专利名称：探头、探头装配方法和探针板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用以检测例如半导体集成电路和液晶面板的电子装置的电气特性的探头，该探头的装配方法以及一种探针板。在本发明实施例中，认为探针板具有安装在检测装置(探测器)上的印刷电路板和固定到该印刷电路板上的探头，并且，该探头具有多个探针(探针插脚)。
背景技术：
在检测电子装置电气特性的传统方法中，将设置有多个具有突出顶端的探针的探针板降低，以便使探针的顶端和装置的电极接触。随着电子装置的集成度不断增大，电极的间距变得越来越小。因此，更有必要以微米级的精确度在探针和电子装置的电极之间执行对准操作。
专利文献#1、即日本已公开专利申请NoHEI-10-300784，专利文献#2、即日本已公开专利申请No2000-46869，公开了一种通过将衬底吸附在倾斜面上而调整设置有探针的四个衬底的相对位置的技术。
专利文献#3、即日本已公开专利申请No2000-65860公开了一种如下技术其中，均具有倾斜面并设置有探针的四个安装基座设置在衬底上，此后，将衬底固定，从而相对矩形基座夹在每个安装基座的x-，y-，z-方向上执行位置对准。
根据专利文献#1、#2和#3公开的技术，随着沿设置有探针的多个衬底的z-方向对位置的调整，衬底沿x-和y-方向的位置发生变化。例如，根据专利文献#3(参见该文献的附图4)，当z-轴调整螺钉62旋转、以便在z-方向上一同移动接触探针1和安装基座36时，安装基座36发生晃动，从而使接触探针1的顶端沿x-和y-方向移动。因此，根据专利文献#1、#2和#3公开的技术，因为沿x-和y-方向的调整以及沿z-轴方向的调整互相影响，所以难以沿衬底的x-、y-、和z-方向调整位置。
在专利文献#1、#2和#3公开的技术探针板中，接触探针和印刷电路板以下述方式电连接。接触探针的接线布图的局部区域暴露于形成在由树脂膜形成的、用以支持接触探针的衬底的窗中，并且，所述暴露在窗中的接线布图通过和印刷电路板的电极压力接触而形成。通过这种设置，当接触探针相对印刷电路板移动时，支持接触探针的树脂膜衬底发生变形。由于树脂膜很难沿膜的表面方向弯曲，因此，接触探针相对印刷电路板移动的方向受到限制。因此，对于专利文献#1、#2和#3公开的探头而言，难以自由并全方位地调整每个接触探针的位置和姿态。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够以高精度调整探针位置的探头、其装配方法以及探针板。
为实现上述目的，本发明提供一种探头，包括具有平整滑动平面的台；多个滑动单元，每个均具有用以在所述平整滑动平面上滑动的滑动面；为每个滑动单元设置的提升单元，该提升单元能沿着垂直方向移动；为每个提升单元设置的探针，每个探针的顶端从所述提升单元突起；以及，用以相对滑动单元定位提升单元和相对台定位滑动单元的定位装置。通过在所述平整滑动平面上滑动滑动单元，可以沿着平行于平整滑动平面的方向调整多个滑动单元的相对位置。即使滑动单元和提升单元一起沿着平行于平整滑动平面的方向移动，所述多个提升单元的相对位置不会沿着垂直于所述平整滑动平面的方向改变。即，通过在所述台的所述平整滑动平面上滑动滑动单元以及沿着垂直于平整滑动平面的方向移动提升单元，可以分别和独立地在平行和垂直所述平整滑动平面的方向上调整为各个提升单元设置的多个探针的相对位置。
因此，根据本发明，由于能够在互相垂直的z-、y-和z-方向上分别和独立地调整探针的相对位置，可以以高精度调整探针的相对位置。
在根据本发明的探头中，提升单元包括沿着垂直方向相对滑动面移动的可动单元以及固定到可动单元上并和探针设置在一起的支持单元。通过将提升单元分为和探针设置在一起的支持单元和可动单元，例如，可以针对各个检测对象装置，根据装置电极的节距通过一系列薄膜制造工艺整体形成探针和支持单元，并且，可以将该可动单元标准化，以便使其可以为多种检测对象装置通用。
