TWI588494B

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Info

Publication number: TWI588494B
Application number: TW101116518A
Authority: TW
Inventors: Shinichi Nakamura; Fumiaki Nanami; Masayuki Furusawa
Original assignee: Unitechno Inc
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2017-06-21
Also published as: WO2013061486A1; JPWO2013061486A1; TW201317581A; JP6174172B2; JP2016075709A

Description

探針及具備該探針的檢查插座

本發明是例如關於一種，檢查半導體積體電路的電性特性之際所使用的探針及具備該探真的檢查插座。

近年，經由這種的檢查插座檢查電性特性的半導體元件、半導體積體電路等(以下稱為「IC等」。)中，在類比IC等類比訊號的高頻化不斷的進展，在數位IC等數位訊號的高速化不斷的進展。伴隨此進展，達成訊號傳送路徑的縮短化，抗外部雜訊強的垂直型的探針常被用於檢查插座(例如，參照專利文獻1)。

圖19表示使用專利文獻1所揭示的垂直型的探針檢查IC等的檢查插座的構成例。如圖19所示，以往的垂直型的探針80，是具備有：插棒81及82；線圈彈簧83；殼體84。插棒81與IC85的焊球85a接觸，插棒82與印刷基板86的電極墊86a接觸。在電極墊86a為了與未圖示的檢查裝置連接，而焊接有線材87。藉由該構造，探針80形成經由印刷基板86，將IC85的焊球85a與檢查裝置之間的訊號予以中繼。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]

日本特開2009-085948號公報(〔0034〕~〔0036 〕、圖7)

然而，在以往的垂直型的探針80，有以下所示這類的課題。

(1)以往的探針80的插棒81及82，是由圓筒形狀的棒材經由1根1根的切削加工所製作。例如，插棒81及82，是切削成 0.8毫米的棒材，並1根1根加工成 0.3毫米左右的粗細所獲得。因此，在以往的探針80，由於製作上需要很多的工時，所以生產根數有限，而會有所謂無法對應大量生產的課題。又，在以往的探針80，製作上上需要很多的工時，而且因為切削量比較多所以再加上材料費，也會有所謂成本減低困難的課題。

(2)又，在使用探針80的檢查插座，一般雖使用樹脂等的有機材料作為印刷基板86的材質，可是，由於在有機材料線膨脹係數比較大，因周圍溫度模樣間隔容易改變，所以無法對應IC等的電極間間距的極小化。若以陶瓷作為印刷基板86的材質，則可使線膨脹係數小於有機材料，並可對應IC等的電極間間距的極小化，可是因印刷基板86的成本增加造成檢查插座的製造成本增多。

本發明是為了解決以往的課題所研發者，目的在提供一種，可對應大量生產，且可對應製造成本的減低化及被檢查體的電極間間距的極小化的探針及具備該探真的檢查插座。

本發明的探針，是具備有：第1接觸端子與第2接觸端子，並電連接作為第1電子零件的外部連接端子的第1電極與作為第2電子零件的外部連接端子的第2電極的探針，其中，前述第1接觸端子，是在一方端形成有與前述第1電極接觸的第1接觸部，另一端形成有帶狀部的板狀的構件，前述第2接觸端子，是將中央具有結合部，且在前述結合部的兩端將具有兩個板狀部的板狀的構件進行前述至少一次彎折前述結合部，而使兩個板狀部對向，且形成有：夾持前述帶狀部的至少1部分的夾持部以及與前述第2電極接觸的第2接觸部，在前述夾持部的周圍安裝有將前述第1接觸端子壓抵在前述第1電極，並且將前述第2接觸端子壓抵在前述第2電極的彈簧的構成。

根據該構成，本發明的探針，由於具備有：由平面狀的金屬板所形成的第1及第2接觸端子，所以如以往，不用1根1根進行切削加工，藉由使用化學蝕刻技術、模具衝壓技術，可高精度地大量生產，並可減低製造成本。

