TW201534930A - 檢查單元 - Google Patents

Abstract

本發明之檢查單元係具備有：第1接觸探針，係在與設置於一方接觸對象物的表面之電極接觸，並且與另一方接觸對象物之電極接觸；第2接觸探針，係與設置於一方接觸對象物的背面之電極接觸，並且與基板之電極接觸；第1探針保持具，係具有吸附並保持一方接觸對象物之吸附保持部，並且收容並保持複數個第1接觸探針；第2探針保持具，係收容並保持複數個第2接觸探針；以及基底部，係積層於第1探針保持具，並且在與第1探針保持具的積層側保持另一方接觸對象物；而在另一方接觸對象物與第1探針保持具之間形成有間隙。

Description

檢查單元

本發明係有關於半導體積體電路等檢查對象的導通狀態檢查或動作特性檢查所使用的檢查單元之相關技術。

在習知技術中，進行半導體積體電路(封裝體)或液晶面板等檢查對象的導通狀態檢查或動作特性檢查時，為了達成檢查對象與輸出檢查用信號的信號處理裝置之間的電性連接，係使用收容複數個接觸探針之探針單元。在探針單元中，伴隨著近年來之半導體積體電路或液晶面板的高積體化、細微化的進展，藉由將接觸探針之間的節距予以狹小化，使能適用於高積體化、細微化的檢查對象之技術進步。此外，亦使用配設電極於兩面的封裝體。

就分別與設置於封裝體的兩面的電極接觸而進行檢查之技術而言，係揭示有一種檢查裝置，其係相對於設置於兩面的電極，使用接觸探針及配線，藉此與檢查用的電路基板上的電極相接觸，以確保電性的導通而進行檢查(測定)(例如，參考專利文獻1)。

此外，專利文獻1亦揭示設置有藉由吸附而 保持封裝體的吸附區塊之構成。藉由在吸附區塊吸附封裝體而進行運送，而在探針單元中，進行封裝體的更換且進行檢查時，則能有效率地進行複數個封裝體的檢查。

然而，在作為檢查對象之半導體積體電路中，以構裝面積之削減或配線之縮短為目的，近年來，積層不同的半導體封裝體之封裝體形態係趨於實用化。半導體封裝體之多層化之一例係可列舉PoP(Package on Package)。PoP係2個半導體封裝體中的至少一方的半導體封裝體為在兩面具有電極。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2007-163463號公報

然而，將專利文獻1的技術運用於PoP，以進行積層之2個半導體封裝體間之導通狀態檢查時，由於吸附區塊係設置於2個半導體封裝體之間，且必須確保該吸附區塊的吸附孔，故無法在排列於積層方向的狀態下，進行2個半導體封裝體的檢查。因此，必須在從積層方向偏離而排列之狀態下對2個的半導體封裝體進行檢查，而會有各電極間的信號的導通路徑變長，且檢查的節奏時間(tact time)變長，信號的路徑長度不均而使檢查精確度降低之問題。

本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的在於提供一種檢查單元，其係在檢查2個半導體封裝體時，能抑制檢查精確度的降低及節奏時間的增大而進行導通狀態檢查。

為了解決上述之課題並達成目的，本發明之檢查單元係用於檢查至少一方在兩面具有電極且於積層方向排列之大致呈板狀之二個接觸對象物該檢查單元係具有：第1接觸探針，其係在長邊方向的一方的端部側與設置於一方接觸對象物的表面之電極接觸，並且在另一方端部側與另一方接觸對象物之電極接觸；第2接觸探針，係在長邊方向的一方端部側與設置於前述一方的接觸對象物的背面之電極接觸，並且在另一方端部側與輸出檢查用的信號的基板之電極相接觸；第1探針保持具，係具有吸附並保持前述一方接觸對象物之吸附保持部，並且根據預定的圖案而收容複數個前述第1接觸探針；第2探針保持具，係依據預定的圖案而收容並保持複數個前述第2接觸探針；以及基底部，係在積層於前述第1探針保持具，並且在與前述第1探針保持具的積層側保持前述另一方接觸對象物，而在前述另一方接觸對象物與前述第1探針保持具之 間形成有間隙。

