に接続することが好ましい。このようにすれば、基板に近い層または遠い層のプローブを中間層のプローブと交差させる必要がない。
【0012】
基板に近い層のプローブのうち、第1の接続部に接続されていない残りのプローブは第3の接続部に電気的に接続し、また基板に遠い層のプローブのうち、第2の接続部に接続されていない残りのプローブは第3の接続部に電気的に接続することが好ましい。このようにすれば、信号用として用いるプローブの一部を基板に近い層および基板から遠い層に配置することができ、それだけプローブを高密度に配置することができる。
【0013】
第1または第2の接続部は同軸的に配置された一対の環状部を有し、内側の環状部は周方向に間隔をおいて外方へ突出する複数の外向き突出部を有し、外側の環状部は周方向に間隔をおいて内方へおよび隣り合う外向き突出部の間へ突出する複数の内向き突出部を有し、第1または第2の接続部に接続されている各プローブは突出部に結合されていてもよい。このようにすれば、基板に近い層のプローブまたは基板から遠い層のプローブを突出部に半田付け等により結合させることができるから、第1または第2の接続部がそのような突出部を有さない一対の環状部により形成されている場合に比べ、第1または第2の接続部の幅寸法が小さくなる。
【0014】
好ましい実施例においては、第1、第2および第3の接続部は、基板のプローブ側の面に形成されている。また、基板は、第2の接続部に電気的に接続された複数のランドを有する。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1〜図4を参照するに、検査用ヘッド10は、プローブカード、プローブボート等と称されている検査用ヘッドであり、集積回路のような平板状の被検査体の電気的特性試験に用いられる。被検査体は、半導体ウエーハに形成された集積回路、切断された集積回路チップおよび実装を終了した集積回路のいずれであってもよいし、また液晶表示パネルであってもよい。しかし、検査用ヘッド10は、電極部すなわち電極パッドが高密度に配置された被検査体の検査に用いて好適である。
【0016】
検査用ヘッド10は、円板状の基板12と、基板12に組み付けられた針押え14と、基板12の半径方向へ伸びるように針押え14に片持ち梁状に複数層に支持された複数のプローブ16,18,20とを含む。針押え14を基板12に直接的に組み付ける代わりに、針押え14を基板12に支持板のような適宜な手段を介して間接的に組み付けてもよい。
【0017】
基板12は、セラミック、合成樹脂のような電気的絶縁材料で製作することができる。基板12は、被検査体を目視可能の開口22を中心部に有するとともに、針押え14を受け入れる下向きの段部すなわち切欠部24を開口22の周りに有する。開口22および切欠部24は、被検査体の平面形状に類似した形状を有しており、図示の例ではほぼ四角形の形状を有する。開口22は、基板12を厚さ方向に貫通する貫通穴である。切欠部24は、下面と開口22を形成する内側面とに形成された段部であり、また針押え14とほぼ同じ大きさを有する。
【0018】
基板12は、開口22の周りを連続して伸びる第1の接続部26と、該第1の接続部の周りを連続して伸びる第2の接続部28と、第1および第2の接続部26,28の間にあって周方向へ間隔をおいて多重(図示の例では、2重)に形成された複数の第3の接続部30と、周方向に間隔をおいて切欠部24の周りを半径方向へ伸びる複数の配線部(図示せず)とを有する配線基板である。接続部26,28,30と、配線部とは、導電性材料により形成されている。
【0019】
第1、第2および第3の接続部26,28および30と、配線部とは、印刷配線技術により基板12に形成された配線パターンの一部である。基板12は、通電用および信号処理用の電気回路に接続される複数の端子部すなわちランド32を上面の周縁部に有する。第1、第2および第3の接続部26,28,30は、配線部によりランド32に電気的に接続されている。
【0020】
第1、第2および第3の接続部26,28,30は基板12の下面に形成されている。これに対し、前記配線部は、基板の上面または下面に形成されている。しかし、基板12は、電気絶縁性のフィルム状の板材に配線技術により多層に形成された配線部を厚さ方向の中間部に有する多層構造のものであってもよい。また、前記配線部を形成したフィルム状部材および前記接続部を形成したフィルム状部材をそれぞれ基板の上面および下面に配置したものであってもよい。
【0021】
針押え14は、セラミックのような電気的な絶縁材料で四角形の枠の形に製作されており、またプローブ16,18,20を四角形の各辺に対応する部位に支持している。針押え14の内側の開口34は、基板12の開口22とほぼ同じ大きさのほぼ四角形である。針押え14の下端部は、基板12の下面より下方へ突出している。
【0022】
