(57)【要約】【課題】テストヘッド等の重量物の重心及び旋回支点の軸線上間が短縮され、かつ旋回アーム及び駆動装置が重量物の旋回支点の軸線方向の長さを短く構成すると共にコンパクトな重量物の旋回装置の技術を提供する。【解決手段】制御装置１２は架台３上に支持台１３を固定する。後段減速機２６の前面には前段減速機としての直交軸型減速機６を配備している。該直交軸型減速機６は、その出力軸が後段減速機としての遊星歯車式減速機の軸線Ａ上であって、その入力軸が該軸線Ａと直交する構成を有する。該直交軸型減速機６はハイポイド減速機やウオームギヤ付減速機等で構成する。モータ１６は、前記直交軸型減速機６の下面に配置した構成にしてあり、その下端部は前記架台３内に介装している。そして、該モータ１６のモータ軸は前記直交軸型減速機６のハイポイドギヤやウオームホイール等でなるギヤ部に連結されている。【選択図】図１
2006098388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに前記重量物に結合され前記旋回支点の前記軸線上より前記重量物側に位置し該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする重量物の旋回装置。
【請求項２】
前記駆動装置を固定する支持台並びに該支持台を載置する架台を備え、該架台に凹部を形成して該凹部にモータを収容したことを特徴とする請求項１記載の重量物の旋回装置。
【請求項３】
重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする重量物の旋回装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスのような被検査体の電気的特性を測定するプローブ装置等に適用され、テストヘッド等の重量物を旋回する重量物の旋回装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の検査装置例えば、プローブ装置は、半導体ウエハを１枚ずつ搬送する搬送機構を有するローダ部と半導体ウエハを連続的に電気的検査を行うプローバ部とを備えている。このプローバ部は、前記搬送機構との間で半導体ウエハを１枚ずつ授受する載置台と、この載置台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブカードとテスタ間を電気的に中断するテストヘッドとを備えている。テストヘッドは、テストヘッド枠及びヒンジを介して回転軸に固定され、この回転軸を中心にプローブ装置本体とメンテナンスエリアとの間で例えば、１８０°旋回可能になっている。近年、テストヘッドの大型化が進み、重量は６００〜８００ｋｇとなってきている。このような重量物であるテストヘッドを旋回させるためにはモータを用いられることが多い。そして、叙上した従来の技術と略同一内容の技術については特開平９−２９８２２４号の公開特許公報に開示されている。
【特許文献１】特開平９−２９８２２４号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のプローブ装置等の検査装置のようにモータと歯車でテストヘッドの重量を支える構造では、モータの駆動力を伝達する歯車が大形化し、歯車も多段構成となり装置が複雑になり高コスト化する。また、大形化した歯車の回りをテストヘッドが旋回するため旋回半径を短縮できず、プローブ装置の設置スペースを大きくさせるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、大形歯車を使用することなく駆動装置の回転軸の軸線方向の長さを短くし、部品点数の少ない重量物旋回装置を提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【０００５】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに前記重量物に結合され前記旋回支点の前記軸線上より前記重量物側に位置し該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明に於いて、前記駆動装置を固定する支持台並びに該支持台を載置する架台を備え、該架台に凹部を形成して該凹部にモータを収容したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明によれば、重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る重量物の旋回装置は、叙上の構成を有するので次の効果がある。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに前記重量物に結合され前記旋回支点の前記軸線上より前記重量物側に位置し該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする重量物の旋回装置を提供する。
