JP3595102B2

JP3595102B2 - Inspection head for flat test object

Info

Publication number: JP3595102B2
Application number: JP8239997A
Authority: JP
Inventors: 義栄長谷川
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: JPH10260233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いる検査用ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィリップチップのように、配線基板に搭載される未実装の集積回路チップは、一般に、多数の電極を一方の面にランダムにまたはマトリクス状に有しており、また回路基板に重ねられて電極を回路基板の電極（すなわち、パッド電極）に接続される。集積回路チップの各電極は、半田により形成された半球状突起（すなわち、バンプ電極）であり、回路基板の電極に当接された状態で加熱されることにより、パッド電極に電気的に接続される。この種の集積回路チップは、その良否の検査のために、回路基板に配置される前に通電試験をされる。
【０００３】
この種の集積回路チップの通電試験に用いる検査用ヘッドの１つとして、多数のプローブを、それらの先端が集積回路チップのバンプ電極と同様にマトリクス状となるように、板状のホルダに高密度に配置したものがある。各プローブは、その針先がバンプ電極に押圧されたとき、弧状に弾性変形するように、鍵型（Ｌ字型）に曲げられている。これにより、各プローブは、バンプ電極に所定の押圧力（針圧）を作用させる。
【０００４】
しかし、従来の検査用ヘッドでは、Ｌ字型に曲げられたプローブを用いているから、そのようなプローブを互いに電気的に接触しないようにホルダに高密度に配置することがきわめて難しく、したがって高価である。また、これを解決すべく直線状のプローブを基板に垂直に取り付けると、針先を回路基板の電極に押圧したとき、プローブが不規則に弾性変形し、その結果所定の針圧を得ることができないし、針先がパッド電極から外れるおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、所望の針圧を確実に作用させることができるにもかかわらず、製作を容易にすることにある。
【０００６】
【解決手段、作用および効果】
本発明の検査用ヘッドは、複数の電極を一方の面に有する平板状被検査体の通電試験に用いられる。そのような検査用ヘッドは、厚さ方向に貫通する複数の貫通穴を有する平板状のホルダと、一端を前記ホルダの一方の面から突出させた状態に貫通穴に配置された複数のコンタクトピンと、互いに直交する３方向へ弾性変形可能の弾性板であってホルダに重ねられた弾性板と、弾性板にこれの厚さ方向に貫通した状態に配置された複数の接続ピンと、テスタへ接続される複数のランド部を一方の面に有する基板と、接続ピンの一端がコンタクトピンに当接しかつ接続ピンの他端がランド部に当接した状態にホルダおよび弾性板を基板に組み付ける組み付け具とを含む。
【０００７】
検査用ヘッドは、コンタクトピンの一端が被検査体の電極に当接した状態に、被検査体に押圧される。このとき、各コンタクトピンは、弾性板の側へ押し戻されて、接続ピンをランド部の側へ押し、弾性板を弾性変形させる。しかし、ホルダは、変形することなく、コンタクトピンを所定の状態に維持する。
【０００８】
上記の結果、コンタクトピンは、変形することなく、被検査体の電極に接触した状態に維持されるとともに、弾性板の弾性変形により所定の針圧を被検査体に作用させる。また、接続ピンは、コンタクトピンおよびランド部に確実に当接して、良好な電気的接続状態を維持する。
【０００９】
上記のように本発明によれば、被検査体の電極に接触させるコンタクトピンをホルダに一端を突出させた状態に配置し、コンタクトピンと基板のランド部とを接続する接続ピンを直交する３方向へ弾性変形可能の弾性板に配置したから、Ｌ字型に湾曲されたプローブを用いる必要がなく、製作が容易であり、また所望の針圧を確実に作用させることができる。
【００１０】
接続ピンは弾性板に対し９０度未満の角度を有することができる。このようにすれば、接続ピンは、コンタクトピンにより押圧されたとき、弾性板に対する角度が小さくなるように変位し、したがって過剰の針圧が被検査体の電極に作用することを防止する。
【００１１】
コンタクトピンおよび接続ピンのいずれか一方はコンタクトピンおよび接続ピンのいずれか他方の端部を受け入れる凹所を有することができる。このようにすれば、コンタクトピンと接続ピンとが確実に係合するから、弾性板が弾性変形しても、両者の接続状態が正常に維持される。
【００１２】
ランド部および接続ピンのいずれか一方はランド部および接続ピンのいずれか他方の端部を受け入れる凹所を有することができる。このようにすれば、ランド部と接続ピンとが確実に係合するから、弾性板が弾性変形しても、両者の接続状態が正常に維持される。