針押え14は、図示の例では、基板12の切欠部24に接着剤により装着されている。しかし、針押え14を複数のねじ部材により基板12に取り外し可能に取り付けてもよい。また、針押え14を基板12に直接的に組み付ける代わりに、針押え14を基板12に、補強板、取り付け板等の適宜な手段を介して、間接的に組み付けてもよい。さらに、基板12の一部を針押え14として用いてもよい。
【0023】
プローブ16,18,20は、円形断面の導電性金属細線から形成されており、また、針押え14に支持された針主体部と、この針主体部の先端側に続きかつ針主体部に対し基板と反対の側(下方)へ曲げられた針先部と、針主体部の後端側に続く針後部とを有する。各プローブは、針主体部の先端側の部位から針先までを先端ほど細くなるテーパ部とされている。全てのプローブのテーパ部の長さ寸法は、図示の例ではほぼ同じであるが、異なっていてもよい。
【0024】
プローブ16,18,20は、針押え14および開口34により形成される四角形の辺に対応する部位を対応する辺に沿う方向へ間隔をおいて針押え14の幅方向へ伸びており、また針主体部の同じ直径寸法の部位において電気絶縁性の接着剤のような適宜な装着手段36により針押え14の下側に取り付けられている。プローブ16,18,20は、基板12に対する高さ位置を変えて多層(図示の例では、4層)の構造とされている。
【0025】
図示の例では、プローブ16は基板12の近く(上の層)に配置されており、プローブ18は基板から遠く(下の層)に配置されており、プローブ20はプローブ16および18の間に配置されている。
【0026】
図示の例では、プローブ20を、中間に複数層(図示の例では、2層)の構造に配置しているように示すが、1層の構造に配置してもよい。また、図示の例では、プローブ16,18,20を、針先が仮想的な直線上となるように配置しているが、針先が基板12の半径方向へ異なる(すなわち、ジグザグになる)ように配置してもよい。
【0027】
第1の接続部26は、同軸的に配置された一対の環状部38,40を有する。内側の環状部38の外側縁部は、周方向に間隔をおいて外方へ突出する矩形の複数の外向き突出部42によりジグザグ状の形状とされている。これに対し、外側の環状部40の内側縁部は、周方向に間隔をおいて内方へ突出する矩形の複数の内向き突出部44によりジグザグ状の形状とされている。内向き突出部44は、隣り合う外向き突出部42の間へ突出する。
【0028】
同様に、第2の接続部28は同軸的に配置された一対の環状部46,48を有しており、内側の環状部46の外側縁部は周方向に間隔をおいて外方へ突出する矩形の複数の外向き突出部50によりジグザグ状の形状とされており、外側の環状部48の内側縁部は周方向に間隔をおいて内方へ突出する矩形の複数の内向き突出部52によりジグザグ状の形状とされている。内向き突出部52は、隣り合う外向き突出部50の間へ突出する。
【0029】
上層の複数のプローブ16は内側の第1の接続部26の突出部42または44に半田付けにより結合されており、上層の残りのプローブ16は中間の第3の接続部30に半田付けにより結合されている。下層の複数のプローブ18は外側の第2の接続部28の突出部50または52に半田付けにより結合されており、下層の残りのプローブ18は第3の接続部に半田付けにより結合されている。プローブ20は、第3の接続部30に半田付けにより結合されている。
【0030】
上記の結果、第1および第2の接続部26,28に接続されたプローブが第3の接続部30に接続されたプローブと交差しないから、第1および第2の接続部26,28に接続されたプローブを電源回路に接続して電源・アース用として用い、第3の接続部30に接続されたプローブを通電回路に接続して信号用として用いることができる。
【0031】
検査用ヘッド10は、針押え14の所定の箇所に所定数のプローブ16,18,20を所定の治具を用いて所定の状態に取り付けることにより針押え14と複数のプローブ16,18,20とからなるプローブ組立体を作成し、次いで針押え14を基板12に取り付け、各プローブを所定の接続部に半田付することにより、製作することができる。
【0032】
プローブ16,18,20は、全てのプローブ16,18,20を適宜な治具により所定の配置パターンにおよび所定の状態に維持した状態で、適宜な装着手段36により針押え14に取り付けることができる。針押え14は、これを基板12の切欠部24に下側から嵌め込み、接着剤(または、ねじ部材)により基板12に取り付けることができる。
【0033】
検査用ヘッド10は、プローブ16,18,20の針先が被検査体の側となるように、検査装置に組み付けられる。このため、検査用ヘッド10は、これを組み付ける検査装置の種類により、プローブ16,18,20が、下側、上側、横側、前側および後側のいずれかの側となるとともに、基板12が、水平、垂直および斜めのいずれかの状態となるように検査装置に組み付けられる。
【0034】