此外，本發明之檢查單元係在上述的發明中，其前述基底部係形成有將前述間隙與外部予以連通之流路。

此外，本發明之檢查單元係在上述的發明中，前述吸附保持部係具有：大致呈筒狀之吸附墊片，係使用彈性材料而形成，吸附並保持前述一方接觸對象物，且形成有連通於前述間隙之貫穿孔；保持部，係保持前述吸附墊片的外周，並且以可相對於前述第1探針保持具自由接觸或分離之方式安裝；以及線圈彈簧，係使前述保持部朝遠離前述第1探針保持具的方向彈壓。

此外，本發明之檢查單元係在上述的發明中，前述第1接觸探針係具備：第1接觸構件，係設置於前述長邊方向的一方端部側，且具有構成尖細的尖端形狀之複數個爪部，且與前述接觸對象物之電極接觸；第2接觸構件，係設置於前述長邊方向的另一方端部側，且具有構成尖細的尖端形狀之複數個爪部，且與前述基板之電極接觸；線圈彈簧，係設置於前述第1接觸構件與前述第2接觸構件之間，且以伸縮自如之方式連結前述第1及第2接觸構件。

根據本發明，由於檢查單元係構成為：具備有：第1接觸探針，係與設置於一方接觸對象物的表面之電極接觸，並且與另一方接觸對象物之電極接觸；第2接觸探針，係與設置於一方接觸對象物的背面之電極接觸，並且與基板之電極接觸；第1探針保持具，係具有吸附並保持一方接觸對象物之吸附保持部，並且收容並保持複數個第1接觸探針；第2探針保持具，係收容並保持複數個第2接觸探針；以及基底部，係積層於第1探針保持具，並且在與第1探針保持具的積層側保持另一方接觸對象物；而在另一方接觸對象物與第1探針保持具之間形成有間隙，因此在檢查二個半導體封裝體時，可達成抑制檢查精確度的降低及節奏時間的增大而進行導通狀態檢查之功效。

1‧‧‧檢查單元

2、3‧‧‧接觸探針(探針)

4、5‧‧‧探針保持具

6‧‧‧基底部

6a、41、51‧‧‧第1構件

6b、42、52‧‧‧第2構件

7‧‧‧吸附保特部

21、31‧‧‧第1柱塞

21a、22a、31a‧‧‧爪部

22、32‧‧‧第2柱塞

23、33‧‧‧線圈彈簧

43、44、45、46、53、54‧‧‧保持孔

45a、46a‧‧‧小徑部

45b、46b‧‧‧大徑部

61‧‧‧第1收容部

62‧‧‧第2收容部

63‧‧‧第1孔

64‧‧‧第2孔

65‧‧‧第1溝部

66‧‧‧孔部

67‧‧‧第2溝部

70‧‧‧吸附墊片

71‧‧‧保持部

72‧‧‧線圈彈簧

100、200‧‧‧半導體封裝體

101、102、201‧‧‧連接用電極

300‧‧‧電路基板

301‧‧‧電極

701‧‧‧貫穿孔

第1圖係表示本發明實施形態之檢查單元的概略構成之局部剖視圖。

第2圖係表示本發明實施形態之檢查單元的要部構成之局部剖視圖。

第3圖係表示本發明實施形態之半導體封裝體的檢查 時之檢查單元的要部構成之局部剖視圖。

第4圖係表示本發明實施形態之檢查單元的要部構成之局部剖視圖。

第5圖係表示本發明實施形態之檢查單元的要部構成之局部剖視圖。

第6圖係自上方觀看第1圖所示的檢查單元之圖。

第7圖係自下方觀看第1圖所示的檢查單元的要部構成之圖。

第8圖係自上方觀看第1圖所示的檢查單元的要部構成之圖。

第9圖係表示本發明實施形態之檢查單元的要部構成之剖面圖。

第10圖係說明本發明實施形態之檢查單元的氣體的流通之圖。

以下，根據圖式而詳細說明本發明之實施形態。此外，本發明並非由以下之實施形態所限定者。此外，以下的說明中所參考的各圖，僅為以能理解本發明的內容的程度概略地表示形狀、大小、及位置關係。亦即，本發明並非僅限定於各圖所例示之形狀、大小、及位置關係。