在根据本发明的探头中，提升单元包括和所述滑动单元整体形成并且其一端和所述滑动单元连接而另一端为自由端的可动单元；以及，固定到所述可动单元上并和探针设置在一起的支持单元。所述定位装置包括拧入滑动单元的螺钉，用以沿着远离滑动面延伸和靠近滑动面延伸的方向移动可动单元。和滑动单元整体形成的可动单元沿着垂直于所述滑动面的方向可动，这样，可以减小组件的数目。尤其是，将一端和所述滑动单元连接而另一端为自由端的可动单元和滑动单元整体形成，且可动单元的位置由螺钉决定，所以，可以减小组件的数目。
在根据本发明的探头中，提升单元包括由滑动单元可枢转地支持的可动单元以及固定到所述可动单元且和探针设置在一起的支持单元，定位装置包括拧入滑动单元的螺钉，用以沿着远离滑动面延伸和靠近滑动面延伸的方向移动可动单元。由于可动单元由滑动单元可枢转地支持，所以可以拓宽可动单元的调整范围。
在根据本发明的探头中，滑动单元包括用以沿着相对滑动面倾斜的方向引导提升单元的引导装置。由于提升单元可以沿着相对滑动面倾斜的方向相对滑动单元滑动，所以可以减小组件的数目。
在根据本发明的探头中，提升单元包括在引导装置的引导下沿着相对滑动面倾斜的方向滑动的可动单元；和探针设置在一起的支持单元；以及，用以可拆分地使支持单元和可动单元配合的配合单元。能够沿着相对滑动面倾斜的方向滑动的可动单元以及和探针设置在一起的支持单元可以制成彼此可拆分的分离组件。所以，当沿着支持单元更换探针时，无需再次调整探针相对台的位置和姿态以在更换前获得调整状态。本发明的探头还包括插入提升单元和滑动单元之间的弹性件，其中，定位装置包括拧入提升单元和滑动单元的螺钉。插入提升单元和滑动单元之间的弹性件的变形允许可动单元沿着垂直滑动面的方向移动。因此，可以在不存在游隙的情况下决定提升单元的位置。
在本发明的探头中，将台固定到印刷电路板上，以便和探针电连接。由于可以在将台固定到印刷电路板之前调整探针的相对位置，因此可以标准化该印刷电路板。可以同时准备印刷电路板和装配探针，并且，还可以将标转化的印刷电路板再次和其他组件一起使用。
为实现上述目的，本发明提供一种用于上述探头的装配方法，包括步骤沿着垂直方向相对滑动面移动提升单元，以确定提升单元相对滑动单元的相对位置；以及，在平整的滑动平面上滑动滑动单元，以确定滑动单元相对台的位置。通过在平整滑动平面上滑动滑动单元，可以沿着平行于平整滑动平面的方向调整多个滑动单元的相对位置。即使滑动单元和提升单元一起沿着平行于平整滑动平面的方向移动，多个提升单元的相对位置不会沿着垂直于平整滑动平面的方向改变。即，通过在所述台的所述平整滑动平面上滑动滑动单元以及沿着垂直于平整滑动平面的方向移动提升单元，可以分别和独立地在平行和垂直所述平整滑动平面的方向上调整为各个提升单元设置的多个探针的相对位置。因此，根据本发明，由于能够在互相垂直的z-、y-和z-方向上分别和独立地调整探针的相对位置，可以以高精度调整探针的相对位置。
为实现上述目的，本发明提供一种探针板，包括印刷电路板；支持单元，其位置相对印刷电路板确定；由支持单元保持的探针；用来调整支持单元相对印刷电路板的位置或姿态的调整装置；以及，将探针和印刷电路板的电极电连接的接线。由于该接线易于弯曲，所以，将探针和印刷电路板的电极互相连接的接线有助于相对印刷电路板自由并全方位地调整探针的位置和姿态。因此，根据本发明，能够以高精度调整探针的位置和姿态。
为了实现上述目的，本发明提供一种探针板，包括印刷电路板；支持单元，其位置相对印刷电路板确定；由支持单元保持的探针；用来调整支持单元相对印刷电路板的位置或姿态的调整装置；以及，具有浮动引脚(flyinglead)的柔性印刷电路板，其顶端和探针或印刷电路板的电极相连，该柔性印刷电路板将探针和印刷电路板的电极电连接。由于该接线易于弯曲，所以，将探针和印刷电路板的电极互相连接的接线有助于相对印刷电路板自由并全方位地调整探针的位置和姿态。此外，由于多个浮动引脚的近端固定到印刷电路板上，所以，可以改进将浮动引脚的远端连接到电极上的过程的操作性能。
图1是根据本发明实施例的探针板的剖视图；图2是根据本发明实施例的探头的透视图；图3是根据本发明实施例的探针板的透视图；图4A-4C是示出根据本发明实施例的探针基座和探针单元的透视图；
