TWI427297B - 基板檢查用之檢查治具 - Google Patents

Description

基板檢查用之檢查治具

本發明係關於基板檢查用之檢查治具，固持用於進行基板檢查的基板檢查用探針。

又，檢查對象不限於印刷電路基板，係例如可撓性基板、多層配線基板、液晶顯示器或電漿顯示器用之電極板、及半導體封裝用之封裝基板或輸送用膠帶等各種基板的電氣配線，本說明書中，將該等各種配線基板總稱為「基板」。

自以往，由於必須利用電路基板上之配線圖案，將電信號正確地傳達至該電路基板所搭載的IC等半導體或電阻器等電‧電子零件，因此對安裝電‧電子零件前之印刷電路基板、液晶面板或電漿顯示器面板形成有配線圖案的電路配線基板，或者形成於半導體晶圓等基板的配線圖案之既定之接觸部分間的電阻值作測定，進行其電特性或好壞之判斷。

具體而言，其好壞之判斷係使電流供給用端子及/或電壓測定用端子抵接到各接觸部分，從電流供給用端子供給測定用電流至接觸部分，並對抵接於接觸部分之電壓測定用端子間所產生的電壓作測定，藉由從所供給電流與所測得電壓計算出既定之接觸部分間的電阻值而進行。

為有效率且正確地進行此種檢查而使用基板檢查裝置，該裝置包含：檢查治具，固持複數之基板檢查用探針，用以抵接至檢查對象之基板之配線圖案上的既定接觸部分而進行既定之檢查；治具移動機構，將該檢查治具移動到既定之檢查位置；及輸送機構，用以將檢查對象之基板輸送到實施檢查的檢查部。

【專利文獻1】日本專利第3690801號　專利文獻1揭示如下之結構：構成頭部之複數板片以固定機構互相固定而一體化形成，且接觸接腳之前端從該頭部突出。

基板檢查裝置中，於檢查時係進行如下之控制：移動治具移動機構以使基板檢查用治具之檢查用探針(接觸接腳)抵接至檢查用基板之接觸部分，藉此進行既定之檢查；當檢查結束時，移動治具移動機構以使檢查治具遠離檢查用基板。

近年來，由於檢查對象之基板不斷複雜化及細微化，設定於基板之檢查點變得更細或更小，故變成小於檢查用探針的直徑。因此，移動治具移動機構以使基板檢查用治具的檢查用探針抵接至檢查用基板的檢查點時，該檢查用探針之前端有時錯開、搖動或振動而該前端難以正確地抵接於既定之檢查點。因此，本發明之目的為：提供基板檢查用之檢查治具，藉由將檢查用探針之前端正確地導引至檢查對象之基板的既定檢查點(既定部分)，可使具有細微直徑之檢查用探針的前端正確地抵接至該既定位置。

又，本發明之目的為：提供基板檢查用之檢查治具，於使檢查用探針之前端抵接至檢查用基板之一部分時，防止該檢查用探針之前端發生彎折等變形。

而且，本發明之目的為：提供基板檢查用之檢查治具，於使檢查用探針之前端抵接至檢查用基板之一部分而進行檢查後，將附著於該檢查用探針之前端的污物等去除，或者使其容易從檢查用探針剝落。

因此，依本發明之基板檢查用之檢查治具係用以固持複數之檢查用探針者，該探針具有：前端部，接觸於檢查基板之配線圖案的既定部分，用以檢查該檢查基板之配線圖案；及後端部，連接於測定裝置；其特徵為：包含：底板，用以固持複數之檢查用探針的後端部；與頭部，具有插入穿通有複數檢查用探針之前端部的開孔，用以將前端部導引至配線圖案的既定部分；且頭部之部分或全部可沿頭部之開孔的軸線方向移動。

該基板檢查用之檢查治具中，頭部之部分或全部較佳係可沿開孔的軸線方向，在離開底板的待機位置與接近底板的檢查位置之間移動。

頭部之部分或全部位於待機位置時，複數之檢查用探針的前端部從與檢查基板接觸之頭部的前面縮入；頭部之部分或全部位於檢查位置時，複數之檢查用探針的前端部可從與檢查基板接觸之頭部的前面突出。

