TWI468697B - Contact fixture for inspection - Google Patents

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Description

接觸檢查用治具
本發明係關於一種與被檢查電子零件之各端子(電極墊)或電極接觸，而用於該被檢查電子零件之功能測試之接觸檢查用治具，尤其關於作為將電流供給用及電壓監視用之2根探針與上述各端子或電極接觸之凱文檢查用而較佳之接觸用檢查治具(測試頭)。
近年來，於金屬製之連接端子(電極墊)自矩形形狀之各邊向4個方向延伸之QFP(Quad Flat Package，四面扁平封裝)中，連接端子間之間距進行窄間距化，為0.8 mm、0.65 mm、0.5 mm、0.4 mm，且於被稱為周邊(peripheral)之矩形形狀之矽晶圓之外周配置電極(端子)的半導體製品中，電極間距進行窄間距化，為100 μm、65 μm、50 μm、40 μm，與該等窄間距化之各端子接觸之探針亦必需細徑化。因此，排列有多個該探針之測試頭等接觸檢查用治具之製造變得繁瑣，並且細徑化後之探針因對各端子(電極)之接觸壓力之降低所引起之接觸電阻之增大以及探針自身之電阻之增大等，而導致測定時之電壓下降，電氣測定之可靠性降低。
作為應對此種測定環境下之接觸檢查，已知有凱文(Kelvin)檢查法。該凱文檢查係對1個端子(電極)，將用以供給電流之FORCE接觸式探針、及用以監視電壓之SENSE接觸式探針作為一對而使用，藉由使該等1對探針與各端子接觸，藉此可進行高精度之電氣特性之檢查。
先前，作為凱文檢查用治具，提出有下述專利文獻1。其係1對探針與形成於絕緣性之套筒中之柱塞保持孔嵌合，且該等1對探針之柱塞前端部之兩側面由與針管軸方向平行之2個平面所構成，並且其前端脊線向一個方向傾斜，由該脊線之頂點所構成之突尖側之一側面由與針管外周面之延長面一致之曲面所形成。而且，上述1對探針之柱塞前端部係形成於相對於針管中心線偏心之位置上，並且以滑動自如且無法反轉180度***之方式嵌插於上述套筒(保持件(retainer))之導引孔中。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-38837號公報
上述專利文獻1中所記載之1對接觸式探針係以阻止其柱塞前端部成為反轉位置之誤***，並且與被檢查電子零件之端子接觸之突尖側之一側面以互相靠近之方式配置，從而可應對上述端子之間距為小尺寸者。
然而，嵌插上述柱塞前端部之形成於上述套筒(保持件)中之導引孔係由對應於柱塞前端部之剖面形狀而為大致矩形狀之孔所構成，該矩形狀之孔必需藉由端銑刀等旋轉切削工具或雷射進行穿孔加工，尤其如專利文獻1般，於由上述前端部嵌插用之矩形狀之導引孔與凸緣部及針管嵌插用之剖面圓形狀之保持孔所構成之情形時，必需利用旋轉切削工具之繁瑣之加工。
因此，由嵌插柱塞前端部之導引孔規定而限制探針之小型化，難以充分應對近年來之端子之窄間距化及多極化，並且為於上述套筒中形成嵌插上述柱塞前端部之導引孔而必需進行繁瑣之加工，從而導致成本上升。
再者，如上述專利文獻1般，不限於凱文檢查用，一般而言，引導探針前端之柱塞之導引孔係藉由與柱塞之剖面形狀一致之貫通孔而形成。
因此，本發明之目的在於提供一種接觸檢查用治具，其藉由形成於套筒(區塊)中之導引槽而使與被檢查用電子零件接觸之柱塞前端部無法旋轉且上下移動自如地對其進行引導，藉此解決了上述問題。
例如參照圖1～圖3，本發明之接觸檢查用治具(1)係包括與被檢查電子零件之端子或電極接觸之探針(2)、及保持該探針之套筒(3)，且用以檢查上述被檢查電子零件之電氣特性者，其特徵在於：上述探針(2)具有被賦能為與上述端子或電極彈性接觸之柱塞(6)，該柱塞具有其前端部被切除側面(A、A)之板狀之導引部(19a)、及於該導引部之前端形成為突尖狀之接觸部(19b)，上述套筒(3)至少包括位於上述端子或電極側之第1區塊(10)，於該第1區塊中自其表面形成有特定深度之導引槽(13)，由該導引槽將上述柱塞(6)之導引部(19a)止轉、於該柱塞之軸方向上移動自如且防脫地引導。
例如參照圖1～圖3，上述探針(2)具有將上述柱塞(6)之圓筒部(17)一體固著之針管(5)、於軸方向上移動自如地嵌插於該針管之另一端之抵接構件(7)、及收納於上述針管中並縮設於上述柱塞(6)與上述抵接構件(7)之間之彈簧，上述套筒(3)係接合複數個區塊(10、11)而構成，於該等區塊中形成有保持上述探針(2)之保持孔(12、15)，且於該等區塊內之上述第1區塊(10)中自另一區塊(11)側形成有作為有底孔之上述保持孔(12)，且以橫穿該有底孔(12)之方式形成有上述導引槽(13)。
