KR20210018087A

KR20210018087A - 전기적 접촉자 및 전기적 접속장치

Info

Publication number: KR20210018087A
Application number: KR1020200095087A
Authority: KR
Inventors: 야스타카 키시; 마사히로 와카자와
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2021-02-17
Also published as: JP2021028603A; SG10202006954TA; KR102366546B1; US20210041482A1; TW202111331A; TWI749660B; CN112345911A; US11255878B2

Abstract

본 발명은 전기적 접촉자에 흐르는 전기신호의 도전 특성을 양호하게 하여, 피검사체의 전기적 검사를 양호하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 전기적 접촉자는, 피검사체의 제1 접촉대상과 접촉하는 접촉부를 하단에 갖는 대좌부와, 검사장치 쪽과 전기적으로 접속하는 기판의 제2 접촉대상과 접촉하는 설치부에 이어져 연장하는 기단부와, 기단부와 대좌부 사이에 설치되는 것으로서, 한쪽 단부가 기단부에 지지되고, 다른쪽 단부가 대좌부와 연결하여, 접촉부를 탄성적으로 지지하는, 적어도 3개 이상의 암부를 갖춘다.

Description

전기적 접촉자 및 전기적 접속장치{Electrical Contactor and Electrical Connecting Apparatus}

본 발명은 전기적 접촉자 및 전기적 접속장치에 관한 것으로, 예를 들어 반도체 웨이퍼 위에 형성된 반도체 집적회로 등의 전기적 검사에 이용하는 전기적 접촉자 및 전기적 접속장치에 적용할 수 있는 것이다.

반도체 웨이퍼 위에 형성된 각 반도체 집적회로(피검사체)의 전기적 검사에는, 복수의 프로브(이하에서는, 「전기적 접촉자」라고도 한다)를 갖는 프로브 카드 등의 전기적 접속장치를 테스트 헤더에 설치한 검사장치(테스터)가 이용된다.

프로브 카드에는, 프로브 카드의 아랫면에서 각 프로브의 선단부가 돌출하도록 복수의 프로브가 장착되어 있고, 피검사체가 프로브 카드에 눌리면, 각 프로브의 선단부와 피검사체의 대응하는 전극단자가 전기적으로 접촉한다. 그리고, 검사 시, 검사장치로부터의 전기신호가 각 프로브를 통하여 각 피검사체에 공급되고, 또 각 피검사체로부터의 신호의 각 프로브를 통하여 검사장치 쪽으로 보내짐으로써 각 피검사체의 전기적 검사가 행해진다.

최근, 반도체 집적회로의 고밀도화, 고집적화 등에 따라, 반도체 집적회로의 전극단자의 소경화(小徑化)나 전극단자 간의 간격의 협피치화가 진행되고 있다. 이에 대하여, 소경화 및 협피치화한 전극단자에 대하여 확실하게 전기적으로 접촉시키기 위해 캔틸레버형 프로브가 이용된다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 설치부와, 상기 설치부로부터 좌우방향으로 연장하는 2개의 암부와, 2개의 암부의 선단쪽에서 2개의 암부를 연결하는 대좌부(台座部)를 갖추고, 대좌부의 하단에, 전극단자와 전기적으로 접촉하는 접촉부를 갖는 캔틸레버형 프로브가 개시되어 있다. 2개의 암부의 후단부는 설치부에 지지되어 있고, 프로브의 접촉부와 피검사체의 전극단자가 전기적으로 접촉할 때, 2개의 암부는 접촉부를 탄성적으로 지지하는 부분으로서 기능한다.

프로브의 접촉부와 피검사체의 전극단자를 전기적으로 접속시킬 때, 각 암부가 탄성적으로 접촉부를 지지하기 때문에, 프로브의 접촉부의 위치가 설치부를 중심으로 하여 원호상으로 이동한다. 따라서, 접촉부의 이동량을 조정할 필요가 있다. 또, 전극단자의 표면의 결손 등을 적게 하기 위해, 전극단자에 대한 접촉부의 침압(접촉시의 압력)을 적절하게 조정할 필요가 있다.

따라서, 종래 프로브의 2개의 암부의 각각의 굵기(이하 「암 폭」이라고도 한다) 등을 미조정함으로써, 상술한 바와 같은 프로브의 접촉부의 이동량이나 전극단자에 대한 접촉부의 침압이 목표값이 되도록 조정하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허 특개2009-229410호 공보

그런데, 피검사체의 전기적 검사를 양호하게 하고, 피검사체를 정밀도 좋게 검사하기 위해서는, 프로브를 흐르는 전기신호의 도전(導通) 특성을 양호하게 하는 것이 요구된다. 그를 위해서는, 2개의 암부의 저항값을 낮게 하는 것이 요구된다.

그러나, 종래에는 암부 전체의 저항값을 저하시키는 관점에서, 프로브의 암부를 설계하는 것은 어려웠다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이, 목표 침압이나 전극단자에 대한 접촉부의 이동량 등을 조정하기 위해, 2개의 암부의 암 폭을 미조정하는데, 암 폭을 크게 하면, 암부의 탄성이 저하하기 때문에, 목표 침압이나 접촉부의 이동량 등에 영향을 미치기 때문이다.

