專利名稱：電探針系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電探針系統(tǒng)，特別涉及一種具有多個斥力導(dǎo)電探針(彈發(fā)式導(dǎo)電性接頭，以下簡單地稱為“探針”)的電探針系統(tǒng)，這些斥力導(dǎo)電探針構(gòu)成用于與成為檢測對象的電路板的電觸點(以下成為“焊點(パツド)”。)分別接觸進行檢測的導(dǎo)電路徑。
背景技術(shù)：
電探針系統(tǒng)通常具有固定被檢測基板的基板固定機構(gòu)和對該固定機構(gòu)可以通過機器人等進行三維定位的探針單元。
現(xiàn)有的探針單元是將多個探針以相同的條件植設(shè)在探針固定架的單面上的結(jié)構(gòu)。
因此，如果包絡(luò)成為探針的接觸對象的焊點的頂部的面與探針支持架的探針植設(shè)面平行的話，這些探針與焊點的接觸壓相等，得到理想的測定精度，順利地進行檢測。
另一方面，由于自重或接觸壓被檢測基板發(fā)生變形，當(dāng)焊點頂部的包絡(luò)面不平行于探針的植設(shè)面時，探針與焊點的接觸壓缺乏均一性，對測定精度具有一定影響。
因此，目前在基板固定機構(gòu)上想辦法，以防止被檢測基板的變形來維持所希望的測定精度。
(參考日本特開平11-153647號公報)但是，伴隨著基板尺寸的不斷變大，為防止變形花費大量時間因此破壞了檢測的便利性。
本發(fā)明課題在于提供一種即使基板的尺寸較大，也不會為了防止變形而損害檢測的便利性的電探針系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
使探針與焊點彈性接觸的電探針系統(tǒng)，因為良好的探針接觸性能，如果該其行程(即，伴隨探針伸縮的前端部的位移)在適宜的幅度中，就得到可以維持所希望的測定精度的接觸壓，因此即使改變探針的植設(shè)條件，也可以通過管理其行程的定義域在可以維持所希望的測定精度的范圍內(nèi)調(diào)整接觸壓。本發(fā)明者清楚以上的內(nèi)容，進行解決上述問題的以下發(fā)明。
本發(fā)明的電探針系統(tǒng)具有固定被檢測基板的固定機構(gòu)和對上述固定機構(gòu)可以定位的探針單元，上述探針單元具有在第一行程定義域內(nèi)，根據(jù)規(guī)定范圍的接觸壓可以與上述基板的第一焊點組彈性接觸的第一探針組；在與上述第一行程定義域不同的第二行程定義域內(nèi)，根據(jù)規(guī)定范圍的接觸壓可以與上述基板的第二焊點組彈性接觸的第二探針組；和植設(shè)有上述第一探針組以及第二探針組的探針固定架。
根據(jù)本發(fā)明，第一探針組根據(jù)規(guī)定范圍的接觸壓可以與第一焊點組彈性接觸的第一行程定義域與第二探針組根據(jù)相同范圍的接觸壓可以與第二焊點組彈性接觸的第二行程定義不同。
因此，如果第一焊點組的頂部包絡(luò)面包含在第一定義域中，并且第二焊點組的頂部包絡(luò)面包含在第二定義域中，那么與各個包絡(luò)面的起伏或第一以及第二行程定義域的差別無關(guān)，第一以及第二探針組的接觸壓收容在規(guī)定的范圍內(nèi)，維持所希望的測定精度。
因此，預(yù)測由固定機構(gòu)所固定的被檢測基板的變形，根據(jù)該變形將產(chǎn)生位移的焊點頂部的包絡(luò)面進行階段地分割，將對應(yīng)相鄰的分割面內(nèi)一方的焊點作為第一焊點組，將對應(yīng)另一方的焊點作為第二焊點組，通過準備具有可以對這些焊點組進行處理的探針組的探針單元，即使不防止基板的變形，也可以以希望的測定精度進行檢測，即使基板尺寸變大，也可以不用為了防止其變形而損害檢測的便利行。


通過閱讀參照以下附圖的用于實施本發(fā)明的最佳實施方式方式的說明，本發(fā)明上述的其它問題、特征以及效果會變得明確。附圖中圖1為涉及本發(fā)明第1實施方式的電探針系統(tǒng)的立體圖；圖2為圖1電探針系統(tǒng)的探針剖面圖；圖3為表示圖2探針的變形例子的剖面圖；
