TWI870265B - 電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題在於提供一種電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法，可高精度且窄間距地將探針接合至電路基板。作為本發明的解決手段的電性連接裝置之製造輔具係具備治具，該治具係具有第一導板及第二導板，該第一導板及該第二導板分別形成有從各導板的第一面貫通至第二面的貫通孔，且該第一導板與該第二導板係積層成為可沿著第一面相對移動。貫通孔係包含；俯視下朝向第一方向延伸的共通部、從共通部朝向與第一方向不同的第二方向延伸的第一導引部、及從共通部朝向與第一方向及第二方向不同的第三方向延伸的第二導引部。治具係構成為探針可連續地通過第一導板與第二導板而分別插入第一導引部與第二導引部。

Description

電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法

本發明係關於使用於檢查對象物的檢查的電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法。

積體電路等檢查對象物的檢查係使用具有接觸於檢查對象物的探針的電性連接裝置。使用電性連接裝置的檢查係使探針的一側的端部接觸於檢查對象物的電極端子，且使探針的另一側的端子與配置於電性連接裝置的電路基板的配線圖案電性連接。配線圖案係與測試器等檢查裝置電性連接。可經由探針在檢查對象物與檢查裝置之間授受電性信號。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2010-197257號公報

製造電性連接裝置時，必須將探針對於電路基板接合成為要接觸檢查對象物的電極端子的探針的端部(以下稱為「接觸部」)高精度地配置於正確適當的位置。再者，為了對應於檢查對象物的電極端子的窄間距化，電性連接裝置中，探針需窄間距地接合至電路基板。

本發明的目的在於提供一種電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法，可高精度且窄間距地將探針接合至電路基板。

本發明一型態的電性連接裝置之製造輔具係具備治具，該治具係具有第一導板及第二導板，該第一導板及該第二導板分別形成有從各導板的第一面貫通至第二面的貫通孔，且該第一導板與該第二導板係積層成為可沿著第一面相對移動。貫通孔係包含：俯視下朝向第一方向延伸的共通部、從共通部朝向與第一方向不同的第二方向延伸的第一導引部、及從共通部朝向與第一方向及第二方向不同的第三方向延伸的第二導引部。治具係構成為探針可連續地通過第一導板與第二導板而分別插入第一導引部與第二導引部。

