专利名称：探针、安装有探针的探针卡、在探针卡上安装探针的方法、以及移除探针卡上已安装探针 ...的制作方法
技术领域：
本发明是关于3层结构的探针、安装有探针的探针卡、以及将探针安装到探针卡上的方法、以及移除探针卡上已安装探针的方法。
背景技术：
近年，随着半导体硅片的高度集成化，用来检查半导体硅片的探针卡中所用探针也进一步微细化，现已有以约70 μ m 80 μ m的间距排列针的探针卡得到应用。这种探针卡经反复使用后，因探针的损坏等原因需要以1根为单位更换探针。在更换探针时，需要先取下待更换的探针后再安装新的探针。如上所述，当为了更换探针进行重新安装探针的操作时，如果探针的配置间距如上所述狭窄，则难以进行用机械抓住探针并定位的操作，并且难以在避免对相邻探针热影响的前提下，对供应至探针安装部上的焊锡等导电性接合剂加热以使其融化。另外，近年由于探针进一步微细化，对探针进行机械操作方面也存在待解决的课题。另外，要想在狭窄间距配置探针，使用以往的接合方法难以在避免对相邻探针的热影响的前提下进行接合。本发明的目的在于解决上述以往更换及安装探针时因发热所产生的问题，并且提供操作容易、可在更狭窄间距配置的探针、探针卡、以及移除探针卡上已安装探针的方法。
解决课题所用的技术方案本发明的探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层，并且较佳地设有操作板，其中，所述操作板用来使用探针手机构对探针加热。还可以形成两个突出部作为上述中间层突出于上述外层的部分，两个突出部可以与上述探针卡电极接合，或者可以将其中一个突出部作为与上述探针卡电极接合的接合部，另一个突出部作为只是与上述探针卡电极相接触的支持部；为了提高安装时突出部的强度，也可以在两个突出部之间设置梁。可以在上述中间层使用铜线或者热导管结构作为从上述操作板到上述突出部之间的热传导通道。另外，也可以使上述前端部的中间层呈突出状从而与被检查对象的电极接触。本发明的一种安装有多个探针的探针卡，所述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子； 和一探针电路板，其与上述主电路板相连接、设有用于安装探针的电极，其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡相接
5的部分突出于两个外层，针对相邻探针的安装部，将导电性接合剂设置于两个不同位置以与上述电极相接合。或者是一种安装有多个两种探针的探针卡，其中，上述两种探针在彼此不同的位置设有两个突出部，上述两个突出部是在上述探针的上述中间层的安装部与上述探针卡相接的部分设置的从两个外层突出的部分，其特征在于，通过交替配置上述突出部位置不同的两种探针以与上述电极相接合。在已经安装设有操作板的探针时，在上述探针的安装部或者臂部将会残留上述操作板破裂后的疤痕，也可以在上述中间层的两个突出部之间设置梁。在构成探针卡的探针电路板的表面进行涂釉处理后设置电极，将探针安装在上述电极。本发明的探针卡的特征还在于，其包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子；一探针电路板，其与上述主电路板相连接且设有用于安装探针的电极，其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层，将上述探针的突出的中间层以及上述外层中的其中一层的下端部与上述电极接触，以相邻探针朝相同方向倾斜的状态接合。本发明的移除已安装探针的方法是一种使用未安装探针移除已安装在探针卡上的探针的方法，其特征在于，已安装探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部， 其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触， 移除过程中使用的未安装探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触；以及一操作板，其被保持在对探针进行加热的探针手机构上，在所述方法中，由探针手机构保持住在安装部上设有导电性接合剂的未安装探针以使未安装探针的安装部与探针卡上已安装探针的臂部接触，在由上述探针手机构加热上述未安装探针的操作板以融化设在上述未安装探针的导电性接合剂后，降低上述操作板的加热温度以使上述未安装探针与上述已安装探针相接合，在上述未安装探针和上述已安装探针相接合的状态下由上述探针手机构向上述未安装探针施力，从探针卡上移除与上述未安装探针相接合的上述已安装探针。