(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に接触される先端を有するコンタクトピンと、前記先端が上方となるように、前記コンタクトピンを解除可能に把持するチャック装置と、該チャック装置を支持する支持装置であって、前記コンタクトピンに作用する押圧力を前記チャック装置を介して受ける圧力センサ素子を備える支持装置とを含み、
前記チャック装置は、前記コンタクトピンを把持する一対のチャック片と、該チャック片を相寄り相離れる第１の方向へ移動させる移動装置であって、前記支持装置に支持された移動装置と、前記チャック片の間に配置されて、両チャック片が電気的に短絡することを防止する電気絶縁部材とを備える、圧力感知装置。
【請求項２】
一方の前記チャック片は他方の前記チャック片の側に突出する第１の突出部を上部に有しており、他方の前記チャック片は一方の前記チャック片の側に突出する第２の突出部を下部に有しており、また前記コンタクトピンは、下端を前記第２の突出部の上面に載せて、上下方向へ延びる状態に両チャック片の上部により解除可能に把持されていると共に、先端を両チャック片から上方に突出させている、請求項１に記載の圧力感知装置。
【請求項３】
前記チャック片による前記コンタクトピンの把持位置に関して前記第１の方向と交差する第２の方向における一方側の箇所及び他方側の箇所のそれぞれに、前記電気絶縁部材が配置されている、請求項１又は２に記載の圧力感知装置。
【請求項４】
前記移動装置は、前記支持装置に支持されたシリンダと、該シリンダに対し昇降される昇降ロッドと、前記シリンダと前記昇降ロッドとの間に配置されて、前記昇降ロッドの昇降運動と同期して該昇降ロッドの昇降運動と逆に昇降される昇降部材と、前記シリンダの上部に前記第１の方向に間隔をおいて配置された一対の運動部材であって、前記昇降ロッド及び前記昇降部材の昇降運動により相寄り相離れる方向へ移動される一対の運動部材とを備え、
各チャック片は前記運動部材に結合されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力感知装置。
【請求項５】
各運動部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向へ延びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記シリンダの上部に配置された揺動部材であって、前記昇降ロッド及び前記昇降部材により揺動される揺動部材と、前記シリンダの上部に前記第１の方向へ移動可能に配置されたスライダであって、前記揺動部材に結合されて該揺動部材の揺動運動にともなって前記第１の方向へ移動されるスライダとを備え、
各チャック片は前記スライダに結合されている、請求項４に記載の圧力感知装置。
【請求項６】
前記昇降ロッド及び前記昇降部材は、それぞれ、前記揺動部材の揺動中心に関して前記第１の方向における一方側の部位及び他方側の部位に当接された当接部を有する、請求項５に記載の圧力感知装置。
【請求項７】
前記昇降部材は、前記シリンダの内部空間内にあって、前記昇降ロッドの周りに配置された筒状部と、該筒状部の上端部から互いに反対の方向外方に延びて、前記揺動部材に当接する一対の延長部とを備える、請求項５又は６に記載の圧力感知装置。
【請求項８】
さらに、一対の配線のそれぞれを各チャック片に取り付ける、対応するチャック片に配置された配線結合部材を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力感知装置。
【請求項９】
プローブカードを着脱可能に受けるカード受け部を有するカード台と、
該カード台の下方に配置されたステージと、
前記カード台の下側に位置するように前記ステージに支持された、請求項１から８のいずれか１項に記載の圧力感知装置とを含み、
前記ステージは、前記圧力感知装置を前記プローブカードに対し三次元的に移動させる、プローブカードの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブのような被検査体に作用する圧力を感知する装置及びこれを用いてプローブカードを検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路等の電気的試験に用いるプローブカードは、一般に、その製作途中、製作後、使用途中等において、プローブ先端の高さ位置のばらつき、電極に対する接触状態、プローブの先端（針先）に作用する圧力（針圧）、試験用信号用電路の抵抗値等の良否を検査される。
【０００３】
プローブの先端に作用する圧力を感知する検査装置の１つとして、特許文献１に記載された技術がある。この従来技術は、Ｘ，Ｙ，Ｚのステージをプローブカードの下側に配置し、プローブ接触トップをステージの上に配置し、ダイヤフラム部を有する圧力センサ素子をプローブ接触トップに埋め込んでいる。
【０００４】
上記従来の検査装置は、圧力センサ素子をステージによりプローブカードに対しＸ，Ｙ及びＺの三方向へ移動させて、圧力センサ素子をプローブの先端に押圧し、そのときの、圧力センサ素子に作用する押圧力を電気信号として検出することにより針圧を測定すると共に、プローブと圧力センサ素子との間に流れる電流を検出することにより抵抗値を測定している。圧力センサ素子の移動、プローブに対する圧力センサ素子の押圧、及び圧力の検出は、プローブ毎に行われる。
【０００５】
上記のような検査装置においては、一般に、圧力センサ素子がプローブの先端の先端に繰り返し押圧されるから、プローブ先端への圧力センサ素子の押圧箇所が摩耗することを避けることができない。また、プローブカードの検査装置に用いる圧力感知装置のように、微少な針圧及び抵抗値を高精度に測定しなければならない装置においては、高精度の圧力感知装置を用いなければならないのみならず、圧力センサ素子を頻繁に交換しなければならない。
