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TW201835578A - 治具 - Google Patents

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TW201835578A
TW201835578A TW107104153A TW107104153A TW201835578A TW 201835578 A TW201835578 A TW 201835578A TW 107104153 A TW107104153 A TW 107104153A TW 107104153 A TW107104153 A TW 107104153A TW 201835578 A TW201835578 A TW 201835578A
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首藤晃寛
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日商日本麥克隆尼股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種治具，係不需使用特別之保持裝置，且可進行探針頭之從電性連接裝置的拆下及安裝的治具。治具(50)係適用在將被檢查體及其檢查裝置予以電性連接之電性連接裝置(10)。電性連接裝置係具有：配線基板(22)；及探針頭(28)，係利用複數個固定螺絲(26)固定在配線基板，且具有由磁性體所構成之複數個探針(34)。治具(50)係具備板(52)、及安裝在板之磁鐵(54)。板係以可裝卸自如之方式安裝在探針頭，磁鐵係與探針之下端部(34b)相對向。

Description

治具
本發明係關於一種適用於電性連接裝置之治具。
屬於本發明之適用對象之電性連接裝置係具備：配線基板；以及安裝在該配線基板之探針頭。用於垂直型探針卡之探針頭係具備：由磁性體所構成之複數個探針，係具有上下兩端部及該等上下兩端部之間之中間部；及支持體，係支持該探針。支持體係具備彼此平行之上板及下板，上板係具有容許各探針之下端部、中間部及上端部之插通的孔，而且，下板係具有雖容許各探針之下端部的插通但阻止其中間部之插通的孔。
然而，探針頭之探針係在其使用態樣上會產生摩耗、折曲、折損、導電不良等，為了進行其更換，會將探針頭從電性連接裝置拆下。針對從電性連接裝置拆下之探針頭，各探針係處於可進行朝其軸線方向之移動及可伴隨該移動而使各探針之下端部從支持體的下板之孔拔出的狀態。因此，探針頭之拆下及探針更換後之安裝(再安裝)，係在以使探針頭不會頭尾顛倒之方式維持頭尾之狀態 下進行。然而，電性連接裝置也會依製品不同而有例如超過10kg之裝置，因此探針頭之拆下及再安裝係必須在利用特別之保持裝置保持電性連接裝置的狀態下進行。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2016-80657號公報
本發明係提供一種在不使用特別之保持裝置的情況下，可從電性連接裝置進行探針頭的拆下及再安裝之治具。
本發明係關於一種適用於將被檢查體與前述被檢查體之檢查裝置予以電性連接之電性連接裝置的治具。屬於本發明之適用對象的前述電性連接裝置係具備：配線基板；以及探針頭，係利用複數個固定螺絲固定在前述配線基板之與前述被檢查體相對向的面。前述探針頭係具有：由磁性體所構成之複數個探針，係具有上下兩端部及該等上下兩端部之間之中間部；以及支持體，係支持前述複數個探針。前述支持體係具有彼此平行之上板及下板，前述上板係具有供各探針之下端部、中間部及上端部依序穿通之孔，前述下板係具有供各探針之下端部穿通但阻止該中間部通過的孔。本發明之治具係具備：板；以及 安裝在前述板之磁鐵。前述板係具有與設置在前述支持體之複數個螺絲孔對應之複數個孔，且藉由穿通於該等複數個孔而螺入於前述螺絲孔之複數個螺絲，以可裝卸自如之方式安裝在前述探針頭，前述磁鐵係與前述探針之下端部相對向。