【００１３】
凹所およびこれに受け入れられる端部は半球状の形状を有することができる。このようにすれば、弾性板に対する接続ピンの角度が弾性板の弾性変形にともなって変化しても、接続ピンがコンタクトピンまたはランド部に対し円滑に変位するから、接続ピンとコンタクトピンまたはランド部との電気的接続状態が正常に維持される。
【００１４】
電極は先端ほど小さい突起状電極であり、コンタクトピンは突起状電極の先端部を受け入れるべく一端面に開放する凹所を有することができる。このようにすれば、コンタクトピンによる突起状電極の先端の破損が防止されるから、平板状被検査体がこれを配置する回路基板に重ねられたとき、突起状電極の先端が回路基板の電極に確実に当接し、その結果バンプ電極とパッド電極との間の電気的接続状態が良好となる。
【００１５】
突起状電極は、半球状、円錐形状または角錐形状とすることができ、コンタクトピンを受け入れる凹所は座ぐり穴とすることができる。
【００１６】
コンタクトピンは、電極に接触される部位を一端部に有する棒状部と、該棒状部の他端部外周に形成されたフランジ部とを有することができる。このようにすれば、ホルダからのコンタクトピンの脱落が防止される。
【００１７】
好ましい実施例においては、基板は、ランド部に電気的に接続された配線部として作用する複数の配線パターン層と、複数の電気絶縁層とを交互に配置した多層構造を有し、各ランド部は、当該ランド部より弾性板の側の電気絶縁層を貫通して弾性板の側に突出する。
【００１８】
【実施の形態】
図１〜図４を参照するに、検査用ヘッド１０は、フィリップチップのような未実装の集積回路チップ１２の通電試験に用いられる。平板状被検査体すなわち集積回路チップ１２は、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、多数の突起状電極１４を一方の面にマトリクス状に有する。各突起状電極は、半田により形成された半球状突起すなわちバンプ電極である。しかし、電極１４は、他の形状、たとえば、円錐形または角錐形のように先端ほど小さくなる形状であってもよい。
【００１９】
検査用ヘッド１０は、電気絶縁材料で形成された平板状のホルダ２０と、これに配置された複数のコンタクトピン２２と、ホルダ２０に重ねられた弾性板２４と、弾性板２４に配置された複数の接続ピン２６と、電気絶縁材料で形成された配線基板２８と、ホルダ２０および弾性板２４を配線基板２８に組み付ける環状の組み付け具３０とを含む。
【００２０】
ホルダ２０は、全周にわたる下向きの段部２０ａを外周部に有する円板の形に形成されており、またホルダ２０をその厚さ方向へほぼ直角に貫通する細い複数の貫通穴３２を有する。貫通穴３２は、検査すべき集積回路チップ１２の電極１４に対応されており、したがって電極１４と同様にマトリクス状に形成されている。ホルダ２０は、セラミック、合成樹脂等から製作することができる。
【００２１】
各コンタクトピン２２は、電極１４に接触する部位を一端に有する細長い棒状部３４と、棒状部３４の他端部外周に形成されたフランジ部３６とを有し、また導電性の金属材料で形成されている。各コンタクトピン２２は、棒状部３４の下端部はホルダ２０の下面から突出するが、フランジ部３６はホルダ２０の上面から突出しない状態に、貫通穴３２に長手方向へ変位可能に配置されている。各貫通穴３２の上部は、フランジ部３６を受け入れるように、直径寸法を大きくされた径大部３８とされている。
【００２２】
各コンタクトピン２２は、対応する電極１４の先端を受け入れる凹所４０を下端面に有するとともに、接続ピン２６の下端部を受け入れる凹所４２を上端面に有する。凹所４０は下方に開口する座ぐり穴であり、凹所４２は上方に開口する半球状の形状を有する。
【００２３】
弾性板２４は、直交する３方向へ弾性変形可能であり、またゴム材料、合成樹材料でホルダ２０よりやや小さい直径寸法の円板の形に形成されている。弾性板２４は、ホルダ２０の上側に重ねられている。
【００２４】
各接続ピン２６は、導電性の金属材料で作られており、また両端を凹所４２寄りやや小さい曲率の半球状とされており、さらに弾性板２４をその厚さ方向に斜めに貫通して半球状の両端が弾性板２４から突出させた状態に弾性板２４にマトリクス状に配置されている。接続ピン２６は、成形加工により、弾性板２４と一体的に製作することができる。
【００２５】
各接続ピン２６は、弾性板２４に対し９０度未満の角度を有する。図２および図４に示すように、弾性板２４に対する接続ピン２６の角度および向き（傾きの方向）は、同じであるが、異なっていてもよい。特に、弾性板２４に対する接続ピン２６の傾きの方向は、図５に示すように、弾性板２４の中心にして半径方向外方としてもよい。
【００２６】
各接続ピン２６は、コンタクトピン２２に対応されており、また弾性板２４がホルダ２０の上に配置された状態において半球状の下端部を対応するコンタクトピン２２の凹所４２に受け入れられている。凹所４２には、銀ペーストのような導電性ペーストが配置されている。これにより、コンタクトピン２２と接続ピン２６との電気的接続状態がより良好に維持される。