検査時、第1および第2の接続部26,28に半田付けされたプローブが電源回路に接続され、第3の接続部30に半田付けされたプローブが通電回路に接続される。また、プローブ16,18,20の針先は、ヘッド10と被検査体とを相対的に移動させることにより、わずかに過剰に被検査体の電極パッドに押圧される。このオーバードライブ作用により、プローブ16,18,20は弓状に反る。その結果、プローブ16,18,20の針先と被検査体の電極との間に、所定の針圧が作用するとともに、所定量の滑りすなわち擦りが生じる。このような擦り作用により、電極パッド表面の電気絶縁性酸化膜が確実に剥離され、針先と電極パッドとが電気的に確実に接続される。
【0035】
検査用ヘッド10によれば、周方向へ間隔をおいた複数の第3の接続部30を第1および第2の接続部26,28の間に形成し、基板12に近い層、中間の層および遠い層のプローブ16,20および18を、それぞれ、内側、中間および外側の接続部26,30および28に接続したから、基板12に近い層または遠い層のプローブ16または18を中間の層のプローブ20と交差させる必要がない。
【0036】
上記の結果、次のような利点を生じる。すなわち、第1に、交差するプローブの存在による測定信号の特性の悪化を生じないから、正確な検査をすることができる。第2に、隣接するプローブ間のクリアランスが減少しないから、針押えおよび接続部へのプローブの組み付け作業が容易になる。第3に、各プローブがオーバドライブ作用を繰り返し受けても、プローブが接触するおそれがない。
【0037】
検査用ヘッド10によれば、また、接続部26および28が同軸的に配置された一対の環状部をそれぞれ有し、外向き突出部と内向き突出部とが周方向に交互になるように環状部が形成され、電源・アース用のプローブが突出部に結合されているから、接続部26,28がそのような突出部を有さない一対の環状部により形成されている場合に比べ、接続部26,28の幅寸法が小さくなる。
【0038】
上記の実施例では、上層および下層のプローブをそれぞれ1層に配置しているが、上層のおよび下層のプローブをそれぞれ複数層の構造に配置してもよい。この場合、基板に最も近い層の1以上のプローブおよび基板から最も遠い層の1以上のプローブをそれぞれ内側の第1の接続部および外側の第2の接続部に接続する代わりに、たとえば基板に2番目に近い層の1以上のプローブおよび基板から2番目に遠い層の1以上のプローブをそれぞれ内側の第1の接続部および外側の第2の接続部に接続してもよい。
【0039】
本発明は、上記実施例に限定されない。たとえば、被検査体の電極パッドの配置パターンに応じた1つの針押えを用いる代わりに、針押えを複数の針押え部材に分割し、それらの針押え部材を共通の取付け枠にねじ部材のような適宜な止め手段により取り付けてもよい。プローブの断面形状は、円形、多角形等、任意な形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検査用ヘッドの一実施例を示す平面図である。
【図2】図2の2−2線に沿って得た拡大断面図である。
【図3】図2に示す検査用ヘッドの基板の一部の拡大断面図である。
【図4】基板の中心側の一部を拡大した底面図である。
【図5】従来の検査用ヘッドの一部を拡大した、図3と同様の断面図である。
【図6】図5に示す従来の検査用ヘッドの基板の中心側の一部を拡大した、図4と同様の底面図である。
【符号の説明】
10 検査用ヘッド
12 基板
14 針押え
16,18,20 プローブ
22 基板の開口
24 基板の切欠部
26,28,30 第1、第2、第3の接続部
36 プローブ用の装着手段
38,40,46,48 環状部
42,44,50,52 突出部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection head used for an electrical characteristic test of a flat inspection object such as an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
An integrated circuit on a semiconductor wafer, an integrated circuit separated from a semiconductor wafer into a chip (IC chip), and an integrated circuit that has been mounted on a chip are subjected to an energization test (electric Characteristic test). This type of test or inspection is generally performed using a test head or inspection head called a probe card, probe boat or the like.