在使用本發明之治具進行之前述電性連接裝置的探針頭之探針的更換作業之際，首先以使該探針頭朝上之方式設置前述電性連接裝置，且從前述配線基板拆下前述探針頭。更詳細而言，係鬆開前述複數個固定螺絲並將該等固定螺絲移除，以解除前述探針頭相對於前述配線基板之固定。然後，將前述治具配置在前述探針頭上，接著在前述探針頭安裝前述治具。前述治具之安裝係可藉由將複數個螺絲穿通於前述板之複數個孔而螺入至設置在前述支持體之複數個螺絲孔而進行。此時，前述治具之磁鐵係與複數個探針之下端部相對向。藉此，前述探針係處於承受到前述磁鐵之磁性吸附力而朝向前述板被拉近之狀態，亦即阻止前述探針相對於前述支持體朝軸線方向的相對移動、及伴隨該移動而使前述探針之下端部從前述支持體之下板的孔拔出的狀態。然後，可在使前述探針頭之頭尾到位之狀態下，使前述治具從前述探針頭分離而進行探針之更換作業。並且，探針被更換之後的探針頭係藉由相反地進行前述之拆下步驟而可再度安裝在前述配線基板。藉此，可不需使用前述電性連接裝置之保持裝置來進行前述探針頭之拆下及安裝。
前述板係可設為具有分別與前述複數個固定螺絲對應之複數個孔者。藉此，可在將前述治具安裝在前述探針頭之後，將螺絲起子(screwdriver)之前端部插入至與前述固定螺絲對應之前述板的孔並鬆開前述固定螺絲，而透過與前述固定螺絲對應之前述孔來移除前述固定螺絲，且可藉此解除前述探針頭相對於前述配線基板之固定。前述磁鐵亦可為永久磁鐵及電磁鐵之任一者。前述探針係例如具備：管(barrel)，具有可朝其軸線方向伸縮之彈簧部；及柱塞，配置在該管內且由固定在前述管之本體及朝前述管外突出之前端部所構成。前述管係界定前述探針之上端部及中間部，前述柱塞之前端部係界定前述探針之下端部。
10‧‧‧電性連接裝置
12‧‧‧支持框體
14‧‧‧下基座構件
16‧‧‧上基座構件
16a‧‧‧開口
18‧‧‧支柱
20‧‧‧保持構件
20a‧‧‧開口
22‧‧‧配線基板
22a、22b‧‧‧面
24‧‧‧補強材
26‧‧‧固定螺絲
28‧‧‧探針頭
34‧‧‧探針
34a‧‧‧上端部
34b‧‧‧下端部
34c‧‧‧中間部
36‧‧‧支持体
38‧‧‧上板
38a、40a‧‧‧凹部
38b、40b、42a、60‧‧‧孔
40‧‧‧下板
41‧‧‧間距變換基板
42‧‧‧間隔件
43‧‧‧螺栓
44‧‧‧管
44a‧‧‧彈簧部
46‧‧‧柱塞
46a‧‧‧本體
46b‧‧‧前端部
50‧‧‧治具
52‧‧‧板
54‧‧‧磁鐵
56‧‧‧孔
58‧‧‧對準用環
59、61‧‧‧螺絲孔
62‧‧‧螺絲(固定用螺絲)
A‧‧‧被檢查體
Aa‧‧‧電極墊
第1圖係顯示被檢查體、及電性連接裝置之概略圖。
第2圖係電性連接裝置之探針頭之概略的剖視圖。
第3圖係探針之剖視圖。
第4圖(a)、(b)及(c)係顯示治具、及利用該治具而從電性連接裝置拆下探針頭之步驟的立體圖。
第5圖係顯示使頭尾顛倒之探針頭的下板、上板及複數個探針與治具之磁鐵之位置關係的概略圖。
第6圖係透過對準用環而安裝在配線基板之處於頭尾顛倒之狀態的探針頭之剖視圖。
參照第1圖時，屬於本發明之治具50(參照後述之第4圖)之適用對象的電性連接裝置係以符號10顯示整體。電性連接裝置10係發揮將被檢查體A與檢查裝置(未圖示)予以電性連接之作用，該被檢查體A係由晶圓、印刷配線基板等所構成，該檢查裝置係進行用以調查例如被檢查體A之電性特性或通電狀態之檢查。被檢查體A之前述檢查係藉由從前述檢查裝置經由電性連接裝置10對被檢查體A供給電流或電氣信號，並檢測出從被檢查體A經由電性連接裝置10而返回至前述檢查裝置的回流電流或回流電氣信號而進行。