圖4為表示圖2探針的另一變形例子的剖面圖；圖5為作為圖1的電探針系統(tǒng)的檢測對象的基板平面圖；圖6為固定圖5的基板的基板固定機構(gòu)的平面圖；圖7為表示圖6的基板固定機構(gòu)的變形例的平面圖；圖8為將現(xiàn)有的防止變形方式適用于圖6的基板固定機構(gòu)的比較例的說明圖；圖9為預(yù)測由圖6的基板固定機構(gòu)所固定的基板的變形的說明圖；圖10為本發(fā)明的原理說明圖；圖11為涉及本發(fā)明的第2實施方式的電探針系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖12為圖11的電探針系統(tǒng)的探針單元的仰視圖；圖13為圖12的探針單元的XIII-XIII線的剖面圖；圖14為涉及本發(fā)明的第三實施方式的電探針系統(tǒng)的探針單元的仰視圖；圖15為圖14的探針單元的XV-XV線的剖面圖；圖16為涉及本發(fā)明的第四實施方式的電探針系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖17為圖16的電探針系統(tǒng)的下端的探針單元的立體圖；圖18為涉及本發(fā)明的第五實施方式的電探針系統(tǒng)的關(guān)鍵部位的剖面圖；圖19為涉及本發(fā)明的第六實施方式的電探針系統(tǒng)的關(guān)鍵部位的剖面圖；圖20為涉及本發(fā)明的第七實施方式的電探針系統(tǒng)的關(guān)鍵部位的剖面圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖對用于實施本發(fā)明的最佳實施方式進行說明。在圖中相同的要素以相同的符號來表示。
(第一實施方式)首先，參照圖1～圖7對本發(fā)明的第一實施方式以及其變形例進行說明。
圖1為涉及本發(fā)明的第一實施方式的電探針系統(tǒng)PS1的立體圖，圖2為該探針系統(tǒng)PS1的任意的探針5n，m(1≤n≤N，1≤m≤M；N，M＝自然數(shù)，以下總稱為5)的剖面圖，圖3和圖4分別為表示探針5n，m的變形例的剖面圖，圖5為作為探針系統(tǒng)PS1的檢測對象的半導(dǎo)體基板10的平面圖，圖6為固定基板10的基板固定機構(gòu)2的平面圖，圖7為表示基板固定機構(gòu)2的變形例12的平面圖。
涉及第一實施方式的電探針系統(tǒng)PS1如圖1所示，具有水平固定基板10的基板固定機構(gòu)2，和對于該固定機構(gòu)2通過機器人手臂RA可以進行三維定位的探針單元3。
構(gòu)成探針單元3，作為由被稱為“檢測器”的計算機多支援軸定位機器人手臂RA所固定的探針模塊。其由大致為平面的絕緣性框體MH，和作為檢測對象的基板10專用的中央以及左右的探針塊5a，5b，5a構(gòu)成。各個探針塊5a，5b，5a的結(jié)構(gòu)為將數(shù)百個或數(shù)千個探針5n，m植設(shè)在模塊框體MH的底面(3a，3b，3a)的中央?yún)^(qū)域，作為使各自的接觸下端部露出規(guī)定的設(shè)計距離的矩陣。
模塊框體MH底面(3a，3b，3c)的左右的區(qū)域3a經(jīng)由階梯3c抬起，避免由于基板10的變形引起的接觸。在圖中，6、8為安裝螺釘，7為定位銷的插入孔。
模塊框體MH，如圖2所示，包含平板狀的下側(cè)探針固定架3d；在該下側(cè)探針固定架3d之上層積的平板狀的中間探針固定架3e；在該中間探針固定架3e之上層積的平板狀的上側(cè)探針固定架3f；和在該上側(cè)探針固定架3f之上層積的作為形成導(dǎo)線導(dǎo)體W1的絕緣基板的配線板3g。
上述探針固定架3d，3e，3f以及配線板3g相互緊密地接合，形成分別收容探針5的固定孔SH。各固定孔SH是由貫通下側(cè)固定架3d的下側(cè)固定孔SH1；貫通中間固定架3e的中間固定孔SH2；和貫通上側(cè)固定架3f的上側(cè)固定孔SH3構(gòu)成。下側(cè)固定孔SH1設(shè)有向內(nèi)側(cè)的階梯，減小下側(cè)SH4的直徑，上側(cè)固定孔SH3也設(shè)有向內(nèi)側(cè)的階梯，減小上側(cè)SH5的直徑。在上側(cè)支持孔SH3的上端，所對應(yīng)的導(dǎo)線導(dǎo)體W1的下端部向內(nèi)側(cè)露出。