또, 종래의 각 암부의 저항값은 높기 때문에, 피검사체의 전기적 검사 시, 프로브에 전기신호가 흐르면, 줄 열(Joule熱)에 의해 각 암부가 소성 변형할 수 있다는 과제도 있다.

그 때문에, 전기적 접촉자에 흐르는 전기신호의 도전 특성을 양호하게 하여 피검사체의 전기적 검사를 양호하게 할 수 있는 전기적 접촉자 및 전기적 접속장치가 요구되고 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 제1 본 발명에 따른 전기적 접촉자는, 피검사체의 제1 접촉대상과 접촉하는 접촉부를 하단에 갖는 대좌부(台座部)와, 검사장치 쪽과 전기적으로 접속하는 기판의 제2 접촉대상과 접촉하는 설치부에 이어져 연장하는 기단부와, 기단부와 대좌부 사이에 설치되는 것으로서, 한쪽 단부가 기단부에 지지되고, 다른쪽 단부가 대좌부와 연결하여, 접촉부를 탄성적으로 지지하는, 적어도 3개 이상의 암부를 갖춘 것을 특징으로 한다.

제2 본 발명에 따른 전기적 접속장치는, 제1 접촉대상 및 제2 접촉대상에 전기적으로 접촉시키는 복수의 전기적 접촉자를 갖추고, 각 전기적 접촉자를 통하여 제1 접촉대상과 제2 접촉대상을 전기적으로 접속시키는 전기적 접속장치에 있어서, 복수의 전기적 접촉자가 제1 본 발명의 전기적 접촉자인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전기적 접촉자에 흐르는 전기신호의 도전 특성을 양호하게 하여, 피검사체의 전기적 검사를 양호하게 할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 실시형태의 전기적 접촉자가 장착되어 있는 상태를 나타내는 구성도이다.
도 4는 실시형태의 전기적 접촉자의 접촉부와 피검사체의 전극단자가 전기적으로 접촉하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 변형 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 제1 구성도이다.
도 6은 변형 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 제2 구성도이다.

(A) 주(主) 실시형태

이하에서는, 본 발명에 따른 전기적 접촉자 및 전기적 접속장치의 주된 실시형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(A-1) 실시형태의 구성

(A-1-1) 전기적 접속장치

도 2는 본 실시형태에 따른 전기적 접속장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 2에서는, 전기적 접속장치(1)의 주요 구성부재를 도시하고 있으나, 이들 구성부재에 한정되는 것은 아니고, 실제는 도 2에 도시하지 않은 구성부재를 갖는다. 또, 이하에서는 도 2 중의 상하방향에 착안하여, 「상」, 「하」를 언급한다.

도 2에 있어서, 본 실시형태에 따른 전기적 접속장치(1)는, 평판상의 지지부재(44), 지지부재(44)의 아랫면에 지지되는 평판상의 배선기판(41), 배선기판(41)과 전기적으로 접속되는 전기적 접속유닛(42), 전기적 접속유닛(42)과 전기적으로 접속함과 동시에, 피검사체(2)의 전극단자(51)와 전기적으로 접속하는 복수의 전기적 접촉자(이하에서는 「프로브」라고도 한다)(3)가 장착된 프로브 기판(43)을 갖춘다.

전기적 접속장치(1)는, 지지부재(44), 배선기판(41), 전기적 접속유닛(42), 프로브 기판(43) 등을 조립할 때, 다수의 고정부재(예를 들어, 볼트 등의 결합부재 등)를 이용하고 있으나, 도 2에서는 이들 고정부재의 도시를 생략하고 있다.

전기적 접속장치(1)는, 예를 들어 반도체 웨이퍼 위에 형성된 반도체 집적회로 등을 피검사체(2)로 하고, 피검사체(2)의 전기적 검사를 행한다. 구체적으로는, 피검사체(2)를 프로브 기판(43)을 향하여 압압하여, 프로브 기판(43)의 각 전기적 접촉자(3)의 선단부와 피검사체(2)의 전극단자(51)를 전기적으로 접촉시킨다. 그리고, 검사 시, 도시하지 않은 검사장치(테스터)로부터의 전기신호가 각 전기적 접촉자(3)를 통하여 피검사체(2)의 전극단자(51)에 공급되고, 게다가 피검사체(2)의 전극단자(51)로부터의 전기신호가 각 전기적 접촉자(3)를 통하여 검사장치로 보내진다. 이와 같이 하여, 검사장치는, 피검사체(2)의 전기특성을 파악함으로써 피검사체(2)의 전기적 검사를 한다.

검사대상인 피검사체(2)는 척 톱(5)의 윗면에 놓인다. 척 톱(5)은 수평방향인 X축 방향, 수평면 상에서 X축 방향에 대하여 수직인 Y축 방향, 수평면(X-Y 평면)에 대하여 수직인 Z축 방향으로 위치 조정이 가능하고, 게다가 Z축 주위의 θ 방향으로 회전 자세를 조정 가능하다. 피검사체(2)의 전기적 검사를 실시할 때에는, 상하방향(Z축 방향)으로 승강 가능한 척을 이동시키고, 피검사체(2)의 전극단자(51)를 프로브 기판(43)의 각 전기적 접촉자(3)의 선단부에 전기적으로 접촉시키기 위해, 전기적 접속장치(1)의 프로브 기판(43)의 아랫면과 척 톱(5) 위의 피검사체(2)가 상대적으로 가까워지도록 이동시킨다.

