(57)【要約】【課題】  チップユニット及びプローブユニットと接続ピンとを解除可能に堅固に結合すること。【解決手段】  電気的接続装置は、複数の電子部品をチップ支持体の上側に配置したチップユニットと、複数の接触子をプローブ支持体の下側に配置したプローブユニットとを、チップユニット及びプローブユニットを電気的に接続する複数の接続部材を接続部材支持体に配置した接続ユニットを間にして真空的に結合させている。【選択図】図２
2011089891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体と外部装置とを電気的に接続する電気的接続装置であって、
チップ支持体と該チップ支持体の上側に配置された複数の電子部品とを備えるチップユニットと、
該チップユニットから下方に間隔をおいたプローブユニットであって、プローブ支持体と該プローブ支持体の下側に配置された複数の接触子とを備えるプローブユニットと、
前記チップユニットと前記プローブユニットとの間に配置された接続ユニットであって、接続部材支持体と前記チップユニット及び前記プローブユニットを電気的に接続するように前記接続部材支持体に支持された複数の接続部材とを備える接続ユニットと、
前記チップユニットと前記接続ユニットとの間に配置されて、前記チップユニットと前記接続ユニットとの間の第１の空間を外部から閉塞する第1のシール部材と、
前記プローブユニットと前記接続ユニットとの間に配置されて、前記プローブユニットと前記接続ユニットとの間の第２の空間を外部から閉塞する第２のシール部材と、
前記第１及び第２の空間を吸引装置にそれぞれ接続する第１及び第２の吸引接続部とを含む、電気的接続装置。
【請求項２】
前記チップユニット、前記プローブユニット及び前記接続ユニットのいずれか１つは、当該電気的接続装置を用いる試験装置に備えられた支持ベースに支持される被支持部を備える、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記第１の吸引接続部は前記チップユニットに設けられて前記第１の空間に連通された第１の穴を有し、前記第２の吸引接続部は前記プローブユニットに設けられて前記第２の空間に連通された第２の穴を含む、請求項１及び２のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
さらに、前記第１及び第２の吸引接続部と前記吸引装置との間にそれぞれ配置された第１及び第２のバルブであって、前記第１及び第２の吸引接続部と前記吸引装置との間の吸引通路をそれぞれ解除可能に閉鎖する第１及び第２のバルブを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
さらに、前記電子部品を覆うように前記チップユニットの上に配置されたカバーを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
さらに、前記チップユニット及び前記プローブユニットを前記接続ユニットに対して位置決める位置決めピンを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記チップユニットは、前記チップ支持体の上方に間隔をおいて配置された第２のチップ支持体と、該第２のチップ支持体の上側に配置された複数の第２の電子部品とを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
各接続部材は，前記接続部材支持体を上下方向に貫通する接続ピンを含み、
前記チップ支持体は、前記電子部品が上側に配置されたチップ基板と、該チップ基板が配置された第１の開口を有する第１のリングとを備え、
前記プローブ支持体は、前記接触子が下側に配置されたプローブ基板と、該プローブ基板が配置された第２の開口を有する第２のリングとを備え、
前記接続部材支持体は、前記接続ピンが上下方向に貫通する状態に配置された板状のピンホルダと、該ピンホルダが配置された第３の開口を有する第３のリングとを備え、
前記第１のシール部材は前記第１及び第３のリング間に配置されており、前記第２シール部材は前記第２及び第３のリング間に配置されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記第１のリングは、前記チップ支持体、前記接続部材支持体及び前記プローブ支持体を経て上下方向へ延びる仮想軸線の周りを延びるリング部と、該リング部から前記仮想軸線に向けて延びて、該リング部の中心部において互いに結合された複数の直線部とを備え、
前記ピンホルダは、前記リング部及び隣り合う前記直線部により形成される各空間に配置された扇形の板状をした複数のピン支持片であって、それぞれが複数の前記接続ピンを保持する複数のピン支持片を含む、請求項８に記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
各接続ピンは、前記ピンホルダを上下方向に貫通する主体部と、該主体部の上端に一体的に続く、前記ピンホルダから上方に突出する上部針先部と、前記主体部の下端に一体的に続く、前記ピンホルダから下方に突出する下部針先部とを備える、請求項８及び９のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
各接続ピンは、上下方向に間隔をおいた一対のピン部材、並びに両ピン部材の間に配置されて該両ピン部材をそれらの先端部がそれぞれ前記ピン支持体から上方及び下方に突出する方向に付勢するばね部材を備えるポゴピンを含み、
前記接続部材支持体は、さらに、前記ピンホルダの上下の面のそれぞれに配置された電気絶縁性のシート部材であって、前記ピン部材の先端部が該シート部材から突出することを許す穴を有するシート部材を備える、請求項８及び９のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