【０００６】
しかし、上記のような従来の検査装置では、圧力センサ素子をプローブ接触トップに埋め込んでいるから、圧力センサ素子を埋め込んだプローブ接触トップ自体が高価であり、またそのような高価なプローブ接触トップを交換することにより、圧力センサ素子を交換せざるを得ず、したがって圧力センサ素子の交換のためのコストが高くなる。
【０００７】
また、微少な針圧を高精度に測定可能の圧力感知装置が市販されている。しかし、そのような装置は、構造が複雑でしかも繊細であるから、破損しやすく、取扱が面倒であり、したがってプローブに押圧される部材を交換することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６３８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、簡単な構造で、高精度に検出することができるにもかかわらず、プローブに押圧される部材を容易に交換可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る圧力感知装置は、被検査体に接触される先端を有するコンタクトピンと、前記先端が上方となるように、前記コンタクトピンを解除可能に把持するチャック装置と、該チャック装置を支持する支持装置であって、前記コンタクトピンに作用する押圧力を前記チャック装置を介して受ける圧力センサ素子を備える支持装置とを含む。前記チャック装置は、前記コンタクトピンを把持する一対のチャック片と、該チャック片を相寄り相離れる第１の方向へ移動させる移動装置であって、前記支持装置に支持された移動装置と、前記チャック片の間に配置されて、両チャック片が電気的に短絡することを防止する電気絶縁部材とを備える。
【００１１】
一方の前記チャック片は他方の前記チャック片の側に突出する第１の突出部を上部に有しており、他方の前記チャック片は一方の前記チャック片の側に突出する第２の突出部を下部に有していてもよい。前記コンタクトピンは、下端を前記第２の突出部の上面に載せて、上下方向へ延びる状態に両チャック片の上部により解除可能に把持されていると共に、先端を両チャック片から上方に突出させていてもよい。
【００１２】
前記電気絶縁部材は前記チャック片の一方に配置されていてもよい。また、前記チャック片による前記コンタクトピンの把持位置に関して前記第１の方向と交差する第２の方向における一方側の箇所及び他方側の箇所のそれぞれに、前記電気絶縁部材が配置されていてもよい。
【００１３】
前記移動装置は、前記支持装置に支持されたシリンダと、該シリンダに対し昇降される昇降ロッドと、前記シリンダと前記昇降ロッドとの間に配置されて、前記昇降ロッドの昇降運動と同期して該昇降ロッドの昇降運動と逆に昇降される昇降部材と、前記シリンダの上部に前記第１の方向に間隔をおいて配置された一対の運動部材であって、前記昇降ロッド及び前記昇降部材の昇降運動により相寄り相離れる方向へ移動される一対の運動部材とを備えることができ、また各チャック片は前記運動部材に結合されていてもよい。
【００１４】
各運動部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向へ延びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記シリンダの上部に配置された揺動部材であって、前記昇降ロッド及び前記昇降部材により揺動される揺動部材と、前記シリンダの上部に前記第１の方向へ移動可能に配置されたスライダであって、前記揺動部材に結合されて該揺動部材の揺動運動にともなって前記第１の方向へ移動されるスライダとを備えことができ、また各チャック片は前記スライダに結合されていてもよい。
【００１５】
前記昇降ロッド及び前記昇降部材は、それぞれ、前記揺動部材の揺動中心に関して前記第１の方向における一方側の部位及び他方側の部位に当接された当接部を有することができる。
【００１６】
前記昇降部材は、前記シリンダの内部空間内にあって、前記昇降ロッドの周りに配置された筒状部と、該筒状部の上端部から互いに反対の方向外方に延びて、前記揺動部材に当接する一対の延長部とを備えることができる。
【００１７】
検査装置は、さらに、一対の配線のそれぞれを各チャック片に取り付ける、対応するチャック片に配置された配線結合部材を有することができる。
【００１８】
本発明に係る、プローブカードの検査装置は、プローブカードを着脱可能に受けるカード受け部を有するカード台と、該カード台の下方に配置されたステージと、前記カード台の下側に位置するように前記ステージに支持された、上記のような圧力感知装置とを含む。前記ステージは、前記圧力感知装置を前記プローブカードに対し三次元的に移動させる。
【発明の効果】
【００１９】
コンタクトピンは、その針先をプローブのような被検査体に押圧される。これにより、コンタクトピンに作用する押圧力は、チャック装置を介して、支持装置に設けられた圧力センサ素子に伝達される。このため、前記押圧力は、圧力センサ素子の変形量に対応する電気信号として容易にかつ高精度に得ることができる。
【００２０】
両チャック片が電気絶縁部材により電気的に分離されているから、プローブと圧力センサ素子とを経る電気信号の電路の抵抗値は、各チャック片に電気信号用の導線を接続して、両導線を検出回路にケルビン接続の手法で接続することにより、容易にかつ高精度に得ることができる。
【００２１】
両チャック片を移動装置により相寄り相離れる方向に変位させることができるから、両チャック片を離間させた状態に維持した状態で、コンタクトピンの交換で行うことができ、コンタクトピンの交換も容易にかつ高精度に行うことができる。
【００２２】
以上のように本発明によれば、集積回路検査用プローブの針圧及び抵抗値のように微少な針圧及び抵抗値を、簡単な構造で高精度に測定することができるにもかかわらず、プローブに押圧される部材を容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るプローブカードの検査装置の一実施例を、一部を断面で示す正面図である。