構(gòu)成各個探針5n，m，作為具有導(dǎo)電針狀部件上下柱塞PL1、PL2，和安裝在PL1、PL2之間的導(dǎo)電線圈彈簧SP1的彈發(fā)式導(dǎo)電接觸頭CP1。
上側(cè)的柱塞PLI具有從中間固定孔SH2向上側(cè)固定孔SH3延伸的較為長的軸部PL11；向上側(cè)固定孔SH3的縮徑部可以滑動地進行嵌合的較短的針頭部PL12；和向上側(cè)固定孔SH3的大直徑部位可以滑動地嵌合的中間凸緣部PL13。
下側(cè)的柱塞PL2具有向下側(cè)固定孔SH1的大直徑部位延伸較短尺寸的軸部PL21；向下側(cè)固定孔SH1的縮徑部可以滑動地進行嵌合的從底面3b突出的較為長的針頭部PL22；和向下側(cè)固定孔SH1的大直徑部位可以滑動地嵌合的中間凸緣部PL23。
線圈彈簧SP1是由從上側(cè)柱塞PL1的凸緣部PL13的下側(cè)的軸轂部沿軸部PL11延伸的螺距旋繞螺旋部SP11；從該軸部PL11的下端延伸到下側(cè)柱塞PL2的凸緣部PL23上端的軸轂部的密集旋繞螺旋部SP12所構(gòu)成。線圈彈簧SP1是在上側(cè)柱塞PL1的針頭部PL12與導(dǎo)線W1下端接觸，且下側(cè)柱塞PL2的凸緣部PL23與下側(cè)固定孔SH1的階梯配合的延伸狀態(tài)(以下，通常稱為“自由狀態(tài)”)；和上側(cè)柱塞PL1的針頭部PL12與導(dǎo)線W1的下端接觸，并且，下側(cè)柱塞PL2的針頭部PL22的尖端與固定架下表面3b大致在一個面上的收縮狀態(tài)(以下，通常稱為“壓縮狀態(tài)”)之間進行伸縮。
上下柱塞PL1、PL2通過彈簧SP1通常被施加相反方向的力，下側(cè)柱塞PL2通過凸緣部PL23壓在下側(cè)固定孔SH1的階梯上，由此來防止脫落，針頭部PL22的尖端向外方側(cè)突出，與基板10的對應(yīng)區(qū)域11i，j(1≤i≤I，1≤j≤J；I，J＝自然數(shù))上的焊點11k的頂部彈性接觸。上側(cè)柱塞PL1將針頭部PL12的尖端壓在導(dǎo)線導(dǎo)體W1的下端。由此，導(dǎo)電接觸頭CP1(＝5n，m)作為將焊點11k與導(dǎo)線導(dǎo)體W1進行連結(jié)的導(dǎo)電路徑的功能。
各個探針5n，m的下側(cè)柱塞PL2的針頭部PL22根據(jù)線圈彈簧SP1的伸縮，從固定孔SH進出，其尖端在從對應(yīng)于線圈彈簧SP1的自由狀態(tài)的自由行程位置PS1到對應(yīng)于線圈彈簧SP1的壓縮狀態(tài)的壓縮行程位置PS2(以下稱為“滿行程”)的距離h內(nèi)進行位移。
因此，在基板10的檢測區(qū)域11i，j內(nèi)，將對應(yīng)探針5n，m的焊點11k的頂部(更正確地是在其上面)放置在距固定架下端面3b為d的位置，如果使該距離d短于滿行程h，探針5n，m的下端(也就是下側(cè)柱塞針頭部PL22的尖端)以對應(yīng)于從自由行程位置PS1的壓縮量(h-d)的接觸壓Pn，m，與焊點11k的頂部彈性接觸。該接觸壓Pn，m在自由行程位置PS1上幾乎為零，在壓縮行程位置PS2上為的最大Pmax。
單個探針5n，m測定的精度(即有效位數(shù))在根據(jù)固有的上下限值(0＜下限壓＜上限壓＜Pmax)所定義的壓閾范圍(上限壓—下限壓)內(nèi)，連續(xù)地起決于接觸壓Pn，m，因此，如果在全部探針5的壓閾范圍上具有重疊，那么在該重疊內(nèi)，探針單元3的測定精度(通過采用優(yōu)質(zhì)的線圈彈簧)可以連續(xù)地起決于接觸壓Pn，m的絕對值，而不受單個探針的植設(shè)條件的制約(包含材料式樣和安裝方式)。
該意思是，在上述壓閾范圍的重疊區(qū)域內(nèi)確定對應(yīng)于理論的測定精度的接觸壓的基準值(也就是理論的等壓值)，在該基準值的左右(關(guān)于全部探針5)設(shè)定通用的微分區(qū)域，如果以該區(qū)域內(nèi)的接觸壓進行測定，那么該測定精度就包含在上述理論精度的數(shù)學(xué)含義上的附近(也就是所希望的精度范圍)。
