专利名称：探针卡的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及对晶片等被检体进行电气特性检查时所使用的探针卡，更具体地，本发明涉及即使在有热变形的情况下也可以进行高可靠性检查的探针卡。
背景技术：
探针卡是安装到例如图7所示的探测装置上来进行使用的。如该图所示，探测装置包括搬送晶片W的装载室1、和对从装载室1搬送过来的晶片W进行电气特性检查的探测室2，当在装载室1内在晶片W的搬送过程中对晶片W进行预先调准后，在探测室2内进行晶片W的电气特性检查。如图7所示，探测室2包括装载经预先调准的晶片W且可进行温度调节的装载台(主吸盘)3；使主吸盘3在X及Y方向上移动的XY工作台4；配置在通过该XY工作台4而进行移动的主吸盘3的上方的探针卡5；以及使探针卡5的多个探针5A与主吸盘3上的晶片W的多个电极焊盘(electrode pad)进行正确对位的对位机构(调准机构)6。例如如图8的(a)所示，探针卡5具有多个探针5A；与这些探针卡5A连接的印制线路板5B；以及通过连结部件5C与该印制线路板5B连结并且对印制线路板5B进行加强的、由不锈钢等金属制成的加强部件5D。此外，在主吸盘3中内置有升降机构，用于使晶片W升降，从而使其与探针5A电接触或电分离。
此外，如图7所示，在探测室2的顶板7上可旋转地配置有检测器的测试头T，测试头T与探针卡5通过工作特性基板(performance board)(图中未示出)而电连接。另外，将主吸盘3上的晶片W例如在-20℃～+150℃的温度范围内设定晶片W的温度，从测试器将检查用信号经由测试头T及工作特性基板发送给探针5A，并从探针5A向晶片W的电极焊盘施加检查用信号，从而对在晶片W上形成的多个半导体元件(器件)进行电气特性检查。当进行高温检查时，通过内置于主吸盘3内的温度调节机构(加热机构)将晶片W加热至预定的温度(100℃以上)来进行晶片的检查。
然而，由于在检查被检体时被检体会发热，因而探针卡5的印制线路板5B会由于热量的影响而发生热膨胀，产生热变形。此外，由于在高温检查时加热了主吸盘3，因而印制线路板5B会在其与检查时的发热的相互作用下发生热变形。因此，以往通过加强部件5D对印制线路板5B进行加强，抑制并防止探针卡5的热变形。此外，在专利文献1中公开了可以不改变探针卡的位置而对探针构件的顶端进行定向，从而使探针与半导体元件接触的技术。
专利文献1日本专利文献特开2000-67953号公报。
发明内容
但是，以往的探针卡虽然通过金属制的加强部件5D来防止印制线路板5B的热变形，但是无法通过加强部件5D来完全地抑制由于热变形而产生的应力，如图8的(b)所夸大示出的那样，探针卡5发生热变形而向下方翻转并弯曲，由此探针5A发生位置偏移，从而造成其与被检体的接触位置产生偏差，并导致探针5A与被检体接触不良。此外，在检查之前为了使探针卡5达到热稳定而对探针卡5进行预热，但是为了使探针卡5达到热稳定需要很长的时间，因而存在着效率降低的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种可以不受热量的影响而使接触器(contactor)与被检体可靠地电连接、并且能够缩短预热时间、进而可以提高效率的探针卡。
用于实现上述目的的本发明是一种对被检体进行电气特性检查的探针卡，其特征在于，包括接触器；电路基板；处于上述接触器与上述电路基板之间并使这二者弹性地电接触的中间部件；将它们一体化的连结部件；以及对通过该连结部件而一体化的上述电路基板进行加强的加强部件。
上述中间部件可以是内插器(interposer)，该内插器具有基板、以及至少配置在该基板的上述电路基板一侧的、可自由地弹性变形的多个接触子。
在所述探针卡中，作为上述中间部件，可以在上述接触器上设置多个可自由地弹性变形的接触子。
所述中间部件可以由导电橡胶构成。
在所述探针卡中，可以在上述接触器与上述电路基板之间、以及在上述电路基板与上述加强部件之间分别夹持安装弹性部件。
在所述探针卡中，上述接触器可以具有陶瓷基板、以及设置在该陶瓷基板的、与上述被检体的接触面一侧的多个探针。
还可以是所述加强部件具有平板形状，相对于所述电路基板配置在所述中间部件的相反一侧；所述加强部件与所述接触器通过所述连结部件而彼此相互固定；所述电路基板被安装成可相对于所述连结部件自由移动。