被檢查體A係配置在用以支持電性連接裝置10而準備之支持框體12內。支持框體12係具備：下基座構件14；以與下基座構件14平行之方式配置在該下基座構件之上方的上基座構件16；以及將上基座構件16支持在下基座構件14上之複數個支柱18。電性連接裝置10係透過保持構件20保持在上基座構件16上。上基座構件16係具有設置在其中央部之開口16a，保持構件20係在其一部分與上基座構件16之開口16a嵌合。保持構件20亦在其中央部具有開口20a。
電性連接裝置10係具備：配線基板22，係具有彼此相對向之兩個面22a、22b；以及利用複數個(在圖示之例中為四個)固定螺絲26固定在配線基板22之面22b(亦即與被檢查體A相對向之面22b)之所謂的垂直型之探針頭28。圖示之探針頭28係具有矩形之平面形狀，且 收納在保持電性連接裝置10之保持構件20的開口20a內。
被檢查體A係位在電性連接裝置10之探針頭28的正下方，且保持在配置於下基座構件14上之台座30上之夾盤32。台座30係為了進行被檢查体A相對於探針頭28之定位，而具有使保持在夾盤32之被檢查体A朝平面上之彼此正交之二個方向(XY方向)或上下方向(Z方向)移動、或繞著台座30之軸線的周圍旋轉之功能。
如第2圖所示，探針頭28係具備：由磁性體(例如屬於強磁性體之鎳材料)所構成之複數個探針34；以及將該等探針34朝上下方向垂直地支持之支持體36。各探針34係具有：彼此相對向之上端部34a與下端部34b；以及位在上端部34a及下端部34b之間且與該等端部相連之中間部34c。
支持探針34之支持體36係具有彼此平行之上板38及下板40。在圖示之例中，上板38、及下板40係具有分別設置在該等上板38及下板40的中央部且分別地朝下方及上方開放之凹部38a、40a。此外，上板38、及下板40係具有分別貫穿該等上板38及下板40且分別與該等上板38及下板40的凹部38a、40a相連接之複数個孔38b、40b。在此，孔38b係具有比探針34之上端部34a、下端部34b及中間部34c各者之直徑更大之直徑，並且孔40b係具有比探針34之下端部34b的直徑更大且比上端部34a及中間部34c各者之直徑更小之直徑。在圖示之例中，於上板38、及下板40之間配置有板狀之間隔件42。間隔 件42係具有：形成在其中央部且貫穿該中央部，並且與上板38、及下板40之凹部38a、40a相連接之孔42a。
在圖示之例中，探針頭28係透過對準用環58(第4圖、第6圖)而固定在配線基板22。對準用環58係為了進行探針頭28之探針34的上端部34a與間距變換基板41的電極(未圖示)之對位而設置的構件。整體呈矩形狀之對準用環58係安裝在配線基板22之面22b，且將屬於探針頭28之一部分的上板38及間隔件42之周圍圍繞。更詳細而言，探針頭28係在其下板40透過螺入至對準用環58之四個螺絲孔61各者的各固定螺絲26固定在對準用環58，並隔著對準用環58而固定至配線基板22。在第6圖中，符號24係顯示為了進行配線基板22之補強而安裝在配線基板22之面22a的板狀之補強材。補強材24係經由配線基板22而延伸，且透過螺入至對準用環58之複數個螺栓43而被固定在配線基板22。此外，對準用環58有時會被省略其設置。此時，探針頭28係能利用依序經由其支持體36(亦即下板40)、間隔件42及上板38、間距變換基板41、配線基板22而朝補強材24之內部延伸且可螺合在該補強材之固定螺絲(未圖示)，而固定在配線基板22。