[0003]
As shown in FIGS. 5 and 6, this type of conventional inspection head 70 has a needle presser 76 assembled to a wiring board 74 having an opening 72 in the center, and an electric terminal portion, that is, an electrode pad of an integrated circuit is energized. A plurality of probes 78, 80, 82 connected in a possible state are supported by the needle presser 76 in a cantilever shape with an adhesive 84. In addition, since there are many electrode pads provided in the integrated circuit, as shown in FIG. 5, the probes 78, 80, and 82 are assembled to the substrate 74 in multiple layers (instead of the height position with respect to the substrate).
[0004]
One or more layers of the probes 78 close to the substrate 74 are used as a first power / ground probe connected to one of the power source and ground, and one or more layers of the probes 80 far from the substrate 74 are connected to the power source and ground. Are used as a second power source / grounding probe connected to the other of the two, and each probe 82 in the intermediate layer is used as a signal probe to which a signal is supplied.
[0005]
The substrate 74 includes first and second connection portions 86 and 88 that continuously and coaxially extend around the opening, and a plurality of third spaces spaced circumferentially around the first and second connection portions. The connection portion 90 is provided on the lower surface. The first power / ground probe 78 is soldered to the first connection portion 86, the second power / ground probe 80 is soldered to the second connection portion 88, and the signal probe 82 is connected to the third connection portion 86. Soldered to the connecting portion 90.
[0006]
However, the conventional inspection head 70 has a third probe for the signal probe 82, although the signal probe 82 is disposed between the first and second power / ground probes 78 and 80. The second connecting portion 90 is disposed outside the first and second connecting portions 86 and 88, so that the second power source / grounding probe 80 disposed below the signal probe 82 is connected to the second connecting portion. When soldering to 88, the second power / ground probe 80 must cross the signal probe 82. The same applies to the case where the first and second connection portions 86 and 88 are formed outside the third connection portion 90.
[0007]
As described above, if the power / ground probe and the signal probe are crossed, the characteristic of the measurement signal deteriorates, so that an accurate inspection cannot be performed, and the clear land between adjacent probes decreases. Therefore, the operation of assembling the probe to the needle presser and the connection portion becomes complicated, and there is a possibility that the probes 80 and 82 may come into contact with each other by repeating so-called overdrive that slightly presses the electrode pad of the integrated circuit against the needle tip. These problems are more likely to occur as the number of probes crossing one probe increases as shown in FIG.
[0008]
[Problems to be solved]
An object of the present invention is to enable connection so that a probe in a layer near or far from a substrate and a probe in an intermediate layer do not cross each other.
[0009]
[Solution, action, effect]
The inspection head of the present invention includes a substrate having an opening at the center and a plurality of probes assembled to the substrate in at least three layers. The substrate is disposed between the first connection portion extending continuously around the opening, the second connection portion extending continuously around the first connection portion, and the first and second connection portions. And a plurality of third connecting portions formed at intervals in the direction. Each probe is connected to the first, second or third connection.
