JP4267796B2 - Contact probe position adjustment device - Google Patents

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JP4267796B2 JP2000079127A JP2000079127A JP4267796B2 JP 4267796 B2 JP4267796 B2 JP 4267796B2 JP 2000079127 A JP2000079127 A JP 2000079127A JP 2000079127 A JP2000079127 A JP 2000079127A JP 4267796 B2 JP4267796 B2 JP 4267796B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブピンやソケットピン等として用いられ、半導体ICチップや液晶デバイス等の各端子に接触して電気的なテストを行うコンタクトプローブを、プローブカードに組み立てる際等に用いるコンタクトプローブの位置調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ICチップやLSIチップ等の半導体チップ又はLCD(液晶ディスプレイ)の各端子に接触させて電気的なテストを行うために、コンタクトピンが用いられている。
近年、ICチップ等の高集積化および微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化が要望されている。しかしながら、コンタクトピンとして用いられていたタングステン針のコンタクトプローブでは、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへの対応が困難になっていた。
【0003】
これに対して、例えば、特公平7−82027号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端部が前記樹脂フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされる技術が提案されている。この技術例では、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンとすることによって、多ピン狭ピッチ化を図るとともに、複雑な多数の部品を不要とするものである。
【0004】
この種のコンタクトプローブ1は、図8に示すように、ポリイミド樹脂フィルム2の片面にNi(ニッケル)またはNi合金で形成されるパターン配線3を張り付けた構造となっており、前記樹脂フィルム2の端部から前記パターン配線3の先端部が突出してコンタクトピン3aとされている。
このコンタクトプローブ1は、パターン配線3の後端側をプリント基板の電極に接触させ、パターン配線3から得られた信号をプリント基板の電極を通して外部の検査装置等に伝えることができるようになっている。
なお、符号4は、位置合わせ穴である。
【0005】
このコンタクトプローブ1をプローブカード等のプローブ装置に組み立てる場合、一定の寸法の中に数十本〜数千本のコンタクトピンの針先をX、Y、Z方向の3方向において正確に位置合わせする必要がある。
従来、コンタクトプローブの位置合わせ手段は、図9に示すように、プローブカード70にコンタクトプローブ1を仮止め状態で組み込み、プローブカード70の開口部Aを介して顕微鏡100を覗きながら基準となるマスクMのマスクパターンに対してコンタクトピン3aのX、Y方向の位置を合わせるとともに、別の顕微鏡(図示略)で観察しながらZ(針高さ)方向の調整を繰り返してコンタクトプローブ1の位置調整を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のコンタクトプローブの位置調整技術では、以下の課題が残されている。すなわち、コンタクトピン3aとマスクパターンとが重なった形で観察するため、実際にコンタクトピン3aがコンタクトする位置を判断しずらく、正確に位置調整することが難しいと共に、ある程度の熟練度が作業者に要求されていた。また、顕微鏡100で観察しながらマスクMとコンタクトピン3aの針先とを合わせるために、プローブカード70には開口部Aが必要であり、開口部Aを持たない構造のプローブカード、例えば、コンタクトピンを垂直に配置した方式のプローブカード等では組立が困難であった。さらに、コンタクトピン3aの針先をX−Y−Z調整するため、コンタクトピン3aの上下からの観察が必要であり、作業は煩雑であった。また、コンタクトピン3aの針先と同時に、コンタクトプローブ1とPCB基板との接続が行えるように調整する必要があり、基準となるPCB基板の面がプローブカード70の開口部Aから覗く場合と逆方向にあり調整する際に観察が不可能であって、コンタクトプローブ1が4辺あるプローブカードを組み立てる場合、最後の辺でPCB基板との接続部が合わないといった不具合が発生するおそれがあった。