TWI503550B - 探針及探針卡 - Google Patents

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Description

探針及探針卡
本發明，係有關於以使基端與基板側作了接觸的狀態來使前端與檢查對象之電極作接觸的探針，以及使用有此探針之探針卡。
用以對於LSI晶片等之檢查對象構件進行檢查的探針，係被組入至探針卡中。通常，係在探針卡中組入有多數根之探針，此探針卡則係被組入至檢查裝置(測試器)中。藉由此，各探針，係在使其之基端與探針卡之基板側作了接觸的狀態下，使前端與檢查對象構件之電極作接觸，並被施加有檢查訊號等。
作為此種探針卡之其中一例，係存在有專利文獻1中所記載之垂直型探針卡。根據圖1、2，對於此垂直型探針卡作說明。垂直型探針卡，係為對於LSI晶片(未圖示)之電性諸特性進行測定的探針卡。
此垂直型探針卡，係具備有：使前端之接觸部1與測定對象物(未圖示)之電極墊片作接觸的探針2、和將此 探針2以僅能夠在垂直方向上移動的方式而作支持之支持部3、和具備有經由具備有導電性之彈性體4而與前述探針2之後端的接觸部5作電性連接之導電圖案6的基板7。
探針2，係被形成為棒狀，其之前端處的接觸部1係被形成為小的球體，後端的接觸部5係被形成為大的球體。
支持部3，係為將上側支持板8和下側支持板9、10作連結所構成，並被安裝在基板7上。在上側支持板8以及下側支持板8、9、10處，係被設置有與LSI晶片之電極墊片的配置相對應之複數個的貫通孔8A、9A、10A。
基板7之導電圖案6，係藉由通孔11而相互被作連接。在通孔11之下側處，係被設置有彈性體4。通孔11以及彈性體4，係分別被設置在基板7之下面中的與LSI晶片之各電極墊片的配置相對應之位置處。此彈性體4，係被成形為漏斗狀，並在中央處被形成有輻射狀之切割痕跡12。彈性體4，係被與通孔11作電性連接。
在探針2之接觸部5和基板7側之彈性體4之間，係存在有空隙。此空隙，係在使探針2之接觸部1與LSI晶片之電極墊片作了接觸之後，於直到探針2之接觸部5與彈性體4作接觸為止的期間中，並不使接觸壓產生，並在接觸部5與彈性體4作了接觸以後，再使接觸壓產生。藉由此，係不會有在接觸部1與LSI晶片之電極墊片作了接觸之後而接觸部1發生位置偏移的情況。
又，作為棒狀之探針的其他例子，係亦存在有在專利文獻2中所記載之探針單元。此探針單元，係如圖3中所示一般，具備有複數之探針銷13和本體部14以及電極板15，而構成之。探針銷13，係作為全體而構成為針狀(圓柱狀)。本體部14，係具備有第1支持部16、第2支持部17以及連結部(未圖示)，而構成之。探針銷13，係通過第1支持部16之插通孔16A和第2支持部17之插通孔17A。在探針銷13之基端部處，係被設置有擋止部18。此擋止部18係與第2支持部17相抵接，探針銷13係被支持於第2支持部17處。藉由擋止部18而被支持於支持部17處之探針銷13的基端部，係與電極板15作電性接觸。
除此之外，雖然支持之方向係為相異，但是，作為設置有支持棒狀之探針的與上述擋止部18相同之鍔的例子，係存在有專利文獻3，又，作為在前端側以及基端側處而設置有與上述擋止部18相同之卡止突起的例子，係存在有專利文獻4。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平09-54115號公報
[專利文獻2]日本特開2008-292327號公報
[專利文獻3]日本特開2006-84450號公報
[專利文獻4]日本特表2009-527759號公報
另外，在上述專利文獻1之垂直型探針卡中，係並未成為恆常將探針2對於基板7側作推壓之構造。因此，在探針2並未與LSI晶片之電極墊片作接觸的無驅動狀態(探針2並未與LSI晶片之電極墊片作接觸之狀態)下，探針2之接觸部5和基板7側之彈性體4係並未相接觸。而，若是探針卡被朝向LSI晶片作推壓，探針2與LSI晶片之電極墊片作接觸，並在保持於該狀態之下而藉由反作用力而使探針2上升(過驅動)，亦即是使探針2被朝向基板7側作推壓，則探針2之接觸部5係會與彈性體4作接觸，透過探針2，LSI晶片之電極墊片和測試器側係會被作電性導通。
