(57)【要約】【課題】結合部試験機械の照明問題に有用な解決法を提供すること。【解決手段】一つの観点において、試験のために結合部を支持するためのステージと、結合部試験の間に前記結合部に接触するように構成された試験ツールチップを有する試験ツールと、前記ステージと前記試験ツールとの間に接続され、前記結合部試験の間に前記ステージと前記試験ツールとの間の相対移動を提供するように構成された駆動機構と、前記試験ツールに対して固定された１または複数の光源と、前記試験ツールに対して固定され、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに向けるように構成された光案内部と、を備えたことを特徴とする結合部試験装置が提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験のために結合部を支持するためのステージと、
結合部試験の間に前記結合部に接触するように構成された試験ツールチップを有する試験ツールと、
前記ステージと前記試験ツールとの間に接続され、前記結合部試験の間に前記ステージと前記試験ツールとの間の相対移動を提供するように構成された駆動機構と、
前記試験ツールに対して固定された１または複数の光源と、
前記試験ツールに対して固定され、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに向けるように構成された光案内部と、
を備えたことを特徴とする結合部試験装置。
【請求項２】
前記光案内部は、前記試験ツールチップ上に光を焦点合わせするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の結合部試験装置。
【請求項３】
前記光案内部は、管状である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の結合部試験装置。
【請求項４】
前記光案内部は、前記試験ツールチップに向けて先細状である
ことを特徴とする請求項３に記載の結合部試験装置。
【請求項５】
前記光案内部は、前記試験ツールの少なくとも一部を取り囲んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項６】
更にロードセルカートリッジを備え、
前記試験ツールは、前記ロードセルカートリッジに固定されて当該ロードセルカートリッジから延在しており、
前記１または複数の光源は、前記ロードセルカートリッジ内に収容されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項７】
前記光案内部は、前記ロードセルカートリッジに固定されている
ことを特徴とする請求項６に記載の結合部試験装置。
【請求項８】
前記光案内部は、機械式インターロックによって、前記ロードセルカートリッジに固定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の結合部試験装置。
【請求項９】
前記光案内部は、成型プラスチック材料から形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項１０】
前記１または複数の光源は、複数の異なる光源を有している
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項１１】
前記１または複数の光源は、少なくとも１つの強度可変の光源を有している
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項１２】
前記１または複数の光源は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の結合部試験装置。
【請求項１３】
結合部試験装置のためのカートリッジであって、
結合部試験の間に結合部に接触するように構成された試験ツールチップを有する試験ツールと、
前記試験ツールに固定された１または複数の光源と、
前記試験ツールに固定され、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに向けるように構成された光案内部と、
を備えたカートリッジ。
【請求項１４】
結合部試験装置のための光案内部であって、
試験ツールの周囲に適合されるように構成された管状体を備え、
当該光案内部の基端から当該光案内部の先端まで、全内反射を用いて、光を案内するように構成されている
ことを特徴とする光案内部。
【請求項１５】
結合部試験装置の対応構造と機械的にインターロックするように構成された、前記基端部におけるインターロック構造