頭部由1或2以上之板片構成，少於構成頭部之複數板片的1或2以上之板片可沿頭部之開孔的軸線方向移動。

而且，較佳係於頭部內或固持頭部之機構配置偏壓裝置，而偏壓裝置使頭部之部分或全部朝離開底板的方向偏壓。

偏壓裝置包含彈簧機構，藉此可使頭部之部分或全部朝離開底板的方向偏壓。

位於待機位置的頭部之部分或全部可利用檢查對象之基板而移動至檢查位置。

插入穿通有複數檢查用探針的頭部之前面的開孔的周圍較佳係形成有凹部。

當頭部位於檢查位置時，檢查用探針之前端部所接觸的部分可進入到該凹部。

又，依本發明之基板檢查裝置中，其特徵為：包含：基板檢查用之檢查治具及檢查用信號控制、處理裝置；該基板檢查用之檢查治具包括：複數檢查用探針，具有：前端部，接觸於檢查基板之配線圖案的既定部分，用以檢查該檢查基板之配線圖案；及後端部，連接於測定裝置；底板，用以固持該複數之檢查用探針的後端部；與頭部，具有供該複數之檢查用探針之前端部插入穿通用的開孔，用以將該前端部導引至該配線圖案的既定部分；且該頭部之部分或全部可沿該頭部之開孔的軸線方向移動；該檢查用信號控制、處理裝置，連接於該複數檢查用探針的後端部，用以控制及處理檢查基板用之信號。

依本發明，為進行檢查，移動治具移動機構使基板檢查用治具之檢查用探針抵接至檢查用基板的一部分時，藉由導引檢查用探針之前端，可使該前端正確地抵接至既定位置。

又，依本發明，使檢查用探針之前端抵接至檢查用基板之一部分時，可防止該檢查用探針之前端發生彎折或彎曲等變形。

而且，依本發明，使檢查用探針之前端抵接至檢查用基板之一部分而進行檢查後，可輕易去除附著於該檢查用探針之前端的氧化膜碎片或焊錫屑等污物，或使其容易從檢查用探針剝落。

實施發明之最佳形態 [檢查治具之概要]

圖1係顯示依本發明之一實施形態的檢查治具10之部分剖面的概略側視圖。又，各構件之厚度、長度、形狀、構件間的間隔等係加以放大‧縮小‧修改‧簡略化等以便於理解。

檢查治具10包含：頭部11、導引板12、底板14、基座15及支持棒16。頭部11、導引板12、底板14及基座15係由樹脂材料等之絕緣材料構成的板狀構件。支持棒16貫通導引板12及底板14，而將其等固持於頭部11與基座15之間。

頭部11將後述探針17之前端導往檢查點(既定部位)。該頭部11由例如3片之板片11A、11B、11C構成。板片11A可沿支持棒16的長邊方向移動，板片11B及11C固定於支持棒16。本實施例中，板片11A可移動成與板片11B之脫離距離變更，該板片11A之移動機構的結構如後述。

又，該等板片形成有複數之貫通孔11h，該等貫通孔位於檢查探針受導引至檢查基板(未圖示)之配線圖案上之待檢查點，並導通接觸於該檢查點的位置。於導引板12、底板14及基座15之對應於板片11A之貫通孔11h的位置，也各形成有貫通孔12h、14h、15h，且探針17貫通該等貫通孔。

各貫通孔11h、12h、14h插入穿通有1支探針17，如圖1所示，板片11A移動至離開板片11B的位置時，其前端部17a從板片11A之表面縮入。

探針17的直徑約為40至60μm，作為探針17，例如可使用由不鏽鋼構成之帶有彈性的鋼琴線或鎢(W)等，較佳係去除前端部及後端部而將周面絕緣被覆。

導引板12固持著插入穿通於貫通孔12h的探針17，並於圖1沿橫方向滑動，而於檢查時，使複數之探針往同一方向撓曲。藉此，防止探針17於貫通孔12h、14h內滑動、移動或振動。探針17由帶有可撓性之導電性探針形成時，該導引板12由於固定保持複數之探針17，因此利用於如上述滑動以使探針彎曲。又，探針17為具有如彈簧之伸縮部的垂直伸縮式探針(不彎曲變形之探針)時，利用導引板12之貫通孔12h作為用以使探針貫通過貫通孔11h與貫通孔14h的中間導引。