另外，为了提高作业效率，较佳地，设在上述未安装探针上的导电性接合剂的融点比在探针卡上安装上述已安装探针时所用的导电性接合剂的融点高。在本发明的一种在探针卡电路板上安装探针的方法中，由探针手机构保持住探针，上述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触、以及一操作板，其与上述臂部或者上述安装部相连，其特征在于，安装上述探针的过程包括由上述探针手机构保持上述操作板、在安装上述探针后移除上述操作板的步骤。在保持上述探针手机构的上述操作板的面设有用来吸附和保持住上述探针的吸附用孔，也可以通过加热上述操作板来对上述探针的安装部加热。在上述探针的安装部具有用来固定上述探针的导电性接合剂、或者在安装上述探针的上述探针卡电路板的表面电极具有导电性接合剂；通过加热上述操作板由上述操作板的热量对上述探针安装部加热，进而由上述探针安装部的热量对上述探针卡电路板的表面电极的上述导电性接合剂加热。
另外在安装上述探针时也可以对上述臂部进球局部冷却。 [本发明的效果]本发明的探针包括一安装部、一臂部、以及一前端部，所述探针设有一操作板，用来使用探针手机构对所述探针加热，所述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，由于上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层，所以减少了接合探针时导电性接合剂的溢出量，对相邻探针的影响范围缩小，因此能够以狭窄间距配置探针。通过形成两个突出部作为上述中间层突出于上述外层的部分，而两个突出部与上述探针卡电极接合，可减少导电性接合剂的溢出量，另外也可以将一个突出部作为与上述探针卡电极相接合的接合部，另一个突出部作为只是与上述探针卡电极相接触的支持部， 从而以少量的导电性接合剂实现稳定接合。通过在上述中间层上用铜线或者热导管结构作为从上述操作板到上述突出部之间的热传导通道，提高了从操作板向安装部的热传导率，能够将热量高效传递给导电性接合剂，从而提高了探针的接合强度。本发明的探针卡是一种安装有多个探针的探针卡，所述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡相接的部分突出于两个外层，针对相邻探针的安装部，通过将导电性接合剂设置于两个不同位置并与探针卡电极接合，能够实现以狭窄间距配置探针的探针卡。或者是一种安装有多个两种探针的探针卡，其中，上述两种探针在彼此不同的位置设有两个突出部，上述两个突出部是在上述探针的上述中间层的安装部与上述探针卡相接的部分设置的从两个外层突出的部分，通过交替配置上述突出部位置不同的两种探针以与上述电极相接合来实现以狭窄间距配置探针的探针卡。通过在构成探针卡的探针电路板的表面进行涂釉处理后设置电极，将探针安装在上述电极，不仅能够减少探针接合时热量向探针电路板外逃，还具有于探针电路板的表面平滑，容易识别探针台等的图案的效果。本发明的探针卡还包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子；一探针电路板，其与上述主电路板相连接且设有用于安装探针的电极，其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层，将上述探针的突出的中间层以及上述外层中的其中一层的下端部与上述电极接触，以相邻探针朝相同方向倾斜的状态接合，使安装在探针卡上的探针的倾斜方向及倾斜量保持一定，从而能够提高探针前端的位置精度。本发明的移除已安装探针的方法是一种使用未安装探针移除已安装在探针卡上的探针的方法，移除所使用的未安装探针包括一操作板，其被保持在对探针进行加热的探针手机构上，在所述方法中，由探针手机构保持住在安装部上设有导电性接合剂的未安装探针以使未安装探针的安装部与探针卡上已安装探针的臂部接触，在由上述探针手机构加热上述未安装探针的操作板以融化设在上述未安装探针的导电性接合剂后，降低上述操作板的加热温度以使上述未安装探针与上述已安装探针相接合，在上述未安装探针和上述已安装探针相接合的状态下由上述探针手机构向上述未安装探针施力，从探针卡上移除与上述未安装探针相接合的上述已安装探针，于是能够在不影响其他已安装探针的条件下，简单地移除因损坏等需要更换的已安装探针。另外，由于设在上述未安装探针上的导电性接合剂的融点比在探针卡上安装上述已安装探针时所用的导电性接合剂的融点高，从而能够在使接合已安装探针的导电性接合剂融化后移除已安装探针，所以无须施加大的力量便可简单移除探针。