TWI770230B - 檢查輔助具 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係藉由使可撓基板之接點部能夠傾斜而吸收接點部相對於檢查對象物之傾斜，以獲得均勻之接觸狀態。
本發明之檢查輔助具1係具備：可撓基板40，係具有可接觸於檢查對象物之接點部41；塊件70，係將該接點部41朝向檢查對象物彈推；以及按壓構件90，係配置在塊件70之與可撓基板40相接之主面的相反側。塊件70係具有：塊件本體部70，係具有前述主面；及襯套710，係固定在塊件本體部701之前述主面的相反面的中心部。在襯套內周之第1定位孔，插入有固定在按壓構件之第1插銷101，在從塊件中心部偏離之第2定位孔，插入有固定在按壓構件之第2插銷102。塊件70係以第1插銷101為支點而傾斜自如。

Description

檢查輔助具
本發明係關於一種用以檢查設置在晶圓之半導體積體電路等之檢查對象物之電性特性的檢查輔助具。
一般而言，使用在半導體積體電路之電性特性檢查的探針卡等檢查輔助具係具備：主基板；以及藉由銲接等而接合在主基板之可撓基板。在可撓基板中形成有與檢查對象物(例如晶圓)之電極接觸的接點部。可撓基板係從接點部之背側經由藉由彈簧而被彈推之塊件而被推壓至檢查對象物側，將與檢查對象物之接觸力施加至可撓基板。該種構成之探針卡亦被稱為隔膜型。
第15圖係顯示習知之該種檢查輔助具之主要部分構成。與檢查對象物之例如晶圓W之電極接觸的接點部41係形成在可撓基板40。可撓基板40係以使接點部41露出之方式固定在主基板10之一面。再者，在作為可撓基板40之背後的配置中，單元按壓構件90係固定在主基板10。位在可撓基板4之背後(接點部41之背側)的塊件70A係藉由立設固定在單元按壓構件90之2個以上之插銷 120，以朝插銷120之軸方向移動自如之方式支撐。透過藉由未圖示之彈簧而被彈推之塊件70A，可撓基板40係被推壓至檢查對象物側，且將與晶圓W之接觸力施加至可撓基板40。朝塊件70A之下方(往晶圓W接近之方向)移動之移動量係利用固定之保持器20被限制在主基板10。
在該構造中，由於塊件70A之定位係藉由2個以上之插銷120而進行，因此可確保定位精確度。然而，塊件70A係在插銷120之軸方向以外無法移動。因此，檢查輔助具相對於檢查對象物之檢查輔助具的傾斜不會被吸收。
在習知之RF(高頻)系裝置用的檢查輔助具中，進行了晶圓上之1個或2個之裝置(IC或LSI等)的檢查。近年來，開始要求一種可同時檢查多數個(3個以上)之裝置的檢查輔助具。
為了使可撓基板40之接點部(成為比習知更廣之面積)同時地穩定地接觸於晶圓上之多數個裝置，必須將檢查輔助具之各構件的精確度或晶圓及檢查輔助具之安裝精確度維持在高精確度。實際上，因該等之精確度的影響，會發生在檢查時檢查輔助具相對於晶圓略為傾斜的狀況。在該狀態下當使可撓基板40之接點部接觸於晶圓之電極時，會在複數個檢查部位之間出現接觸壓之偏差而產生接觸壓較弱之部位。因此，為了補償接觸壓較弱之部位，雖亦採用使整體之接觸壓變強之方法，但這會有產生接觸壓過大之部分而將晶圓上之銲球壓扁之缺點。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2016-125876號公報
習知之檢查輔助具係並未在構造上有考量使可撓基板40之廣面積的接點部同時穩定地接觸於晶圓上之多數個裝置。因此，習知之檢查輔助具會有產生接觸壓較弱之部位或接觸壓變得過大之部位的問題。
本發明係鑑於上述狀況而研創者。本發明之目的係在於提供一種藉由使可撓基板之接點部能夠傾斜而吸收接點部相對於檢查對象物之傾斜，從而能獲得均勻之接觸狀態的檢查輔助具。
本發明之某一態樣係檢查輔助具。該檢查輔助具係具備：可撓基板，係具有可接觸於檢查對象物之接點部；塊件，係配置於可撓基板之接點部的相反側，且將接點部朝向檢查對象物彈推；以及按壓構件，係配置在塊件之與可撓基板相接之主面的相反側。塊件係具有：在主面之相反面的大致中心部形成開口，且供固定在按壓構件之第1插銷插入的第1定位孔。在第1定位孔之內周側，設置有在塊件之非傾斜時未與第1插銷接觸之大徑部，及內徑比大徑部小的小徑部。塊件係以第1插銷為支點而傾 斜自如。
