TW202136787A

TW202136787A - 探針頭

Info

Publication number: TW202136787A
Application number: TW110108716A
Authority: TW
Inventors: 軣木岳史
Original assignee: 日商友華股份有限公司
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-10-01
Also published as: JP2021148699A; WO2021193098A1

Abstract

本發明的探針頭(10A)係具有導針(100)，導針(100)係具有錐部，該錐部之外側壁的直徑係隨著從導針(100)的一端側朝向另一端側而擴大。

Description

探針頭

本發明係關於探針頭。

為了藉由檢查裝置來檢查半導體裝置等的基板，例如專利文獻1所記載，會有使用用以將被檢查裝置與檢查裝置予以電性連接的探針頭(probe head)的情形。探針頭具有導針(guide pin)。導針插入形成在配線基板等之檢查裝置之基板的導孔。藉此，探針頭相對於檢查裝置的基板定位。藉由使探針頭相對於檢查裝置的基板定位，探針頭的探針能夠接觸檢查裝置之基板的銲墊(pad)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2006-250901號公報

檢查裝置之基板的導孔的直徑會因公差而產生不均。例如專利文獻1的導針所示，即使在導針的外側壁的直徑為固定時將導針插入導孔，也會有探針頭被配置成從探針接觸基板之銲墊的位置偏移的情形。此情形下，探針不會接觸基板的銲墊，而可能使檢查裝置無法進行正確的檢查。

本發明的目的之一例在於抑制基板之導孔之公差的影響而使探針接觸基板的銲墊。本發明之其他目的應可從本說明書的記載而清楚明白。

本發明之一型態係一種探針頭，其具備：

導針；且

前述導針係具有錐部，該錐部之外側壁的直徑係隨著從前述導針的一端側朝向另一端側而擴大。

依據上述型態，能夠將錐部之中之具有與基板之導孔的直徑大致相等及比導孔之直徑小的直徑的部分嵌入基板之導孔的開口。因此，能夠抑制基板之導孔之公差的影響而使探針接觸基板的銲墊。

10A,10B,10C,10D:探針頭

20:基板

20a:銲墊

22:導孔

100,100A,100B:導針

110,110A,110B:第一導引部

112:凸緣

112B:螺絲孔

114B:螺絲部

120,120A,120B:第二導引部

122A:第一前端部

122B:楔形孔

124A:第二前端部

124B:楔形部

132:第一錐部

134:第二錐部

140:彈性體

200:插座

210:針組合塊

212:第一安裝孔

212a:第一孔部

212b:第二孔部

220:針板

222:第二安裝孔

300:探針

圖1係顯示實施型態1之探針頭的圖。

圖2係用以說明使實施型態1之探針頭的探針接觸基板之銲墊的方法的圖。

圖3係用以說明使實施型態1之探針頭的探針接觸基板之銲墊的方法的圖。

圖4係顯示實施型態2之探針頭的圖。

圖5係用以說明使實施型態2之探針頭的探針接觸基板之銲墊的方法的圖。

圖6係顯示實施型態3之探針頭的圖。

圖7係用以說明使實施型態3之探針頭的探針接觸基板之銲墊的方法的圖。

圖8係用以說明使實施型態3之探針頭的探針接觸基板之銲墊的方法的圖。

圖9係顯示變形例1之探針頭的圖。

圖10係顯示變形例2之探針頭的側視圖。

圖11係顯示變形例3之探針頭的剖視圖。

以下使用圖式來說明本發明的實施型態。此外，所有的圖式中，對於相同的構成要素賦予相同的符號而適宜地省略說明。

(實施型態1)

圖1係顯示實施型態1之探針頭10A的圖。於圖1之中，對於後述的基板20，係顯示沿著基板20之厚度方向而通過後述之導孔22之中心的剖面。再者，對於後述的插座200，係顯示沿著插座200之厚度方向而通過後述的第一安裝孔212及第二安裝孔222的剖面。此外，對於後述的導針100及探針300則係顯示側面。