基座15之貫通孔15h嵌入有電極15b。於該電極15b有探針17的後端部17b導通接觸。該電極15b連接著生產線18，此生產線18通過基座15中而配線，並電連接於電極部19a。於檢查時，電極部19a連接有掃描器19，進行檢查基板之既定位置的電特性等檢查。

掃描器19將檢查用信號依序選擇性地發送至待測定基板之配線圖案上的檢查點，並從檢查對象之檢查點接收檢查用信號，因應所需，依據該接收信號，計算出檢查點間的電阻值，或者判斷是否導通。

圖1所示之實施例中，由於探針17因彎曲而受推壓至電極15b與檢查點，因此頭部、導引板12與底板14具有既定間隔，而呈中空狀配置有各板片(板狀構件)。

圖2A係圖1中以一點鏈線2A圍繞之部分的放大圖。於探針17因導引板12而彎曲時等，實際情況下，彎曲之探針與貫通孔11h、12h、14h的部分壁面接觸，但圖2A及圖3A中，為求圖式清楚易讀，探針17描繪成直線狀。

如圖2A所示，板片11A受固持於距離板片11B恰L1之距離的位置(待機位置)。L1雖未特定，但形成例如200～400μm。此狀

態維持到使檢查基板接觸於板片11A的表面以檢查基板。另一方面，板片11B、11C固定於支持棒16。

又，如圖2A所示，板片11A、11B、11C形成有小直徑之固持孔21及大直徑之預備孔22。固持孔21的直徑約為40～100μm。形成大直徑之預備孔22係為使小直徑之固持孔21可輕易形成，而使板片有厚度以確保一定強度。

於板片11A之固持孔21形成開口的前面，形成有凹部20。該凹部20之深度D1為50～150μm，且如後述，檢查基板的凸塊可進入該凹部20。又，從該凹部20之底面至探針17之前端部17a的尖端面的距離D2為100～200μm。

圖2B係圖1中以一點鏈線2B圍繞之位置的放大圖。如圖2B所示，板片11A與圖2A同樣地，受固持於距離板片11B恰L1之距離的位置。此狀態維持到使檢查基板接觸於板片11A的表面以檢查基板。另一方面，板片11B、11C固定於支持棒16。

板片11A插入穿通有支持棒16之前端部16g，而板片11A沿靠該前端部可於圖2B沿上下方向(支持棒之長邊方向)來回移動。

但是，支持板片11A的支持棒即使並非棒狀物，只要能沿著頭部之插入穿通有探針的開孔的軸線方向移動，也可為該種構件。

又，板片11A及11B各形成有開孔11Ah、11Bh，且該處配置有使板片11A朝離開板片11B之方向偏壓的偏壓裝置30。

偏壓裝置30包含：固定部31，固定於板片11A；及彈簧32，使固定部於圖2B向上方偏壓。

固定部31由下列部分構成：大直徑部31a，形成接近開孔11Ah之內徑的外形尺寸；小直徑部31b，形成小於開孔11Bh之內徑的外形；及卡止部31s，連接於下端部。

大直徑部31a例如從板片11A之外側以鏍釘33固定，而小直徑部31b環裝有彈簧32。卡止部31s藉由與開孔11Bh內的突起部34卡止，以限定板片11A可脫離板片11B而移動的距離L1。

偏壓裝置30中，通常係彈簧32使大直徑部31a於圖2B向上側偏壓。因該偏壓力，小直徑部31b及卡止部31s與大直徑部31a一同往上方移動。此時，卡止部31s與板片11B之開孔11Bh內的突起部34卡止，以使大直徑部31a停止於該位置。藉此，可將板片11A固持於距離板片11B恰距離L1的位置。

圖3A顯示板片11A位於接觸於板片11B之檢查位置的狀態。亦即，係板片11A與板片11B之間的距離L3為零的狀態。此狀態下，探針17之前端部17a從板片11A之前面突出。該突出之距離L2為50～100μm。又，因著板片11A向板片11B恰移動圖2A及圖2B所示之距離L1，由於探針17之前端部17a變成從板片11A之前面突出，因此探針17之前端部17a於圖3A中，恰移動從二點鏈線所示位置到實線所示位置的距離，即相當於L2、D1與D2之總和距離的200～450μm。