又，在具備本發明的探針的檢查插座，不用如以往在高價的陶瓷基板構成印刷基板，可藉由垂直型的探針對應被檢查體的電極間間距的極小化。

因此，本發明的探針，是可對應大量生產，且可對應製造成本的低減化及被檢查體的電極間間距的極小化。

本發明的探針，其中，前述第1接觸端子，在前述第1接觸部形成有與前述第1電極接觸的兩個突起，前述第2接觸端子，是將前述結合部彎折呈U字狀而形成，對向的板狀部作為夾持部夾持前述帶狀部的至少一部分，前述結合部作為第2接觸部發揮功能，前述彈簧由：被安裝在前述夾持部的至少1部分的周圍的閉圈彈簧、以及與前述閉圈彈簧串聯安裝的粗卷彈簧所構成。

根據該構成，第2接觸端子是可1次彎折板狀構件而形成呈U字狀。

本發明的探針，其中，是具有在前述第1接觸部形成有與前述第1電極接觸的4個突起的構成。

根據該構成，本發明的探針，是形成第1接觸端子更穩定與電極接觸。

本發明的探針，是具有：前述第1接觸端子，是使分別包含前述4個突起中的兩個突起的平面狀的金屬板疊合而形成者的構成。

本發明的探針，是具有：前述第1接觸端子在前述接觸部使分別包含前述兩個突起的平面狀的金屬板相互隔離對向的構成。

本發明的探針，是具有：前述第2接觸端子將前述結合部彎折呈V字形狀的形狀。

根據該構成，本發明的探針，是藉由簡易的構造可獲得電極與焊墊之間的電導通。

本發明的探針，是具有：前述第2接觸端子，是將在前述結合部的兩側形成有從前述板狀部延伸的至少兩根突起的板狀構件彎折使前述結合板成為U字狀，而使兩個板狀部對向，而具有使前述突起屹立的形狀，且前述板狀部作為前述夾持部，而前述突起作為第1接觸部發揮功能的構成。

根據該構成，第1接觸端子，是可將板狀構件彎折1次形成U字狀，而可減低製造成本。

本發明的探針，具有：前述第2接觸端子，是將在前述結合部的兩側形成有從前述板狀部延伸的至少兩根的突起的板狀構件彎折使前述結合部成為M字狀，而使兩個板狀部對向，而具有使前述突起屹立的形狀，且前述板狀部作為前述夾持部，而前述突起作為第1接觸部發揮功能的構成。

根據該構成，第1接觸端子，是可將板狀構件彎折兩次形成M字狀，而可減低製造成本。

本發明的探針，是具有：前述第2接觸端子，是將前述結合部彎折成W字狀，使兩個板狀部對向，前述板狀部作為第1接觸部，彎折呈W字狀的前述結合部的中央凹部作為前述夾持部發揮功能的構成。

根據該構成，第2接觸端子，是可將板狀構件彎折兩次形成W字狀，而可減低製造成本。

本發明的檢查插座，是具有，具備有：探針；形成有收納前述探針的收納部的框體；保持設有前述電極的前述被檢查體的被檢查體保持部；以及設有前述焊墊的前述印刷基板，前述電極及前述焊墊的各中心線位在前述探針的中心線上的構成。

根據該構成，本發明的檢查插座，是可對應大量生產，並可對應製造成本的降低及被檢查體的電極間間距的極小化。

本發明是可提供一種，具有可對應大量生產，並可對應製造成本的降低及被檢查體的電極間間距的極小化之效果的探針及具備該探真的檢查插座者。

[實施發明用的形態] [第1實施形態〕

以下，使用圖面針對本發明的第1實施形態進行說明。

此外，在以下的實施形態，第1電子零件是IC，第2電子零件是印刷基板。

又，第1電極是作為IC的外部連接端子的焊球，第2電極是作為印刷基板的外部連接端子的焊墊。

如圖1所示，第1實施形態的檢查插座100，是以BGA(Ball Grid Array)形式的IC50作為被檢查體，經由設在IC50的下面的焊球51檢查IC50的電性特性者。此外，焊球51是構成本發明的電極。