を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の光案内部。
【請求項１６】
前記光案内部は、工具無しで手動で取り外し可能である
ことを特徴とする請求項８に記載の結合部試験装置。
【請求項１７】
前記光案内部は、前記カートリッジに対して捻られ得て、手動で取り外し可能である
ことを特徴とする請求項１６に記載の結合部試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の電気的結合部の強度を試験する装置に関する。特に、本発明は、結合部試験機内の試験箇所を照明するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、大変に小さく、典型的には５ｍｍ×５ｍｍの正方形から５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形であり、典型的には半導体基板への導電体の結合部（ボンド）の複数個所を備えている。各結合部は、はんだボール／バンプ、銅柱、銅配線等からなっている。
【０００３】
特定の結合方法が十分であることを保証するために、結合部の結合強度を試験することが必要である。結合部のサイズは大変小さいので、結合部の結合強度を試験するために用いられる工具は、大変に小さい力及び変位を正確に測定可能である必要がある。
【０００４】
結合強度を試験するために用いられる、幾つかの異なるタイプの結合部試験法が存在している。例えば、剪断試験は、結合部の側面に剪断力を適用して当該結合部を基板から切り離すことで当該結合部の剪断強度を試験する。引張試験は、結合部を基板から引っ張り剥がすことで当該結合部の引張強度を試験する。押圧試験では、力または負荷が鉛直面内で結合部上に直接下向きに適用される。
【０００５】
これらの試験を実施する機械は、典型的には、結合部試験ツールを有する。それは、剪断試験ツール、押圧試験ツール、または、引張試験ツールであり、試験対象の結合部に対して位置決めされ得て、当該結合部または当該ツールのいずれかが試験実施のために移動される。これによって、結合部を破壊するために必要な力が測定される。各結合部試験ツールは、力トランスデューサ及び関連エレクトロニクスが設けられたロードセルに取り付けられる。
【０００６】
様々な異なる試験ツールが存在するが、試験ツールを位置決めして当該試験ツールまたは結合部を試験中に移動するために利用される機械の一部は、各試験ツールにとって同一（共通）であり得る。従って、試験ツールは、機械の残部から取り外し可能に設計されて、異なるタイプの試験ツールに交換され得るし、異なる測定範囲や異なるタイプの結合部ないし試験にとって好適な試験ツールに交換され得る。幾つかの異なる試験ツールを試験対象の単一の基材上で利用することも所望され得る。この場合、オペレータは、試験ツールの交換を頻繁に実施することが要求され得る。
【０００７】
結合部試験の実施の際、正確な事前位置決め（整列）と試験のセットアップ、試験中のビデオ録画及び試験の視覚的検査、並びに、試験完了後の結合部及び試験ツールの引き続いての視覚的検査、を許容するために、試験対象の結合部を十分な光で照明することが必要である。
【０００８】
結合部試験機械は、典型的には、光の茎（ｓｔａｌｋ）が適用されている。それは、光を伴う（透過する）柔軟な茎部材であり、自由端で適合している。これらは、結合部試験機械に固定されており、試験片を照明するべく所定位置内に操作され得る。しかしながら、この態様で証明を提供することは、幾つかの問題を生じる。光の茎は、かさばるため（ｂｕｌｋｙ）、結合部試験機械の他の要素と干渉し得る。光源の位置は、不可避的に、影及び一定でない照明領域が存在することを意味する。光の茎は、不所望に（ａｃｃｉｄｅｎｌｙ）移動され得るため、頻繁な再調整を要求し得る。光源が離れた位置にある場合、微小試験片と共に利用される照明を最適化することができない。微小試験片は、より一般的になりつつある。この文脈において、微小とは、２０〜１００μｍ（ミクロン）の範囲を意味する。
【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、これらの問題に対処することであり、少なくとも、結合部試験機械の照明問題に有用な解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、添付の独立請求項に規定されている。好適な特徴または有利な特徴が、従属請求項に規定されている。
【００１１】