[0010]
For example, as a power source / grounding probe, a probe in a layer close to the substrate and a probe in a layer far from the substrate are electrically connected to the first and second connection portions on the inner and outer sides, respectively, and the other probes are used for signals It can be electrically connected to the intermediate second connection portion. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the probe in the layer close to or far from the substrate from intersecting with the probe in the intermediate layer.
[0011]
Preferably, at least one probe in a layer close to the substrate, a probe in the middle layer and at least one probe in a layer far from the substrate are connected to the inner, middle and outer connections, respectively. In this way, it is not necessary to cross the probe of the layer close to or far from the substrate with the probe of the intermediate layer.
[0012]
Of the probes in the layer close to the substrate, the remaining probes not connected to the first connecting portion are electrically connected to the third connecting portion, and among the probes in the layer far from the substrate, the second connecting portion is connected. The remaining probes that are not connected to are preferably electrically connected to the third connection. In this way, a part of the probes used for signals can be arranged in a layer close to the substrate and a layer far from the substrate, and the probes can be arranged with a high density accordingly.
[0013]
The first or second connecting portion has a pair of coaxially arranged annular portions, and the inner annular portion has a plurality of outward protruding portions protruding outward at intervals in the circumferential direction, The outer annular portion has a plurality of inward projecting portions that project inwardly and between adjacent outward projecting portions at intervals in the circumferential direction, and is connected to the first or second connecting portion. Each probe may be coupled to the protrusion. In this way, a probe in a layer close to the substrate or a probe in a layer far from the substrate can be coupled to the protruding portion by soldering or the like. Therefore, the first or second connecting portion has such a protruding portion. The width dimension of the first or second connecting portion is smaller than that formed by a pair of annular portions that are not.
[0014]
In a preferred embodiment, the first, second and third connecting portions are formed on the surface of the substrate on the probe side. Further, the substrate has a plurality of lands electrically connected to the second connection portion.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4, an inspection head 10 is an inspection head called a probe card, a probe boat, or the like, and is used for an electrical characteristic test of a flat inspection object such as an integrated circuit. Used. The device under test may be any of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, an integrated circuit chip that has been cut, and an integrated circuit that has been mounted, or a liquid crystal display panel. However, the inspection head 10 is suitable for inspection of an object to be inspected in which electrode portions, that is, electrode pads, are arranged at high density.
[0016]
The inspection head 10 includes a disk-shaped substrate 12, a needle presser 14 assembled to the substrate 12, and a plurality of layers supported in a cantilevered manner on the needle presser 14 so as to extend in the radial direction of the substrate 12. Of probes 16, 18, and 20. Instead of assembling the needle presser 14 directly to the substrate 12, the needle presser 14 may be assembled indirectly to the substrate 12 via an appropriate means such as a support plate.
[0017]
The substrate 12 can be made of an electrically insulating material such as ceramic or synthetic resin. The substrate 12 has an opening 22 through which the object to be inspected can be seen at the center, and has a downward stepped portion or notch 24 around the opening 22 for receiving the needle presser 14. The opening 22 and the notch 24 have a shape similar to the planar shape of the object to be inspected, and have a substantially rectangular shape in the illustrated example. The opening 22 is a through hole that penetrates the substrate 12 in the thickness direction. The notch 24 is a step formed on the lower surface and the inner surface forming the opening 22, and has approximately the same size as the needle presser 14.
[0018]
The substrate 12 includes a first connection portion 26 that continuously extends around the opening 22, a second connection portion 28 that continuously extends around the first connection portion, and first and second connection portions. 26, 28 and a plurality of third connection portions 30 formed in multiples (double in the illustrated example) at intervals in the circumferential direction, and around the notches 24 at intervals in the circumferential direction. A wiring board having a plurality of wiring portions (not shown) extending in a radial direction. The connection parts 26, 28, 30 and the wiring part are formed of a conductive material.
[0019]
The first, second and third connecting portions 26, 28 and 30 and the wiring portion are part of a wiring pattern formed on the substrate 12 by a printed wiring technique. The substrate 12 has a plurality of terminal portions, that is, lands 32 connected to electric circuits for energization and signal processing at the peripheral portion of the upper surface. The first, second, and third connection portions 26, 28, and 30 are electrically connected to the land 32 by a wiring portion.
