TWI884865B

TWI884865B - 探針

Info

Publication number: TWI884865B
Application number: TW113133716A
Authority: TW
Inventors: 梅田竜一
Original assignee: 日商日本麥克隆尼股份有限公司
Priority date: 2023-09-15
Filing date: 2024-09-05
Publication date: 2025-05-21
Also published as: WO2025057792A1; TW202520398A; JP2025042731A

Abstract

本發明係提供一種探針，該探針可抑制在構成於臂部之間之狹縫的端部之應力的集中所造成的損壞。探針10係具備：第一端部101及第二端部102，其為軸方向的端部；以及柱狀的第一臂部11及第二臂部12，係以於相互間構成第一狹縫13的方式並排地配置在與軸方向垂直的寬度方向。第一臂部11及第二臂部12係從第一端部101延伸至第二端部102。第一臂部11與第二臂部12係以第一端部101與第二端部102作為連接區域而連接。在第一端部101與第二端部102中，寬度方向中的開口寬度比第一狹縫13更窄的第二狹縫14係以與第一狹縫13連通的方式沿著軸方向形成於連接區域。第二狹縫14之沿著寬度方向的剖面中的側面係形成為對於寬度方向斜向交叉的錐狀。

Description

探針

本發明係關於一種使用於檢查對象物之電氣特性的檢查的探針。

為了在不從晶圓分離的狀態下檢查半導體積體電路等檢查對象物的電氣特性，係使用與檢查對象物接觸的探針。在使用探針的檢查中，可將荷重施加於探針以使與檢查對象物接觸的探針彈性變形。由於探針彈性變形，而可藉由探針的彈力確實地使檢查對象物與探針接觸。為了調整與檢查對象物接觸之探針的推壓，已有研討一種並排配置有複數個柱狀的臂部之構造的探針(參照專利文獻1)。並排配置有臂部之構造的探針中，係使狹縫構成於臂部之間。此狹縫的端部為臂部之相互間的連接部分。

[先前技術文獻]

[專利文獻1] 日本專利公開公報特開2020-143976號。

並排配置有複數個臂部之構造的探針中，由於探針的彎曲，應力會集中在構成於臂部之間之狹縫的端部。由於此應力的集中而有探針損壞的疑慮。

本發明的目的在於提供一種探針，該探針可抑制在構成於臂部之間之狹縫的端部之應力的集中所造成的損壞。

根據本發明之一樣態，係提供一種探針，該探針具備：第一端部及第二端部，係各自為軸方向的端部；以及柱狀的第一臂部及第二臂部，係以於相互間構成第一狹縫的方式並排地配置在與軸方向垂直的寬度方向。第一臂部與第二臂部係各自從第一端部延伸至第二端部。第一臂部與第二臂部係以第一端部與第二端部作為連接區域而相互連接。在第一端部與第二端部之至少任一者中，寬度方向中的開口寬度比第一狹縫更窄的第二狹縫係以與第一狹縫連通的方式沿著軸方向形成於連接區域。第二狹縫之沿著寬度方向的剖面中的側面係形成為對於寬度方向斜向交叉的錐狀。