塊件亦可具有：塊件本體部，係具有與可撓基板相接之主面；及襯套，係固定在塊件本體部之主面的相反面的大致中心部。亦可在襯套形成有供第1插銷插入之第1定位孔。
塊件之第2定位孔亦可設置在從主面之相反面的中心部偏離之位置。亦可將固定在按壓構件之第2插銷插入於第2定位孔。
第2定位孔亦可為連結第1插銷與第2插銷之直線方向的寬度較長之長孔。
可撓基板亦可固定在主基板。接點部亦可從主基板之接點用貫通孔突出。按壓構件亦可固定在主基板。
此外，將以上之構成要素的任意組合，本發明之表現在方法或系統等之間變換者，就本發明之態樣而言亦有效者。
依據本發明之檢查輔助具，可撓基板之背後的塊件係以可傾斜之方式被支撐。因此，可撓基板之接點部亦可傾斜。因此，檢查輔助具係可吸收接點部相對於檢查對象物之接點部的傾斜，而可獲得均勻之接觸狀態。
1‧‧‧檢查輔助具
10‧‧‧主基板
11、21‧‧‧接點用貫通孔
17A、17B、17C、17D‧‧‧螺固用貫通孔
19‧‧‧定位用貫通孔
20‧‧‧保持器
22:塊件用基座部
27A:螺帽
27B、27C、27D:螺釘孔
30:接觸單元
40:可撓基板
41:接點部
45A、45B:螺固用貫通孔
49:定位用貫通孔
50:同軸連接器
52:信號用腳部
53:接地用腳部
60:副基板
61:中央貫通孔
67:螺固用貫通孔
69:定位用貫通孔
70:塊件
71:角錐部
72:腳部
73:平行度調整螺釘
90:單元按壓構件
91:彈簧(彈推手段)
93:定位用貫通孔
95:連接器用貫通孔
96:彈簧用凹部
97‧‧‧螺固用貫通孔
101‧‧‧第1插銷
102‧‧‧第2插銷
107A、107B、107C、107D‧‧‧螺釘
109‧‧‧定位用插銷
120‧‧‧插銷
701‧‧‧塊件本體部
702‧‧‧襯套配置孔部
710‧‧‧圓筒狀襯套
711‧‧‧大徑部
712‧‧‧小徑部
第1圖係顯示本發明之檢查輔助具之實施形態的分解 上方立體圖。
第2圖係第1圖之檢查輔助具的分解下方立體圖。
第3圖係第1圖之檢查輔助具的上方立體圖。
第4圖係第1圖之檢查輔助具的下方立體圖。
第5圖係第1圖之檢查輔助具的俯視圖。
第6圖係第1圖之檢查輔助具的前視圖。
第7圖係第1圖之檢查輔助具的底面圖。
第8圖係第5圖之A-A剖視圖。
第9圖係第5圖之B-B剖視圖。
第10圖係實施形態之按壓構件的下方立體圖。
第11圖係第10圖之按壓構件的上方立體圖。
第12圖係在實施形態中，未與屬於檢查對象物之晶圓接觸時之塊件及其周邊之主要部分放大剖視圖。
第13圖係在實施形態中，雖與屬於檢查對象物之晶圓接觸但塊件並未傾斜時之塊件及其周邊的主要部分放大剖視圖。
第14圖係在實施形態中，與屬於檢查對象物之晶圓接觸且塊件傾斜時之塊件及其周邊的要部放大剖視圖。
第15圖係顯示習知之檢查輔助具之主要部分構成的主要部分放大剖視圖。
以下，參照圖式詳細說明本發明之較佳實施形態。此外，對於各圖式所示之相同或同等之構成要素、構件、處理等標示相同之符號，且適當地省略重複之說明。再者，實施形態並非限定發明者而是例示，實施形態中所記載之所有的特徵或其組合並不限定為發明之本質者。
利用第1圖至第14圖來說明本發明實施形態之檢查輔助具1。檢查輔助具1係所謂之探針卡，具備主基板10、保持器20、接觸單元30及單元按壓構件90。主基板10係採用例如絕緣性之玻璃環氧樹脂基板。保持器20係例如不鏽鋼等之金屬製。單元按壓構件90係由例如樹脂成形體所構成。
接觸單元30係檢查輔助具1之更換用接觸單元。接觸單元30係以可更換之方式固定在檢查輔助具1之主基板10。接觸單元30係具有：可撓基板40；SMA連接器等之4個同軸連接器50；例如玻璃環氧樹脂基板所構成之副基板60；及由例如樹脂成形體所構成之塊件70。塊件70及其周邊之構造係如後述。