一つの観点において、試験のために結合部を支持するためのステージと、結合部試験の間に前記結合部に接触するように構成された試験ツールチップを有する試験ツールと、前記ステージと前記試験ツールとの間に接続され、前記結合部試験の間に前記ステージと前記試験ツールとの間の相対移動を提供するように構成された駆動機構と、前記試験ツールに対して固定された１または複数の光源と、前記試験ツールに対して固定され、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに向けるように構成された光案内部と、を備えたことを特徴とする結合部試験装置が提供される。
【００１２】
光案内部は、当該光案内部内の光の全内反射によって、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに案内し得る。光は、光案内部の固体状の半透明ないし透明の材料を通過し得る。代替的に、あるいは追加的に、光案内部は、中空であり得て、光は光案内部の内部反射面から反射し得る。有利には、光案内部は、１または複数の離れた光源からの光を試験ツールチップの周囲の小領域へと効率良く案内する。これは、低電力の光源が利用されることを許容し、また、影無しの照明を提供し得る。
【００１３】
光案内部は、試験ツールチップ上に光を焦点合わせするように構成され得る。光案内部は、試験ツールチップの周囲の所定領域を照明するように構成されたレンズを有し得る。光案内部は、試験ツールチップに向けて先細状（テーパ状）であり得る。光案内部の先細状部分は、試験ツールチップに向けて光を案内するように構成され得る。実施される試験のタイプと照明が望まれる領域とに依存して、異なる照明パターンを提供するべく異なる光源が利用され得る。光源は、光の可変の焦点合わせを提供するべく、互いに対して移動可能な２以上の部分を有し得る。
【００１４】
光案内部は、管状であり得る。特に、光案内部は、試験ツールの少なくとも一部を取り囲み得る。試験ツールは、光案内部内に適合し得る。光案内部は、試験ツールの周囲で最小空間を占めるように、試験ツールの周囲に緊密に適合するように成形され得る。光案内部は、試験ツールの形状に合致するように成形され得る。光案内部は、試験ツールの周囲を完全に取り囲み得る。これは、試験ツールチップが強い影をもたらすこと無しで、当該試験ツールチップの周囲の照明を許容する。
【００１５】
結合部試験装置は、ハウジングを有するロードセルカートリッジを備え得る。試験ツールは、ロードセルカートリッジハウジングに固定され得て、当該ロードセルカートリッジハウジングから延在し得て、１または複数の光源は、ロードセルカートリッジハウジング内に収容され得る。試験ツールは、ロードセルカートリッジの一部であってもよいし、ロードセルカートリッジから取り外し可能であってもよい。
【００１６】
光案内部は、ロードセルカートリッジに固定されることによって、間接的に試験ツールに固定され得る。光案内部は、ロードセルカートリッジに恒久的に固定され得るが、有利には、ロードセルカートリッジに対して取り外し可能に固定される。好適には、光案内部は、機械式インターロックによってロードセルカートリッジに固定される。例えば、光案内部は、バヨネット適合を用いたり、螺合接続を用いたりして、ロードセルカートリッジに固定され得る。あるいは、光案内部は、ネジ、ボルトまたはリベット等の機械的固定具を用いて、ロードセルカートリッジに固定され得る。
【００１７】
代替的に、あるいは追加的に、光案内部は、試験ツールに直接的に固定され得る。光案内部は、試験ツールに、恒久的にも取り外し可能にも固定され得る。光案内部は、機械式インターロックによって試験ツールに固定され得る。例えば、光案内部は、バヨネット適合を用いたり、螺合接続を用いたりして、試験ツールに固定され得る。あるいは、光案内部は、ネジ、ボルトまたはリベット等の機械的固定具を用いて、試験ツールに固定され得る。
【００１８】
有利には、光案内部は、工具無しでカートリッジまたは試験ツールから手動で取り外され得る。好適な実施形態では、光案内部は、カートリッジに対して捻られ得て、手動で取り外し可能である。
【００１９】
光案内部は、成型プラスチック材料から形成され得る。有利には、光案内部は、光学用プラスチック材料から形成される。例えば、光案内部は、アクリルから形成され得る。光案内部の１または複数の表面は、高反射面を提供するべく、研磨され得る。代替的に、あるいは追加的に、光案内部の１または複数の表面は、高反射コーティングを有し得る。これは、光案内部からの光の不所望の漏洩を低減し得る。有利には、それを通って光が光案内部を出て試験ツールチップに向かう光案内部の出口面が、研磨され得る。これは、光の不所望の散乱を低減する。
【００２０】