[지지부재]

지지부재(44)는, 배선기판(41)의 변형(예를 들어, 휨 등)을 억제하는 것이다. 예를 들어, 프로브 기판(43)에는 다수의 전기적 접촉자(3)가 장착되어 있기 때문에, 배선기판(41) 쪽에 설치되는 프로브 기판(43)의 중량은 크게 되어 있다. 또, 피검사체(2)의 전기적 검사를 할 때, 척 톱(5) 위의 피검사체(2)가 프로브 기판(43)에 눌림으로써, 프로브(3)의 선단부와 피검사체(2)의 전극단자(51)가 전기적으로 접촉한다. 이와 같이, 전기적 검사시, 아래에서 위를 향하여 밀어올리는 반력(접촉 하중)이 작용하여, 배선기판(41)에도 큰 하중이 가해지기 때문에, 배선기판(41)이 변형(예를 들어, 휨 등)할 수 있다. 지지부재(44)는 이와 같은 배선기판(41)의 변형(예를 들어, 휨 등)을 억제하는 부재로서 기능한다.

[배선기판]

배선기판(41)은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지 재료로 형성된 것이고, 예를 들어 원형 판상으로 형성된 프린트 기판 등이다. 배선기판(41)의 윗면의 가장자리에는, 검사장치의 테스트 헤드(도시하지 않음)와 전기적으로 접속하는 다수의 전극단자(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 또, 배선기판(41)의 아랫면에는, 도시하지 않은 배선 패턴이 형성되어 있고, 배선 패턴의 접속단자와, 전기적 접속유닛(42)에 설치되어 있는 복수의 접속자(도시하지 않음)의 상단부가 전기적으로 접속하도록 되어 있다.

배선기판(41)은 다양한 구성을 취할 수 있으나, 예를 들어 하기와 같은 구성을 취할 수 있다. 예를 들어, 배선기판(41)의 윗면에는, 테스트 헤드와 전기적으로 접속하는 전극단자가 형성되고, 배선기판(41)의 아랫면에는, 전기적 접속유닛(42)의 각 접속자와 전기적으로 접속하는 배선 패턴이 형성되고, 게다가 배선기판(41)의 내부에는 배선회로가 형성되어 있다. 배선기판(41)의 아랫면의 배선 패턴과, 배선기판(41)의 윗면의 전극단자는, 배선기판(41) 내부의 배선회로를 통하여 접속 가능하게 되어 있다. 따라서, 배선기판(41) 내의 배선회로를 통하여, 전기적 접속유닛(42)의 각 접속자와 테스트 헤드 사이에서 전기신호를 도전시킬 수 있다. 또한, 배선기판(41)의 윗면에는, 피검사체(2)의 전기적 검사에 필요한 복수의 전자부품도 배치되어 있다.

[전기적 접속유닛]

전기적 접속유닛(42)은, 예를 들어, 포고핀 등과 같은 복수의 접속자를 갖고 있다. 전기적 접속장치(1)의 조립 상태에서는, 각 접속자의 상단부가, 배선기판(41)의 아랫면의 배선 패턴의 접속단자에 전기적으로 접속되고, 또 각 접속자의 하단부가, 프로브 기판(43)의 윗면에 설치된 패드에 접속된다. 전기적 접촉자(3)의 선단부가 피검사체(2)의 전극단자(51)에 전기적으로 접촉하기 때문에, 피검사체(2)의 전극단자(51)는, 전기적 접촉자(3) 및 접속자를 통하여 검사장치와 전기적으로 접속되고, 검사장치에 의한 전기적 검사가 가능해진다.

[프로브 기판]

프로브 기판(43)은, 복수의 전기적 접촉자(3)를 갖는 기판이고, 원형 또는 다각형(예를 들어 16각형 등)으로 형성된 것이다. 전기적 접속장치(1)에 프로브 기판(43)이 장착될 때, 프로브 기판(43)은 그 가장자리가 프로브 기판 지지부(18)에 의해 지지된다. 프로브 기판(43)에 장착되는 전기적 접촉자(3)는 예를 들어, 캔틸레버형 프로브 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 피검사체(반도체 집적회로)(2)의 수나, 각 피검사체(2)의 전극단자(51)의 수 등에 따른 수의 전기적 접촉자(3)가 프로브 기판(43)에 장착된다.

프로브 기판(43)은 다양한 구성을 취할 수 있는데, 도 1에서는 그 일례를 나타내고 있다. 예를 들어, 프로브 기판(43)은 예를 들어 세라믹판 등으로 형성되는 기판부재(431)와 기판부재(431)의 아랫면에 형성된 다층 배선기판(432)을 갖는다.

