CN110268274B - 治具和电连接装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种不使用特别的保持装置，就能够相对于电连接装置拆除和安装探针头的治具。治具(50)应用于将被检查体与其检查装置电连接的电连接装置(10)。电连接装置包括：布线基板(22)；探针头(28)，其利用多个定位螺钉(26)固定于布线基板，包含由磁性物质构成的多个探针(34)。治具(50)包括板(52)和安装于板的磁体(54)。板能够以装卸自如的方式安装于探针头，磁体与探针的下端部(34b)相对。

Description

治具和电连接装置
技术领域
本发明涉及一种应用于电连接装置的治具。
背景技术
作为本发明的应用对象的电连接装置包括布线基板和安装于该布线基板的探针头。垂直型探针卡所使用的探针头包括：多个探针，其由磁性物质构成，具有上下两端部以及上下两端部之间的中间部；以及支承体，其支承该探针。支承体包括互相平行的上板和下板，上板具有容许各探针的下端部、中间部以及上端部的贯穿的孔，而且，下板具有容许各探针的下端部的贯穿但阻止其中间部的贯穿的孔。
然而，探针头的探针由于其使用方式而产生磨损、弯曲、折损、导电不良等，为了对其进行更换，而将探针头自电连接装置拆除。在自电连接装置拆除的探针头中，各探针为如下状态，各探针能够在其轴线方向上移动，并且各探针的下端部能够伴随该移动自支承体的下板的孔脱出。因此，探针头的拆除以及探针更换后的安装(重新安装)要在以探针头不成为上下颠倒的方式维持上下的状态下进行。但是，由于电连接装置根据产品的不同，也存在例如超过10kg的装置，因此，需要在利用特别的保持装置保持电连接装置的状态下进行探针头的拆除和重新安装。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－80657号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种不使用特别的保持装置就能够进行探针头的相对于电连接装置的拆除和重新安装的治具。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种应用于将被检查体与所述被检查体的检查装置电连接的电连接装置的治具。作为本发明的应用对象的所述电连接装置包括布线基板和利用多个定位螺钉固定于所述布线基板的与所述被检查体相对的面的探针头。所述探针头具有：多个探针，其由磁性物质构成，具有上下两端部以及上下两端部之间的中间部；以及支承体，其支承所述多个探针。所述支承体具有互相平行的上板和下板，所述上板具有供各探针的下端部、中间部以及上端部依次穿过的第1探针***孔，所述下板具有供各探针的下端部穿过且阻止其中间部通过的第2探针***孔。本发明所涉及的治具包括板和安装于所述板的磁体。所述板具有与设于所述支承体的多个螺纹孔相对应的多个螺纹对应孔，能够借助通过这些多个螺纹对应孔拧入于所述螺纹孔的多个螺钉以装卸自如的方式安装于所述探针头，所述磁体与所述探针的下端部相对。
在使用本发明所涉及的治具进行所述电连接装置的探针头的探针的更换作业时，首先，将所述电连接装置以其探针头位于上方的方式放置，从所述布线基板上拆除所述探针头。更详细而言，拧松所述多个定位螺钉而将其去除，解除所述探针头的相对于所述布线基板的固定。然后，将所述治具配置于所述探针头上，接着，在所述探针头安装所述治具。通过穿过所述板的多个孔向设于所述支承体的多个螺纹孔拧入多个螺钉，能够进行所述治具的安装。此时，所述治具的磁体与多个探针的下端部相对。由此，所述探针在受到所述磁体的磁吸附力而被朝向所述板吸引的状态、即所述探针的相对于所述支承体的轴线方向上的相对移动以及与此相伴的所述探针的下端部的自所述支承体的下板的孔的脱出被阻止的状态下被放置。然后，在使所述探针头的上下一致的状态下，将所述治具自所述探针头分离，能够进行探针的更换作业。而且，更换探针后的探针头通过反向进行所述的拆除的工序，能够重新安装于所述布线基板。由此，能够不需要使用所述电连接装置的保持装置而进行所述探针头的拆除和安装。