第1圖係表示本發明實施形態之檢查單元1的概略構成之局部剖視圖。第1圖所示之探針單元1係進行作為檢查對象物之半導體封裝體100、200的電性檢查時 所使用的裝置，且為將半導體封裝體100與將檢查用信號輸出至半導體封裝體100的電路基板300(參閱第4圖)之間進行電性連接的裝置。半導體封裝體100、200係作為互相積層之PoP而使用於機器等。在本實施形態中，半導體封裝體100係在兩面設置有電極。此外，半導體封裝體200係例如藉由DDR(Double Data Rate，雙倍資料率)而實現，作為PoP而構裝於半導體封裝體100上。

探針單元1係具備有：複數個接觸探針2(以下，簡稱為「探針2」)，係使用金屬或合金等導電性材料而形成，在長邊方向的一方端部側與屬於被接觸體之半導體封裝體100的1個電極相接觸，且在另一方端部側與半導體封裝體200之不同的電極分別接觸；複數個接觸探針3(以下，簡稱為「探針3」)，係使用金屬或合金等導電性材料而形成，在長邊方向的一方端部側與屬於被接觸體之半導體封裝體100的1個電極相接觸，且在另一方端部側與電路基板300之不同的電極分別接觸；第1探針保持具4(以下，簡稱為「探針保持具4」)，係依照預定的圖案而收容並保持複數個探針2；第2探針保持具5(以下，簡稱為「探針保持具5」)，係依照預定的圖案而收容並保持複數個探針3；以及基底部6，係與探針保持具4連結，並且連接於未圖示之吸氣泵等。

又，亦可具有保持構件，其係設置於探針保持具5的周圍，且抑制檢查時與複數個探針2接觸之半導體封裝體100的位移之產生。

第2圖係表示本發明實施形態之檢查單元1的要部構成之局部剖視圖，且為表示收容於探針保持具4之探針2的詳細構成之圖。第2圖之探針2(第1接觸探針)係具備有：第1柱塞21，係在進行半導體封裝體100、200的檢查時，連接於該半導體封裝體200的連接用電極201；第2柱塞22，係接觸於半導體封裝體100的連接用電極101；以及線圈彈簧23，係設置於第1柱塞21及第2柱塞22之間，並伸縮自如地連結2個第1柱塞21及第2柱塞22。

構成探針2之第1柱塞21、第2柱塞22、及線圈彈簧23係具有相同的軸線。探針2係在使半導體封裝體100、200接觸時，線圈彈簧23為朝軸線方向伸縮，藉此緩和對半導體封裝體100、200之連接用電極的衝擊，並且對半導體封裝體100、200施加荷重。

探針保持具4係使用樹脂、可加工陶瓷、矽等絕緣性材料而形成，且積層有位於第2圖的上面側之第1構件41、以及位於下面側之第2構件42。第1構件41及第2構件42係各形成有相同個數之用以收容複數個探針2之保持孔43及44，收容探針2之保持孔43及44係以彼此之軸線一致之方式形成。保持孔43及44的形成位置係 因應於半導體封裝體100的配線圖案而決定。

第3圖係表示本發明實施形態之半導體封裝體的檢查時之檢查單元的要部構成之局部剖視圖，且為表示使用探針保持具4之半導體封裝體100、200的檢查時之狀態之圖。在進行半導體封裝體100、200的檢查時，藉由來自半導體封裝體100、200的接觸荷重，線圈彈簧23係形成沿著長邊方向被壓縮之狀態。當線圈彈簧23被壓縮時，則如第3圖所示，第1柱塞21的基端部係進入線圈彈簧23內，且與該線圈彈簧23的內周側滑接。

第4圖係表示本實施形態之檢查單元1的要部構成之局部剖視圖，且為表示收容於探針保持具5之探針3的詳細構成之圖。第4圖所示之探針3(第2接觸探針)係具備有：第1柱塞31，係在進行半導體封裝體100、200的檢查時，接觸於該半導體封裝體100的連接用電極102；第2柱塞32，係接觸於備有檢查電路之電路基板300的電極301；以及線圈彈簧33，係設置於第1柱塞31及第2柱塞32之間，並伸縮自如地連結2個第1柱塞31及第2柱塞32。