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、コンタクトピンをマスクパターンに接触させることなくコンタクトピンの位置を容易に調整することができ、開口部の無いプローブカード等に対しても位置調整および組立ができるコンタクトプローブの位置調整装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項1記載のコンタクトプローブの位置調整装置では、複数のパターン配線がフィルムの片面に張り付けられ、前記パターン配線の先端がフィルムの先端部から突出状態に配されてコンタクトピンとされ、設けられた窓部において後端側のパターン配線をプローブ装置のプリント基板の電極に接触させるコンタクトプローブを、前記プローブ装置に組み込む際に、前記コンタクトプローブの位置調整を行い、かつ、前記窓部の前記パターン配線と前記プリント基板の位置関係を調整する装置であって、前記コンタクトプローブの位置が調整可能な前記プローブ装置を保持するプローブ装置保持部と、前記位置調整の基準となる基準マークが表面に設けられた基準板を設置した基準板設置部と、平面上の任意な位置に移動可能にX−Yステージ上の観察光学系に設けられ、前記プローブ装置保持部の前記プローブ装置に組み込まれた前記コンタクトプローブのコンタクトピンと、前記窓部の前記パターン配線とを観察可能なピン側光学系と、前記観察光学系に設けられ、前記基準板の基準マークを観察可能なパターン側光学系と、前記ピン側光学系で観察された前記コンタクトピンの画像と前記パターン側光学系で観察された前記基準マークの画像とを重ね合わせて同時に表示し、かつ、前記窓部の前記パターン配線を表示する画像表示部とを備えている技術が採用される。
【0009】
このコンタクトプローブの位置調整装置では、ピン側光学系で観察されたコンタクトピンの画像とパターン側光学系で観察された基準マークの画像とを重ね合わせて同時に表示する画像表示部を備えているので、コンタクトピンを実際に基準マークに接触させることなく、画像表示部で表示されたコンタクトピンと基準マークとの位置を見ながらプローブ装置に組み込まれたコンタクトプローブの位置を調整すれば、容易に位置合わせをすることができる。また、コンタクトピンとマスクパターンとを別々の光学系で観察するので、プローブ装置に開口部が無くても容易に位置調整が可能である。
このコンタクトプローブの位置調整装置では、ピン側光学系が、接続部も観察可能に設けられているので、接続部と他の基板(例えば、PCB基板)との位置関係も確認しながら位置調整や組立調整が可能になり、接続部での位置ずれによる調整し直しや組み直し等の問題が解消される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態を、図1から図6を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号31は架台、32はマスク載台、33はカードホルダー、34は観察光学系、35はモニタを示している。
【0015】
本実施形態の位置調整装置は、プローブカード(プローブ装置)70を組み立てるためのものであって、コンタクトプローブ1をメカニカルパーツ10に位置合わせして組み込むものである。この位置調整装置は、図1から図3に示すように、架台31の上に、マスクパターン(基準マーク)Pが表面に形成されたマスク(基準板)Mを載置するマスク載台(基準板設置部)32と、該マスク載台32の上方に配置されプローブカード70を保持するカードホルダー(プローブ装置保持部)33と、プローブカード70に移動可能に保持されたコンタクトプローブ1のコンタクトピン3aとマスクMのマスクパターンPとを観察するための観察光学系34と、該観察光学系34で観察されたコンタクトピン3aおよびマスクパターンPの画像を重ねて同時に表示するモニタ(画像表示部)35とが設置されて構成されている。
【0016】
前記マスクMは、図3に示すように、コンタクトプローブ1の検査対象であるIC(電子部品)等の電極パターンと同じパターン(同一サイズかつ同一配置)のマスクパターンPが表面に形成された位置調整用のマスク基板である。
前記観察光学系34は、図4に示すように、カードホルダー33におけるプローブカード70に移動可能に保持されたコンタクトプローブ1のコンタクトピン3aを観察可能なピン側光学系36と、マスク載台32上におけるマスクMのマスクパターンPを観察可能なパターン側光学系37と、これらの光学系36、37によるコンタクトピン3aおよびマスクパターンPの画像を同時に撮像するCCDカメラ38とを備えている。
【0017】
また、観察光学系34は、架台31上に設置されたX−Yステージ39上に設けられ、該X−Yステージ39を駆動制御する制御部40によって水平面上の任意な位置に移動可能になっている。
前記パターン側光学系37は、マスク載台32の上方に配置可能なマスク観察用対物レンズ41を備え、図4に示すように、該マスク観察用対物レンズ41はレンズ支持部42に上下動可能に支持されている。すなわち、マスク観察用対物レンズ41は、レンズ支持部42に設けられたマスク観察用対物レンズ41の移動機構(図示略)により任意の高さに設定可能とされている。
【0018】
一方、前記ピン側光学系36は、カードホルダー33の下方に配置可能なピン観察用対物レンズ43を備え、図4に示すように、該ピン観察用対物レンズ43はレンズ支持部42に上下動可能に支持されている。すなわち、ピン観察用対物レンズ43は、レンズ支持部42に設けられたピン観察用対物レンズ43の移動機構(図示略)により任意の高さに設定可能とされている。なお、マスク観察用対物レンズ41およびピン観察用対物レンズ43の各移動機構には、図示しないエンコーダが内蔵されている。
【0019】
また、パターン側光学系37では、マスクパターンPの画像がマスク観察用対物レンズ41、ミラー44、45および光結合器46を介してCCDカメラ38に取り込まれるように設定されている。さらに、ピン側光学系36では、コンタクトピン3aの画像がピン観察用対物レンズ43、ミラー47、48、49および光結合器46を介してCCDカメラ38に取り込まれるように設定されている。すなわち、CCDカメラ38では、マスクパターンPおよびコンタクトピン3aの画像が重なった状態で同時に取り込まれ、この画像がモニタ35に映し出されるようになっている。
【0020】
