TWI495879B

TWI495879B - 探針及電性連接裝置

Info

Publication number: TWI495879B
Application number: TW102124275A
Authority: TW
Inventors: Satoshi Narita; Kenji Sasaki
Original assignee: Nihon Micronics Kk
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2015-08-11
Also published as: TW201405129A; KR20140015188A; JP2014025817A; JP5947139B2; KR101478714B1

Description

探針及電性連接裝置

本發明係關於一種探針及使用該探針的電性連接裝置。

半導體裝置的檢測會用到探針，於檢測時，探針接觸於具有受測體的半導體裝置之電極。例如專利文件1之探針包括：台座；接觸器；第一彈性構件，連接有接觸器；第二彈性構件，連接於第一彈性構件；第一連接構件，連接第一彈性構件之前端部及第二彈性構件之前端部；第二連接構件，連接第一彈性構件之後端部及第二彈性構件之後端部；以及第三連接構件，位在第一彈性構件之前端部而連接於在第二彈性構件的背側而突出的接觸器。此種探針於接觸器為接觸於受測體之電極時，藉由第一彈性構件、第二彈性構件、第一連接構件及第二連接構件為平行連接而獲得高剛性。因此，可得到具有小的過度驅探(overdrive)之大的針壓。

[習知技術文件] [專利文件]

專利文件1：日本特開2004-156993號公報

專利文件1之探針，第三連接構件之後端緣配置於比該第一連接構件之後端緣為較前。因此，接觸器接觸於受測體之電極而使探針為過度驅探時，因為應力集中於設在第一彈性構件的第一連接構件之後端緣所配置的位置處，而有損害探針之耐久性之虞。

鑒於上述課題，本發明之目的為提供一種高耐久性的探針及使用此探針的電性連接裝置。

關於本發明之一態樣的探針，包含：一台座；一第一彈性構件以及一第二彈性構件，以一預定間隔而隔開配置；一第一連接構件，配置在該第一彈性構件與該第二彈性構件之間，而連接該第一彈性構件之前端部與該第二彈性構件之前端部；一第二連接構件，配置在該第一彈性構件與該第二彈性構件之間，而連接該第一彈性構件之後端部與該第二彈性構件之後端部；一第三連接構件，配置為於與設置在該第一彈性構件的該第一連接構件為相反側；以及一接觸器，藉由該第三連接構件而連接該第一彈性構件之前端部，而於該第三連接構件之相反側突出，其中該第三連接構件之後端緣係配置於比該第一連接構件之後端緣較為後方。

關於本發明之一態樣的電性連接裝置，包含：接觸於受測體的上述探針；以及一線路基板，係懸臂支梁式地支承該探針。

如上所述，經由本發明能夠提供高耐久性的探針及使用此探針的電性連接裝置。

1‧‧‧電性連接裝置

2‧‧‧受測體

3‧‧‧電極

4‧‧‧線路基板

4a‧‧‧開口

5‧‧‧探針

6‧‧‧連接墊陸

7‧‧‧測試器墊陸

8‧‧‧台座

9‧‧‧接觸器

10‧‧‧第一彈性構件

11‧‧‧第二彈性構件

12‧‧‧第一連接構件

13‧‧‧第二連接構件

14‧‧‧第三連接構件

15‧‧‧座部

16‧‧‧針尖部

P1‧‧‧位置

P2‧‧‧位置

圖1係概示關於本發明的實施例之電性連接裝置的仰視圖。

圖2係概示關於本發明的實施例之電性連接裝置的部分剖視圖。

圖3係概示關於本發明的實施例之探針的立體圖。

圖4係概示對照用探針之前端部的側視圖。

圖5係概示對照用探針之前端部的側視圖。

圖6係顯示關於本發明的實施例之探針以及對照用探針，於設在第一彈性構件的第一連接構件之後端緣所配置的位置處的作用應力的圖。

圖7係顯示關於本發明的實施例之探針及對照用探針，於設在第一彈性構件的第一連接構件之後端緣所配置的位置處的作用應力的圖。

下面將參照隨附圖式對於實施本發明的較佳模式進行說明。但是，本發明並非限制於下面的實施例。再者，為使說明簡潔，下面的說明及圖式會視情況予以簡化。另外，下面的說明中，雖然為使說明明確而定義出前後方向、左右方向、及上下方向，但會依據使用模式而適當變更。

首先，對本實施例的探針及電性連接裝置之結構進行說明。如圖1及圖2所示，電性連接裝置1係為了受測體2之供電測試，而作為將半導體裝置等的受測體2所具有的複數個電極3以及未圖式的測試器(tester)電性連接的裝置而使用。

以下，為容易理解，受測體2係作成將複數個電極3為二列的設置。但，本發明亦能夠適用複數個電極設於矩形各邊的受測體、及複數個電極矩陣配置的受測體等其他的受測體用的裝置及探針。