依據本發明提供的電性連接裝置之製造輔具及電性連接裝置之製造方法，可高精度且窄間距地將探針接合至電路基板。

1:治具

1A:第一主面

1B:第二主面

1M:比較治具

11:第一導板

12:第二導板

20:探針

21:臂部

22:支持部

30:電路基板

31:接合材

41:基板

42:導板抵件

100:貫通孔

100A:導孔

101:第一面

102:第二面

110:共通部

111:第一導引部

112:第二導引部

150:治具基板

201:固定端

202:自由端

210:接觸部

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

DX1,DX2,DY1,DY2,DZ1,DZ2,M1:箭號

F:接點

P:間隔

R:干涉迴避部

S10,S20,S25,S30,S40,S50,S55:步驟

W:距離

圖1係顯示實施型態的製造輔具的構成的示意圖。

圖2係依顯示實施型態的製造輔具的構成的圖1中的II-II方向所見的示意剖視圖。

圖3係顯示實施型態的製造輔具的構成的示意俯視圖。

圖4係顯示形成於實施型態的製造輔具的導板的貫通孔的形狀的示意俯視圖。

圖5係顯示形成於比較例的導板的貫通孔的形狀的示意俯視圖。

圖6A係用以說明將探針收容於實施型態的製造輔具的方法的示意前視圖(其第一狀態)。

圖6B係用以說明將探針收容於實施型態的製造輔具的方法的示意剖視圖(其第一狀態)。

圖6C係用以說明將探針收容於製造輔具的方法的示意俯視圖(其第一狀態)。

圖7A係用以說明將探針收容於製造輔具的方法的示意前視圖(其第二狀態)。

圖7B係用以說明將探針收容於製造輔具的方法的示意剖視圖(其第二狀態)。

圖7C係用以說明將探針收容於製造輔具的方法的示意俯視圖(其第二狀態)。

圖8A係顯示第一導板的貫通孔中的探針的位置的示意俯視圖。

圖8B係顯示第一導板的貫通孔中的探針的位置的示意俯視圖。

圖9A係顯示探針插入於治具的狀態的示意剖視圖。

圖9B係顯示探針插入於治具的另一狀態的示意剖視圖。

圖9C係顯示探針插入於治具的又一狀態的示意剖視圖。

圖9D係顯示探針插入於治具的再一狀態的示意剖視圖。

圖9E係顯示探針插入於治具的又另一狀態的示意剖視圖。

圖10係用以說明修正治具中的探針的姿勢的方法的示意圖。

圖11係用以說明使用實施型態的製造輔具將探針接合至電路基板的方法的流程圖。

圖12係用以說明使用實施型態的製造輔具將探針接合至電路基板的方法的示意圖(其第一狀態)。

圖13係用以說明使用實施型態的製造輔具將探針接合至電路基板的方法的示意圖(其第二狀態)。

圖14A係顯示形成於另一實施型態的製造輔具的導板的貫通孔的另一形狀的示意俯視圖(其第一型態)。

圖14B係顯示形成於又一實施型態的製造輔具的導板的貫通孔的又一形狀的示意俯視圖(其第二型態)。

圖14C係顯示形成於再一實施型態的製造輔具的導板的貫通孔的再一形狀的示意俯視圖(其第三型態)。

以下參照圖式來說明本發明的實施型態。圖式的記載中，對於相同或類似的部分係附加相同或類似的符號。惟圖式的揭示僅為示意者， 亦或有各部的厚度的比例等與實物不同的情形，應予留意。並且，各圖彼此之間亦或有彼此的尺寸關係、比例等不同的情形。以下所示的實施型態係例示用以將本發明的技術思想具體化的裝置、方法，本發明的實施型態並非用以將構成構件的材質、形狀、構造、配置等限定於以下記載的構成者。

圖1至圖3所示的本發明的實施型態的電性連接裝置之製造輔具係使用於電路基板接合有要與檢查對象物接觸的探針20的電性連接裝置的製造。如圖1所示，探針20係具有懸臂構造的臂部21及連接於臂部21的固定端201的支持部22。臂部21的自由端202的前端之接觸部210係要與檢查對象物接觸的部分。

實施型態的製造輔具係具備治具1，該治具1係包含第一導板11及第二導板12。第一導板11及第二導板12分別形成有從第一面101貫通至朝向第一面101的相反方向的第二面102的貫通孔100。探針20係以保持於治具1的狀態接合至電性連接裝置的電路基板，詳細說明容後敘述。電性連接裝置的電路基板係例如中介基板(interposer)。檢查對象物的檢查中，檢查對象物與測試器等檢查裝置係經由以接觸部210與檢查對象物的電極端子接觸的探針20及形成於電路基板的信號配線而電性連接。

治具1係具有第一導板11與第二導板12積層成為探針20連續地貫通第一導板11與第二導板12的貫通孔100的構成。第一導板11與第二導板12係以第一導板11的第二面102與第二導板12的第一面101相向而積層。以下的說明中，亦將第一導板11的第一面101標記為治具1的「第一主面1A」，且亦將第二導板12的第二面102標記為治具1的「第 二主面1B」。

以下的說明中，不區別第一導板11與第二導板12時係記載為「導板10」。各導板10係分別具有供探針20貫通的貫通孔100。

如圖1所示，將貫通孔100的貫通方向亦即導板10的厚度方向設為Z方向。圖1中，Z方向為紙面的上下方向，X方向為紙面的左右方向，Y方向為紙面的縱深方向。實施型態的說明中，將沿Y方向所見的圖稱為前視圖。前視圖係顯示沿著與Z方向平行的平面的導板10的截斷面。

治具1係將探針20保持於探針20貫通第一導板11及第二導板12各別的貫通孔100的狀態。從X方向及Y方向來看時，探針20的支持部22的一部分係露出治具1的第二主面1B。