於第1圖中，「+Z」表示探針頭10A之上方向，「-Z」表示探針頭10A之下方向。圖1以後的圖也相同。

探針頭10A具備導針100、插座200及探針300。導針100具有第一導引部110及第二導引部120。插座200具有針組合塊(pin block)210及針板220。

針組合塊210及針板220以從探針頭10A的上方朝向下方的順序重疊。探針300沿著探針頭10A的上下方向插入插座200。

使用探針頭10A時，於探針頭10A的上方配置藉由具有後述之基板20的檢查裝置所檢查之半導體裝置等未圖示的被檢查裝置的基板。相對於此，於探針頭10A的下方配置檢查裝置的基板20。基板20為例如PCB(Printed Circuit Board；印刷電路板)。於基板20形成有導孔22。基板20具有位於基板20之上表面側的銲墊20a。導針100的下端側成為基板20所在之側。被檢查裝置的基板與檢查裝置的基板經由探針300而電性連接。

第一導引部110插入形成在針組合塊210的第一安裝孔212、及形成在針板220的第二安裝孔222。第一安裝孔212具有第一孔部212a及第二孔部212b。第一孔部212a及第二孔部212b以從探針頭10A的上方朝向下方的順序排列。第一孔部212a的直徑形成為比安裝於第一導引部110之外側壁之凸緣112的外緣的直徑小。第二孔部212b的直徑形成為比第一孔部212a之直徑及第二安裝孔222之直徑之各者大，而構成為大於或等於第一導引部110之凸緣112之外緣的直徑。再者，導針100的一部分(具體而言為凸緣112)係位於第一安裝孔212及第二安裝孔222的一部分之內(具體而言為位於第二孔部212b之內)，且具有比第一安裝孔212及第二安裝孔222之其他部分的直徑(具體而言為第一孔部212a的直徑及第二安裝孔222的直徑)之各者大的直徑。因此，第一導引部110的凸緣112可沿著探針頭10A的上下方向而僅限於第二孔部212b內移動。

第二導引部120從第一導引部110的下端朝向下方突出。第二導引部120的直徑形成為比第一導引部110的直徑小。再者，第二導引部120的直徑形成為比基板20之導孔22的直徑還小。本實施型態中，第二導引部120具有圓柱形狀。此情形下，與第二導引部120具有圓錐形狀的情形相比較，第二導引部120插入基板20的導孔22時，導針100不易傾倒。然而，第二導引部120也可具有與圓柱形狀不同的形狀，例如為圓錐形狀。

導針100之至少一部分的外側壁的直徑係隨著從導針100的一端側朝向另一端側而擴大。具體而言，於導針100的外側壁設有第一錐部132及第二錐部134。此外，也可不於導針100設置第二錐部134。

第一錐部132設於第一導引部110與第二導引部120之間。第一錐部132中之導針100的外側壁係隨著從導針100的下端側朝向上端側而大致線性地擴大。然而，第一錐部132中之導針100的外側壁也可為一邊彎曲一邊擴大。

由於設有第一錐部132，能夠將第一錐部132之中之具有與導孔22的直徑大致相等的直徑及比導孔22直徑小的直徑的部分嵌入基板20之導孔22的開口。因此，能夠抑制基板20之導孔22之公差的影響而使探針300接觸基板20的銲墊20a。具體而言，第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最小值係形成為比基板20之導孔22的直徑小。本實施型態中，第一錐部132中之導針100之外側壁的直徑係於第一錐部132的最下端取得最小值。相對於此，第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最大值係形成為比基板20之導孔22的直徑大。本實施型態中，第一錐部132中之導針100之外側壁的直徑係於第一錐部132的最上端取得最大值。因此，能夠建構成使第一錐部132之任一部分的直徑與導孔22的直徑大致相等。

第二錐部134設於第一導引部110的上端側。第二錐部134中之導針100的外側壁係隨著從導針100的上端側朝向下端側而大致線性地擴大。然而，第二錐部134中之導針100的外側壁也可為一邊彎曲一邊擴大。

由於設有第二錐部134，在將第一導引部110從導針100的上端側穿通插座200的第一安裝孔212時，能夠藉由第二錐部134導引插座200，以使導針100插入插座200之第一安裝孔212。