パターン側光学系37のミラー44とミラー45との間およびピン側光学系36のミラー47とミラー48との間には、光ファイバ照明の光源49および光路を遮断するシャッター50がそれぞれ設置され、マスクパターンPおよびコンタクトピン3aを照明すると共に、シャッター50により光路を遮断することにより一方の画像のみをCCDカメラ38に取り込めるようになっている。
【0021】
次に、コンタクトプローブ1をメカニカルパーツ10に組み込んで、プローブカード11にする構成について、図5、図6および図9を参照して説明する。
【0022】
前記メカニカルパーツ10は、図5に示すように、マウンティングベース12と、トップクランプ13と、ボトムクランプ14とからなっている。
まず、プリント基板15の上にトップクランプ13を取付け、次に、4枚のコンタクトプローブ1を取り付けたマウンティングベース12をトップクランプ13にボルト穴16にボルト17を螺合させて取り付ける(図6参照)。
そして、ボトムクランプ14でコンタクトプローブ1を押さえ込むことにより、パターン配線3を一定の傾斜状態に保つ。
【0023】
前記マウンティングベース12には、図9に示すように、各コンタクトプローブ1の位置を調整するための位置決めピン18が設けられており、この位置決めピン18を各コンタクトプローブ1の位置合わせ穴4に挿入することにより、ある程度の位置合わせをすることができるようになっている。コンタクトプローブ1に設けられた窓部19の部分のパターン配線(接続部)3に、ボトムクランプ14の弾性体20を押しつけて、前記窓部19のパターン配線3をプリント基板(PCB基板)15の電極21に接触させ、パターン配線3から得られた信号をプリント基板15の電極21を通して外部に伝えることができるようになっている。
【0024】
次に、本実施形態の位置調整装置によってコンタクトプローブ1を位置調整してプローブカード70を組み込む方法について、説明する。
【0025】
まず、カードホルダー33にコンタクトプローブ1を仮止めした状態のプローブカード70を取り付ける。また、マスク載台32上の所定位置にマスクMを載置する。
そして、ピン観察用対物レンズ43およびマスク観察用対物レンズ41がそれぞれコンタクトピン3aおよびマスクパターンPに対向してこれらを観察可能な位置にくるように、X−Yステージ39を制御部40で駆動して観察光学系34を移動させる。
【0026】
次に、ピン観察用対物レンズ43およびマスク観察用対物レンズ41をレンズ支持部42の各移動機構により上下動させて、それぞれの焦点位置に移動させる。
このとき、コンタクトピン3aの画像は、ピン観察用対物レンズ43、ミラー47、48、49および光結合器46を介してCCDカメラ38に取り込まれるとともに、マスクパターンPの画像は、パターン観察用対物レンズ41、ミラー44、45および光結合器46を介してCCDカメラ38に取り込まれ、これらの画像は重ね合わされて同時にモニタ35に表示される。
【0027】
この状態で、モニタ35でコンタクトピン3aおよびマスクパターンPの位置関係を確認しながら、コンタクトピン3aの針先位置がマスクパターンPに一致するように、仮止めしていたコンタクトプローブ1の位置調整を行う。
なお、コンタクトピン3aの針先高さは、ピン観察用対物レンズ43を上下動させて針先に焦点を合わせ、このときのエンコーダの値から測定することができ、これに基づいて高さ調整を行う。
【0028】
また、コンタクトピン3aの針先位置の調整とともに、窓部19の部分のパターン配線3とプリント基板15との位置調整も適宜行う。
まず、窓部19のパターン配線3を観察可能な位置までピン観察用対物レンズ43をX−Yステージ39により移動するとともに、パターン側光学系37側のシャッター50を閉じることにより窓部19のパターン配線3の画像のみがCCDカメラ38に取り込まれるようにする。
【0029】
この状態で、モニタ35で窓部19のパターン配線3を観察しながら、その位置を調整する。
れらの位置調整後、仮止めしていたコンタクトプローブ1をプローブカード70に固定することにより、組立が終了する。
【0030】
このように本実施形態では、ピン側光学系36で観察されたコンタクトピン3aの画像とパターン側光学系37で観察されたマスクパターンPの画像とを重ね合わせて同時にモニタ35に表示するので、コンタクトピン3aを実際にマスクパターンPに接触させることなく、モニタ35で表示されたコンタクトピン3aとマスクパターンPとの位置を見ながらモニタ35上で互いが重なるように、プローブカード70のコンタクトプローブ1の位置を調整すれば容易にコンタクトピン3aの位置を調整することができる。
また、ピン側光学系36が、窓部19のパターン配線3も観察可能な位置に移動可能に設けられているので、窓部19のパターン配線3とプリント基板15との位置関係も確認しながら位置調整が可能になり、調整し直しや組み直し等を減らすことができる。
【0031】
なお、本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
(1)上記実施形態におけるプローブカード70は、中央に開口部Aが形成されているとともにコンタクトピン3aが斜め下方に向けて延出されたカンチレバー状のものであるが、プローブカードの他の例として、図7に示すように、コンタクトプローブ1を略垂直となるように複数並設したプローブカード(プローブ装置)80の組立に適用しても構わない。
【0032】
すなわち、このプローブカード80は、コンタクトプローブ1を、ICチップ等の測定対象物の電極面に対して略垂直となるように複数配設し、且つそれらの樹脂フィルム2の各面間にセラミックス等の非導電性材からなるスペーサ2eを介して並設したものである。そして、このプローブカード80は、コンタクトプローブ1のパターン配線3がフレキシブル基板(FPC)9の一端部に接続され、該フレキシブル基板9の他端部がプリント基板20に接続されて構成されている。
