TW505792B - Inspection jig for inspecting substrates, and substrate inspection device having such inspection jig - Google Patents

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505792 舞 經濟部智慧財產局員工消費合作：印製 1 A7 五、發明說明（1 ) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種將探針之前端部接觸於作為檢杳對 象之基板俾檢查該基板的基板檢查用檢查失具，及具備替Γ 檢查夾具之基板檢查裝置者。又，本發明像可用作用以檢 查印刷配線基板、可撓基板、多層配線基板、液晶顯示哭 或電漿顯示器甩之玻璃基板、以及半導體封裝用之輸送# 片（film carrier)等各種基板上之電氣配線的基板檢杳裝 置，以及可使用在該基板檢查裝置之基板檢查用檢杳失 旲；而在本發明之專利說明書中，總稱上述各種配線基板 為「基板」。 [習知技術] 在基板形成有由複數配線所構成之配線爾案，_為了 檢查配線圖案是否如設計地加工完成，以往提供了狼多基 板檢查裝置。例如為了檢查構成配線圖案之配線群争相互 鄰接之配線是否短路，而在習知之基板檢查裝置，將複數 探針壓抵在基板上，並將電氣信號選擇性地給予此等複數 探針俾進行基板檢查。更具體言之，選擇作為檢查對象之 兩條配線，當在壓抵在此等選擇端之各一端上的探針間施 加電壓時，檢查是否有電流，俾進行選擇配線間之短路檢 查。 為了如上述地將複數探針同時壓抵在基板上，而使甩 例如記載於曰本實開昭61-129166號公報的基板檢查用檢 查夹具。該檢查夾具係如第8圖所示，藉由探針保持板ι〇1 及探針引導板102支持複數探針！ 03。又，為了使以上述 &張4適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公$) 312233 ---^----l!t-----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 紅«苦智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 與探針1〇3之:查部104電氣連接’配置有 ,. 相命之電極部105 〇該電接邱ιης 上以與複數探針103之後 1該電極部1〇5 複數連接用電極1〇 。 〇a對一對應的方式設有 來失持，猎由電極部105與探針保持板101 禾爽持探針]03之後端部 與之對麋夕1 ha’使連接用電極106與分別 、對應之著木針1〇3之後端部> [發明欲解決之課題] 作電氣接觸。 在沿2方之後蠕部1G3a與連接用電極咖係僅 "(同圖之上下方向）施加有負荷之狀態下接 觸’其接觸電阻極不穩定。尤直β 尤其疋，近年來，隨著作為檢 基板之精細化，而應壓抵在基板上之探針數也變 多，因而變得難以將此等多數探針103與連接用電極ι〇6 之接觸電阻均抑制在預定值以下，而成為檢查精度降低之 主要原因之一。 又，使用如上述構成之檢查夹具重複地進行基板檢查 時，會有一千次大约一次之機率部分探針1〇3未與接觸用 電極106接觸，而無法正確地進行基板檢查。所以，也有 降低基板檢查裝置之可靠性的間題。 本發明係鑑於上述課題而創作者，其目的在於提供一 種能夠以高精度且高可靠性進行基板檢查的基板檢查用檢 查夹具及具僙該檢查夾具之基板檢查裝置。 [解決課題所用之手段] 本發明之基板檢查用檢查夹具係為了達成上述目的 其係具備：一面以使複數探針的軸方向中間部撓曲的狀

(請先閱讀背面之注意事寫本頁) ·.