在本发明的一种在探针卡电路板上安装探针的方法中，由探针手机构保持住探针，上述探针具有与臂部或者上述安装部相连的操作板，由于安装上述探针的过程包括由上述探针手机构保持上述操作板、在安装上述探针后移除上述操作板的步骤，所以容易用机械操作上述探针。由于在保持上述探针手机构的上述操作板的面设有用来吸附和保持住上述探针的吸附用孔，所以能够方便且牢固地保持住上述探针。通过加热上述操作板来对上述探针的安装部加热，在安装探针时能够避免对相邻探针的热影响。因为在上述探针的安装部具有用来固定上述探针的导电性接合剂、或者在安装上述探针的上述探针卡电路板的表面电极具有导电性接合剂，所以能够牢固地安装探针。通过加热上述操作板由上述操作板的热量对上述探针安装部加热，进而由上述探针安装部的热量对上述探针卡电路板的表面电极的上述导电性接合剂加热，从而能够减少热量对相邻探针的影响，同时能够更有效地对上述导电性接合剂加热。通过在安装上述探针时对上述臂部进球局部冷却，还能够防止热量影响到探针的臂部从而防止探针臂部的硬度下降。
[图1]第1实施方式探针的侧视图。 [图2]第1实施方式探针的正视图。 [图3]探针手机构的侧视图。表示探针手机构保持住更换用探针状态的图，(a)为侧视图，(b)为正视图。本发明的探针卡的截面图。第1实施方式探针的配置平面图。表示由探针手机构对探针进行定位的状态。表示探针手机构将探针抵接至电极的状态。表示通过吹风局部冷却探针的安装部分的状态。表示解除探针手机构对探针保持的状态。表示从探针移除操作板的状态。将第1实施方式探针接合至电极状态的正视图。第2实施方式探针的侧视图，表示突出部设在不同位置的两种探针。第2实施方式探针的配置平面图。在第2实施方式探针的突出部之间设置梁时的侧视图。第3实施方式探针的侧视图。已安装第3实施方式探针的探针卡的放大截面图。在第3实施方式探针的突出部之间设置梁时的侧视图。[图19]第4实施方式探针的侧视图。第4实施方式探针中间层的侧视图。已安装第4实施方式探针的探针卡的放大截面图。在第4实施方式探针的中间层设置开口时的侧视图。第5实施方式探针中间层的侧视图。第6实施方式探针的侧视图。图M WA-A截面图。已安装第6实施方式探针的探针卡的放大截面图。 [图27]表示在移除已安装探针时，由探针手机构对未安装探针实施定位的状态。 [图28]表示在移除已安装探针时，由探针手机构将未安装探针抵接至已安装探针的臂部的状态。表示移除已安装探针的状态。 本发明的
具体实施例方式下面参考附图对本发明进行详细说明。图1为本发明的第1实施方式探针1的侧视图；图2为第1实施方式探针1的正视图。如图1所示，本发明的第1实施方式探针1包括一安装部3，其与探针卡14的电极17接合；一臂部4，其从上述安装部3延伸且具有弹性；一前端部5，其设在上述臂部4的前端且与被检查对象的电极35接触；以及一操作板6，其从上述臂部4延伸。如图3所示，本发明的探针1被保持在探针手机构2上，在规定的安装位置定位后加热。为了提高上述作业的可操作性设置有上述操作板6，由设在上述探针手机构2的探针吸附用孔11吸附上述操作板6并保持在上述探针手机构2。如上所述，由于在上述探针手机构2中上述探针1由上述吸附操作板6所保持，因此出于重视可操作性的目的，上述操作板6需要达到一定的尺寸，所述尺寸应能够使上述操作板6突出于上述探针1的上述前端部5。所以，在安装上述探针1后需要移除上述操作板6。为了简化移除上述操作板6的操作，在上述操作板6的连接根部设有切口状凹部 13。通过设置上述凹部13能够确保保持上述探针1的可操作性，又容易移除妨碍半导体检查的上述操作板6。如图2的正视图所示，上述探针1采用了外层9夹持中间层8的3层结构。上述中间层8以及上述外层9分别形成如上述安装部3、臂部4、前端部5、以及操作板6的形状， 其中，上述中间层8的安装部3的下端(在探针1安装到探针卡14时与电极17相连接的部分)比上述外层9更加突出，如图12所示，在上述探针1接合时，上述外层9的安装部3 与电极17不接触，上述中间层8的安装部3的突出部分、亦即突出部10与上述探针卡14 的电极17接触。下面关于已安装上述探针1的本发明的探针卡进行说明。如图5所示，上述探针卡14包括一主电路板16，其具有一外部端子18和一内部布线19，所述外部端子18与测试仪器33的弹簧针34接触而连接；一探针电路板15，其固定在上述主电路板16上，设有用于安装上述探针1上的电极17。在图5所示状态中，测试仪器33与探针卡14相分离，但在测量时测试仪器33将下降从而与弹簧针34的外部端子18接触。