可撓基板40係設置用於與晶圓等檢查對象物之接觸。可撓基板40係位在副基板60之一面(下表面)側。如第2圖、第7圖等所示，在與檢查對象物相對向之可撓基板40的下表面(與副基板60為相反側之面)，設置有能與晶圓等檢查對象物之電極接觸的接點部41。接點部41係位於可撓基板40之十字部之中心部之信號用與DC用之各凸塊電極的集合體。信號用凸塊(未圖示)係透過可撓基板40之信號用圖案，藉由銲接等與同軸連接器50之信號用腳部52電性連接。可撓基板40之接地圖案係與同軸連接器50之接地用腳部53電性連接。此外，在可撓基板40設置有螺固用貫通孔45A、45B及定位用貫通孔49。螺固用貫通孔45A係為了供螺釘(固定具)107A穿通而設置者，該螺釘(固定具)107A係用以將接觸單元30主固定在主基板10。螺固用貫通孔45B係為了供螺釘(固定具)107B穿通而設置者，該螺釘(固定具)107B係用以將單元按壓構件90固定在主基板10。定位用貫通孔49係為了供定位用插銷109(立設在保持器20)穿通而設置者，該定位用插銷109係用以將接觸單元30定位在主基板10。
四個同軸連接器50係固定在作為電絕緣性之硬質基板的副基板60。四個同軸連接器50係設置在包圍可撓基板40之接點部41的位置。以裝卸自如之方式將從未圖示之檢查裝置(測試器)延伸的同軸纜線連接在四個同軸連接器50。副基板60之設置的目的係在於防止在同軸纜線對於同軸連接器50裝卸之際對可撓基板40與同軸連接器50之接合部(銲接部)施加較大之負荷。在副基板60設置有中央貫通孔61、螺固用貫通孔67及定位用貫通孔69。中央貫通孔61係成為用以配置塊件70之空間。螺固用貫通孔67係為了供用以將接觸單元30固定在主基板10之螺釘(固定具)107A穿通而設置者。定位用貫通孔69係為了供用以將接觸單元30定位在主基板10之定位用插銷109(立設於保持器20)穿通而設置者。
在主基板10中，設置有使可撓基板40之接點部朝下方突出之接點用貫通孔11、螺固用貫通孔17A、17B、17C、17D及定位用貫通孔19。螺固用貫通孔17A 係為了供用以將接觸單元30固定在主基板10之螺釘107A穿通而設置者。螺固用貫通孔17B係為了供用以將單元按壓構件90固定在主基板10之螺釘(固定具)107B穿通而設置者。螺固用貫通孔17C、17D係為了分別供用以將保持器20固定在主基板10之螺釘(固定具)107C、107D而設置者。定位用貫通孔19係為了供用以將接觸單元30定位在主基板10之定位用插銷109而設置者。
保持器20係為例如金屬板，且具有限制從主基板10朝下方之接觸單元30之突出量的作用。在保持器20中設置有接點用貫通孔21及螺釘孔27B、27C、27D。接點用貫通孔21係為了使可撓基板40之接點部41朝下方突出而設置者。朝接點用貫通孔21之內側延伸之部分係構成塊件用基座部22。塊件用基座部22係以彼此正交之方式設置二對。保持器20係藉由貫穿主基板10之螺固用貫通孔17C、17D而螺合在螺釘孔27C、27D之螺釘(固定具)107C、107D而安裝(固定)在主基板10之下表面。如第2圖及第7圖所示，在主基板10之下表面，以銲接方式固定有螺帽27A。接觸單元30係以螺釘107A固定在主基板10。螺釘107A係貫穿主基板10之螺固用貫通孔17A而螺合在螺帽27A。單元按壓構件90係利用螺釘107B而固定在主基板10。螺釘107B係通過形成在單元按壓構件90之螺固用貫通孔97、可撓基板40的貫通孔45B，貫穿主基板10之螺固用貫通孔17B而螺合在保持器20之螺釘孔27B。
在保持器20立設固定有定位用插銷109。 定位用插銷109係從主基板10之上表面朝上方突出。定位用插銷109係具有使主基板10、接觸單元30及單元按壓構件90彼此地定位之作用。
單元按壓構件90係將接觸單元30從上方按壓之構件。亦如第10圖、第11圖所示，在單元按壓構件90中設置有定位用貫通孔93、連接器用貫通孔95及彈簧用凹部96。定位用貫通孔93係為了插通定位用插銷109而設置者。定位用插銷109係將單元按壓構件90對於主基板10及接觸單元30定位。連接器用貫通孔95係為了使同軸連接器50朝上方突出而設置者。彈簧用凹部96係形成在單元按壓構件90之四個部位。四個彈簧91之一端係進入彈簧用凹部96之各者。彈簧用凹部96係支撐四個彈簧91。作為彈推構件之彈簧91係在藉由螺釘107B將單元按壓構件90固定在主基板10之狀態下，將塊件70朝下方彈推(亦即將可撓基板40之接點部41朝下方彈推)。因此，對可撓基板40之接點部41施加與晶圓等檢查對象物之接觸力。在單元按壓構件90中，立設固定有用以定位塊件70之第1插銷101及第2插銷102。
