TWI687690B - 探針的保持結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種即使不將探針的前端部設為特殊的形狀、也能夠比以往減小探針的最小間距、並且能夠不限定探針的根數地減小探針的最小間距的探針的保持結構。探針用夾具(10)包括保持探針(30)的後端部(30b)的基部(11)。所述基部(11)的貫穿孔(12)包括與所述電極基板(40)相面對的大徑部(12a)和與所述大徑部(12a)連續的小徑部(12b)，在所述大徑部(12a)與所述小徑部(12b)之間形成有階梯部(12c)。所述探針(30)包括內置於所述大徑部(12a)並形成得比所述小徑部(12b)大徑的環狀的卡定部(33)。

Description

探針的保持結構
本發明涉及一種在基板檢查中使用的探針的保持結構。
以往，在半導體積體電路等(被檢查基板)的導通檢查、電特性檢查中，實施使用了極細的探針的檢查。例如，公知有如下方法：利用探針用夾具保持多個探針的兩端，將該探針用夾具夾在電極基板與被檢查基板之間，使探針的兩端分別與電極基板的端子和被檢查基板的端子相接觸來進行檢查。在這樣的檢查中，在被檢查物件的電極較小的情況下，需要減小探針的最小間距(配置間隔)。
但是，在以往的探針中，探針的最小間距必然是由探針的金屬銷的直徑來確定的。
即，在將探針向探針用夾具內插入時，從與電極基板相面對的側的孔(後端側的孔)插入探針，該探針自與被檢查基板相面對的側的孔(前端側的孔)突出。在將以往探針的前端部貫穿於前端側的孔時，絕緣塗層卡定於前端側的孔並作為止擋件發揮作用，從而防止了探針自探針用夾具脫落(參照後述的專利文獻1)。此時，前端側的孔需要形成為大徑至能夠供探針的前端部(金屬銷)順利地滑動的程度。而且，探針的絕緣塗層需要形成得比該前端側的孔大徑至無法通過前端側的孔的程度。而且，後端側 的孔需要形成得比絕緣塗層大徑至能夠供該探針的絕緣塗層通過的程度。而且，由於後端側的孔之間的壁厚因加工技術上的制約而被確定，因此由後端側的孔徑和孔之間的壁厚確定的探針的最小間距也被確定。
這樣，前端側的孔徑的最小值必然被探針的金屬銷的直徑確定，絕緣塗層的外徑的最小值必然被前端側的孔徑確定，後端側的孔徑的最小值必然被絕緣塗層的外徑確定，探針的最小間距必然被後端側的孔徑確定。換言之，探針的最小間距必然被探針的金屬銷的直徑確定。因此，在減小探針的最小間距時，只好減小探針的金屬銷的直徑。
但是，若使用線形的較細的探針，則維護的成本增加，更換操作也變複雜。反之，如果能夠不減小金屬銷的直徑而實現窄間距，則能夠實現使用者的成本削減、操作性提高。因此，要求一種不減小金屬銷的直徑而實現窄間距的技術。
另外，在專利文獻1中公開了一種技術，將兩根探針作為一對插入檢查裝置用夾具的一個孔內，利用使該一對探針的前端部同時接觸被測量體的一個電極的4端子電阻測量法來測量所述被測量體的電特性。根據這種方法，即使不減小金屬銷的直徑，也能夠減小兩根探針的最小間距。
在該專利文獻1所記載的技術中，插入到孔內的探針的前端部由自絕緣覆膜暴露的金屬導體形成，去除該前端部側的所述絕緣覆膜的一部分或全部並形成絕緣覆膜去除部，在該絕緣覆膜去除部與所述絕緣覆膜之間設有階梯部。該階梯部卡定于孔周緣並作為止擋件發揮作用，從而防止了探針自檢查裝置用夾具脫落。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2006-98066號公報
但是，由於插入到孔內的探針的前端部的形狀不是通常的探針那樣的圓形截面，因此上述專利文獻1所記載的結構存在探針無法在孔中順利地滑動的隱患。另外，在探針為兩根的情況下，能夠使最小間距變窄，但是對於3根以上的探針，卻無法減小最小間距。
因此，本發明的課題在於提供一種即使不將探針的前端部設為特殊的形狀、也能夠比以往減小探針的最小間距、並且能夠不限定探針的根數地減小探針的最小間距的探針的保持結構。