このような構成としたので、駆動装置の回転軸の軸線方向の長さを短くし、該駆動装置の軸線方向空間部位を確保でき、且つ旋回アーム及び駆動装置が重量物の旋回支点の軸線方向幅内に位置するコンパクトな重量物の旋回装置にできる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、前記駆動装置を固定する支持台並びに該支持台を載置する架台を備え、該架台に凹部を形成して該凹部にモータを収容したことを特徴とする請求項１記載の重量物の旋回装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１記載の効果に加え、さらに重量物の旋回装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、重量物に結合されて軸線上の旋回支点周りに旋回する旋回アームと該旋回アームを旋回駆動させる駆動装置とを備える重量物の旋回装置において、前記駆動装置は固定部、回転入力部、前記旋回支点の前記軸線上に対して直交する直交平面を有する回転出力部及び前記固定部と前記回転出力部との間に配設した一対のころがり軸受を有する遊星歯車式減速機と、出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線上でかつ入力軸がその軸線と直交する直交軸型減速機と、該直行平面と平行にモータ軸が配置されたモータとを備え、前記旋回アームは前記回転出力部の前記平面に結合される第１平面並びに該第１平面と直交する第２平面を備え、前記旋回アーム及び前記駆動装置が前記重量物の前記旋回支点の前記軸線方向幅内に配設されていることを特徴とする重量物の旋回装置を提供する。
このような構成としたので、駆動装置の回転軸の軸線方向の長さを短くし、該駆動装置の軸線方向空間部位を確保でき、且つ旋回アーム及び駆動装置が重量物の旋回支点の軸線方向幅内に位置するコンパクトな重量物の旋回装置にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る重量物の旋回装置の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
プローブ装置１は、例えば図１に示すように、被検査体例えば半導体ウエハの電気的検査を行うプローバ部を構成するプローブ装置本体（以下、単に「装置本体」と称す。）２と、この装置本体２の左側に隣接させて配設された架台３と、この架台３によって装置本体２とメンテナンスエリア４との間でほぼ１８０°旋回する重量物としてのテストヘッド５、接続リング８とを備えて構成されている。また、装置本体２の右隣には半導体ウエハをカセット単位で収納し、このカセットから半導体ウエハを１枚ずつプローバ部へロード、アンロードする半導体ウエハ搬送装置９が配設されている。
【００１４】
また、装置本体２の天面を形成するヘッドプレート１０の中央孔（図示せず）にはプローブカード（図示せず）が設けられ、テストヘッド５が装置本体２上に旋回し位置決めされた時に上記テストヘッド５が接続リング８を介してプローブカード上面の接続端子と電気的に接続するようにしている。従って、例えばプローブ装置１は、テスタからのテスト信号をテストヘッド５、プローブカードのプローブ針を介して載置台上の半導体ウエハの電極で受信し、半導体ウエハの各ＩＣチップの電気的検査を行うようにしている。
【００１５】