图5A1、5B1和5C1是示出根据本发明实施例的探针基座和探针单元的接合结构的示例的剖视图，图5A2、5B2和5C2是对应于图5A1、5B1和5C1的俯视图；图6A1、6B1和6C1是示出根据本发明实施例的探针基座和探针单元的接合结构的示例的剖视图，图6A2、6B2和6C2是对应于图6A1、6B1和6C1的俯视图；图7是根据本发明实施例的探头的剖视图；图8A-8C是示出根据本发明实施例的探头的示例的剖视图；图9A-9C是示出根据本发明实施例的探头的示例的剖视图；图10A和10B是示出根据本发明实施例的印刷电路板和探针单元之间的接线状态的剖视图和俯视图；图11A和11B是示出根据本发明实施例的印刷电路板和探针单元之间的接线状态的剖视图和俯视图；图12A和12B是示出根据本发明实施例的印刷电路板和探针单元之间的接线状态的剖视图和俯视图；图13是用于根据本发明实施例的探头的装配装置的侧视图；图14A-14C是示出用于根据本发明实施例的探头的装配方法的简要示图；图15A和图15B是示出根据本发明实施例的探针套件的剖视图和俯视图；图16A和图16B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的剖视图和俯视图；图1 7A、17B和17C是示出根据本发明实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图18A和18B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图19A和19B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图20A-20C是示出根据本发明实施例的、位于支持件上的接线布图的示例的俯视图；图21是根据本发明其他实施例的探针板的剖视图；
图22A和22B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图23A和23B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图24A-24C是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图；图25A和25B是示出根据本发明其他实施例的印刷电路板和探针单元之间接线状态的俯视图和剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
(探针板的整体结构)图1是探针板的剖视图；图2是探针板的探头1的透视图；图3是根据本发明实施例的探针板的透视图。该探针板安装在用以检测例如半导体集成电路和液晶面板的电子装置的电气特性的检测装置(探测器)上。该探针板具有多个和电子装置的电极接触的探针14。探头1利用螺钉33固定到印刷电路板12上。印刷电路板12将探测器主系统的检测电路和探针14电连接。隔片(未示出)可以插入在探头1和印刷电路板12之间以调整从印刷电路板12到探针14远端之间的高度h1。
探头1具有多个和多个探针14一起设置的探针单元18；多个用以支持探针单元18的探针基座20；以及，用以支持探针基座20的台24。探针单元18和探针基座20所形成的一套被称为探针套件10。该探针基座20和台24起调整装置的功能。
(探针单元)探针单元18具有多个探针14和用以支持探针14的支持件16。多个探针单元18对应于电子装置的电极组的布局设置。探针14根据电子装置的电极布局布图设置在支持件16上。每个探针14均由铜、钨、镍钢合金等制成。例如，探针由铜薄膜等经过光蚀刻处理成具有一定微观布图而形成。支持件16由陶瓷、树脂膜、金属薄膜等制成。支持件16和探针14通过粘结剂或薄膜成型处理而紧密接触。由于支持件16具有一定刚性，因此，探针的布局可以固定，并且，可以整体处理以狭窄节距设置的整个探针14。