另一方面，單個探針5n，m的接觸壓與該壓縮量h-d(＝探針下端的行程位移)成比例。
因此，在得到所希望的精度的基礎(chǔ)上，“局部地”確定理想的行程位移的基準值，在該基準值的左右(關(guān)于全部探針5)設(shè)定范圍通用的差分區(qū)域ΔZ，如果以該設(shè)定定義域(2ΔZ)內(nèi)的行程進行設(shè)定，那么可以維持所希望的測定精度。
對于該點，單個探針5n，m的行程(h-d)與向固定架下表面3b端的變形相對應(yīng)，所以如果選定包含該局部變形的行程定義域作為上述設(shè)定定義域(2ΔZ)的話，即使在基板10產(chǎn)生了變形的狀態(tài)下進行測定，也可以得到所希望的精度，上述向固定架下表面3b端的變形位于成為測定對象的基板區(qū)域11im，j的對應(yīng)部位。
此外，探針系統(tǒng)PS1通過使用固定機構(gòu)2反向固定基板10的內(nèi)表面，可以檢測基板10內(nèi)表面的焊點列。
對于該點，也可以通過機器人手臂RA將探針單元3移動至基板10的內(nèi)側(cè)，來代替反向固定基板10的內(nèi)表面，在該情況下，作為上述探針5n，m可以使用如圖3所示的向上檢測用導(dǎo)電接觸頭CP2或如圖4所示的全彈簧形導(dǎo)電接觸頭CP3。
圖3的導(dǎo)電接觸頭CP2具有中央的線圈彈簧部件SP2、與該彈簧部件SP2兩端連接的上側(cè)導(dǎo)電針狀體PL3以及下側(cè)導(dǎo)電針狀體PL4。上側(cè)的針狀體PL3具有大直徑的軀干部PL31和在前端形成爪部PL32的小直徑的軸部PL33，在它們中間設(shè)有防止脫落的階梯PL34。爪部PL32與作為焊點要素的焊料球彈性接觸，焊點要素被設(shè)置在作為檢測對象物的基板區(qū)域11i，j的內(nèi)表面。也可以升高針狀體PL3的階梯PL34的位置，形成可以將接觸頭CP2與可動部件一起向上抽出的結(jié)構(gòu)。下側(cè)的針狀體PL4在小直徑的軸部PL41和與配線板的導(dǎo)體彈性接觸的錐形基部PL42之間設(shè)置凸緣部PL43。彈簧部件SP2具有與上側(cè)針狀體PL3的軀干部PL31下側(cè)的軸轂部嵌和的密集旋繞螺旋部SP21，和與下側(cè)的針狀體PL4的凸緣部PL43上側(cè)的軸轂部嵌合的螺距旋繞螺旋部SP22。
圖4的導(dǎo)電接觸頭CP3的整體是由線圈彈簧部件所構(gòu)成，具有提供所需要的剛性的上下密集旋繞螺旋部SP3、SP5，和在它們之間連接的提供彈力的螺距旋繞螺旋部SP4。上下密集旋繞螺旋部SP3、SP5中的任一個，在其大直徑線圈部SP31、SP51與小直徑線圈部SP32、SP52的邊界部形成階梯SP33、SP53，由此來防止脫落。
在以上描述中，被檢測基板10是由將在探針系統(tǒng)PS1進行檢測的后續(xù)工序中切斷分離的總數(shù)為I×J個半導(dǎo)體基板11i，j(下面總稱為11)如圖5所示，分組為矩陣狀的主要部位10a，和圍繞其四邊的邊緣部10b構(gòu)成的。
各個半導(dǎo)體基板11具有長L/3×寬W的尺寸，在該內(nèi)表面的規(guī)定位置形成多個焊點。
探針單元3同時檢測連續(xù)的三個半導(dǎo)體基板11i，j，11i+1，j，和11i+2，j(例如，在圖中投影表示的長L×寬W的區(qū)域)。
固定被檢測基板10的基板固定機構(gòu)2，如圖6所示的，具有缺少一角的矩形外框2a；沿著其三個角2d，2e，2f以及四邊部2g，2h，2i，2j延伸的內(nèi)緣2b；在外框2a的缺角部2c自由滑動嵌合的壓接部件2m；對該壓接部件2m向外框2a的內(nèi)側(cè)施力的壓簧2k；以及如圖1所示的，從外側(cè)固定外框2a，根據(jù)需要進行輸送、定位的固定框FR。
將被檢測基板10留有若干推壓量地落掛在內(nèi)緣2b上，將壓接部件2m的欠缺部2n緊貼基板10的一個角，使用壓簧2k壓住，通過將其他三個角壓入內(nèi)緣2b的三個角2p，2q，2r，來進行對外框2a的定位。