【００２７】
配線基板２８は、テスタに接続される複数のテスタランド（図示せず）を上面に有し、また接続ピン２６に個々に対応された複数のランド部４４を下面に有する。各ランド部４４は、配線部（図示せず）により上記テスタランドに電気的に接続されている。配線基板２８は、各ランド部４４が対応する接続ピン２６の半球状の上端部に接触するように、弾性板２４の上側に重ねられている。
【００２８】
配線基板２８は、テスタランド、配線部およびランド部４４をセラミックのような電気絶縁基板に印刷配線技術のような手法を用いて形成した配線基板とすることができる。
【００２９】
組み付け具３０は、リング部３０ａと、リング部３０ａの下端に形成された内向きのフランジ部３０ｂと、リング部３０ａの上端に形成された外向きのフランジ部３０ｃとにより、Ｚ字状の断面形状を有するリングに形成されている。組み付け具３０は、ホルダ２０の段部２０ａをフランジ部３０ｂに係止した状態で、フランジ部３０ｃにおいて複数のボルト４６により配線基板２８に取り付けられている。
【００３０】
検査用ヘッド１０は、各接続ピン２６の下端部が対応するコンタクトピン２２の凹所４２に受入られかつ各接続ピン２６の上端部が対応するランド部４４の下面に当接した状態に、ホルダ２０、弾性板２４および配線基板２８を重ね、ホルダ２０、弾性板２４および配線基板２８に形成された複数の位置合わせ穴４８に位置合わせピン５０を差し込み、組み付け具３０を複数のボルト４６により配線基板２８に取り付けることにより、組み立てられる。ホルダ２０と組み付け具３０とは、予め、ホルダ２０の段部２０ａを組み付け具３０のフランジ部３０ｂに受けた状態に、複数のねじ部材５２により結合される。
【００３１】
位置合わせ穴４８は、ホルダ２０、弾性板２４および配線基板２８のそれぞれに３つずつ形成されており、またそれらを厚さ方向へ貫通する貫通穴である。ホルダ２０、弾性板２４および配線基板２８の位置合わせ穴４８を整合させると、各接続ピン２６は対応するコンタクトピン２２およびランド部４４に当接する。
【００３２】
組み立てられた状態において、弾性板２４はホルダ２０と配線基板２８とに挟まれており、各コンタクトピン２２は弾性板２４および配線基板２８に対し垂直であり、接続ピン２６はホルダ２０、コンタクトピン２２および配線基板２８に対して傾いている。また、各コンタクトピン２２は、そのフランジ部３６がホルダ２０と弾性板２４とに挟まれていることにより、ヘッド１０からの脱落を防止されている。
【００３３】
検査用ヘッド１０は、図３（Ａ）に示すように集積回路チップ１２の各電極１４を対応するコンタクトピン２２の凹所に受け入れることができるように、試験装置すなわち検査装置に取り付けられる。
【００３４】
通電試験時、検査用ヘッド１０および集積回路チップ１２が相寄る方向へ相対的に移動されることにより、検査用ヘッド１０および集積回路チップ１２が相対的に押圧される。このとき、電極１４およびコンタクトピン２２は、電極１４の先端が対応するコンタクトピン２２の凹所４０に受け入れられた状態で、相対的に押圧される。図３においては、集積回路チップ１２が検査ヘッド１０に対し矢印５４の方向へ変位されるものとして示す。
【００３５】
これにより、図３（Ｂ）に示すように、各コンタクトピン２２は、弾性板２４の側へわずかに押し戻されて上端部をホルダ２０からわずかに突出させ、接続ピン２６をランド部４４の側へ押し、弾性板２４を弾性変形させる。しかし、各コンタクトピン２２は、変形することなく、電極１４に接触した状態に維持されるとともに、弾性板２４の弾性変形により所定の針圧を電極１４に作用させる。
【００３６】
各接続ピン２６は、コンタクトピン２２およびランド部４４に確実に当接して、良好な電気的接続状態を維持する。また、各接続ピン２６は、弾性板２４に対する角度が小さくなるようにわずかに倒されて弾性板２４を弾性変形させ、それにより、過剰の針圧が電極１４に作用することを防止する。
【００３７】
電極１４は、コンタクトピン２２により押圧される。しかし、図３（Ｂ）に示すように、電極１４の先端がコンタクトピン２２の凹所４０に受け入れるから、電極１４の先端はコンタクトピン２２に押圧されず、それによりコンタクトピン２２による電極１４の先端の変形および破損が防止される。その結果、集積回路チップ１２がこれを配置する回路基板に重ねられたとき、電極１４の先端が回路基板の電極に確実に当接し、両電極が電気的に確実に接続される。
【００３８】
検査用ヘッド１０のように、電極１４に接触させるコンタクトピン２２をホルダ２０に一端を突出させた状態に配置し、接続ピン２６を直交する３方向へ弾性変形可能の弾性板２４に配置すれば、Ｌ字型に湾曲されたプローブを用いる必要がなく、製作が容易であり、また所望の針圧を確実に作用させることができる。
【００３９】
また、接続ピン２６の下端部がコンタクトピン２２の凹所４２に受け入れられていると、コンタクトピン２２と接続ピン２６との係合が外れず、したがって弾性板２４が弾性変形しても、両者の接続状態は正常に維持される。