例如參照圖9、圖10，上述探針係保持於上述第1區塊(103 )、及與該第1區塊隔開空間(F)而配置之另一區塊(113 )中，且於上述空間(F)內彎曲並於軸方向上被賦予彈力之金屬線探針(23 )，該金屬線探針之一端部成為具有上述導引部(19a)及接觸部(19b)之上述柱塞(6)，於上述第1區塊(103 )中形成有保持上述金屬線探針(23 )之保持部(17)之有底孔(12)、及橫穿該有底孔之上述導引槽(13)。
例如參照圖18、圖19，上述探針(28 )係由藉由電鑄而成形之剖面矩形狀所構成，於其一端形成有具有上述導引部(19a)及接觸部(19b)之上述柱塞(6)，上述套筒(38 )係將於一面形成有槽(31)且於另一面形成有與上述槽連通之孔(30)的多個區塊(10、111 、112 )積層而構成，藉由上述槽(31)及孔(30)保持上述探針(28 )，且將形成於該等區塊內之上述第1區塊(10)中之槽設為寬度狹窄之上述導引槽(13)，而於軸方向上移動自如且防脫地引導上述柱塞(6)之上述導引部(19a)。
例如參照圖4～圖6，於上述第1區塊(10)之表面，在橫方向及縱方向上形成有上述導引槽(13a、13b)，於該等導引槽之未交叉之兩端部分排列有上述探針(2)，將上述探針(2)相對於上述端子或電極(21)於上述導引槽方向上交替地配置成鋸齒狀。
例如參照圖7、圖8，將1對上述探針(21 、22 )作為與1個上述電極(21)或端子接觸之凱文檢查用探針，上述柱塞之上述接觸部(19b)係板狀之上述導引部(19a)之前端於寬度方向上傾斜(C)而藉由其一端突尖部分形成，將作為上述凱文檢查用之1對上述探針(21 、22 )之上述接觸部(19b、19b)以互相接近之方式配置。
例如參照圖7、圖8、圖14，作為上述凱文檢查用之1對上述探針(21 、22 )係以其上述柱塞之上述導引部(19a)由同一上述導引槽(13、134 )引導之方式配置。
例如參照圖3、圖10，上述導引部(19a)係由等量切除上述柱塞(6、6)之圓筒狀之保持部(17)之兩側而成的左右之平面(A、A)、及自上述保持部延伸之前後之圓弧面(B、B)所形成，且配置於上述保持部(17)之中央部。
例如參照圖13、圖17，上述導引部(19a)係由以不同之量切除上述柱塞(64 、67 )之圓筒狀之保持部(17)之兩側而成的左右之平面(A1 、A2 )、及自上述保持部延伸之前後之圓弧面(B、B)(B1 、B2 )所形成，且自上述保持部(17)之中央偏移而配置。
例如參照圖16、圖17，上述導引部(19a)係由以不同之量切除上述柱塞(67 )之圓筒狀之保持部(17)之兩側而成的內側平面(A1 )及外側平面(A2 )、及自上述保持部(17)延伸之前後之圓弧面(B1 、B2 )所形成，且自上述保持部(17)之中央偏移而配置，上述接觸部(19b)係由下述頂點(P)所構成：形成於將上述外側平面(A2 )與上述前後之一圓弧面(B1 )之交點設為頂點(P)，且將連接該頂點及上述內側平面(A1 )與上述前後之另一圓弧面(B2 )之交點(Q)的線設為脊線(G)，而於寬度方向及厚度方向上傾斜之傾斜面(C、S、T)上，作為上述凱文檢查用之上述1對探針(21 、22 )係以由相鄰接之上述導引槽(137 、137 )引導上述導引部(19a)之方式配置而成。
再者，上述括號內之符號係用以與圖式對照者，因此對申請專利範圍所記載之構成毫無影響。
根據技術方案1之本發明，由形成於第1區塊中之導引槽引導形成於柱塞之板狀之導引部，因此該導引槽可藉由切割機等相對容易且較高精度地進行加工，並突破成為探針之排列間隔之微小化及多個排列之阻礙的柱塞導引孔之加工困難，可不伴隨成本上升地提供一種應對被電子零件之端子或電極之窄間距化及多極化的接觸檢查用治具(測試頭)。
又，即便於構成套筒之區塊使用陶瓷，亦可藉由切割機容易且高精度地形成導引槽，而可製造高精度之接觸檢查用治具。
根據申請專利範圍第2項之本發明，適用於使用有將柱塞、抵接構件及彈簧內置於針管中的接觸式探針之接觸檢查用治具，而可實現窄間距化、多極化及成本降低。
根據申請專利範圍第3項之本發明，適用於使用金屬線探針之垂直型探針卡等，而可進一步實現窄間距化、多極化及成本降低。