也可以通過圖7所示的基板固定機構(gòu)12固定被檢測基板10，來代替圖6的基板固定機構(gòu)2。該固定機構(gòu)12是由一對拐角部件12a、12f，和固定它們的且沒有圖示的固定框構(gòu)成，各個拐角部件12a、12f具有形成直角12b、12g的小尺寸外邊框12c，12d以及12h，12i，和與此對應(yīng)的內(nèi)緣12e、12j，將基板10的對角部緊貼內(nèi)緣12e、12j的角12p、12q進行定位。
這里，參照圖8～圖10，對探針系統(tǒng)PS1的基板10的檢測方法進行說明。
圖8為將現(xiàn)有的防止變形的方式適用于基板固定機構(gòu)2的比較例的說明圖，圖9為預(yù)測由基板固定機構(gòu)2固定的基板10的變形的說明圖，圖10為本發(fā)明的原理說明圖。
目前，如圖8所示，施加抵消N×M個探針5的接觸壓Po×N×M(以及基板10的自重)的反作用力Pc，修正基板10的彎曲，包絡(luò)檢測對象區(qū)域11i，j，11i+1，j，11i+2，j的焊點11k的頂部的面與固定架下表面3b相平行。也就是說，為了得到所希望的檢測精度，將探針5的等接觸壓(Po)面(以下稱為“檢測基準面”)變?yōu)槠矫娴臋z測基準面RS0進行檢測。對于全部探針5單一地設(shè)定該基準面RS0，與焊點11k頂部的包絡(luò)面相一致。
在本發(fā)明中，不進行通過上述反作用力Pc的彎曲修正而進行檢測，省去了彎曲修正的功夫。由此，若配合現(xiàn)有方式進行考慮的話，如圖9所示，探針5的等接觸壓(P1)面成為向下彎曲的檢測基準面RS1，難以輕易地實現(xiàn)。該基準面RS1也和焊點11k頂部的包絡(luò)面一致。
對于該點，本發(fā)明如圖10所示，將上述檢測基準面RS1劃分為由下表1所示的有限個(在該情況為3個)空間區(qū)域V1，V2，V3所覆蓋的基準面RS-11，RS-12，RS-13，由對應(yīng)于各自的行程位移的基準值的平面的基準面RS-21，RS-22，RS-23進行置換，根據(jù)合成這些基準面的新的檢測基準面RS2進行檢測，可以順利地進行檢測。
表1空間范圍V1、V2、V3的大小

但是，被檢測基板10的焊點11k的節(jié)距越來越微小，現(xiàn)在節(jié)距通常為0.2mm左右。與之相伴探針5的節(jié)距也越來越微小，其行程通常為0.5mm，而且基板10具有向1.0mm以下變薄的趨勢。
此外，基板10的尺寸變大(例如，一邊為30mm以上)，由探針單元3的負荷產(chǎn)生的彎曲也增大了。
對于該點，嘗試過減小探針單元3的負荷來保護基板10，但為此需要增大探針5的形成而獲得穩(wěn)定的接觸。
但是，當(dāng)打算獲得與基板10接觸的穩(wěn)定性時，探針的行程縮短為大約0.5mm左右，因為進一步接近，所以需要防止上部探針單元的下部外圍邊緣部與基板10的被檢測查面的干擾。
本發(fā)明的目的在于在檢測時可以容易地獲得對于基板探針的接觸穩(wěn)定性。
為了達到本目的，本實施方式中，在與被檢測基板10相向的探針單元3的面上，設(shè)置容許由探針5向焊點11k接觸的負荷引起的基板10的彎曲的階梯3c。
(第二和第三實施方式)下面，參照圖11～圖13，說明本發(fā)明的第二實施方式及相當(dāng)于其變形例的第三實施方式。并且，在以下的實施方式中，對與第一實施方式相同的要素在其參照號碼之前附加實施方式的號碼。
圖11為涉及第二實施方式的電探針系統(tǒng)PS2的側(cè)視圖，圖12為探針系統(tǒng)PS2的探針單元23的仰視圖，圖13為圖12的XIII-XIII線的剖面圖，圖14為涉及第三實施方式的電探針系統(tǒng)PS3的探針單元33的仰視圖，圖15為圖14的XV-XV線的剖面圖。
探針單元23具備對應(yīng)被檢測基板10的焊點11k的多個探針25，在該基板10的相對面B上具有容許由探針5與焊點接觸的負荷所引起的基板10的彎曲的階梯部23c。
探針單元23在單面檢測的情況下位于基板10的上側(cè)。
該探針單元23從邊緣部由基板固定夾盤22固定的基板10的上方，通過汽缸等的驅(qū)動，使各個探針5與相對應(yīng)的焊點11k彈性接觸進行檢測。此時，基板10由于探針單元23的負荷，與探針單元23的相對面B的中央部相對應(yīng)的部位向凹陷方向彎曲。