但是，如後述，板片11A移動係因板片11A之前面的一部分抵接至基板的部分面，而板片11A被推向板片11B；此時，由於探針17之前端部17a的尖端碰撞到檢查基板之檢查點的例如凸塊，因此進行基板檢查時，探針17之前端部17a並不如圖3A所示地從板片11A之前面突出。

圖3B中，與圖3A同樣地，板片11A位於接觸於板片11B之檢查位置。亦即，距離L3為零。於此位置，偏壓裝置30的彈簧32收縮。其原因為：板片11A向底板14沿靠支持棒16之前端部16g移動時，由於大直徑部31a與該板片11A一同向板片11B移動，故彈簧32由大直徑部31a向突起部34所抵緊。此時，卡止部31s碰撞到板片11C而停止。

圖4係顯示為對檢查基板40作檢查，使探針17之前端部17a抵接至該檢查基板40上之配線圖案的凸塊42的狀態。此狀態下，檢查基板40之表面與板片11A之前面(圖4中之上方面)的一部分接觸，並且凸塊42進入板片11A的凹部20內。因此，探針17向小直徑之固持孔21內被推入。從而，雖未圖示，探針17藉由於圖1在導引板12與底板14之間的空間內彎曲，以吸收相當於該被推入而無法突出之距離的長度變化。

如上述，檢查基板40雖接觸於板片11A之前面，但由於凸塊42收納於凹部20內，又探針可突出的長度變化能因該探針之彎曲吸收，因此可不受凸塊之高度變化的影響，而使頭部11適切抵接至檢查基板40。

圖4所示之狀態中，從圖1所示之掃描器19依序選擇性地將檢查用信號經由複數之探針17發送至複數之凸塊42，由於從該等凸塊42接收檢查用信號，故可藉由計算出複數之凸塊42間的配線電阻值，或者判斷是否導通，以判斷配線的電特性。

又，圖3之實施例中，探針17雖描繪成對貫通孔11h呈大致平行，但如上述，由於彎曲而配置，故對貫通孔11h往一邊傾斜(接觸於貫通孔11h的內壁)而配置。因此，貫通孔11h與探針17之前端17a滑動，變得可去除探針17之前端17a的污物。

[檢查治具之安裝及拆卸概要]

首先，如圖2A所示，將頭部11之板片11A配置於離開板片11B的待機位置。此係如上述，藉由偏壓裝置30中之彈簧32使大直徑部31a朝離開板片11B的方向偏壓而達成。

於該待機位置，以探針17之前端部17a的尖端面縮入從板片11A之前面所形成的凹部20之底面起D2的距離，例如150μm方式，將探針17配置於小直徑之固持孔21內。藉此，可防止探針17之前端部17a因基板檢查前接觸於其他物體而彎曲。

接著，使頭部11之前面接觸於檢查對象之基板。亦即，於維持頭部在圖2A之狀態下，移動檢查治具10整體，以使頭部11之板片11A的前面抵接至基板的對向面。此時，由於板片11A與基板的面有高低差，因此各個較高部分抵接。又，板片11A之前面抵接至基板之對向面時，基板的凸塊42進入板片11A的凹部20內。

該抵接後，當使檢查治具10整體進一步向基板移動時，由於板片11A受基板推壓，故偏壓裝置30之大直徑部31a抵抗彈簧32的偏壓力而擠進板片11B內。因此，板片11A以靠近板片11B之方式向底板14移動。

如圖3B所示，當板片11A抵接至板片11B時，停止該移動。

如上述，於板片11A抵接至板片11B前，隨著板片11A接近板片11B，探針17之前端部17a從小直徑之固持孔21內向凹部20突出。此時，由於凸塊42如上述地進入凹部20內，故如圖4所示，探針17之前端部17a變成與該凸塊42抵接。如上述，由於當探針17從小直徑之固持孔21突出時能馬上與檢查對象之凸塊接觸，因此可正確地進行供作探針17接觸之位置的控制。

在探針17之前端部17a於凹部20內與凸塊42抵接後的時點，由於板片11A尚未抵接至板片11B，因此探針17之前端部17a雖進入凹部20內，但其前端部的移動馬上被凸塊42擋住。

