接触探针的制作方法

2021-11-30 12:20:00 来源：中国专利 TAG：

本发明涉及接触探针。

背景技术

为了作为检查对象的半导体封装与检查装置之间的电接触，而使用接触探针和将其支承的插座。在插座上支承有与半导体封装上所设的端子对应的多个接触探针。当使插座接近作为检查对象的半导体封装时，接触探针的前端与半导体封装侧的端子接触而电连接。

例如在专利文献1中公开了涉及能够缩窄接触探针的支承间隔的插座的技术。在专利文献2中公开了能够抑制柱塞的强度降低风险和管加工的困难性的接触探针。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－071991号公报

专利文献2：日本特开2018－194411号公报

技术实现要素：

在成为检查对象的半导体封装的端子中，有的端子具有凹部来作为安装工序中的图像检查用的标识。凹部的形状能够由半导体封装的生产方而设定为各种各样。在半导体封装的一个端子上具有如图21所示那样的带凹窝(dimple)的端子部81。带凹窝的端子部81在端子的阳角部具有被称为凹窝82的四分之一球体形状的凹部。这样的带凹窝的端子部81例如由面向车载设备QFN(Quad Flat Non-leaded package；四侧无引脚扁平封装)等使用。

以往，在具有带凹窝的端子部81的半导体封装的检查中，能够使用具有如图22所示那样的楔形的顶端部11J(或前端为锥型)的柱塞的接触探针。

在使用具有楔形的顶端部11J的接触探针来进行检查的情况下，需要以使前端瞄准带凹窝的端子部81的平坦部(凹窝82的周围的平坦部分)而与其接触的方式实施检查。但是，以与为了检查而搬送/设置的半导体封装之间的位置关系的误差和偏差等为起因，如图23所示，存在顶端部11J的突端进入凹窝82内的可能性。在该情况下，若凹窝82的内部处于无尘的清洁状态，则即使顶端部11J的突端与凹窝82的内表面接触，或顶端部11J的倾斜部与凹窝82的周围接触，也能够确保顶端部11J与带凹窝的端子部81之间的导通。

但是，凹窝82的内部无法保证一定会处于无尘的清洁状态。在半导体封装的生产工序中，具有按照各个模具材料对端子所露出的面进行切割而形成面的工序。虽然在切割后会进行清洗，但由于凹窝82的尺寸极小，所以有时在凹窝82内会残留切割时的切削粉末。若在凹窝82内部残留有切削粉末的状态下，顶端部11J的突端进入至凹窝82内，则正常的导通会由切削粉末阻碍，有时无法获得正确的检查结果。

因此考虑使用如下柱塞，如图24所示，虽然该柱塞在侧面观察时为楔型，但其突端具有仅由具有如横跨凹窝82那样的宽度的平坦面形成的顶端部11K。该情况下，顶端部11K的突端不会进入凹窝82的内部，而跨过凹窝82，因此认为不论凹窝82内的状态如何都能够实现顶端部11K与带凹窝的端子部81之间的导通而进行检查。然而，在该情况下存在问题。

在顶端部11K与为了检查而搬送/设置的半导体封装之间的位置关系中会产生误差和偏差。若在顶端部11K与带凹窝的端子部81之间的接触位置产生错位，则顶端部11K的平坦面的一部分有时会脱离至带凹窝的端子部81之外而与带凹窝的端子部81的周围的模具接触。在模具中大多包含玻璃纤维。在顶端部11K与模具接触的情况下，柱塞的顶端部11K相较于与带凹窝的端子部81接触的情况相比摩耗增多，接触探针的寿命变短。另外，有时由于与模具接触而导致无法获得正确的检查结果。

本发明的目的的一例为，提供适用于在端子部形成有凹部的半导体封装的检查的接触探针的技术。

本发明的一个方式为一种接触探针，能够利用于在端子部形成有凹部的半导体封装的检查，具有柱塞，该柱塞具有与所述端子部接触的顶端部，所述顶端部具有：朝向所述端子部突出的突出部；和向所述端子部的突出高度比所述突出部低的肩部。

