專利名稱：拱型探頭和使用其的探頭卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量對象的電氣特性的測量中使用的探頭，以及使用其的探頭卡。
背景技術(shù)：
可以獲得具有與測量對象的電極接觸的針狀探頭以及其上設(shè)置探頭的基板的這種探頭卡，其中探頭與電極接觸，此后向它們加壓(過壓)，從而確保探頭的預(yù)定接觸壓力，同時另一方面，使得探頭在電極的表面上橫向滑動(引起擦磨產(chǎn)生)，從而實現(xiàn)探頭和電極之間的導(dǎo)電(參見專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1是JP-A No.2001-41978。
在探頭卡中，近些年在其集成電路中測量對象的復(fù)雜性有所提升(其電極的間距變窄)，隨之而來的是探頭被小型化以及必需將探頭設(shè)置在基板上的窄間距處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題但是，如果使針狀探頭小型化，探針就不能經(jīng)受由于過壓引起的負(fù)荷并斷裂。這使得測量對象的集成電路中復(fù)雜性的進(jìn)步很困難。
根據(jù)這種情況產(chǎn)生本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種拱型探頭以及使用其的探頭卡，即使探頭被小型化它也能經(jīng)受過壓引起的負(fù)荷。
解決問題的手段為了解決以上問題，本發(fā)明的拱型探頭是半圓弧形狀的探頭，它形成與探頭卡的基板表面上并通過該探頭卡的基板表面在其一端處被支撐，它具有在其一端處由基板支撐的第一四分之一圓弧部分以及連接到第一四分之一圓弧部分的另一端并稍短于該第一四分之一圓弧部分的第二四分之一圓弧部分，其中位于探頭的差不多中間處的探頭頂部用作與測量對象的電極接觸的接觸表面。
期望在探頭的頂部處提供突起的接觸端子。探頭的第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分可以是球形的。代替球形的遠(yuǎn)端部分，可以向第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分的遠(yuǎn)端表面應(yīng)用涂層。可以將提高楊氏模量所必需的材料結(jié)合入探頭中。
本發(fā)明的探頭卡是這樣一種探頭卡，它是測量對象測量儀器的檢測部分，具有安裝到儀器的探測器上的基板和形成于基板表面上的拱型探頭。
可以將涂層應(yīng)用于第二四分之一圓弧部分的一部分遠(yuǎn)端表面上，該部分與基板表面接觸并在其之上。
彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件可以與拱型探頭整體地沿長度方向設(shè)置于與基板相對的其表面上?；蛘?，彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件可以設(shè)置于基板和離開拱型探頭頂部的拱型探頭的另一側(cè)上的拱型探頭表面之間。
發(fā)明效果在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求1的拱型探頭的情況下，使得以圓弧形狀形成的探頭頂部與測量對象的電極接觸，此后實現(xiàn)過壓，從而探頭彈性變形，與其平行，第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分與基板的表面接觸且在這種狀態(tài)下，在基板表面上橫向移動(即滑動)；因此，分散了過壓引起的負(fù)荷。因此，不存在探頭斷裂的機(jī)會，而這正是常規(guī)實例中會產(chǎn)生的。由于第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分與基板接觸，還可以確保實現(xiàn)探頭和電極之間導(dǎo)電所必需的預(yù)定接觸壓力以及通過在基板表面上滑動第二四分之一圓弧的遠(yuǎn)端部分并使該遠(yuǎn)端部分與基板接觸以使探頭的頂部在測量對象的電極上滑動，這還可以確保預(yù)定的擦磨距離。結(jié)果，可以使拱型探頭小型化，從而適合于具有集成電路中先進(jìn)的復(fù)雜性的測量對象。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求2的拱型探頭的情況下，與測量對象的電極接觸的接觸端子設(shè)置于探頭的頂部；因此，確信地確保與電極的接觸。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求3的拱型探頭的情況下，探頭的第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端是球形的；因此，降低了探頭的第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端和基板之間的摩擦系數(shù)。結(jié)果，第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分方便地在與基板表面接觸的情況下橫向滑動，因此更好地分散由過壓引起的負(fù)荷。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求4的拱型探頭的情況下，將涂層應(yīng)用于第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分的遠(yuǎn)端表面上；因此，產(chǎn)生探頭的第二四分之一圓弧部分和遠(yuǎn)端部分和基板之間的摩擦系數(shù)的減??；因此，可以獲得與權(quán)利要求3的效果相類似的效果。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求5的拱型探頭的情況下，將提高楊氏模量所必需的材料結(jié)合入探頭中；因此改善了探頭的強(qiáng)度。