在其他之專利文獻中，亦同樣的，由於探針係並未成為被朝向基板側作推壓之構造，因此，藉由過驅動，探針和基板側係會確實地作電性接觸。
另一方面，在近年來之LSI晶片的檢查等中，由於係亦有流動高電流(例如1A程度)的情況，因此係有著產生火花的問題。亦即是，若是從探針與基板側作電性連接的狀態起而將過驅動解除，或者是起因於探針之位置偏移等而導致在探針和基板之間產生空隙，則會產生火花，起因於此，會有探針被燒損或者是脫落的情況，並成為需要修理，而成為問題。
本發明，係為有鑑於此種問題點所進行者，其目的，係在於提供一種能夠對於火花之產生作抑制並防止探針之燒損或脫落的探針以及探針卡。
本發明之探針，其特徵為，具備有：在基端與探針卡之基板側作了接觸的狀態下，使前端與檢查對象構件之電極作接觸的直線狀之本體部；和被設置在該本體部之基端部處，並將該本體部彈性地支持於上述探針卡側之彈性支持部。前述彈性支持部，係將其之基端側一體性地固定在上述本體部之基端部處，並使前端側朝向上述本體部之前端部且朝向該本體部側而圓弧狀地作彎曲，所形成者。又，前述彈性支持部，係在上述本體部之基端部處而包夾該本體部地在兩側處對稱地設置有2個，並彎曲為相同之曲率半徑的圓弧狀，而構成之。作為在探針卡處所具備之複數的探針，係使用了上述之探針。
在本發明之探針中，由於係成為使基端部恆常與基板側作了接觸的狀態，因此，係能夠對於從使探針和基板作了電性接觸之狀態起而使兩者作了分離的情況時之火花的產生作抑制，而能夠防止探針之燒損或脫落。
20‧‧‧探針卡
21‧‧‧主基板
22‧‧‧補強板
23‧‧‧變壓器
24‧‧‧探針頭頂板
25‧‧‧探針頭底板
27‧‧‧探針
28、29、30‧‧‧間隔物
31‧‧‧探針孔
32‧‧‧探針孔
35‧‧‧本體部
36‧‧‧彈性支持部
38‧‧‧基板
39‧‧‧插入孔
40‧‧‧頂薄膜
[圖1]對於第1先前技術例之探針卡作展示的部分剖面立體圖。
[圖2]對於第1先前技術例之探針卡作展示的重要部分剖面立體圖。
[圖3]對於第2先前技術例之探針卡作展示的重要部分剖面圖。
[圖4]對於本發明之實施形態的探針卡作展示之重要部分剖面圖。
[圖5]對於本發明之實施形態的探針作展示之正面圖。
[圖6]對於本發明之實施形態的探針作展示之重要部分擴大圖。
[圖7]對於本發明之實施形態的探針作展示之重要部分擴大立體圖。
[圖8]對於本發明之實施形態的探針之安裝例作展示的立體圖。
[圖9]對於製造本發明之實施形態的探針之半導體晶圓作展示的平面圖。
[圖10]對於將本發明之實施形態的探針裝著在頂薄膜上的狀態作展示之平面圖。
[圖11]圖10之圓部分的擴大圖。
[圖12]對於將本發明之實施形態的探針裝著在探針卡上的粒子作展示之模式圖。
[圖13]對於將本發明之實施形態的探針裝著在探針頭 頂板上的狀態作展示之剖面圖。
[圖14]對於將裝著有本發明之實施形態的探針之探針頭頂板安裝在變壓器上的狀態作展示之剖面圖。
[圖15]對於本發明之實施形態的探針之變形例作展示的正面圖。
以下，針對本發明之實施形態的探針以及探針卡，參考所添附之圖面來作說明。作為本實施形態之探針卡，係可使用能夠將本實施形態之探針作組入的全部之探針卡(垂直型探針卡)。亦可使用上述之先前技術的探針卡。因此，以下，係對於探針卡作概略說明，之後以探針為中心來作說明。
探針卡20，係如圖4中所示一般，主要由主基板21、和補強板22、和變壓器23、和探針頭頂板24、以及探針頭底板25所構成。
補強板22，係被安裝在主基板21之上側面處，並對於主基板21進行補強。變壓器23，係被安裝在主基板21之下側面處。此變壓器23，係於其之內部被設置有導線23A(參考圖14)。變壓器23，係將在探針卡20處而被作多數裝著之探針27和主基板21之配線(未圖示)作電性連接。探針頭頂板24，係隔著間隔物28、29而被安裝在主基板21上。探針頭底板25，係隔著間隔物30而被與探針頭頂板24一同安裝在主基板21上。