上記テストヘッド５は、図２に示すように第１平面１１ａと該第１平面１１ａに直交する第２平面１１ｂを備えた旋回アーム１１を介して駆動装置１２の回転軸に固定され、この回転軸を介して旋回可能にしてある。前記旋回アーム１１は、重量物としてのテストヘッド５に結合されて駆動装置１２の回転軸の軸線Ａ上の旋回支点周りに旋回する。該駆動装置１２は該旋回アーム１１を旋回駆動させ、架台３の上面に支持台１３を介して設置されている。この支持台１３は上記駆動装置１２又は該駆動装置１２に収容している遊星歯車式減速機の固定部、つまり、固定ケース２８の取付平坦面に取付けられる第１取付面１３ａと、該第１取付面１３ａに直交する第２取付面１３ｂと、前記第１取付面１３ａの外方両端部と前記第２取付面１３ｂの外方両端部とを接続する一対のリブ部１３ｃ、１３ｃとを有している。
【００１６】
また、前記駆動装置１２又は該駆動装置１２に収容している後段減速機２６としての遊星歯車式減速機の固定部つまり固定ケース２８の前記取付平坦面の外径部は上記一対のリブ部１３ｃ、１３ｃ側に切断部２８ａ、２８ａを形成している。これは、遊星歯車式減速機の固定部つまり固定ケース２８の取付平坦面外径部の一対のリブ部１３ｃ、１３ｃ側を短く切断しているので旋回アーム１１の第２平面１１ｂ及び旋回支点の軸線Ａ上間が長くなることなく、すなわちテストヘッド５等の重量物の旋回半径を増やすことなく、支持台１３の第１取付面１３ａ及び第２取付面１３ｂを一対のリブ部１３ｃ、１３ｃにより補強することができ、支持台１３を強固とすることができる。
【００１７】
図中、１４は内部に制御装置を収容した架台３を設置する設置台である。１５、１５はボルトであり、前記第２取付面１３ｂに形成したやや長径の図２、図３に示すバカ穴１５ａ、１５ａに挿入して第２取付面１３ｂを左右前後に位置決めして該架台３上に支持台１３を固定する。前記後段減速機２６の前面には前段減速機としての直交軸型減速機６を配備している。該直交軸型減速機６は、その出力軸が前記遊星歯車式減速機の軸線Ａ上であって、その入力軸が該軸線Ａと直交する構成を有する。該直交軸型減速機６はハイポイド減速機やウオームギヤ付減速機等で構成する。１６はモータであって、前記直交軸型減速機６の下面に配置した構成にしてあり、その下端部は前記架台３内に介装している。そして、該モータ１６のモータ軸は前記直交軸型減速機６のハイポイドギヤやウオームホイール等でなるギヤ部に連結されている。上記架台３の上面３ａには穴を含む凹部３ｂを形成し、この凹部３ｂに前記駆動装置１２の一部、つまり上記モータ１６を収容している。
【００１８】
図２及び図３に示すように前記駆動装置１２の回転出力部には、前記旋回アーム１１の第１平面１１aを取付けている。旋回アーム１１の該第２平面１１ｂ側の部位には図５及び図８に示すように、例えば４列の長孔１１ｃ、１１ｃ…を穿設し、この長孔１１ｃ、１１ｃ…にボルト（図示せず）を螺合して、旋回アーム１１はテストヘッド５の位置に対して上下位置を調整してテストヘッド５に固定される。
【実施例１】
【００１９】
次に、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例１について図４及び図５に基づき詳細に説明する。
前記駆動装置１２は、大概してモータ１６と、このモータ１６の駆動により減速回転する前段減速機構と、該前段減速機構に連結する後段減速機構としての後段減速機２６とで構成されており、上記前後段減速機構は単一の減速機構でもよいが上記モータ１６の回転軸速度を第１減速する前段減速機構と該前段減速機構による回転軸速度を更に第２減速する後段減速機構で構成する。
【００２０】
図に示す実施例１の駆動装置１２はこれに収容した減速機構は後段減速機２６としての遊星歯車式減速機及び前段減速機構としてのハイポイド減速機１７を配備した構成例である。
１６はモータであって、円筒状の固定子としてのモータケース１６ａと、回転自在に支持されかつ上記前段減速機構の入力軸としてのモータ軸１６ｂと、該モータ軸１６ｂの先端部に形成されたハイポイドピニオン１６ｃとを有している。該ハイポイドピニオン１６ｃは、後記ハイポイド減速機１７の下部１７ｂの貫通孔１７ｃに突入している。該貫通孔１７ｃはハイポイドピニオンの軸受２５を備え、ハイポイドピニオン１６ｃを回転自在にしている。１７は前段減速機構としてのハイポイド減速機であって、略矩形の箱状のギヤケース１７ａを備え、その後面１７ｅは、後段減速機２６の連結部材２７の前壁２７ａにボルトと穴による係合手段２７ｃ等により固定されている。該ギヤケース１７ａの下部１７ｂはボルト１８、１８により前記モータケース１６ａを固定している。