此外，可以在所述加强部件上设置将所述电路基板向所述接触器一侧推压的推压部件。
另外，可以在所述加强部件上设置多个推压部件。
根据本发明，能够提供如下的探针卡，其可以不受热量的影响而使接触器与被检体可靠地电连接，并且能够缩短预热时间，进而可以提高效率。
图1的(a)和(b)是示出本发明的探针卡的一个实施方式的简要示意图，其中的(a)是其截面图，(b)是放大示出内插器的截面图；图2是示出图1的(a)和(b)所示的探针卡发生热变形的情况的、与图1的(a)相当的截面图；图3是示出本发明的探针卡的其他实施方式的、与图1的(a)相当的截面图；图4是示出探针卡的其他实施例的纵截面图；
图5是示出图4的探针卡的印制线路板的平面图；图6是示出图4的探针卡的加强部件的平面图；图7是部分地剖开示出探测装置的一个示例的主视图；图8的(a)和(b)是以往的探针卡的示意图，其中(a)是示出室温时的状态的侧视图，(b)是示出热变形后的状态的侧视图。
具体实施例方式
下面，根据图1的(a)和(b)～图6所示的各个实施例对本发明进行说明。在各个实施例中，对相同部分或者相应部分标注了相同的标号，并对各自的特征进行说明。此外，图1的(a)和(b)是示出本发明的探针卡的一个实施方式的简要示意图，其中的(a)是其截面图，(b)是放大示出内插器的截面图，图2是示出本发明的探针卡的其他实施方式的、与图1的(a)相当的截面图，图3是示出木发明的探针卡的另一实施方式的、与图1的(a)相当的截面图。
(第一实施例)例如如图1的(a)和(b)所示，本实施例的探针卡10用于检查晶片等被检体的电气特性，其包括接触器11；与接触器11电连接的印制线路板12；将11、12二者连结成一体的连结部件13；以及对通过该连结部件13而一体化的印制线路板12进行加强的加强部件14。
如图1的(a)、(b)所示，上述接触器11具有例如由陶瓷形成的陶瓷基板11A；与被检体的多个电极焊盘(图中未示出)相对应地配置在该陶瓷基板11A的下表面上的多个探针11B；与这些探针11B相对应地形成在陶瓷基板11A的上表面上的端子电极11C；以及形成在陶瓷基板11A内并将这些端子电极与探针11B连接起来的连接布线11D；所述接触器11可以同时检查多个芯片。
上述接触器11例如是使用微机电系统技术(MEMS)等微细加工技术而形成的。陶瓷基板11A的多个端子电极11C分别通过后述的内插器而与印制线路板12的多个端子电极电连接。
上述加强部件14例如由线膨胀系数小的铁镍合金(INVER)等低膨胀合金形成，在检查时即使受热也不会极度膨胀。铁镍合金的线膨胀系数为2～4ppm/℃左右，远远小于由树脂制成的印制线路板12的线膨胀系数。图中没有示出加强部件14的平面形状，该加强部件14例如由沿着印制线路板12的外周边缘部而形成的环、在印制线路板12的中央部形成的圆板、以及连结环与圆板的连结部构成。此外，作为印制线路板12，可以使用现有公知的树脂制的印制线路板。
在上述接触器11与印制线路板12之间设置有作为中间部件的、使11、12两者弹性地电接触的内插器15，通过该内插器15来吸收后述的印制线路板12的热变形并缩短探针卡10的预热时间。
如图1的(a)、(b)所示，上述内插器15具有例如由陶瓷形成的基板15A；与印制线路板12的端子电极12A相对应地设置在该陶瓷基板15A的上表面上的、可自由地弹性变形的多个接触子15B；与陶瓷基板11A的端子电极11C相对应地设置在上述基板15A的下表面上的、可自由地弹性变形的多个接触子15C；以及将上下两个面上的接触子15B、15C电连接起来的过孔导体(via-hole conductor)15D；所述内插器15通过后述的弹性部件而被固定在连结部件13上。
基板15A的上表面的多个接触子15B分别从过孔导体15D向斜上方延伸设置，通过各自顶端的端子15E与印制线路板12的端子电极12A电接触。此外，上述基板15A的下表面的多个接触子15C分别从过孔导体15D向斜下方延伸设置，通过各自顶端的端子15E与陶瓷基板11A的上表面的端子电极11C电接触。这些接触子15B、15C均由具有弹性的金属、例如钨等形成，可以自由地弹性变形，具有电连接接触器11与印制线路板12并吸收印制线路板12的热变形的功能。