(探针套件)如图4A、4B和4C所示，探针单元18通过例如粘结剂固定到探针基座20上。当探针单元18和探针基座20粘结在一起时，其相对位置不需具有很高的精度，这是因为后述的装配过程会调整每个探针套件10的探针单元18的位置。由于将探针单元18和探针基座20分开制作，可以为每个检测目标电子装置设计合适的探针单元18，并使探针基座20标准化。例如，如果检测目标的电极节距很窄，便使用如图4A所示的、探针14的节距较窄的探针单元18。如果检测目标的电极节距较宽，便使用如图4B所示的、探针14的节距较宽的探针单元18。该探针单元18可以被标准化。例如，如图4C所示，使用标准化的探针单元38，其探针14的数目和检测目标的电极数目的所希望的最大值相同。当已经确定实际检测目标时，对标准探针单元38的侧面进行切割、劈分或蚀刻，以形成和检测目标匹配的探针单元18。通过标准化探针单元18和探针基座20，可以降低探头1的制造成本。图5A1、5B1和5C1以及图6A1、6B1和6C1是示出探针基座20和探针单元18的接合结构的其他实施例的剖视图，图5A2、5B2和5C2以及图6A2、6B2和6C2是对应于图5A1、5B1和5C1以及图6A1、6B1和6C1的俯视图。如图5A1和图5A2所示，探针单元18和探针基座20通过螺钉40固定。如图5B1和图5B2所示，可以在探针单元18的上表面上安装加强板44，通过螺钉42固定探针单元18、探针基座20和加强板44。如图5C1和图5C2所示，可以在探针单元18和探针基座20之间设置隔片50，通过螺钉46将探针单元18固定到隔片50上，通过螺钉48将隔片50固定到探针基座20上。如图6A1和图6A2所示，可以通过螺钉54在探针基座20的两侧上固定侧板52，用以通过两个侧板52调整探针单元18的位置。如图6B1和图6B2所示，可使探针单元18跨坐在探针基座20的凹部58之上，以便通过螺钉56将探针单元18以弯曲的状态固定。如图6C1和图6C2所示，可以在一个探针基座20上固定两个或更多探针单元18。
如图7所示，探针基座20由滑动区域32和可动区域34的整体结构形成。由于滑动区域32和可动区域34整体地形成，故可以减少组件的数目。槽22形成在滑动区域32和可动区域34之间。随着槽22宽度的改变，可动区域34沿着垂直于滑动区域32的滑动平面13的方向移动。
滑动区域32的滑动平面13具有光滑表面，其在台24的平整滑动平面上滑动。滑动平面13可以为平整平面，或者形成在以三点支持滑动区域32的三个突起上。作为定位装置的z方向调整螺钉30被从滑动平面拧入滑动区域32并穿过滑动区域32，螺钉30的顶端被拧入可动区域34。z方向调整螺钉30的顶端可以仅仅抵靠在可动区域34上。
可动区域34的近区域和滑动区域32整体地联接。可动区域34的上表面相对滑动平面13倾斜。当探针单元18固定到可动区域34的上表面时，探针14的轴线相对滑动平面13倾斜地固定。通过相对滑动平面13倾斜探针14的轴线，探针14可以在探针基座20固定到台24上的情况下相对平整滑动平面25倾斜。因此，即使在电极靠近电子插件的中心设置的情况下，也可以容易地使探针14接触检测目标电子装置的电极。
可动区域34的远区域是自由端。在可动区域34的远区域一侧，z方向调整螺钉30的顶端被拧入可动区域34。当z方向调整螺钉30旋转时，可动区域34变形，从而调整槽22的宽度d。随着槽22的宽度d变窄，可动区域34的上表面相对滑动平面13的坡度变陡，这样，探针14的顶端升高。随着槽22变宽，可动区域34的上表面的坡度变得缓和，这样，探针14的顶端下降。由于可动区域34的近侧通过z方向调整螺钉30上下移动，因此可以精细地调整可动区域34的上表面的坡度角度。通过沿着探针14的布局方向(垂直于探针14轴线的方向)为每个探针基座20设置两个z方向调整螺钉30(参见图2)，可以相对台24的滑动平面25沿着探针14的布局方向调整轴线的倾斜角度。
图8A-8C和图15A是示出探针套件10的其他实施例的剖视图，图15B是图15A所示探针套件的俯视图。如图8A所示，可动区域34可以相对滑动区域32可枢转地被转轴60支持。通过相对滑动区域32可枢转地支持可动区域34，可以拓宽可动区域34的调整范围。如图8B所示，探针单元18的支持件16可以形成为提升单元的形式。即，相对滑动平面13倾斜的斜面63形成在滑动区域32上，并利用螺钉64、夹板62等相对斜面63推动支持件16，从而调整支持件16的运动方向。斜面63、螺钉64和夹板62引导支持件16以及支持件16的运动方向轴线，该运动方向轴线限定在相对滑动平面13倾斜的直线上。通过使支持件16可以在滑动区域32上沿着相对滑动平面13倾斜的方向滑动，可以减少组件的数目。还可以在保持探针14轴线相对滑动平面25的倾斜角度恒定的同时，调整探针14顶端的高度h2。如图8C所示，可以在可动区域34和滑动区域32之间设置由弹性材料制成的调整板68，通过螺钉66固定可动区域34、滑动区域32和调整板68。因为设置在可动区域34和滑动区域32之间的调整板68的变形，所以可以通过可动区域34能够沿着垂直于滑动平面13的方向移动的结构，而在没有任何游隙的条件下定位可动区域34。