而且被检查对象的电极35与上述探针1的前端部5接触来进行测量。为了以狭窄间距配置探针1，在本发明的探针卡14中，对于相邻探针1的安装部 3，通过在两个不同位置设置导电性接合剂7来接合到上述电极17。于是探针1的平面配置将呈如图6所示的形状，相邻探针1的上述导电性接合剂7彼此错开配置，所以相邻探针1 的上述导电性接合剂7彼此不会接触。如上所述，通过相邻探针1在两个不同位置设置导电性接合剂7从而与上述电极 17相接合，能够在狭窄间距配置探针1，例如能够以60 μ m之间距进行配置厚度为40 μ m的探针。另外，在所有实施形态中中间层8均自外层9突出，但无庸赘言，即使中间层8没有自外层9突出亦可取得同样的效果。下面关于本发明的探针1探针卡14的安装方法进行说明。首先关于安装探针时所用的探针手机构2进行说明。上述探针手机构2内置热丝(未图示)，如图3所示，在其侧面设有一探针吸附用孔11，其吸附上述探针1的上述操作板6 ；以及一探针定位针12， 其用于吸附上述探针1。另外也可以内置用来管理上述探针1的加热温度的温度传感器。使用上述探针手机构2将上述探针1安装到探针卡14。首先如图4所示，用上述探针手机构2保持住上述探针1。此时，通过上述探针定位针12在上述探针手机构2中对上述探针1进行定位，利用上述吸附用孔11吸附上述探针1的上述操作板6，从而由上述探针手机构2保持住上述探针1。然后，如图7所示移动上述探针手机构2，将上述探针1移动至设在探针卡14的探针电路板15上的电极17的上方后进行定位。然后对探针卡14整体进行预加热，同时由上述探针手机构2内置的上述热丝加热上述探针1的上述操作板6以对上述探针1加热，在融化设在上述探针1的安装部3的两个位置的导电性接合剂7后，如图8所示将上述探针 1抵接至上述电极17。下面关于上述探针1的加热条件进行说明。上述导电性接合剂7如使用无铅焊锡，需要加热上述探针1保持在280°C 350°C之间。另外，由于上述探针1的加热温度应以上述探针1的安装部3处的温度为准，所以由上述探针手机构2的内置热丝加热的上述探针1的上述操作板6需要加热至上述温度 350°C )以上。试举一例，如对上述操作板6在约50(TC下加热约3秒，则上述探针1的上述安装部3将上升至30(TC左右，将处于上述加热温度 350°C)范围内，达到适合溶解焊锡的温度。 在上述温度条件下加热上述探针1来融化设在上述安装部3的上述导电性接合剂 7。然后抵接至预加热后的探针卡的上述电极17，在上述导电性接合剂7与上述电极17融合后立即结束对上述探针1的加热。通过如上所述在安装时进行妥善的温度管理，能够尽量减少对周围探针的影响。 如图9所示，在结束对上述探针1的加热后，可通过吹风等局部冷却重新安装部分。于是，能够进一步有效地减少热量对周围的探针的影响。如图10所示，在完成局部冷却后解除上述探针手机构2对上述探针1的保持，最后如图11所示，从上述探针1移除不再需要的上述操作板6。如上所述在移除上述操作板6后，探针1的臂部4上将会残留破裂后的疤痕。如果在安装部3上设有操作板6，则安装部3上将会残留破裂后的疤痕。由于设有上述凹部13，因此能够从上述探针1本体上简单地移除上述操作板6。于是完成探针 1接合到电极17的操作。
如图12所示，在接合上述探针1时，导电性接合剂7将填充到上述中间层8的上述突出部10和上述外层9的下端之间的阶梯部，填充后的多余部分将扩散到上述探针1的两侧。在以往技术中，上述导电性接合剂7的绝大部分将扩散到上述探针1的两侧，而在本发明的探针1中，由于上述导电性接合剂7中的一部分填充到上述突出部10和上述外层9 的下端之间的阶梯部，所以扩散到上述探针1的两侧的上述导电性接合剂7的量将会减少， 扩散宽度也会缩小，所以能够将相邻探针的间隔设为比以往更窄。下面参考附图关于第2实施方式探针20进行详细说明。第2实施方式探针20是将第1实施方式探针1的突出部10设为独立的两个突出部10’而成。如图13 (a)所示，第2实施方式探针20包括一安装部3 ；—臂部4，其从上述安装部3延伸且具有弹性；一前端部5，其设在上述臂部4的前端且与被检查对象的电极接触； 以及一操作板6，其从上述安装部3延伸，所述第2实施方式探针20采用了外层9夹持中间层8’的3层结构。上述中间层8’以及上述外层9，分别形成如上述安装部3、臂部4、前端部5、以及操作板6的形状，上述中间层8的安装部3的下端(在与探针卡接合时与探针卡电极接触的部分)设有两处从上述外层9突出的突出部10’。并且在上述两处突出部10’设有导电性接合剂7，用来安装到探针卡14’上。