根据本方式，在想要使接触探针与端子部接触的情况下，突出部进入凹部内，另一方面，肩部与端子部的凹部外周部(端子部的凹部周边的平坦面)接触。由此，即使在假设在凹部内残留有灰尘和切削粉末等异物，在突出部与凹部内之间夹着异物的状况下，也能够通过肩部与端子部接触而确保接触探针与端子部的导通(电连接)，能够进行正确的检查。而且，根据本方式，肩部难以与端子部的周围的模具接触，由此能够延长接触探针的寿命。能够实现一种接触探针，其适合于在端子部形成有凹部的半导体封装的检查。

另外，本方式的接触探针即使运用于具有无凹部的平坦的端子部的半导体封装的检查，突出部进行接触而确保接触探针和端子部的导通，因此仍然能够进行正确的检查。

附图说明

图1是表示第1实施方式的接触探针和半导体封装的检查的样子的立体图。

图2是将第1实施方式的接触探针的顶端部放大的立体图。

图3是从与探针轴正交的方向观察第1实施方式的接触探针的顶端部的主视图。

图4是表示在突出部进入凹部内的位置关系下，使第1实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图(其一)。

图5是表示在突出部进入凹部内的位置关系下，使第1实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图(其二)。

图6是表示在突出部从凹部脱离的位置关系下，使第1实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图(其一)。

图7是表示在突出部从凹部脱离的位置关系下，使第1实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图(其二)。

图8是表示使用了具有第1实施方式的顶端部的接触探针的开尔文测试的样子的立体图。

图9是将第2实施方式的接触探针的顶端部放大的立体图。

图10是从与探针轴正交的方向观察第2实施方式的接触探针的顶端部的主视图。

图11是表示在突端部进入凹部内的位置关系下，使第2实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图。

图12是将第3实施方式的接触探针的顶端部放大的立体图。

图13是从与探针轴正交的方向观察第3实施方式的接触探针的顶端部的主视图。

图14是表示在突出部进入凹部内的位置关系下，使第3实施方式的顶端部与带凹窝的端子部接触的状态的图。

图15是表示第1实施方式的接触探针的顶端部的变形例的图。

图16是表示第1实施方式的接触探针的顶端部的变形例的图。

图17是表示第2实施方式的接触探针的顶端部的变形例的图。

图18是表示第3实施方式的接触探针的顶端部的变形例的图。

图19是表示接触探针的顶端部的变形例的图。

图20是表示接触探针的顶端部的变形例的图。

图21是表示带凹窝的端子部的例子的立体图。

图22是将以往的接触探针的顶端部放大的立体图(其一)。

图23是表示使以往的接触探针与带凹窝的端子部接触的状态的图。

图24是将以往的接触探针的顶端部放大的立体图(其二)。

具体实施方式

以下，说明本发明的优选实施方式的例子，但能够适用本发明的方向并不限定为以下的实施方式。在将接触探针的顶端部放大的附图中表示了用于表示各图中共通的方向的正交三轴。正交三轴的Z轴表示与接触探针的轴(长边方向)平行的方向，Z轴正向是从接触探针朝向半导体封装的方向。以X轴正向为前方方向，以X轴负向为后方方向，以Y轴正向为右方向，以Y轴负向为左方向进行说明。

〔第1实施方式〕

图1是表示第1实施方式的接触探针和半导体封装的检查的样子的立体图。

接触探针10被设计为能够利用于半导体封装80的检查。

半导体封装80是如下无导线型的半导体封装，其作为向安装基板软钎焊的连接端子而具有带凹窝的端子部81。图1中，带凹窝的端子部81周围的网格线所表示的部分是模具。

图2是将接触探针10的顶端部11A(在图1画出的接触探针10中相当于其下端部。)放大的立体图。更详细地，顶端部11A与接触探针10所具有的柱塞10a(参照图1)的顶端部分抵住。