[0020]
The first, second and third connecting portions 26, 28 and 30 are formed on the lower surface of the substrate 12. On the other hand, the wiring part is formed on the upper surface or the lower surface of the substrate. However, the substrate 12 may have a multilayer structure having a wiring portion formed in a multilayer on an electrically insulating film-like plate material by a wiring technique at an intermediate portion in the thickness direction. Moreover, the film-like member in which the wiring portion is formed and the film-like member in which the connection portion is formed may be disposed on the upper surface and the lower surface of the substrate, respectively.
[0021]
The needle presser 14 is made of an electrically insulating material such as ceramic in the shape of a square frame, and supports the probes 16, 18, and 20 at portions corresponding to the sides of the square. The opening 34 on the inside of the needle presser 14 is a substantially quadrangle having substantially the same size as the opening 22 of the substrate 12. The lower end portion of the needle presser 14 protrudes downward from the lower surface of the substrate 12.
[0022]
In the illustrated example, the needle presser 14 is attached to the notch 24 of the substrate 12 with an adhesive. However, the needle presser 14 may be detachably attached to the substrate 12 with a plurality of screw members. Further, instead of assembling the needle presser 14 directly to the substrate 12, the needle presser 14 may be indirectly attached to the substrate 12 via an appropriate means such as a reinforcing plate or a mounting plate. Further, a part of the substrate 12 may be used as the needle presser 14.
[0023]
The probes 16, 18, and 20 are formed of conductive metal fine wires having a circular cross section, and are connected to the needle main body supported by the needle presser 14, the distal end side of the needle main body, and the needle main body. It has a needle tip portion bent to the side opposite to the substrate (downward) and a needle rear portion following the rear end side of the needle main portion. Each probe has a tapered portion that becomes narrower from the tip side of the needle main body to the tip of the needle. The lengths of the taper portions of all the probes are substantially the same in the illustrated example, but may be different.
[0024]
The probes 16, 18, and 20 extend in the width direction of the needle presser 14 at intervals in a direction along the corresponding side at a portion corresponding to the square side formed by the needle presser 14 and the opening 34. It is attached to the lower side of the needle presser 14 by an appropriate mounting means 36 such as an electrically insulating adhesive at a portion having the same diameter dimension of the main body. The probes 16, 18, and 20 have a multilayer structure (four layers in the illustrated example) by changing the height position with respect to the substrate 12.
[0025]
In the illustrated example, the probe 16 is located near the substrate 12 (upper layer), the probe 18 is located far from the substrate (lower layer), and the probe 20 is between the probes 16 and 18. Has been placed.
[0026]
In the example shown in the figure, the probe 20 is shown as being arranged in the structure of a plurality of layers (two layers in the example shown) in the middle, but it may be arranged in a structure of one layer. In the illustrated example, the probes 16, 18, and 20 are arranged so that the needle tips are on a virtual straight line, but the needle tips are different in the radial direction of the substrate 12 (that is, zigzag). You may arrange as follows.
[0027]
The first connection portion 26 has a pair of annular portions 38 and 40 arranged coaxially. The outer edge portion of the inner annular portion 38 is formed in a zigzag shape by a plurality of rectangular outward protruding portions 42 protruding outward at intervals in the circumferential direction. On the other hand, the inner edge portion of the outer annular portion 40 is formed in a zigzag shape by a plurality of rectangular inward protruding portions 44 protruding inward at intervals in the circumferential direction. The inward projecting portion 44 projects between the adjacent outward projecting portions 42.
[0028]
Similarly, the second connecting portion 28 has a pair of coaxially arranged annular portions 46 and 48, and the outer edge of the inner annular portion 46 projects outwardly with a spacing in the circumferential direction. The plurality of rectangular outward projections 50 are formed in a zigzag shape, and the inner edge of the outer annular portion 48 has a plurality of rectangular inward projections projecting inward at intervals in the circumferential direction. 52 is a zigzag shape. The inward protruding portion 52 protrudes between the adjacent outward protruding portions 50.