したがって、上記位置調整装置によれば、コンタクトピンとマスクパターンとを別々の光学系で観察するとともに重ね合わせて表示するので、このプローブカード80のように、中央に開口部が無いタイプでも容易にコンタクトピンを位置調整して組み立てることができる。
【0033】
(2)上記実施形態においては、プローブ装置としてIC測定用のプローブカードを組み立てたが、他のプローブ装置の組立に採用しても構わない。例えば、ICチップを内側に保持して保護し、ICチップのバーンインテスト用装置等に搭載されるICチップテスト用ソケット等に適用してもよい。また、LCDのテスト用プローブ装置に適用してもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明におけるコンタクトプローブの位置調整装置によれば、ピン側光学系で観察されたコンタクトピンの画像とパターン側光学系で観察された基準マークの画像とを重ね合わせて同時に表示する画像表示部を備えているので、コンタクトピンを実際に基準マークに接触させることなく、画像表示部を見ながらプローブ装置におけるコンタクトプローブの位置を調整することにより、容易にかつ正確に位置合わせをすることができるとともに、コンタクトピンとマスクパターンとを別々の光学系で観察するので、プローブ装置に開口部が無くても容易に位置調整が可能になり、種々のプローブ装置における組立作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態を示す正面図である。
【図2】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態を示す側面図である。
【図3】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態におけるマスクパターンを示す平面図である。
【図4】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態における観察光学系の構成を示す配置図である。
【図5】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態において、コンタクトプローブを組み込んだプローブカードの一例を示す分解斜視図である。
【図6】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態において、コンタクトプローブを組み込んだプローブカードの一例を示す要部斜視図である。
【図7】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の一実施形態において、コンタクトプローブを組み込んだプローブカードの他の例を示す平面図および断面図である。
【図8】 本発明に係るコンタクトプローブを示す要部斜視図である。
【図9】 本発明に係るコンタクトプローブの位置調整装置の従来例において、プローブカードにコンタクトプローブを組み込む際の位置調整手段を説明するための位置関係を示す断面配置図である。
【符号の説明】
1 コンタクトプローブ
2 樹脂フィルム
3 パターン配線
3a コンタクトピン
15 プリント基板
32 マスク載台(基準板設置部)
33 カードホルダー(プローブ装置保持部)
35 モニタ(画像表示部)
36 ピン側光学系
37 パターン側光学系
70、80 プローブカード(プローブ装置)
M マスク(基準板)
P マスクパターン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used as a probe pin, a socket pin or the like, and a position of a contact probe used when assembling a contact probe for making an electrical test by contacting each terminal of a semiconductor IC chip, a liquid crystal device or the like to a probe card. The present invention relates to an adjusting device.
[0002]
[Prior art]
In general, contact pins are used to perform an electrical test by contacting each terminal of a semiconductor chip such as an IC chip or LSI chip or an LCD (liquid crystal display).
In recent years, with the high integration and miniaturization of IC chips and the like, the pitch of contact pads, which are electrodes, has been reduced, and there has been a demand for a narrower pitch of contact pins. However, with a tungsten needle contact probe used as a contact pin, it is difficult to cope with a narrow multi-pin pitch due to the limit of the diameter of the tungsten needle.