【図２】図１に示す検査装置において、カード台と接続装置とを相寄る方向へ移動させて両者を接続した状態を示す図である。
【図３】図１に示す検査装置において、接続装置と回路装置とを相寄る方向へ移動させて両者を接続した状態を示す図である。
【図４】カード台と接続装置とを移動させる第１の駆動装置の一実施例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す第１の駆動装置の縦断面図である。
【図６】第１の駆動装置におけるシリンダ機構と吸着具とを連結する連結具の一実施例を示す断面図であって、（Ａ）は連結具の首振り動作を説明するための図であり、（Ｂ）は連結具の偏心動作を説明するための図である。
【図７】接続装置と回路装置とを移動させる第２の駆動装置の一実施例を示す正面図である。
【図８】図７に示す第２の駆動装置の斜視図である。
【図９】本発明に係る圧力感知装置の一実施例を示す斜視図である。
【図１０】圧力感知装置の正面図である。
【図１１】圧力感知装置の一部を断面で示す側面図である。
【図１２】圧力感知装置の平面図である。
【図１３】チャック片を移動させる移動装置の一実施例を示す縦断面図であって、（Ａ）はチャック片によるコンタクトピンの把持を解除したときの移動装置の状態を示し、（Ｂ）はチャック片によりコンタクトピンを把持したときの移動装置の状態を示す。
【図１４】圧力感知装置で用いる支持装置の正面図である。
【図１５】コンタクトピンをチャック片で把持したときの把持片及びその近傍の一実施例を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１５Ｂ−１５Ｂに沿って得た断面図である。
【図１６】チャック片によるコンタクトピンの把持を解除したときの把持片及びその近傍の一実施例を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１６Ｂ−１６Ｂに沿って得た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１を参照するに、検査装置１０は、半導体集積回路等の電気的試験を行ういわゆるプロ-ビング装置に用いられるプローブカード１２の電気的試験を行う装置として用いられる。
【００２５】
プローブカード１２は、樹脂やセラミック等の材料を用いた配線基板からなるプローブ基板１４に、複数の接触子、すなわちプローブ１６を、その針先が下方となるようにプローブ基板１４の下面に配置しており、また内部配線（図示せず）を介してプローブ１６に電気的に接続された複数の第１の接続部（図示せず）を基板１４の上面に有する。そのようなプローブカード１２として、特開平４−５１５３６号公報、特開２００９−１３６４０号公報、特開２００７−２７８８６２号公報等に記載されている各種のものをあげることができる。
【００２６】
検査装置１０は、フレーム１８と、プローブカード１２を水平に支持するカード台２０と、カード台２０に配置されたプローブカード１２と電気的に接続可能及び切り離し可能にカード台２０の上方に配置された接続装置２２と、接続装置２２と電気的に接続可能及び切り離し可能に接続装置２２の上方に配置された回路装置２４と、カード台２０と接続装置２２とを相寄り相離れる方向へ移動させる複数の第１の駆動装置２６と、接続装置２２と回路装置２４とを相寄り相離れる方向へ移動させる複数の第２の駆動装置２８と、カード台２０の下方に配置されたステージ３０と、ステージ３０に支持されて、プローブ１６の針先に作用する圧力（針圧）を感知する圧力感知装置３２とを含む。
【００２７】
カード台２０は、ステージ３０及び圧力感知装置３２を配置する空間を下方に形成するようにフレーム１８に水平に支持されている。カード台２０は、また、プローブカード１２を着脱可能に支持する環状のカードホルダ、すなわちカード受け部３４を、フレーム１８に水平に支持された平面矩形のベース板３６の中央部上側に備える。
【００２８】
ベース板３６はカード受け部３４の内径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する開口部３６ａを中央領域に有する。カード受け部３４は開口部３６ａと同軸的にベース板３６に配置されている。プローブカード１２は、プローブ１６の針先がカードホルダ３６及び開口部３６ａを介して下方に露出するように、カード受け部３４に着脱可能に水平に配置される。
【００２９】
接続装置２２は、プローブカード１２と回路装置２４との間の中継装置として作用するように、プローブ１６と電気的に接続可能な複数の第１の接続部材３８を電気絶縁性の円板状のベース部材に設けた円板状の中継器、すなわち接続器４０と、接続器４０がプローブカード１２の上方に位置するように接続器４０を中央領域に支持する板状の接続器台４２とを備えている。接続装置２２は、また、カード台２０に対し昇降可能に、第１の駆動装置２６を介してベース板３６に水平に支持されている。
【００３０】
図示の例では、各第１の接続部材３８は、前記した接続器４０をその厚さ方向（上下方向）に貫通しており、また上端部を接続器４０の上面に露出させると共に下端部を接続器４０の下面から突出させている。各第１の接続部材３８の上端部及び下端部は、それぞれ、プローブカード１２の第１の接続部に解除可能に押圧される第２の接続部、及び第２の接続部と電気的に接続された第３の接続部として用いられる。
【００３１】
各第１の接続部材３８として、ポゴピン、棒状ピン等の導電性の接続ピンを用いることができる。しかし、そのような接続ピンの代わりに、接続ランドのような形態の第２及び第３の接続部材をそれぞれ接続器４０の上面及び下面に設け、かつ第２及び第３の接続部材を相互に電気的に接続する内部配線を接続器４０に設けて、第２及び第３の接続部材並びに内部配線を第１の接続部材としてもよい。