[0029]
The plurality of probes 16 in the upper layer are coupled to the protrusions 42 or 44 of the inner first connection portion 26 by soldering, and the remaining probes 16 in the upper layer are coupled to the third connection portion 30 in the middle by soldering. Has been. The plurality of lower-layer probes 18 are coupled to the protrusions 50 or 52 of the second outer connection portion 28 by soldering, and the remaining lower-layer probes 18 are coupled to the third connection portion by soldering. . The probe 20 is coupled to the third connection portion 30 by soldering.
[0030]
As a result, the probe connected to the first and second connection portions 26 and 28 does not intersect the probe connected to the third connection portion 30, so that the probe is connected to the first and second connection portions 26 and 28. The probe connected to the power supply circuit can be used for power supply and grounding, and the probe connected to the third connection portion 30 can be used for signal connection by connecting to the energization circuit.
[0031]
The inspection head 10 includes a needle presser 14 and a plurality of probes 16, 18, 20 by attaching a predetermined number of probes 16, 18, 20 to a predetermined position of the needle presser 14 using a predetermined jig. Can be manufactured by attaching a needle presser 14 to the substrate 12 and soldering each probe to a predetermined connecting portion.
[0032]
The probes 16, 18, and 20 are attached to the needle presser 14 by appropriate mounting means 36 in a state where all the probes 16, 18, and 20 are maintained in a predetermined arrangement pattern and in a predetermined state by an appropriate jig. it can. The needle presser 14 can be fitted into the notch 24 of the substrate 12 from below and attached to the substrate 12 with an adhesive (or a screw member).
[0033]
The inspection head 10 is assembled to the inspection apparatus so that the probe tips of the probes 16, 18, and 20 are on the side of the object to be inspected. For this reason, in the inspection head 10, the probes 16, 18, and 20 are on the lower side, the upper side, the lateral side, the front side, and the rear side depending on the type of the inspection device to which the substrate is mounted, It is assembled to the inspection device so as to be in any state of horizontal, vertical and diagonal.
[0034]
At the time of inspection, the probe soldered to the first and second connection portions 26 and 28 is connected to the power supply circuit, and the probe soldered to the third connection portion 30 is connected to the energizing circuit. Further, the probe tips of the probes 16, 18, and 20 are slightly pressed against the electrode pads of the device under test by relatively moving the head 10 and the device under test. Due to this overdrive action, the probes 16, 18, and 20 are bowed. As a result, a predetermined needle pressure acts between the needle tips of the probes 16, 18, and 20 and the electrodes of the object to be inspected, and a predetermined amount of slipping or rubbing occurs. By such a rubbing action, the electrically insulating oxide film on the surface of the electrode pad is surely peeled off, and the needle tip and the electrode pad are securely connected electrically.
[0035]
According to the inspection head 10, a plurality of third connection portions 30 spaced in the circumferential direction are formed between the first and second connection portions 26 and 28, and a layer close to the substrate 12 and an intermediate layer are formed. And the far layer probes 16, 20 and 18 are connected to the inner, middle and outer connections 26, 30 and 28, respectively, so that the probe layer 16 or 18 near or far from the substrate 12 is connected to the middle layer. There is no need to cross the probe 20.
[0036]
As a result, the following advantages are produced. That is, first, since the deterioration of the characteristic of the measurement signal due to the presence of the intersecting probes does not occur, an accurate inspection can be performed. Second, since the clearance between adjacent probes does not decrease, the work of assembling the probe to the needle presser and the connection portion is facilitated. Third, even if each probe is repeatedly subjected to an overdrive action, there is no possibility that the probe will come into contact.
[0037]
According to the inspection head 10, the connection portions 26 and 28 each have a pair of annular portions arranged coaxially, and the outward protrusions and the inward protrusions are alternately arranged in the circumferential direction. Since the annular portion is formed and the power source / ground probe is coupled to the protruding portion, compared to the case where the connecting portions 26 and 28 are formed by a pair of annular portions having no such protruding portion, The width dimension of the connection parts 26 and 28 becomes small.