上記ハイポイド減速機１７は前記ハイポイドピニオン１６ｃに噛み合うハイポイドギヤ１９を備え、このハイポイドギヤ１９の一方は、後段減速機２６のロータ軸２６ａに連結し、その他方は、ピニオン軸１９ａを連結している。そのピニオン軸１９ａの前端は、ブラケットとしてのギヤケース１７ａの前面１７ｆに配備した軸受１７ｄに軸着され、該ハイポイドギヤ１９を回転自在にしている。
【００２１】
次に、後段減速機２６について説明する。
後段減速機２６は、主として内周部に内歯としての複数の内歯ピン３０ｃ２を有した固定ケースとしての円筒状の内歯歯車体２８と、該内歯歯車体２８の内歯ピン３０ｃ２にペリトロコイド歯形の外歯が噛み合い偏心揺動運動する一対の外歯歯車３０ｃと、回転入力部としての前記ロータ軸２６ａに形成されたピニオンギヤ２６ｂと、回転出力部としてのシャフト２９と、前記内歯歯車体２８と前記シャフト２９間に配設した前段、後段の一対のころがり軸受としてのメイン軸受３０ａ、３０ｂを有した遊星歯車式減速機３１で構成されている。前記ロータ軸２６ａは前記ハイポイドギヤ１９の一方側に結合されている。
上記シャフト２９は前段のメイン軸受３０ａを外周面が係合する第１端板２９ａと、前記内歯歯車体２８に遊嵌した柱部２９ｂを有し後段のメイン軸受３０ｂを外周面が係合する第２端板２９ｃとで構成している。上記内歯歯車体２８の前面は段差状に形成された筒状の連結部材２７をボルト２７ｂにより隣接結合している。
【００２２】
そして、第１端板２９ａ及び柱部２９ｂを有する第２端板２９ｃは、それらに形成された軸穴２９ｄに係入されたテーパーピン（図示せず）及びボルト３２により隣接結合している。前段ピニオンギヤ２６ｂにはクランク軸２９ｆに備えた平歯車２９ｇが噛み合っている。該クランク軸２９ｆは前記第１端板２９ａ及び第２端板２９ｃに回転自在に支持されると共に前記外歯歯車３０ｃにニードル軸受け３０ｃ１を介して係合している。前記ロータ軸２６ａの回転は、ピニオンギヤ２６ｂ及び平歯車２９ｇ間で減速され、クランク軸２９ｆに伝達される。該クランク軸２９ｆの回転は前記外歯歯車３０ｃを偏心揺動させ、前記シャフト２９を減速出力回転させる。後段減速機２６の減速比は例えば、約１／１００に設定している。
尚、図中２４は上記連結部材２７の軸心部に備えたロータ軸の軸受であって、ロータ軸２６ａを回転自在に構成している。
【００２３】
而して、第２端板２９ｃの前記旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ上に対して直交する直交平面２９ｉには、前記旋回アーム１１がボルト（図示せず）で結合されている。
また、旋回アーム１１は回転出力部としてのシャフト２９すなわち第２端板２９ｃの平面に結合される第１平面１１ａと上記テストヘッド５等で構成される重量物に結合され旋回支点の前記軸線Ａ上より重量物側に位置する上記第１平面１１ａと直交する第２平面１１ｂを備えてなる。そして、図２に示すように上記旋回アーム１１及び上記駆動装置１２は、旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ方向に於ける重量物であるテストヘッド５の幅Ｄ内に配設している。
尚、一点鎖線Ｃは上記重量物すなわち、テストヘッド５の軸線Ａ方向に於ける中心位置を示す。このようにしたのでテストヘッド５等の重量物の重心及び旋回支点の軸線Ａ上間が短縮され、かつ旋回アーム１１及び駆動装置１２が重量物の旋回支点の軸線Ａ方向幅Ｄ内に位置するコンパクトな重量物の旋回装置を構成できる。
【００２４】
ここに於いて、テストヘッド５等の重量物の上記旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ方向中心位置Ｃが前記一対のメイン軸受のうち回転出力部の直交平面側に位置する一方のメイン軸受３０ｂと該メイン軸受３０ｂとの軸接触角α（°）のラインＢ及び前記旋回支点の軸線Ａ上が交差する交差点Ｐと距離Ｌの間に設定する。ここで接触角α（°）は３５（°）〜４５（°）に設定すると好適であることが判明した。
このように構成したので、テストヘッド５等の重量物を片持ちで支持できかつ重量物を安定して旋回させることができた。
【００２５】