根據申請專利範圍第4項之本發明，適用於使用有利用電鑄之探針之接觸檢查用治具(測試頭)，而可進一步實現窄間距化、多極化及成本降低。
根據申請專利範圍第5項之本發明，適用於檢查QFP之接觸檢查用治具，藉由鋸齒排列探針而可容易且低成本地製造應對窄間距之端子之檢查用治具。
根據申請專利範圍第6項之本發明，能夠以較窄之間隔配置1對探針且使其接觸部接近配置，從而適用作凱文檢查用治具，而可進行較高精度下之半導體裝置等電子零件之功能測試。
根據申請專利範圍第7項之本發明，將凱文測定之1對探針以由同一導引槽引導之方式進行配置，而可適用於各種電極或端子。
根據申請專利範圍第8項之本發明，柱塞之導引部配置於圓筒部之中央，因此容易製造探針。
根據申請專利範圍第9項之本發明，柱塞之導引部相對於圓筒部偏移而配置，因此於用作凱文測定用之治具之情形時，可防止柱塞向保持孔及導引孔中之誤***，且可將1對探針之接觸部以接觸於1個電極等之方式一直接近配置。
根據申請專利範圍第10項之本發明，接觸部可設置於一圓弧面與外側平面之交點(頂點)，於相鄰接之導引槽中配置成為凱文檢查用之1對探針，可使該等探針之上述接觸部接近配置，可對窄間距化及多極化之電極或端子進行凱文測定，且可同時對複數個DUT(Device Under Test，被測器件)進行測定。
以下，根據圖式對本發明之實施形態進行說明。如圖1所示，接觸檢查用治具1包括由導電性之金屬所構成之接觸式探針2、及安裝該探針之由絕緣材料所構成之套筒3。探針2係由針管5、自該針管5之一端突出且一體固著於該針管之柱塞6、及於與上述柱塞之間縮設有彈簧且自該針管之另一端進退自如地突出之抵接構件7所構成。
如圖2所詳示，套筒3由分割為例如2個(不限於2個，亦可為3個以上或1個)之區塊10、11所構成，於該等兩區塊中以整齊排列之方式形成有探針保持用之圓筒狀之保持孔。該等區塊10、11並不限定於上下地使用者，但方便起見而根據圖稱為上區塊10、下區塊11，於上(第1)區塊10中，自下方朝向上方殘留特定量a地穿設有針管5上下滑動自如地嵌插之圓筒有底形狀之第1保持孔12，且自上表面s藉由切割刀片(磨石)等而形成有上述特定量a之深度之導引槽13。該導引槽13係橫穿上述第1保持孔12之前端部(底部)之中央部而相連通，因此上述第1保持孔12係經由於其上端部分以小於該孔之直徑c之寬度b橫穿中央部之上述導引槽13而與上表面s貫通。下(另一)區塊11係自上表面t以特定深度形成有與上述第1保持孔12相同直徑之第2保持孔15，自該第2保持孔15之底面以與下表面貫通之方式形成有直徑較該孔小之第3(圓筒)孔16。
上述上區塊10及下區塊11中，以遍及上述第1及第2孔12、15之方式嵌插上述探針2之針管5，柱塞6貫通上述導引槽13並且抵接構件7貫通第3孔16而固定為一體。因此，探針2係以其柱塞6向上方突出且其抵接構件7被賦能為向下方突出之方式安裝於由上下區塊10、11所構成之套筒3中。
如圖3所示，柱塞6由與針管5嵌合之圓筒狀之保持部(圓筒部)17、及由上述導引槽13引導之前端部19所構成。圓筒部17形成有凹部17a，且藉由朝向該凹部17a卡入針管5，而與針管5固著為一體。上述前端部19自上述針管5向上方突出，且由上述圓筒部17之兩側面被切削而互相平行之平面A、A所構成。進而，該前端部19之前端由以特定角度α向一方向傾斜之傾斜面C所構成，且朝向該傾斜面C上之厚度方向中央之脊線而自上述兩平面形成有倒角部D、D。因此，上述前端部19形成有藉由兩平面A、A及自上述圓筒部17延伸之圓弧面B、B所形成之薄板形狀之導引部19a、及由上述傾斜面C及倒角部D、D所構成之上述導引部前端之突尖狀之接觸部19b，上述導引部19a係其平面A、A接觸於上述導引槽13之兩壁面A'、A'，由該導引槽以無法旋轉、防脫且上下方向移動自如地引導，且上述接觸部19b可與被檢查電子零件之端子或電極接觸。
因此，探針2之柱塞6之導引部19a由導引槽13止轉且上下方向移動自如地導引，且突尖形狀之接觸部19b以特定姿勢與被檢查電子零件之端子或電極彈性接觸。又，上述探針2之柱塞6可容易且高精度地藉由將圓筒形狀之銷之側面切削為平面A、A而形成特定寬度之導引部19a，以及藉由傾斜面C及倒角部D形成接觸部19b。另一方面，於構成套筒3之上區塊10中，自下表面形成特定直徑之有底圓筒孔12，並且自上(表)面s藉由切割刀片(磨石)等而形成特定深度a之導引槽13，藉此能夠以高精度容易地且高生產率地加工將探針2保持於套筒3中之保持孔、尤其是阻止上述柱塞導引部19a轉動之導引槽13。