檢查插座100是具有：探針10、框體20、IC搭載部30、印刷基板40。此外，IC搭載部30是構成本發明的被檢查體保持部。

探針10，是所謂的垂直型的探針，且具備有：與焊球51接觸的金屬製的電極接觸端子11；與焊墊41接觸的金屬製的焊墊接觸端子12；以及設在電極接觸端子11與焊墊接觸端子12間的金屬製的線圈彈簧13。此外，電極接觸端子11及焊墊接觸端子12，是分別構成本發明的第1及第2接觸端子。

框體20是包含：由電絕緣材所形成的上側框體部21及下側框體部22。上側框體部21與下側框體部22，是利用未圖示的螺絲被固定。在上側框體部21形成有貫穿孔21a，在下側框體部22形成有貫穿孔22a。在由貫穿孔21a與22a所形成的收容部內成為收納探針10的主要部。

IC搭載部30是保持著IC50的狀態下，形成焊球51可與電極接觸端子11接觸的方式移動。

印刷基板40是配置在檢查插座100的下面側，而形成連接有來自電流供給電路、電壓測量電路的配線(省略圖示)。在印刷基板40的上面形成有焊墊41。

圖2表示藉由檢查插座100進行IC50的檢查中的狀態。如圖2所示，焊墊41及焊球51的各中心線位在探針10的中心線上。電極接觸端子11與焊球51接觸，焊墊接觸端子12與焊墊41接觸。電極接觸端子11與焊墊接觸端子12之間電導通，是經由線圈彈簧13被確保。線圈彈簧13是形成彈推將電極接觸端子11按壓在焊球51，並且彈推將焊墊接觸端子12按壓在焊墊41。

接著，以圖3為中心適當使用圖1針對探針10的詳細的構成進行說明。圖3(a)是探針10的前視圖，圖3(b)是探針10的側視圖。

如圖3(a)及(b)所示，電極接觸端子11具備：與焊球51接觸的焊球接觸部11a；以及從電極接觸端子11的一端朝焊墊41的方向延伸呈帶狀的帶狀部11b。此外，焊球接觸部11a，是構成本發明的接觸部。

焊墊接觸端子12是具備有：與焊墊41接觸的焊墊接觸部12a；以及夾持電極接觸端子11的帶狀部11b的至少一部分的夾持部12b。

電極接觸端子11是由圖4(a)所示的平面狀的金屬板所形成。

又，焊墊接觸端子12，是以焊墊接觸部12a作為底，將圖4(b)所示的平面狀的金屬板彎曲而形成U字狀。因此，電極接觸端子11及焊墊接觸端子12，是藉由使用化學蝕刻技術、模具衝壓技術，而可高精度地大量生產，並可減低製造成本。

線圈彈簧13是具有例如將表面鍍金的線材緊貼捲繞而成的緊密盤捲部13a；以及以比緊密盤捲部13a更寬的間距捲繞而成的寬捲部13b。緊密盤捲部13a，是被設在焊墊接觸端子12的夾持部12b的至少一部分的周圍。寬捲部13b是被設在電極接觸端子11的帶狀部11b的外周。線圈彈簧13的徑是均一的。此外，緊密盤捲部13a及寬捲部13b，是分別構成本發明的第1彈簧及第2彈簧。

在圖3(b)的上部表示探針10的剖面A-A。探針10由於是如前述所構成，所以IC50的檢查時，即使電極接觸端子11朝Y軸向傾斜時，也會藉由線圈彈簧13的緊密盤捲部13a限制傾斜，且電極接觸端子11與焊墊接觸端子12之間的電導通可藉由線圈彈簧13予以確保。

另一方面，即使電極接觸端子11朝向X軸向傾斜時，也可如圖5的模式表示，由於電極接觸端子11在B部及C部的兩處與焊墊接觸端子12的夾持部12b接觸，所以探針10可確實確保電極接觸端子11與焊墊接觸端子12之間的電導通。

此外，前述的線圈彈簧13，雖舉例以緊密盤捲部13a與寬捲部13b一體構成的例子，可是也可做成藉由緊密盤捲彈簧取代緊密盤捲部13a；以及寬捲彈簧取代寬捲部13b的2體構成。此時，緊密盤捲部13a及寬捲部13b做成同徑，且相互對向配置。