圖2係依圖1的II-II方向所見的治具1的剖視圖。圖3係從Z方向所見治具1的俯視圖。圖1係依圖3的I-I方向所見的剖視圖，圖2亦為依圖3的II-II方向所見的剖視圖。圖3中係以虛線透過第一導板11顯示第二導板12的貫通孔100。從第一面101的面法線方向所見的俯視下，探針20為矩形形狀。

如圖3所示，貫通孔100係包含共通部110、第一導引部111及第二導引部112。俯視下，共通部110、第一導引部111及第二導引部112係直線地延伸。以下將共通部110延伸的方向稱為「第一方向」。俯視下，第一導引部111係從共通部110朝向與第一方向不同的方向延伸。以下將第一導引部111延伸的方向稱為「第二方向」。俯視下，第二導引部112係從共通部朝向與第一方向及第二方向皆不同的方向延伸。以下將 第二導引部112延伸的方向稱為「第三方向」。第一導引部111可與共通部110的一側的端部(以下亦稱為「第一端部」)連結。第二導引部112可與共通部110的另一側的端部(以下亦稱為「第二端部」)連結。

治具1係保持分別插入第一導引部111與第二導引部112的探針20。治具1係構成為第一探針20插入第一導引部111且第二探針20插入第二導引部112的狀態下，第一導板11與第二導板12可沿第一面101相對移動。第一導板11與第二導板12係沿著與貫通孔100的貫通方向交叉的方向相對移動，以藉由第一導板11與第二導板12夾持探針20，詳細說明容後敘述。以下亦將第一導引部111及第二導引部112等的探針20貫通的區域稱為導引部。治具1係構成為探針20可連續通過第一導板11與第二導板12而分別插入第一導引部111與第二導引部112各者。

圖4中例示導板10的貫通孔100的形狀。俯視下，共通部110係朝向第一方向D1延伸。俯視下，第一導引部111係朝向與第一方向D1正交的第二方向D2延伸。俯視下，第二導引部112係朝向第二方向D2的相反方向的第三方向D3延伸。亦即，圖4所示的導板10中，俯視下，第二方向D2及第三方向D3係與第一方向D1正交，且第二方向D2與第三方向D3為相反方向。第一方向D1可與Y方向平行，第二方向D2及第三方向D3可與X方向平行。

要將俯視下呈矩形形狀的貫通孔形成於平板之際，由於難以將貫通孔的四個角部全部形成為直角，所以一般會進行干涉迴避加工，在貫通孔的一個角部形成干涉迴避部。因此，圖5中作為比較例的比較治具1M係於形成供探針20貫通的導孔100A之際，如圖5所示，會形成干涉 迴避部R。然而，於導孔100A形成干涉迴避部R時，則如圖5所示，鄰接的導孔100A彼此之間須有一定的距離W，因而阻礙探針20的配置間距的窄間距化。

相對於此，圖4所示的形成於導板10的貫通孔100的共通部110係形成為第一導引部111的干涉迴避部。如此，藉由使第一導引部111的干涉迴避部與第二導引部112連結，可縮小探針20的配置間距。

以下參照圖6A、圖6B、圖6C、圖7A、圖7B、圖7C來說明將探針20收容於治具1的探針收容方法的例。在此，圖6A及圖7A為前視圖，圖6B與圖7A為依圖6A及圖7A的II-II方向所見的剖視圖，圖6C及圖7C係沿Z方向所見的俯視圖。

首先，準備包含治具1的製造輔具及探針20。接著，使第一導板11的貫通孔100的位置與第二導板12的貫通孔100的位置成為一致的狀態，以使探針20可連續地貫通第一導板11與第二導板12的貫通孔100。此時，第一導板11與第二導板12的貫通孔100的內壁面的位置成為一致。接著，如圖6A、圖6B、圖6C所示，將探針20插入第一導板11與第二導板12各者的貫通孔100。換言之，將第一探針20插入第一導引部111且將第二探針20插入第二導引部112。此時，探針20係插入第一導引部111與第二導引部112的貫通孔100而成為支持部22的一部分露出治具1的第二主面1B的下方。