使各探針34之下端部34b、中間部34c及上端部34a依序穿通於支持體36之上板38的各孔38b，並且使各探針34之下端部34b穿通於下板40之孔40b，但阻止中間部34c通過。再者，各探針34係在其中間部34c經由支持體36之間隔件42的孔42a而延伸。藉此， 各探針34係在其上端部34a及下端部34b之一部分分別從支持體36之上板38及下板40朝上方及下方突出的狀態下，被支持成可相對於支持體36朝上下方向相對移動。此外，探針頭28固定在配線基板22時，各探針34之上端部34a係處於與設置在配線基板22之各電極(未圖示)抵接的狀態。
第3圖係顯示探針34之一例。圖示之探針34係具備：圓筒形狀之管44；以及配置在該管內之圓柱狀的柱塞46。管44係具有可朝其軸線方向伸縮的二個彈簧部44a。彈簧部44a之個數為任意數量。柱塞46係由固定在管44之本體46a及從管44之一端朝外部突出之前端部46b所構成。柱塞46係在管44之前述一端的附近固定。固定係藉由圖示例之鉚接、或電阻熔接、雷射熔接等而進行。在此，管44係構成探針34之一部分(上端部34a及中間部34c)，柱塞46之前端部46b係構成探針之下端部34b。
當再度參照第2圖時，在進行前述檢查之際，被檢查體A會朝位在其上方之探針頭28而上升，且設置在被檢查體A之複數個電極墊Aa會被推抵至與該等電極墊Aa對應之複數個探針34的下端部34b、亦即柱塞46之前端部46b。結果，柱塞46之前端部46b會與固定在該前端部46b之管44的一部分一同相對於支持體36之下板40上升，且伴隨於此在屬於管44之另一部分的彈簧部44a被壓縮。藉此，在前述檢查裝置與被檢查體A之間形成導電路。
接著，參照第4圖，顯示本發明之治具50。治具50係在探針頭28之複數個探針34的一部分或全部產生摩耗、折曲、折損、導電不良等故障時，在將故障之探針34更換成新的探針之際使用。
治具50係具備板52、及安裝在該板之磁鐵54，板52係具有分別對應於複數個固定螺絲26之複數個孔56。板52之各孔56係具有比固定螺絲26之頭部的直徑更大的直徑。圖示之板52係由不會妨礙來自磁鐵54之磁力的材料(例如丙烯酸樹脂)所構成，且具有比探針頭28更大之矩形的平面形狀。再者，在圖示之例中，複數個孔56係由四個孔56所構成，且設置在前述矩形之四角隅。磁鐵54係由永久磁鐵或電磁鐵所構成，且具有可將全部之探針34磁性地吸附之大小的磁力。磁鐵54係可藉由接著在板52，或將其全部或一部分埋設在板52中而安裝在板52。
治具50係可在從支持框體12(第1圖)將電性連接裝置10拆下，且使電性連接裝置10處於頭尾顛倒之狀態(亦即探針頭28在上且配線基板22之面22a在下之狀態)下，以後述之方式安裝於探針頭28。此時，探針頭28係處於頭尾顛倒之状態。在此，所謂「頭尾顛倒之狀態」，係顯示探針34之下端部34b(參照第2圖)朝向第4圖(a)所示之上方向的狀態。
為了方便將治具50安裝在探針頭28，在支持體36中設置有：於圖示之例中經由下板40延伸至間隔 件42之一部分為止的複數個螺絲孔59。另一方面，在板52設置有與複數個螺絲孔59對應之複數個(在圖示之例中為四個)之孔60。四個孔59係配置在其他之四個孔56彼此之間。在進行治具50之安裝之際，以藉由板52覆蓋探針頭28之下板40的表面之方式載置治具50。接著，將治具50安裝在探針頭28(參照第4圖(a)、(b))。此時，板52之各孔56係與將探針頭28固定在配線基板22之各固定螺絲26相對向，且磁鐵54與複數個探針34之下端部34b相對向。此外，為了達成理解容易之自的，係省略設置在探針頭28之下板40的孔40b及從該孔突出之探針34的下端部34b之圖示。