【００４０】
さらに、コンタクトピン２２の凹所４２と接続ピン２６の下端部が半球状の形状を有すると、弾性板２４に対する接続ピン２６の角度が弾性板２４の弾性変形にともなって変化しても、接続ピン２６がコンタクトピン２２に対し円滑に変位し、その結果接続ピン２２とコンタクトピン２４との電気的接続状態が正常に維持される。
【００４１】
図６に示す実施例では、配線基板６０は、ランド部６２に電気的に接続された配線部として作用する複数の配線パターン層６４と、複数の電気絶縁層６６とを交互に配置した多層構造とされている。各ランド部６２はいずれか１つの配線パターン層６４のいずれか１つの配線部に接続されており、各配線部はテスタランドに接続されている。
【００４２】
各ランド部６２は、当該ランド部より弾性板２４の側の配線パターン層６４および電気絶縁層６６を貫通して弾性板２４の側に突出しており、また対応する接続ピン２６の上端部を受け入れる凹所６８を有する。各ランド部６２は、当該ランド部が貫通する配線パターンに接触しないように形成されている。凹所６８は、下方に開口する半球状の形状を有する。凹所６８には、銀ペーストのような導電性ペーストが配置されている。
【００４３】
本発明は、上記実施例に限定されない。たとえば、本発明は、複数の電極を１つの面にマトリクス状に有する集積回路チップのみならず、半導体ウエーハ上の未切断の集積回路、実装済みの集積回路等他の集積回路のための検査用ヘッドに適用することができるし、液晶表示パネルのような集積回路以外の平板状被検査体のための検査用ヘッドにも適用することができ、さらには複数の電極をランダムにまたは複数の電極を１以上の縁部に有する平板状被検査体のための検査用ヘッドにも適用することができる。また、各接続ピン２６は弾性板２４に垂直に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査用ヘッドの一実施例を示す底面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】図１の検査ヘッドの作用を説明するための拡大断面図であって、（Ａ）はコンタクトピンと被検査体の電極とを加圧しない状態を示し、（Ｂ）はコンタクトピンと被検査体の電極とを加圧した状態を示す。
【図４】弾性板への接続ピンの配置状態の一実施例を示す図であって弾性板の平面図である。
【図５】弾性板への接続ピンの配置状態の他の実施例を示す図であって弾性板の平面図である。
【図６】多層構造の配線基板を用いた実施例の一部を示す拡大断面図である。
【図７】被検査体の一実施例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１０検査用ヘッド
１２集積回路チップ（被検査体）
１４被検査体の電極
２０ホルダ
２２コンタクトピン
２４弾性板
２６接続ピン
２８配線基板
３０組み付け具
３２貫通穴
３４コンタクトピンの棒状部
３６コンタクトピンのフランジ部
３８貫通穴の径大部
４０，４２，６８凹所
４４，６２ランド部
６４配線パターン層
６６電気絶縁層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a test head used for a current test of a flat test object such as an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
An unmounted integrated circuit chip mounted on a wiring board, such as a flip chip, generally has a large number of electrodes randomly or in a matrix on one surface. It is connected to an electrode (that is, a pad electrode) of the circuit board. Each electrode of the integrated circuit chip is a hemispherical projection (that is, a bump electrode) formed of solder, and is electrically connected to the pad electrode by being heated while being in contact with the electrode of the circuit board. You. This kind of integrated circuit chip is subjected to a conduction test before it is placed on a circuit board for its quality inspection.