接著，在探針20已插入第一導引部111與第二導引部112各者的狀態下，使第一導板11與第二導板12沿著與貫通孔100的貫通方向(Z方向)交叉的方向相對移動。亦即，如圖7A、圖7B、圖7C所示，使第 一導板11與第二導板12沿著第一面101相對移動。例如，如圖7A所示，就X方向而言，使第一導板11如箭號DX1所示往紙面的右側移動，使第二導板12如箭號DX2所示往紙面的左側移動。並且，如圖7B所示，就Y方向而言，使第一導板11如箭號DY1所示往紙面的右側移動，使第二導板12如箭號DY2所示往紙面的左側移動。亦即，如圖7C所示，從XY平面來看，使第一導板11如箭號DZ1所示往紙面的右下方移動，使第二導板12如箭號DZ2所示往紙面的左上方移動。

以下說明中，第一導板11與第二導板12的相對移動亦稱為「導板的滑動」。導板的滑動係使第一導板11與第二導板12沿著與貫通孔100的貫通方向交叉的方向相對移動。例如，第一導板11與第二導板12沿第一面101相對移動。在此，亦可為第一導板11與第二導板12的其中任一者的位置固定而使另一者的位置移動。再者，導板10的移動方向亦可為X方向或Y方向的其中任一方向。

藉由導板的滑動，探針20係於導板10的第一導引部111與第二導引部112各者之中抵接於貫通孔100的彼此相向的兩邊的內壁面的其中一內壁面而與另一內壁面分離。例如，如圖8A及圖8B所示，探針20的鄰接的兩個側面抵接於第一導板11的貫通孔100的內壁面，探針20的另外的鄰接的兩個側面抵接於第二導板12的貫通孔100的內壁面。此時，與第一導板11的貫通孔100的內壁面抵接的探針20係與第二導板12的相同方向的貫通孔100的內壁面分離。並且，與第一導板11的貫通孔100的內壁面分離的探針20係與第二導板12的相同方向的貫通孔100的內壁面抵接。

如上所述，藉由沿著XY平面的第一導板11與第二導板12的相對移動，可藉由第一導板11與第二導板12將探針20夾於第一導引部111及第二導引部112各者。治具1係藉由導板10夾持探針20而將探針20的位置固定。

圖9A至圖9E顯示插入「導板的滑動」之前的治具1的貫通孔100的探針20的通常的姿勢。圖9A顯示探針20保持於貫通孔100的中心的狀態。圖9B及圖9C顯示探針20偏向貫通孔100的一側面的狀態。圖9D及圖9E顯示探針20在貫通孔100的內部傾斜的狀態。

使用治具1將探針20接合至電路基板以製造電性連接裝置時，探針20必須以正確的姿勢保持於治具1。所稱的「正確的姿勢」係指探針20筆直地插入至貫通孔100的預定位置之意。即使探針20為圖9A至圖9E所示的任一狀態，亦可藉由導板的滑動而以貫通孔100的內壁面推壓探針20，將探針20矯正成正確的姿勢，並且將探針20保持於治具1。以下的說明中，將探針20以正確的姿勢保持於治具1的狀態稱為探針20正常地保持於治具1。

惟，亦會有導板的滑動之後，探針20未正常地保持於治具1的情形。此時，必須修正探針20的姿勢。探針20的姿勢可藉由例如以下的方法來修正。

例如，如圖10所示，探針20在貫通孔100的內部傾斜時，藉由接觸於探針20的支持部側的治具基板150將探針20推入貫通孔100，且同時如箭號M1所示，使治具基板150與治具1平行地移動。此時，以第二導板12的貫通孔100的開口部的端部與探針20的接點F作為支點， 使探針20依虛線的箭號旋轉。藉由反覆進行治具基板150的移動與導板的滑動，可將探針20修正成正確的姿勢。