各電子部品は、被検査体の電気的試験に用いる電気信号を発生すると共に、被検査体からの応答信号を受けて、処理する集積されたテストチップを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１３】
被検査体と外部装置とを電気的に接続する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電気的接続装置と、該電気的接続装置を支持する支持ベースと、被検査体を前記電気的接続装置の側に受けるように前記電気的接続装置の下側に配置されたチャックトップを備える検査ステージとを含む、試験装置。
【請求項１４】
さらに、前記検査ステージと前記電気的接続装置との間に配置されて、前記検査ステージと前記電気的接続装置との間の第３の空間を外部から閉塞する第３のシール部材と、前記第３の空間を前記吸引装置に接続する第３の吸引接続部とを含む、請求項１３に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の試験に用いる電気的接続装置及び試験装置に関し、特にウエーハに形成された未切断の多数の集積回路を一回で又は複数回に分けて試験する装置に好適な電気的接続装置及び試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハに形成された未切断の多数の集積回路（すなわち、被検査体）を一回で又は複数回に分けて試験する装置においては、一般に、被検査体を上面に受けるチャックトップを備える検査ステージと、被検査体を外部の電気回路に接続するチャックトップの上方に配置された電気的接続装置とを備えている。
【０００３】
そのような電気的接続装置の１つとして、チップ支持体と該チップ支持体の上側に配置された複数のテストチップとを備えるチップユニットと、該チップユニットから下方に間隔をおいたプローブユニットであって、プローブ支持体と該プローブ支持体の下側に配置された複数の接触子とを備えるプローブユニットと、前記チップユニット及び前記プローブユニットの間に配置された接続ユニットであって、ピン支持体と該ピン支持体を上下方向に貫通して上端及び下端がそれぞれ前記ピン支持体の上方及び下方に突出可能の複数の接続ピンとを備える接続ユニットとを備えたものがある（特許文献１及び２）。
【０００４】
上記従来技術において、各テストチップは、外部の電気回路に接続されて、被検査体の電気的試験に用いる電気信号を発生すると共に、被検査体からの応答信号を受けて、応答信号を処理する機能を有する。このため、従来技術によれば、テストチップの機能を備えた複数の回路を配置した複数の配線基板を必要としないから、従来技術より以前に必要とされていたテストヘッドが著しく小型化し、試験装置が廉価になる。
【０００５】
しかし、上記従来技術は、チップユニット、プローブユニット及び接続ユニットをそれらの厚さ方向に重ねているにすぎず、それら３つのユニットを結合していないし、それら３つのユニットを支持ユニットに支持させてもいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平１０−５１０６８２公報
【特許文献２】特開平１１−２５１３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、チップユニット及びプローブユニットと接続ピンとを解除可能に堅固に結合することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、被検査体と外部装置とを電気的に接続する電気的接続装置は、
チップ支持体と該チップ支持体の上側に配置された複数の電子部品とを備えるチップユニットと、該チップユニットから下方に間隔をおいたプローブユニットであって、プローブ支持体と該プローブ支持体の下側に配置された複数の接触子とを備えるプローブユニットと、前記チップユニットと前記プローブユニットとの間に配置された接続ユニットであって、接続部材支持体と前記チップユニット及び前記プローブユニットを電気的に接続するように前記接続部材支持体に支持された複数の接続部材とを備える接続ユニットと、前記チップユニットと前記接続ユニットとの間に配置されて、前記チップユニットと前記接続ユニットとの間の第１の空間を外部から閉塞する第1のシール部材と、前記プローブユニットと前記接続ユニットとの間に配置されて、前記プローブユニットと前記接続ユニットとの間の第２の空間を外部から閉塞する第２のシール部材と、前記第１及び第２の空間を吸引装置にそれぞれ接続する第１及び第２の吸引接続部とを含む。
【０００９】
前記チップユニット、前記プローブユニット及び前記接続ユニットのいずれか１つは、当該電気的接続装置を用いる試験装置に備えられた支持ベースに支持される被支持部を備えることができる。
【００１０】
前記第１の吸引接続部は前記チップユニットに設けられて前記第１の空間に連通された第１の穴を有し、前記第２の吸引接続部は前記プローブユニットに設けられて前記第２の空間に連通された第２の穴を含むことができる。
【００１１】
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、前記第１及び第２の吸引接続部と前記吸引装置との間にそれぞれ配置された第１及び第２のバルブであって、前記第１及び第２の吸引接続部と前記吸引装置との間の吸引通路をそれぞれ解除可能に閉鎖する第１及び第２のバルブを含むことができる。
【００１２】