所述板能够设为具有分别与所述多个定位螺钉相对应的多个孔的板。由此，在将所述治具安装于所述探针头之后，在与所述定位螺钉相对应的所述板的孔***螺丝刀(螺丝起子)的顶端部而拧松所述定位螺钉，能够通过与所述定位螺钉相对应的所述孔去除所述定位螺钉，由此，能够解除所述探针头的相对于所述布线基板的固定。所述磁体可以是永磁体和电磁体中的任一种。所述探针例如包括：机筒，该机筒具有能够在其轴线方向上伸缩的弹簧部；以及柱塞，其配置于该机筒内，并且包括固定于所述机筒的主体和向所述机筒外突出的顶端部。所述机筒限定所述探针的上端部和中间部，所述柱塞的顶端部限定所述探针的下端部。
附图说明
图1是表示被检查体和电连接装置的概略图。
图2是电连接装置中的探针头的概略的剖视图。
图3是探针的剖视图。
图4的(a)、图4的(b)以及图4的(c)是表示治具和使用该治具从电连接装置上拆除探针头的工序的立体图。
图5是表示上下颠倒的探针头的下板、上板以及多个探针与治具的磁体之间的位置关系的概略图。
图6是借助对准用环安装于布线基板的、处于上下颠倒的状态的探针头的剖视图。
具体实施方式
参照图1，作为本发明所涉及的治具50(参照后述的图4)的应用对象的电连接装置整体由附图标记10表示。电连接装置10起到将由晶圆、印刷电路板等构成的被检查体A与检查装置(未图示)电连接的作用，该检查装置进行例如用于调查被检查体A的电特性、通电状态的检查。被检查体A的所述检查通过如下方式进行：自所述检查装置通过电连接装置10向被检查体A供给电流或电信号，检测自被检查体A通过电连接装置10返回到所述检查装置的反馈电流或反馈电信号。
被检查体A配置于为了支承电连接装置10而准备的支承架12内。支承架12包括下基座构件14、在该下基座构件的上方与其平行地配置的上基座构件16以及将上基座构件16支承在下基座构件14上的多个支柱18。电连接装置10借助保持构件20保持于上基座构件16上。上基座构件16具有设于其中央部的开口16a，保持构件20在其一部分嵌合于上基座构件16的开口16a。而且，保持构件20也在其中央部具有开口20a。
电连接装置10包括：布线基板22，该布线基板22具有互相相对的两个面22a、22b；以及所谓的垂直型的探针头28，该探针头28利用多个(图示的例子中为四个)定位螺钉26固定于布线基板22的面22b、即与被检查体A相对的面22b。图示的探针头28具有矩形的平面形状，收纳于保持电连接装置10的保持构件20的开口20a内。
被检查体A位于电连接装置10的探针头28的正下方，且保持于在下基座构件14上配置的工作台30上的卡盘32。工作台30具有如下功能，为了将被检查体A相对于探针头28定位，而使保持于卡盘32的被检查体A向平面上的互相正交的两个方向(XY方向)或上下方向(Z方向)移动、或绕工作台30的轴线旋转。
如图2所示，探针头28包括由磁性物质(例如作为铁磁性物质的镍材料)构成的多个探针34和在上下方向上垂直支承这些探针34的支承体36。各探针34具有互相相对的上端部34a、下端部34b以及位于上端部34a和下端部34b之间并与上端部34a和下端部34b相连的中间部34c。
支承探针34的支承体36具有互相平行的上板38和下板40。在图示的例子中，上板38具有设于其中央部且向下方敞开的凹部38a，下板40具有设于其中央部且向上方敞开的凹部40a。而且，上板38具有贯通该上板38且与该凹部38a相连的多个第1探针***孔38b，下板40具有贯通该下板40且与该凹部40a相连的多个第2探针***孔40b。在此，第1探针***孔38b具有比探针34的上端部34a的直径、下端部34b的直径以及中间部34c的直径大的直径，而且，第2探针***孔40b具有比探针34的下端部34b的直径大且比上端部34a的直径和中间部34c的直径小的直径。在图示的例子中，此外，在上板38和下板40之间配置有板状的间隔件42。间隔件42具有形成于其中央部且贯通该中央部并且与上板38的凹部38a和下板40的凹部40a相连的孔42a。