接著，使用圖1至圖3來說明使探針頭10A之探針300接觸基板20之銲墊20a的方法。圖2及圖3係用以說明使實施型態1之探針頭10A的探針300接觸基板20之銲墊20a的方法的圖。再者，圖2及圖3表示於此方法中的圖1的後段。

首先，如圖1所示，於基板20的上方配置探針頭10A。此時間點中，於探針頭10A之上下方向，導針100之至少一部分係與基板20的導孔22重疊。

接著，如圖2所示，將導針100的第二導引部120從導針100的下端側插入基板20的導孔22。本實施型態中，第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最小值係比基板20之導孔22的直徑小，且第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最大值係比基板20之導孔22的直徑大。因此，能夠使導針100的第一錐部132對於基板20之導孔22的開口緣滑動，直到第一錐部132嵌入基板20的導孔22為止。藉此，能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，亦即，使基板20的銲墊20a位在探針300之下端的正下方的位置。具體而言，能夠使導針100的中心對合於導孔22的中心。此情形下，即使基板20之導孔22的直徑因公差而不均，也能夠藉由第一錐部132而將探針頭10A導引至適切的位置。

接著，如圖3所示，將插座200朝向基板20推入。藉此，探針300的下端會接觸基板20的銲墊20a。

(實施型態2)

圖4係顯示實施型態2之探針頭10B的圖。實施型態2的探針頭10B除了以下的點以外，乃與實施型態1的探針頭10A相同。

導針100形成為可自插座200取出。再者，導針100的第一導引部110形成為可從導針100的上端側穿通插座200的第二安裝孔222及第一安裝孔212。

使用圖4及圖5來說明使探針頭10B之探針300接觸基板20的銲墊 20a的方法。圖5係用以說明使探針頭10B之探針300接觸基板20的銲墊20a的方法之圖。再者，圖5顯示於此方法之圖4的後段。

首先，如圖4所示，在導針100被從插座200取出的狀態下，將導針100的第二導引部120插入基板20的導孔22。本實施型態也是形成為，第一錐部132中之導針100之外側壁的直徑的最小值係比基板20的導孔22的直徑小，且第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最大值係比基板20之導孔22的直徑大。因此，能夠使導針100的第一錐部132對於基板20之導孔22的開口緣滑動，直到第一錐部132嵌入基板20的導孔22為止。藉此，能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，亦即，如後述之圖5所示，在插座200安裝於導針100時，使基板20的銲墊20a位在探針300之下端的正下方的位置。

接著，如圖5所示，將導針100的第一導引部110從導針100的上端側穿通插座200的第二安裝孔222及第一安裝孔212。此情形下，能夠藉由第二錐部134導引插座200，以使導針100插入插座200的第二安裝孔222及第一安裝孔212。再者，將插座200朝向基板20推入。如使用圖4所說明的方式，本實施型態中，能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，亦即，插座200安裝於導針100時，使基板20的銲墊20a位在探針300之下端的正下方的位置。因此，能夠抑制基板20之導孔22之公差的影響而使探針300的下端接觸基板20的銲墊20a。

(實施型態3)

圖6係顯示實施型態3之探針頭10C的圖。實施型態3的探針頭10C除了以下的點以外，乃與實施型態1的探針頭10A相同。

如使用圖7及圖8而於後所述，導針100朝向基板20推入之前，導針100的第一錐部132未從針板220的下表面露出。

使用圖6至圖8來說明使探針頭10C的探針300接觸基板20的銲墊20a的方法。圖7及圖8係用以說明使實施型態3之探針頭10C的探針300接觸基板20之銲墊20a的方法的圖。再者，圖7及圖8表示此方法中的圖6的後段。