再者，上述導引槽13係藉由切割機或金屬用鋸而形成，因此上區塊10可使用較易達到尺寸精度之陶瓷，加之可藉由研磨等高精度地加工上述柱塞導引部19a，從而可將探針2之定位、止轉引導保持為較高精度。上述導引槽13較佳為利用上述切割機等並藉由機械加工而形成，但亦可將最上方之區塊設為相對較薄之板狀之保持件，於該保持件中藉由雷射加工而形成殘留兩端部分之長孔狀之槽，於此種情形時，上述保持件以較高之定位精度固定於具有貫通之保持孔之區塊。
藉此，測試頭等接觸檢查用治具1可使保持探針2之保持孔、尤其是止轉用之導引槽13較小且以小間隔形成於套筒(區塊)10中，從而可實現探針2之基於窄間距之排列以及多行配置，且可提高電氣檢查之可靠性並且亦可降低成本。
將多個上述探針2藉由特定排列而安裝於上述套筒3中。如圖4所示，QFP(Quad Flat Package)20中金屬製之連接端子21…自矩形本體向4個方向延伸，上述接觸檢查用治具11 之各探針2分別接觸於該等端子之每一個。如圖5所示，本接觸檢查用治具(測試頭)11 係於第1區塊10之上表面呈格子狀地切出多個導引槽13。橫槽13a與縱槽13b交叉，於未進行該交叉之橫槽13a及縱槽13b之兩端部分分別配置有探針2。各探針2係相對於各導引槽13a、13b方向交替排列為鋸齒狀，由各導引槽之兩端部分分別導引柱塞前端部19並使其向上方突出，因此各導引槽之兩端部分及各探針2分別對應於上述連接端子21。
如圖6所示，各探針2係以相鄰接者之柱塞接觸部19b之傾斜面C成為相反朝向之方式交替地安裝於套筒3之保持孔12(15)中，各探針之接觸部19b於各端子21之長度方向之大致相同位置進行接觸，並且嵌插各探針2之成為最大直徑之針管5的孔12(15)係相對於鄰接之各端子20於前後方向(端子長度方向)上錯開而排列，從而可應對窄間距化。
圖7及圖8係表示將上述接觸檢查用治具用於凱文檢查之實施形態。本接觸檢查用治具(測試頭)12 係沿形成於上區塊10中之導引槽13以2個1組排列有探針2。1對探針21 、22 係以其接觸部19b相對向之方式以分別反轉180度之狀態安裝於套筒3之孔12、15中。各探針21 、22 被保持為其前端導引部19a由導引槽13(準確而言，導引部之平面A、A與槽13之壁面A'、A'滑動接觸)止轉且接觸部19b被賦能為壓接於電極(或端子)21。1對探針21 、22 之接觸部19b、19b接近配置且與1個電極21接觸。上述1對探針21 、22 之一者用於電流供給(FORCE接點)，另一者用於電壓監視(SENSE接點)。上述1對探針21 、22 係沿平行排列之各導引槽13之同一槽，對應於各電極21而排列有多組。
藉此，即便於為如安裝於例如正反器BGA(Ball Grid Array，球柵陣列)之安裝基板上之IC(Integrated Circuit，積體電路)裸晶般，以電極間間距為0.2 mm以下具有數千個等多個電極者時，亦可使1對探針接觸部19b、19b抵接於各凸塊，進行利用凱文法之高精度之檢查。再者，上述1對探針21 、22 係使用相同者，但亦可使電壓監視用探針相對於電流供給用探針使用小徑者，而進一步縮小各組之1對探針之間隔，從而適應於多極化。
圖9及圖10係表示應用於垂直型探針卡之實施形態。本接觸檢查用治具(測試頭)13 係由具有彈力(挫曲應力)之金屬製之金屬線探針23 、及於中間隔開空間F而組裝為一體之具有上區塊103 及下區塊113 之套筒33 所構成。金屬線探針23 係於彈性變形為彎曲狀之狀態下嵌插於上區塊103 與下區塊113 中稍微偏移而開設之圓筒狀之第1及第2保持孔12、15內。於上區塊103 中，自上表面s以與上述第1保持孔12之前端底部連通並橫穿其中央部之方式形成有導引槽13。又，金屬線探針23 之前端部為與先前之實施形態相同之柱塞6，該柱塞6由兩側面為平面A、A且前後面成為與圓筒(保持)部17相同直徑之圓弧面B、B的板狀之導引部19a、及由傾斜面C及倒角部D所構成之接觸部19b所構成。金屬線探針23 之柱塞6之圓筒(保持)部17由上區塊103 之保持孔12保持，且導引部19a由導引槽13止轉、防脫且上下方向移動自如地引導。上述金屬線探針23 係以2根1組排列作為與1個端子(或電極)接觸之凱文檢查用，1對接觸部19b係以互相對向之方式接近配置。