構成探針3之第1柱塞31、第2柱塞32、及線圈彈簧33係具有相同的軸線。探針3係在使半導體封裝體100接觸時，線圈彈簧33為朝軸線方向伸縮，以緩和對半導體封裝體100之連接用電極的衝擊，並且對半導體封裝體100及電路基板300施加荷重。

探針保持具5係使用樹脂、可加工陶瓷、矽等絕緣性材料而形成，且積層有位於第4圖的上面側之第1構件51、以及位於下面側之第2構件52。第1構件51及第2構件52係各形成有相同個數之用以收容複數個探針3之保持孔53及54，收容探針3之保持孔53及54係以相互之軸線為一致之方式形成。保持孔53及54的形成位置係因應於半導體封裝體100的配線圖案而決定。

檢查時，自電路基板300供應至半導體封裝體100的檢查用信號，為自電路基板300的電極301，分別經由探針3而到達半導體封裝體100的連接用電極102。此外，到達半導體封裝體100的檢查用信號係自半導體封裝體100的連接用電極101，分別經由探針2而到達半導體封裝體200的連接用電極201。

具體而言，在探針3中，經由第2柱塞32、密捲繞部33a、第1柱塞31而到達半導體封裝體100的連接用電極102。如此，由於探針3係透過線圈彈簧33的密捲繞部而使第1柱塞31和第2柱塞32導通，故能將電氣信號的導通路徑作成為最小。因此，可防止在檢查時信號流通至線圈彈簧33的疏捲繞部，且能達成電感的減低及穩定化。又，在探針2中，亦形成相同的導通路徑。

此外，由於在第1柱塞21、31、及第2柱塞22之前端形成有呈尖細的尖端形狀之複數個爪部21a、22a、31a，因此即使於連接用電極101、102、201的表面形成有氧化皮膜時，亦能突破氧化皮膜，使第1柱塞21、 31、及第2柱塞22的各前端直接與連接用電極101、102、201接觸。

此處，沿著第1柱塞21、31、及第2柱塞22的前端部的外緣而設置複數個爪部21a、22a、31a，其中任一個頂點係接觸於連接用電極101、102、201的表面。又，爪部21a、22a、31a係在第1柱塞21、31、及第2柱塞22的前端的端部中，爪部21a、22a、31a的形成區域係將柱塞之垂直於長邊方向之方向的端面均等地等分，以設置4個以上為理想。

第5圖係表示本實施形態之檢查單元1的要部構成之局部剖視圖，且為表示探針保持具4及基底部6的一部分構成之圖。第6圖係自上方觀看第1圖所示的檢查單元1之圖，且為表示基底部6的上面構成之圖。第7圖係自下方觀看第1圖所示的檢查單元1的要部構成之圖，且為在去除探針保持具4的狀態下自下方觀看基底部6之圖。第8圖係自上方觀看第1圖所示的檢查單元1的要部構成之圖，且為表示去除第2構件6b之狀態的基底部6的第1構件6a的上面構成之圖。

基底部6係如第5圖所示，積層有第1構件6a及第2構件6b而構成。第1構件6a及第2構件6b係大致呈板狀，且形成去除角部的圓角形狀。第1構件6a及第2構件6b係使用樹脂、可加工陶瓷、矽等絕緣性材料而形成，亦可使用金屬或合金等導電性材料。

第1構件6a係設置有：

第1收容部61，係形成於與第2構件6b的積層側不同之側的主面，且具有能收容第1構件41的一部分的開口；以及第2收容部62，係形成於第1收容部61的內部，且具有能收容半導體封裝體200的開口。

第1構件6a係藉由第1收容部61及第2收容部62，將以平行於板厚方向之平面為切斷面之剖面，形成呈階梯形狀之中空空間。

此外，第1構件6a係形成有：第1孔63，係為第1收容部61的底部，且為自第2收容部62的外緣朝板厚方向延伸之大致圓柱狀的孔；第2孔64，係為第1收容部61的底部，且為自第2收容部62的外緣朝板厚方向延伸之大致圓柱狀的孔；以及第1溝部65，係設置於與第2構件6b的積層側的主面，且連結第1孔63及第2孔64，並且挖空第1構件6a的主面。

另一方面，第2構件6b係形成有：孔部66，係朝板厚方向貫穿之大致圓柱狀的孔；以及第2溝部67，係設置於與第1構件6a的積層側不同之側的主面，且沿著孔部66的外周而設置之圓環狀的溝。