因此，可能使拱型探頭小型化。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求6的拱型探頭的情況下，可以獲得與拱型探頭的效果相類似的效果。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求7的拱型探頭的情況下，將涂層應(yīng)用于與第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端表面相接觸的基板的一部分表面上；因此，能降低基板和探頭之間的摩擦系數(shù)。結(jié)果，第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分在與基板表面相接觸的情況下方便地橫向滑動，因此能更好地分散由過壓引起的負(fù)荷。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求8的拱型探頭的情況下，沿長度方向在與基板相對的其表面上與拱型探頭整體地提供彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件；因此，即使使探頭小型化，也沒有斷裂探頭的機(jī)會(這是常規(guī)實例中產(chǎn)生的)。
在采用關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求9的拱型探頭的情況下，彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件設(shè)置于基板和在離開其頂部的另一側(cè)上的拱型探頭表面之間；因此，能更好地分散由于過壓引起的負(fù)荷。因此，即使使探頭小型化也沒有探頭斷裂的機(jī)會(這是常規(guī)實例中產(chǎn)生的)。
附圖概述

圖1是使用與本發(fā)明實施例有關(guān)的拱型探頭的探頭卡的模型剖視圖。
圖2是示出探頭卡的使用狀態(tài)的模型剖視圖。
圖3是探頭卡的拱型探頭的第二四分之一圓弧部分的模型示圖，其中第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分是球形的。
圖4是用于描述探頭卡的拱型探頭的加強(qiáng)部件的模型示圖，該部件與拱型探頭不同。
標(biāo)號說明A探頭卡100基板200探頭210第一四分之一圓弧部分220第二四分之一圓弧部分300加強(qiáng)部件B測量對象10電極本發(fā)明的較佳實施方式以下將使用關(guān)于本發(fā)明實施例的拱型探頭給出探頭卡的描述。圖1是使用與本發(fā)明實施例有關(guān)的拱型探頭的探頭卡的模型剖視圖，圖2是示出探頭卡的使用狀態(tài)的模型剖視圖，圖3是探頭卡的拱型探頭的第二四分之一圓弧部分的模型圖，該第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分是球形的，以及圖4是描述探頭卡的拱型探頭的加強(qiáng)部件的模型圖，該部件與拱型探頭不同。
圖1所示的探頭卡A是用于測量對象B的測量儀器(未示出)的檢測部分并具有由測量儀器的探測器保持的基板100，從而被設(shè)置成與測量對象B相對且多個拱型探頭200形成于基板100的表面上。以下將給出其構(gòu)成的詳細(xì)描述在將保護(hù)層涂覆到基板表面上以便在該保護(hù)層上形成圖案并將其表面鍍成與圖案一致的過程中，拱型探頭200以半圓弧的形狀與其表面整體地形成于基板100的表面上，且重復(fù)該過程。拱型探頭200的間距與測量對象B的電極10的間距相同，從而拱型探頭200可以與測量對象B的相應(yīng)電極10接觸，在這種情況中，該間距被設(shè)定為25μm。
拱型探頭200具有包括通過基板100在其一端處被支撐的第一四分之一圓弧部分210和連接到第一四分之一圓弧部分210的另一端、向基板100延伸并稍短于該第一四分之一圓弧部分221的第二四分之一圓弧部分220的形狀。這樣，第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221與基板100相對。作為與測量對象B的電極接觸的突起的接觸端子230被設(shè)置在拱型探頭200的頂部。
例如，PCB等可用作基板100。印刷線路(未示出)形成于基板表面上。外部電極(未示出)設(shè)置于基板100上其邊緣部分處。外部電極通過印刷線路電氣連接到第一四分之一圓弧部分210的一端。
加強(qiáng)部件300是彈性高于拱型探頭200的彈性樹脂，它被設(shè)置于基板100和離開其頂部的其另一側(cè)上的拱型探頭表面之間的間隙中，其中探頭與測量對象B的電極10(例如彈性體等)接觸。在拱型探頭200的制造過程中，加強(qiáng)部件300被放入間隙中。
如上所述，具有這種結(jié)構(gòu)的探頭卡A被安裝在測量儀器的探測器上并用于彈性對象B的電氣特性的測量。以下將給出其使用方法的詳細(xì)信息。應(yīng)注意，測量儀器的測試器和探頭卡A通過外部電極相互電連接。
激活探測器的驅(qū)動裝置，以使基板100和測量對象B相對地相互靠近地移動。這種移動使得拱型探頭200的接觸端子230和測量對象10的相應(yīng)電極10相互接觸。此后，基板100和測量對象B移動地相互更加靠近，從而將接觸端子230壓向測量對象B的相應(yīng)電極10(即，過壓)。
此時，拱型探頭200彈性變形，同時，如圖2所示，第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221與基板100的表面接觸，此后其遠(yuǎn)端部分在基板100的表面上移動(沿圖1的箭頭方向)。加強(qiáng)部件300彈性變形并吸收通過過壓施加到拱型探頭200上的負(fù)荷。