图3是从与探针轴Sp(接触探针10的长边方向的轴)正交的方向(X轴正向)观察接触探针10的顶端部11A的主视图(表示朝向X轴正向的面的图)。

接触探针10的顶端部11A具有：1)向前端方向(Z轴正向)突出且在前端正面观察时位于从探针中心离开的位置的突出部12；和2)向前端方向的突出高度比突出部12低的肩部13。在此所称的“前端正面观察”意味着，如图2所示，从探针轴Sp的轴向(Z轴正向)观察顶端部11A的视线方向。

顶端部11A的前表面14F(朝向X轴正向的面)、和背面14B(朝向X轴负向的面)是作为柱塞10a基本形状的圆柱的侧面的一部分被直接保留而构成的。在顶端部11A的左右侧面(朝向Y轴正向以及Y轴负向的面)分别形成有平面14R、平面14L。顶端部11A以朝向前端而使探针横截面S(法线朝向Z轴方向的截面)的截面面积减少的方式，从顶端部的背面14B朝向前表面14F形成有倾斜面15。

突出部12和肩部13形成在倾斜面15的倾斜上部，其位置当从前端正面观察时处于从探针中心(探针轴Sp的位置)偏靠X轴正向的位置。

突出部12的突端是法线与探针轴Sp平行的平坦形状。

肩部13的前端也与突出部12同样地，是法线与探针轴Sp平行的平坦形状。

当从前端正面观察顶端部11A时，肩部13位于在周向上隔着突出部12的两侧。也可以说，顶端部11A成为在一个突出部12的两侧形成有肩部13的凸状的有层形状。肩部13存在多个，位于突出部12的周围。另外，当从左(Y轴负向)或右(Y轴正向)的侧面观察顶端部11A时，成为单向的楔形。

图4和图5是表示突出部12进入至带凹窝的端子部81的凹窝82(凹部)内的位置关系下使顶端部11A与带凹窝的端子部81接触的状态的图。具体地，图4是从斜后方观察顶端部11A的图，图5是从封装外周方向(顶端部11A的背面侧)观察带凹窝的端子部81的图。

顶端部11A构成为如下形状：在使突出部12朝向带凹窝的端子部81的凹窝82移动时，当突出部12的突端到达凹窝82的底之前，肩部13与带凹窝的端子部81的凹窝82的周围(带凹窝的端子部81的平坦部，凹窝82的周围的平坦部分)接触。

具体地，突出部12的左右宽度(Y轴方向的宽度)设定得比成为检查对象的半导体封装80的带凹窝的端子部81的凹窝82的左右宽度(若将凹窝82作为四分之一球体形状的凹部，则是球的直径)小。突出部12的凸尺寸(从肩部13起的Z轴方向上的高度：层差高度)设定得比带凹窝的端子部81的从凹窝82周边的平坦面至凹窝82的底面的最大深度(若凹窝82作为四分之一球体形状的凹部，则是球的半径)小。也就是说，突出部12的突端的突出高度与肩部13的突出高度之差设定得比凹窝82的最大深度小。

因此，当在突出部12进入至凹窝82内的位置关系下，接触探针10向带凹窝的端子部81接近，则突出部12进入凹窝82内，肩部13与凹窝82周边的平坦面抵接。由此，即使在凹窝82内残留异物，肩部13也会与凹窝82的周边的带凹窝的端子部81的平坦面直接接触而可靠导通，无论凹窝82内有无异物，都能够正确进行半导体封装80的检查。

本实施方式的凹窝82的形状是在接触探针10所接触的一侧和封装的四边的外周侧的两个方向上开口的大致四分之一球体(大致1/4球体)的形状。由此，突出部12能够通过进入至凹窝82内而将凹窝82内残留的异物从凹窝82推出。

图6和图7是表示在突出部12从凹窝82脱离的位置关系下使顶端部11A与带凹窝的端子部81接触的状态的图。图6是从斜后方观察顶端部11A的图，图7是从封装外周方向(顶端部11A的背面侧)观察带凹窝的端子部81的图。