【００３２】
図示の例では、接続装置２２は、環状のカード受け部３４の中心を経て上下方向（すなわち、Ｚ方向）へ延びるθ軸線の周りに等角度間隔に配置された２つ以上の第１の駆動装置２６により、水平に維持された状態でカード台２０に対し昇降される。
【００３３】
各第１の駆動装置２６は、空気圧式ジャッキ、油圧式ジャッキ、ねじ式ジャッキ等の昇降機構４４を駆動源として用いている。昇降機構４４は、図示の例では加圧された油や空気のような加圧流体を利用するシリンダ機構を用いている。
【００３４】
そのような昇降機構４４は、図４及び図５に示すように、シリンダ４４ａとピストンロッド、すなわち昇降ロッド４４ｂとを備える。各第１の駆動装置２６の昇降機構４４は、昇降ロッド４４ｂがシリンダ４４ａから上方へ突出するようにカード台２０に取り外し可能に取り付けられている。
【００３５】
シリンダ４４ａは、昇降ロッド４４ｂをシリンダ４４ａに対し進退させる加圧流体の供給源（図示せず）とシリンダ４４ａの内部空間とを接続するための穴４６ａ及び４６ｂを有する。穴４６ａはピストン４４ｃより上方の内部空間（昇降ロッド４４ｂ側の空間）に連通されており、穴４６ｂはピストン４４ｃより下方の内部空間（昇降ロッド４４ｂ側と反対の側の空間）に連通されている。
【００３６】
昇降ロッド４４ｂの上端部には、回路装置２４の下面を解除可能に吸着する円板状の吸着具４８が、連結具５０により互いに交差する３つの軸線（すなわち、Ｘ軸線、Ｙ軸線及びＺ軸線）の周りに角度的回転可能に取り付けられている。
【００３７】
吸着具４８は、上方に開放する平面円形の凹所４８ａを中央領域に有し、凹所４８ａの周りを延びて上方に開放する環状の溝４８ｂを周縁部に有し、溝４８ｂにＯリング５２を配置している。凹所４８ａは、真空原に連結された減圧タンク（図示せず）に、連通路４８ｃを介して連通されて、回路装置２４の下面を解除可能に吸着する吸着部として作用する。
【００３８】
連結具５０は、図５及び図６に示すように、雄ねじ部５４ａ及び球状の頭部５４ｂをそれぞれ下端部及び上端部に有する連結桿５４と、三次元的な相対的変位可能に頭部５４ｂに結合された結合部材５６と、水平面（すなわち、ＸＹ平面）内において二次元的な相対的変位可能に結合部材５６に嵌合された嵌合部材５８とを備える。
【００３９】
連結具５０は、連結桿５４の雄ねじ部５４ａが昇降ロッド４４ｂの雌ねじ穴に上方から螺合され、嵌合部材５８の上端部において吸着具４８の下側に取り外し可能に取り付けられる。
【００４０】
図１に示すように、カード台２０上に載置したプローブカード１２に対する、接続装置２２及び接続器４０の高さ方向の相対的位置は、カード台２０のベース板３６上に前記したθ軸線の周りに等角度間隔に配置された基準ブロック６０により規定かつ維持される。
【００４１】
各基準ブロック６０は、ベース板３６に支持された柱状のベース６０ａと、ベース６０ａから上方へ延びる状態にベース６０ａに支持された位置決めピン６０ｂとを備えている。そのような基準ブロック６０は、位置決めピン６０ｂが接続器台４２に設けられた位置決め穴４２ａに受け入れられることにより、接続器４０をプローブカード１２に対し水平方向に位置決めさせる。
【００４２】
カード台２０からベース６０ａの上端までの高さ寸法は、全ての基準ブロック６０で同じとされている。このため、接続装置２２は、これが吸着具４８に吸着されて第１の駆動装置２６により下降されたとき、接続器台４２の下面がベース６０ａの上端に当接する。それにより、カード台２０からの接続装置２２の高さ位置は一定に維持される。
【００４３】
各第１の駆動装置２６は、接続器台４２の下面を吸着具４８の上面に受け、凹所４８ａが前記した減圧タンクに連通されることにより、接続装置２２を吸着具４８の上面に吸着する。この状態で全ての第１の駆動装置２６が同期して駆動されることにより、接続装置２２はカード台２０に対し昇降される。
【００４４】
接続装置２２がカード台２０に向けて下降されるとき、各位置決めピン６０ｂは接続器台４２の位置決め穴４２ａに受け入れられる。このとき、接続装置２２がカード台２０に対し傾斜又は変位していいても、位置決めピン６０ｂが接続器台４２の位置決め穴４２ａに受け入れられることにより、接続装置２２は、カード台２０ひいてはプローブカード１２に対し、正しい姿勢に修正されると共に、正しく位置決めされる。
【００４５】
連結具５０において、連結桿５４と結合部材５６とが三次元的に相対的変位可能に頭部５４ｂに結合されていることと、結合部材５６と嵌合部材５８とが水平面内での二次元的な相対的変位可能に結合されていることとから、吸着具４８及び吸着具４８に吸着された接続装置２２は、昇降ロッド４４ｂ及びプローブカード１２に対し、前記した３つの軸線の周りに角度的回転可能であると共に、水平面内での二次元的に変位可能である。
【００４６】
上記のことから、結合部材５６と嵌合部材５８は、カード台２０に対する接続装置２２の変位を吸収することとなる。接続装置２２が基準ブロック６０によりカード台２０に対し位置決めされるとき、接続装置２２は、以下のように変位されて、カード台２０に対し正しい姿勢に修正されると共に、正しく位置決めされる。
【００４７】
接続装置２２がカード台２０に対し傾斜していると、図６（Ａ）に示すように、接続装置２２は、結合部材５６と嵌合部材５８とが連結桿５４に対し三次元的に変位することにより、カード台２０に対し平行になるように修正される。また、接続装置２２がカード台２０に対し水平面内で変位していると、図６（Ｂ）に示すように、接続装置２２は、結合部材５６と嵌合部材５８とが連結桿５４に対し水平面内で二次元的に変位することにより、カード台２０に対し移動されて、正しい位置に維持される。