電性連接裝置1如圖1及圖2所示，包括：盤形的線路基板4，由電性絕緣材料所製成；以及複數個探針5，連接於線路基板之下表面，亦即作為探針板而製造。

線路基板4如圖1所示，為電性絕緣的基板。線路基板4於中央具有比受測體2之檢測點較為大的開口4a。再者，線路基板4具有各別對應於探針5的複數個連接墊陸(land)6，於開口4a之周圍之下表面隔開配置。另外，線路基板4於上表面之外周緣部具有與測試器電性連接的複數個測試器墊陸7。

開口4a如圖1及圖2所示，於厚度方向上貫穿線路基板4。於圖1及圖2中，開口4a因複數個電極3配置成二列而具有長方形形狀。但是，實際上，開口4a之形狀是根據電極3的配置狀態以及與其對應的探針的排列而決定。或者亦可不提供開口4a。

連接墊陸6如圖1及圖2所示，為形成於線路基板4 之下表面的線路圖案(pattern)之一部分。連接墊陸6使開口4a位於之間而配置成二列。位於開口4a相反側的連接墊陸6自開口4a之側邊朝相互的相反側而延伸。

測試器墊陸7，如圖1所示，於線路基板4之外周緣部以多重圓之列型而配置。測試器墊陸7對應於探針5及連接墊陸6，且藉由線路基板4之內部線路(圖未示)而電性連接於對應的連接墊陸6。測試器墊陸7於測試時為與測試器相電性連接。

探針5如圖2及圖3所示，包括台座8、接觸器9、第一彈性構件10、第二彈性構件11、第一連接構件12、第二連接構件13、及第三連接構件14。這些構件由導電材料所構成。探針5藉由台座8而與連接墊陸6相連接。

接觸器9如圖2所示，與受測體2之電極3相接觸。接觸器9包括座部15及針尖部16，且藉由第三連接構件14而連接於第一彈性構件10。

座部15如圖2及圖3所示，連接於位於第一彈性構件10之前端部的下表面。針尖部16連接於座部15之下表面。藉此，本實施例之接觸器9形成為自第三連接構件14朝下突出的突出電極之形狀。

針尖部16如圖3所示，具有例如角錐形之形狀。但是，只要按壓於受測體2之電極3的下端是尖銳的，換言之，只要具有外表面朝下端為漸減的形狀，亦可為圓錐形之類的其他形狀。

第一彈性構件10如圖2及圖3所示，為長條狀的板件。再者，第二彈性構件11亦為長條狀的板件。亦即，第一彈性構件10及第二彈性構件11為片彈簧。第一彈性構件10及第二彈性構件11為於前後方向為延伸的懸臂(arm)。而且，圖2及圖3中之前後方向為第一彈性構件10及第二彈性構件11之長度方向。第一彈性構件10與第二彈性構件11為上下隔開配置且平行延伸。

本實施例之第一彈性構件10及第二彈性構件11於厚度尺寸(高度尺寸)及寬度尺寸為相等。而且，第一彈性構件10之長度尺寸比第二彈性構件之長度尺寸較為長。並且，厚度尺寸為以圖2及圖3之上下方向的尺寸來表示、寬度尺寸為以圖2之紙面的垂直方向及圖3之左右方向的尺寸來表示、長度尺寸為以圖2及圖3之前後方向的尺寸來表示。

此處，如圖2所示，前後方向上的第一彈性構件10 之後端緣與第二彈性構件11之後端緣配置於相等位置。其結果，第一彈性構件10之前端緣比第二彈性構件11之前端緣較為向前突出。然而，第一彈性構件10與第二彈性構件11之各尺寸只要可彈性變形，則可適當設定。

第一連接構件12如圖2及圖3所示，連接於第一彈性構件10之前端部與第二連接構件11之前端部。亦即，第一連接構件12之下表面連接於第一彈性構件10之前端部的上表面。再者，第一連接構件12之上表面連接於第二彈性構件11之前端部的下表面。

本實施例之第一連接構件12於前後方向具有預定長度。於前後方向上，第一連接構件12之前端部配置於第一彈性構件10之前端部與第二彈性構件11之前端部之間之位置。即，第一連接構件12之前端部配置於比第一彈性構件10之前端部較為後方，且於第二彈性構件11之前端部之前方。

第二連接構件13如圖2及圖3所示，連接於第一彈性構件10之後端部及第二彈性構件11之後端部。亦即，第二連接構件13之下表面連接於第一彈性構件10之後端部的上表面。再者，第二連接構件13之上表面連接於第二彈性構件11之後端部的下表面。

本實施例的第二連接構件13於前後方向具有預定長度。於前後方向上，第二連接構件13之後端緣配置於與第一彈性構件10及第二彈性構件11之後端緣約略相等的位置。

第一連接構件12及第二連接構件13形成為例如具有與第一彈性構件10之寬度尺寸約略相等的寬度尺寸的矩形之平面形狀。再者，第一連接構件12及第二連接構件13具有相同的高度尺寸(亦即，厚度尺寸)。藉此，第一彈性構件10、第二彈性構件11、第一連接構件12及第二連接構件13形成為可彈性變形的平行連接(parallel link)。即，第一彈性構件10、第二彈性構件11、第一連接構件12及第二連接構件13構成雙臂結構之懸臂梁(cantilever)。於是，於過度驅探時，第一彈性構件10與第二彈性構件11仍維持約略平行的狀態而進行彈性變形。