本实施方式中，顶端部11A构成为如下形状：当使突出部12朝向凹窝82移动时，在突出部12的突端到达凹窝82的底之前，肩部13与端子部11A的凹窝82的周围接触。如果在成为突出部12从凹窝82脱离的位置关系的情况下，突出部12会与凹窝82的周边的平坦面直接接触而导通。为了检查而搬送/设置的半导体封装80无法确保总是设置在正确的相同位置，设置位置会产生误差和偏差。因此，有可能发生在突出部12从凹窝82脱离的位置关系下顶端部11A与带凹窝的端子部81接触来进行试验的情况。但是，即使在该情况下，突出部12也会与凹窝82周边的平坦面直接接触而谋求可靠的导通。

若关注肩部13，则左右任何一个的肩部13都从带凹窝的端子部81溢出，但肩部13的突出高度低于突出部12的突出高度，因此不会接触模具部(带凹窝的端子部81周围的模具的部分)。形成模具部的材料大多包含玻璃纤维原料。在半导体封装80的制造过程中，有时将接触探针之间的接触面与模具部和带凹窝的端子部81集合一起切割来形成平面。在该情况下，若肩部13与模具部的表面接触，则好像如接触砂纸那样地肩部13会摩耗，相较于肩部13与带凹窝的端子部81的平坦部(平坦面)接触时相比产生更多的损耗。但是，在本实施方式中，肩部13维持了从模具部离开的状态，因此不会产生这样的损耗。

图8是表示使用具有顶端部11A的接触探针的开尔文测试的样子的立体图。使第1接触探针10a和第2接触探针10b相对于一个带凹窝的端子部81接触。

如上述那样地，突出部12以及肩部13当前端正面观察时形成在从探针中心偏置的位置。因此，若将第1接触探针10a和第2接触探针10b设为使各自的突出部12聚在一起的相对姿势(换言之，使各自的前表面14F背靠背地相对的相对姿势)，则能够使两根探针同时接触极小的带凹窝的端子部81来实施开尔文测试。

〔第2实施方式〕

接下来说明第2实施方式。针对与第1实施方式同样的要素，标注与第1实施方式相同的附图标记，并省略重复说明。

图9是将第2实施方式的接触探针10的顶端部11B放大的立体图。

图10是从与探针轴Sp(接触探针10的长边方向的轴)正交的方向(X轴正向)观察第2实施方式的接触探针10的顶端部11B的主视图(表示朝向X轴正向的面的图)。

顶端部11B也形成为如下形状：与顶端部11A同样地，当使突出部12朝向凹窝82移动时，在突出部12的突端到达凹窝82的底之前，肩部13B与带凹窝的端子部81的凹窝82的周围接触。

具体地，顶端部11B是朝向前端而使探针横截面S的截面面积减少的形状。突出部12的突端是法线与探针轴Sp平行的平坦形状。然而，顶端部11B的肩部13B的前端是倾斜形状。肩部13B具有与倾斜面15平行的倾斜方向和倾斜角，与前表面14F的交叉部、即前端为倾斜形状。突出部12的突端的突出高度与肩部13B的突出高度之差的最大值设定得比凹窝82的最大深度小。也可以为，肩部13B在与倾斜面15的倾斜方向相反的方向上倾斜。

图11是表示突出部12进入凹窝82内的位置关系下使顶端部11B与带凹窝的端子部81接触的状态的图，且是从封装外周方向(顶端部11B的背面侧)观察带凹窝的端子部81的图。

突出部12进入凹窝82内，没有与凹窝82的内表面接触，但肩部13B与凹窝82的外缘部点接触而确保了导通。由此，第2实施方式也能够获得与第1实施方式同样的效果。在第1实施方式中，肩部13与带凹窝的端子部81面接触或线接触，相对于此，在第2实施方式中肩部13B点接触，因此与第1实施方式相比夹入异物的可能性低。因此，在第2实施方式中，存在能够获得比第1实施方式更正确的检查结果的可能性。第2实施方式也与第1实施方式同样地，能够实施开尔文测试。