# 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 312233 A7 五、發明說明（3 觸;面使各探針之前端部與作為檢查對象之 ^㈣部，以及以與上錢數探針之 一對應的方式設置複數連制電極並使 連 =:與之對應之探針後端部接觸之電極部= 之、前二3=探針後端部接觸之連接用電極 ^ 、 方蠕#卡接於另一方端部而使兩者電氣連 之方式’構成上逑複數探針及上述複數連接用電極。 部與ϋϊ:成之發明，除了與習知技衡-樣，探針後端 。連接用電極之前端部在沿著探針之軸方向施 之㈣下接觸之外，還在其接觸部分，亦即在卡接部分施 加石著大致與上逑軸方向垂直之方向的負荷成分。此乃， 由於各探=之軸方向令間部撓曲，而在探針發生起因於該 撓曲之負何’該負荷直接施加於接觸部分所致。如此地在 探針後端部與連接用電極之接觸部分作用有複數方向的負 荷成分’探針與連接用電極即確實而且低電阻地接觸，對 於提昇檢查精度及可靠性有狼大幫助。 又如上逑構成之檢查夹具，由於複數探針係由接觸 部加以支持’因此在-部分之探針發生損傷或破損等時， 可從接觸部僅拆下該探針’再裝上新探針，故在維修性及 裝配性上也相當優異。 在此，若使上述複數探針之撓曲方向皆朝同一方向， 則可使施加於探針後端部與連接用電極之接觸部分之負荷 均勻化，而可使各接觸部之接觸電阻均勻化。所以在提高 檢查精度及可靠性上相當有利。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 312233 頁 訂 線 x 297公釐）

I I B7 五、發明說明（4 又為了使各探針之後端部與連接 相卡接，可構成為例如使兩者中之極之前端部互 請 使另一方端部形成為凹狀。而使一方端=部形成為凸狀， 於另一方端部之凹狀部分之内壁面。又° :凸狀部分卡止 方端部形成為凸狀，使另一方端’亦可構成為使― 部…部分嵌入另一方端==狀：而使-方端 可使各探針之後端部與連接用電極：前地構 確實地卡接。 引端部互相而且 又，接觸部可由；與基板相向配置而 端部貫通的方式支持複數探針前端部的第一板與=前 相向配置而以供複數探針後端部貫通的 持部 訂 後端部的第H及配置於第一板與第二==探針 複數探針之轴方向中間部之撓曲狀態的撓曲控制機=制 二在：，若將至少一塊以上之間隔調整板配置於第―： # =撓曲控制機構’則調整從間隔調整板中最接近 =一板之間隔調整板到第二板之間隔（以下稱為「板間 隔」）、’'可控制複數探針之軸方向中間部之撓曲狀態。 數之疋奴著基板之精細化’探針的直徑為了因應探針 滋^^愈來愈細，此時’最好以複數牧之間隔調整板 控制機構。亦即，在此種技術背景T 藉由微細加工貫通支持探針所用之貫通孔來形成撓曲㈣ 機構’惟考慮加工性，則使用較薄板較理想。此乃在板間 隔變大時，為了以單一間隔調整板來構成挽曲控制機構， 丨必需準備較厚的二隔調整板’而相對於在厚板上極難形成 t紙張尺度適財_ χ 297 ^ 4 312233 A7 五、發明說明（5 ) 微細貫通孔，準備複數枚較薄板來調整板間隔時，在各板 上形成微細貫通孔即變得較為容易所致。 又在如上述構成之接觸部中，若使第一板及第二板隔 著-定間隔平行配置，並且相對地平行移位時，則可使複 數探針之撓曲方向皆朝向平㈣位方向，而使施加於接觸 部刀之負荷均勻化，並使各接觸部之接觸電阻均勻化。 又，藉由電氣絕緣外皮來被覆複數探針之軸方向令間 部，則可防止因探針之軸方向令間部彼此間之直接接觸而 發生之電氣短路。 又，本發明之基板檢查裝置為了達成上逑目的，具備： 記載於申請專利範園第！項至第7項令之任何一項的檢查 夹具，以及與複數連接用電極電氣地連接並將電氣信號選 擇性地給予複數探針俾進行基板檢查的基板檢查部。藉由 使用如上述構成之檢查夹具，可透過電極部使探針與基板 檢查部確實雨且低電阻地連接，缉而能夠以高精度且以優 異的可靠性進行基板檢查。 [發明之實施形態ί 第1圖係表示本發明之基板檢查裝置之一實施形態的 立體圖。又，第2圖係表示使用於第丨圖之基板檢查裝置 的基板檢查用檢查爽具之分解裝配立體圖。該基板檢查裝 置係具備：具有一面支持複數探針4一面使該探針4之前 端部43與作為檢查對象之基板（第4圖中之符號S)接觸的 接觸部1及電極部2的檢查夹具3;以及與檢查爽具3電 氣地連接的基板檢查部（第4圖中之代號5)，而將電氣信號 本紙張尺度適用肀國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 312233 訂 mw 經濟部智慧財產局員工消費合作·印製 505792 A7 五、發明說明（6 ) 從基板檢查部選擇性地給予複數探_4俾$行基板檢查。 -構成該檢查爽具3之接觸部】係如帛】圖及第2圖所 示，大致平行地分隔配置有隔著間隔件n之第一板】2與 第二板13’而且在此等兩塊板12與13之間’從上方朝下 方依次積層配置有間隔調整間隔件14a、間隔調整板i4b、 間隔調整間隔件14c及間隔調整板14d。此等板i2、、 Md各自形成有用於以供探針貫通而支持探針4之複數個 探針孔12卜141、14卜並各自形成有複數個定住孔122、 142 ^ 142° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 各探針4之軸方向中間部41係如第2圖所示，由三氟 乙稀等之電氣絕緣外皮42加以被覆，如下將詳述地，係以 探針4之前端部43插穿過探針孔m、ι41時，電氣絕緣 外皮42係卡接在探針孔·】2】、^ 41之周緣部的方式構成。 亦即，探針孔121、141之内徑係設定成比電氣絕緣外皮 42之外徑小〇 另一方面，第二板】3也形成有用於插通探針4之貫通 孔131。惟該貫通孔ι31係與探針孔ι21、ι41不同，具有 比電氣絕緣外皮42之外徑大之内徑，使被覆著電氣絕緣外 皮42之探針所可插通自如。又第二板13上以如下所逑之 方式設有裝配檢查夾具3時所用的裝配用定位孔132及設 定用定位孔1 3 3。 以下，藉由一面參照第3圖一面說明檢查夹具3之裝 配順序。可使接觸部1及電極部2之構成更為明確。第3 圖係表示使用於第]圖之基板檢查裝置的基板檢查用檢查

ί靖先閱讀背面之注意事項寫本頁) 項1^ • I n H · 裝 i 訂-----*---! # 本紙張尺度適时國規格⑽X 297公髮） 6 312233 A7 五、發明說明（7 ) 失具之裝置順序的圖式，其係模式地表示第2圖之a-A線 剖面。 首先如第3(a)圖所示，在第一板12與第二板〗3之間， 而且在第一板12之近旁積層配置間隔調整間隔件、間 隔調整板i4b、間隔調整間隔件14c及間隔調整板i4d(又， 對於同圖之間隔件14a、14c之圖示係被省略）。由此，調 整從與第二板13最接近之間隔調整板14d到第二板13之 距離，亦即調整板間隔即可控制探針4之撓曲狀態， 可調整探針4之前端部43與基板之接觸負荷。對於此點， 在以後詳逑。 又，如此地一面積層配置板12、14b、14d、13，一面 將插銷15插通於定位孔122、142、142及裝配用定位孔 由此，探針孔121、<141、】41及貫通孔i3i排列在一 直線上。又，在該狀態下從第二板13侧插入具有外皮之探 針4，並將探針前端部43依探針孔141、ΐ4ι、之順序 插通而由板12、Ub、14d以供探針貫通的方式加以支持。 以下，如第3(b)圖所示，使探針4之後端部料嵌入電 極部2之連接用電極21。該電極部2係在其電極導板u 上設有與探針4之後端部44 一對一對應之複數連接用電極 21。又’各連接用電極21之前端部211係形成為凹狀形狀， 而可將探針後端部44嵌入該凹部（前端部）211。囤此"， 接觸部1與電極部2相對地接近移動時’就所有探針 口 各探針後端部44可嵌入與之對應之連接用電柽 前端部2Π而與該前端部2Π電氣地連接。 