세라믹 기판인 기판부재(431)의 내부에는, 판두께 방향으로 관통하는 다수의 도전로(도시하지 않음)가 형성된 것으로 해도 좋다. 기판부재(431)의 윗면에는 패드가 형성되어 있고, 기판부재(431) 내의 도전로의 일단이, 상기 기판부재(431)의 윗면의 대응하는 배선 패턴의 접속단자와 접속하도록 형성되어 있다. 기판부재(431)의 아랫면에서는, 기판부재(431) 내의 도전로의 타단이 다층 배선기판(432)의 윗면에 설치된 접속단자와 접속되도록 형성되어 있다.

다층 배선기판(432)은, 예를 들어, 폴리이미드 등의 합성수지 부재로 형성된 복수의 다층기판으로 형성되어 있고, 복수의 다층기판 사이에 배선로(도시하지 않음)가 형성된 것으로 해도 좋다. 다층 배선기판(432)의 배선로의 일단은, 기판부재(431)의 도전로의 타단과 접속해 있고, 다층 배선기판(432)의 타단은, 다층 배선기판(432)의 아랫면에 설치된 프로브랜드에 접속되어 있다. 다층 배선기판(432)의 아랫면에 설치된 프로브랜드에는, 복수의 전기적 접촉자(3)가 배치되어 있고, 프로브 기판(43)의 복수의 전기적 접촉자(3)는, 전기적 접속유닛(42)을 사이에 두고 배선기판(41)의 대응하는 접속단자와 전기적으로 접속하고 있다.

(A-1-2) 전기적 접촉자

도 1은 본 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 1에 있어서, 전기적 접촉자(3)는 설치부(31), 기단부(32), 암부(33), 연결부(34), 위치결정부(35), 대좌부(36), 접촉부(37)를 갖는다.

전기적 접촉자(3)는, 판상의 도전성 부재(예를 들어, 금속재료)로 형성되어 있고, 제1 접촉대상으로서의 피검사체(2)의 전극단자(51)와, 제2 접촉대상으로서의 프로브 기판(43)의 배선단자(433)(도 3 등 참조)와의 사이에서 전기신호를 도전한다. 예를 들어, 도금 가공 등에 의해 전기적 접촉자(3)를 형성할 수 있고, 전기적 접촉자(3)는 전체로서 같은 두께 또는 유사한 두께로 형성되어 있다.

전기적 접촉자(3)의 치수는, 피검사체(2)의 전극단자(51)의 크기나 전극단자(51) 사이의 간격 등에 따라 결정되기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전기적 접촉자(3)의 좌우방향의 치수(길이)는 약 수 ㎜ 정도로 할 수 있다.

전기적 접촉자(3)는, 피검사체(2)의 전극단자(51)와 접촉부(37)가 전기적으로 접촉할 때, 전극단자(51) 쪽에서 접촉부(37) 쪽을 향해 접촉 하중이 작용함으로써, 기단부(32) 쪽과 연결해 있는 암부(33)가 탄성 변형하여, 암부(33)가 접촉부(37)를 탄성적으로 지지하는 캔틸레버형 접촉자이다. 이에 의해, 접촉부(37)와 전극단자(51)와의 접촉 하중을 억제하면서, 접촉부(37)와 전극단자(51)를 확실하게 전기적으로 접촉시킬 수 있다.

[설치부]

설치부(31)는, 프로브 기판(43)의 아랫면에 설치되는 부분이고, 프로브 기판(43)의 배선단자(433)와 전기적으로 접촉한다. 도 1에서는, 설치부(31)가 사각형 형상인 경우를 예시하고 있으나, 전기적 접촉자(3)의 프로브 기판(43)에의 설치 방법에 따라, 설치부(31)의 형상을 바꾸어도 좋고, 예를 들어 설치부(31)에 하나 또는 복수의 구멍 등을 설치하는 등, 프로브 기판(43)에의 설치를 위해 필요한 요소를 설치하도록 해도 좋다. 설치부(31)의 아래쪽에는 기단부(32)와 일체로 형성되어 있다.

[기단부]

기단부(32)는, 설치부(31)의 하방부에서 아랫방향으로 연장한 부분이다. 기단부(32)는, 암부(33)의 후단부(도 1에서는 암부(33)의 오른쪽 단부)와 연결하여, 탄성 변형하는 암부(33)를 지지하는 부분이다. 또한, 도 1에서는, 기단부(32)가 설치부(31)의 하방부에서 오른쪽으로 비스듬히 아랫방향으로 연장해 있다. 이는, 피검사체(2)의 전극단자(51)의 소경화나 전극단자(51) 사이의 협피치화 등에 따라, 탄성하는 암부(33)의 좌우방향의 길이가 짧아져, 암부(33)를 휘게 하거나, 접촉부(37)의 이동량을 제어하는 것이 어렵다. 따라서, 설치부(31)에 대하여, 기단부(32)를 오른쪽으로 비스듬히 아랫방향으로 약간 연장함으로써, 암부(33)의 좌우방향의 길이를 어느 정도 확보할 수 있기 때문에, 암부(33)의 탄성을 유효하게 작용시킬 수 있고, 접촉부(37)의 이동량을 제어할 수 있다.

[암부]

암부(33)는, 접촉부(37)를 탄성적으로 지지하는 부분이다. 또 암부(33)는 접촉부(37)의 이동량 등을 조정하는 부분이다. 도 1에서는, 암부(33)가 6개의 암 부재로 구성되어 있는 경우를 예시한다.