【００４８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）においては、連結桿５４が結合部材５６及び嵌合部材５８に対し変位するように示しているが、実際にはシリンダ４４がカード台２０に支持されていることから、上記のように結合部材５６及び嵌合部材５８が連結桿５４に対し変位することとなる。
【００４９】
再度図１を参照するに、回路装置２４は、板状のユニット台６２と、ユニット台６２に支持された複数のテスタユニット６４とを備えており、また複数の第２の駆動装置２８を介して、カード台２０のベース板３６に対して水平に支持されている。
【００５０】
ユニット台６２は、電気絶縁材料で形成されており、また接続装置２２の第１の接続部材３８と電気的に接続可能な複数の第２の配線部材６６を有する。第２の配線部材６６は、ユニット台６２の下面から下方に突出されている。
【００５１】
各テスタユニット６４は、プローブカード１２に供給する試験用電気信号を発生し、また試験用電気信号をプローブ１６に供給したときにプローブ１６から得られる応答信号を受けてこの応答信号を処理する既知の装置である。そのようなテスタユニット６４は、一般に、試験用電気信号を発生する信号発生回路、応答信号を処理する処理回路等を備えており、またそのような各種の回路を配線基板のような複数の回路基板（図示せず）に配置し。それらの回路基板をケースに収容している。
【００５２】
図示の例では、回路装置２４は、θ軸線の周りに等角度間隔に配置された２つ以上の第２の駆動装置２８により、カード台２０に対して昇降されると共に、水平面内で二次元的に移動可能に支持されている。各第２の駆動装置２８は、カード台２０のベース板３６から上方に延在する支柱６８と、支柱６８に図示しない昇降機構により昇降可能に設けられたＬ字状のブラケット７０とにより、カード台２０に支持されている。
【００５３】
各第２の駆動装置２８は、図７及び図８に示すように、ブラケット７０に移動不能に支持されたガイド台７２と、ガイド台７２にＸ方向へ移動可能に支持されたＸスライダ７４と、Ｘスライダ７４にＹ方向へ移動可能に支持されたＹスライダ７６と、Ｙスライダ７６に支持されて、回路装置２４をカード台２０に対し昇降させる昇降機構７８とを備える。
【００５４】
ガイド台７２は、上方に開放するコ字状のブラケット７２ａをブラケット７０の上側に取り付けており、またＸ方向へ延びるＸレール７２ｂをブラケット７２ａの上側に取り付けている。
【００５５】
Ｘスライダ７４は、上方に開放するコ字状のブラケット７４ａと、ブラケット７４ａの上側に取り付けられてＹ方向へ延びるＹレール７４ｂと、Ｘレール７２ｂにＸ方向へ移動可能に嵌合されかつブラケット７２に取り付けられたガイド７４ｃとを備える。
【００５６】
Ｙスライダ７６は、板状のブラケット７６ａと、ブラケット７６ａの下側に取り付けられかつＹレール７４ｂにＹ方向へ移動可能に嵌合されたガイド７６ｂとを備える。
【００５７】
Ｘスライダ７４及びＹスライダ７６は、それぞれ、Ｘ方向へ延びる軸線の周り及びＹ方向へ延びる軸線の周りに角度的に回転しないようにガイド台７２及びＸスライダ７４に結合されている。
【００５８】
昇降機構７８は、圧力流体式ジャッキ、ねじ式ジャッキのように、駆動源７８ａと、駆動源７８ａにより上下動される昇降ロッド７８ｂとを用いた公知の機構であり、また昇降ロッド７８ｂが上下方向に延在するように駆動源７８ａにおいてＹスライダ７６のブラケット７６ａに支持されている。
【００５９】
昇降機構７８は、また、昇降ロッド７８ｂの上端部に取り付けられた連結具８０により回路装置２４のユニット台６２に、互いに交差する３つの軸線の周りに角度的回転可能に結合されている。
【００６０】
連結具８０として、例えば図５から図７に示すものと同様のものを用いることができる。しかし、第２の駆動装置２８の場合、昇降機構７８を支持するＸスライダ７４及びＹスライダ７６が水平面内で二次元的に移動可能であるから、結合部材５６と嵌合部材５８とを移動不能に結合して、ユニット台６２を水平面内における二次元的な移動を不能にしてもよい。
【００６１】
カード台２０及びプローブカード１２と、回路装置２４、特にユニット台６２との相対的位置決めは、カード台３６から上方へ延びる複数の位置決めピン８２と、接続器４２から上方へ延びる複数の位置決めピン８４とにより行われる。回路装置２４は、位置決めピン８２及び８４を受け入れる位置決め穴８６及び８８をユニット台６２に有する。
【００６２】
上記のことから、回路装置２４が位置決めピン８２及び８４によりカード台２０及び接続装置２２に対し位置決めされるとき、回路装置２４は、カード台２０及び接続装置２２に対し傾斜していても、又は水平面内で変位していても、カード台２０に対する接続装置２２と同様に、カード台２０及び接続装置２２に対して変位されて、正しい姿勢に修正され、それによって正しく位置決めされる。
【００６３】
改めて図１を参照するに、検査ステージ３０は、フレーム１８に支持されて圧力感知装置３２をＹ方向へ移動させるＹ駆動機構３０ａと、該Ｙ駆動機構３０ａに支持されて圧力感知装置３２をＸ方向へ移動させるＸ駆動機構３０ｂと、該Ｘ駆動機構３０ｂに支持されて圧力感知装置３２をＺ方向（上下方向）へ移動させるＺ駆動機構３０ｃとを備える公知の機構である。圧力感知装置３２は、Ｚ駆動機構３０ｃに支持されている。
【００６４】
図９から図１３に示すように、圧力感知装置３２は、プローブ１６の先端、すなわち針先に押圧される、金属細線から形成された感知針であるコンタクトピン２００と、コンタクトピン２００を取り外し可能に把持するチャック装置２０２と、チャック装置２０２を支持する支持装置２０４とを含む。
【００６５】
チャック装置２０２は、コンタクトピンを把持するように相寄り相離れる第1の方向（Ｙ方向又はＸ方向）に離間された一対のチャック片２０６，２０７と、チャック片２０６，２０７を第１の方向にあって相寄り相離れる方向へ移動可能に支持すると共に第１の方向へ移動させる移動装置２０８と、チャック片２０６，２０７の間に配置されて、チャック片２０６，２０７が電気的に短絡することを防止する一対の電気絶縁部材２１０とを備えており、また移動装置２０８において支持装置２０４に支持されている。