根據本發明，可提供一種探針，該探針可抑制在構成於臂部之間之狹縫的端部之應力的集中所造成的損壞。

1:電性連接裝置

2:檢查對象物

10:探針

11:第一臂部

12:第二臂部

13:第一狹縫

14:第二狹縫

15:前端構件

101:第一端部

102:第二端部

200:探針頭

210:底部導引板

220:頂部導引板

230:中間導引板

240:間隔件

250:中空區域

300:配線基板

310:焊盤

A:區域

D1:第一側面

D2:第二側面

T1:第一端面

T2:第二端面

W1:第一開口寬度

W2:第二開口寬度

α1:第一側面角度

α2:第二側面角度

β1:第一端面角度

β2:第二端面角度

圖1係顯示本發明之實施型態之探針的構成的示意圖。

圖2係顯示本發明之實施型態之探針之端部的構成的示意性立體圖。

圖3係沿著圖1的III-III方向之示意性的剖面圖。

圖4係沿著圖1的IV-IV方向之示意性的剖面圖。

圖5係沿著圖1的V-V方向之示意性的剖面圖。

圖6係顯示包含本發明之實施型態之探針的電性連接裝置之構成的示意圖。

圖7係顯示本發明之實施型態之第一臂部與第二臂部於探針的第二狹縫中接觸的狀態的示意圖。

接著，參照圖式說明本發明的實施型態。以下的圖式的記載中，對相同或類似的部分附加相同或類似的符號。不過，圖式為示意圖，應留意會有各部的厚度的比率等與實物不同之情形。此外，圖式相互間當然包含相互的尺寸之關係或比率不同的部分。以下所示之實施型態係例示用以使本發明之技術思想具體化的裝置或方法，本發明之實施型態並非將構成零件的材質、形狀、構造、配置及製造方法等具體指定為下述的內容。

圖1所示之實施型態的探針10係使用於檢查對象物之電氣特性的檢查。探針10係包含第一端部101與第二端部102、以及柱狀的第一臂部11與第二臂部12。第一臂部11與第二臂部12之各者係從第一端部101延伸至第二端部102。第一臂部11與第二臂部12係以第一端部101與第二端部102作為連接區域而相互連接。

下文中，將圖1所示之探針10所延伸之Y方向稱作探針10的「軸方向」。第一端部101及第二端部102為探針10之軸方向的兩側之各自的端部。此外，將第一臂部11與第二臂部12排列的X方向稱作探針10的「寬度方向」。寬度方向係與軸方向垂直。再者，將與Y方向和X方向之雙方垂直的Z方向稱作探針10的「厚度方向」。

如圖1所示，第一臂部11與第二臂部12係以於相互間構成第一狹縫13的方式並排地配置在寬度方向。此外，在第一端部101與第二端部102中，寬度方向的距離(下文中亦稱為「開口寬度」)比第一狹縫13更窄的第二狹縫14係沿著軸方向形成於連接區域。第一狹縫13與第二狹縫14係連通。第一狹縫13與第二狹縫14係朝厚度方向貫通探針10。探針10中，在第一端部101與第二端部102之雙方形成有第二狹縫14。

圖2係顯示將在圖1以區域A所示之連接區域放大的立體圖。如圖2所示，第一狹縫13的開口寬度(下文中亦標記為「第一開口寬度W1」)係比第二狹縫的開口寬度(下文中亦標記為「第二開口寬度W2」)更寬。從厚度方向觀看，第二狹縫14係配置於第一臂部11與第二臂部12的中間區域。換言之，第二狹縫14係在和連接區域之與第一臂部11的連接位置以及連接區域之與第二臂部12的連接位置之各者隔開的區域中與第一狹縫13連通。

如圖3所示，沿著寬度方向的剖面中的第二狹縫14的側面(標記為「第二側面D2」)係形成為對於寬度方向及厚度方向斜向交叉的錐狀。以第二狹縫14的第二側面D2與寬度方向所形成的角度作為「第二側面角度α2」。

再者，如圖4所示，沿著軸方向的剖面中的第二狹縫14的端部的側面(標記為「第二端面T2」)係形成為對於軸方向及厚度方向斜向交叉的錐狀。以第二狹縫14的第二端面T2與軸方向所形成的角度作為「第二端面角度β2」。

此外，如圖3所示，以沿著寬度方向的剖面中的第一狹縫13的側面(標記為「第一側面D1」)與寬度方向所形成的角度作為「第一側面角度α1」。如圖3所示，第一側面角度α1係比第二側面角度α2更大。換言之，第一側面D1係形成為相對於寬度方向比第二側面D2更接近於垂直。例如，第一側面D1亦可相對於寬度方向呈垂直。換言之，第一側面D1亦可與厚度方向平行。

此外，如圖5所示，以沿著軸方向的剖面中的第一狹縫13的端部的側面(標記為「第一端面T1」)與軸方向所形成的角度作為「第一端面角度β1」。如圖4及圖5所示，第一端面角度β1係比第二端面角度β2更大。換言之，第一端面T1係形成為相對於軸方向比第二端面T2更接近於垂直。例如，第一端面T1亦可相對於軸方向呈垂直。換言之，第一端面T1亦可與厚度方向平行。