本發明是為了解決上述問題而做成的，其特徵在於以下。
技術方案1所記載的發明的特徵在於，該探針的保持結構包括探針和保持所述探針的兩端部並配置在電極基板與被檢查基板之間的探針用夾具，所述探針用夾具包括保持所述探針的後端部並以能夠與電極基板接觸的方式配置於該電極基板的基部，在所述基部上設有供所述探針貫穿的多個貫穿孔，所述貫穿孔包括與所述電極基板相面對的大徑部和與所述大徑部連續的小徑部，在所述大徑部與所述小徑部之間形成有階梯部，所述探針包括內置於所述大徑部並形成得比所述小徑部大徑的環狀的卡定部。
除了技術方案1所記載的發明的特徵點以外，技術方案2所記載的發明的特徵還在於，所述貫穿孔的大徑部與其他大徑部相連地形成。
除了技術方案1或2所記載的發明的特徵點以外，技術方案3所記載的發明的特徵還在於，所述階梯部通過將所述貫穿孔設為階梯孔而形成。
技術方案1所記載的發明如上所述，供探針貫穿的貫穿孔包括與電極基板相面對的大徑部和與所述大徑部連續的小徑部，在所述大徑部與所述小徑部之間形成有階梯部，所述探針包括內置於所述大徑部並形成得比所述小徑部大徑的環狀的卡定部。因此，環狀的卡定部成為止擋件，能夠防止探針自探針用夾具脫落。由於卡定部成為止擋件，因此不必使探針的絕緣覆膜卡定於前端側的孔。換言之，能夠使探針的絕緣覆膜變薄。通過使探針的絕緣覆膜變薄，能夠減小後端側的孔徑，因此能夠減小探針的最小間距。而且，由於不將探針的前端部設為特殊的形狀就能夠實現這種效果，因此也不會產生探針的前端部無法順利地滑動這樣的問題。另外，能夠不限定探針的根數地減小探針的最小間距。
另外，由於卡定部被大徑部保持，因此探針的與基板相面對的後端部不移動，能夠提高探針的位置精度。
另外，技術方案2所記載的發明如上所述，所述貫穿孔的大徑部與其他大徑部相連地形成。根據這種結構，通過使貫穿孔接近，從而能夠進一步減小探針的最小間距。另外，由於貫穿於大徑部的探針因環狀的卡定部而絕緣，因此假設即使相鄰的探針相接觸，也能夠保持相互電絕緣的狀態。
另外，技術方案3所記載的發明如上所述，所述階梯部通過將所述貫穿孔設為階梯孔而形成。根據這種結構，能夠與貫穿孔的形狀無關地形成階梯部。例如，在貫穿形成貫穿孔的板的板厚較厚的情況下，即使在因加工技術上的制約而需要對貫穿孔的背側進行鍃孔加工的情況下，也能夠利用 表側的直孔來形成階梯部。
10‧‧‧探針用夾具
11‧‧‧基部
12‧‧‧貫穿孔
12a‧‧‧大徑部
12b‧‧‧小徑部
12c‧‧‧階梯部
13‧‧‧第1底板
14‧‧‧第1後端孔
14a‧‧‧鍃孔部
14b‧‧‧階梯孔部
14c‧‧‧分隔壁部
15‧‧‧第2底板
16‧‧‧第2後端孔
16a‧‧‧鍃孔部
16b‧‧‧直部
16c‧‧‧分隔壁部
17‧‧‧頂部
18‧‧‧第1頂板
19‧‧‧第1前端孔
20‧‧‧第2頂板
21‧‧‧第2前端孔
22‧‧‧間隔件
23‧‧‧底板固定螺釘
24‧‧‧頂板固定螺釘
30‧‧‧探針
30a‧‧‧前端部
30b‧‧‧後端部
31‧‧‧金屬銷
32‧‧‧絕緣覆膜
33‧‧‧卡定部
40‧‧‧電極基板
41‧‧‧配線
圖1是探針的保持結構的側剖視圖。
圖2是探針的側視圖。
圖3是探針的保持結構的側剖視圖，圖3的(a)是探針的後端部附近的局部放大圖，圖3的(b)是將探針的後端部附近進一步放大後的圖。
圖4的(a)是從開口側觀察貫穿孔而得到的局部放大圖，圖4的(b)是從開口側觀察變形例1的貫穿孔而得到的局部放大圖。
圖5的(a)是從開口側觀察變形例2的貫穿孔而得到的局部放大圖，圖5的(b)是從開口側觀察變形例3的貫穿孔而得到的局部放大圖，圖5的(c)是從開口側觀察變形例4的貫穿孔而得到的局部放大圖，圖5的(d)是從開口側觀察變形例5的貫穿孔而得到的局部放大圖。
圖6是變形例6的探針的保持結構的側剖視圖，是探針的後端部附近的局部放大圖。
參照附圖說明本發明的實施方式。
本實施方式的探針30的保持結構包括探針30和保持探針30的兩端部並配置在電極基板40與被檢查基板(未圖示)之間的探針用夾具10。