在采用這種探頭卡A的情況中，拱型探頭200彈性變形，同時，第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221與基板100的表面接觸，此后使得遠(yuǎn)端部分221在基板100的表面上移動，從而使得由施加到拱型探頭200上的過壓引起的負(fù)荷被分散。由于第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221與基板100的接觸，還可能確保拱型探頭200和相應(yīng)電極10之間導(dǎo)電所需的預(yù)定接觸壓力以及預(yù)定的擦磨距離(即，第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221在測量對象B的電極10的表面上滑動的距離)，因為由于拱型探頭200的彈性變形接觸端子230在電極10上滑動。
可以對拱型探頭200進(jìn)行任何設(shè)計變化而不引起任何問題，只要它是半圓弧形狀的探頭，形成于探頭卡的基板100的表面上并在探頭的一端處由該表面支撐，該探頭具有在一端處由基板100支撐的第一四分之一圓弧部分210和連接到第一四分之一圓弧部分210的另一端并稍短于該第一四分之一圓弧部分210的第二四分之一圓弧部分220，其中差不多位于探頭中心的探頭200的頂部用作與測量對象B的電極10接觸的接觸表面。
拱型探頭200的第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221成形為圖3所示的球形，從而減小了遠(yuǎn)端部分221和基板100的表面之間的摩擦系數(shù)。由于采用了球形形狀的遠(yuǎn)端部分，遠(yuǎn)端部分221方便地在基板100的表面上滑動；因此，能改善由過壓引起的負(fù)荷的分散。
遠(yuǎn)端部分221的遠(yuǎn)端表面可以涂覆有減小基板表面和遠(yuǎn)端部分221的遠(yuǎn)端表面之間的摩擦系數(shù)所必需的材料，例如Teflon(注冊商標(biāo))、乙烯等，代替采用第二四分之一圓弧部分220的球形形狀的端部221。
為了增加拱型探頭200的強(qiáng)度，拱型探頭200可以被制成為包括提高楊氏模量所必需的材料，例如鎳鈷合金、錳、鎢、錸等等。應(yīng)注意，不必在拱型探頭200的頂部處提供接觸端子230。
可以采用任何部件作為基板100，只要它是可以形成如上所述的拱型探頭200并允許設(shè)計上的任何變化的板。例如，如圖1中的虛線所示，可以用減小基板100的表面和第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221的遠(yuǎn)端表面之間的摩擦系數(shù)所必需的材料(例如Teflon(注冊商標(biāo))、乙烯等)將涂層應(yīng)用于與第二四分之一圓弧部分220的遠(yuǎn)端部分221相對的基板100的一部分表面上。應(yīng)注意，例如，也可以使用片部件代替基板100。
可以以如下的方式獲得加強(qiáng)部件300在圖4所示的制造過程中，將彈性高于探頭220的諸如鋁的加強(qiáng)部件與拱型探頭整體地沿長度方向形成于其背面上，從而以多層結(jié)構(gòu)形成拱型探頭200用于加強(qiáng)。應(yīng)注意，無需說明的是，不必一定要提供加強(qiáng)部件300。
權(quán)利要求
1.一種拱型探頭，其特征在于，成半圓弧的形狀，形成于探頭卡的基板表面上并在其一端處由該探頭卡的基板表面支撐，該探頭具有在其一端處由基板支撐的第一四分之一圓弧部分以及連接到第一四分之一圓弧部分的另一端并稍短于該第一四分之一圓弧部分的第二四分之一圓弧部分，其中大致位于探頭中央的探頭頂部用作與測量對象的電極接觸的接觸表面。
2.如權(quán)利要求1所述的拱型探頭，其特征在于，突出的接觸端子設(shè)置于其頂部處。
3.如權(quán)利要求1所述的拱型探頭，其特征在于，其第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分是球形的。
4.如權(quán)利要求1所述的拱型探頭，其特征在于，將涂層應(yīng)用于第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端部分的遠(yuǎn)端表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的拱型探頭，其特征在于，其中結(jié)合了提高楊氏模量所必需的材料。
6.一種作為半導(dǎo)體晶片測量儀器的檢測部分的探頭卡，其特征在于，具有安裝到其探測器上的基板、和在該基板的表面上形成的如權(quán)利要求1到5中任一項所述的拱型探頭。
7.如權(quán)利要求6所述的探頭卡，其特征在于，將涂層施涂于與所述第二四分之一圓弧部分的遠(yuǎn)端表面接觸的基板的一部分表面上。
8.如權(quán)利要求6所述的探頭卡，其特征在于，彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件與拱型探頭整體地沿長度方向設(shè)置在拱型探頭的面向基板的表面上。
9.如權(quán)利要求6所述的探頭卡，其特征在于，彈性高于拱型探頭的加強(qiáng)部件設(shè)置于基板和離開其頂部的其另一側(cè)上的拱型探頭表面之間。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種拱型探頭以及使用其的探頭卡，即使使探頭小型化該探頭也能經(jīng)受由過壓引起的負(fù)荷。拱型探頭200具有包括在其一端處由基板100支撐的第一四分之一圓弧部分210和連接到第一四分之一圓弧部分210的一端連接、向基板延伸并稍短于該第一四分之一圓弧部分221的第二四分之一圓弧部分220的形狀。拱型探頭200的頂部用于與半導(dǎo)體晶片B的電極接觸的接觸表面。
文檔編號G01R1/067GK1614428SQ20041008586
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者三根敦, 古莊虎之助, 町田一道, 浦田敦夫, 木村哲平, 坂田輝久 申請人:日本電子材料株式會社