如以上，本實施形態的探針10，由於是具備：由平面狀的金屬板所形成的電極接觸端子11及焊墊接觸端子12的構成，所以如以往，不必1根1根進行切削加工，藉由使用化學蝕刻技術、模具衝壓技術，可高精度地大量生產，且可減低製造成本。

又，具備本發明的探針10的檢查插座100，並不用如以往，以高價的陶瓷基板構成印刷基板40，可對應被檢查體的電極間間距的極小化。

因此，本發明的探針10，是可對應大量生產，並可對應製造成本減低化及被檢查體的電極間間距的極小化。

此外，在第1實施形態，雖以電極接觸端子11作為本發明的第1接觸端子，以焊墊接觸端子12作為本發明的第2接觸端子進行說明，可是本發明並不限於此。亦即，也可以電極接觸端子11作為本發明的第2接觸端子，以焊墊接觸端子12作為本發明的第1接觸端子。

接著，使用圖面針對第1實施形態的變形例進行說明。此外，以下的說明中，是以前述的實施形態的差異為中心進行敘述。

(變形例1)

使用圖6針對變形例1進行說明。在第1實施形態，電極接觸端子11的焊球接觸部11a是做成圖6(a)所示的形狀。電極接觸端子11的變形例1，是如圖6(b)所示，焊球接觸部11a具有4個突起11c、11d、11e、11f。該形狀，是例如預先以模具製作成圖示的V字溝11g，並藉由衝壓加工所為的形成所獲得。

根據該構成，焊球接觸部11a形成更穩定地與焊球51接觸。

此外，如圖6(c)所示，也可藉由熔接、鉚接、接著等接合圖6(b)所示的形狀，使同形狀的兩片的金屬板11A及11B疊合。

(變形例2)

使用圖7針對變形例2進行說明。變形例2中的電極接觸端子15是如圖7(a)~(c)所示，由圖4(a)所示的形狀的兩片的金屬板所形成。

亦即，電極接觸端子15，是將同形狀的兩片的平面狀的金屬板藉由熔接、鉚接、接著等予以接合而疊合所形成者，且具有焊球接觸部15a、與帶狀部15b。

形成有焊球接觸部15a的平面狀的金屬板，是相互分離對向。兩個帶狀部15b是藉由熔接、鉚接、接著等相互接合而疊合。

根據該構成，焊球接觸部15a形成更穩定與焊球51接觸。

再者，焊球接觸部15a與焊球51接觸時，焊球接觸部15a是順著焊球51的形狀擴大，也可削取焊球51的表面的氧化膜(以下擦拭)。

藉由該擦拭，可大幅減低焊球接觸部15a與焊球51的接觸抵抗。

此外，擦拭是可將焊球接觸部15a的長度L、厚度t及間隔d適當設定，藉此可以調整。

又，如圖7(d)、(e)及(f)所示，焊球51的徑比較大的時候，也將焊球接觸部15a做成兩段折疊的形狀而可確保擦拭量。

(變形例3)

使用圖8針對變形例3進行說明。變形例3中的探針16，是具備有焊墊接觸端子121取代前述的實施形態中的焊墊接觸端子12。焊墊接觸端子121，是彎曲平面狀的金屬板而形成以焊墊41側作為頂點的V字形狀。又，焊墊接觸端子121是形成V字形狀的前端與焊墊41接觸的焊墊接觸部。

電極接觸端子11，是具有藉由線圈彈簧13的收縮，而與焊墊接觸端子121的V字形狀的內面接觸的內面接觸部11h及11i。

藉由該構成，探針16是藉由簡易的構造可獲得焊墊41與焊球51之間的電導通。

〔第2實施形態〕

接著，針對本發明的第2實施形態進行說明。

如圖9所示，第2實施形態的檢查插座600，是具備有：探針60、框體20、IC搭載部30、印刷基板40。此外，在與第1實施形態同一個構成要素，標示同一個參照號碼，並省略詳細的說明。