[0003]
As one of the test heads used for the current test of this type of integrated circuit chip, a large number of probes are mounted on a plate-like holder so that their tips are in a matrix shape like the bump electrodes of the integrated circuit chip. Some are arranged in density. Each probe is bent in a key shape (L-shape) so that when its tip is pressed against the bump electrode, it is elastically deformed in an arc shape. Thus, each probe applies a predetermined pressing force (needle pressure) to the bump electrode.
[0004]
However, since conventional inspection heads use probes bent in an L-shape, it is extremely difficult to arrange such probes in a holder at high density so as not to make electrical contact with each other, and therefore expensive. It is. In order to solve this problem, if a linear probe is mounted vertically on the board, the probe will deform irregularly and elastically when the needle tip is pressed against the electrode of the circuit board, and as a result, a predetermined needle pressure may be obtained. No, there is a possibility that the tip of the needle may come off the pad electrode.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to facilitate manufacture despite the fact that a desired needle pressure can be applied reliably.
[0006]
[Solution, action and effect]
The inspection head of the present invention is used for a current test of a flat plate-shaped inspection object having a plurality of electrodes on one surface. Such an inspection head has a flat plate-like holder having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and a plurality of contact pins arranged in the through holes with one end protruding from one surface of the holder. An elastic plate elastically deformable in three directions perpendicular to each other and superposed on the holder, a plurality of connection pins arranged in a state penetrating the elastic plate in a thickness direction thereof, and connected to the tester. A substrate having a plurality of lands on one surface, and an assembling tool for assembling the holder and the elastic plate to the substrate with one end of the connection pin abutting on the contact pin and the other end of the connection pin abutting on the land. including.
[0007]
The test head is pressed against the test object while one end of the contact pin is in contact with the electrode of the test object. At this time, each contact pin is pushed back toward the elastic plate, pushing the connection pin toward the land portion, and elastically deforming the elastic plate. However, the holder maintains the contact pin in a predetermined state without deformation.
[0008]
As a result, the contact pin is kept in contact with the electrode of the test object without being deformed, and a predetermined needle pressure is applied to the test object by the elastic deformation of the elastic plate. In addition, the connection pin reliably contacts the contact pin and the land, and maintains a good electrical connection state.
[0009]
As described above, according to the present invention, the contact pins for contacting the electrodes of the device under test are arranged with one end protruding from the holder, and the connection pins for connecting the contact pins and the land portions of the substrate are arranged in three orthogonal directions. Since it is arranged on an elastic plate which can be elastically deformed, it is not necessary to use an L-shaped curved probe, it is easy to manufacture, and a desired needle pressure can be reliably applied.
[0010]
The connecting pins may have an angle of less than 90 degrees with respect to the elastic plate. With this configuration, when pressed by the contact pin, the connection pin is displaced so as to reduce the angle with respect to the elastic plate, and thus prevents the excessive needle pressure from acting on the electrode of the test object.
[0011]
One of the contact pin and the connection pin may have a recess for receiving the other end of the contact pin and the connection pin. With this configuration, since the contact pins and the connection pins are securely engaged, even if the elastic plate is elastically deformed, the connection state between the two is normally maintained.
[0012]
One of the land and the connection pin may have a recess for receiving the other end of the land and the connection pin. With this configuration, since the land portion and the connection pin are securely engaged with each other, even if the elastic plate is elastically deformed, the connection state between the two is normally maintained.
[0013]
The recess and the end received therein may have a hemispherical shape. With this configuration, even if the angle of the connection pin with respect to the elastic plate changes with the elastic deformation of the elastic plate, the connection pin is smoothly displaced with respect to the contact pin or the land. And the electrical connection state is normally maintained.
[0014]
The electrode is a protruding electrode that is smaller toward the tip, and the contact pin can have a recess that is open on one end surface to receive the tip of the protruding electrode. This prevents the tip of the protruding electrode from being damaged by the contact pin, so that when the flat test object is overlaid on the circuit board on which the protruding electrode is placed, the tip of the protruding electrode is placed on the electrode of the circuit board. And the electrical connection between the bump electrode and the pad electrode is improved.