在該檢測時，探針單元23如圖12所示，通過在上述相對面B上形成的階梯部23a錯開基板10的彎曲，避免探針單元3的邊緣部A對基板10的被檢測面C的接觸，減小由彎曲引起的相對面B與被檢測面C的凹陷部之間的間隙d。
探針單元23并不較正基板10的彎曲，原樣地接受。例如，即使是使用夾盤22的固定部也沒有應(yīng)力集中。
因為避免了邊緣部A與被檢測面C的接觸，所以沒有邊緣部A對基板10的損傷。對于該邊緣部的不適合，成為階梯部23a邊界的臺部23c的中央邊緣部E，因為從夾盤22的間距D與邊緣A的相同的間距相比足夠長，所以中央邊緣部E的接觸負荷與邊緣部A的相比足夠地小。
可以減小由于基板10的彎曲引起的間隙d，獲得該程度的探針25的行程，獲得由于探針的接觸負荷的增大而帶來的穩(wěn)定性。
如圖12、圖13和圖14、圖15所示的，構(gòu)成階梯部，作為形成比高位部23b，33b低的相對面B的其他部分的低位部23a，33a。相對面B的其他部分是在相對面B的中央部形成的高位部23b，33b的側(cè)部上形成的。
在圖12、圖13的探針單元23中，在相對面B的中央形成高位部23b使其橫跨寬度方向，以臺部23c為邊界在高位部23b的兩側(cè)部位形成低位部23a。
在圖14、圖15的探針單元33中，在相對面B的中央部形成矩形平面的高位部33b，低位部33a圍繞高位部33b，以在高位部33b的周圍形成的臺部33c為邊界的。
通過在探針單元23、33的相對面B上作為低位部23a、33a形成的階梯部錯開基板10的彎曲，可以避免探針單元23、33的外周邊緣部對基板10的被檢測面C的干擾，此外因為將相對面B的中央部作為高位部23b、33b，所以可以減小相對面B與被檢測面C的凹陷部的間隙d。確實獲得探針25、35的接觸穩(wěn)定性，不會損傷被檢測面C。
低位部23a、33a與高位部23b、33b的高低差為探針25，35的滿行程h的15％以上。該高低差相當(dāng)于臺部23c、33c的高度H1。
當(dāng)通過在探針單元23、33的相對面B上形成的低位部23a、33a上錯開基板10的彎曲時，彎曲部逐漸接進于低位部23a、33a，其探針25a、35a可以確保比高位部23b、33b的探針25b、35b大的行程，使位于低位部23a、33a的探針25a、35a對于被檢測面C的接觸負荷增大，獲取探針的接觸穩(wěn)定性。
之所以將低位部23a、33a與高位部23b、33b的高低差設(shè)為探針25、35的滿行程h的15％以上，是為了得到探針對于被檢測面C的接觸穩(wěn)定性，使探針單元23、33的外周邊緣部不進行干擾。
在圖中，23d、23e、23f以及33d、33e、33f為探針的下側(cè)固定架、中間固定架、上端固定架，23g和33g為配線板，L2、L21、L3、L31、L32為長度尺寸，W2、W21、W3、W31、W32為寬度的尺寸，26、36、27、37為螺釘，28a、29a、38a、39a為定位銷，28b、29b、38b、39b為插入孔。
(第四實施方式)然后，參照圖16～圖17，說明本發(fā)明的第四實施方式。
圖16為涉及第四實施方式的兩面同時檢測用電探針系統(tǒng)PS4的側(cè)視圖，圖17為探針系統(tǒng)PS4的下側(cè)探針單元44的立體圖。
探針系統(tǒng)PS4從通過汽缸等驅(qū)動上下夾持基板10的上部和下部探針單元43、44，使各自的探針45a、45b和45c、45d與相對應(yīng)的焊點彈性接觸，進行檢測。
上部探針單元43具有允許高位部43b以及基板10的彎曲的階梯部(低位部)43a，在下部探針單元44也形成有階梯部(低位部)44a以及高位部44b，基板10的彎曲不進行干涉。
下部探針單元44的低位部44a的探針45c也比高位部44b的探針45b的在檢測時的行程小。對于這點，由下部探針單元44檢測的被檢測面為母板安裝側(cè)，母板安裝側(cè)的焊點的配置與芯片安裝側(cè)相比節(jié)距相對較寬，此外，下部探針單元44的探針45c、45d與上部探針單元43的探針的探針45a、45b相比可以增大行程，而且母板安裝側(cè)的焊點數(shù)量比芯片安裝側(cè)少很多，探針的接觸穩(wěn)定。