在接觸單元30固定於主基板10之狀態下，塊件70係藉由彈簧91而朝下方彈推，並將可撓基板40保持在接點部41從主基板10朝下方突出之狀態。如第8圖、第9圖等所示，塊件70係在下方凸起之中央的角錐部71之周圍具有四個腳部72。在塊件70之各腳部72安裝有平行度調整螺釘73。平行度調整螺釘73之前端係接觸(抵 接)於保持器20之塊件用基座部22，且可調整塊件70相對於保持器20之高度及傾斜。
利用第8圖、第9圖、第12圖至第14圖詳細說明塊件70為可傾斜者。此外，在第12圖至第14圖中，為了容易地理解塊件70之姿勢，係省略可撓基板40之圖示。塊件70係具有塊件本體部701(具有角錐部71及四個腳部72)及圓筒狀襯套710。塊件本體部701係具有主面，該塊件本體部701之主面係與可撓基板40之接點部41的相反面相接。屬於非貫通孔之襯套配置孔部702係形成在塊件本體部701之主面之相反面的大致中心部。襯套710係壓入並固定在襯套配置孔部702。襯套710及塊件本體部701係樹脂構件。此外，襯套710亦可為金屬零件，襯套配置孔部702亦可為貫通孔。
如第12圖至第14圖所示，在襯套710之內周設置有大徑部711及小徑部712。大徑部711及小徑部712係構成第1定位孔。在小徑部712之內周插入(嵌合)有第1插銷101。因此，可撓基板40之接點部41係位在第1插銷101之軸方向的延長線上。大徑部711在塊件70之非傾斜時(第12圖及第13圖之狀態)並未與第1插銷101接觸。小徑部712之內徑係比大徑部711更小。在襯套配置孔部702之底部，以不會抵接到第1插銷101之方式形成有凹部703。與襯套710整體之軸方向長度相比較，小徑部712之軸方向長度較短。因此，即使小徑部712之內周與第1插銷101之間隙微小，塊件70亦能以第1插銷 101為支點傾斜。在塊件本體部701之周邊部的第2定位孔705，插入(嵌合)有第2插銷102。第2插銷102係進行塊件本體部701之旋轉方向的定位。在此，第2定位孔705係在連結第1插銷101及第2插銷102之直線方向較長的長孔。亦即，連結第2定位孔705之第1插銷101與第2插銷102之第1方向的寬度，係比與第2定位孔705之第1方向正交之第2方向的寬度更大。藉此，塊件70之旋轉方向的定位精確度係不會降低而可容許塊件70之傾斜方向的姿勢變化。
接著，利用第8圖、第9圖、第12圖至第14圖來說明本實施形態之主要部分的動作。當接點部41並未與主基板10(晶圓上之IC、LSI等檢查對象物的被檢查面)平行時，係利用平行度調整螺釘73儘可能調整成使塊件70與晶圓上之IC、LSI等檢查對象物的被檢查面平行。第8圖、第9圖及第12圖係顯示可撓基板40之接點部41未與檢查對象物接觸之檢查前的狀態。
從該狀態藉由未圖示之機構使檢查輔助具1移動(下降)，並且以所需之接觸壓力使可撓基板40之接點部41的複數個凸塊電極與檢查對象物之電極接觸，以進行電性特性之檢查。第13圖係檢查對象物之被檢查面與塊件70之主面側的可撓基板40之接點部41的平行度高之情形，塊件70係在未傾斜之情形下推壓可撓基板40之接點部41的背側。
假設檢查對象物之被檢查面與可撓基板40 之接點部41的平行度低時，如第14圖所示，塊件70會傾斜而可使可撓基板40之接點部41與檢查對象物之被檢查面平行，藉此能夠以均等之接觸壓使接點部41之複數個凸塊電極與檢查對象物之電極接觸。
依據本實施形態，可發揮下述之效果。