首先，如圖6所示，將探針頭10C配置於銲墊20a的上方。此時間點中，於探針頭10C的上下方向，導針100之至少一部分係與基板20的導孔22重疊。

接著，如圖7所示，將導針100的第二導引部120從第二導引部120的下端側插入基板20的導孔22。

接著，如圖8所示，將導針100從導針100的上端側朝向基板20的導孔22推入。藉此，與實施型態1同樣地，能夠使導針100的第一錐部132對於基板20之導孔22的開口緣滑動，直到導針100的第一錐部132嵌入基板20的導孔22為止。因此，能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，亦即，探針300之下端接觸基板20的銲墊20a的位置。因此，能夠抑制基板20之導孔22的公差的影響而使探針300的下端接觸基板20的銲墊20a。

(變形例1)

圖9係顯示變形例1之探針頭10D的圖。變形例1之探針頭10D除了以下的點以外，乃與實施型態1的探針頭10A相同。

導針100朝向基板20被彈推。導針100的上端經由彈簧等彈性體140而安裝於插座200。具體而言，針組合塊210之第一安裝孔212的上端呈封閉端。彈性體140的上端安裝於針組合塊210的該封閉端。再者，導針100的上端安裝於彈性體140的下端。

本變形例中，在將導針100的第二導引部120穿通基板20的導孔22時，能夠藉由彈性體140將導針100朝向基板20推壓。於本變形例中也是形成為，第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最小值係比基板20之導孔22的直徑小，且第一錐部132中之導針100之外側壁之直徑的最大值係比基板20之導孔22的直徑大。因此，藉由彈性體140所進行的彈推，能夠使導針100的第一錐部132對於基板20之導孔22的開口緣滑動，直到第一錐部132嵌入基板20的導孔22為止。藉此，能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，亦即，使基板20的銲墊20a位在探針300之下端的正下方的位置。此情形下，即使基板20之導孔22的直徑因公差而不均，也能夠藉由第一錐部132而將探針頭10D導引至適切的位置。

(變形例2)

圖10係變形例2之導針100A的側視圖。變形例2之導針100A除了以下的點以外，乃與實施型態1的導針100相同。此外，變形例2的說明上，乃因應需要而參照圖1至圖3所示的基板20。

導針100A具有第一導引部110A及第二導引部120A。第二導引部120A包含有相互分歧的複數個前端部，亦即第一前端部122A及第二前端部124A。第一前端部122A及第二前端部124A係排列於導針100A的寬度方向，亦即相對於+Z與-Z之間的方向為正交的方向。將第一前端部122A及第二前端部124A插入基板20的導孔22而能夠將第一前端部122A及第二前端部124A夾入導孔22的內側壁。因此，即使基板20的導孔22的直徑因公差而不均，也能夠使導針100對合於導孔22之適切的位置，以使探針300接觸基板20的導孔22。

於從第一前端部122A及第二前端部124A的前端至第一前端部122A及第二前端部124A之該前端之相反側之至少一部分為止之第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔，係隨著從第一前端部122A及第二前端部124A的前端朝向該前端之相反側而擴大。圖10所示的例子中，第一前端部 122A及第二前端部124A的前端係成為第一前端部122A及第二前端部124A的下端。再者，第一前端部122A及第二前端部124A之該前端之相反側之至少一部分係成為第一前端部122A及第二前端部124A的大致中央部。再者，第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔係成為和連結第一前端部122A及第二前端部124A的前端與該前端之相反側的方向正交的方向的間隔。再者，於圖10所示的例子中，第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔係第一前端部122A之左側外緣與第二前端部124A之右側外緣之間的間隔。此情形下，能夠使第一前端部122A及第二前端部124A對於導孔22的開口緣滑動而將第一前端部122A及第二前端部124A插入導孔22。因此，與第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔為固定的情形相比較，變得容易將第一前端部122A及第二前端部124A插入導孔22。再者，圖10所示的例子中，從第一前端部122A及第二前端部124A之大致中央部至第一導引部110A為止之第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔係隨著從第一前端部122A及第二前端部124A的前端朝向該前端的相反側而變窄。然而，第一前端部122A及第二前端部124A之最外緣間的間隔也可為固定。