[0003]
On the other hand, for example, in Japanese Patent Publication No. 7-82027, a plurality of pattern wirings are formed on a resin film, and respective tip portions of these pattern wirings are arranged in a protruding state from the resin film to form contact pins. Technology has been proposed. In this technical example, the tip portions of a plurality of pattern wirings are used as contact pins to reduce the pitch of the multi-pins and eliminate the need for many complicated parts.
[0004]
As shown in FIG. 8, this type of contact probe 1 has a structure in which a pattern wiring 3 formed of Ni (nickel) or Ni alloy is attached to one surface of a polyimide resin film 2. The tip of the pattern wiring 3 protrudes from the end to form a contact pin 3a.
The contact probe 1 can contact the rear end side of the pattern wiring 3 with the electrode of the printed circuit board, and can transmit a signal obtained from the pattern wiring 3 to an external inspection device or the like through the electrode of the printed circuit board. Yes.
Reference numeral 4 denotes an alignment hole.
[0005]
When assembling the contact probe 1 into a probe device such as a probe card, the needle tips of dozens to thousands of contact pins are accurately positioned in three directions of X, Y, and Z directions within a fixed dimension. There is a need.
Conventionally, as shown in FIG. 9, the contact probe positioning means incorporates the contact probe 1 into a probe card 70 in a temporarily fixed state, and a mask serving as a reference while looking into the microscope 100 through the opening A of the probe card 70. The position of the contact probe 3a is aligned with the mask pattern of M, and the position of the contact probe 1 is adjusted by repeatedly adjusting in the Z (needle height) direction while observing with another microscope (not shown). It is carried out.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional contact probe position adjustment technology still has the following problems. That is, since the contact pin 3a and the mask pattern are observed in an overlapping form, it is difficult to determine the actual contact position of the contact pin 3a, it is difficult to accurately adjust the position, and a certain level of skill is required for the operator. Was requested. Further, in order to align the mask M and the needle tip of the contact pin 3a while observing with the microscope 100, the probe card 70 requires an opening A, and a probe card having a structure without the opening A, for example, a contact It is difficult to assemble with a probe card of a type in which pins are arranged vertically. Furthermore, in order to adjust the needle tip of the contact pin 3a by XYZ, it is necessary to observe the contact pin 3a from above and below, and the work is complicated. Further, it is necessary to adjust so that the contact probe 1 and the PCB substrate can be connected simultaneously with the needle tip of the contact pin 3a, which is opposite to the case where the surface of the reference PCB substrate is viewed from the opening A of the probe card 70. When the probe card with four sides of the contact probe 1 is assembled, there is a possibility that a problem that the connection part with the PCB board does not match at the last side may occur. .
[0007]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can easily adjust the position of the contact pin without bringing the contact pin into contact with the mask pattern, and can be positioned even with respect to a probe card or the like having no opening. An object of the present invention is to provide a position adjusting device for a contact probe which can be adjusted and assembled.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, in the contact probe position adjusting device according to claim 1, a plurality of pattern wirings are attached to one side of the film, and the tip ends of the pattern wirings are arranged in a protruding state from the leading end portions of the film to form contact pins. When the contact probe for bringing the pattern wiring on the rear end side into contact with the electrode of the printed circuit board of the probe device is incorporated in the probe device, the position of the contact probe is adjusted, and the pattern of the window portion is adjusted. A device for adjusting the positional relationship between the wiring and the printed circuit board, the probe device holding portion holding the probe device capable of adjusting the position of the contact probe, and a reference mark serving as a reference for the position adjustment is provided on the surface a reference plate installation part of the reference plate is installed which is movably X at any position on a plane Provided in the observation optical system on the Y stage, and the contact pins of the contact probe incorporated in the probe apparatus of the probe device holding portion, and the pattern wiring and observable pin side optical system of the window, the A pattern side optical system provided in an observation optical system and capable of observing a reference mark on the reference plate; an image of the contact pin observed by the pin side optical system; and the reference mark observed by the pattern side optical system A technique is employed that includes an image display unit that superimposes and simultaneously displays the image and displays the pattern wiring of the window unit.
[0009]
This contact probe position adjustment device includes an image display unit that simultaneously displays an image of a contact pin observed by the pin side optical system and an image of a reference mark observed by the pattern side optical system. By adjusting the position of the contact probe built into the probe device while looking at the position of the contact pin and the reference mark displayed on the image display unit without actually contacting the contact pin with the reference mark Can do. Further, since the contact pin and the mask pattern are observed with separate optical systems, the position can be easily adjusted even if the probe device has no opening.