이하에서는, 6개의 암 부재의 각각을 개별로 설명하는 경우에는, 예를 들어 제1 암부(61)(또는 암부(61)) 등과 같이 표기하고, 함께 설명하는 경우에는 암부(33)라 표기한다.

제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각의 후단부(도 1의 오른쪽 단부)는, 기단부(32)와 일체로 연결해 있고, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각의 선단부(도 1의 왼쪽 단부)는, 연결부(34)와 일체로 연결해 있고, 좌우방향(전기적 접촉자(3)의 길이방향)으로 직선상으로 연장해 있다. 접촉부(37)가 피검사체(2)의 전극단자(51)와 전기적으로 접촉할 때, 전극단자(51)에서 접촉부(37)를 향해 하중을 받아, 제1 암부(61)∼제6 암부(66) 각각은 탄성적으로 변형하여, 접촉부(37)를 탄성적으로 지지한다.

도 1에 있어서, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각의 암 폭의 크기는 같거나 또는 유사한 경우를 예시하고 있다. 그러나, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 암 폭의 크기는 서로 달라도 좋다.

또, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각 하나의 암 부재의 길이방향의 위치에서 암 폭이 달라도 좋다. 예를 들어, 암 부재의 후단부쪽(기단부(32)쪽)의 암 폭은 비교적 크고, 암 부재의 선단부쪽(연결부(34)쪽)의 암 폭이 비교적 작아도 좋다. 이유는, 암 부재의 선단쪽에 하중이 작용하면, 각 암 부재의 후단부 쪽에서 응력이 커진다. 따라서, 각 암 부재의 후단부 쪽의 암 폭을 크게 함으로써, 각 암 부재의 후단부 쪽을 보강할 수 있다.

제1 암부(61)∼제6 암부(66)는 각각, 상하방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 환언하면, 암부(33)에서는, 한 암부와, 이에 인접 배치되어 있는 암부는 소정의 클리어런스를 가지고 배치되어 있다. 클리어런스(71∼75)의 각각의 크기는, 소정값이어도 좋으며, 그 경우, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)는 등간격으로 배치된다.

또한, 암부(33)에서의 클리어런스(71∼75)는, 전기적 접촉자(3)의 설계나 제조과정 등의 관점에서 보면, 슬릿이라 파악할 수도 있다. 이 관점에서 보면, 전기적 접촉자(3)에 있어서, 제1 접촉대상으로서의 전극단자(51)와 접촉하는 접촉부(37)와, 제2 접촉대상으로서의 프로브 기판(43)의 배선단자(433)와 접촉하는 설치부(31) 사이의 부재(즉, 암부(33)에 상당하는 부분)에, 소정의 간격을 두고, 좌우방향으로 5개의 슬릿(71∼75)이 형성되고, 6개의 암부(제1 암부(61)∼제6 암부(66))가 형성되어 있다고도 할 수 있다.

또한, 모든 클리어런스(71∼75)의 크기(즉, 슬릿(71∼75)의 상하방향의 길이)는 소정값인 것에 한정되지 않고, 클리어런스(71∼75)의 각각의 크기가 달라도 좋다. 예를 들어, 암부(33) 중, 아래쪽에 위치해 있는 클리어런스(74, 75)의 크기는 비교적 크게 하고, 그보다도 위쪽에 위치해 있는 클리어런스(71, 72, 73)의 크기를 비교적 작게 하도록 해도 좋다. 이에 의해, 전극단자(51)에 대한 침압이나 접촉부(37)의 이동량을 조정할 수 있다.

또, 클리어런스(71∼75)의 각각의 좌우방향의 길이는, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각 좌우방향의 길이에도 영향을 주고, 탄성(휨)에도 영향을 준다. 예를 들어, 암부(33)에 있어서, 아래쪽에 위치해 있는 클리어런스(74, 75)의 좌우방향의 길이를 비교적 크게 하고, 그보다도 위쪽에 위치해 있는 클리어런스(71, 72, 73)의 크기를 비교적 작게 하도록 해도 좋다. 이에 의해, 예를 들어, 제5 암부(65), 제6 암부(66)의 좌우방향의 길이가 다른 암부의 길이에 비해 길어져, 휨이 커지기 때문에, 침압이나 접촉부(37)의 이동량을 조정할 수 있다.

[연결부]

연결부(34)는, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 각각의 선단부와 일체로 연결하는 부분이다. 연결부(34)는 상하방향으로 연장한 부재이고, 사각형 형상으로 형성된 부분이다.

[위치결정부]

위치결정부(35)는, 연결부(34)의 하방부에서 일체로 연결되어 기단부(32) 쪽을 향해(오른쪽 방향) 연장한 부분이다. 위치결정부(35)의 하면부(351)는, 좌우방향으로 직선상으로 형성되어 있다. 위치결정부(35)는, 피검사체(2)의 전극단자(51)에 대한 접촉부(37)의 위치를 결정하기 위한 부분이다. 특히, 위치결정부(35)의 하면부(351)가 좌우방향으로 직선상으로 형성되어 있기 때문에, 접촉부(37)의 위치 결정을 확실하게 할 수 있다.