[0015]
The protruding electrodes may be hemispherical, conical or pyramidal, and the recess for receiving the contact pin may be a counterbore.
[0016]
The contact pin may have a rod-shaped part having a part to be brought into contact with the electrode at one end, and a flange part formed on the outer periphery of the other end of the rod-shaped part. This prevents the contact pins from falling off the holder.
[0017]
In a preferred embodiment, the substrate has a multilayer structure in which a plurality of wiring pattern layers acting as wiring portions electrically connected to the land portions and a plurality of electric insulating layers are alternately arranged. Project from the land through the electrical insulating layer on the elastic plate side to the elastic plate side.
[0018]
Embodiment
Referring to FIG. 1 to FIG. 4, the test head 10 is used for a conduction test of an unmounted integrated circuit chip 12 such as a flip chip. As shown in FIGS. 7A and 7B, the flat test object, that is, the integrated circuit chip 12, has a large number of projecting electrodes 14 on one surface in a matrix. Each protruding electrode is a hemispherical protrusion formed by solder, that is, a bump electrode. However, the electrode 14 may have another shape, for example, a shape that becomes smaller toward the tip, such as a cone or a pyramid.
[0019]
The inspection head 10 has a flat plate-shaped holder 20 formed of an electrically insulating material, a plurality of contact pins 22 disposed thereon, an elastic plate 24 superposed on the holder 20, and an elastic plate 24. It includes a plurality of connection pins 26, a wiring board 28 formed of an electrically insulating material, and an annular mounting tool 30 for mounting the holder 20 and the elastic plate 24 to the wiring board 28.
[0020]
The holder 20 is formed in the shape of a disk having a stepped portion 20a facing down over the entire circumference on the outer periphery, and has a plurality of thin through holes 32 penetrating the holder 20 at a substantially right angle in the thickness direction. The through holes 32 correspond to the electrodes 14 of the integrated circuit chip 12 to be inspected, and thus are formed in a matrix like the electrodes 14. The holder 20 can be manufactured from ceramic, synthetic resin, or the like.
[0021]
Each of the contact pins 22 has an elongated rod portion 34 having a portion in contact with the electrode 14 at one end, and a flange portion 36 formed on the outer periphery of the other end of the rod portion 34, and is formed of a conductive metal material. Have been. Each contact pin 22 has a lower end portion of the rod portion 34 protruding from the lower surface of the holder 20, but the flange portion 36 is disposed in the through hole 32 so as to be displaceable in the longitudinal direction without protruding from the upper surface of the holder 20. . The upper portion of each through hole 32 is a large diameter portion 38 having a large diameter so as to receive the flange portion 36.
[0022]
Each contact pin 22 has a recess 40 at the lower end face for receiving the tip of the corresponding electrode 14 and a recess 42 for receiving the lower end of the connection pin 26 at the upper end face. The recess 40 is a counterbore that opens downward, and the recess 42 has a hemispherical shape that opens upward.
[0023]
The elastic plate 24 is elastically deformable in three orthogonal directions, and is formed of a rubber material or a synthetic resin material in the shape of a disk slightly smaller in diameter than the holder 20. The elastic plate 24 is overlaid on the upper side of the holder 20.
[0024]
Each connection pin 26 is made of a conductive metal material, and has a hemispherical shape having a slightly smaller curvature near the recess 42 at both ends, and further penetrates the elastic plate 24 obliquely in its thickness direction. The hemispherical ends are arranged in a matrix on the elastic plate 24 so as to protrude from the elastic plate 24. The connection pin 26 can be manufactured integrally with the elastic plate 24 by molding.
[0025]
Each connection pin 26 has an angle of less than 90 degrees with respect to the elastic plate 24. As shown in FIGS. 2 and 4, the angle and the direction (direction of inclination) of the connection pin 26 with respect to the elastic plate 24 are the same, but may be different. In particular, the direction of inclination of the connection pin 26 with respect to the elastic plate 24 may be radially outward with respect to the center of the elastic plate 24 as shown in FIG.
[0026]
Each connection pin 26 corresponds to the contact pin 22, and the lower end of the hemisphere is received in the corresponding recess 42 of the contact pin 22 when the elastic plate 24 is arranged on the holder 20. . In the recess 42, a conductive paste such as a silver paste is arranged. Thereby, the electrical connection between the contact pins 22 and the connection pins 26 is more favorably maintained.