如圖2等所示，探針30是在導電性的金屬銷31的外周部具有絕緣覆膜32和卡定部33的構件。絕緣覆膜32是在探針30的中間部覆蓋金屬銷31的外周的絕緣塗層。通過設有該絕緣覆膜32，從而即使在探針30撓曲時，也確保與其 他探針30之間的絕緣。另外，卡定部33是在探針30的後端部30b附近安裝於金屬銷31的外周的環狀的絕緣體。該卡定部33確保探針30的絕緣，並且防止了探針30自探針用夾具10脫落。
該探針30以前端部30a和後端部30b暴露的方式保持於探針用夾具10。在檢查時，暴露的前端部30a接觸被檢查基板的端子，暴露的後端部30b接觸電極基板40的端子。
另外，在電極基板40上，在與探針30的後端部30b相接觸的位置暴露設有配線41的端部。該配線41電連接於檢查用的掃描器(未圖示)，由此，能夠使用探針30來執行被檢查基板的預定部位的檢查。
如圖1所示，探針用夾具10將多根探針30保持為相互不接觸。該探針用夾具10是為了在將一個面固定於電極基板40的表面的狀態下將另一個面按壓於半導體積體電路等被檢查基板、並使保持的探針30的兩端分別與電極基板40的端子和被檢查基板的端子相接觸而使用的。
如圖1所示，本實施方式的探針用夾具10包括配置於電極基板40側的基部11、配置於被檢查基板側的頂部17以及設於基部11與頂部17之間的間隔件22。
基部11是保持探針30的後端部30b並以能夠與電極基板40接觸的方式配置於該電極基板40的板狀部，在本實施方式中，重疊第1底板13和第2底板15這兩張板而構成。兩張板利用底板固定螺釘23相連結。另外，連結兩張板的底板固定螺釘23旋裝於間隔件22，由此，基部11與間隔件22固定為一體。
在該基部11上設有供探針30貫穿的多個貫穿孔12。該貫穿孔12是通過使後述的第1底板13的第1後端孔14與第2底板15的第2後端孔16相連通而形成 的。如圖3所示，該貫穿孔12包括與電極基板40相面對的大徑部12a和與該大徑部12a連續的小徑部12b。由於小徑部12b形成得比大徑部12a小徑，因此在大徑部12a與小徑部12b之間形成有階梯部12c。大徑部12a是用於內置探針30的卡定部33的部位，由於小徑部12b比卡定部33小徑，因此卡定部33的邊緣部卡定於階梯部12c。
第1底板13是以與電極基板40相面對的方式配置的板。在檢查時，該第1底板13的表面以抵接於電極基板40的狀態固定。在第1底板13上設有供探針30貫穿的第1後端孔14。該第1後端孔14設有所保持的探針30的數量。
如圖3所示，第1後端孔14包括電極基板40側的階梯孔部14b和被檢查基板側的鍃孔部14a。階梯孔部14b是形成上述大徑部12a、小徑部12b、階梯部12c的階梯孔。另一方面，鍃孔部14a是通過鍃孔加工而形成的錐狀的孔。在本實施方式中，由於第1底板13的板厚較厚，因此為了使加工容易，從直孔的背側通過鍃孔加工來開孔。在本實施方式中，一個鍃孔部14a與多個階梯孔部14b相連通。
另外，如圖4所示，本實施方式的大徑部12a與其他大徑部12a相連地形成。另一方面，小徑部12b不與其他小徑部12b相連。因此，如圖3所示，當利用通過相連的兩個大徑部12a的中心線的截面進行觀察時，在大徑部12a之間不存在壁，在小徑部12b之間存在分隔壁部14c。
第2底板15是配置於第1底板13的內側、即比第1底板13靠被檢查基板側的板。在該第2底板15上設有供探針30貫穿的第2後端孔16。該第2後端孔16設有所保持的探針30的數量，並與第1後端孔14相連通。
如圖3所示，該第2後端孔16包括電極基板40側的鍃孔部16a和被檢查基板側的直部16b。鍃孔部16a是通過鍃孔加工而形成的錐狀的孔。在本實施方 式中，由於第2底板15的板厚較厚，因此為了使加工容易，從直孔的背側通過鍃孔加工來開孔。在本實施方式中，一個鍃孔部16a與多個直部16b相連通。在相鄰的直部16b之間設有分隔壁部16c。