１または複数の光源は、試験ツールに直接的または間接的に固定され得る。好適な実施形態では、１または複数の光源は、試験ツールが固定されているロードセルカートリッジに固定される。１または複数の光源は、複数の異なる光源を有し得る。例えば、複数の光源は、異なる色または強度の光源を含み得る。１または複数の光源は、複数の同一の光源を有していてもよい。
【００２１】
１または複数の光源は、少なくとも１つの強度可変の光源を有していてもよい。
【００２２】
好適な実施形態では、１または複数の光源は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している。１または複数の光源は、試験ツールの周囲に配置され光案内部内へと発光するよう構成された複数のＬＥＤを含み得る。当該複数のＬＥＤは、カートリッジ内の回路基板上に取り付けられ得る。１または複数の光源は、試験ツールチップの周辺の試験領域を照射することに加えて、欠陥表示や準備完了表示のような状態表示を提供するために利用され得る。例えば、１または複数の光源は、試験セットアップ中やツール接触検出動作中、時間変動する強度や異なる色を有する（発光する）ように構成され得る。
【００２３】
試験ツールは、任意の種類の試験ツールであり得る。例えば、試験ツールは、フックやジョー（顎部）を有する引張試験ツールであり得るし、剪断試験ツールであり得るし、押圧試験ツールであり得る。
【００２４】
結合部試験装置は、試験領域を照射するように構成された付加的な光を備え得る。
【００２５】
別の観点において、結合部試験装置のためのカートリッジであって、結合部試験の間に結合部に接触するように構成された試験ツールチップを有する試験ツールと、前記試験ツールに固定された１または複数の光源と、前記試験ツールに固定され、前記１または複数の光源からの光を前記試験ツールチップに向けるように構成された光案内部と、を備えたカートリッジが提供される。
【００２６】
当該カートリッジは、ハウジングを備え得て、試験ツールは、当該ハウジングを超えて延在し得る。１または複数の光源は、当該ハウジング内に位置決めされた複数のＬＥＤであり得る。当該複数のＬＥＤは、ハウジング内の回路基板上に取り付けられ得る。
【００２７】
光案内部は、有利には機械式の締結具を用いて、カートリッジのハウジングに固定され得る。光案内部は、第１の特徴に関して説明されたように構成され得る。
【００２８】
更に別の観点において、結合部試験装置のための光案内部であって、試験ツールの周囲に適合されるように構成された管状体を備え、当該光案内部の基端から当該光案内部の先端まで、全内反射を用いて、光を案内するように構成されていることを特徴とする光案内部が提供される。
【００２９】
光案内部の先端は、試験ツールの先端（チップ）を取り囲む領域に向けて光を案内するよう、先細状になっていてよい。光案内部は、結合部試験装置の対応構造と機械的にインターロックするように構成された、前記基端部におけるインターロック構造を有し得る。例えば、当該結合構造は、バヨネット嵌合や、ネジ係合であり得る。光案内部は、光学用材料から形成され得る。光案内部は、例えばアクリルのような、成型可能なプラスチック材料から形成され得る。
【００３０】
ある観点に関連して説明された特徴（特徴的構成）は、別の観点にも適用され得る。特に、結合部試験装置の観点に関連して説明されたカートリッジ及び光案内部の特徴は、カートリッジ単体や光案内部単体においても適用され得る。
【００３１】
本発明の実施形態が、添付の図面を参照しながら、単に例示的に、詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】本発明に関して利用され得る結合部試験装置の概略正面図である。
【図１Ｂ】結合部試験装置の試験ツールカートリッジのツール取り付けブラケットによって支持された試験ツールを示す断面図である。
【図１Ｃ】ツール取り付けブラケットにクランプされた試験ツールを示す斜視図である。
【図１Ｄ】抗バックラッシュシリンダを含む、結合部試験装置の試験ツール取り付け駆動部の斜視図である。
【図１Ｅ】結合部試験装置の試験ツールカートリッジの斜視図である。
【図１Ｆ】結合部試験装置の斜視図である。
【図２Ａ】本発明によるカートリッジの下側斜視図である。光案内部が取り外されている。
【図２Ｂ】本発明によるカートリッジの下側斜視図である。光案内部が取り付けられている。
【図３Ａ】図２Ｂの光案内部の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの光案内部の斜視図である。