关于安装方法，其顺序与第1实施方式说明的顺序相同。在本实施方式中在两处设有突出部10’，由于两个突出部10’之间形成空间，在安装上述探针20时被加热的上述导电性接合剂7不仅流到上述探针20的两侧还将流到两个突出部10’之间，所以上述导电性接合剂7流出上述探针20的两侧的量将进一步减少，从而能够进一步减小相邻探针20的间隔。下面关于已安装第2实施方式探针20的探针卡14’进行说明。为了以更狭窄的间距配置探针20，上述探针卡14’中采用了在两个不同位置设有上述突出部10’的两种探针 20,20'。与第1实施方式探针卡14同样，第2实施方式探针卡14’包括一主电路板16， 其具有连接到测试仪器的外部端子18和内部布线19; 一探针电路板15，其固定在上述主电路板16上，设有用于安装上述探针1上的电极17。如图13(a)、(b)所示，将分别在两个不同位置设有上述突出部10’的探针20、20’ 作为安装在上述探针卡14’的探针。在探针卡14’上交替安装所述两种探针20、20’。两种探针20、20’的平面配置将如图14所示，相邻探针20、20’的上述导电性接合剂7将会彼此错开配置，相邻探针20、20’的上述导电性接合剂7之间接触的范围将会减少。如上所述，通过交替配置上述突出部10’位置不同的两种探针20、20’，能够在狭窄间距配置探针20、20’。如果设置两个突出部10’，则由于探针卡14’的电极17和探针20、20’的安装部3 之间的接触范围减少，将导致相对于所承受的负荷发生接合强度不足的问题，此时如图15 所示，在两个突出部10’之间设置梁21。上述梁21可以设在构成探针20的3层中的两个外层9以及中间层8’中的任一层。通过设置所述梁21能够解决安装强度不足的问题。下面关于第3实施方式探针20”进行说明。图16所示为第3实施方式探针20” 的侧视图。与第2实施方式探针20同样，在第3实施方式探针20”中设有两个突出部22、 23，区别在于将其中一个突出部22作为用来与探针卡接合的接合部22，另一个突出部23不是用来与探针卡接合而只用于单纯支撑的支持部23。其他结构与第2实施方式探针20相同。如图17所示，在安装本实施方式探针20”探针卡14”时，仅在上述接合部22设置导电性接合剂7以接合到探针卡14”。虽然可通过用1个接合部22固定来将探针20”安装到探针卡14”上，但是仅用一个接合部22在安装时不稳定且精度不佳，所以通过设置上述支持部23以提高安装时的稳定性。此外与第2实施方式探针20同样，由于相对于安装时所承受的负荷存在强度不足的问题，因此如图18所示，在接合部22和支持部23之间设置梁21’。上述梁21’探针20” 可以设在构成3层中的两个外层9以及中间层8’中的任一层。通过设置所述梁21’能够解决安装强度不足的问题。下面关于第4实施方式探针30进行说明。本实施方式探针30在第3实施方式探针20”的中间层8，设置铜线M以提高热传导率。如图19所示，第4实施方式探针30包括安装部3 ；—臂部4，其从上述安装部3 延伸且具有弹性；一前端部5，其设在上述臂部4的前端且与被检查对象的电极17接触；以及一操作板6，其从上述安装部3延伸，所述第4实施方式探针30采用了外层9夹持中间层 8”的3层结构。此外与第3实施方式同样，在中间层8”形成两个突出部22、23，分别作为用来与探针卡25接合的接合部22，和不是用来与探针卡25接合而只用于单纯支撑的支持部23。 并且在上述接合部22通过设置导电性接合剂7与探针卡25的电极17接合来安装。此外如图20所示，在本实施方式探针30中，在上述中间层8”设置有铜线M，所述铜线M从操作板6延伸到安装部3的上述接合部22。此时位于上述操作板6部分的铜线 M上设有穿孔。将本实施方式探针30安装到探针卡25上的方法与第3实施方式探针20”的安装方法相同，亦即在上述接合部22设置导电性接合剂7来接合到探针卡25的电极17。此时， 由于加到上述操作板6的热量将会通过上述铜线M传递到上述接合部22，因此热传递效率比没有设置铜线M的其他实施方式更佳，改进了导电性接合剂7的可湿性，无须过度加热上述操作板6便可以安装探针30。之所以如上所述在上述操作板6部分的铜线M上设有穿孔，是由于铜线M被膨胀系数不同、由铜以外的材质构成的上述中间层8”的铜线M以外部分以及上述外层9所包围，为了防止受其影响导致探针30变形，通过设置穿孔省略多余的铜线M以尽量减少变形。此外，也可以通过改变连接上述操作板6和安装部3的颈部沈的尺寸来调节对上述接合部22的热供应量。