頂部17是保持探針30的前端部30a並以能夠與被檢查基板接觸的方式配置於該被檢查基板的板狀部，在本實施方式中，重疊第1頂板18和第2頂板20這兩張板而構成。兩張板利用頂板固定螺釘24相互連結。另外，連結兩張板的頂板固定螺釘24旋裝於間隔件22，由此，頂部17與間隔件22固定為一體。
第1頂板18是配置於第2頂板20的內側、即比第2頂板20靠電極基板40側的板。在該第1頂板18上設有供探針30貫穿的第1前端孔19。該第1前端孔19設有所保持的探針30的數量。
第2頂板20是以與被檢查基板相面對的方式配置的板。在檢查時，該第2頂板20的表面壓緊於被檢查基板。在該第2頂板20上設有供探針30貫穿的第2前端孔21。該第2前端孔21設有所保持的探針30的數量，並與上述第1前端孔19相連通。
間隔件22是設置預定的間隔地連結基部11與頂部17的構件。在本實施方式中，作為間隔件22使用了多個柱狀的構件，但是並不限於此，例如也可以使用板狀的構件來構成間隔件22。
若將如上所述構成的探針用夾具10按壓於被檢查基板，則探針30的自頂部17突出的前端部30a壓緊於被檢查基板的端子。壓緊於被檢查基板的探針30在中間部撓曲，在其彈性力的作用下按壓於被檢查基板。通過如此作用，從而使探針30的兩端可靠地壓緊於電極基板40和被檢查基板。
另外，在本實施方式中，對作為基部11與頂部17相固定的情況進行了 說明，但是也可以是在按壓於被檢查基板時使基部11(或基部11的一部分)與頂部17(或頂部17的一部分)彼此相對移動的結構。
此外，如圖4的(a)所示，本實施方式的探針30由於使用絕緣覆膜32覆蓋著金屬銷31的外周的一部分，因此絕緣覆膜32的外徑大於金屬銷31的外徑。另外，卡定部33的外徑設定為比絕緣覆膜32的外徑大。
而且，小徑部12b的內徑設定為比絕緣覆膜32的外徑大，並且設定為比卡定部33的外徑小。另外，大徑部12a的內徑設定為比絕緣覆膜32的外徑和卡定部33的外徑大。
即，以“金屬銷31的外徑”<“絕緣覆膜32的外徑”<“小徑部12b的內徑”<“卡定部33的外徑”<“大徑部12a的內徑”這樣的關係成立的方式設定各個尺寸。通過這樣的尺寸設定，能夠插入探針30直至卡定部33卡定於小徑部12b，而且形成為利用卡定部33進行防脫。
在將探針30插入探針用夾具10時，從基部11側插入探針30的前端部30a。此時，探針30的絕緣覆膜32通過小徑部12b，因此探針30貫穿基部11的貫穿孔12。而且，貫穿了貫穿孔12的探針30的前端部30a(金屬銷31)貫穿於頂部17的第1前端孔19和第2前端孔21。另一方面，卡定部33無法通過小徑部12b，因此卡定部33卡定於階梯部12c而發揮止擋件的作用。
這樣，本實施方式不是像以往那樣使絕緣覆膜32卡定於頂部17來防止脫落，而是使卡定部33卡定於基部11的小徑部12b來防止脫落。根據這種結構，絕緣覆膜32的外徑沒有限制，能夠減小絕緣覆膜32的外徑，因此能夠減小探針30的最小間距。
而且，在本實施方式中，如圖4的(a)所示，大徑部12a與其他大徑部 12a相連地形成。因此，能夠使大徑部12a盡可能地(例如以在小徑部12b的孔加工中容許的最小尺寸)接近。通過如此使大徑部12a接近，能夠進一步減小探針30的最小間距。另外，大徑部12a的形狀並不限於如圖4的(a)所示的圓形截面，考慮到加工上的操作性等而能夠適當地變更。例如也可以設為如圖4的(b)所示的長孔形狀。
另外，如圖5的(a)~(d)所示，也可以連結3個以上的大徑部12a。
即，如圖5的(a)所示，也可以在上下左右連結圓形截面的大徑部12a。
另外，如圖5的(b)所示，通過形成大致方形的較大的一個凹部，從而也可以利用該一個凹部來構成與多個小徑部12b對應的多個大徑部12a。
另外，如圖5的(c)所示，也可以在將圓形截面的大徑部12a排列為六方格子狀的基礎上與相鄰的大徑部12a相連。
另外，如圖5的(d)所示，通過形成大致平行四邊形的較大的一個凹部，從而也可以利用該一個凹部來構成與多個小徑部12b對應的多個大徑部12a。