また、前記旋回アーム１１の第１平面１１ａ側には、図４に示すようにやや長径のボルト挿入孔１１ｄ、１１ｄ…を所望間隔を有して周設配備し、このボルト挿入孔１１ｄ、１１ｄ…に図５に示すボルト１１ｅ、１１ｅ…を軸孔２９ｅに係入して螺合し、上記駆動装置１２の回転方向への位置決め上下又は左右方向の移動を調整して上記旋回アーム１１に固定する。尚、発明を実施するための最良の形態の項で述べたが、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例１に於いても、上記架台３の上面３ａには凹部３ｂを形成し、この凹部３ｂ又は穴に前記駆動装置１２の一部、つまり上記モータ１６を収容している。
【００２６】
次に、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例１の動作を説明する。
テストヘッド５等の重量物が図に示すように実線で示す位置と仮想線で示す位置との間を旋回駆動させるように、該モータ１６は高速回転する。而して、モータ軸１６ｂはモータケース１６ａの内側を高速回転する。該モータ軸１６ｂの先端部に形成されたハイポイドピニオン１６ｃが、前段減速機構としてのハイポイド減速機１７のハイポイドギヤ１９と噛み合い係合し、このハイポイドギヤ１９に回転力が伝達され、該ハイポイドギヤ１９の回転動作により回転出力部としてのロータ軸２６ａを減速回転させる。そして、該ハイポイド減速機１７によりモータ１６の回転速度を例えば約１／６０に減速する。
【００２７】
次に、上述から第１段に減速されたハイポイドギヤ１９の回転力が回転入力部としてのロータ軸２６ａに伝達され、該ロータ軸２６ａは前段減速機構としてのハイポイド減速機１７により減速された速度で回転する。ロータ軸２６ａの後端に形成されたピニオンギヤ２６ｂと噛合い係合した平歯車２９ｇに回転力が伝達され、この平歯車２９ｇの回転により略中央にクランク部分２９ｈを有するクランク軸２９ｆは平歯車２９ｇの前面に隣接配置されたころがり軸受３０ｅ及び３０ｄに支持されつつ回転する。このクランク軸２９ｆの回転力が隣接した２列で構成された外歯歯車３０ｃ、３０ｃに伝達され、この外歯歯車３０ｃ、３０ｃの回転動作により回転出力部としてのシャフト２９の第１端板２９ａ及び柱部２９ｂを有した第２端板２９ｃを更に減速回転させる。そして、該第２端板２９ｃは、ボルト１１ｅ、１１ｅ…により旋回アーム１１の第１平面１１ａに隣接結合されており、該旋回アーム１１を減速駆動する。
【００２８】
而して、テストヘッド５等の重量物は、モータ１６の回転位置や速度を検出しながら調整し、図１に仮想線で示す位置から実線で示す位置まで約１８０°旋回駆動する。そして、テストヘッド５が接続リング８を介してプローブカード上面の接触子と電気的に接続し、プローブ装置１はテスタからのテスト信号をテストヘッド５、プローブカードのプローブ針を介して載置台上の半導体ウエハの電極で受信し、半導体ウエハの各ＩＣチップの電気的検査を行う。
かくして上記後段減速機２６は、前段減速機としてのハイポイド減速機１７の回転速度を例えば、約１／１００に減速し、モータ１６の回転速度を例えば、約１／６０００に減速する。そして、二段減速機構で高減速比を得ているので、前・後段減速機１７、２６及びモータ１６の外径を小さくできる。従って、テストヘッド５等の重量物の旋回半径をさらに小さくできる。この減速比の値は上記遊星歯車式減速機３１の内部構成要素又は部材の設計寸法や形状等を適宜設定することにより選定できる。さらに、上記駆動装置１２に於ける軸線Ａ方向の長さを短く設定すると共にコンパクト化する。
本発明としては、上述したロータ軸２６ａを上述した旋回アーム１１に固定することにより前段のみの単一の減速機で重量物の旋回装置を構成することもできる。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例２について図６ないし図８に基づき詳細に説明する。
図に示す実施例２の駆動装置１２はこれに収容した減速機構は後段減速機２６としての遊星歯車式減速機及び前段減速機構としてのウオームギヤ付減速機２０を配備した構成例である。該ウオームギヤ付減速機２０は直交軸型減速機の一種である。
１６はモータであって、円筒状の固定子としてのモータケース１６ａと、回転自在に支持されかつ上記前段減速機構の入力軸としてのモータ軸１６ｂと、該モータ軸１６ｂの先端部に連結されたウオームピニオン軸２２とを有している。該ウオームピニオン軸２２は、後記ウオームギヤ付減速機２０の下部２０ｂの軸孔２０ｃに貫入している。２０は前段減速機構としてのウオームギヤ付減速機であって、略矩形の箱状のギヤケース２０ａを備え、その後面２０ｅは、後段減速機２６の連結部材２７の前壁２７ａにボルトと穴による係合手段２７ｃや両部材の噛み合わせ等により固定されている。該ギヤケース２０ａの下部２０ｂは前記モータケース１６ａを固定している。