本接觸檢查用治具13 中，若金屬線探針23 之接觸部19b接觸於被檢查用電子零件之端子(或電極)，則於套筒33 之空間F中，1對金屬線探針23 、23 以互不接觸之方式平行地彎曲且藉由其反作用力而使接觸部19b與端子彈性接觸。再者，由金屬線探針23 所構成之本接觸檢查用治具13 不限於上述凱文檢查用，當然亦可應用於對1個端子(或電極)接觸1個接觸部19b者。
圖11～圖13係表示使用具有前端部相對於圓筒(保持)部偏移配置之柱塞之探針的實施形態。再者，對與圖1～圖3相同之部分標註同一符號並省略說明。本接觸檢查用治具14 包括探針2與套筒3。探針2包括與針管5之一端部固定為一體之柱塞64 ，且該柱塞64 係於相對於圓筒部17自其中心偏離之位置(偏移之位置)形成有前端部19。即，前端部19係自圓筒構件將其左右側面如倒角般切削或研磨而形成，但其切削量左右不同，一側面為由較大之切削量所構成之平面A1 ，另一側面為由較小之切削量所構成之平面A2 。該前端部19之前後面由與圓筒部17相同之圓弧面B、B所構成，藉由該等平面A1 、A2 及圓弧面B、B而形成有偏移配置之板狀之導引部19a。
上述導引部19a之前端係由以特定傾斜角傾斜地倒角之傾斜面C所構成，且於該傾斜面以其厚度方向中心成為脊線之方式形成有左右之倒角部D、D，其頂點部成為突尖之接觸部19b。
上述套筒3之上區塊10係自與下區塊11接合之下表面側藉由鑽孔器而穿孔有底圓筒狀之第1孔12，且以亦與其有底部分連通之方式自該區塊10之上表面s藉由切割機等而形成有特定深度a之導引槽134 。該導引槽134 係以橫穿自上述第1孔12之中心偏移特定量之位置之方式排列。
探針2係藉由嵌插於上區塊10之第1孔12及導引槽134 、以及下區塊11之第2孔15及第3孔16中，且將該等區塊10、11互相接合而安裝於套筒3中。相對於圓筒部17偏移而配置之柱塞64 之導引部19a嵌插於相對於第1孔12偏移相同量之導引槽134 中，從而柱塞64 被止轉且防脫地上下方向自如地被導引。此時，即便欲使探針2相對於各保持孔12、15反轉180度而安裝，亦因偏移配置之上述導引部19a及導引槽134 進行干擾而無法嵌插，從而可防止誤***。上述柱塞64 之接觸部19b係配置於較針管5之直徑c短之板狀導引部19a之寬度上之一端部分，從而可較短地設定相鄰接之探針之接觸部19b之間隔，可實現窄間距化。再者，上述偏移之方向係相對於前端一端部為接觸部19b之板狀之導引部19a之寬度方向正交之方向。
圖14係表示將上述接觸檢查用治具用於凱文檢查之實施形態。本接觸檢查用治具(測試頭)15 中，相對於圓筒部(針管)偏移配置之柱塞64 之前端部19嵌插於橫穿同樣地相對於保持孔12偏移之位置之導引槽134 中。因此，區塊10之探針保持孔12係以其中心位置相對於導引槽134 而位於相反側之方式交替配置。沿1條導引槽134 相鄰接地配置之1對探針21 、22 之一者成為電流供給用，另一者為電壓監視用而用於凱文檢查，該等1對探針21 、22 係反轉180度而交替配置於各保持孔12中。
該1對凱文檢查用探針21 、22 之接觸部19b相互接近配置，且於較保持孔12之直徑短之位置上各保持孔12相對向。因此，本凱文檢查用治具15 可縮短1對探針21 、22 之接觸部19b之間隔而實現窄間距化，且藉由將探針2…相對於被檢查電子零件之端子或電極之排列方向傾斜並呈鋸齒狀地排列，可實現多極化。
圖15(a)係表示以檢查對象(DUT)之電路設計時所製成之測試圖案為基礎進行檢查之矽晶圓25上所形成之半導體裝置26，於上述矽晶圓25，如圖15(b)所示般形成有相同圖案之電極，於檢查(晶圓測試)後藉由切割機而切斷為單片。上述半導體裝置26之電氣特性之測定(DUT)係於圓形之矽晶圓之狀態下以具有測試頭(接觸檢查用治具)之探針卡進行。此時，為提高測定效率及速度，測試頭包括可同時測定複數個DUT之多個探針2…。例如，為同時測定分別具有9個電極21之2個半導體裝置(2個DUT)26，而具有18個探針。
為對上述2個DUT之裝置26、26之各電極21進行圖7、圖8或圖9所示之凱文測定，必需分別對各1個電極21接觸2個探針21 、22 ，為保持各探針間隔，較佳為如圖15(c)所示般以相對於格子狀之電極21成為45度之方式傾斜地形成上述導引槽13。藉此，對應於配置為格子狀之DUT用之電極，可獲得以窄間距排列有探針2…之凱文檢查用治具(測試頭)16 。