隨著從導針100A的下端朝向上端側而擴大之上述間隔的最小值係比導孔22的直徑小。因此，能夠將第一前端部122A及第二前端部124A插入導孔22。

隨著從導針100A的下端朝向上端側而擴大之上述間隔的最大值係比導孔22的直徑大。因此，將第一前端部122A及第二前端部124A插入導孔22時，第一前端部122A及第二前端部124A會接觸導孔22的內側壁，而能夠將第一前端部122A及第二前端部124A夾入導孔22的內側壁。

(變形例3)

圖11係顯示變形例3之導針100B的剖視圖。圖11表示沿著導針100B的上下方向通過後述的螺絲孔112B及楔形孔122B的剖面。變形例3的導針100B除了以下的點以外，乃與實施型態1的導針100相同。

導針100B具有將第一導引部110B之至少一部分的外側壁從導針100B的內側推壓擴開的構件，亦即後述的螺絲部114B及楔形部124B。具體而言，導針100B具有第一導引部110B及第二導引部120B。於第一導引部110B的內側形成有沿著導針100B的上下方向延伸的螺絲孔112B。螺絲部114B插入於螺絲孔112B。於第二導引部120B的內側形成有沿著導針100B的上下方向延伸的楔形孔122B。楔形部124B插入於楔形孔122B。楔形孔122B及楔形部124B之各者的寬度係隨著第二導引部120B之上端側朝向下端側而變窄。此情形下，藉由將螺絲部114B推入楔形部124B，能夠藉由楔形部124B而將第二導引部120推壓擴開。

說明使具有本變形例之導針100B之探針頭的探針接觸圖1至圖3所示之基板20之銲墊20a的方法。

首先，將導針100B的第二導引部120B從導針100B的下端部插入基板20的導孔22。此時間點，亦即於藉由螺絲部114B及楔形部124B而使導針100B的外側壁被推壓擴開之前，第二導引部120B之外側壁的直徑係比基板20之導孔22的直徑小。因此，第二導引部120B的外側面不會卡在導孔22的內側面，而能夠將第二導引部120B插入導孔22。

接著，使例如螺絲起子等工具從導針100B的上端側經由螺絲孔112B來旋轉螺絲部114B，藉此，沿著螺絲孔112B而將螺絲部114B朝向導針100B的下方螺入。藉由將螺絲部114B朝下方螺入，而使楔形部124B被螺絲部114B朝向下方推入。由於楔形部124B被螺絲部114B朝向下方推入，會使得楔形部124B將楔形孔122B推壓擴開而使第二導引部120B之外側壁的直徑變大。所以，能夠將導針100B夾入導孔22的內側壁。因此，即使基板20的導孔22的直徑因公差而不均，也能夠使導針100B對合於導孔22之適切的位置，以使探針接觸基板20的銲墊20a。

以上參照圖式說明了本發明之實施型態及變形例，惟此等內容為本發明的例示，也可採用上述內容以外之各式各樣的構成。

依據本說明書，提供以下的型態。

(型態1-1)

型態1-1係一種探針頭，其具備：

導針；且

依據型態1-1，能夠將錐部之中之具有與基板之導孔的直徑大致相等及比導孔之直徑小的直徑的部分嵌入基板之導孔的開口。因此，能夠抑制基板之導孔之公差的影響而使探針接觸基板的銲墊。再者，依據型態1-1，於將導針從探針之一端側穿通插座的安裝孔時，能夠導引插座，以使導針插入插座的安裝孔。

(型態1-2)

型態1-2係如型態1-1所述之探針頭，其中，前述導針的前述一端側係檢查裝置之基板所在之側。

依據型態1-2，與型態1-1同樣地，能夠抑制基板之導孔之公差的影響而使探針接觸基板的銲墊。

(型態1-3)

型態1-3係如型態1-2所述之探針頭，其中，前述錐部之前述直徑的最小值係比供前述導針插入之前述基板之導孔的直徑小，

前述錐部之前述直徑的最大值係比前述導孔的直徑大。

依據型態1-3，能夠建構成使錐部之任一部分的直徑與導孔的直徑大致相等。

(型態1-4)