【図４】試験ツールに取り付けられた光案内部を含む結合部試験装置の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１Ａは、本発明による結合部試験装置の概略図である。本装置は、試験ツールカートリッジ１１に取り付けられた試験ツール１０を備えている。試験ツールカートリッジ１１は、結合部試験装置１２の本体部に取り付けられている。試験ツールの下方において、結合部試験装置は、モータ駆動のステージテーブル１３を含んでいる。その上に、試験対象のサンプルないし基板１００が取り付けられ得る。
【００３４】
カートリッジ１１に取り付けられる試験ツール１０は、剪断ツール、押圧ツールまたは引張ツールであり得て、様々な試験を実施するべく切り替えられ得る（交換され得る）。剪断ツールは、例えば、基板から結合部を切り離すように回路盤に水平方向に力を適用するために利用される。押圧ツールは、例えば、基板（基材）上の構成要素上に鉛直方向の圧縮力を適用するために利用される。これらのツールによって適用される力が測定される。引張ツールは、例えば、構成要素とサンプル回路基板との間に取り付けられた導線をフックするために利用される、当該ツールの底部のフックを有し得る。当該導線を基板から引き離すように鉛直方向の力がツールに適用され、当該導線を当該基板から引き離すために要求される力が測定される。好適な剪断ツールの一例が、米国特許第６０７８３８７号に開示されている。当該文献の内容は、当該引用によって本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。好適な引張ツールの一例が、米国特許第６３１０９７１号に開示されている。当該文献の内容も、当該引用によって本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。
【００３５】
図１Ｂ乃至図１Ｅに示されるように、試験ツール１０は、典型的には、カートリッジ１１の一端にネジ７３によって固定された、カンチレバーアーム７２、７４を有するツール取り付けブラケット７０によって、カートリッジ１１に取り付けられている。アーム７２、７４の自由端が、クランプ７６を支持している。図１Ｃに示されるように、ツール１０は、クランプネジ７８によってクランプ７６内にクランプされている。もっとも、試験ツールをカートリッジ取り付け板に取り付けるための任意の好適な手段が、本発明に従うシステム内で利用され得る。
【００３６】
図１Ｄは、カートリッジ取り付けプレート２１上の保持チャネル７１を示している。その中に試験ツールカートリッジ１１が摺動して、１または複数のネジ２２を用いて固定される。この設計は、ユーザが実施する試験のタイプにとって適当であるように、異なる試験ツールを有する異なる試験ツールカートリッジが結合部試験装置と共に利用されることを許容する。カートリッジ取り付けプレート２１は、カートリッジ１１のトランスデューサからＰＣへとデータを伝送するため、試験ツールカートリッジ１１上の電気コネクタと結合するデータポート２３を含んでいる。データは、例えば、基板からはんだボールを切り離す、あるいは、基板から導線を引き離す、ために必要とされる力を表すデータである。結合部試験装置のための交換可能な試験ツールカートリッジの設計は、従来技術においても周知である。例えば、２５ファラデイロード、ラバンスレーンインダストリアルエリア、アイルスベリー、バッキンガムシャー、英国のデージ・ホールディングズ・リミテッドから入手可能なデージ（Ｄａｇｅ）４０００多機能結合部試験機が参照される。
【００３７】
カートリッジ１１は、ステージテーブル１３上の基材１００の表面に垂直なｚ方向に可動である。これは、試験ツール１０が鉛直方向に試験対象の基材１００に対して位置決めされることを許容する。これにより、試験ツールは、試験中、特定の結合部に接触可能である。基材１００の面に平行な方向での試験ツール１０とテーブル１３との間の相対的なｘ−ｙ移動が、典型的には、テーブル１３を移動することで達成される。ｘ及びｙ方向でのテーブル１３の移動は、例えば前述のデージ４０００多機能結合部試験機のような従来技術において周知である、送りネジ及びナット、ボールネジ及びナット、あるいは、好適なベルト駆動機構（不図示）等、を介して当該テーブル１３に結合された好適なサーボモータやステッパモータを用いて達成される。
【００３８】
制御装置が、図１Ａ及び図１Ｆに示されている。それは、２つのジョイスティック制御部１４、１５を有しており、テーブル１３の制御動作を可能にしており、また、キーボード１６をも有している。ディスプレイ１７、試験中の基材１００を照明するためのライト１８、及び、試験ツール１０の正確な位置決めを助けるマイクロスコープも、図示されている。これらの特徴的構成も、例えば前述のデージ４０００多機能結合部試験機のような従来技術において周知である。