上記ウオームギヤ付減速機２０は前記ウオームピニオン２３に噛み合うウオームホイール２１を備え、このウオームホイール２１の一方は、後段減速機２６のロータ軸２６ａに連結し、その他方は、ウオームホイール軸２１ａを連結している。そのウオームホイール軸２１ａの前端は、ブラケットとしてのギヤケース２０ａの前面２０ｆに配備した軸受２０ｄに軸着され、該ウオームホイール２１を回転自在にしている。
尚、上記ウオームピニオン軸２２は、ギヤケース２０ａの上部２０ｇ及び下部２０ｂにそれぞれ軸受２０ｈ、２０ｉを配備し、回転自在に支持されている。ここに於いて、入力軸としてのモータ軸１６ｂからの回転力を後段減速機２６に確実に伝達すると共に該後段減速機２６からの回転力が該モータ軸１６ｂに伝達するのを防止するいわゆるセルフロック機能を備え、保守作業における安全性を向上させることができる。
【００３０】
次に、後段減速機２６について説明する。
後段減速機２６は、主として内周部に内歯としての複数の内歯ピン３０ｃ２を有した固定ケースとしての円筒状の内歯歯車体２８と、該内歯歯車体２８の内歯ピン３０ｃ２にペリトロコイド歯形の外歯が噛み合い偏心揺動運動する一対の外歯歯車３０ｃと、回転入力部としての前記ロータ軸２６ａに形成されたピニオンギヤ２６ｂと、回転出力部としてのシャフト２９と、前記内歯歯車体２８と前記シャフト２９間に配設した前段、後段の一対のころがり軸受としてのメイン軸受３０ａ、３０ｂを有した遊星歯車式減速機３１で構成されている。前記ロータ軸２６ａは前記ウオームホイール２１の一方側に結合されている。
上記シャフト２９は前段のメイン軸受３０ａを外周面が係合する第１端板２９ａと、前記内歯歯車体２８に遊嵌した柱部２９ｂを有し後段のメイン軸受３０ｂを外周面が係合する第２端板２９ｃとで構成している。上記内歯歯車体２８の前面は段差状に形成された筒状の連結部材２７をボルト２７ｂにより隣接結合している。
【００３１】
そして、第１端板２９ａ及び柱部２９ｂを有する第２端板２９ｃは、それらに形成された軸穴２９ｄに係入されたテーパーピン（図示せず）及びボルト３２により隣接結合している。前段ピニオンギヤ２６ｂにはクランク軸２９ｆに備えた平歯車２９ｇが噛み合っている。該クランク軸２９ｆは前記第１端板２９ａ及び第２端板２９ｃに回転自在に支持されると共に前記外歯歯車３０ｃにニードル軸受け３０ｃ１を介して係合している。前記ロータ軸２６ａの回転は、ピニオンギヤ２６ｂ及び平歯車２９ｇ間で減速され、クランク軸２９ｆに伝達される。該クランク軸２９ｆの回転は前記外歯歯車３０ｃを偏心揺動させ、前記シャフト２９を減速出力回転させる。後段減速機２６の減速比は例えば、約１／１００に設定している。
【００３２】
而して、第２端板２９ｃの前記旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ上に対して直交する直交平面２９ｉには、前記旋回アーム１１がボルト（図示せず）で結合されている。
また、旋回アーム１１は回転出力部としてのシャフト２９すなわち第２端板２９ｃの平面に結合される第１平面１１ａと上記テストヘッド５等で構成される重量物に結合され旋回支点の前記軸線Ａ上より重量物側に位置する上記第１平面１１ａと直交する第２平面１１ｂを備えてなる。そして、図２に示すように上記旋回アーム１１及び上記駆動装置１２は、旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ方向に於ける重量物であるテストヘッド５の幅Ｄ内に配設している。
尚、一点鎖線Ｃは上記重量物すなわち、テストヘッド５の軸線Ａ方向に於ける中心位置を示す。このようにしたのでテストヘッド５等の重量物の重心及び旋回支点の軸線Ａ上間が短縮され、かつ旋回アーム１１及び駆動装置１２が重量物の旋回支点の軸線Ａ方向幅Ｄ内に位置するコンパクトな重量物の旋回装置を構成できる。
【００３３】