1之 本:紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公髮厂 7 312233 -------------裝·11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . --線- -I I I · fyz 五、發明說明) 以下’如第3⑷圖所示，從裝配用定… 銷]5,益將第二板】3與電極導板^地:下插 -及間隔調整板―朝箭號方向二也 ，插入設定用定位孔133。如此，：針移二後;： 探針後端部44相對地平行移位而使探針4之轴方^ 3與 :1撓曲。結果，如第4圖所示’在探針前：部 端部43在圓圈部位m分別與第一板12及^針前 板Ud作物理性的接觸。 及間隔調整 另一方面，在探針後端側，探針後端部44 極之知技術同樣地’探針後端部“Ϊ 連接用電極21之别端部2n係沿著探針4 。 之上下方向)施加有負荷，而且在圓圈部位(卡止二圖 4沿著與軸方向大致垂直之方向中卩沿著大 、 也:加有負荷成分。如此，由於各探針4之:= 41撓曲，而在探針4發生起因於該繞曲之負荷，該負= 接施加於圓圈部位P3、P4之各部 、何直 部44與連接用電極21之接觸部分作用有複mi後/1 能確實而且低電阻地使探針4與連接用電極相： 又，各探針4之撓曲方向雖為任意方向 施形態’藉由板之平行移位，由於相 … 端部43與探針後端部44而使探 立探針刖 ^ L 1 (釉方向中間部41 撓曲’因此可使探針4之撓曲方向與 如此，藉由如此地使撓曲方向—致，可#此方向一致。 |____ 致，可使作用於探針後端 本紙張尺度时關家鮮格⑽χ 29f^· 8 312233 事 頁 # ^05792 9 B7 五、發明說明（9 ) 部竹與連接用電極21之接觸部分之負 各接觸部分之接觸電阻均勾化。 摇:：，又可使 靠性上使撓曲方向一致可說相當有利在“檢查精度及可 又’依照本實施形態，由於藉 一，即使探= 板檢彼查此間近接移動’也可防止電氣短路而可進行正確之基 又在如上述地所構成之檢查夹具3,由於複數播叙z 係由接觸部1加以支持，因此，在一 斜 丨或破損時’可從接觸部1僅拆下該探針:，再裝、發生知傷 在維修性或裝配性上也相當優異_上新_ ’ 又依照上述實施形態，在第—板12與第二板！ ==整間隔件陶隔調整板ub、間隔調整;隔 牛c及間隔調整板14d，而構成可調 到第二板Π之距離，亦即構成可調整板間隔=板， 藉由調整板間隔“而可控制探針4之軸方向中間 撓曲狀態，可設定探針前端部43所給予基板之探針負荷, 在此，準備直徑互不相同之四種類（探針直、 W3、㈣之探針4，調查探針負荷相對於 必 之雙化，則得到如第5圖所示之關係。由第5圖^知紅 由調整板間隔AL即可控制探針負荷，而依 《 即可正確地調整探針負荷而可進行高精度之基板檢t態 Ϊ I二I:::，藉由間隔調整間隔件⑷、間隔調整 丨 a —^^钓及間隔調整板〗4d來構成用 本紙張尺度適用中國國 312233

------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n n n J -n I— 線--- 五、發明說明（】ί)) 以調整板間隔的撓曲控制機構，惟設置間隔調整間隔 件14a、14c並不是必須構成要件，例如積層配置複數間隔 調整板，或是以單一之間隔調整板來構成撓曲控制機構也 可以。又，對於間隔調整間隔件及間隔調整板之形狀或數 量等也可以任意。 但疋，考慮在板上形成貫通孔時之加工性或加工精度 等，則如該實施形態所示以複數枚之間隔調整板構成撓曲 控制機構較有利。此乃隨著基板之精細化，探針直徑為了 因應探針數之增大而愈來愈細，因而必須藉由微細加工用 於貫通支持此等探針之貫通孔來形成撓曲控制機構之故， 更詳述之’使板間隔雙大時，欲以單一間隔調整板構 成撓曲控制機構，必須準備較厚之間隔調整板，而相對於 在厚板上極難形成微細貫通孔，準備複數牧較薄板來調整 板間隔時，在各板上形成微細貫通孔即變得較為容易。 