所述铜线M还可以设在上述第1及第2实施方式探针上，此时采用将铜线在安装部3处分叉后向两处传递热量的结构。接着关于已安装上述探针30的探针卡25进行说明。上述探针20被安装到探针卡25的电极17上，在迄今为止说明的探针卡中是在探针电路板15上直接设置电极17以与探针接合。然而在本实施方式中，如图21所示，在上述探针电路板15上设置电极17时，在上述探针电路板15的表面事先用玻璃镀膜釉药进行涂釉处理，采用了在由此形成的釉27上设置电极17的结构。其目的是避免在安装上述探针30时所加的热量通过电极17传递到上述探针电路板15上，从而使接合部不能确保足够热量的问题。例如，如果采用陶瓷电路板的探针电路板15，将探针30接合到在探针电路板15上直接设置的电极17，则由于上述陶瓷电路板的热传导率高，导致加到导电性接合剂7的热量从电极17外逃至陶瓷电路板上，因此有可能达不到接合所需要的热量。在本实施方式探针30中，通过在探针电路板15和电极17之间设置热传导率低的釉27，可减少热量外逃。接着关于涂釉处理方法进行说明。在热传导率高的陶瓷电路板等探针电路板15 的表面涂敷釉27。釉27的涂敷范围最低限度覆盖电极17的下部范围为佳，但也可以涂敷在整个探针电路板15上。涂釉后在600 700°C下烧结。然后形成电极17。随后的探针 40的安装方法可采用与上述迄今为止的方法相同的安装方法。如上所述，实施涂釉处理不仅降低热传导率，还具有使探针电路板的表面平滑以及容易识别探针台等图案的效果。另外如图22所示，还可以在连接上述探针30的中间层8”的安装部3的臂部4的附近设置开口 28，以防止探针30接合时热量传递至上述臂部4产生的不良影响。下面关于第5实施方式探针30’进行说明。本实施方式探针30’中用热导管结构代替第4实施方式中探针30的铜线M，其他结构与第4实施方式相同。上述热导管结构中将中间层8”’的如图23斜线所示范围设为中空结构，其中设有芯结构和常温下为固体的工作流体作为超热传导结构。通过所述热导管结构，与设置铜线 M时同样能提高从操作板6向接合部22的热传导率，从而改进了导电性接合剂的可湿性。如上所述，本发明的探针解决了以往在更换以及安装探针时因发热所产生的问题，并且能够实现容易操作、可在更狭窄间距配置的探针以及探针卡。下面关于第6实施方式探针1’进行说明。本实施方式探针1’缩小了第1实施方式探针1中突出部10的突出量，并且使前端部5的中间层也突出。如图25所示，本实施方式探针1’采用了外层9夹持中间层8的3层结构，如图24、25所示，上述中间层8的安装部3的下端形成比上述外层9稍微突出的突出部36，上述中间层8的前端部5的前端形成比上述外层9突出的突出部37。上述前端部5的突出部37与被检查对象的电极35接触。与其他实施方式探针不同，在将本实施方式探针1’安装在探针卡40时，不是通过仅将突出部36与探针卡40的电极41接触来接合，而是将突出部36和两个外层9中其中一个底面38与电极41接触来接合。以上述状态将探针1，与电极41接合，如图^(a)所示，探针1，将以朝向外层9 中的其中一个倾斜的状态(本实施方式中为向右侧倾斜的状态)接合。当将探针1’安装到探针卡41上时，如果将相邻探针1’以朝向相同方向(在图沈中为右侧)倾斜状接合， 则如图^Ub)所示，由于所有相邻的探针1’的倾斜方向以及倾斜量均一致，因此从探针电路板15到探针1’的前端部5的距离保持一定，可使前端部5的位置对齐，从而提高探针1’ 的位置精度，并且能够防止发生因相邻探针1’倾斜而发生接触导致短路的情况。但也可以采用不是使安装在探针卡41全部探针1’的倾斜方向一致，而是根据探针1’的配置，例如按各列或者按区块改变探针1’的倾斜方向的方案。下面使用迄今为止说明的探针，关于移除已安装在探针卡14的探针1方法进行说明。这里使用第1实施方式中说明的探针1以及探针卡14进行说明。
探针卡14在反复使用后就会发生探针1损坏的情况。此时需要移除损坏的探针 1并安装新的探针1。安装新的探针1的方法，可以使用前面说明的安装探针的方法，但在安装新的探针1前需要先移除损坏的探针1。在移除损坏的探针1时，通过使用未安装探针31能够使移除操作比以往更简单。 由探针手机构2保持住未安装探针31。此时用探针定位针12在上述探针手机构2中对未安装探针31进行定位，用吸附孔11吸附未安装探针31的操作板6后，由探针手机构2保持住未安装探针31。然后如图27所示，移动上述探针手机构2将未安装探针31移到需要更换的探针1 的上方后进行定位。