[0027]
The wiring board 28 has a plurality of tester lands (not shown) connected to the tester on the upper surface, and has a plurality of land portions 44 individually corresponding to the connection pins 26 on the lower surface. Each land portion 44 is electrically connected to the tester land by a wiring portion (not shown). The wiring substrate 28 is overlaid on the upper side of the elastic plate 24 so that each land 44 contacts the corresponding hemispherical upper end of the connection pin 26.
[0028]
The wiring board 28 may be a wiring board in which the tester lands, the wiring section, and the land section 44 are formed on an electrically insulating substrate such as a ceramic using a technique such as a printed wiring technique.
[0029]
The assembling tool 30 has a Z-shaped cross section formed by a ring portion 30a, an inward flange portion 30b formed at a lower end of the ring portion 30a, and an outward flange portion 30c formed at an upper end of the ring portion 30a. It is formed in a ring having a shape. The assembling tool 30 is attached to the wiring board 28 by a plurality of bolts 46 at the flange portion 30c in a state where the step portion 20a of the holder 20 is locked to the flange portion 30b.
[0030]
The inspection head 10 holds the holder in a state where the lower end of each connection pin 26 is received in the recess 42 of the corresponding contact pin 22 and the upper end of each connection pin 26 is in contact with the lower surface of the corresponding land 44. 20, the elastic plate 24 and the wiring board 28 are overlapped, the positioning pins 50 are inserted into a plurality of positioning holes 48 formed in the holder 20, the elastic plate 24 and the wiring board 28, and the assembling tool 30 is wired by a plurality of bolts 46. It is assembled by attaching it to the substrate 28. The holder 20 and the assembling tool 30 are joined by a plurality of screw members 52 in a state where the stepped portion 20a of the holder 20 has been received on the flange portion 30b of the assembling tool 30 in advance.
[0031]
Three alignment holes 48 are formed in each of the holder 20, the elastic plate 24, and the wiring board 28, and are through holes penetrating them in the thickness direction. When the alignment holes 48 of the holder 20, the elastic plate 24, and the wiring board 28 are aligned, each connection pin 26 comes into contact with the corresponding contact pin 22 and land portion 44.
[0032]
In the assembled state, the elastic plate 24 is sandwiched between the holder 20 and the wiring board 28, each contact pin 22 is perpendicular to the elastic plate 24 and the wiring board 28, and the connection pin 26 is the holder 20, the contact pin. 22 and the wiring board 28. Further, each contact pin 22 is prevented from falling off from the head 10 by the flange portion 36 being sandwiched between the holder 20 and the elastic plate 24.
[0033]
The test head 10 is attached to a test device, that is, a test device such that each electrode 14 of the integrated circuit chip 12 can be received in the corresponding recess of the contact pin 22 as shown in FIG.
[0034]
During the energization test, the inspection head 10 and the integrated circuit chip 12 are relatively pressed in a direction in which the inspection head 10 and the integrated circuit chip 12 are relatively moved. At this time, the electrode 14 and the contact pin 22 are relatively pressed while the tip of the electrode 14 is received in the corresponding recess 40 of the contact pin 22. FIG. 3 shows that the integrated circuit chip 12 is displaced in the direction of arrow 54 with respect to the inspection head 10.
[0035]
As a result, as shown in FIG. 3B, each contact pin 22 is slightly pushed back toward the elastic plate 24 so that the upper end thereof slightly projects from the holder 20, and the connection pin 26 is moved toward the land 44. To elastically deform the elastic plate 24. However, each contact pin 22 is kept in contact with the electrode 14 without being deformed, and a predetermined needle pressure is applied to the electrode 14 by the elastic deformation of the elastic plate 24.
[0036]
Each connection pin 26 reliably contacts the contact pin 22 and the land 44 to maintain a good electrical connection state. Further, each connection pin 26 is slightly tilted so that the angle with respect to the elastic plate 24 becomes small, thereby elastically deforming the elastic plate 24, thereby preventing excessive needle pressure from acting on the electrode 14.
[0037]
The electrode 14 is pressed by the contact pin 22. However, as shown in FIG. 3B, since the tip of the electrode 14 is received in the recess 40 of the contact pin 22, the tip of the electrode 14 is not pressed by the contact pin 22. Tip deformation and breakage are prevented. As a result, when the integrated circuit chip 12 is overlaid on the circuit board on which the integrated circuit chip is to be placed, the tip of the electrode 14 reliably contacts the electrode of the circuit board, and both electrodes are electrically connected securely.
[0038]
Like the inspection head 10, the contact pins 22 to be in contact with the electrodes 14 are arranged with one end protruding from the holder 20, and the connection pins 26 are arranged on an elastic plate 24 that can be elastically deformed in three orthogonal directions. There is no need to use an L-shaped probe, which facilitates manufacture and ensures that a desired needle pressure is applied.