如图15A和15B所示，探针单元18的支持件16可拆卸地安装在可以沿着相对滑动平面13倾斜的方向滑动的可动区域34上。即，相对滑动平面13倾斜的斜面63形成在滑动区域32上，并通过螺钉64、夹板62等(参见图8B)相对斜面63推动可动区域34，从而调整可动区域34的移动方向，可动区域34设置有配合单元，该配合单元由插入通过支持件16形成的通孔的定位销61和定位引导件等构成。螺钉64将支持件16固定到可动区域34(探针基座20)上。
对于支持件16供定位销61插入的通孔，希望通过平版印刷布图方法以很高的精度形成。探针18的可拆卸结构可以应用到具有不同结构的提升单元中，例如图8B所示的。
图9A至9C是示出探针套件10的其他实施例的剖视图。如图9A所示，可以以探针14的轴线变成垂直于滑动平面13的方式将探针单元18固定到探针基座20上。如图9B所示，可以以探针14的轴线变成平行于滑动平面13的方式将探针单元18固定到探针基座20上。如图9C所示，可以将每个由钨等制成的探针14直接插入探针基座20中。
(台)台24为高刚度平整板件，用以支持多个如图1所示的探针套件10，并被用来固定探针套件的相对位置。该台24具有平整滑动平面25，探针套件10置于该平面上。由于平整滑动平面25的平面度直接影响探针14的z方向定位精度，因此，希望尽可能地将平整滑动平面25形成得像镜面一样平整。该台24并不限于平整板件，而可以是形成为台阶状的、彼此平行的多个平整滑动平面。台24通过螺钉33等固定到印刷电路板12上。
台24可以如图1所示地固定在印刷电路板12的下侧上，或者，可以如图21所示地固定在印刷电路板12的上侧上。可以将该台24组装在印刷电路板12的下侧或上侧上，以便于遵照探针说明书设定精度。在装配到上侧和下侧上的两种情况下，可以通过隔片35等(参见图21)调整每个探针14从印刷电路板12的上表面的高度h1。
(接线)图10A、11A和12A是示出印刷电路板12和探针单元18之间的接线状态的剖视图，图10B、11B和12B是图10A、11A和12A所示接线状态的顶试图。如图10A和图10B所示，可通过未示出的各向异性导电薄膜(ACF)将探针14和柔性印刷电路板(FPC)70相连，FPC70和印刷电路板12的电极72通过钎焊相连。如图11A和11B所示，通过使用FPC70和ACF，可以在不使用接线的条件下将探针14和印刷电路板12相连。如图12A和12B所示，可以通过ACF使探针14和FPC70相连，可以通过连接器74使FPC70和印刷电路板12相连。如果每个探针单元18的探针14的数目很大，那么，可以如图22A和图22B所示地将多个FPC70和每个探针单元18相连。利用这种设置，可以标准化FPC70。通过使使多个FPC70中每一个的宽度变窄，可以缓解对形成在印刷电路板12上的接线布图的影响，所述影响是当通过加热利用ACF将FPC70接合到印刷电路板12上时印刷电路板的收缩和扩张造成的。这样有助于考虑到柔性印刷电路板的收缩和扩张来设计FPC70的接线节距。
如图16A和16B所示，可以通过接线19连接探针14和印刷电路板12的电极72。接线19可以包覆有金线、裸露的金线或铝线。包覆金线适合于大量接线的情况。裸露的金线适合于降低接线阻抗的情况。铝线适合于具有很小节距的探针14。
通过粘结、钎焊或者低阻抗焊接将各接线19的端部、对应电极14和印刷电路板12的对应电极接合在一起。各接线19处于稍微弯曲状态的两端固定到印刷电路板12的对应探针14和对应电极上。利用这种设置，即使在装配探针板之后，仍然可以全方位地改变探针14和印刷电路板12的相对位置。由于接线19的电阻抗小于FPC的，所以可以降低探针板的接线阻抗。如果由于温度的变化而使印刷电路板12变形，接线19也发生变形，从而吸收了印刷电路板12的变形。因此，可以通过印刷电路板12的变形防止探针14的位置变化。