또, 위치결정부(35)와 마주보는 위치에, 원호상으로 형성된 위치확인부(352)가 설치되어 있다. 위치확인부(352)는, 원호상의 가장 패여 있는 부분이, 대좌부(36)의 하단에 설치되어 있는 접촉부(37)의 위치와 대응하는 위치로 되어 있다. 이에 의해, 접촉부(37)의 위치를 확인시키면서, 피검사체(2)의 전극단자(51)에 대하여 접촉부(37)를 전기적으로 접촉시킬 수 있다.

[대좌부, 접촉부]

대좌부(36)는, 위치결정부(35)의 하방부에서 아랫방향으로 연장한 부분이다. 접촉부(37)는, 대좌부(36)의 하부에 설치되어 있고, 피검사체(2)의 전극단자(51)와 전기적으로 접촉하는 부분이다.

[전기적 접촉자(3)의 장착 상태의 설명]

이어서, 프로브 기판(43)의 배선단자(433)에 전기적 접촉자(3)가 장착된 상태, 및 접촉부(37)와 전극단자(51)가 접촉한 때의 상태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 실시형태의 전기적 접촉자(3)의 장착 상태를 나타내는 구성도이다. 도 4는 실시형태의 전기적 접촉자(3)의 접촉부(37)와 피검사체(2)의 전극단자(51)가 전기적으로 접촉하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 전기적 접촉자(3)의 설치부(31)가 프로브 기판(43)의 배선단자(433)에 설치되고, 전기적 접촉자(3)가 프로브 기판(43)에 설치된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 전기적 접촉자(3)의 접촉부(37)와 피검사체(2)의 전극단자(51)가 전기적으로 접촉하면, 접촉 하중이 작용하고, 전극단자(51)로부터 접촉부(37)를 향한 하중(반력)이 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 선단부 쪽에 작용한다. 기단부(32)에 의해 지지되어 있는 제1 암부(61)∼제6 암부(66)는 탄성 변형하고, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)는 접촉부(37)를 탄성적으로 지지한다.

종래, 암부를 갖는 캔틸레버형 전기적 접촉자는, 피검사체(2)의 전극단자(51)에 대한 침압을 목표값으로 하거나, 접촉부와 전극단자(51)와의 접촉 시에, 암부에 지지되는 접촉부의 이동량 등이 작도록 설계된다. 예를 들어, 2개의 암부를 갖는 종래의 전기적 접촉자의 예에서는, 2개의 암 부재의 암 폭(상하방향의 길이)을 미조정하여, 침압이나 접촉부의 이동량 등을 조정하고 있다.

그러나, 암부의 본수(本數)가 적기 때문에, 저항값을 저하시키기 위해, 암부의 암 폭 등을 조정하려고 해도, 조정할 수 있는 암 폭에는 한계가 있어, 암부의 조정이 용이하지 않았다.

이에 대하여, 본 실시형태의 전기적 접촉자(3)에서는, 암부(33)의 암 부재의 본수를, 종래의 암부의 본수보다도 증가시키고 있다. 따라서, 도 4에 예시한 바와 같이, 접촉부(37)와 전극단자(51)가 접촉했을 때에, 하중은 제1 암부(61)∼제6 암부(66)에 작용하기 때문에, 암부(33)에서의 응력은, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)로 분산된다.

그 때문에, 하나의 암 부재에 작용하는 응력은 작아지므로, 암부(33)(제1 암부(61)∼제6 암부(66))의 내구성은, 종래의 전기적 접촉자의 암부의 내구성보다 양호해진다.

또, 암부(33)에서의 응력이 분산되어, 하나의 암 부재(제1 암부(61)∼제6 암부(66))의 응력이 작아지므로, 하나의 암 부재의 암 폭을, 종래의 전기적 접촉자의 암부의 암 폭보다도 작게 할 수 있다.

게다가, 하나의 암 부재(제1 암부(61)∼제6 암부(66))의 암 폭을 종래의 암 폭보다도 작게 할 수 있기 때문에, 전기적 접촉자(3)의 판 두께가 종래의 전기적 접촉자의 판 두께와 같다면, 하나당 암 부재의 단면적은 종래의 암 부재의 하나당 단면적보다도 작아진다.

그러나, 전기적 접촉자(3)의 암부(33)는, 종래보다도 많은 암 부재(제1 암부(61)∼제6 암부(66))를 갖고 있기 때문에, 암부(33)의 전체 단면적, 즉 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 단면적을 합계한 전체 단면적은, 종래의 전기적 접촉자의 암부의 전체 단면적보다도 커진다. 환언하면, 암부(33)의 전체 단면적이 증가하기 때문에, 종래의 전기적 접촉자의 암부의 암 길이(좌우방향의 길이)가 같으면, 암부(33)의 저항값은 종래의 전기적 접촉자의 암부의 저항값보다도 작게 할 수 있다. 즉, 암부(33)의 저항값을 저하시킬 수 있다.