依據以上說明的探針20收容方法，可將探針20的配置間距縮小而且可將探針20以正確的姿勢收容於治具1。

以下參照圖11的流程來說明使用包含治具1的製造輔具將探針20接合至電路基板以製造電性連接裝置的製造方法的例。

圖11的步驟S10中，如參照圖6A、圖6B、圖6C、圖7A、圖7B、圖7C的說明，將探針20收容於治具1。

步驟S20中，檢查治具1所保持的探針20的狀態。步驟S20中係檢查探針20是否正常地保持於治具1。探針20正常地保持於治具1時，處理前進至步驟S30。相對於此，探針20未正常地保持於治具1時，處理前進至步驟S25。

步驟S25中，修正探針20的狀態以使探針20正確地保持於治具1。例如，探針20未正常地保持於治具1時，藉由參照圖10說明的方法等修正探針20的姿勢。之後，處理返回步驟S20。

步驟S30中，將保持於治具1的狀態的探針20接合至電路基板30。例如，如圖12所示，將焊錫等導電性的接合材31塗佈於電路基板30的預定接合區域，藉由接合材31將探針20的支持部22與電路基板30接合，而將探針20與電路基板30的省略圖示的配線圖案電性接合。使用焊錫作為接合材31時，亦可在將探針20與電路基板30接合的迴焊處理之後，藉由緩慢冷卻的經時穩態變化，消除焊錫內部的殘留應力。在此，如圖12所示，亦可將電路基板30搭載於板狀的基板41且以環狀的導板 抵件42與基板41夾著治具1及電路基板30，藉此補強治具1的機械強度。如此，可使治具1的平坦性穩定。

將探針20接合至電路基板30之後，於圖11的步驟S40中，如圖13所示，將治具1從探針20移除。例如，藉由導板的滑動而於貫通孔100與探針20之間形成空間之後，將治具1與電路基板30隔離。

之後，於圖11的步驟S50中，檢查探針20是否正確地接合至電路基板30。例如，藉由照相機拍攝等檢查探針20是否已筆直地接合至電路基板30的預定接合區域等。當接合至電路基板30的探針20有不良的情形時，處理前進至步驟S55以修正探針20的接合狀態。之後，處理返回至步驟S50。

步驟S50中，探針20與電路基板30的接合沒有問題時則結束處理。藉由以上步驟，完成藉由包含治具1的製造輔具將探針20接合至電路基板30的製程。

如以上說明，實施型態的電性連接裝置之製造輔具係探針20的側面整體與貫通孔100的內壁面接觸，因而可穩定地以治具1保持探針20。並且，供探針20插入的複數個導引部經由兼作為干涉迴避部的共通部110而連結，可藉此將探針20的間隔縮小。因此，依據實施型態的製造輔具，可高精度且窄間距地將探針20接合至電路基板30。

再者，使用治具1將探針20接合至電路基板30時，亦可不經由以托盤保管探針20的步驟而將製造後的探針20直接配置於治具1。藉此，可省略以托盤保管探針20的步驟，而可縮短探針20接合至電路基板30的製程。

(其他實施型態)

本發明係如上所述依據實施型態進行了說明揭示，然而應理解為本發明揭示的一部分的論述及圖式並非用以限制本發明的內容者。所屬技術領域中具有通常知識者應可理解各式各樣的代替實施型態、實施例及運用技術。

例如，以上的說明中例示了一個貫通孔100包含藉由共通部110連結兩個導引部的情形。然而，亦可為一個貫通孔100包含分別與共通部110連結而與第一導引部111平行地延伸的複數個導引部、以及分別與共通部110連結而與第二導引部112平行地延伸的其他的複數個導引部。藉由與共通部110連結的導引部的數量增加，將可進一步縮小探針20的配置間距。例如圖14A至圖14C所示的貫通孔100係包含各兩個第一導引部111與第二導引部112。圖14A至圖14C的導引部的間隔P不同。治具1所保持的探針20的間隔可因應檢查對象物的電極端子的間距而設定。因此，可配合檢查對象物的電極端子的配置來決定治具1的貫通孔100的形狀。

在此，以上說明係顯示了形成於導板10的單一個貫通孔100，然而，當然亦可於導板10形成複數個貫通孔100。再者，以上說明顯示了第一導引部111與第二導引部112的延伸方向平行的情形，然而，第一導引部111與第二導引部112的延伸方向亦可交叉。