在圖中，44d、44e、44f為探針上側(cè)的固定架、中間固定架、下側(cè)固定架，44g為配線板。
(第五和第六實施方式)下面，參照圖18～圖19，對本發(fā)明的第五實施方式以及相當(dāng)于其變形例的第六實施方式進行說明。
圖18為涉及第五實施方式的電探針系統(tǒng)PS5的關(guān)鍵部位剖面圖，圖19為涉及第六實施方式的電探針系統(tǒng)PS6的關(guān)鍵部位剖面圖。
探針系統(tǒng)PS5、PS6的探針單元54、64具備對應(yīng)于基板10的焊點的探針55、65，基板10的被檢測面C和與相C相向的探針單元54、64的面B的間距沿著由探針55、65的彈性接觸負荷所產(chǎn)生的基板10的彎曲而不同。
沿著基板10的彎曲對探針55、65進行分組化(55c、55d、55c；65c、65d、65c)，對每個組設(shè)定對應(yīng)于上述間距的突出量。
探針單元55的探針部與基板10彎曲的凹面?zhèn)鹊谋粰z測面C彈性接觸，對應(yīng)于基板10凹面凹陷部的探針55d成為最大突出量組G1，對應(yīng)于基板10凹面凹陷部兩側(cè)的斜面的探針55c成為最小突出量組G2。
探針單元65的探針與基板10的彎曲凸面?zhèn)鹊谋粰z測面C彈性接觸，對應(yīng)于基板10凸面頂部的探針65d成為最小突出量組G2，對應(yīng)于基板10凸面頂部兩側(cè)的斜面的探針65c成為最大突出量組G1。
可以將探針單元55作為單面檢測時的上部探針單元使用，此外，可以將探針單元55、65分別作為兩面同時檢測時的上部探針單元、下部探針單元使用。
沿著基板10的彎曲對探針單元55、65的探針55、65進行分組化，因為每個組具有對應(yīng)于基板10的被檢測面C和探針單元相對面B的間距的突出量，因而也并不限定于上述間距的不同，與被檢測面C的整體穩(wěn)定地進行接觸。
該接觸穩(wěn)定性不矯正基板10的彎曲，而大致保留了其彎度狀態(tài)，所以沒有接觸時的應(yīng)力集中。
最好是將最大突出量組G1與最小突出量組G2的突出量差g設(shè)定在最大突出量的20％以上。
例如，將組G1的突出量設(shè)為2mm，組G2的突出量設(shè)為1.5mm。
在檢測時，首先最大突出量組G1的探針與被檢測面C接觸使基板10產(chǎn)生彎曲，然后向探針單元54、64內(nèi)后退。最大突出量組G1的探針在后退至少超過其突出量的20％之后，最小突出量組G2的探針與被檢測面C接觸，之后，最大以及最小突出量組G1、G2的探針進一步共同后退。由此，在各個組G1、G2的探針上得到所需要的接觸負荷。
探針單元54、64也可以具備具有介于最大突出量組G1和最小突出量組G2中間的突出量的組。
在最大突出量組G1和最小突出量組G2的突出量差g不滿最大突出量20％的情況下，探針與被檢測面C的接觸不穩(wěn)定。
(第七實施方式)下面，參照圖20，說明作為本發(fā)明的第五和第六實施方式的變形例的第七實施方式。
圖20為涉及第七實施方式的電探針系統(tǒng)PS7的關(guān)鍵部位剖面圖。
探針系統(tǒng)PS7的最大突出量組G1是由與探針單元74的被檢測面相向的相對面內(nèi)設(shè)置在高位部74b上的探針75d構(gòu)成的，最小突出量組G2是由在上述相對面內(nèi)設(shè)置在低位部分74a上的探針75c構(gòu)成。
從上述各部74a、74b的探針突出量a相同，通過高位部分74b與低位部分74a的階梯，來確保成為最大突出量20％以上的突出量差g。
根據(jù)本發(fā)明，通過在探針單元的相對面上形成的階梯部錯開被檢測基板的彎曲，可以避免探針單元的外周邊緣部對被檢測側(cè)基板的被檢測面的干涉，因為可以減小由于彎曲引起的探針單元的相對面和被檢測基板的被檢測面的凹陷部之間的間隙，所以可容易地獲得探針對于基板的接觸穩(wěn)定性。
通過在探針單元的相對面上作為低位部形成的階梯部錯開被檢測基板的彎曲，可以避免探針單元的外周邊緣部對被檢測基板的被檢測面的干涉，若將相對面的中央部形成為高位部，則可以更進一步減小由于彎曲引起的探針單元的相對面和被檢測基板的被檢測面凹陷部之間的間隙。