在图示的例子中，探针头28借助对准用环58(图4、图6)固定于布线基板22。对准用环58是为了进行探针头28的探针34的上端部34a与间距转换基板41的电极(未图示)之间的对位而设置的构件。整体呈矩形形状的对准用环58安装于布线基板22的面22b，包围作为探针头28的一部分的上板38的周围和间隔件42的周围。更详细而言，探针头28在其下板40借助分别拧入于对准用环58的四个螺纹孔61的各定位螺钉26固定于对准用环58，并借助对准用环58固定于布线基板22。在图6中，附图标记24表示为了加强布线基板22而安装于布线基板22的面22a的板状的加强板。加强板24借助穿过布线基板22地延伸进而拧入于对准用环58的多个螺栓43固定于布线基板22。另外，存在省略设置对准用环58的情况。该情况下，探针头28例如能够使用依次穿过其支承体36即下板40、间隔件42以及上板38、间距转换基板41、布线基板22而向加强板24的内部延伸且能够与该加强板螺纹结合的定位螺钉(未图示)固定于布线基板22。
在支承体36的上板38的各第1探针***孔38b依次穿过有各探针34的下端部34b、中间部34c以及上端部34a，而且，在下板40的第2探针***孔40b穿过有各探针34的下端部34b，但中间部34c的通过被阻止。而且，各探针34在其中间部34c处，穿过支承体36的间隔件42的孔42a地延伸。由此，各探针34在其上端部34a的一部分自支承体36的上板38向上方突出、其下端部34b的一部分自支承体36的下板40向下方突出的状态下，以相对于支承体36能够向上下方向相对移动的方式支承于支承体36。另外，在探针头28固定于布线基板22时，各探针34的上端部34a处于与设于布线基板22的各电极(未图示)抵接的状态。
图3中表示探针34的一个例子。图示的探针34包括圆筒形状的机筒44和配置于该机筒内的圆柱状的柱塞46。机筒44具有能够沿其轴线方向伸缩的两个弹簧部44a。弹簧部44a的数量任意。柱塞46包括固定于机筒44的主体46a和自机筒44的一端向外部突出的顶端部46b。柱塞46固定于机筒44的所述一端的附近。利用图示的例子中的铆接、或者电阻焊接、激光焊接等来进行固定。在此，机筒44构成探针34的一部分(上端部34a和中间部34c)，柱塞46的顶端部46b构成探针的下端部34b。
再次参照图2，在所述检查时，使被检查体A朝向位于其上方的探针头28上升，将设于被检查体A的多个电极垫Aa向与其相对应的多个探针34的下端部34b、即柱塞46的顶端部46b推压。其结果，柱塞46的顶端部46b与固定于柱塞46的机筒44的一部分一起相对于支承体36的下板40上升，相伴于此，机筒44的另一部分即弹簧部44a被压缩。由此，在所述检查装置与被检查体A之间形成导电路径。
接着参照图4，示出本发明所涉及的治具50。在探针头28的多个探针34的一部分或全部产生了磨损、弯曲、折损、导电不良等故障时，在将已故障的探针34更换成新的探针时使用治具50。
治具50包括板52和安装于该板的磁体54，板52具有分别与多个定位螺钉26相对应的多个孔56。板52的各孔56具有比定位螺钉26的头部的直径大的直径。图示的板52由不妨碍来自磁体54的磁力的材料构成，例如由丙烯酸树脂构成，具有比探针头28大的矩形的平面形状。而且，在图示的例子中，多个孔56包括四个孔56，设于所述矩形的四角。磁体54由永磁体或电磁体构成，具有能够磁吸附全部探针34的大小的磁力。磁体54通过与板52粘接，或者将其全部或一部分埋入于板52中，从而能够安装于板52。
将电连接装置10从支承架12(图1)拆除，以使电连接装置10上下颠倒的状态、即探针头28成为上方且布线基板22的面22a成为下方的状态放置，治具50能够如后述那样安装于探针头28。此时，探针头28以上下颠倒的状态被放置。在此，“上下颠倒的状态”表示探针34的下端部34b(参照图2)朝向图4的(a)所示的上方向的状态。
为了方便将治具50安装于探针头28，在支承体36设有在图示的例子中经由下板40延伸到间隔件42的一部分的多个螺纹孔59。另一方面，在板52设有与多个螺纹孔59相对应的多个(图示的例子中为四个)螺纹对应孔60。四个孔59配置于其他的四个孔56相互之间。在安装治具50时，以利用板52覆盖探针头28的下板40的表面的方式载置治具50。接着，将治具50安装于探针头28(参照图4的(a)、图4的(b))。此时，板52的各孔56与将探针头28固定于布线基板22的各定位螺钉26相对，而且，磁体54与多个探针34的下端部34b相对。另外，出于理解的容易化的目的，省略设于探针头28的下板40的第2探针***孔40b和自该孔突出的探针34的下端部34b的图示。