【００３９】
図１Ｄは、取り付けプレート２１とその本体部２５への接続とを図示している。説明されているように、試験ツール（図１Ｄでは不図示）は、試験中の基材に対して近づく及び離れるように移動可能である必要がある。これは、試験ツール１０が取り付けられるカートリッジ取り付けプレート２１を、基材に対して近づく及び離れる方向に装置の本体部２５に対して移動することで達成される。当該方向は、ｚ軸方向ないし軸方向と呼ばれる。カートリッジ取り付けプレート２１は、ネジ７５を用いて移動ブロック２４に堅固に結合されている。移動ブロック２４は、ボールネジ（または送りネジ）及びナット及びナットブロック（不図示）を介して、本体部２５に結合されている。それらは、サーボモータまたはステッパモータ２６によって駆動される。
【００４０】
バックラッシュの問題を除去するために、米国特許第９１７０１８９号に開示されたようなアンチ（抗）バックラッシュ機構が、含まれ得る。この機構は、図１Ｄに示されており、好適には、空気圧ピストン２７及びシリンダ２８を含む。
【００４１】
本発明の一実施形態では、結合部試験の照明、視覚的検査のための照明、及び、ビデオ記録ないし写真記録のための照明、を改善するために、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）がカートリッジ内に設けられ、試験ツールの周囲に位置決めされている。図２Ａは、本発明の一実施形態によるカートリッジ１１１を図示している。当該カートリッジは、図１Ｂ乃至図１Ｅを参照して説明された態様でカートリッジ取り付けプレートに固定された引張試験ツール１１０を有している。当該試験ツール１１１は、略円筒形状を有している。プリント回路基板（ＰＣＢ）１２０が、カートリッジに固定されて、試験ツール１１１の周囲に延在している。当該回路基板上に、複数のＬＥＤ１２２が取り付けられている。プリント基板１２０の図示のため、カートリッジのハウジングの一部の図示が、図２Ａでは省略されている。複数のＬＥＤは、試験ツールの周囲でリング形状を形成している。複数のＬＥＤは、可変の明るさを有するように制御可能であり、異なる色を有し得る。
【００４２】
ＬＥＤからの光をより効率良く利用するために、また、試験ツールが試験箇所に影をもたらすことを防止するために、光案内部が試験ツールの周囲に固定されて、ＬＥＤによって発光される光を捕捉して、それを試験ツールの先端（チップ）の周囲の試験箇所に焦点合わせする。
【００４３】
図２Ｂは、図２Ａのカートリッジを図示している。ハウジングの底部プレート１２４がＰＣＢ１２０の上方に固定されている。管状の光案内部１３０がカートリッジに取り付けられている。光案内部１３０は、ＬＥＤ１２２に隣接して位置する基端と、試験ツールチップに近い先端と、を有している。光案内部１３０は、図３Ｂに示されるように、バヨネット結合を用いてカートリッジハウジングの底部プレート１２４に固定される。それは、試験ツールの上方に簡単に載置され得て、所定位置にそれを係止するべく手動で回転され得る。光案内部は、反対の操作を実施することによって、カートリッジから取り外され得る。図示の実施形態では、光案内部は、側壁に設けられた一対のスロット１３２を有しており、カートリッジから光案内部を取り外す必要無しで、光案内部内で工具が試験ツールと係合することを許容している。これは、幾つかのタイプの試験ツールにとって望ましいが、他のタイプの試験ツールにとっては必要でない。
【００４４】
ＬＥＤ１２２から発せられる光は、光案内部１３０の基端に入り、全内反射によって光案内部の側壁を通って出ることが防止される。光案内部の側壁には、高反射コーティングが設けられ得て、最小の光損失を保証し得る。光案内部は、その先端において出口面１３６を有しており、それを通って光が出る。光案内部は、試験ツールチップに光を案内するべく、その先端において先細状となっている。
【００４５】
ＬＥＤ１２２は、調整可能な明るさを有し得る。これは、試験対象の異なるサンプルが異なる明るさでの照明を要求し得るので、有益である。このような実施形態では、ＬＥＤの明るさは、ＤＣ電圧のアナログ制御を用いて制御され得る。これは、ＬＥＤを制御するための、より一般的な電圧のデジタル変調とは異なる。なぜなら、変調は、試験ツールの適切な動作と干渉し得るノイズを生成してしまうからである。ＬＥＤは、また、試験対象の異なるサンプルに適合するべく利用され得る、異なる色を発光するＬＥＤを含み得る。
【００４６】