使探针14和印刷电路板12电连接的FPC70和接线19最好包覆有电磁屏蔽膜，以便提高电磁兼容性能(EMC)。
如图17A所示，可以通过接线19连接探针14和辅助衬底的接线，如图17B和17C所示，可以将辅助衬底21和安装在印刷电路板12上的连接器17相连。通过粘结、钎焊或者低阻抗焊接将各接线19的端部、对应电极14和辅助衬底21的对应电极接合在一起。由于使用了辅助衬底21，可以改进探针头1的整体装配过程和操作性能，并且，改进了探针14损坏时更换工作的操作性能。
如图18A和18B所示，可以在支持件16的表面上形成用于探针14的电极接触垫15和用于安装电子元件的焊接区(land)29。通过使用支持件16上的焊接区21，可以靠近探针14的顶端安装例如去噪声电容器的芯片元件，从而在探针14的顶端附近执行去噪声。
如图19A和19B所示，可以通过具有浮动引脚27的FPC29连接探针14和印刷电路板12。浮动引脚27处于稍微弯曲状态的顶端固定到探针14或印刷电路板12上。因此，即使在组装探针板之后，仍然可以全方位地改变探针14和印刷电路板12的相对位置。由于浮动引脚27集中地和FPC29的主体联接，因此，可以改进浮动引脚27和探针14或印刷电路板12之间的接合过程的操作性能。和各接线的两端和对应探针14和印刷电路板12的对应电极相连的情况相比，可以更多地减少接线连接的数目。
如图23A和23B所示，可以在在探针板的装配状态下具有从印刷电路板12的不同高度的接线19所处的位置处形成多个用于连接接线19的电极接触垫15。因此，可以防止接线19之间的交叉，从而防止接线之间发生电气短路以及防止产生噪声。接线19的接合过程的工作性能得到改进。
图20A、20B和20C为形成在支持件16的表面上的接线布图的俯视图。
如图20A所示，可以集中地设置预定数目的探针14的电极接触垫15。随着接线的增加，在于接线接合区域上涂覆加强树脂的过程中，树脂可能会流入无需加强的区域中。通过集中地设置电极接触垫15以及利用树脂加强电极接触垫15的集合体，可以容易地仅仅局部加强所需的区域。
如图20B所示，可以为探针14形成用于FPC的接合区域P和用于接线的接合区域Q。在用于FPC的接合区域中，以对应于FPC电极节距的节距形成探针。在用于接线的接合区域，形成用以连接接线19的电极接触垫15。通过为FPC形成接合区域P和为接线形成接合区域Q，可以提高通用目的的用途。
如图20C所示，可以为每个探针14形成连接接线和检测接触垫31的电极接触垫15。当检测探针单元18的电气特性时，如果有其他的检测探针和用于接线的电极接触垫15接触，电极接触垫15的表面会被污染，这将导致电极接触垫15和接线之间的连接失效。当检测探针单元18的电气特性时，检测探针和不同于电极接触垫15的检测接触垫31接触，从而防止电极接触垫15的表面受到污染。通过标准化检测接触垫31的节距和尺寸，可以标准化探针单元18的检测过程。
如图24B和24C所示，可以将多个FPC叠置以连接探针14和印刷电路板12。尤其是，如图24A所示，在探针侧和印刷电路板侧，在下FPC41的上表面上形成平行的接线接触垫。位于探针一侧的平行接线接触垫37和位于印刷电路板一侧的平行接线接触垫39通过上FPC43互相电连接，如图24B和24C所示。由于FPC41和FPC43的总阻抗小于单个FPC的阻抗，因此可以降低探针板的接线阻抗。由于通过叠置FPC来使接线平行，因此，即使在使用平行接线的条件下仍然可以使接线过程不太复杂。
如图25A和25B所示，在下FPC41上，分别位于探针一侧的一些平行接线接触垫37和位于印刷电路板一侧的一些平行接线接触垫39可以通过上FPC43电连接；在下FPC41上，分别位于探针一侧的一些平行接线接触垫37和位于印刷电路板一侧的一些平行接线接触垫39可以通过上接线45电连接。接线45的使用允许独立于每个探针14控制接线阻抗。即，可以优选地使需要降低阻抗的那些探针平行。而且，如果以连续的方式设置需要降低阻抗的接线，那么，可以集中地使以连续方式设置的接线平行于FPC43。