【００６６】
チャック片２０６，２０７のそれぞれは、導電性を有する台形の板状部材とされており、また厚さ方向の一方の面を対向させた状態に複数のねじ部材２１２により移動装置２０８に取り付けられている。図１５（Ｂ）に示すように、一方のチャック片２０６は他方のチャック片２０７の側に突出する突出部２０６ａを上部に有しており、他方のチャック片２０７は一方のチャック片２０６の側に突出する突出部２０７ａを下部に有する。
【００６７】
コンタクトピン２００は、下端が突出部２０７ａの上面の上向き段部に載置されて、上下方向へ延びる状態にチャック片２０６，２０７の上部により解除可能に把持されており、また先端をチャック片２０６，２０７から上方に突出させている。後に説明するように押圧力がコンタクトピン２００に作用すると、その押圧力は、コンタクトピン２００が強固に把持されていなくても、チャック片２０６，２０７に確実に伝達される。
【００６８】
電気絶縁部材２１０は、弾性変形可能のゴム材で板状に製作されており、またチャック片２０６，２０７の間にあって、チャック片２０６，２０７によるコンタクトピン２００の把持位置に関して第１の方向と交差する第２の方向における一方側及び他方側に配置されている。両電気絶縁部材２１０は、チャック片２０６，２０７のいずれか一方に取り付けられて、チャック片２０６，２０７が短絡することを常時防止している。
【００６９】
移動装置２０８は、図９から図１４に示すように、支持装置２０４に支持された厚い板状のシリンダ２１４と、シリンダ２１４に昇降可能に配置された昇降ロッド２１６と、シリンダ２１４と昇降ロッド２１６との間に配置された昇降部材２１８と、第２の方向へ延びる軸線の周りに角度的に回転可能（すなわち、揺動可能）にシリンダ２１４の上部に支持された一対の揺動部材２２０と、揺動部材２２０に結合されて、対応する揺動部材２２０の揺動運動にともなって第１の方向へ移動される一対のスライダ２２２とを備える。
【００７０】
シリンダ２１４は、図１３に示すように、内部空間２１４ａを有すると共に、上方に開放して第１の方向へ延びるコ字状の溝２１４ｂを上部に有する。溝２１４ｂは、内部空間２１４ａの上部に連通されている。昇降ロッド２１６及び昇降部材２１８の下端部は、溝２１４ｂ及び内部空間２１４ａに昇降可能に受け入れられている。
【００７１】
昇降ロッド２１６は、図示の例では、シリンダ２１４の内部空間２１４ａ内に位置するピストン２１６ａと、ピストン２１６ａから上方へ延びるロッド２１６ｂとを備える、いわゆるピストンロッドである。ロッド２１６ｂは、内部空間２１４ａから溝２１４ｂに達している。昇降ロッド２１６の上端部は、シリンダ２１４の溝２１４ｂ内に位置されている。
【００７２】
昇降部材２１８は、シリンダ２１４の内部空間２１４ａ内に位置されてロッド２１６ｂの周りに配置された筒状部２１８ａと、筒状部２１８ａの上端部から互いに反対の方向外方に延びて揺動部材２２０の下側の部位に当接する一対の延長部２１８ｂとを備える。昇降部材２１８の延長部２１８ｂも、シリンダ２１４の溝２１４ｂ内に位置されている。
【００７３】
シリンダ２１４は、昇降ロッド２１６及び昇降部材２１８をシリンダ２１４に対して昇降させる加圧流体の供給源（図示せず）と内部空間２１４ａとを接続するための穴２１４ｃ及び２１４ｄを有する。穴２１４ｃはピストン２１６ａより上方の内部空間（筒状部２１８ａ側の空間）に連通されており、穴２１４ｄはピストン２１４ａより下方の内部空間（筒状部２１８ａ側と反対の側の空間）に連通されている。
【００７４】
各揺動部材２２０は、第２の軸線の方向へ延びる枢軸２２４によりシリンダ２１４の上端部に揺動可能に取り付けられており、また揺動部材２２０の揺動中心に関して第１の方向における内側の下面部においてロッド２１６ｂの上端に当接されていると共に、前記揺動中心に関して第１の方向における外側の下面部において延長部２１８ｂの上端に当接されている。
【００７５】
各スライダ２２２は、下方に開口する凹所２２６ａを有する主部２２６と、主部２２６の上面から上方へ突出する取付部２２８とを有しており、また対応する揺動部材２２０の頂部を凹所２２２ａに受け入れて、第２の方向へ延びる結合ピン２３０により、主部２２６において対応する揺動部材２２０に結合されている。
【００７６】
両スライダ２２２は、第１の方向へ延びる共通のガイド２３２に共通に結合されている。これにより、両スライダ２２２は、第１の方向への移動は可能とされているが、第２の方向への変位は不能とされている。
【００７７】
両取付部２２８は、対応する主部２２６の上面から上方へ突出すると共に第２の方向へ延びる板の形状を有しており、また厚さ方向における一方の側面を対向させている。チャック片２０６，２０７のそれぞれは、取付部２２８の厚さ方向における他方の側面に前記したねじ部材２１２により取り付けられている。
【００７８】
図示の例では、対をなす揺動部材２２０とスライダ２２２とは、昇降ロッド２１６及び昇降部材２１８の昇降運動により相寄り相離れる方向へ移動される運動部材として作用する。
【００７９】
チャック片２０６，２０７のそれぞれには、配線２３４がねじ部材のような配線結合部材２３６により取り付けられている。各配線２３４は、試験信号用の電路の抵抗値を測定する図示しない処理回路に接続される。そのような電路は、前記した処理回路から、プローブカード１２のプローブ基板１４に設けられた内部配線、プローブ１６、コンタクトピン２００等を経て、前記した処理回路に至る。
【００８０】