In this contact probe position adjustment device, the pin-side optical system is provided so that the connection portion can also be observed, so that the position adjustment and the position adjustment can be performed while checking the positional relationship between the connection portion and another substrate (for example, a PCB substrate). Assembly adjustment is possible, and problems such as re-adjustment and re-assembly due to misalignment at the connecting portion are solved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a contact probe position adjusting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In these drawings, reference numeral 31 denotes a gantry, 32 denotes a mask stage, 33 denotes a card holder, 34 denotes an observation optical system, and 35 denotes a monitor.
[0015]
The position adjusting device according to the present embodiment is for assembling a probe card (probe device) 70, and incorporates the contact probe 1 in alignment with the mechanical part 10. As shown in FIGS. 1 to 3, this position adjusting device is configured to mount a mask table (reference plate) on which a mask (reference plate) M having a mask pattern (reference mark) P formed on the surface of a frame 31 is mounted. Plate mounting portion) 32, a card holder (probe device holding portion) 33 that is disposed above the mask mounting base 32 and holds the probe card 70, and a contact pin of the contact probe 1 held movably on the probe card 70 3a and an observation optical system 34 for observing the mask pattern P of the mask M, and a monitor (image display unit) for simultaneously displaying images of the contact pins 3a and the mask pattern P observed by the observation optical system 34 in an overlapping manner. 35 are installed.
[0016]
As shown in FIG. 3, the mask M is a position where a mask pattern P having the same pattern (the same size and the same arrangement) as an electrode pattern of an IC (electronic component) to be inspected by the contact probe 1 is formed on the surface. It is a mask substrate for adjustment.
As shown in FIG. 4, the observation optical system 34 includes a pin side optical system 36 that can observe the contact pins 3 a of the contact probe 1 movably held on the probe card 70 in the card holder 33, and a mask mount 32. A pattern side optical system 37 capable of observing the mask pattern P of the mask M above, and a CCD camera 38 for simultaneously capturing images of the contact pins 3a and the mask pattern P by these optical systems 36, 37 are provided.
[0017]
The observation optical system 34 is provided on an XY stage 39 installed on the gantry 31, and can be moved to an arbitrary position on the horizontal plane by a control unit 40 that drives and controls the XY stage 39. ing.
The pattern-side optical system 37 includes a mask observation objective lens 41 that can be disposed above the mask mounting table 32. As shown in FIG. It is supported by. That is, the mask observation objective lens 41 can be set to an arbitrary height by a moving mechanism (not shown) of the mask observation objective lens 41 provided on the lens support 42.
[0018]
On the other hand, the pin-side optical system 36 includes a pin observation objective lens 43 that can be disposed below the card holder 33. As shown in FIG. Supported as possible. That is, the pin observation objective lens 43 can be set to an arbitrary height by a moving mechanism (not shown) of the pin observation objective lens 43 provided on the lens support portion 42. Each moving mechanism of the mask observation objective lens 41 and the pin observation objective lens 43 incorporates an encoder (not shown).
[0019]
Further, the pattern side optical system 37 is set so that the image of the mask pattern P is taken into the CCD camera 38 via the mask observation objective lens 41, the mirrors 44 and 45, and the optical coupler 46. Further, the pin side optical system 36 is set so that the image of the contact pin 3 a is taken into the CCD camera 38 via the pin observation objective lens 43, mirrors 47, 48, 49 and the optical coupler 46. That is, in the CCD camera 38, the mask pattern P and the image of the contact pin 3a are simultaneously captured in a state where they overlap, and this image is displayed on the monitor 35.
[0020]
Between the mirror 44 and the mirror 45 of the pattern side optical system 37 and between the mirror 47 and the mirror 48 of the pin side optical system 36, a light source 49 for optical fiber illumination and a shutter 50 for blocking the optical path are respectively installed. By illuminating the mask pattern P and the contact pin 3 a and blocking the optical path by the shutter 50, only one image can be taken into the CCD camera 38.
[0021]
Next, a configuration in which the contact probe 1 is incorporated into the mechanical part 10 to form the probe card 11 will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 9.
[0022]
As shown in FIG. 5, the mechanical part 10 includes a mounting base 12, a top clamp 13, and a bottom clamp 14.
First, the top clamp 13 is mounted on the printed circuit board 15, and then the mounting base 12 to which the four contact probes 1 are mounted is mounted on the top clamp 13 by screwing bolts 17 into the bolt holes 16 (see FIG. 6). ).
Then, by pressing the contact probe 1 with the bottom clamp 14, the pattern wiring 3 is kept in a certain inclination state.