如以上所說明，根據本實施方式，包括探針30和保持所述探針30的兩端部並配置在電極基板40與被檢查基板之間的探針用夾具10，所述探針用夾具10包括保持所述探針30的後端部30b並以能夠與電極基板40接觸的方式配置於該電極基板40的基部11，在所述基部11上設有供所述探針30貫穿的多個貫穿孔12，所述貫穿孔12包括與所述電極基板40相面對的大徑部12a和與所述大徑部12a連續的小徑部12b，在所述大徑部12a與所述小徑部12b之間形成有階梯部12c，所述探針30包括內置於所述大徑部12a並形成得比所述小徑部12b大徑的環狀的卡定部33。因此，環狀的卡定部33成為止擋件，能夠防止探針30自探針用夾具10脫落。由於卡定部33成為止擋件，因此不必使探針30 的絕緣覆膜32卡定於前端側的第1前端孔19。換言之，能夠使探針30的絕緣覆膜32變薄。通過使探針30的絕緣覆膜32變薄，能夠減小小徑部12b的外徑，因此能夠減小探針30的最小間距。而且，由於不將探針30的前端部30a設為特殊的形狀就能夠實現這種效果，因此也不會產生探針30的前端部30a無法順利地滑動這樣的問題。另外，通過減小小徑部12b的外徑，從而實現了探針30的窄間距化，因此能夠不限定探針30的根數地減小探針30的最小間距。
另外，由於卡定部33被大徑部12a保持，因此探針30的與電極基板40相面對的後端部30b不移動，能夠提高探針30相對於電極基板40的位置精度。
另外，由於所述貫穿孔12的大徑部12a與其他大徑部12a相連地形成，因此能夠使貫穿孔12接近並進一步減小探針30的最小間距。另外，由於貫穿於大徑部12a的探針30因環狀的卡定部33而絕緣，因此假設即使相鄰的探針30相接觸，也能夠保持相互電絕緣的狀態。
另外，所述階梯部12c通過將所述貫穿孔12(第1後端孔14)設為階梯孔而形成。根據這種結構，能夠與貫穿孔12的形狀無關地形成階梯部12c。例如，在貫穿形成貫穿孔12的板(第1底板13)的板厚較厚的情況下，即使在因加工技術上的制約而需要對貫穿孔12的背側進行鍃孔加工的情況下，也能夠利用表側的直孔來形成階梯部12c。
另外，在上述實施方式中，通過將貫穿孔12設為階梯孔而形成了階梯部12c，但是作為本發明的實施方式並不限於此。例如，如圖6所示，也可以利用直孔來形成第1後端孔14與第2後端孔16，並在第1底板13與第2底板15之間的邊界形成階梯部12c。即，也可以利用第1後端孔14來形成大徑部12a，利用第2後端孔16來形成小徑部12b。
11‧‧‧基部
12‧‧‧貫穿孔
12a‧‧‧大徑部
12b‧‧‧小徑部
12c‧‧‧階梯部
13‧‧‧第1底板
14‧‧‧第1後端孔
14a‧‧‧鍃孔部
14b‧‧‧階梯孔部
14c‧‧‧分隔壁部
15‧‧‧第2底板
16‧‧‧第2後端孔
16a‧‧‧鍃孔部
16b‧‧‧直部
16c‧‧‧分隔壁部
30‧‧‧探針
30b‧‧‧後端部
31‧‧‧金屬銷
32‧‧‧絕緣覆膜
33‧‧‧卡定部
40‧‧‧電極基板

Claims (2)

  1. 一種探針的保持結構，其特徵在於，該探針的保持結構包括探針和保持所述探針的兩端部並配置在電極基板與被檢查基板之間的探針用夾具，所述探針用夾具包括保持所述探針的後端部並以能夠與該電極基板接觸的方式配置於該電極基板的基部，在所述基部上設有供所述探針貫穿的多個貫穿孔，所述貫穿孔包括與所述電極基板相面對的大徑部和與所述大徑部連續的小徑部，在所述大徑部與所述小徑部之間形成有階梯部，所述探針包括內置於所述大徑部並形成得比所述小徑部大徑的環狀的卡定部；所述貫穿孔的大徑部與其他大徑部相連地形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之探針的保持結構，其特徵在於，所述階梯部通過將所述貫穿孔設為階梯孔而形成。
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