[0038]
In the above embodiment, the upper and lower probes are each arranged in one layer, but the upper and lower probes may be arranged in a multi-layer structure. In this case, instead of connecting one or more probes in the layer closest to the substrate and one or more probes in the layer farthest from the substrate to the inner first connection and the outer second connection, respectively, for example to the substrate One or more probes in the second closest layer and one or more probes in the layer furthest from the substrate may be connected to the inner first connection and the outer second connection, respectively.
[0039]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, instead of using one needle press according to the arrangement pattern of the electrode pads of the object to be inspected, the needle presser is divided into a plurality of needle pressers, and these needle pressers are attached to a common mounting frame as a screw member. You may attach by the appropriate stop means. The cross-sectional shape of the probe can be an arbitrary shape such as a circle or a polygon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an inspection head according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG.
3 is an enlarged sectional view of a part of the substrate of the inspection head shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged bottom view of a part of the center side of the substrate.
FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 3, in which a part of a conventional inspection head is enlarged.
6 is a bottom view similar to FIG. 4, in which a part of the center side of the substrate of the conventional inspection head shown in FIG. 5 is enlarged.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inspection head 12 Substrate 14 Needle presser 16, 18, 20 Probe 22 Substrate opening 24 Substrate notch 26, 28, 30 First, second, third connection 36 Probe mounting means 38, 40, 46, 48 Annular part 42, 44, 50, 52 Protruding part

Claims (2)

平板状の被検査体の電気的特性試験に用いる検査用ヘッドであって、中央に開口を有する基板と、該基板に少なくとも3層に組み付けられた複数のプローブとを含み、前記基板は、前記開口の周りを連続して伸びる、電源およびアースのいずれか一方のための第1の接続部と、該第1の接続部の周りを連続して伸びる、電源およびアースの他方のための第2の接続部と、前記第1および第2の接続部の間にあって周方向へ間隔をおいて形成された、信号のための複数の第3の接続部とを有し、前記基板に近い層の少なくとも1つのプローブは前記第1の接続部に電気的に接続されており、また前記基板に近い層の残りのプローブが前記前記第1の接続部および前記第3の接続部のいずれか一方に接続されており、前記基板から遠い層の少なくとも1つのプローブは前記第2の接続部に電気的に接続されており、また前記基板から遠い層の残りのプローブが前記第2の接続部および前記第3の接続部のいずれか一方に接続されており、中間層のプローブは前記第3の接続部に電気的に接続されている、検査用ヘッド。  An inspection head for use in an electrical characteristic test of a flat object to be inspected, comprising: a substrate having an opening in the center; and a plurality of probes assembled in at least three layers on the substrate; A first connection for one of the power supply and ground, extending continuously around the opening, and a second connection for the other of the power supply and ground, extending continuously around the first connection And a plurality of third connection portions for signals, which are formed between the first and second connection portions and spaced in the circumferential direction, and are close to the substrate. At least one probe is electrically connected to the first connection portion, and the remaining probes in a layer close to the substrate are connected to one of the first connection portion and the third connection portion. Connected and few layers far from the substrate One probe is electrically connected to the second connection portion, and the remaining probes in the layer far from the substrate are connected to either the second connection portion or the third connection portion. An inspection head, wherein the probe of the intermediate layer is electrically connected to the third connection portion. 前記第1または第2の接続部は同軸的に配置された一対の環状部を有し、内側の環状部は周方向に間隔をおいて外方へ突出する複数の外向き突出部を有し、外側の環状部は周方向に間隔をおいて内方へおよび隣り合う前記外向き突出部の間へ突出する複数の内向き突出部を有し、前記第1または第2の接続部に接続されている各プローブは前記突出部に結合されている、請求項1に記載の検査用ヘッド。  The first or second connecting portion has a pair of coaxially arranged annular portions, and the inner annular portion has a plurality of outward projecting portions projecting outward at intervals in the circumferential direction. The outer annular portion has a plurality of inward projecting portions projecting inwardly between the adjacent outward projecting portions at intervals in the circumferential direction, and is connected to the first or second connection portion The inspection head according to claim 1, wherein each probe that is connected is coupled to the protrusion.
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