〔第3实施方式〕

接着说明第3实施方式。针对与第1实施方式或第2实施方式同样的要素，标注相同附图标记并省略重复说明。

图12是将第3实施方式的接触探针10的顶端部11C放大的立体图。

图13是从与探针轴Sp(接触探针10的长边方向的轴)正交的方向(X轴正向)观察接触探针10的顶端部11C的主视图(表示朝向X轴正向的面的图)。

顶端部11C也形成为如下形状：与顶端部11A和顶端部11B同样地，当使突出部12C朝向凹窝82移动时，在突出部12C的突端到达凹窝82的底之前，肩部13C与带凹窝的端子部81的凹窝82的周围接触。也就是说，突出部12C的突端的突出高度与肩部13C的突出高度之差的最大值设定得比凹窝82的最大深度小。

顶端部11C是朝向前端而探针横截面的截面面积减少的形状。在从X轴正向观察的正面观察突出部12C时，其突端为山形形状，其前端形成了前后方向(沿着X轴方向的方向)上的一根棱线。在正面观察肩部13C时，其突端也为山形形状，其前端也形成了前后方向上的一根棱线。

图14是表示突出部12C进入凹窝82内的位置关系下使顶端部11C与带凹窝的端子部81接触的状态的图，且是从封装外周方向(顶端部11C的背面侧)观察带凹窝的端子部81的图。

突出部12C进入凹窝82内，没有与凹窝82的内表面接触，但肩部13C与凹窝82的外缘部(凹窝82周边的平坦面)点接触而确保了导通。由此，第3实施方式也能够获得与第1实施方式同样的效果。另外，在第3实施方式中，也与第2实施方式同样地肩部13C与带凹窝的端子部81点接触，因此与第1实施方式相比夹入异物的可能性低。因此，在第3实施方式中，存在能够获得比第1实施方式更正确的检查结果的可能性。第3实施方式也与第1实施方式和第2实施方式同样地，能够实施开尔文测试。

以上说明了几个实施方式，但能够适用本发明的方式并不限定于上述方式，能够适当实施构成要素的追加、省略、变更。

例如，也可以为，以第1实施方式的顶端部11A为基础，如图15所示的顶端部11D那样，使突出部12D的面积与第1实施方式的突出部12相比更加缩小。若进一步讲，也可以为，如使平坦面消失那样地缩小，将突出部12D的前端设为倾斜形状。

另外，也可以为，例如，以第1实施方式的顶端部11A为基础，如图16所示的顶端部11E那样，在突出部12E的左右方向中央部(Y轴方向中央部)设置沿着前后方向(X轴方向)的V字状的切缺部125。隔着切缺部125的左右的突端面121是从第1实施方式的突出部12去除切缺部125之后的端面。当突出部12E进入凹窝82(凹部)内时的前端面积为突端面121的面积，由此比第1实施方式的突出部12的端面小。另外，突出部12E的体积与切缺部125的部分相应地比第1实施方式的突出部12小。因此，在凹窝82内残留有异物的情况下，即使因异物的大小和量而导致第1实施方式的突出部12干涉的情况下，突出部12E也不会干涉。与第1实施方式的突出部12相比，突出部12E难以受到相对于异物的影响。

在突出部12E从凹窝82脱离的位置关系下，顶端部11E与带凹窝的端子部81接触的情况下，接触面积为突端面121的面积，由此在该情况下，突出部12E与第1实施方式的突出部12相比夹入异物的可能性低。

同样地，也可以为，例如，以第2实施方式的顶端部11B为基础，如图17所示的顶端部11F那样，在突出部12F的左右方向中央部(Y轴方向中央部)设置沿着前后方向(X轴方向)的V字状的切缺部125。隔着切缺部125的左右的突端面121是从第2实施方式的突出部12去除切缺部125之后的端面。