[0023]
As shown in FIG. 9, the mounting base 12 is provided with positioning pins 18 for adjusting the positions of the contact probes 1. The positioning pins 18 are inserted into the alignment holes 4 of the contact probes 1. By doing so, a certain degree of alignment can be achieved. The elastic body 20 of the bottom clamp 14 is pressed against the pattern wiring (connection portion) 3 of the window portion 19 provided in the contact probe 1 so that the pattern wiring 3 of the window portion 19 is connected to the printed circuit board (PCB substrate) 15. A signal obtained from the pattern wiring 3 is brought into contact with the electrode 21 and can be transmitted to the outside through the electrode 21 of the printed board 15.
[0024]
Next, a method for incorporating the probe card 70 by adjusting the position of the contact probe 1 using the position adjusting device of the present embodiment will be described.
[0025]
First, the probe card 70 in a state where the contact probe 1 is temporarily fixed is attached to the card holder 33. Further, the mask M is placed at a predetermined position on the mask mounting table 32.
Then, the XY stage 39 is driven by the control unit 40 so that the pin observation objective lens 43 and the mask observation objective lens 41 face the contact pins 3a and the mask pattern P, respectively, and are in positions where they can be observed. Then, the observation optical system 34 is moved.
[0026]
Next, the pin observation objective lens 43 and the mask observation objective lens 41 are moved up and down by the respective movement mechanisms of the lens support portion 42 to move to the respective focal positions.
At this time, the image of the contact pin 3a is taken into the CCD camera 38 via the pin observation objective lens 43, the mirrors 47, 48, and 49 and the optical coupler 46, and the image of the mask pattern P is the pattern observation objective. The image is taken into the CCD camera 38 through the lens 41, the mirrors 44 and 45, and the optical coupler 46, and these images are superimposed and simultaneously displayed on the monitor 35.
[0027]
In this state, while confirming the positional relationship between the contact pin 3a and the mask pattern P on the monitor 35, the position adjustment of the contact probe 1 temporarily fixed so that the needle tip position of the contact pin 3a coincides with the mask pattern P. I do.
The needle tip height of the contact pin 3a can be measured from the encoder value at this time by moving the pin observation objective lens 43 up and down to focus on the needle tip. I do.
[0028]
In addition to the adjustment of the needle tip position of the contact pin 3a, the position adjustment of the pattern wiring 3 and the printed board 15 in the window portion 19 is also performed as appropriate.
First, the pin observation objective lens 43 is moved by the XY stage 39 to a position where the pattern wiring 3 of the window 19 can be observed, and the pattern of the window 19 is closed by closing the shutter 50 on the pattern side optical system 37 side. Only the image of the wiring 3 is taken into the CCD camera 38.
[0029]
In this state, while observing the pattern wirings 3 of the window portion 19 on the monitor 35, it adjusts the position.
After adjusting the position of these, by the contact probe 1 which has been temporarily fixed fixing the probe card 70, assembly is completed.
[0030]
Thus, in this embodiment, the image of the contact pin 3a observed by the pin side optical system 36 and the image of the mask pattern P observed by the pattern side optical system 37 are superimposed and simultaneously displayed on the monitor 35. The contact probe of the probe card 70 is arranged so that the contact pins 3a overlap each other on the monitor 35 while observing the positions of the contact pins 3a and the mask pattern P displayed on the monitor 35 without actually contacting the contact pins 3a with the mask pattern P. If the position of 1 is adjusted, the position of the contact pin 3a can be easily adjusted.
Further, since the pin side optical system 36 is provided so as to be movable to a position where the pattern wiring 3 of the window portion 19 can also be observed, the positional relationship between the pattern wiring 3 of the window portion 19 and the printed board 15 is also confirmed. Position adjustment becomes possible, and re-adjustment, re-assembly, etc. can be reduced.
[0031]
The present invention includes the following embodiments.
(1) The probe card 70 in the above embodiment has a cantilever shape in which the opening A is formed at the center and the contact pin 3a extends obliquely downward. As shown in FIG. 7, the present invention may be applied to the assembly of a probe card (probe device) 80 in which a plurality of contact probes 1 are arranged so as to be substantially vertical.
[0032]
That is, in the probe card 80, a plurality of contact probes 1 are arranged so as to be substantially perpendicular to the electrode surface of an object to be measured such as an IC chip, and ceramics or the like is provided between the surfaces of the resin film 2. These are arranged side by side through a spacer 2e made of a non-conductive material. The probe card 80 is configured such that the pattern wiring 3 of the contact probe 1 is connected to one end of a flexible substrate (FPC) 9 and the other end of the flexible substrate 9 is connected to the printed circuit board 20.