上記のようなチャック装置２０２において、穴２１４ｃが加圧流体の供給源に連通されかつ穴２１４ｄが解放されると、図１３（Ａ）に示すように、昇降ロッド２１６が下降されるのに対し、昇降部材２１８が上昇される。これにより、結合ピン２３０が相寄る方向へ移動するように、両揺動部材２２０が揺動して、両スライダ２２０及びチャック片２０６，２０７が相寄る方向へ移動されて、チャック片２０６，２０７が図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにコンタクトピン２００を把持する。
【００８１】
これに対し、穴２１４ｄが加圧流体の供給源に連通され、かつ穴２１４ｄが解放されると、図１３（Ｂ）に示すように、昇降ロッド２１６が上昇されるのに対し、昇降部材２１８が下降される。これにより、結合ピン２３０が相離れる方向へ移動するように、両揺動部材２２０が揺動し、両スライダ２２０及びチャック片２０６，２０７が相離れる方向へ移動されて、チャック片２０６，２０７がコンタクトピン２００の把持を解除する。
【００８２】
上記のように昇降ロッド２１６と昇降部材２１８との昇降運動は、互いに同期してはいるものの、互いに逆とされている。これにより、両揺動部材２２０は大きく確実に揺動する。コンタクトピン２００が除去されている状態において、チャック片２０６が相寄る方向へ移動されても、チャック片２０６，２０７は、チャック片２０６，２０７の間に存在する電気絶縁部材２１０により、短絡が防止される。
【００８３】
図１１及び図１４に示すように、支持装置２０４は、チャック装置２０２のシリンダ２１４の下面を受ける上向き面２４０と、上向き面２４０から上方へ延びてチャック装置２０２のシリンダ２１４の背面が当接される前向き面２４２とを形成するように、Ｌ字状の形状を有する。
【００８４】
支持装置２０４は、また、左右に離間されたコ字状の一対のスリット２４４と、上下に離間された一対のスリット２４６とにより分割された第１及び第２の部材２５０，２５２により形成されている。スリット２４４及び２４６のそれぞれは、支持装置３２をこれの厚さ方向（第２の方向）に貫通している。
【００８５】
上下に離間されたスリット２４６のうち、上方に位置するスリット２４６は第１の方向へ延びており、下方に位置するスリット２４６は上方に開口する第１の方向へ及びコ字状に延びている。図１４の符号１４Ａで示す箇所のように、各スリット２４６の第１の方向における一端部及び他端部は二股状に分岐されており、各スリット２４４の各端部はスリット２４６の二股状分岐部の間に位置されている。
【００８６】
各スリット２４４の各端部とスリット２４６の二股状分岐部との間は、図１４の符号１４Ａで示す箇所のように、第１及び第２の部材２５０，２５２に一体的に続く薄肉部とされている。これにより、第１及び第２の部材２５０，２５２は、前記した４つの薄肉部（スリット２４４の二股状分岐部と該二股状分岐部の間に位置するスリット２４６の端部とにより形成される部位）において、上下方向への弾性変形可能に一体的に結合されている。
【００８７】
チャック装置２０２のシリンダ２１４は、その下面が上向き面２４０に載置され、シリンダ２１４の背面が前向き面２４２に当接された状態に、複数のボルト２５４により第２の部材２５２に取り付けられている。図示の例では、第１の方向に間隔をおいて第２の部材２５２を第２の方向に貫通しかつシリンダ２１４に螺合された２つのボルト２５４により、第２の部材２５２に取り付けられている。
【００８８】
コンタクトピン２００に作用する押圧力は、チャック装置２０２のチャック片２０６，２０７、スライダ２２２、シリンダ２１４を介して、支持装置２０４の第２の部材２５２に伝達される。これにより、第２の部材２５２は第１の部材２５０に対し下方へ変位される。
【００８９】
圧力センサ素子２５６は、第２の部材２５２がコンタクトピン２００に作用する押圧力により下方へ変位されたときに、その押圧力に応答するように、第１及び第２の部材２５０，２５２の間に取り付けられている。図示の例では、圧力センサ素子２５６はこれに作用する押圧力により歪みを生じる歪みセンサであり、その歪みセンサに得られる電気信号は、図示しない配線を介して図示しない検出回路に供給される。
【００９０】
上記のような圧力感知装置３２は、コンタクトピン２００が上下方向へ延びるように支持装置２０４においてステージ３０のＺ駆動機構３０ｃに取り付けられる。
【００９１】
検査装置１０において、常時は、図１に示すように、圧力感知装置３２は下降されており、また接続装置２２及び回路装置２４は、それぞれ、第１及び第２の駆動装置２６及び２８によりカード台２０及び接続装置２２に対し上方に大きく離間された位置に上昇されている。
【００９２】
上記の状態において、試験すべきプローブカード１２がカード受け部３４にセットされる。この状態で、接続装置２２が第１の駆動装置２６により下降されて、図２に示すようにプローブカード１２と電気的に接続されると共に、回路装置２４が第２の駆動装置２８により下降されて接続装置２２と電気的に接続される。接続装置２２及び回路装置２４の下降は、いずれが先であってもよいし、同時であってもよい。
【００９３】
接続装置２２は、これが下降されるとき、第１の駆動装置２６の吸着具４８に吸着されているから、強制的に引き下げられることとなる。これにより、接続装置２２を下降させる力として、第１の駆動装置２６による引き下げ力に加え、接続装置２２の自重が作用するから、接続装置２２は確実に下降されることとなる。また、接続装置２２は、これが下降されているとき、カード台２０に対し傾斜又は変位していても、第１の駆動装置２６の連結具５０及び基準ブロック６０の位置決めピン６０ｂの上記した機能により、カード台２０に対し正しい姿勢に修正されると共に、正しく位置決めされることとなる。
【００９４】
回路装置２４は、これが下降されるとき、第２の駆動装置２８の連結具８０により第２の駆動装置２８に連結されているから、回路装置２４の自重により押し下げられるのみならず、第２の駆動装置２８により強制的に引き下げられる。これにより、接続装置２２は確実に下降されることとなる。
【００９５】