如以上所述，本發明當然亦包含未記載於此的各式各樣的實施型態等。因此，本發明的技術範圍係僅限於受到上述說明支持的適當的申請專利範圍所界定者。

1A:第一主面

20:探針

100:貫通孔

110:共通部

111:第一導引部

112:第二導引部

Claims (7)

1. 一種電性連接裝置之製造輔具，係用以製造包含要接觸檢查對象物的探針的電性連接裝置；

   該電性連接裝置之製造輔具係具備治具，該治具係具有第一導板及第二導板，該第一導板及該第二導板分別形成有從各導板的第一面貫通至朝向前述第一面的相反方向的第二面的貫通孔，且該第一導板與該第二導板係積層成為可沿著前述第一面相對移動；

   前述貫通孔係包含：

   共通部，係從前述第一面的面法線方向所見的俯視下，朝向第一方向延伸；

   第一導引部，係前述俯視下，從前述共通部朝向與前述第一方向不同的第二方向延伸；及

   第二導引部，係前述俯視下，從前述共通部朝向與前述第一方向及前述第二方向不同的第三方向延伸；

   該治具係構成為前述探針可連續地通過前述第一導板與前述第二導板而分別插入前述第一導引部與前述第二導引部。
2. 如請求項1所述之電性連接裝置之製造輔具，其中，

   前述俯視下，前述第一導引部係從前述共通部的第一端部朝向與前述第一方向正交的前述第二方向延伸；

   前述俯視下，前述第二導引部係從前述共通部的第二端部朝向前述第二方向的相反方向的前述第三方向延伸。
3. 如請求項1所述之電性連接裝置之製造輔具，其中，前述探針的鄰接的兩個側面係抵接於前述第一導板的前述貫通孔的內壁面，前述探針的其他的鄰接的兩個側面係抵接於前述第二導板的前述貫通孔的內壁面。
4. 如請求項1所述之電性連接裝置之製造輔具，其中，前述貫通孔係具有與前述共通部連結而與前述第一導引部平行地延伸的導引部、及與前述共通部連結而與前述第二導引部平行地延伸的其他的導引部。
5. 一種電性連接裝置之製造方法，係用以製造使用於檢查對象物的檢查的電性連接裝置，該製造方法係包含下述步驟：

   準備探針，該探針係具有懸臂構造的臂部及接觸於前述臂部的固定端的支持部；

   準備治具，該治具係具有第一導板及第二導板，該第一導板及該第二導板分別形成有從各導板的第一面貫通至朝向前述第一面的相反方向的第二面的貫通孔，且該第一導板與該第二導板係積層成為可沿前著述第一面相對移動；

   前述貫通孔係包含：

   共通部，係從前述第一面的面法線方向所見的俯視下，朝向第一方向延伸；

   第一導引部，係前述俯視下，從前述共通部朝向與前述第一方向不同的第二方向延伸；及

   第二導引部，係前述俯視下，從前述共通部朝向與前述第一方向及前述第二方向不同的第三方向延伸；

   在前述第一導板與前述第二導板積層的狀態下，將前述探針插入前述第一導引部與前述第二導引部各者，連續地貫通前述第一導板與前述第二導板的前述貫通孔；

   在前述探針已插入前述第一導引部與前述第二導引部的狀態下，使前述第一導板與前述第二導板沿著前述第一面相對移動，而在藉由前述第一導板與前述第二導板夾著前述探針的狀態下，以前述治具保持前述探針；以及

   將前述治具所保持的前述探針接合至電路基板。
6. 如請求項5所述之電性連接裝置之製造方法，其中，將前述探針插入前述第一導板及前述第二導板各者的前述貫通孔，而成為從前述第二面來看時，前述支持部的一部分露出。
7. 如請求項5所述之電性連接裝置之製造方法，其中，使前述第一導板與前述第二導板沿著前述第一面相對移動，而成為前述探針的鄰接的兩個側面抵接於前述第一導板的前述貫通孔的內壁面，且前述探針的其他的鄰接的兩個側面抵接於前述第二導板的前述貫通孔的內壁面。

Images