然而，上述實施形態之檢查夹具，係構成將探針後端 部44嵌入連接用電極21之凹部（前端部）21，惟如下述般 構成探針後端部44未嵌入連接用電極21之凹部（前端 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 部）而僅卡接於凹部211之一部分，也可得到與上述實 施形態相同作用效果。以下一面參照第6圖及第7圖，一 面説明本發明之基板檢查用檢查夹具之其他實施形態。 a ,第6圖係表示本發明的基板檢查用檢查夾具之其他實 施形態之檢查夹具之裝配順序的圖式。又第7圖係表示第 6圖所示之檢查夾具之探針前端部與基板之接觸狀態，及 探針後端部與連接用電極之接觸狀態的放大剖視圖。本實 ί"紙張尺度祕（2^^ _____ 10 312233 505792 A7 五、發明說明（η ) 施形態係如第6(a)圖所示，與券義 辨无别之實施形態同樣地，為 了確保對應於預定之探針負荷的板間隔al，一面依序積 層配置板12、14b、14d、13，一而产〜 面在疋位孔122、142、142 及裝配用定位孔132插通插銷3 s 羯15。由此，使探針孔121、 Ϊ41、】41及貫通孔U1排列一亩縿u J夏線上。如此，在該狀態下 從第二板侧插入具有外皮之摄斜 災 < 稞針4，使探針前端部43以探 針孔141、141、121之順序插诵 7備迷而由板12、14b、14d 以供探針貫通的方式加以支持。 以下，如第6(b)圖所示，從裝配用定位孔132拔掉插 銷15,使第二板13相對於第一板]2及間隔調整板⑽、 朝箭號方向平行移位之後，將插銷”插入設定用定位 孔133。如此，探針前端部43與探針後端部44相對地平 行移位而使探針4之轴方向中間部4]撓曲。結果，例如第 7圖所示’在探針前端部侧，探針前端部43在圓圈部位 P1、P2分別與第一板12及間隔敕也q J ^ l 门W碉整板14d作物理性的接 觸、 以下’如第6(c)圖所示’使接觸部1相對於電極部2 相對地移動。如此’如第7圖所示’各探針後端部以，卡 止於與之對應的連接用電極21之凹部（前端部）2ιι的内壁 面而與連制電極21電氣地m在本實施形態中， 由於如上述地使探針4之軸方向中間部4]撓曲因此在 探針後端側係與先前實施形㈣樣地’探針後端部44與連 接用電極21之前端部211係沿著探針4之轴方向（同圖之 上下方向）施加有負荷’而且在圓圈部位（卡止部分）p3也施 中關家鮮

-丨裝 訂： -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 312233 505792 A7

12 312233 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 13 龙、發明制（13 ) -- $探針與連接用電極相接觸，可大幅度提高檢查精度及可 彝性。又，由於以藉由接觸部支持複數探針之方式構成， 因此探針更換變得容易，可得到優異之維修性及裝配性。 [圖式之簡單說明] 第1圖係表示本發明的基板檢查裝置之一實施形態的 立體圖。 、 # 第2圖係表示使用於第i圖之基板檢查裝置之基板檢 查用失具的分解裝配立體圖。 第3圖（a)至（c)係表示使用於第i圖之基板檢查裝置之 基板檢查用檢查夹具之裝配順序的圖式& 第4圖係表示探針前端部與基板之接觸狀態，及探針 後端部與連接用電極之接觸狀態的放大剖視圖。 第5圖係表示相對於板間隔之探針負荷之變化的圖 表。 第6圖（a)至（c)係表示本發明的基板檢查用檢查炎具 之其他實施形態之檢查夾具之裝配順序的圖式。 第7圖係表示第6圖所示之檢查夹具之探針前端部與 基板之接觸狀態，及探針後端部與連接用電極之接觸狀態 的放大剖視圖。 第8圖係表示習知之基板檢查用檢查夹具的圖式。 [元件符號說明] 1 接觸部 2 電極部 3 檢查夾具 4 探針 5 基板檢查部 12 第一板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312233 I — 111 ------I I ^ » I I ----I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 五、發明說明（W 13 第二板 “a、14c間隔調整間隔件(撓曲控制機構） 隔調整板(繞曲控制機構） 11 連接用電極 41 ^ 1 (彳木針之）輪 丨2電氣絕緣外皮 43 方向中間部 . 探針别端部 4 探針後端部 1y11i21、141探針孔 11 (連接用電極之）前端部 ^、P4圓圈部位 △ L板間隔 訂 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 312233

Claims (1)

1. 505792 . 緣盘愈敗8.重4 Η3 第90109243號專利申請荦 申請專利範圍修正本 (91年8月14曰） •一種基板檢查用檢查夾具，其係具有·· 一面以使複數探針的轴方向中間部撓曲之狀態支 持複數探針，-面使各探針之前端部與作為檢查對象之 基板接觸之接觸部；以及 .以與上述複數探針之後端部一對一對應的方式設 置複數連接用電極’並使此等複數連接用電極與分別與 之對應之探針後端部接觸之電極部， 亚以各探針之後端部及與該探針後端部接觸之連 接用電極之前端部中之一方端部卡接於另一方端部而 使兩者此電氣連接之方式，構成上述複數探针及上述複 數連接用電極。 如申明專利範圍第1項之基板檢查用檢查夹具，其中上 述複數探針係以朝一方向撓曲之狀態支持於上述接觸 部。 如申請專利範圍第1項或第2項之基板檢查用檢查夾 具，其中上述一方端部係形成為凸狀，上述另一方端部 係形成為凹狀；上述一方端部之凸狀部分係卡接在上述 另一方端部之凹狀部分的内壁面。 如申請專利範圍第1項或第2項之基板檢查用檢查夾 /、其中上述一方端部係形成為凸狀，上述另一方端部 係形成為凹狀；上述一方端部之凸狀部分係嵌入上述另 A4i格⑽ X297公爱） 312233 H3 一方端部之凹狀部分。 •如申喷專利範ϋ第1項或第2項之基板檢查用檢查夹 具’其中上述接觸部係具有··與上述基板相向配置而以 1上述複數探針前端部貫通的方式支持上述複數探針 則端部之第_缸·命，, ^ 扳，〃上述電極部相向配置而以供上述複 數探針後端部貫通的方式支持上述複數探針後端部之 第—板；以及配置於上述第-板與上述第二板之間以控 制上述複數探針之軸方向中間部的撓曲狀態之撓曲控 制機構。 .如申請專利範圍第5項之基板檢查用檢查夹具，其中在 上述第一板近旁配置至少-塊以上的間隔調整板以作 為上述撓曲控制機構，以藉由該間隔調整板以供上述複 數探針前端部貫通的方式支持上述複數探針前端部，並 精由調整從上述間隔調整板中最接近上述第二板之間 隔調整板至上述第二板之間隔，而可控制上述複數探針 之軸方向中間部之撓曲狀態。 7. 8. 如申請專利範圍第5項之基板檢查用檢查夹具，其中上 述第一板及上述第二板係隔著一定間隔而平行配置，並 且相對性地平行移位，而使上述複數探針之撓曲方向與 平^亍移位方向*致。 如申請專利範圍第！項或第2項之基板檢查用檢查夹 具，其中上述複數探針之軸方向中間部係藉由電氣絕緣 外皮加以被覆者。 一種基板檢查裝置，其係具有： 本紙張用中國國家標準（CNS) Α4規袼（21〇χ 297公爱） 2 312233 I 505792 8, · i ——J___H3_ 如申請專利範圍第1項至第8項中任何一項之檢查 夾具；以及 與上述複數連接用電極電氣連接並將電氣信號選 擇性地給予上述複數探針而進行基板檢查的基板檢查 部。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 x 297公釐） 3 312233