切缺部125的形状不限于V字状，也可以为截面圆弧状。切缺部125的形状只要是在突出部12E、12F的前后方向(X轴方向)的长度范围内设为槽状的形状，就可适用。

此外，在图16所示的顶端部11E和图17所示的顶端部11F中，突端面121可以为平面，也可以为将Y轴方向的宽度根据切缺部125的大小而极端缩小的棱线状的形状。

同样地，也可以为，在图15的突出部12D也设有切缺部125。

另外，也可以为，例如，以第3实施方式的顶端部11C为基础，如图18所示的顶端部11H那样，将突出部12H的突端的棱线缩短至成为点，将突出部12H设为锥形形状。

同样地，也可以为，以图16所示的顶端部11E为基础，缩短突出部12E的突端的两个突端面121(棱线部分)的X轴方向的长度将各自的突端面121如图18所示的顶端部11H的突出部12H那样地设为锥形形状。若将突端面121的Y轴方向的宽度以及X轴方向的长度缩小至极限，则成为点。

同样地，也可以为，以图17所示的顶端部11F为基础，将突出部12F的突端的两个突端面121(棱线部分)的X轴方向的长度缩短，将各自的突端面121如图18所示的顶端部11H的突出部12H那样地设为锥形形状。若将突端面121的Y轴方向的宽度以及X轴方向的长度缩小至极限，则成为点。

另外，也可以为，如图19的顶端部11L和图20的顶端部11M那样，将突出部12设在探针轴Sp的延长线上。对于图19的顶端部11L，突出部12成为如顶点位于探针轴Sp的延长线上那样的圆锥形状。对于图20的顶端部11M，突出部12成为探针轴Sp的延长线为旋转轴的圆锥台形状。

另外，本说明书的公开内容能够如下概括。

本公开的方式为接触探针，能够利用于在端子部形成有凹部的半导体封装的检查，所述接触探针具有柱塞，该柱塞具有与所述端子部接触的顶端部，所述顶端部具有：朝向所述端子部突出的突出部；和向所述端子部的突出高度比所述突出部低的肩部。

根据本方式，在想要使接触探针与端子部接触的情况下，突出部进入凹部内，另一方面，肩部与端子部的凹部外周部(端子部的凹部周边的平坦面)接触。由此，即使在假设在凹部内残留有灰尘和切削粉末等异物，在突出部与凹部内之间夹着异物的状况下，也能够通过肩部与端子部接触而确保接触探针与端子部的导通(电连接)，能够进行正确的检查。而且，根据本方式，肩部难以与端子部的周围的模具接触，由此能够延长接触探针的寿命。能够实现一种接触探针，其适合于在端子部形成有凹部的半导体封装的检查。

另外，本方式的接触探针即使运用于具有无凹部的平坦的端子部的半导体封装的检查，突出部进行接触而确保导通，因此仍然能够进行正确的检查。

也可以为，所述突出部的突端的突出高度与所述肩部的突出高度之差小于所述凹部的深度。

由此，即使在凹部内有异物，也能够确保基于肩部的导通。

也可以为，所述顶端部为朝向前端而探针横截面的截面面积减少的形状。

由此，能够将接触探针的前端设为朝向前端而截面面积变小的形状。若前端的突出部的数量为一个，则作为整体而成为前端变窄的形状。由于接触探针与端子部接触的面积变小，所以能够提高每单位面积的接触压力而谋求可靠的接触。另外，通过当前端正面观察时将突出部从探针中心偏置设置，容易实施使两个接触探针的突出部与一个端子部接触而测定的所谓的开尔文测试。

也可以为，所述肩部存在多个，位于所述突出部的周围。

由此，无论突出部相对于凹部向哪个方向偏移，都容易确保基于肩部的导通。

也可以为，所述突出部的突端为平坦形状。

由此，也可以将该接触探针利用于具有无凹部的平坦的端子部的半导体封装的检查，突出部易于与端子部面接触或线接触，容易确保导通。

也可以为，所述突出部的突端为山形形状。

也可以为，所述突出部的突端为锥形形状。

也可以为，所述突出部具有切缺部。

也可以为，所述肩部的前端为平坦形状。

由此，肩部与端子部的凹部外周部之间的接触易于成为面接触或线接触，容易确保导通。

也可以为，所述肩部的前端为倾斜形状。

也可以为，所述肩部的前端为山形形状。

由此，肩部与端子部的凹部外周部之间的接触易于成为点接触，与面接触和线接触的情况相比，能够降低异物夹在接触位置的可能性。