該被擋住之移動的長度相當於：不存在凸塊42的狀態下，探針17之前端部17a可突出的位置(圖3A所示狀態中之位置)；與抵接至凸塊42而被擋住的位置(圖4所示狀態中之位置)的差。

恰如該未能突出之差異量，探針17於導引板12與底板14之間的空間內彎曲。由於探針17帶有彈性，故探針17之前端部17a因該彎曲部分恢復直線的作用力而可適切地接觸於凸塊42。

板片11A抵接至板片11B的位置為檢查位置，其後，進行既定之配線的檢查。

當結束檢查時，以與上述安裝順序相反流程的順序進行作業，以拆卸檢查治具。

也就是說，當使檢查治具10整體以離開基板之方式移動時，由於板片11A係因偏壓裝置30之彈簧32的偏壓力抵緊至基板，並不會馬上離開基板。此時，隨著板片11B、板片11C、底板14朝離開基板之方向移動，探針17也朝離開基板之方向後退。

因此，探針17之前端部17a從板片11A內的凹部20縮入小直徑之固持孔21內，而回到圖2A所示之待機位置。此時，即使探針17之前端部17a附著了焊錫屑或氧化膜碎片等污物，由於該等污物在該前端部17a從凹部20進入小直徑之固持孔21內時剝落，因此發揮清洗效果。

以上，已說明依本發明之基板檢查用之檢查治具的一實施形態，但本發明不限於該實施形態，熟悉本技藝之士可輕易完成的追加、刪除、修改等亦包含於本發明；又，本發明之技術性範圍依附加之申請專利範圍的記載而限定。

[其他實施形態]

上述實施形態中，已揭示頭部11中僅使板片11A可移動的結構。另外，也可以使板片11A及11B能對板片11C任意移動，或者使頭部11整體能對支持棒16任意移動的方式構成。使頭部11整體移動時，例如亦可在板片11C內固定偏壓裝置30的大直徑部31a，並於支持棒16內配置偏壓裝置30的小直徑部31b環裝有彈簧32者，以利用彈簧32之偏壓力使大直徑部31a離開支持棒16，而使頭部11可以遠離底板14之方式移動。

又，上述實施例中，由於插入穿通有探針的開孔對板片11A、11B、11C等之面方向呈垂直方向形成，因此頭部或其部分板片對其他部分沿垂直方向移動。此種結構雖較理想，但也可將該等開孔以對於該等板片之面方向，不呈垂直而呈傾斜方向排列的方式形成。此種情形下，頭部11或板片沿著該開孔之軸線方向，變成以對基板往傾斜方向接近的方式移動。

10．．．基板檢查用之檢查治具

11．．．頭部

11A、11B、11C．．．板片

11Ah、11Bh．．．開孔

12．．．導引板

14．．．底板

15．．．基座

15b．．．電極

11h、12h、14h、15h．．．貫通孔

16．．．支持棒

16g．．．支持棒之前端部

17．．．探針

17a．．．探針之前端部(前端)

17b．．．探針之後端部

18．．．生產線

19．．．掃描器

19a．．．電極部

20．．．凹部

21．．．小直徑之固持孔

22．．．大直徑之預備孔

30．．．偏壓裝置

31．．．固定部

31a．．．大直徑部

31b．．．小直徑部

31s．．．卡止部

32．．．彈簧

33．．．鏍釘

34．．．突起部

40．．．檢查基板

42．．．凸塊

D1．．．凹部之深度

D2．．．凹部之底面至探針之前端部的尖端面的距離

L1．．．板片11A受固持於待機位置時距離板片11B的距離

L2．．．探針之前端部從板片11A之前面突出的距離

L3．．．板片11A與板片11B之間的距離

圖1係顯示依本發明之一實施例的基板檢查用之檢查治具的側視圖

圖2A係圖1中以基板檢查用之檢查治具之一點鏈線2A所示部分的放大側視圖

圖2B係圖1中以基板檢查用之檢查治具之一點鏈線2B所示部分的放大側視圖

圖3A係以圖1之基板檢查用之檢查治具的一點鏈線2A所示部分中，用以說明移動部分結構後之狀態的放大側視圖

圖3B係以圖1之基板檢查用之檢查治具的一點鏈線2B所示部分中，用以說明移動部分結構後之狀態的放大側視圖

圖4係依本發明之一實施例的基板檢查用之檢查治具的部分放大側視圖。

10．．．基板檢查用之檢查治具

11．．．頭部

11A、11B、11C．．．板片

12．．．導引板

14．．．底板

15．．．基座

15b．．．電極

11h、12h、14h、15h．．．貫通孔

16．．．支持棒

17．．．探針

17a．．．探針之前端部

17b．．．探針之後端部

18．．．生產線

19．．．掃描器

19a．．．電極部

Claims (10)