Therefore, according to the position adjusting device, since the contact pin and the mask pattern are observed and displayed with separate optical systems, even if the probe card 80 has no opening at the center, contact can be easily made. The pins can be assembled and adjusted.
[0033]
(2) In the above embodiment, the probe card for IC measurement is assembled as the probe device, but it may be adopted for assembling other probe devices. For example, the IC chip may be held and protected on the inside, and applied to an IC chip test socket or the like mounted on an IC chip burn-in test apparatus or the like. Further, the present invention may be applied to an LCD test probe device.
[0034]
【The invention's effect】
According to the contact probe position adjusting device of the present invention, the image display unit that simultaneously displays the image of the contact pin observed by the pin side optical system and the image of the reference mark observed by the pattern side optical system. Because it is equipped, the position of the contact probe in the probe device can be adjusted easily and accurately while adjusting the position of the contact probe while looking at the image display section without actually contacting the contact pin with the reference mark. Since the contact pin and the mask pattern are observed with separate optical systems, the position can be easily adjusted even if the probe device has no opening, and the assembly workability of various probe devices can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a contact probe position adjusting device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an embodiment of a contact probe position adjusting device according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a mask pattern in an embodiment of a contact probe position adjusting apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a layout view showing a configuration of an observation optical system in an embodiment of a contact probe position adjusting apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing an example of a probe card incorporating a contact probe in one embodiment of the contact probe position adjusting apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a principal part showing an example of a probe card incorporating a contact probe in one embodiment of a contact probe position adjusting apparatus according to the present invention.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view showing another example of a probe card incorporating a contact probe in an embodiment of a contact probe position adjusting apparatus according to the present invention. FIGS.
FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a contact probe according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional layout diagram illustrating a positional relationship for explaining position adjusting means when a contact probe is incorporated in a probe card in a conventional example of a contact probe position adjusting device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contact probe 2 Resin film 3 Pattern wiring 3a Contact pin 15 Printed circuit board 32 Mask mounting (reference | standard board installation part)
33 Card holder (Probe device holder)
35 Monitor (image display part)
36 pin side optical system 37 pattern side optical system 70, 80 Probe card (probe device)
M mask (reference plate)
P mask pattern

Claims (1)

複数のパターン配線がフィルムの片面に張り付けられ、前記パターン配線の先端がフィルムの先端部から突出状態に配されてコンタクトピンとされ、設けられた窓部において後端側のパターン配線をプローブ装置のプリント基板の電極に接触させるコンタクトプローブを、前記プローブ装置に組み込む際に、前記コンタクトプローブの位置調整を行い、かつ、前記窓部の前記パターン配線と前記プリント基板の位置関係を調整する装置であって、
前記コンタクトプローブの位置が調整可能な前記プローブ装置を保持するプローブ装置保持部と、
前記位置調整の基準となる基準マークが表面に設けられた基準板を設置した基準板設置部と、
平面上の任意な位置に移動可能にX−Yステージ上の観察光学系に設けられ、前記プローブ装置保持部の前記プローブ装置に組み込まれた前記コンタクトプローブのコンタクトピンと、前記窓部の前記パターン配線とを観察可能なピン側光学系と、
前記観察光学系に設けられ、前記基準板の基準マークを観察可能なパターン側光学系と、
前記ピン側光学系で観察された前記コンタクトピンの画像と前記パターン側光学系で観察された前記基準マークの画像とを重ね合わせて同時に表示し、かつ、前記窓部の前記パターン配線を表示する画像表示部とを備えていることを特徴とするコンタクトプローブの位置調整装置。
A plurality of pattern wirings are attached to one side of the film, and the leading ends of the pattern wirings are arranged in a protruding state from the leading end portions of the films to form contact pins. A device for adjusting the position of the contact probe and adjusting the positional relationship between the pattern wiring of the window and the printed board when a contact probe to be brought into contact with an electrode of the board is incorporated in the probe device. ,
A probe device holding portion for holding the probe device in which the position of the contact probe is adjustable;
A reference plate installation portion on which a reference plate provided with a reference mark serving as a reference for the position adjustment is provided on the surface;
A contact pin of the contact probe provided in an observation optical system on an XY stage movably to an arbitrary position on a plane and incorporated in the probe device of the probe device holding portion, and the pattern wiring of the window portion A pin side optical system capable of observing
A pattern-side optical system provided in the observation optical system and capable of observing a reference mark of the reference plate;
The image of the contact pin observed by the pin side optical system and the image of the reference mark observed by the pattern side optical system are displayed simultaneously and superimposed, and the pattern wiring of the window is displayed. An apparatus for adjusting the position of a contact probe, comprising: an image display unit.
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