ここに於いて、テストヘッド５等の重量物の上記旋回アーム１１の旋回支点の軸線Ａ方向中心位置Ｃが前記一対のメイン軸受のうち回転出力部の直交平面側に位置する一方のメイン軸受３０ｂと該メイン軸受３０ｂとの軸接触角α（°）のラインＢ及び前記旋回支点の軸線Ａ上が交差する交差点Ｐと距離Ｌの間に設定する。ここで接触角α（°）は３５（°）〜４５（°）に設定すると好適であることが判明した。
このように構成したので、テストヘッド５等の重量物を片持ちで支持できかつ重量物を安定して旋回させることができた。
【００３４】
また、前記旋回アーム１１の第１平面１１ａ側には、図６に示すようにやや長径のボルト挿入孔１１ｄ、１１ｄ…を所望間隔を有して周設配備し、このボルト挿入孔１１ｄ、１１ｄ…に図８に示すボルト１１ｅ、１１ｅ…を軸孔２９ｅに係入して螺合し、上記駆動装置１２の回転方向への位置決め上下又は左右方向の移動を調整して上記旋回アーム１１に固定する。尚、発明を実施するための最良の形態の項で述べたが、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例２に於いても、上記架台３の上面３ａには凹部３ｂを形成し、この凹部３ｂ又は穴に前記駆動装置１２の一部、つまり上記モータ１６を収容している。
【００３５】
次に、本発明に係る重量物の旋回装置の実施例２の動作を説明する。
テストヘッド５等の重量物が図に示すように実線で示す位置と仮想線で示す位置との間を旋回駆動させるように、該モータ１６は高速回転する。而して、モータ軸１６ｂはモータケース１６ａの内側を高速回転する。該モータ軸１６ｂの先端部に固定されたウオームピニオン軸２２に固定されたウオームピニオン２３が、前段減速機構としてのウオームギヤ付減速機２０のウオームホイール２１と噛み合い係合し、このウオームホイール２１に回転力が伝達され、該ウオームホイール２１の回転動作により回転出力部としてのロータ軸２６ａを減速回転させる。そして、該ウオームギヤ付減速機２０によりモータ１６の回転速度を例えば約１／６０に減速する。
【００３６】
次に、上述から第１段に減速されたウオームホイール２１の回転力が回転入力部としてのロータ軸２６ａに伝達され、該ロータ軸２６ａは前段減速機構としてのウオームギヤ付減速機２０により減速された速度で回転する。ロータ軸２６ａの後端に形成されたピニオンギヤ２６ｂと噛合い係合した平歯車２９ｇに回転力が伝達され、この平歯車２９ｇの回転により略中央にクランク部分２９ｈを有するクランク軸２９ｆは平歯車２９ｇの前面に隣接配置されたころがり軸受３０ｅ及び３０ｄに支持されつつ回転する。このクランク軸２９ｆの回転力が隣接した２列で構成された外歯歯車３０ｃ、３０ｃに伝達され、この外歯歯車３０ｃ、３０ｃの回転動作により回転出力部としてのシャフト２９の第１端板２９ａ及び柱部２９ｂを有した第２端板２９ｃを更に減速回転させる。そして、該第２端板２９ｃは、ボルト１１ｅ、１１ｅ…により旋回アーム１１の第１平面１１ａに隣接結合されており、該旋回アーム１１を減速駆動する。
【００３７】
而して、テストヘッド５等の重量物は、モータ１６の回転位置や速度を検出しながら調整し、図１に仮想線で示す位置から実線で示す位置まで約１８０°旋回駆動する。そして、テストヘッド５が接続リング８を介してプローブカード上面の接触子と電気的に接続し、プローブ装置１はテスタからのテスト信号をテストヘッド５、プローブカードのプローブ針を介して載置台上の半導体ウエハの電極で受信し、半導体ウエハの各ＩＣチップの電気的検査を行う。
かくして上記後段減速機２６は、前段減速機としてのウオームギヤ付減速機２０の回転速度を例えば、約１／１００に減速し、モータ１６の回転速度を例えば、約１／６０００に減速する。そして、二段減速機構で高減速比を得ているので、前・後段減速機２０、２６及びモータ１６の外径を小さくできる。従って、テストヘッド５等の重量物の旋回半径をさらに小さくできる。この減速比の値は上記遊星歯車式減速機３１の内部構成要素又は部材の設計寸法や形状等を適宜設定することにより選定できる。さらに、上記駆動装置１２に於ける軸線Ａ方向の長さを短く設定すると共にコンパクト化する。
本発明としては、上述したロータ軸２６ａを上述した旋回アーム１１に固定することにより前段のみの単一の減速機で重量物の旋回装置を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る重量物の旋回装置の実施の形態の好適な例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る重量物の旋回装置の実施の形態の好適な例を示すものであって、前記図１の平面図である。