如型態1-1至1-3所述之探針頭，更具備插座，該插座係具有供前述導針插入之安裝孔，

前述安裝孔之一部分的直徑係比前述安裝孔之其他部分的直徑寬大，

前述導針的一部分係位於前述安裝孔的前述一部分之內，且具有比前述安裝孔之前述其他部分的直徑大的直徑。

依據型態1-4，能夠使導針的該一部分僅限於安裝孔的該一部分之內移動。

(型態2-1)

型態2-1係一種探針頭，其具備：

導針；且

前述導針係具有相互分歧的複數個前端部。

依據型態2-1，能夠將複數個前端部插入基板的導孔，而將複數個前端部夾入導孔的內側壁。因此，即使基板之導孔的直徑因公差而不均，也能夠將導針對合於導孔之適切的位置，以使探針接觸基板之銲墊。

(型態2-2)

型態2-2係如型態2-1所述之探針頭，其中，將和從前述複數個前端部的前端至前述複數個前端部的前述前端的相反側之至少一部分為止之前述前端與前述前端的相反側予以連結之方向正交的方向之前述複數個前端部之最外緣間的間隔，係隨著從前述複數個前端部的前端朝向前述前端的前述相反側而擴大。

依據型態2-2，能夠使複數個前端部對於導孔的開口緣滑動而將複數個前端部插入導孔。因此，與複數個前端部之最外緣間的間隔為固定的情形相比較，變得容易將複數個前端部插入導孔。

(型態2-3)

型態2-3係如型態2-2所述之探針頭，其中，隨著從前述複數個前端部的前述前端朝向前述前端的相反側而擴大之前述間隔的最大值係比供前述導針插入的導孔的直徑大。

依據型態2-3，將複數個前端部插入導孔時，能夠使複數個前端部接觸導孔的內側壁而將複數個前端部夾入導孔的內側壁。

(型態3-1)

型態3-1係一種探針頭，其具備：

導針；且

前述導針係具有將前述導針之至少一部分的外側壁從前述導針的內側推壓擴開的構件。

依據型態3-1，能夠將導針的外側壁推壓擴開而將導針夾入基板之導孔的內側壁。因此，即使基板的導孔的直徑因公差而不均，也能夠使導針對合於導孔之適切的位置，以使探針接觸基板的銲墊。

型態3-2係如型態3-1所述之探針頭，其中，前述導針的前述構件係包含楔形部、及將前述楔形部推入的螺絲部。

依據型態3-2，藉由將螺絲部推入楔形部，能夠將導針的外側壁推壓擴開。

(型態3-3)

型態3-3係如型態3-1或3-2所述之探針頭，於藉由前述構件而使前述導針的前述外側壁被推壓擴開之前的前述導針之前述外側壁的直徑係比供前述導針插入之導孔的直徑小。

依據型態3-3，將導針插入導孔後，能夠將導針的外側壁推壓擴開而將導針夾入基板之導孔的內側壁。

本發明申請案係主張以2020年3月23日申請的日本申請案特願2020-050842號為基礎的優先權，並將該揭示之全部併入本發明申請案。

10A:探針頭

20:基板

20a:銲墊

22:導孔

100:導針

110:第一導引部

112:凸緣

120:第二導引部

132:第一錐部

134:第二錐部

200:插座

210:針組合塊

212:第一安裝孔

212a:第一孔部

212b:第二孔部

220:針板

222:第二安裝孔

300:探針

Claims

一種探針頭，係具備：

導針；且

前述導針係具有錐部，該錐部之外側壁的直徑係隨著從前述導針的一端側朝向另一端側而擴大。
如請求項1所述之探針頭，其中，前述導針的前述一端側係檢查裝置的基板所在之側。
如請求項2所述之探針頭，其中，前述錐部之前述直徑的最小值係比供前述導針插入之前述基板之導孔的直徑小，

前述錐部之前述直徑的最大值係比前述導孔的直徑大。
如請求項1至3中任一項所述之探針頭，更具備插座，該插座係具有供前述導針插入的安裝孔，

前述安裝孔之一部分的直徑係比前述安裝孔之其他部分的直徑寬大，

前述導針的一部分係位於前述安裝孔的前述一部分之內，且具有比前述安裝孔之前述其他部分的直徑大的直徑。