(探头装配装置)图13是用于探头1的装配装置的侧视图。其上放置台24的基座82可以和滑架90一起沿着安装在底板88上的轨道92往复运动。用于保持探针套件10的卡具80设置在轨道92的纵向轴线的上方。通过旋转x方向调整轴96使基座82沿着x方向往复运动，通过旋转y方向调整轴94使基座82沿着y方向(和图13所在纸张垂直的方向)往复运动，通过旋转角度调整轴84使基座82绕z轴方向旋转较小角度。当基座82位与距离卡具80最远的位置(旋转区域)时，基座82可以旋转360度。能够沿着z轴往复运动的目标保持件78受基座82支持。平板目标76以和基座82的表面平行的姿态被目标保持件78保持，该平板目标以和检测目标电子装置电极的布局布图相同的布图形成。如果目标76由透明材料制成，那么，基于用数码相机从目标76的上方位置获取的图像信息，可以更加精确地对准目标76以及实现其自动化。例如，目标的布图通过对形成在透明衬底上的例如铜薄膜的金属薄膜进行光蚀刻而形成。由于目标76的布图由金属薄膜制成，可通过检测目标76的布图和探针14来检测目标76的布图和探针14之间出现的对不准。
如图14A所示，认为可以透过透明衬底观察到目标76上的金属电极布图98和探针单元18的探针14。电极布图98和探针14在平面的x方向和y方向两个方向上移动，并且还在围绕平面法线(z方向)的旋转方向上移动。
首先，基座82的角度调整轴84旋转，以平行于电极布图98和探针14。
如图14B所示，x方向调整轴96旋转，以调整x方向位置，y方向调整轴94旋转，以调整y方向位置。可以改变角度、x和y方向的调整量的级数，或者，可以执行多个调整过程。
如图14C所示，当探针14位于相对电极布图98的正确位置时，完成调整。
(探头装配方法)首先，如图7所示，调整和探针单元18联接的探针基座20的槽22的宽度d，以便设定同一水平面内的所有探针套件的探针14的端部的高度h2。更具体的，通过使用作为定位装置的螺钉28等，将所有的探针套件10暂时地装配起来。为了允许暂时组装的探针套件10在平整滑动平面25上滑动，在台24中的螺钉孔26内形成适当的游隙。接下来，当利用具有设定为预定距离的焦距的显微镜可视地监测探针14的顶端时，可以调整槽22的宽度d等，直到得到焦点对准的状态，从而设定所有探针套件的探针14的顶端。
处于探针14的高度调整完成状态下的探头1放置在基座82上，如图13所示。台24通过安装在基座82上的定位销(未示出)正确地定位在基座82的平整表面上。在这种情况下，探头1在基座82已经移动到旋转区域的状态下位于基座82之上。接下来，将基座82运动到靠近卡具80的位置(调整区域)。
然后，在台24的平整滑动平面25上滑动探针套件10，以对准探针14的顶端和目标的布图98，如图14A至14C所示。更具体的，探针基座20中的一个被卡具80保持。以这种方式，探针基座20和探针单元18可以相对台24正确定位。接下来，旋转角度调整轴84，以绕z轴旋转基座82以及台24和目标76，从而使目标布图98的布局方向平行于探针14顶端的布局方向。即，相对于静止的探针单元18移动台24，以调整探针14的顶端的布局方向。接下来，旋转x方向调整轴96和y方向调整轴94，以使基座82、台24和x-y平面上的目标76平行。
随着探针套件10在台24的平整滑动平面上滑动，探针基座20的滑动面13在平整滑动平面上滑动，所以，已经调整过的探针14的顶端的高度h2不会改变。而且，通过使用角度调整轴84、x轴调整轴96和y轴调整轴94，可以针对绕z轴的各个旋转角度和沿x和y方向的各个位置，独立地执行探针套件10和台24的位置对准。因此，可以以很高的精度调整多个探针套件10的相对位置和姿态。
每当完成探针套件10的位置调整时，将探针套件10从卡具80上拆除，并将基座82从调整区域移动到旋转区域。然后，将基座82在旋转区域旋转90度，随后将基座82移动到调整区域，再用卡具80夹持下一个探针套件10，从而在下一个探针套件10和台24之间执行位置对准。
在完成所有的探针套件10和台24之间的对准后，使探针14接触目标76的布图98，以在探针14和目标布图98之间执行检测。这种检测操作检测探针14和目标布图98之间的位置没对准状况，这样，能够可靠地执行探针14和检测目标电子装置的电极之间的位置对准状况。