【図３】本発明に係る重量物の旋回装置の実施の形態の好適な例を示すものであって、架台及び駆動装置を示す前記図２の矢視Ｅ方向から見た側面図である。
【図４】本発明に係る重量物の旋回装置の実施例１を示すものであって、その垂直断面図である。
【図５】本発明に係る重量物の旋回装置の実施例１を示すものであって、前記図１の矢視Ｆ方向から見た側面図である。
【図６】本発明に係る重量物の旋回装置の実施例２を示すものであって、その垂直断面図である。
【図７】図６の矢視Ｇ−Ｇ方向の断面図である。
【図８】本発明に係る重量物の旋回装置の実施例２を示すものであって、前記図１の矢視Ｆ方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１        プローブ装置
２        プローブ装置本体
３        架台
３ａ      架台の上面
３ｂ      架台の凹部（穴）
４        メンテナンスエリア
５        テストヘッド
６        直交軸型減速機（前段減速機構）
８        接続リング
９        半導体ウエハ搬送装置
１０      ヘッドプレート
１１      旋回アーム
１１ａ    旋回アームの第１平面
１１ｂ    旋回アームの第２平面
１１ｃ    旋回アームの長孔
１１ｄ    旋回アームのボルト挿入孔
１１ｅ    旋回アームのボルト
１２      駆動装置
１３      支持台
１３ａ    支持台の第１取付面
１３ｂ    支持台の第２取付面
１３ｃ、１３ｃ  支持台の一対のリブ部
１４      設置台
１５、１５  ボルト
１５ａ、１５ａ  バカ穴
１６      モータ
１６ａ    モータケース
１６ｂ    モータ軸
１６ｃ    ハイポイドピニオン
１７      ハイポイド減速機（前段減速機構）
１７ａ    ハイポイド減速機のギヤケース
１７ｂ    ギヤケースの下部
１７ｃ    ギヤケースの貫通孔
１７ｄ    ギヤケースの軸受
１７ｅ    ギヤケースの後面
１７ｆ    ギヤケースの前面
１８、１８  ボルト
１９      ハイポイドギヤ
１９ａ    ハイポイドギヤのピニオン軸
２０      ウオームギヤ付減速機（前段減速機構）
２０ａ    ギヤケース
２０ｂ    ギヤケースの下部
２０ｃ    ギヤケースの軸孔
２０ｄ    ギヤケースの軸受
２０ｅ    ギヤケースの後面
２０ｆ    ギヤケースの前面
２０ｇ    ギヤケースの上部
２０ｈ    ギヤケースの軸受
２０ｉ    ギヤケースの軸受
２１      ウオームホイール
２２      ウオームピニオン軸
２３      ウオームピニオン
２４      ロータ軸の軸受
２５      ハイポイドピニオンの軸受
２６      後段減速機
２６ａ    後段減速機のロータ軸
２６ｂ    ロータ軸のピニオンギヤ
２７      連結部材
２７ａ    連結部材の前壁
２７ｂ    連結部材のボルト
２７ｃ    係合手段
２８      後段減速機の固定ケース（内歯歯車体）
２９      後段減速機のシャフト
２９ａ    シャフトの第１端板
２９ｂ    シャフトの柱部
２９ｃ    シャフトの第２端板
２９ｄ    シャフトの柱部の軸孔
２９ｅ    シャフトの柱部の軸孔
２９ｆ    シャフトのクランク軸
２９ｇ    平歯車
２９ｈ    クランク軸のクランク部
２９ｉ    シャフトの直交平面
３０ａ    メイン軸受
３０ｂ    メイン軸受
３０ｃ    外歯歯車
３０ｃ１  内歯歯車体のニードル軸受
３０ｃ２  内歯歯車体の内歯ピン
３０ｄ    ころがり軸受
３０ｅ    ころがり軸受
３１      遊星歯車式減速機
３２      シャフトのボルト
Ａ        駆動装置の回転軸の軸線
Ｂ        メイン軸受の軸接触角（α°）ライン
Ｃ        重量物の軸Ａ線方向中心位置
Ｄ        重量物の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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