在探針頭頂板24處，係被設置有多數之探針孔31。各探針孔31，係被設置在與變壓器23之下側面的導線23A相整合的位置處。在探針頭底板25處，係被設置有多數之探針孔32。各探針孔32，係被設置在與被裝著於檢查裝置內之檢查對象的LSI晶片(未圖示)等之各電極相整合的位置處。
探針27，係通過探針頭頂板24之探針孔31和探針頭底板25之探針孔32而被作裝著。探針27，係如圖4、5中所示一般，由本體部35和彈性支持部36所構成。另外，在本實施形態中，本體部35之全長係為2mm程度，彈性支持體36之全長係為0.15mm程度。
本體部35，係為用以將變壓器23之各導線23A和LSI晶片等之各電極作電性連接的直線狀之構件。本體部35，係為具備有彈性之導電性材料，並例如被形成為四角棒狀。另外，此本體部35，係只要為能夠一面彈性地撓折一面與電極作接觸並進行電性連接的形狀即可，本體部35之剖面形狀，係並不被限定於四角形狀(四角棒狀)，亦可設為其他之多角形狀、圓形狀、橢圓狀、板狀、薄板狀等之其他剖面形狀的棒狀。
本體部35，係通過探針頭頂板24之探針孔31和探針頭底板25之探針孔32。藉由此，係成為在本體部35之基端35a(圖中之上端)與主基板21側之變壓器23作了接觸的狀態下，而使本體部35之前端35b(圖中之下端)與檢查對象構件之電極作接觸。
彈性支持部36，係為用以將上述本體部35彈性地支持在上述探針卡20側的構件。彈性支持部36，係與本體部35相同的，為具備有彈性之導電性材料，並例如被形成為四角棒狀。而，此彈性支持部36，亦係與本體部35相同的，亦可設為其他之多角形狀、圓形狀、橢圓狀、板狀、薄板狀等之其他剖面形狀的棒狀。
彈性支持部36，係被設置在本體部35之基端35a側處。彈性支持部36，係使其之基端36a被一體性地固定在上述本體部35之基端35a處，並使前端36b成為自由端且朝向上述本體部35之前端部地被作配設。
彈性支持部36，係如圖6~8中所示一般，在上述本體部35之基端35a側處，包夾該本體部35地而在兩側對稱地設置有2個。彈性支持部36，係彎曲成圓弧狀地被形成。具體而言，彈性支持部36，係彎曲成相同曲率半徑之圓弧狀地被構成。另外，此彈性支持部36之曲率，係亦可依存於所配置之位置或探針35之長度等而有所改變。例如，亦可將彈性支持部36之基端36a側的曲率設為小，並將前端36b側之曲率設為大。藉由此，與探針頭頂板24側相抵接之彈性支持部36的前端36b側，係並不會有太大之彎曲，而確實地抵住，彈性支持部36之基端36a側則係成為大幅度地彎曲並將本體部35作彈性支持。
探針27，例如係如圖9中所示一般，在矽晶圓等之基板38上而藉由光微影工程來製造之。
如同上述一般所構成之探針27，係如圖10~12中所示一般地而被組入至探針卡20中。
如圖10、11中所示一般，係在複數之設定位置處設置有插入孔39，並從被載置在探針頭頂板24上之頂薄膜40的上側起，而將探針27分別插通於各插入孔39中，且進而插通於探針孔31中。此時，頂薄膜40之各插入孔39，係分別被設置在與探針頭頂板24之各探針孔31相整合的位置處。進而，插入孔39，係配合於探針27之本體部35地而被形成為四角孔狀。藉由此，通過了插入孔39之探針27，係藉由此插入孔39而使旋轉方向被作限制。又，探針頭頂板24，當後述之偏位被作了解除時，係被調整為使探針頭頂板24之探針孔31和探針頭底板25之探針孔32相整合的位置處。
在此狀態下，各探針27係分別通過各插入孔39和探針孔31。藉由此，如圖12(A)中所示一般，各探針27，係經由各插入孔39，而通過探針頭頂板24之探針孔31和探針頭底板25之探針孔32。接著，如圖12(B)中所示一般，探針頭頂板24，係朝向水平方向而被作偏位並被固定。
在對於探針27進行交換的情況時，係經過與上述工程相反之工程，而對於特定位置之探針27或者是全部的探針27進行交換。此時，在探針27之基端部處，係如圖13中所示一般，彈性支持部36，係以幾乎未撓折的狀態而與頂薄膜40作接觸，並支持本體部35。此時，本體部 35之上端部，係如圖13中之t所示一般，而作30μm之程度的突出。