이와 같이, 전기적 접촉자(3)의 암부(33)의 저항값을 종래의 전기적 접촉자의 암부의 저항값보다도 작게 할 수 있기 때문에, 전기적 접촉자(3)에 전기신호를 흘렸을 때, 전기신호의 도전성은 종래보다도 양호해지고, 그 결과, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 전기적 접촉자(3)에 전기신호를 흘렸을 때, 전기신호는 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 어느 하나를 흐르게 된다. 즉, 전기적 접촉자(3)에 있어서, 전기신호는 피검사체(2)의 전극단자(제1 접촉대상)와 프로브 기판(43)의 배선단자(433)(제2 접촉대상) 사이에서, 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 어느 한 경로를 경유하게 된다. 이와 같이, 전기적 접촉자(3)에서의, 전기신호의 도전 경로를 분산시킬 수 있기 때문에, 줄 열에 의한 제1 암부(61)∼제6 암부(66)의 소성 변형을 억제할 수 있다.

(A-2) 변형 실시형태

본 실시형태에서는, 전기적 접촉자(3)의 암부(33)가 6개의 암 부재(제1 암부(61)∼제6 암부(66))를 갖는 경우를 예시하였다. 암부(33)의 암 부재의 본수가 증가함에 따라, 암부(33) 전체의 단면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 암부(33)에서의 저항값을 저하시킬 수 있다.

따라서, 전기적 접촉자(3)의 암부(33)의 저항값을 저하시킨다는 관점에서, 전기적 접촉자(3)의 암부(33)를 설계할 때, 암부(33)의 암 부재의 본수는, 6개에 한정되지 않고, 적어도 3개 이상으로 할 수 있고, 4∼8개의 어느 하나로 하는 것이 바람직하다. 또, 전기적 접촉자(3)를 설계할 때, 암부(33)의 상하방향의 길이에는 제한이 있는데, 가능하다면 암 부재의 본수는 10개 또는 10개 이상으로 해도 좋다.

(A-2-1) 제1 변형 실시형태

도 5는 변형 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 5에 예시하는 전기적 접촉자(3A)에서는, 암부(33A)가 3개의 암 부재(제1 암부(61), 제2 암부(62), 제3 암부(63))를 갖는 경우를 나타내고 있다. 그 이외의 구성요소는, 도 1의 전기적 접촉자(3)의 구성요소와 동일하므로, 도 5에서는 동일한 구성요소에 동일 번호를 부여하고 있다.

도 5에 있어서, 전기적 접촉자(3A)의 암부(33A)는, 3개의 암 부재로서 제1 암부(61)∼제3 암부(63)를 갖고 있고, 제1 암부(61)∼제3 암부(63)의 단면적의 합계를, 2개의 암부로 하는 종래의 전기적 접촉자의 암부의 단면적보다도 크게 하고 있다. 따라서, 이 경우에도, 암부(33A)의 저항값의 저하를 실현할 수 있고, 전기적 접촉자(3A)에 전기신호를 흘렸을 때, 전기신호의 도전성은 종래보다도 양호해져, 그 결과 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 전기적 접촉자(3A)에 전기신호를 흘렸을 때에, 전기신호는 피검사체(2)의 전극단자(제1 접촉대상)와, 프로브 기판(43)의 배선단자(433)(제2 접촉대상) 사이에서, 제1 암부(61)∼제3 암부(63)의 어느 한 경로를 경유하게 되므로, 줄 열에 의한 제1 암부(61)∼제3 암부(63)의 소성 변형을 억제할 수 있다.

게다가, 전기적 접촉자(3A)에서는, 암부(33A)의 암 부재의 본수를 증가시키고 있기 때문에, 접촉부(37)와 전극단자(51)가 접촉했을 때에, 암부(33A)에서의 응력은 제1 암부(61)∼제3 암부(63)로 분산된다. 그 때문에, 하나의 암 부재에 작용하는 응력은 작아지므로, 암부(33A)(제1 암부(61)∼제3 암부(63))의 내구성은 종래의 전기적 접촉자의 암부의 내구성보다 양호해진다.

(A-2-2) 제2 변형 실시형태

도 6은 변형 실시형태에 따른 전기적 접촉자의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 6에 예시하는 전기적 접촉자(3B)에서는, 암부(33B)가 6개의 암 부재(제1 암부(61B)∼제6 암부(66B))를 갖는 경우를 나타내고 있다. 그 이외의 구성요소는, 도 1의 전기적 접촉자(3)의 구성요소와 동일하므로, 도 6에서는 동일한 구성요소에 동일 번호를 부여하고 있다.

도 1의 전기적 접촉자(3)의 암부(33)와 다른 점은, 도 6에 예시하는 암부(33B)에 있어서, 6개의 암 부재 중, 제1 암부(61B)∼제6 암부(66B)의 각각의 선단부쪽(연결부(34)쪽)에는 침압이나 접촉부(37)의 이동량 등을 조정하기 위해 위로 볼록한 만곡부(611)∼만곡부(615)가 설치되어 있다.

또한, 도 6에서는, 6개의 암 부재 중, 접촉부(37)에 가장 근접하는 제6 암부(66B)에는 만곡부를 설치하고 있지 않다. 이는, 제6 암부(66B)를 직선상으로 함으로써, 피검사체(2)의 전극단자(51)에 접촉시키는 접촉부(37)의 위치 결정을 확실하게 하기 위함이다. 그러나, 이 경우에 한정되지 않고, 침압이나 접촉부(37)의 이동량 등을 조정하기 위해, 제6 암부(66B)에 만곡부를 설치해도 좋다.