第2實施形態的探針60，是具備有：與焊球51接觸的電極接觸端子61；與焊墊41接觸的焊墊接觸端子62；以及設在電極接觸端子61與焊墊接觸端子62之間的線圈彈簧63。

接著，以圖10為中心適當使用圖9，針對探針60的詳細的構成進行說明。圖10(a)是探針60的前視圖，圖10(b)是探針60的側視圖。

如圖10(a)及(b)所示，焊墊接觸端子62，是具備有：與焊墊41接觸的焊墊接觸部62a；以及從焊墊接觸端子62的一端朝焊球51的方向呈帶狀延伸的帶狀部62b。

又，電極接觸端子61是具備有：與焊球51接觸的焊球接觸部61a；夾持焊墊接觸端子62的帶狀部62b的至少一部分的夾持部61b；以及連結兩端的夾持部61b的連結部61c。

此外，圖10(c)是探針60的上面圖，圖10(d)是下面圖。

焊墊接觸端子62，是由圖11(a)所示的平面狀的金屬板所形成。

又，電極接觸端子61，是以連結部61c作為底，將圖11(b)所示的平面狀的金屬板彎曲而形成U字狀。

亦即，焊球接觸部61a是在連結部61c的兩側從夾持部61b延伸而設。

因此，將連結部61c彎折呈U字狀時，焊球接觸部61a從連結部61c分離屹立，而形成與焊球51接觸。

此外，即使第2實施形態的探針60，焊球接觸部61a與焊球51接觸之際藉由擦拭，可除去焊球51的氧化膜。

圖12是第2實施形態的第1變形例，可將焊球接觸部61a的屹立長度增長。

亦即，如圖13所示，藉由從焊球接觸部61a與連結部61c的分岐位置61e設置缺口61f，形成可增長將連結部61c彎折呈U字狀時的焊球接觸部的屹立長。

此時，由於只有將連結部彎折呈U字狀，會有夾持部61b的間隔太大的虞慮，以連結部作為M字狀的中折，也可調整間隔。

圖14是第2實施形態的第2~4的變形例，也可增長焊球接觸部61a的屹立長度。

亦即，第2變形例(a)，是以電極接觸子61的連結部61c為中心，設成兩側逆向的焊球接觸部61a者，將連結部61c彎折呈倒U字狀或M字狀時，焊球接觸部61a是4根屹立成平行四邊形狀。

第3變形例(b)，是在兩根的連結部61c的外側形成向下的焊球接觸部61a，在2根的連結部61c的內側形成向上的焊球接觸部61a者，將連結部61c彎折呈倒U字狀或M字狀時，焊球接觸部61a是3根屹立。

第4變形例(c)，在外側設置兩根的連結部61c，在內部切入形成4根的焊球接觸部61a的缺口，與連結部 61c的長度無關，可增長焊球接觸部61a的長度。

即使本變形例，將連結部61c彎曲呈U字型時，4根的焊球接觸部61a也會屹立。

圖15是第2實施形態的第4變形例，與圖7(d)~(f)同樣，將焊球接觸部61a折成兩折的實施例，即使焊球51的徑大的時候，也可確保接觸性。

〔第3實施形態〕

接著，針對本發明的第3實施形態進行說明。

第3實施形態的探針70，是如圖16所示，具備有：與焊球51接觸的電極接觸端子71；與焊墊41接觸的焊墊接觸端子72；以及設在電極接觸端子71與焊墊接觸端子72之間的線圈彈簧73。

此外，圖16(a)是探針70的前視圖，圖16(b)是探針70的側視圖。

如圖16(a)及(b)所示，焊墊接觸端子72是具備有：與焊墊41接觸的焊墊接觸部72a；以及從焊墊接觸端子72的一端朝焊球51的方向呈帶狀延伸的帶狀部72b。

又，電極接觸端子71是具備有：與焊球51接觸的焊球接觸部71a；以及連結兩端的夾持部71b的連結部71c。

焊墊接觸端子72，是由圖17(a)所示的平面狀的金屬板所形成。

又，電極接觸端子71，是彎曲圖17(b)所示的平面狀的金屬板使連結部71c形成W字狀。

因此，將連結部71c彎曲呈W字狀時，成為在兩端形成有焊球接觸部71a，在中央形成有夾持部71b。

此外，即使第3實施形態的探針70，焊球接觸部71a與焊球51接觸之際，藉由擦拭可除去焊球51的氧化膜。

圖18是第3實施形態的變形例，與圖7(d)~(f)同樣，將兩段彎折焊球接觸部71a的實施例，焊球51的徑大的時候，也可確保接觸性。

[產業上的可利用性]