[0039]
Further, when the lower end of the connection pin 26 is received in the recess 42 of the contact pin 22, the engagement between the contact pin 22 and the connection pin 26 is not disengaged. Is normally maintained.
[0040]
Further, when the recess 42 of the contact pin 22 and the lower end of the connection pin 26 have a hemispherical shape, even if the angle of the connection pin 26 with respect to the elastic plate 24 changes due to the elastic deformation of the elastic plate 24, the connection can be made. The pin 26 is smoothly displaced with respect to the contact pin 22, so that the electrical connection between the connection pin 22 and the contact pin 24 is normally maintained.
[0041]
In the embodiment shown in FIG. 6, the wiring board 60 has a multilayer structure in which a plurality of wiring pattern layers 64 acting as wiring portions electrically connected to the land portions 62 and a plurality of electric insulating layers 66 are alternately arranged. It has been. Each land portion 62 is connected to any one wiring portion of any one wiring pattern layer 64, and each wiring portion is connected to a tester land.
[0042]
Each land portion 62 penetrates through the wiring pattern layer 64 and the electrical insulating layer 66 on the elastic plate 24 side from the land portion and protrudes toward the elastic plate 24, and receives the upper end of the corresponding connection pin 26. It has a recess 68. Each land 62 is formed so as not to contact a wiring pattern penetrated by the land. The recess 68 has a hemispherical shape that opens downward. In the recess 68, a conductive paste such as a silver paste is arranged.
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the present invention is applicable to inspection of not only an integrated circuit chip having a plurality of electrodes in a matrix on one surface but also other integrated circuits such as an uncut integrated circuit on a semiconductor wafer and a mounted integrated circuit. It can be applied to a head, and can also be applied to an inspection head for a flat inspection object other than an integrated circuit such as a liquid crystal display panel, and furthermore, a plurality of electrodes are randomly or a plurality of electrodes. Can also be applied to an inspection head for a flat inspection object having at least one edge. Further, each connection pin 26 may be arranged perpendicular to the elastic plate 24.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view showing one embodiment of an inspection head of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG.
3A and 3B are enlarged cross-sectional views for explaining the operation of the inspection head of FIG. 1, wherein FIG. 3A shows a state in which a contact pin and an electrode of a device under test are not pressed, and FIG. The state of pressurizing the electrode of the test object is shown.
FIG. 4 is a plan view of the elastic plate, showing one embodiment of the arrangement of connection pins on the elastic plate.
FIG. 5 is a plan view of the elastic plate, showing another embodiment in which connection pins are arranged on the elastic plate.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of an embodiment using a wiring board having a multilayer structure.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an embodiment of the inspection object, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a front view.
[Explanation of symbols]
10 inspection head 12 integrated circuit chip (inspection object)
14 Electrode of inspected object 20 Holder 22 Contact pin 24 Elastic plate 26 Connection pin 28 Wiring board 30 Assembling tool 32 Through hole 34 Contact pin bar 36 Contact pin flange 38 Large through hole 40, 42, 68 Concave portions 44, 62 Land portion 64 Wiring pattern layer 66 Electrical insulating layer

Claims

In an inspection head used for an electric current test of a flat plate-shaped test object having a plurality of electrodes on one surface, a flat plate-shaped holder having a plurality of through holes penetrating in a thickness direction, and one end of one side of the holder A plurality of contact pins arranged in the through hole in a state of being protruded from the elastic plate, an elastic plate elastically deformable in three directions orthogonal to each other and superposed on the holder, and A plurality of connection pins arranged in a state penetrating in the vertical direction, a substrate having a plurality of lands connected to a tester on one surface, one end of the connection pin abutting on the contact pin, and An inspection head for a flat object to be inspected, comprising: an assembling tool for assembling the holder and the elastic plate to the substrate with the other end in contact with the land portion.

The inspection head according to claim 1, wherein the connection pin has an angle with respect to the elastic plate.

The inspection head according to claim 1, wherein one of the contact pin and the connection pin has a recess for receiving the other end of the contact pin and the connection pin.

4. The inspection head according to claim 1, wherein one of the land portion and the connection pin has a recess for receiving the other end of the land portion and the connection pin. 5.

The inspection head according to claim 3, wherein the recess and the end received therein have a hemispherical shape.

The inspection according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrode is a protruding electrode that is smaller toward the tip, and the contact pin has a recess that is open on one end surface to receive the tip of the protruding electrode. For head.