將作為階梯部的低位部與高位部的高低差設(shè)為探針滿行程的15％以上，得到接觸穩(wěn)定性。
將探針沿著被檢測基板的彎曲進行分組化，因為對每個組賦予對應(yīng)于被檢測基板的被檢測面與探針單元的相對面之間的間距的突出量，因而，不限制于間距的不同，在整個被檢測面內(nèi)獲得接觸穩(wěn)定性。
該接觸穩(wěn)定性不矯正被檢測基板的彎曲，而大致保留了其彎度狀態(tài)，因此可以避免在該接觸狀態(tài)的應(yīng)力集中。
將最大突出量組與最小突出量組的突出量差設(shè)為最大突出量的20％以上，可以提高接觸穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種電探針系統(tǒng)，即使在基板尺寸較大時，也不會為了防止其變形而損傷其檢測的便利行。
權(quán)利要求
1.一種電探針系統(tǒng)，其特征在于，具有固定被檢測基板(10)的固定機構(gòu)(2)和對于上述固定機構(gòu)(2)可以定位的探針單元(3)，上述的探針單元(3)具有在第一行程定義域(V1)以內(nèi)，以規(guī)定范圍(2ΔZ)的接觸壓可以與上述基板(10)的第一焊點組(11k)彈性接觸的第一探針組(5a)；在與上述第一行程定義域(V1)不同的第二行程定義域(V2)以內(nèi)，以上述規(guī)定范圍(2ΔZ)的接觸壓可以與上述基板(10)的第二焊點組(11k)彈性接觸的第二探針組(5b)；和植設(shè)上述第一和第二探針組(5a，5b)的探針固定架(3d)。
2.一種基板檢測用探針單元，具有對應(yīng)被檢測基板的焊點的多個探針，其特征在于在與上述被檢測基板相向的上述探針單元的相對面上設(shè)置容許由上述探針與上述焊點接觸的負荷所引起的上述被檢測基板的彎曲的階梯部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板檢測用探針單元，其特征在于，上述階梯部的結(jié)構(gòu)為將在上述相對面的中央部形成的高位部的側(cè)部形成的上述相對面的其他部分，形成比上述高位部低的低位部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板檢測用探針單元，其特征在于，形成上述低位部，使其與上述高位部的高低差為上述探針的滿行程的15％以上。
5.一種基板檢測用探針單元，具有對應(yīng)被檢測基板的焊點的多個探針，其特征在于，上述被檢測基板的被檢測面和與該被檢測面相向的上述探針單元的相對面之間的間距，沿著由上述探針與上述焊點接觸的負荷所引起的上述被檢測基板的彎曲而不同，沿著上述被檢測基板的彎曲將上述多個探針適當(dāng)分組化，同時，安裝每個組使其具有與上間距相對應(yīng)的突出量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基板檢測用探針單元，其特征在于，對上述多個探針進行分組化，使其至少具有最大突出量組和最小突出量組，并且，設(shè)定上述最大突出量組和最小突出量組的突出量差，使其為最大突出量的20％以上。
全文摘要
一種電探針系統(tǒng)，具有固定被檢測基板(10)的固定機構(gòu)(2)和對于上述固定機構(gòu)(2)可以定位的探針單元(3)，上述的探針單元(3)具有在第一行程定義域(V1)以內(nèi)，以規(guī)定范圍(2ΔZ)的接觸壓可以與上述基板(10)的第一焊點組(11k)彈性接觸的第一探針組(5a)；在與上述第一行程定義域(V1)不同的第二行程定義域(V2)以內(nèi)，以上述規(guī)定范圍(2ΔZ)的接觸壓可以與上述基板(10)的第二焊點組(11k)彈性接觸的第二探針組(5b)；和植設(shè)上述第一和第二探針組(5a，5b)的探針固定架(3d)。
文檔編號G01R1/073GK1714297SQ20038010358
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者石川重樹, 渡邊誠 申請人:日本發(fā)條株式會社