此外，上下的接触子15B、15C在探针卡10达到热稳定的状态(检查时的状态)下均与分别对应的端子电极12A、11C可靠地接触。换言之，上述印制线路板12的端子电极12A及接触器11的端子电极11C的大小被形成为在印制线路板12最大限度地发生变形时与内插器15的接触子15B、15C的端子15E可靠地接触的大小。
此外，在上述印制线路板12的上下安装有由橡胶等形成的弹性部件16、17，所述弹性部件16、17分别介于接触器11与印制线路板12之间、以及印制线路板12与加强部件14之间。所述弹性部件16、17在安装于加强部件14上的状态下吸收印制线路板12的热变形，从而使探针11B的接触位置稳定。
接着，参照图2对探针卡10的动作进行说明。当使用本实施例的探针卡10对被检体进行高温检查时，在检查前进行用于使主吸盘达到热稳定的预热。为此，通过主吸盘(图中未示出)的内置温度调节机构对主吸盘进行加热使之升温至预定的温度，或者在升温之后使主吸盘靠近探针卡10，通过主吸盘对探针卡10进行预热。在探针卡10由于预热而升温后，在探针卡10中，线膨胀系数比其他部件大的印制线路板12会发生热变形并膨胀得比其他部件大。此时，由于印制线路板12的周围被连结部件13束缚，因而印制线路板12的热应力无处释放，随着膨胀会如图2所示那样逐渐向下方翻转并弯曲。另一方面，由于接触器11及加强部件14的线膨胀系数与印制线路板12相比非常小，所以至多存在轻微的热变形，因而各自的平坦性得以维持。
如上所述，即使在探针卡10中仅有印制线路板12向下方弯曲，由于在本实施例中通过内插器15的上方的接触子15C来吸收印制线路板12的弯曲，并通过弹性部件16、17来吸收连结部件13周围的印制线路板12的热变形，因而使得由印制线路板12施加到接触器11一侧的热应力无效，从而保持了接触器11的平坦性。此外，即使印制线路板12发生热变形并将内插器15的上方的接触子15B压向下方，接触子15B也会位于印制线路板12的端子电极12A内，因此内插器15的功能不会受损，从而能够维持接触器11与印制线路板12之间的电接触。
如上所述，根据本实施例，包括有接触器11；印制线路板12；处于接触器11与印制线路板12之间并使所述二者弹性地电接触的内插器15；将它们一体化的连结部件13；以及对通过该连结部件13而一体化的印制线路板12进行加强的加强部件14；因而即使印制线路板12由于热变形而向下方弯曲、从而有应力施加到接触器11一侧，也可以通过内插器15的弹力而使该应力无效，从而可以防止接触器11的探针11B偏离被检体的电极焊盘的位置。此外，探针卡10在预热之后升温至检查温度，即使印制线路板12在此过程中逐渐发生热变形，印制线路板12与接触器11也能通过内插器15而可靠地电接触，因而不必将印制线路板12预热至热稳定，与以往相比可以极大地缩短预热时间，进而能够提高效率。
此外，根据本实施例，由于内插器15在基板15A的上下两个表面上具有可以弹性变形的接触子15B、15C，因而能够通过所述接触子15B、15C来吸收印制线路板12的热变形。
(第二实施例)在本实施例的探针卡10中，代替图1的(a)和(b)、图2所示的内插器15而如图3所示那样在接触器11的上表面上设置有可自由地弹性变形的多个接触子11E，除此之外都与上述实施例相同。
上述接触子11E与图1的(b)所示的内插器15的接触子15C同样地形成，并与在接触器11的陶瓷基板11A的上表面上形成的端子电极11C直接连接。由此，接触器11通过多个接触子11E而与印制线路板12的端子电极12A电接触。
根据本实施例，即使印制线路板12由于热膨胀而变形，也可以通过接触器11的接触子11E来吸收该热变形，因而能够获得与第一实施例相同的作用效果。此外，根据本实施例，与第一实施例的情况相比，能够简化探针卡10的构造。
在将接触子11E设置于接触器11的上表面的上述第二实施例中，如图4所示，使加强部件14形成为与印制线路板12相同形状的圆盘形，将其配置在印制线路板12的上表面一侧，通过连结部件13将加强部件14与接触器11彼此固定，另外也可以将印制线路板12安装成能够相对于连结部件13自由移动。在所述情况下，连接部件13例如形成为在上下方向上长的近似四角柱的形状，例如竖立设置在接触器11的外周部的多处、例如四处。各个连接部件13的下端部一侧固定在接触器11上。如图4和图5所示，在印制线路板12上形成有各个连结部件13贯通的贯通孔20。贯通孔20形成为比连结部件13稍大，以使连结部件13在有间隙的状态下贯通。由此，印制线路板12可以相对于连结部件13自由移动。