探針10係可將作為探針10之材料的基板藉由蝕刻處理進行圖案化而形成為預定的形狀。例如，亦可藉由使用蝕刻用遮罩之濕式蝕刻法來製造使第一臂部11、第二臂部12及連接區域一體化而成的探針10。藉由以蝕刻液對基板進行蝕刻的濕式蝕刻法，能夠從一個基板同時切割出複數根探針10。此外，亦可藉由此濕式蝕刻法來形成第一狹縫13。亦即，亦可在從基板切割出探針10時，同時形成第一狹縫13。

此外，藉由以蝕刻液進行的蝕刻處理來形成第一狹縫13時，有時會發生基板的上表面與下表面之蝕刻液的量相異之情形。因此，有時也會發生基板之上表面與下表面的蝕刻率相異，使得第一狹縫13的側面(第一側面D1及第一端面T1)未相對於寬度方向及軸方向呈垂直而形成為斜向傾斜的錐狀之情形。然而，藉由以濕式蝕刻法形成第一狹縫13，從而使第一狹縫13的第一側面D1及第一端面T1形成為相對於寬度方向及軸方向大致垂直。

第一開口寬度W1可例如為10μm至數十μm左右。另一方面，第二開口寬度W2可為數μm左右。如此，由於第二開口寬度W2狹窄，故難以利用濕式蝕刻法來形成第二狹縫14。因此，第二狹縫14係例如對探針10的連接區域照射雷射而形成(下文中亦稱為「雷射加工」)。第二狹縫14的軸方向的長度例如為數十至數百μm左右。

藉由以雷射加工來形成第二狹縫14，從而將第二狹縫14的第二側面D2形成為對於寬度方向斜向交叉的錐狀，且將第二端面T2形成為對於軸方向斜向交叉的錐狀。第二側面角度α2與第二端面角度β2可為大致相同。亦可以相同步驟的雷射加工來連續地形成第二狹縫14的第二側面D2與第二端面T2。

如上所述，藉由以濕式蝕刻法形成第一狹縫13，且以雷射加工法形成第二狹縫14，從而在探針10之沿著寬度方向的剖面中，使第二側面角度α2比第一側面角度α1更小。同樣地，在探針10之沿著軸方向的剖面中，使第二端面角度β2比第一端面角度β1更小。

圖1所示的探針10中，係在第一端部101及第二端部102配置有前端構件15。前端構件15係從連接區域朝與第一臂部11及第二臂部12所延伸之方向相反的方向延伸。換言之，前端構件15係從第一端部101及第二端部102的前端突出。前端構件15係由硬度比第一端部101及第二端部102更高的材料所形成。

如後所述，在使用探針10之檢查對象物的檢查中，第一端部101的前端構件15係與檢查對象物接觸。藉由將硬度比第一端部101更高的前端構件15配置於第一端部101的前端，可抑制第一端部101的損耗。第一端部101、第二端部102、第一臂部11及第二臂部12的材料可例如使用鎳(Ni)、鎳合金等。前端構件15的材料可例如使用銠(Rh)、銠合金等。

以下，參照圖6說明包含探針10的電性連接裝置1。電性連接裝置1係使用於檢查對象物2之特性的檢查。檢查對象物2例如為形成於半導體基板的半導體積體電路。

電性連接裝置1係具備使第一端部101朝向檢查對象物2並保持探針10的探針頭200、以及配線基板300。探針頭200所保持之探針10的根數可依照檢查對象物2的端子數、要同時檢查之檢查對象物2的個數等而任意設定。

探針10之配置於第二端部102的前端構件15係與配置於配線基板300的焊盤310電性連接。焊盤310係由金屬等導電性材料所形成，焊盤310與測試器等檢查裝置(省略圖示)係電性連接。電訊號經由電性連接裝置1而在檢查裝置與檢查對象物2之間傳輸。配線基板300例如為印刷電路基板(PCB)或中介(IP)基板。