1. 一種基板檢查用之檢查治具，用以固持複數之檢查用探針，該探針具有：前端部，接觸於檢查基板之配線圖案的既定部分，用以檢查該檢查基板之配線圖案；及後端部，連接於測定裝置；其特徵在於包含：底板，用以固持該複數之檢查用探針的後端部；與頭部，具有供該複數之檢查用探針之前端部插入穿通用的開孔，使該開孔朝向該配線圖案的既定部分，用以將該前端部導引至該配線圖案的既定部分；且該頭部之開孔以相對於垂直而呈傾斜的方向形成，該頭部之開孔形成開口的前面形成有凹部，該頭部之部分或全部可沿該頭部之開孔的軸線方向移動，在檢查時，該檢查基板之該配線圖案進入至該凹部內，且該檢查用探針之該前端部位於該凹部內，該前端部於該凹部內接觸於該配線圖案。
2. 如申請專利範圍第1項之基板檢查用之檢查治具，其中，該頭部之部分或全部可沿該開孔的軸線方向，在離開該底板的待機位置與接近該底板的檢查位置之間移動。
3. 如申請專利範圍第2項之基板檢查用之檢查治具，其中，該頭部之部分或全部位於該待機位置時，該複數之檢查用探針的前端部從與檢查基板接觸之該頭部的前面縮入；該頭部之部分或全部位於該檢查位置時，該複數之檢查用探針的前端部從與檢查基板接觸之該頭部的前面突出。
4. 如申請專利範圍第1項之基板檢查用之檢查治具，其中，該頭部由2以上之板片構成，少於構成該頭部之複數板片的1或2以上之板片可沿該頭部之開孔的軸線方向移動。
5. 如申請專利範圍第1項之基板檢查用之檢查治具，其中，更於該頭部內或固持該頭部之機構配置偏壓裝置，該偏壓裝置使該頭部之部分或全部朝離開該底板的方向偏壓。
6. 如申請專利範圍第5項之基板檢查用之檢查治具，其中，該偏壓裝置包含彈簧機構，藉此彈簧機構使該頭部之部分或全部朝離開該底板的方向偏壓。
7. 如申請專利範圍第2項之基板檢查用之檢查治具，其中，位於該待機位置的該頭部之部分或全部藉由檢查治具整體朝向檢查對象之基板移動來使該頭部受到該基板的推壓力而移動至該檢查位置。
8. 如申請專利範圍第1項之基板檢查用之檢查治具，其中，插入穿通有該複數之檢查用探針的該頭部之前面的該開孔的周圍形成有凹部。
9. 如申請專利範圍第8項之基板檢查用之檢查治具，其中，當該頭部位於該檢查位置時，該檢查用探針之前端部所接觸的部分進入到該凹部。
10. 一種基板檢查裝置，包含：基板檢查用之檢查治具及檢查用信號控制、處理裝置；該基板檢查用之檢查治具包括：複數檢查用探針，具有：前端部，接觸於檢查基板之配線圖案的既定部分，用以檢查該檢查基板之配線圖案；及後端部，連接於測定裝置；底板，用以固持該複數之檢查用探針的後端部；與頭部，具有供該複數之檢查用探針之前端部插入穿通用的開孔，用以將該前端部導引至該配線圖案的既定部分；且 該頭部之開孔以相對於垂直而呈傾斜的方向形成，該頭部之開孔形成開口的前面形成有凹部，該頭部之部分或全部可沿該頭部之開孔的軸線方向移動，在檢查時，該檢查基板之該配線圖案進入至該凹部內，且該檢查用探針之該前端部位於該凹部內，該前端部在該凹部內接觸於該配線圖案；該檢查用信號控制、處理裝置，連接於該複數檢查用探針的後端部，用以控制及處理檢查基板用之信號。