治具50係分別使複數個螺絲(固定用螺絲)62穿通於板52之複數個孔60，並且使該等螺絲62螺入至開口於探針頭28之支持體36之下板40的複數個螺絲孔59，藉此以可裝卸自如之方式安裝在探針頭28(第4圖(a)、(b))。藉由治具50之安裝，如第5圖所示，各探針34會承受到磁鐵54之磁性吸附力而朝向治具50之磁鐵54被拉近。接著，將螺絲起子(未圖示)之前端部插入至板52之孔56，並將固定螺絲26予以鬆開並抜出。藉此，解除配線基板22、更詳細而言為探針頭28相對於安裝在配線基板22之對準用環58的固定(第4圖(b))。已解除固定之探針頭28係可和透過螺絲62與其成為一體之治具50一同從配線基板22分離(第4圖(c))。然後，可在使探針頭28之頭尾到位之狀態下(亦即在探針34之上端部34a及下端部34b 分別位於上下之狀態下)，使治具50從探針頭28分離而進行有故障之探針34的更換作業。
治具50之板52係可取代圖示之例而設為未具有複數個孔56者。在使用未具有複數個孔56之板52之治具50之際，係在將治具50載置在對準用環58上之前，鬆開用以將探針頭28固定在配線基板22之四個固定螺絲26並將該等固定螺絲26予以移除，以解除探針頭28對於配線基板22之固定。然後，與前述同樣地，可進行探針34之更換用的作業。
此外，當承受到磁鐵54之磁力的探針34處於帶有磁性之狀態(被磁化之狀態)時，會有磁性吸附力作用在探針34彼此間，而因此造成探針34之更換作業變得困難之虞。為了避免此情形，較佳為在探針34之更換之前，針對全部之探針34進行消磁。消磁係可利用市售之消磁器(例如大阪市浪速區HOZAN(股)製之型號HC-33)來進行。
探針34被更換之後的探針頭28係藉由相反地進行前述拆下之步驟而可再度安裝在配線基板22。在再度安裝探針頭28之後，基於與前述相同之理由，較佳為針對全部之探針34進行消磁。
本發明之治具50係不限定在圖示之探針34，可適用於使用在包含由磁性體所構成之其他種類或其他形態之探針的垂直型探針卡的探針頭。

Claims (4)

  1. 一種治具，係適用於電性連接裝置者，該電性連接裝置係具備：被檢查體；配線基板，係與前述被檢查體之檢查裝置電性連接；以及探針頭，係利用複數個固定螺絲固定在前述配線基板之與前述被檢查體相對向的面；前述探針頭係具有：由磁性體所構成之複數個探針，係具有上端部、下端部及前述上端部與前述下端部之間之中間部；以及支持體，係支持前述複數個探針；前述支持體係具有彼此平行之上板及下板，前述上板係具有供各探針之下端部、中間部及上端部依序穿通之孔，前述下板係具有供各探針之下端部穿通但阻止各探針之中間部通過的孔；前述治具係具備：板；以及安裝在前述板之磁鐵；前述板係具有與設置在前述支持體之複數個螺絲孔對應之複數個孔，且藉由穿通於該等複數個孔而螺入於前述螺絲孔之複數個螺絲，以可裝卸自如之方式安裝在前述探針頭，前述磁鐵係與前述探針之下端部相對向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之治具，其中，前述板係具有分別與前述複數個固定螺絲對應之複數個孔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之治具，其中，前述磁鐵係由永久磁鐵或電磁鐵所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之治具，其中，前述探針係具備：管，具有可朝其軸線方向伸縮之彈簧部；以及柱塞，配置在該管內且由固定在前述管之本體及朝前述管外突出之前端部所構成；前述管係構成前述探針之上端部及中間部，前述柱塞之前端部係構成前述探針之下端部。
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