此外，第2溝部67係配設有O環400，其係能確保與未圖示之吸氣泵的連接時之密閉性。

基底部6係藉由積層有第1構件6a及第2構件6b，使第1溝部65和孔部66相連通，而形成有呈大 致Y字狀的流路。藉由該流路，即能使氣體朝第1構件6a及第2構件6b的板厚方向流通。

第9圖係表示本實施形態之檢查單元的要部構成之剖面圖，且為表示設置於探針保持具4的吸附保持部7的一部分構成之圖。吸附保持部7係如第9圖所示，具有：大致呈筒狀之吸附墊片70，係使用橡膠或樹脂等彈性材料而形成，吸附並保持半導體封裝體100；保持部71，係保持吸附墊片70的外周，並且以可相對於探針保持具4(後述之保持孔46的段部)自由接觸或分離之方式安裝；以及線圈彈簧72，係抵接於探針保持具4及保持部71，保持部71為朝遠離探針保持具4的方向彈壓。

吸附墊片70係形成有屬於筒狀的中空空間之貫穿孔701。此外，保持部71係具有自外周突出而呈圓環狀之突出部711。

另一方面，探針保持具4的第1構件41及第2構件42係形成有用以收容保持部71及線圈彈簧72之保持孔45及46，收容保持部71及線圈彈簧72之保持孔45及46係以彼此之軸線一致之方式形成。

保持孔45及46皆係沿著貫穿方向而形成直徑不同之階梯孔形狀。亦即，保持孔45係由在探針保持具4的上端面具有開口之小徑部45a、及其直徑比該小徑部45a的直徑大的大徑部45b所構成。小徑部45a係比線圈彈 簧72的內周的直徑小之直徑。此外，大徑部45b係為比線圈彈簧72的外周之直徑或突出部711的緣端部的直徑略大之直徑。

另一方面，保持孔46係由在探針保持具4的下端面具有開口之小徑部46a、及其直徑比該小徑部46a的直徑大之大徑部46b所構成。小徑部46a係除了突出部711以外比保持部71的外周的直徑略大之直徑。此外，大徑部46b係比線圈彈簧72的外周之直徑或突出部711的緣端部的直徑略大之直徑。

線圈彈簧72係藉由抵接於保持孔45的小徑部45a和大徑部45b的交界壁面，而具有防止其從探針保持具4脫落的功能。此外，保持部71的突出部711係藉由抵接於保持孔46的小徑部46a和大徑部46b的交界壁面，而具有防止其從探針保持具4脫落的功能。線圈彈簧72係設置於小徑部45a和突出部711之間，且將保持部71自第1構件41朝向第2構件42側彈壓。

將探針保持具4安裝於基底部6時，貫穿孔701、第1孔63(或第2孔64)、第1溝部65及孔部66所成的流路，係透過形成於半導體封裝體200和探針保持具4(第1構件41)的主面之間的間隙而連通。藉此，即能使氣體流通於探針保持具4及基底部6的內部。

第10圖係說明本實施形態之檢查單元1的氣體的流通之圖。當吸氣泵(未圖示)連接於基底部6的孔部66，且孔部66被吸氣時，則在吸附墊片70之貫穿孔701 的開口會產生吸附力。自貫穿孔701被吸附的氣體係經由大徑部45b、小徑部45a而流入探針保持具4和半導體封裝體200之間的間隙。

流入探針保持具4和半導體封裝體200之間的間隙之氣體，係通過複數個連接用電極201之間而流入第1孔63(或第2孔64)。此後，氣體係自第1孔63(或第2孔64)通過第1溝部65及孔部66所成的流路，而排出至孔部66的外部。

藉由確保如上述之氣體的流通路徑，即能將半導體封裝體100、200排列於積層方向而進行檢查。藉此，即能抑制因自積層方向偏移而排列所導致之檢查單元的大型化。此外，信號的導通路徑為僅中介探針2、3者，路徑不會因配線等因素而變長，故能抑制節奏時間的增大及檢查精確度的降低之情形。