於對複數個DUT進行凱文測定之情形時，亦有時於相鄰接之DUT之電極21之間，以等間隔排列之傾斜之導引槽13不一致，於此種情形時，接觸檢查用治具必需配合格子狀之電極21之排列方向而於縱或橫方向上排列導引槽13。於此種情形時，1對凱文用探針間隔、或鄰接之各凱文用探針之間隔變窄，有難以製造窄間距化之測試頭之虞。
圖16、圖17係表示解決了上述裝置之2個DUT之凱文測定用之測試頭之問題的柱塞之形狀及其接觸部之排列、導引槽之方向之圖。本接觸檢查用治具17 中，以與圖11～圖14所示者相同之方式與格子狀之電極之排列方向平行地於橫方向(或縱方向)上排列有上區塊之導引槽137 ，且相對於圓筒部17偏移配置有柱塞67 之前端部19，並且相對於第1孔12偏移配置有上區塊之導引槽137 。上述導引槽137 係與電極排列同樣地於橫方向上平行排列，由於2條導引槽對應於1行之電極排列，故而不為等間隔。
柱塞前端部19包括：由切除量較多之內側平面A1 、切除量較少之外側平面A2 及前後之圓弧面B1 、B2 所構成之大致矩形狀之板狀之導引部19a、及將一圓弧面B1 與外側平面A2 之交點設為頂點P且將連結該頂點P及另一圓弧面B2 與內側平面A1 之交點Q的線G設為脊線之接觸部19b。即，柱塞前端部19係由自一圓弧面B1 朝向另一圓弧面B2 而梯度下降之寬度方向傾斜面C、對外側平面A2 側朝向上述脊線G進行倒角之外側厚度方向傾斜面S、及對內側平面A1 側朝向上述脊線G進行倒角之內側厚度方向傾斜面T所形成，且上述脊線G之頂點P成為接觸部19b。
由相鄰接之導引槽137 、137 導引且於導引槽方向上相鄰接之1對探針21 、22 成為凱文測定用探針，且於反轉180度之狀態下安裝於各保持孔12、12中。因此，上述1對探針21 、22 中，由上述頂點P所構成之接觸部19b、19b配置於互相接近之位置上，且與1個電極彈性接觸，一者成為電流供給用，另一者成為電壓監視用，而進行2個DUT之凱文測定。
本接觸檢查用治具(測試頭)17 中，1對探針21 、22 之接觸部19b、19b成為外側平面A2 側之與一圓弧面B1 之角且成為互相接近之位置，從而可對電極窄間距化之格子排列之DUT進行凱文測定。又，各探針2…係相對於格子狀之電極傾斜45度而配置，取得充分寬之探針之間隔，可高精度地製造本測試頭17 ，並且導引槽137 以與格子狀之電極之排列平行之方式於橫或縱方向上排列，可對多個DUT整合探針位置而製造。
圖18、圖19係表示使用藉由電鑄(電鑄加工)而製作之探針28 之接觸檢查用治具。本接觸檢查用治具(測試頭)18 包括藉由電鑄而一體成形之剖面矩形狀之探針28 、及積層有多個區塊10、111 、112 之套筒38 。上述探針28 於一端具有柱塞6，於另一端具有抵接構件7，其間成為彈簧27。柱塞6係由板狀所構成，且具有與導引槽13卡合之導引部19a、及將其前端倒角為山形之接觸部19b。
構成套筒38 之各區塊10、11…除最上段者(第1區塊)10以外由相同形狀所構成，且分別具有以鑽孔而形成之圓筒孔30、及具有該圓筒孔之特定寬度之槽31。上述圓筒孔30係由內接上述矩形狀之探針28 之直徑所構成，且上述槽31係由在寬度方向上嵌插該矩形狀之探針28 之寬度所構成，藉由積層上述多數之區塊111 、112 而構成矩形狀之保持孔。
最上段(第1)之區塊10中，自下表面以特定深度穿設有相同直徑之圓筒孔12，且以橫穿該圓筒孔之底之方式形成有特定寬度之導引槽13。該等各區塊10、111 …係以整合上述圓筒孔30、12之方式積層，且於上述圓筒孔30、12及槽31中安裝有上述各探針28 。剖面矩形狀之探針28 係藉由區塊111 …之圓筒孔30及槽31止轉地保持。該探針28 之柱塞6中，板狀之導引部19a由最上段之區塊10之圓筒孔12及導引槽13防脫且上下方向移動自如地引導。
本發明並不限定於上述實施形態，亦可應用於將各實施形態組合者，進而亦可應用於使用有其他不同之探針之接觸檢查用治具(測試頭)。
[產業上之可利用性]
本發明係關於一種與被檢查電子零件之各端子或電極接觸而用於該被檢查電子零件之功能測試之接觸檢查用治具，尤其作為凱文檢查用而較佳，可用於以QFP、矽晶圓為代表之全部電子零件之檢查。
1．．．接觸檢查用治具(測試頭)
2．．．探針
3．．．套筒
5．．．針管
6．．．柱塞
7．．．抵接構件
10．．．(第1)區塊
11．．．(其他)區塊
12．．．保持(圓筒)孔
13．．．導引槽
13a．．．導引槽
13b．．．導引槽
15．．．保持(圓筒)孔
17．．．保持(圓筒)部
19．．．前端部
19a．．．導引部
19b．．．接觸部