如以上，本發明的探針及具備該探真的檢查插座，具有所謂可對應大量生產，且可對應製造成本的減低化及被檢查體的電極間間距的極小化的效果，而作為檢查IC等的電性特性之際所使用的探針及具備該探真的檢查插座有用。

10‧‧‧探針

11‧‧‧電極接觸端子

11A‧‧‧金屬板

11a‧‧‧焊球接觸部

11b‧‧‧帶狀部

11c、11d、11e、11f‧‧‧突起

11g‧‧‧V字溝

11h‧‧‧內面接觸部

12‧‧‧焊墊接觸端子

12a‧‧‧焊墊接觸部

12b‧‧‧夾持部

13a‧‧‧緊密盤捲部

13b‧‧‧寬捲部

15‧‧‧電極接觸端子

15a‧‧‧焊球接觸部

15b‧‧‧帶狀部

16‧‧‧探針

20‧‧‧框體

21‧‧‧上側框體部

21a‧‧‧貫穿孔

22‧‧‧下側框體部

22a‧‧‧貫穿孔

30‧‧‧IC搭載部

40‧‧‧印刷基板

41‧‧‧焊墊

50‧‧‧IC

51‧‧‧焊球

60‧‧‧探針

61‧‧‧電極接觸端子

61a‧‧‧焊球接觸部

61b‧‧‧夾持部

61c‧‧‧連結部

61e‧‧‧分岐位置

62‧‧‧焊墊接觸端子

62a‧‧‧焊墊接觸部

62b‧‧‧帶狀部

70‧‧‧探針

71‧‧‧電極接觸端子

71a‧‧‧焊球接觸部

71b‧‧‧夾持部

71c‧‧‧連結部

72‧‧‧焊墊接觸端子

72a‧‧‧焊墊接觸部

72b‧‧‧帶狀部

80‧‧‧探針

81‧‧‧插棒

82‧‧‧插棒

84‧‧‧殼體

85‧‧‧IC

85a‧‧‧焊球

86‧‧‧印刷基板

86a‧‧‧電極墊

87‧‧‧線材

100‧‧‧檢查插座

121‧‧‧焊墊接觸端子

[圖1]

本發明的檢查插座的第1實施形態的構成圖。

[圖2]

表示在本發明的檢查插座的第1實施形態，檢查中的狀態的構成圖。

[圖3]

本發明的探針的第1實施形態的構成圖。

[圖4]本發明的探針的第1實施形態的零件的立體圖。

[圖5]本發明的探針的第1實施形態中，電極接觸端子傾斜的狀況的模式性的說明圖。

[圖6]表示本發明的探針的第1實施形態中的變形例1的圖。

[圖7]表示本發明的探針的第1實施形態中的變形例2的圖。

[圖8]表示本發明的探針的第1實施形態中的變形例3的圖。

[圖9]本發明的檢查插座的第2實施形態中的構成圖。

[圖10]本發明的探針的第2實施形態中的構成圖。

[圖11]本發明的探針的第2實施形態的零件的立體圖。

[圖12]表示本發明的探針的第2實施形態中的變形例1的圖。

[圖13]本發明的探針的第2實施形中的變形例1的零件的立體圖。

[圖14]表示本發明的探針的第2的實施形態中的變形例2~4的圖。

[圖15]表示本發明的探針的第2實施形態中的變形例5的圖。

[圖16]本發明的探針的第3實施形態中的構成圖。

[圖17]本發明的探針的第3實施形態的零件的立體圖。

[圖18]表示本發明的探針的第3實施形態中的變形例1的圖。

[圖19]以往的檢查插座的構成圖。