図３Ａ及び図３Ｂは、試験ツールから取り外された光案内部をより詳細に図示している。図３Ａは、光案内部１３０の断面図である。光案内部は、全体的に管状であり、アクリルから形成されている。ガラスや他の光学用プラスチックのような他の光学材料も、利用され得る。光案内部は、中央部１３５において、約４ｍｍの壁厚を有しているが、カートリッジと係合する基端１３７においてはより厚く、光が光案内部を出る先端１３９においてはより薄い。光案内部は、試験ツールチップに向けて光を案内するべく、先端において先細状である。光案内部は、先端において内側鏡面１３４を有しており、それは、本例においては、光案内部の長手方向軸に対して１３°の角度である。
【００４７】
破線１４４は、ＬＥＤからの光の経路を示しており、基端面１４６を通って入って、光案内部を通過し、出口面１３６を通って光案内部を出て、試験ツールチップ１４２の先端に向かう。一点鎖線１４０は、光案内部１３０の長手方向軸を示している。
【００４８】
図３Ｂは、図３Ａの光案内部の斜視図であり、バヨネット嵌合特徴部１５０を図示している。光案内部の基端は、一対のウィング１５０を有しており、それらは光案内部の本体部から径方向に延びている。それらウィング１５０は、カートリッジハウジングの底部プレート１２４の対応するスロット内に受容され、当該底部プレートの後面に係合するべく回転される。面１５２が、当該底部プレートの前面と係合する。
【００４９】
一対のスロット１３２が、光案内部の側壁内に設けられており、工具を用いての光案内部の容易な把持を許容している。
【００５０】
図４は、図１Ａに図示された結合部試験装置の概略図であるが、光案内部１３０が試験ツールの周囲に位置している。当該装置は、図２Ａ及び図２Ｂに図示されたタイプの試験ツールカートリッジ１１１に取り付けられた光案内部１３０内に試験ツールを備えている。試験ツールカートリッジ１１１は、図１Ａを参照して説明されたように、結合部試験装置の本体部１２に取り付けられている。試験ツールの下方において、結合部試験装置は、モータ駆動のステージテーブル１３を含んでいる。その上に、試験対象のサンプルないし基板１００が取り付けられ得る。テーブル１３の制御動作を可能にする２つのジョイスティック制御部１４、１５を含む制御要素と、キーボード１６と、が図示されている。ディスプレイ１７、付加的なライト１８、及び、試験ツール１０の正確な位置決めを助けるマイクロスコープも、図示されている。
【００５１】
前述のような光案内部を設けることは、効率良く制御可能な態様で、試験箇所をより良好に証明することに帰結する。照明システムは、試験ツールの動作と干渉しないし、結合部試験装置の他の要素、例えばマイクロスコープの視野、と干渉することもない。試験ツールが試験箇所に影を投影することもない。同様に、試験箇所に近接した他の構成要素によって投影される影も、光案内部を用いることによって最小化される。光案内部は、低価格で製造され得て、必要に応じてユーザによって簡単に装着及び取り外しができる。光案内部は、試験ツールの保護をも提供し得る。
【００５２】
明らかに、光案内部の他の設計も可能である。光案内部をカートリッジや試験ツールに固定する他の態様も、可能である。ＬＥＤの配置と光案内部の形状は、互いに合致され得て、試験ツールの周囲にぴったり適合するように構成され得る。カートリッジは、異なる試験ツールがそれに取り付けられることを許容し得て、特に試験ツールが異なる寸法を有しＬＥＤに対して異なる位置にチップを有する場合において、異なる光案内部が異なる試験ツールに適合するように提供され得る。あるいは、光案内部は、製造中に試験ツールに固定され得て、単一部品としてユーザに提供され得る。
【００５３】
光案内部内に複数のレンズを設けて、摺動ないし回転機構を用いてそれらを互いに対して可動とすることによって、焦点可変の光案内部を提供することも可能である。もっとも、光案内部内に可動部分が無いことも、試験箇所に落下する破片の可能性が低減するため、有益である場合がある。従来技術の光の茎は、それらが移動される時、微小な粒状材料が放出されることを引き起こし得て、試験箇所を汚染し得る。固定された一部品の光案内部は、この問題を除去する。
【００５４】
前述の光案内部は、管状であり、試験ツールの周囲を完全に囲んで延在している。これは、均一の照明を提供するため、有利である。もっとも、それは必須ではなく、試験ツールの形状及び形態や試験ツールの可動部分の要求ないし使用時の試験ツールの一部へのアクセスの要求に依存して、光案内部が試験ツールの一部の周囲のみに延在していても、好適であり得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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