圖1係表示本發明之接觸檢查用治具之圖，(a)為前視剖面圖，(b)為側視剖面圖，(c)為平面圖。
圖2係表示其套筒之側視剖面圖。
圖3係表示其柱塞之圖，(a)為前視圖，(b)為側視圖。
圖4係對QFP(Quad Flat Package)使用本發明之接觸檢查用治具之平面圖。
圖5係上述接觸檢查用治具之平面圖。
圖6係其前視剖面圖，(a)與(b)表示於不同位置之剖面。
圖7係表示將本發明用於凱文檢查之實施形態，(a)為前視剖面圖，(b)為側視剖面圖。
圖8(a)為其平面圖，(b)為其前視剖面圖。
圖9係表示將本發明之接觸檢查用治具用於垂直型探針卡之實施形態之前視剖面圖。
圖10係表示其金屬線探針前端部之圖，(a)為前視圖，(b)為側視圖。
圖11係表示偏移配置柱塞前端部之實施形態，(a)為前視剖面圖，(b)為側視剖面圖，(c)為平面圖。
圖12係表示其套筒之前視剖面圖。
圖13係表示其柱塞前端部，(a)為前視圖，(b)為側視圖，(c)為平面圖。
圖14係表示將上述偏移配置之接觸檢查用治具用於凱文檢查之實施形態，(a)為平面圖，(b)為柱塞前端部之平面圖，(c)為其前視圖。
圖15係表示以本發明可測定之矽晶圓之裝置(DUT)之圖，(a)為平面圖，(b)為其局部放大圖，(c)為表示對其使用之接觸檢查用治具之平面圖。
圖16係表示對上述裝置使用之用於凱文檢查之接觸檢查用治具之平面圖。
圖17係表示其柱塞前端部，(a)為前視圖，(b)為側視圖，(c)為平面圖。
圖18係表示本發明之其他實施形態，(a)為表示積層之套筒之各區塊之圖，(b)為接觸檢查用治具之前視剖面圖，(c)為平面圖。
圖19係表示其探針，(a)為前視圖，(b)為側視圖，(c)為平面圖。
1．．．接觸檢查用治具(測試頭)
2．．．探針
3．．．套筒
5．．．針管
6．．．柱塞
7．．．抵接構件
10．．．(第1)區塊
11．．．(其他)區塊
12、15．．．保持(圓筒)孔
13．．．導引槽
16．．．第3(圓筒)孔
19a．．．導引部
19b．．．接觸部
s．．．上表面

Claims (16)

  1. 一種接觸檢查用治具，其包括與被檢查電子零件之端子或電極接觸之探針、及保持該探針之套筒，用以檢查上述被檢查電子零件之電氣特性者，其特徵在於：上述探針具有被賦能為與上述端子或電極彈性接觸之柱塞，該柱塞具有保持部、該保持部之側面被切除側面之板狀之導引部、及於該導引部之前端形成為突尖狀之接觸部，上述套筒至少包括位於上述端子或電極側之第1區塊，於該第1區塊，從與該第1區塊之該端子或電極側即表面相反側形成由有底孔構成之保持孔，且自該表面以橫穿該有底孔之方式形成寬度較該保持孔狹窄之導引槽，使該保持部防脫地保持在該第1區塊之該保持孔，且由該導引槽將該導引部止轉，將該柱塞於軸方向移動自如地引導至該第1區塊。
  2. 如申請專利範圍第1項之接觸檢查用治具，其中，上述探針具有將上述柱塞之該保持部一體固著之針管、於軸方向移動自如地嵌插於該針管之另一端之抵接構件、及收納於上述針管中並縮設於上述柱塞與上述抵接構件之間之彈簧，上述套筒係接合複數個區塊而構成，於該等區塊形成有保持上述探針之保持孔，且於該等區塊內之上述第1區塊從另一區塊側形成有作為有底孔之上述保持孔，並以橫穿該有底孔之方式形成有上述導引槽。
  3. 如申請專利範圍第1項之接觸檢查用治具，其中，上述探針係保持於上述第1區塊、及與該第1區塊隔開空間配置之其他區塊，且於上述空間內彎曲並於軸方向上被賦予彈力之金屬線探針，該金屬線探針之一端部成為具有該保持部、上述導引部及接觸部之上述柱塞，於上述第1區塊形成有保持該柱塞之該保持部之由有底孔構成之該保持孔、及橫穿該有底孔之上述導引槽。
  4. 一種接觸檢查用治具，其包括與被檢查電子零件之端子或電極接觸之探針、及保持該探針之套筒，用以檢查上述被檢查電子零件之電氣特性者，其特徵在於：上述探針係由藉由電鑄而成形，且其剖面係矩形狀，於其一端形成有具有板狀導引部及形成在該導引部前端之接觸部之柱塞，上述套筒係將位於該端子或電極側之第1區塊與該第1區塊以外之其他區塊積層而構成，該其他區塊，於一面形成有槽且於另一面形成有與上述槽連通且與該槽之寬度相同寬度之孔，於該第1區塊，從與該端子或電極側即表面相反側形成由有底孔構成之保持孔，且自該表面以橫穿該有底孔之方式形成寬度較該保持孔狹窄之導引槽，將該探針保持在該其他區塊之該槽及孔，且使該柱塞防脫地保持在該第1區塊之該保持孔，且由該導引槽將該導引部止轉，將該柱塞於軸方向移動自如地引導至該第1區塊。