また、回路装置２４は、これが下降されるとき、カード台２０及び接続装置２２に対し傾斜又は変位していても、ガイド台７２、Ｘスライダ７４、Ｙスライダ７６及び連結具８０の機能により、カード台２０及び接続装置２２に対し平行にされ、位置決めピン８２及び８４により正しく位置決めされることとなる。
【００９６】
上記の結果、プローブカード１２の各プローブ１６は、接続器４０及びユニット台６２を介して、テスタユニット６４の対応する回路に電気的に接続されることとなる。
【００９７】
上記の状態において、圧力感知装置３２がステージ３０により水平面内で移動されると共に上昇されて、コンタクトピン２００が所定のプローブ１６の針先の下方に移動されると共に、コンタクトピン２００がそのプローブ１６の針先に押圧される。この状態でテスタユニット６４からそのプローブ１６に所定の試験信号が供給され、またそのプローブ１６からの応答信号がテスタユニット６４に戻される。
【００９８】
圧力感知装置３２は、コンタクトピン２００がプローブ１６の針先に押圧されたときに、プローブ１６の針圧を、コンタクトピン２００を介して圧力センサ素子２５６に作用する圧力に対応する電気信号として検出し、出力する。このときの電気信号は、図示しない検出回路において針圧を表す針圧信号として検出される。この針圧信号は、テスタユニット６４又は他の回路に供給される。
【００９９】
テスタユニット６４又は他の回路は、プローブ１６に所定の試験信号が供給されたとき、テスタユニット６４と圧力感知装置３２のコンタクトピン２００との間の信号通路の抵抗値を測定し、測定した抵抗値、針圧、試験信号、応答信号等を用いてプローブ１６の良否を判定する。
【０１００】
圧力感知装置３２の昇降、水平面内における圧力感知装置３２の移動は、プローブ１６毎に行われる。これにより全てのプローブ１６が検査される。
【０１０１】
プローブカード１２の全てのプローブ１６の検査が終了した後、未検査の新たなプローブカード１２の試験のために、圧力感知装置３２が下降され、少なくとも接続装置２２がカード台２０に対し上昇されて、プローブカードの交換が行われる。
【０１０２】
上記の検査装置１０によれば、以下の技術的効果を奏する。
【０１０３】
コンタクトピン２００に作用する押圧力がチャック装置を介して圧力センサ素子２５６に伝達されるから、前記押圧力は、圧力センサ素子２５６の変形量に対応する電気信号として容易にかつ高精度に得ることができる。
【０１０４】
コンタクトピン２００の下端がチャック片２０７の突出部２０７ａの上面に載置されているから、押圧力がコンタクトピン２００に作用すると、その押圧力は、コンタクトピン２００が強硬に把持されていなくても、チャック片２０６，２０７に確実に伝達されて、圧力センサ素子２５６に伝達される。
【０１０５】
また、チャック片２０６，２０７が電気絶縁部材２１０により電気的に分離されているから、プローブ１６と圧力センサ素子２５６とを経る電気信号の電路の抵抗値を、チャック片２０６，２０７のそれぞれに電気信号用の配線２３４を接続して、両配線２３４を検出回路にケルビン接続の手法で接続することにより、容易にかつ高精度に得ることができる。
【０１０６】
さらに、チャック片２０６，２０７を移動装置２０８により相寄り相離れる方向に変位させることができるから、チャック片２０６，２０７を離間させた状態に維持した状態で、コンタクトピン２００の交換で行うことができ、コンタクトピン２００の交換も容易にかつ高精度に行うことができる。
【０１０７】
上記の結果、集積回路検査用プローブ１６の針圧及び抵抗値のように微少な針圧及び抵抗値を、簡単な構造で高精度に測定することができるにもかかわらず、プローブ１６に押圧されるコンタクトピン２００を容易に交換することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
なお、上記実施例において、回路装置２４を接続装置２２の上方に配置することなく、他の箇所に配置してもよい。この場合、接続装置２２と回路装置２４とはケーブルのような適宜な手段により電気的に接続される。
【０１０９】
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  検査装置
１２  プローブカード
１４  プローブ基板
１６  プローブ
１８  フレーム
２０  カード台
２２  接続装置
２４  回路装置
２６  第１の駆動装置
２８  第２の駆動装置
３０  ステージ
３２  圧力感知装置
２００  コンタクトピン
２０２  チャック装置
２０４  支持装置
２０６，２０７  チャック片
２０６ａ，２０７ａ  突出部
２０８  移動装置
２１０  電気絶縁部材
２１４  シリンダ
２１６  昇降ロッド
２１８  昇降部材
２１８ａ  筒状部
２１８ｂ  延長部
２２０  揺動部材（運動部材）
２２２  スライダ（運動部材）
２２４  枢軸
２２６  主部
２２８  取付部
２３０  結合ピン
【図１】
0005462060.tif 000002
【図２】
0005462060.tif 000003
【図３】
0005462060.tif 000004
【図４】
0005462060.tif 000005
【図５】
0005462060.tif 000006
【図６】
0005462060.tif 000007
【図７】
0005462060.tif 000008
【図８】
0005462060.tif 000009
【図９】
0005462060.tif 000010
【図１０】
0005462060.tif 000011
【図１１】
0005462060.tif 000012
【図１２】
0005462060.tif 000013
【図１３】
0005462060.tif 000014
【図１４】
0005462060.tif 000015
【図１５】
0005462060.tif 000016
【図１６】
0005462060.tif 000017