根據上述之實施形態，在排列於積層方向的2個半導體封裝體中，於該2個半導體封裝體之間設置吸附並保持一方半導體封裝體之吸附保持部，並隔介形成於該另一方半導體封裝體和吸附保持部之間的間隙而進行吸附之氣體的流通，故在檢查2個半導體封裝體時，能抑制檢查精確度的降低及節奏時間的增大而進行導通狀態檢查。此外，藉由吸附墊片而吸附及運送半導體封裝體，且依序更換半導體封裝體而進行檢查，即能實施有效率的檢查。

此處，上述之實施形態雖係說明連接用電 極為呈半球狀者，但亦可為QFP(Quad Flat Package，四面扁平封裝)等所使用之呈平板狀的導線。

此外，各凸緣部的各前端部側的端部及保持孔之大徑部和小徑部的各交界壁面亦可為呈錐形狀者。藉此，更能確實地進行與將探針安裝於保持孔時的探針的軸線方向垂直的方向之定位。

又，探針2、3並不限定於由柱塞和線圈彈簧所構成者，亦可為單針彈簧連接器(pogo pin)或將引線捲繞成弓狀而取得荷重之引線探針。此外，線圈彈簧的密捲繞部和疏捲繞部亦可構成相反的形態。此時，第1及第2柱塞的基端部的長度亦以相反之狀態為理想。此外，配合上述之探針，亦可適當地變更探針保持具。

產業上利用之可能性：

如上所述，本發明之探針單元係適用於在檢查2個半導體封裝體時，能抑制檢查精確度的降低及節奏時間的增大而進行導通狀態檢查。

1‧‧‧檢查單元

2、3‧‧‧接觸探針(探針)

4、5‧‧‧探針保持具

6‧‧‧基底部

7‧‧‧吸附保持部

100、200‧‧‧半導體封裝體

101、102、201‧‧‧連接用電極

Claims (5)

1. 一種檢查單元，係用於檢查至少一方在兩面具有電極且於積層方向排列之大致呈板狀之二個接觸對象物，該檢查單元係具有：第1接觸探針，係在長邊方向的一方端部側與設置於一方接觸對象物的表面之電極接觸，並且在另一方端部側與另一方接觸對象物之電極接觸；第2接觸探針，係在長邊方向的一方端部側與設置於前述一方接觸對象物的背面之電極接觸，並且在另一方的端部側與輸出檢查用之信號的基板之電極接觸；第1探針保持具，係具有吸附並保持前述一方接觸對象物之吸附保持部，並且根據預定的圖案而收容並保持複數個前述第1接觸探針；第2探針保持具，係依據預定的圖案而收容並保持複數個前述第2接觸探針；以及基底部，係積層於前述第1探針保持具，並且在與前述第1探針保持具的積層側保持前述另一方接觸對象物；而在前述另一方接觸對象物與前述第1探針保持具之間形成有間隙。
2. 如申請專利範圍第1項所述之檢查單元，其中在前述基底部係形成有將前述間隙與外部予以連通之流路。
3. 如申請專利範圍第2項所述之檢查單元，其中 前述吸附保持部係具有：大致呈筒狀之吸附墊片，係使用彈性材料而形成，吸附並保持前述一方接觸對象物，且形成有連通於前述間隙之貫穿孔；保持部，係保持前述吸附墊片的外周，並且以可相對於前述第1探針保持具自由接觸或分離之方式安裝；以及線圈彈簧，係使前述保持部朝遠離前述第1探針保持具的方向彈壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之檢查單元，其中前述吸附保持部係具有：大致呈筒狀之吸附墊片，係使用彈性材料而形成，吸附並保持前述一方接觸對象物，且形成有連通於前述間隙之貫穿孔；保持部，係保持前述吸附墊片的外周，並且以可相對於前述第1探針保持具自由接觸或分離之方式安裝；以及線圈彈簧，係使前述保持部朝遠離前述第1探針保持具的方向彈壓。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之檢查單元，其中前述第1接觸探針係具備：第1接觸構件，係設置於前述長邊方向的一方端部側，且具有構成尖細的尖端形狀之複數個爪部，且與前 述接觸對象物之電極接觸；第2接觸構件，係設置於前述長邊方向的另一方端部側，具有構成尖細的尖端形狀之複數個爪部，且與前述基板之電極接觸；線圈彈簧，係設置於前述第1接觸構件與前述第2接觸構件之間，且以伸縮自如之方式連結前述第1及第2接觸構件。