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之接觸檢查 用治具，其中，於上述第1區塊之表面，在橫方向及縱方向形成有上述導引槽，於該等導引槽之未交叉之兩端部分排列有上述探針，將上述探針相對於上述端子或電極於上述導引槽方向上交替地配置成鋸齒狀。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之接觸檢查用治具，其中，將1對上述探針作為與1個上述電極或端子接觸之凱文檢查用探針，上述柱塞之上述接觸部係板狀之上述導引部之前端於寬度方向傾斜而藉由其一端突尖部分形成，將作為上述凱文檢查用之1對上述探針之上述接觸部以互相接近之方式配置。
  7. 如申請專利範圍第6項之接觸檢查用治具，其中，作為上述凱文檢查用之1對上述探針，係以其上述柱塞之上述導引部被同一上述導引槽引導之方式配置。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由等量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，配置於上述保持部之中央部。
  9. 如申請專利範圍第5項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由等量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，配置於上述保持部之中央部。
  10. 如申請專利範圍第6項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由等量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，配置於上述保持部之中央部。
  11. 如申請專利範圍第7項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由等量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，配置於上述保持部之中央部。
  12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由以不同之量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，自上述保持部之中央偏移而配置。
  13. 如申請專利範圍第5項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由以不同之量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，自上述保持部之中央偏移而配置。
  14. 如申請專利範圍第6項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由以不同之量切除圓筒狀之該保持部之兩側所成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，自上述保持部之中央偏移而配置。
  15. 如申請專利範圍第7項之接觸檢查用治具，其中， 該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由以不同之量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的左右平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，自上述保持部之中央偏移而配置。
  16. 如申請專利範圍第6項之接觸檢查用治具，其中，該柱塞之該保持部係圓筒狀，且上述導引部係由以不同之量切除圓筒狀之該保持部之兩側而成的內側平面及外側平面、及自上述保持部延伸之前後圓弧面形成，自上述保持部之中央偏移而配置，上述接觸部，係由將上述外側平面與上述前後圓弧面中一者的交點設為頂點，且將連接該頂點及上述內側平面與上述前後圓弧面中另一者之交點的線設為脊線，而於寬度方向及厚度方向傾斜之傾斜面形成之頂點構成，作為上述凱文檢查用之上述1對探針，係配置成以相鄰接之上述導引槽引導上述導引部。
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