第三連接構件14如圖2及圖3所示，使接觸器9連接於第一彈性構件10之前端部的下表面。亦即，第三連接構件14之下表面連接於接觸器9之座部15之上表面。再者，第三連接構件14之上表面連接於第一彈性構件10之前端部的下表面。第三連接構件14形成為比第一連接構件12較為長。

此處，第三連接構件14形成為例如具有與第一彈性構件10之寬度尺寸約略相等的寬度尺寸的矩形之平面形狀。而且，第三連接構件14於前後方向具有預定長度。詳細而言，第三連接構件14之前端緣自第一彈性構件10之前端緣向前方突出。並且，第三連接構件14之後端緣自第一連接構件12之後端緣向後方突出。

換言之，第三連接構件14自下方(亦即自接觸器9 側)覆蓋位於設在第一彈性構件10的第一連接構件12之後端緣所配置的位置P1。因此，探針5之接觸器9接觸於受測體2之電極3，進一步當探針5之前端部由於過度驅探而向上為上昇時，於第一彈性構件10之位置P1不會產生應力集中，從而能夠降低作用於第一彈性構件10之位置P1的應力。

更者，第三連接構件14亦自下方覆蓋位於設在第一彈性構件10的第一連接構件12之前端緣所配置的位置P2。因此，因此，探針5之接觸器9接觸於受測體2之電極3，進一步當探針5之前端部由於過度驅探而向上為上昇時，於第一彈性構件10之位置P2不會產生應力集中，並因此能夠降低作用於第一彈性構件10之位置P2的應力。

據此，能夠提升第一彈性構件10之耐久性，甚至能夠提升探針5之耐久性。

這樣的探針5之後端部如圖2所示，藉由台座8而電性連接於連接墊陸6。亦即，第二彈性構件11之後端部的上表面藉由台座8而電性連接於連接墊陸6。藉此，探針5為懸臂支梁式地而被線路基板4所支承。

順帶一提，探針5能夠藉由複數次反覆進行光阻之曝光及蝕刻的光微影技術以及將導電性材料鍍層於蝕刻處的鍍層技術，而一體成型製成。作為導電性材料，能夠使用例如鎳。

使用此種電性連接裝置1，對下述的受測體2進行檢測。首先，按壓而使接觸器9之下端接觸於受測體2之電極3，其次將自測試器輸出的檢測訊號通過測試器墊陸7及連接墊陸6等而輸入於探針5，再通過接觸器9而輸入於受測體2之電極3。另一方面，自受測體2之電極3輸出的響應訊號通過接觸器9而輸入於探針5，再通過連接墊陸6及測試器墊陸7等而往測試器輸出。

此時，雖然隨著過度驅探而有向上的力量施加於探針5，如上述般，由於探針5的第三連接構件14自下方覆蓋第一彈性構件10之位置P1，故能夠減低作用於第一彈性構件10之位置P1的應力，而能夠提升探針5之耐久性。

接著，對作用於本實施例之探針5的第一彈性構件 10之位置P1的應力之減低效果進行驗證。作為對照，假設圖4所示的探針A的第三連接構件14之後端緣配置為比第一連接構件12之後端緣較為前方，以及圖5所示的探針B的第三連接構件14之後端緣於前後方向上配置於與第一連接構件12之後端緣約略相等的位置。圖6及7顯示施加於本實施例之探針、探針A及B的應力之模擬結果。

首先，圖6顯示於本實施例之探針5、探針A及B 使用楊氏係數(Young’s modulus)16500kgf/mm² 之材料所形成的情況中，作用於各探針的第一彈性構件10之位置P1(參照圖2、圖4及圖5)的應力。如圖6所示，比起作用於探針A及B的第一彈性構件10之位置P1的應力，得知作用於本實施例之探針5的第一彈性構件10之位置P1的應力有減低，此應力能夠減低約23%。

接著，圖7顯示於本實施例之探針5、探針A及B 使用楊氏係數(Young’s modulus)11200kgf/mm² 之材料所形成的情況中，作用於各探針的第一彈性構件10之位置P1(參照圖2、圖4及圖5)的應力。如圖7所示，比起作用於探針A及B的第一彈性構件10之位置P1的應力，得知作用於本實施例之探針5的第一彈性構件10之位置P1的應力有減低，此應力能夠減低約23%。

以上，雖然說明了關於本發明的探針及電性連接裝置之實施例，但並不限於上述內容，在不脫離本發明之技術思想的範圍內可進行適當變更。例如，上述實施例之探針包括有第一彈性構件10及第二彈性構件11，但彈性構件之數量並無特別限制，只要是複數個。

本申請案主張基於2012年7月27日提出申請的特願2012-166539號日本申請案的優先權，其全部揭示內容茲納入。