(1)依據實施形態，塊件70之中心部係以在固定於單元按壓構件90之第1插銷101存在有所需間隙的方式嵌合，塊件70係以第1插銷101為支點而傾斜自如。因此，實施形態之檢查輔助具係可吸收可撓基板40之接點部41相對於晶圓等檢查對象物之傾斜，以獲得對於接點部41之多數個凸塊電極均勻的接觸狀態。因此，可將接點部41設為比習知更廣之面積，而可同時對晶圓上之多數個裝置進行檢查。
(2)藉由在塊件70之周邊部的第2定位孔705插入有第2插銷102，可確保傾斜方向之塊件可動的自由度，且可限制對旋轉方向之動作。此時，藉由將第2定位孔705作成為連結第1插銷101與第2插銷102之直線方.向的寬度較長的長孔，可使塊件70之旋轉方向的定位精確度不會降低並且可充分地增大塊件70之傾斜方向的姿勢變化量。
(3)塊件70係由塊件本體部701及壓入固定於塊件本體部701之襯套710所構成。塊件70與第1插銷101之接觸係在襯套710之內周進行。因此，即使塊件70朝第1插銷101之軸方向滑動，與第1插銷101接觸 之面積亦為一定，可吸收傾斜之量恆常為一定。
(4)在襯套710之內周，設置有在塊件70之非傾斜時未與第1插銷101接觸之大徑部711及內徑比大徑部711更小之小徑部712。在小徑部712之內周插入有第1插銷101。因此，即使軸方向長度較短之小徑部712的內周與第1插銷101之間隙微小，塊件70亦能以第1插銷101為支點傾斜。
以上，雖以實施形態為例來說明本發明，但相關業者當理解實施形態之各構成要素或各處理過程係可進行各種之變形。以下，針對變形例加以說明。
在上述實施形態中，雖將塊件作成為塊件本體部與襯套之組合構造，但只要是可將供第1插銷之孔部分的形狀同樣地形成，則亦能以單一樹脂零件來構成塊件。
構成檢查輔助具之各構件的形狀係可對應於檢查對象物而適當變更。
1:檢查輔助具
10:主基板
20:保持器
22:塊件用基座部
41:接點部
50:同軸連接器
60:副基板
70:塊件
71:角錐部
72:腳部
73:平行度調整螺釘
90:單元按壓構件
91:彈簧(彈推手段)
96:彈簧用凹部
101:第1插銷
102:第2插銷
107C:螺釘
107D:螺釘
710:圓筒狀襯套

Claims (5)

  1. 一種檢查輔助具，係具備：可撓基板，係具有可接觸於檢查對象物之接點部；塊件，係配置於前述可撓基板之接點部的相反側，且具有與前述可撓基板相接之主面，而將前述接點部朝向檢查對象物彈推；按壓構件，係配置在前述塊件之前述主面的相反側；以及第1插銷，係固定在前述按壓構件；前述塊件係具有於前述主面之相反面之略中心部形成開口的第1定位孔，前述第1插銷係插入至前述第1定位孔，在前述第1定位孔之內周側，設置有大徑部及內徑比前述大徑部小的小徑部，前述大徑部係以在前述塊件之非傾斜時未與前述第1插銷接觸之方式形成，前述塊件係以前述第1插銷為支點而傾斜自如；前述塊件係具有在從前述相反面的中心部偏離之位置形成開口的第2定位孔，第2插銷係固定在前述按壓構件，前述第2插銷係插入至前述第2定位孔，前述第2定位孔係為連結前述第1插銷與前述第2插銷之第1方向的寬度比與前述第1方向正交之第2方向之寬度長之長孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之檢查輔助具，其中，前述塊件係具有：塊件本體部，係具有前述主面；以及襯套，係固定在前述相反面的前述略中心部；前述第1定位孔係形成在前述襯套。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之檢查輔助具，其中，前述可撓基板係固定在主基板，前述接點部係從前述主基板之接點用貫通孔突出，前述按壓構件係固定在前述主基板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之檢查輔助具，其中，前述大徑部係位在前述小徑部之前述按壓構件側。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之檢查輔助具，其中，前述可撓基板之前述接點部係位在前述第1插銷之軸方向的延長線上。
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