最后，将基座82移动到旋转区域，以将探头1从基座82拆除，并利用螺钉28等如图1所示地将探针基座20和台24完美地固定在一起。利用螺钉33等将装配好的探头1固定到印刷电路板12上。由于在台24固定到印刷电路板12上之前调整探针14的相对位置，因而可以标准化印刷电路板12。
上文结合优选实施例说明了本发明。本发明并不限于上述实施例。对于本领域技术人员而言，其他各种改变、改进和组合等显然是可行的。
权利要求
1.一种探头，包括具有平整滑动平面的台；多个滑动单元，每个均具有用以在所述平整滑动平面上滑动的滑动面；为所述滑动单元中的每一个设置的提升单元，所述提升单元能够沿垂直方向移动；为所述提升单元中的每一个设置的探针，每个所述探针的顶端从所述提升单元突出；以及定位装置，用以相对所述滑动单元定位所述提升单元，以及相对所述台定位所述滑动单元。
2.如权利要求1所述的探头，其中，所述提升单元包括可以沿着垂直方向相对所述滑动面移动的可动单元，以及固定到所述可动单元上并与所述探针设置在一起的支持单元。
3.如权利要求1所述的探头，其中所述提升单元包括可动单元和支持单元，所述可动单元和所述滑动单元整体形成，并且其一端和所述滑动单元相连，其另一端为自由端，所述支持单元固定到所述可动单元上并和所述探针设置在一起；以及所述定位装置包括拧入所述滑动单元的螺钉，所述螺钉用以沿着远离所述滑动面的方向和沿着靠近所述滑动面的方向移动所述可动单元。
4.如权利要求1所述的探头，其中所述提升单元包括可动单元和支持单元，所述可动单元由所述滑动单元可枢转地支持，所述支持单元固定到所述可动单元上并和所述探针设置在一起；以及所述定位装置包括拧入所述滑动单元的螺钉，所述螺钉用以沿着远离所述滑动面的方向和沿着靠近所述滑动面的方向移动所述可动单元。
5.如权利要求1所述的探头，其中，所述滑动单元包括用以引导所述提升单元沿着相对所述滑动面倾斜的方向滑动的引导装置。
6.如权利要求5所述的探头，其中，所述提升单元包括可动单元、支持单元和配合单元，所述可动单元在所述引导装置的引导下沿着相对所述滑动面倾斜的方向滑动，所述支持单元和所述探针设置在一起，所述配合单元用于可拆卸地使所述支持单元和所述可动单元配合。
7.如权利要求1所述的探头，还包括插入所述提升单元和所述滑动单元之间的弹性件，其中，所述定位装置包括拧入所述提升单元和所述滑动单元的螺钉。
8.如权利要求1所述的探头，其中，所述台固定到印刷电路板上，以便和所述探针电连接。
9.一种装配如权利要求1所述探头的方法，包括步骤沿垂直方向相对所述滑动面移动所述提升单元，以确定所述提升单元相对所述滑动单元的位置；以及在所述平整滑动平面上滑动所述滑动单元，以确定所述滑动单元相对所述台位置。
10.一种探针板，包括印刷电路板；支持单元，其位置相对所述印刷电路板来决定；由所述支持单元保持的探针；调整装置，用以相对所述印刷电路板调整所述支持单元的位置和姿态；以及接线，其将所述探针和所述印刷电路板的电极电连接。
11.一种探针板，包括印刷电路板；支持单元，其位置相对所述印刷电路板来决定；由所述支持单元保持的探针；调整装置，用以相对所述印刷电路板调整所述支持单元的位置和姿态；以及具有浮动引脚的柔性印刷电路板，其顶端和所述探针或所述印刷电路板的电极相连，所述柔性印刷电路板将所述探针和所述印刷电路板的电极电连接。
全文摘要
本发明公开一种探头、探头装配方法和探针板。滑动单元在台的平整滑动平面上滑动，以便沿着和所述平整滑动平面平行的方向调整多个滑动单元的相对位置。即使滑动单元和可动单元一起沿着平行于平整滑动平面的方向移动，多个可动单元沿垂直于平整滑动平面的方向的相对位置不会改变。通过在所述台的平整滑动平面上滑动滑动单元并沿着垂直于滑动面的方向移动可动单元，可以独立且分别地沿着平行和垂直所述平整滑动平面的方向调整安装在可动单元上的多个探针的相对位置。
文档编号G01R1/06GK1523361SQ20041000543
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者泽田修一, 土江雅也, 也 申请人:雅马哈株式会社