도 6의 예에서는, 제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)의 만곡부(611)∼만곡부(615) 중, 접촉부(37)로부터 가장 떨어져 있는 제1 암부(61B)의 만곡부(611)의 원호(원호반경)를 가장 크게 하고 있다. 그리고, 접촉부(37)에 가까워짐에 따라, 만곡부(612)∼만곡부(615)의 원호(원호반경)가 서서히 작아지도록 하고 있다. 이는, 목표 침압과 접촉부(37)의 이동량 등을 작게 하는 것을 고려한 때문이다. 또, 제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)에 설치하는 만곡부(611)∼만곡부(615)의 위치를, 각각 대응하는 위치로 하고 있기 때문에, 암부(33B)의 설계를 용이하게 할 수 있다.

또한, 제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)에 설치하는 만곡부(611)∼만곡부(615)의 원호(원호반경)의 크기나 만곡형상이나 위치 등은 도 6에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 암부(61B)∼제6 암부(66B)의 암 폭이나 목표 침압, 접촉부(37)의 이동량 등을 고려하여, 만곡부(611)∼만곡부(615)를 설정해도 좋다. 또 예를 들어, 제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)의 후단부쪽(기단부(32)쪽)에 만곡부(611∼615)를 설치하도록 해도 좋다.

(A-3) 실시형태의 효과

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 전기적 접촉자의 암부의 암 부재의 본수를 증가시켜, 암부 전체의 단면적을 증대시킴으로써, 암부의 저항값을 저하시킬 수 있다. 그 결과, 전기적 접촉자에 전기신호를 흘렸을 때, 전기신호의 도전 특성이 양호해져, 피검사체의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 의하면, 암부의 암 부재의 본수를 증가시킴으로써, 접촉부와 피검사체의 전극단자와의 접촉 시에 작용하는 응력이 분산되므로, 암부의 내구성을 향상시킬 수 있다.

(B) 다른 실시형태

상술한 실시형태에 있어서도 다양한 변형 실시형태를 언급했으나, 본 발명은 이하의 변형 실시형태에도 적용할 수 있다.

도 6에서는, 암부(33B)가 6개의 암 부재(제1 암부(61B)∼제6 암부(66B))를 갖고, 그 중 5개의 암 부재(제1 암부(61B)∼제5 암부(65B))의 각각에 만곡부(611∼615)를 설치하는 경우를 예시하였다. 그러나, 암부의 암 부재의 본수는 6개인 것에 한정되지 않는다. 즉, 암 부재의 본수가 6개 이외의 경우에도 만곡부를 설치하도록 해도 좋다.

또, 도 6에 있어서, 5개의 암 부재(제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)) 모두에 만곡부를 설치하는 것에 한정되지 않는다. 환언하면, 목표 침압이나 접촉부의 이동량 등을 고려하여, 5개의 암 부재(제1 암부(61B)∼제5 암부(65B)) 중 일부에 만곡부를 설치하도록 해도 좋다.

3, 3A 및 3B: 전기적 접촉자 31: 설치부
32: 기단부 33, 33A 및 33B: 암부
34: 연결부 35: 위치결정부
351: 하면부 352: 위치확인부
36: 대좌부(台座部) 37: 접촉부
61 및 61B: 제1 암부 62 및 62B: 제2 암부
63 및 63B: 제3 암부 64 및 64B: 제4 암부
65 및 65B: 제5 암부 66 및 66B: 제6 암부
71∼75 및 71B∼75B: 클리어런스
1: 전기적 접속장치 41; 배선기판
42: 전기적 접속유닛 43: 프로브 기판
431: 기판부재 432: 다층 배선기판
44: 지지부재 2: 피검사체
51: 전극단자

Claims

피검사체의 제1 접촉대상과 접촉하는 접촉부를 하단에 갖는 대좌부;
검사장치 쪽과 전기적으로 접속하는 기판의 제2 접촉대상과 접촉하는 설치부에 이어져 연장하는 기단부; 및
상기 기단부와 상기 대좌부 사이에 설치되는 것으로서, 한쪽 단부가 상기 기단부에 지지되고, 다른쪽 단부가 상기 대좌부와 연결하여, 상기 접촉부를 탄성적으로 지지하는, 적어도 3개 이상의 암부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉자.
제1항에 있어서, 모든 상기 암부의 단면적의 합계를 조정하여, 상기 적어도 3개 이상의 암부 전체의 저항값을 조정한 것을 특징으로 하는 전기적 접촉자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 3개 이상의 암부의 일부 또는 전부가, 상기 제1 접촉대상에 대한 상기 접촉부의 이동량을 작게 하기 위한 만곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉자.
제1 접촉대상 및 제2 접촉대상에 전기적으로 접촉시키는 복수의 전기적 접촉자를 갖추고, 상기 각 전기적 접촉자를 통하여 상기 제1 접촉대상과 상기 제2 접촉대상을 전기적으로 접속시키는 전기적 접속장치에 있어서,
상기 복수의 전기적 접촉자가, 청구항 1∼3의 어느 한 항에 기재된 전기적 접촉자인 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치.