然后如图观所示，在将未安装探针31的安装部3抵接至已安装需要更换探针1的臂部5的状态下，通过用上述探针手机构2内置的热丝加热未安装探针31的操作板6从而对未安装探针31加热，以融化设在未安装探针31的安装部3的两处的导电性接合剂32。此例中，已安装探针1的导电性接合剂7采用Sn-Pb系焊锡，设在未安装探针31 的导电性接合剂32采用融点比Sn-Pb系焊锡高的Sn-Ag系焊锡。于是未安装探针31被加热时热量传递至已安装探针1，导致接合已安装探针1的导电性接合剂7融化。降低上述操作板6的加热温度使未安装探针31与上述已安装探针1接合。此时， 将加热温度降低至上述导电性接合剂7的融点和上述导电性接合剂32的融点之间的温度时，未安装探针31和已安装探针1由上述导电性接合剂32接合，而上述导电性接合剂7则处于融化状态。在此状态下，由上述探针手机构2对未安装探针31施力并扭转所述未安装探针 31，则已安装探针1也跟着扭转，如图四所示，便可将已安装探针1从上述探针卡14移除。 此时，如上所述，如果上述导电性接合剂7处于融化状态便可简单地移除。另外，如果上述导电性接合剂32和上述导电性接合剂7的融点相同，则在降低通过探针手机构2加热的温度时，停止加热并在未安装探针31和已安装探针1完全接合的状态下，对探针卡14加热也能够移除已安装探针1。如上所述在移除已安装探针1后，用前面说明的方法将新的探针1安装到探针卡 14上，便完成探针1的更换。如上所述，与以往的方法相比较，本发明的移除探针卡上已安装探针的方法对已安装探针的其他探针的影响更小，移除也更加简单。
符号说明1，1，探针 2探针手机构 3安装部
4臂部 5前端部 6操作板 7导电性接合剂 8，8’，8”，8”’ 中间层 9外层10,10'突出部 11探针吸附用孔 12探针定位针12 13凹部
14，14’，14” 探针卡 15探针电路板 16主电路板 17电极 18外部端子 19内部布线 20、20，，20” 探针 21,21'梁 22接合部 23支持部 M铜线 25探针卡 W颈部 27釉沘开口 30探针 31未安装探针 32导电性接合剂 33测试仪器 34弹簧针 35电极 36突出部 37突出部 38底面 40探针卡 41电极。
权利要求
1.一种探针，其包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层。
2.如权利要求1所述探针，其特征在于，设有一操作板，所述操作板保持在对探针加热的探针手机构。
3.如权利要求1或2所述探针，其特征在于，形成两个突出部作为上述中间层突出于上述外层的部分，两个突出部与上述探针卡电极接合。
4.如权利要求1或2所述探针，其特征在于，形成两个突出部作为上述中间层突出于上述外层的部分，其中一个突出部作为与上述探针卡电极接合的接合部，另一个突出部作为只是与上述探针卡电极相接触的支持部。
5.如权利要求3或4所述探针，其特征在于，在上述中间层的两个突出部之间设置梁。
6.如权利要求3至5中的任一项所述探针，其特征在于，上述中间层在从上述操作板到上述突出部之间设有作为热传导通道的铜线。
7.如权利要求3至5中的任一项所述探针，其特征在于，上述中间层在从上述操作板到上述突出部之间采用了热导管结构热作为传导通道，上述热导管结构包括芯结构和常温下呈固体状的工作流体。
8.如权利要求1至7中的任一项所述探针，其特征在于，使上述前端部的中间层呈突出状从而与被检查对象的电极接触。
9.一种安装有多个探针的探针卡，其中，所述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子，和一探针电路板，其与上述主电路板相连接、设有用于安装探针的电极， 其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡相接部分突出于两个外层，针对相邻探针的安装部，将导电性接合剂设置于两个不同位置以与上述电极相接合。
10.一种安装有多个探针的探针卡，其中，所述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子，和一探针电路板，其与上述主电路板相连接、设有用于安装探针的电极， 其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述两个突出部是在上述探针的上述中间层的安装部与上述探针卡相接的部分设置的从两个外层突出的部分， 通过交替配置上述突出部位置不同的两种探针以与上述电极相接合。
11.如权利要求9或10所述探针卡，其特征在于，在上述探针的安装部或者臂部残留有操作板破裂后的疤痕，其中，所述操作板被保持在对探针加热的探针手机构。