接著，若是將此些之探針頭頂板24以及探針頭底板25安裝於主基板21側處，則如圖14中所示一般，本體部35之基端部係與變壓器23之導線23A相抵接，本體部35係被朝向下方而壓下。
藉由此，彈性支持部36，係使其之前端36b與頂薄膜40相抵接並彎曲。藉由此，本體部35係被作彈性支持並被朝向上方作推壓，本體部35之基端35a係成為恆常與變壓器23之導線23A作了抵接的狀態。
藉由上述工程，而完成探針27之對於探針卡20的組入。
在將此探針卡20組入至檢查裝置中並進行檢查時，係使探針27之本體部35的前端35b與LSI晶片之各電極等作抵接並流動訊號電流。此時，由於探針27之本體部35的基端35a係成為恆常與變壓器23之導線23A作了電性連接的狀態，因此起因於兩者之分離所導致的火花係成為不會發生。
其結果，係能夠確實地防止探針27燒損或者是脫落的情況。
藉由此，被組入有探針27之探針卡20的耐久性以及信賴性係成為有所提升。
[變形例]
在上述實施形態中，雖係將探針27之彈性支持部36在本體部35之兩側處而設置有2個，但是，亦可如圖15中所示一般，將彈性支持部36在本體部35處而僅設置1個。於此情況，亦能夠藉由彈性支持部36而將本體部35作彈性支持，而能夠發揮與上述實施形態相同之作用、效果。
本發明，係並不被限定於上述之實施形態，而亦包含有同業者所能夠想到之各種的變形，又，本發明之效果係亦並不被限定於上述之內容。亦即是，在不脫離藉由申請專利範圍所規定之內容以及從其之均等物所導出的本發明之概念性思想和趣旨的範圍內，係可進行各種之追加、變更以及部分性之削除。
27‧‧‧探針
35‧‧‧本體部
35a‧‧‧基端
35b‧‧‧前端
36‧‧‧彈性支持部

Claims (8)

  1. 一種探針，其特徵為，具備有：在基端與探針卡之基板側作了接觸的狀態下，使前端與檢查對象構件之電極作接觸的直線狀之本體部；和被設置在該本體部之基端部處，並將該本體部彈性地支持於上述探針卡側之彈性支持部，前述彈性支持部，係將其之基端側一體性地固定在上述本體部之基端部處，並使前端側朝向上述本體部之前端部且朝向該本體部側而圓弧狀地作彎曲，所形成者，並在上述本體部之基端部處而包夾本體部地在兩側處對稱地設置有2個，並彎曲為相同之曲率半徑的圓弧狀，而構成之。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述本體部，係為具備有彈性之導電性材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述本體部，係通過探針頭頂板之探針孔和探針頭底板之探針孔，並在使上述本體部之基端與主基板側之變壓器作了接觸的狀態下，使上述本體部之前端與上述檢查對象構件之電極作接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述彈性支持部，係為具備有彈性之導電性材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述彈性支持部，係將其之基端一體性地固定在上述本體部之基端處，並使前端成為自由端，且朝向上述本體部之前 端部地作配設。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述彈性支持部，係為涵蓋其之全長而彎曲成相同曲率半徑之圓弧狀地所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之探針，其中，前述彈性支持部，係將其基端側的曲率設為較前端側之曲率而更小。
  8. 一種探針卡，其特徵為：係在具備有複數之探針的探針卡中，作為上述探針，而使用有如申請專利範圍第1項中所記載之探針。
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