通过将多个螺钉(固定用螺钉)62分别穿过板52的多个螺纹对应孔60，并且将这些螺钉62拧入于在探针头28的支承体36的下板40开口的多个螺纹孔59，从而能够将治具50以装卸自如的方式安装于探针头28(图4的(a)、图4的(b))。通过安装治具50，如图5所示，各探针34受到磁体54的磁吸附力而被朝向治具50的磁体54吸引。接着，向板52的孔56***螺丝刀(未图示)的顶端部，拧松并取出定位螺钉26。由此，解除探针头28的相对于布线基板22的固定，更详细地说，是解除探针头28的相对于安装于布线基板22的对准用环58的固定(图4的(b))。解除了固定的探针头28能够与借助螺钉62和其成为一体的治具50一起自布线基板22分离(图4的(c))。然后，在使探针头28的上下一致的状态下、即探针34的上端部34a位于上方、下端部34b位于下方的状态下，将治具50自探针头28分离，从而能够进行存在故障的探针34的更换作业。
治具50的板52能够代替图示的例子而设为不具有多个孔56的板。在使用包括不具有多个孔56的板52的治具50时，在将治具50载置于对准用环58上之前，拧松将探针头28固定于布线基板22的四个定位螺钉26并将其去除，预先解除探针头28的相对于布线基板22的固定。然后，能够与所述的方式相同地进行用于更换探针34的作业。
另外，在受到了磁体54的磁力的探针34处于带磁的状态(磁化的状态)时，在探针34相互之间作用有磁吸附力，这有可能使探针34的更换作业较困难。为了避免这一问题，期望在更换探针34之前，对全部的探针34进行消磁。消磁能够使用市售的消磁器(例如，大阪市浪速区Hozan株式会社制的产品编号HC－33)来进行。
更换探针34后的探针头28通过反向地进行所述的拆除的工序，能够重新安装于布线基板22。重新安装探针头28之后，由于与所述相同的理由，期望对全部探针34进行消磁。
本发明所涉及的治具50并不限定于图示的探针34，能够应用于包含由磁性物质构成的其他种类或其他形态的探针在内的垂直型探针卡所使用的探针头。
附图标记说明
10、电连接装置；22、布线基板；26、定位螺钉；28、探针头；34、34a、34b、34c、探针及其上端部、下端部、中间部；36、支承体；38、38a、上板及其孔；40、40a、下板及其孔；50、治具；52、板；54、磁体；56、孔。

Claims (4)

1.一种治具，该治具应用于电连接装置，该电连接装置包括：布线基板，其将被检查体与所述被检查体的检查装置电连接；以及探针头，其利用多个定位螺钉固定于所述布线基板的与所述被检查体相对的面，
所述探针头具有：多个探针，该多个探针由磁性物质构成，具有上端部、下端部以及所述上端部与所述下端部之间的中间部；以及支承体，其支承所述多个探针，
所述支承体具有互相平行的上板和下板，所述上板具有供各探针的下端部、中间部以及上端部依次穿过的第1探针***孔，所述下板具有供各探针的下端部穿过且阻止各探针的中间部通过的第2探针***孔，其中，
该治具包括板和安装于所述板的磁体，
所述板具有与设于所述支承体的多个螺纹孔相对应的多个螺纹对应孔，能够借助穿过这些多个螺纹对应孔拧入于所述螺纹孔的多个螺钉以拆卸自如的方式安装于所述探针头，
所述磁体与所述探针的下端部相对。
2.根据权利要求1所述的治具，其中，
所述板具有分别与所述多个定位螺钉相对应的多个孔。
3.根据权利要求1所述的治具，其中，
所述磁体由永磁体或电磁体构成。
4.一种电连接装置，其应用权利要求1～3中任一项所述的治具，其中，
所述探针包括：机筒，该机筒具有能够在其轴线方向上伸缩的弹簧部；以及柱塞，其配置于该机筒内且包括固定于所述机筒的主体和向所述机筒外突出的顶端部，
所述机筒构成所述探针的上端部和中间部，所述柱塞的顶端部构成所述探针的下端部。
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