12.如权利要求9或10所述探针卡，其特征在于，在上述中间层的两个突出部之间设置梁。
13.如权利要求9至12中的任一项所述探针卡，其特征在于，在上述探针电路板的表面实施涂釉处理后设置电极。
14.一种安装有多个探针的探针卡，其中，所述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，其特征在于，包括一主电路板，其具有连接到测试仪器的外部端子；和一探针电路板，其与上述主电路板相连接、设有用于安装探针的电极， 其中，上述探针采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层，将探针的突出的中间层以及上述外层中的其中一层的下端部与上述电极接触，以相邻探针朝相同方向倾斜的状态接合。
15.一种使用未安装探针移除安装在探针卡的探针的方法，其特征在于，已安装探针包括安装在探针卡电极上的安装部，从上述安装部延伸的臂部、以及设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触的前端部，移除过程中使用的未安装探针包括用于安装在探针卡电极上的安装部，从上述安装部延伸的臂部，设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触的前端部、以及一操作板， 其被保持在对探针进行加热的探针手机构上，其中，由探针手机构保持住在安装部上设有导电性接合剂的未安装探针以使未安装探针的安装部与探针卡上已安装探针的臂部接触，在由上述探针手机构加热上述未安装探针的操作板以融化设在上述未安装探针的导电性接合剂后，降低上述操作板的加热温度以使上述未安装探针与上述已安装探针相接合，在上述未安装探针和上述已安装探针相接合的状态下由上述探针手机构向上述未安装探针施力，从探针卡上移除与上述未安装探针相接合的上述已安装探针。
16.如权利要求15所述移除探针卡上已安装探针的方法，其特征在于，设在上述未安装探针上的导电性接合剂的融点比在探针卡上安装上述已安装探针时所用的导电性接合剂的融点高。
17.—种在探针卡电路板上安装探针的方法，所述方法中由探针手机构保持住探针，其特征在于，上述探针包括一安装部，其安装在探针卡电极上；一臂部，其从上述安装部延伸；以及一前端部，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触、以及一操作板，其与上述臂部或者上述安装部相连， 其包括以下步骤在安装上述探针时由上述探针手机构保持上述操作板， 在安装上述探针后移除上述操作板的步骤。
18.如权利要求17所述安装探针的方法，其特征在于，在保持上述探针手机构的上述操作板的面设有用来吸附和保持住上述探针的吸附用孔。
19.如权利要求17或18所述安装探针的方法，其特征在于，通过加热上述操作板来对上述探针的安装部加热。
20.如权利要求19所述安装探针的方法，其特征在于，上述探针的安装部具有导电性接合剂，所述导电性接合剂用来固定上述探针。
21.如权利要求19或20所述安装探针的方法，其特征在于，安装上述探针的上述探针卡电路板的表面电极具有导电性接合剂。
22.如权利要求21所述安装探针的方法，其特征在于，通过加热上述操作板由上述操作板的热量对上述探针安装部加热，进而由上述探针安装部的热量对上述探针卡电路板的表面电极的上述导电性接合剂加热。
23.如权利要求17至22中的任一项所述安装探针的方法，其特征在于，在安装上述探针时对上述臂部进行局部冷却。
全文摘要
解决了更换及安装探针时因发热产生的问题，提供一种容易操作、可在更狭窄间距配置的探针和探针卡、以及已安装探针的移除方法。本发明的探针(1)采用了在中间层的两侧配置有外层的3层结构，所述中间层包括一安装部(3)，其用于安装在探针卡电极上；一臂部(4)，其从上述安装部延伸的；以及一前端部(5)，其设在上述臂部的前端且与被检查对象的电极接触，本发明的探针(1)的上述中间层的安装部上的与上述探针卡电极连接的部分突出于两个外层。且在另外的发明中，通过将设有操作板(6)的未安装探针接合至已安装探针来移除该已安装探针。在又一个另外的发明中，将设有操作板的安装探针安装在探针卡电路板后移除该操作板。
文档编号H01L21/66GK102282662SQ200980153080
公开日2011年12月14日 申请日期2009年3月19日 优先权日2008年12月29日
发明者古家芳广, 森亲臣, 町田一道, 羽坂雅敏 申请人:日本电子材料株式会社