在连结部件13的上端部，例如如图4所示通过作为固定部件的螺钉21将加强部件14固定在连结部件13上。此时，例如在加强部件14与印制线路板12之间形成有间隙。此外，加强部件14按照与接触器11平行的方式固定在连结部件13上。在加强部件14上设置有推压部件22，其在厚度方向上从加强部件14的上表面一侧向下表面一侧贯通，并从上方推压印制线路板12。推压部件22例如如图6所示设置在加强部件14面内的多处。从平面图上来看，推压部件22在连结部件13的内周部一侧与外周部一侧分别等间距地设置在同一圆周上。推压部件22例如为通过旋转而在上下方向上进退的螺钉。通过该推压部件22推压印制线路板12的上表面，可以将印制线路板12压向接触器11一侧。
根据本实施例，由于印制线路板12没有完全固定在连结部件13上，而是可以在间隙内自由移动，因而可以通过间隙来吸收印制线路板12的热变形。其结果是，即使印制线路板12发生了热变形，也可以维持接触器11的平坦性，从而可以防止接触器11的探针11B与被检体的电极焊盘出现错位。此外，由于可以通过推压部件22将印制线路板12压向接触器11一侧，因而能够使印制线路板12与接触器11的接触子11E稳定地电接触。另外，可以通过多个推压部件22在印制线路板12的面内的多处推压该印制线路板12，因而能够确保印制线路板12的水平性，并且可以使印制线路板12与各个接触子11E更加稳定地电接触。
另外，在上述实施例中，也可以像第一实施例那样将内插器15夹在印制线路板12与接触器11之间来代替接触子11E。
本发明不受上述实施方式的任何限制，只要是在构成探针卡的电路基板与接触器之间具有能够吸收电路基板的热变形的内插器的探针卡，都包含在本发明中。例如，当使用导电橡胶来作为内插器时，也可以获得与上述实施方式相同的作用效果。此外，接触子只要可以自由地弹性变形并具有导电性即可，对接触子的形式及材料没有特别的限制。
工业实用性本发明例如能够适用于检查装置的探针卡。
权利要求
1.一种探针卡，所述探针卡用于对被检体进行电气特性检查，其包括接触器；电路基板；处于上述接触器与上述电路基板之间并使这二者弹性地电接触的中间部件；将它们一体化的连结部件；以及对通过该连结部件而一体化的上述电路基板进行加强的加强部件。
2.如权利要求1所述的探针卡，其中，上述中间部件是内插器，该内插器具有基板，以及至少配置在该基板的上述电路基板一侧的、可自由地弹性变形的多个接触子。
3.如权利要求1所述的探针卡，其中，在上述接触器上设置有多个可自由地弹性变形的接触子来作为上述中间部件。
4.如权利要求1所述的探针卡，其中，上述中间部件由导电橡胶构成。
5.如权利要求1所述的探针卡，其中，在上述接触器与上述电路基板之间、以及在上述电路基板与上述加强部件之间分别夹持安装有弹性部件。
6.如权利要求1所述的探针卡，其中，上述接触器具有陶瓷基板，以及设置在该陶瓷基板的、与上述被检体的接触面一侧的多个探针。
7.如权利要求1所述的探针卡，其中，所述加强部件具有平板形状，相对于所述电路基板配置在所述中间部件的相反一侧，所述加强部件与所述接触器通过所述连结部件而彼此相互固定，所述电路基板被安装成可相对于所述连结部件自由移动。
8.如权利要求7所述的探针卡，其中，在所述加强部件上设置有将所述电路基板向所述接触器一侧推压的推压部件。
9.如权利要求8所述的探针卡，其中，在所述加强部件上设置有多个所述推压部件。
全文摘要
本发明的目的在于使接触器与被检体不受热量的影响而可靠地电连接，并能够缩短预热时间，进而提高效率。本发明的探针卡包括接触器；印制线路板；处于上述接触器与上述印制线路板之间并使这二者弹性地电接触的内插器；将它们一体化的连结部件；以及对通过该连结部件而一体化的印制线路板进行加强的加强部件。
文档编号H01L21/66GK1910460SQ20058000285
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月20日 优先权日2004年1月20日
发明者保坂久富 申请人:东京毅力科创株式会社