探針頭200係具有複數個導引板，該複數個導引板係各自形成有供探針10貫通的貫通孔(下文中亦稱為「導引孔」)。圖6所示的探針頭200係具有底部導引板210、頂部導引板220、以及配置於底部導引板210與頂部導引板220之間的中間導引板230。底部導引板210係與檢查對象物2相對向。頂部導引板220係與配線基板300相對向。中間導引板230係配置於靠近底部導引板210的位置。藉由在底部導引板210的外緣區域與頂部導引板220的外緣區域之間配置間隔件240，從而在探針頭200的內部之頂部導引板220與中間導引板230之間構成中空區域250。探針頭200的材料例如為陶瓷等。

從導引板的主面的面法線方向觀看，同一根探針10所貫通之頂部導引板220的導引孔之位置與底部導引板210及中間導引板230的導引孔之位置係在與主面平行的方向上錯位。此種導引孔的配置亦稱為「偏移配置」。藉由偏移配置，使得探針10在中空區域250中因彈性變形而彎曲。因此，探針10在與檢查對象物2接觸時挫曲，探針10藉由預定的推壓而與檢查對象物2接觸。

圖6所示的電性連接裝置1為垂直動作式探針卡，電性連接裝置1與檢查對象物2相對地移動，使配置於探針10之第一端部101的前端構件15與檢查對象物2接觸。圖6係顯示探針10未與檢查對象物2接觸的狀態。

藉由使探針10與檢查對象物2接觸而使荷重施加於探針10，從而使探針10以彎曲的狀態與檢查對象物2接觸。根據朝寬度方向並排配置有第一臂部11與第二臂部12的探針10，可將要與檢查對象物2接觸的探針10的推壓調整成預定的大小。例如，可藉由設定沿著第一臂部11與第二臂部12的寬度方向之間隔、以及沿著第一狹縫13的軸方向之長度等，而調整要與檢查對象物2接觸的探針10的推壓。

在探針10彎曲的狀態下，應力會集中在構成於第一臂部11與第二臂部12之間之第一狹縫13的端部。換言之，應力會集中在第一臂部11與第二臂部12相互連接的連接區域。

然而，根據在連接區域形成有第二狹縫14的探針10，連接區域中的應力會被分散。因此，在探針10中，能夠緩和在第一狹縫13的端部之應力的集中。

此外，在探針10彎曲時，會有第一臂部11與第二臂部12於第二狹縫14中接觸之疑慮。然而，於第二狹縫14中相對向之第一臂部11的側面與第二臂部12的側面為錐狀。因此，從軸方向觀看，第一臂部11的側面與第二臂部12的側面係以點進行接觸。並且，在第一臂部11與第二臂部12於第二狹縫14中接觸的情況下，如圖7所示，第一臂部11的側面之最接近第二臂部12的部分與第二臂部12的側面之最接近第一臂部11的部分係在厚度方向錯位。因此，根據探針10，相比於第一臂部11的側面與第二臂部12的側面以面進行接觸之情況，可減輕施加於第一臂部11與第二臂部12的壓力。結果，可抑制探針10的損壞。

如以上所說明，實施型態之探針10中，係在作為第一狹縫13的端部之連接區域形成有第二狹縫14。藉由將與第一狹縫13連通的第二狹縫14形成於連接區域，能夠緩和探針10彎曲的狀態之中的在連接區域之應力的集中。因此，能夠抑制起因於在第一狹縫13的端部之應力的集中而導致之探針10的損壞。

(其他實施型態)

如上所述，本發明係藉由實施型態來記載，惟構成本揭示的一部分的論述及圖式不應理解為用以限定本發明者。對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，當然可由從本揭示理解各式各樣的代替實施型態、實施例及運用技術。

例如，上述中，係顯示了在第一端部101與第二端部102之雙方形成第二狹縫14之例。然而，在探針10彎曲時，相比於與焊盤310連接的第二端部102，會有更大的應力施加於與檢查對象物2相接之第一端部101。因此，亦可只在第一端部101形成第二狹縫14。此外，雖然所說明的是在第一端部101 與第二端部102之雙方配置前端構件15的情況，惟亦可只在其中一方的端部配置前端構件15。例如，亦可只在第一端部101配置前端構件15，並使第二端部102的連接區域與焊盤310接觸。或者，亦可在第一端部101與第二端部102之任一者皆不配置前端構件15。

如此，本發明當然包含上述內容中未記載之各式各樣的實施型態等。