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、前記電子部品を覆うように前記チップユニットの上に配置されたカバーを含むことができる。
【００１３】
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、前記チップユニット及び前記プローブユニットを前記接続ユニットに対して位置決める位置決めピンを含むことができる。
【００１４】
前記チップユニットは、前記チップ支持体の上方に間隔をおいて配置された第２のチップ支持体と、該第２のチップ支持体の上側に配置された複数の第２の電子部品とを備えることができる。
【００１５】
各接続部材は，前記接続部材支持体を上下方向に貫通する接続ピンを含むことができ、前記チップ支持体は、前記電子部品が上側に配置されたチップ基板と、該チップ基板が配置された第１の開口を有する第１のリングとを備えることができ、前記プローブ支持体は、前記接触子が下側に配置されたプローブ基板と、該プローブ基板が配置された第２の開口を有する第２のリングとを備えることができ、前記接続部材支持体は、前記接続ピンが上下方向に貫通する状態に配置された板状のピンホルダと、該ピンホルダが配置された第３の開口を有する第３のリングとを備えることができる。前記第１のシール部材は前記第１及び第３のリング間に配置されていてもよく、前記第２シール部材は前記第２及び第３のリング間に配置されていてもよい。
【００１６】
前記第１のリングは、前記チップ支持体、前記接続部材支持体及び前記プローブ支持体を経て上下方向へ延びる仮想軸線の周りを延びるリング部と、該リング部から前記仮想軸線に向けて延びて、該リング部の中心部において互いに結合された複数の直線部とを備えることができ、前記ピンホルダは、前記リング部及び隣り合う前記直線部により形成される各空間に配置された扇形の板状をした複数のピン支持片であって、それぞれが複数の前記接続ピンを保持する複数のピン支持片を含むことができる。
【００１７】
各接続ピンは、前記ピンホルダを上下方向に貫通する主体部と、該主体部の上端に一体的に続く、前記ピンホルダから上方に突出する上部針先部と、前記主体部の下端に一体的に続く、前記ピンホルダから下方に突出する下部針先部とを備えることができる。
【００１８】
各接続ピンは、上下方向に間隔をおいた一対のピン部材、並びに両ピン部材の間に配置されて該両ピン部材をそれらの先端部がそれぞれ前記ピン支持体から上方及び下方に突出する方向に付勢するばね部材を備えるポゴピンを含むことができ、前記接続部材支持体は、さらに、前記ピンホルダの上下の面のそれぞれに配置された電気絶縁性のシート部材であって、前記ピン部材の先端部が該シート部材から突出することを許す穴を有するシート部材を備えることができる。
【００１９】
各電子部品は、被検査体の電気的試験に用いる電気信号を発生すると共に、被検査体からの応答信号を受けて、処理する集積されたテストチップを含むことができる。
【００２０】
本発明に係る試験装置は、上記のような電気的接続装置と、該電気的接続装置を支持する支持ベースと、被検査体を前記電気的接続装置の側に受けるように前記電気的接続装置の下側に配置されたチャックトップを備える検査ステージとを含む。
【００２１】
本発明に係る試験装置は、さらに、前記検査ステージと前記電気的接続装置との間に配置されて、前記検査ステージと前記電気的接続装置との間の第３の空間を外部から閉塞する第３のシール部材と、前記第３の空間を前記吸引装置に接続する第３の吸引接続部とを含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、チップユニットと、プローブユニットと、接続ユニットとは、接続ユニットとチップユニット及びプローブユニットとの間の第1及び第2の空間が真空装置のような吸引装置により吸引されることにより、真空的に吸着されて、解除可能に堅固に結合される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る試験装置の一実施例を示す正面図であって、支持ベースを断面で示す正面図。
【図２】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す断面図。
【図３】電気的接続装置の結合部及びその近傍を拡大した断面図。
【図４】電気的接続装置を分解して示す縦断面図。
【図５】電気的接続装置で用いるチップ基板を斜め上方から見た斜視図。
【図６】電気的接続装置で用いるチップ基板を斜め下方から見た斜視図。
【図７】電気的接続装置で用いるピンホルダの平面図。
【図８】電気的接続装置で用いるプローブ基板を斜め下方から見た斜視図。
【図９】電気的接続装置及びチャックトップの他の実施例を示す断面図。
【図１０】チップユニットの他の実施例を示す断面図。
【図１１】他の接続ピンを用いた接続ユニットの一部を示す縦断面図。
【図１２】接続ユニットの他の実施例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１０  試験装置
１２  半導体ウエーハ
２０  支持ユニット
２２  検査ステージ
２４  電気的接続装置
２６  外部装置
３４  支持ベース
３８  上向き段部
４０  チャックトップ
４２  ステージ移動機構
４４  接触子
４６  チップユニット
４８  プローブユニット
５０  接続ユニット
５２  θ軸線
５６，１３２  テストチップ（電子部品）
５８  チップ支持体
６０，１３０  チップ基板
６２  リング
６２ａ  開口
６２ｂ  フランジ部
６２ｃ  位置決め穴
６４，７８  内部配線
６６，１４６  接続ランド
６８，７０  コネクタ
７２  プローブ支持体
７４  プローブ基板
７６  リング
７６ａ  開口
７６ｂ  フランジ部
７６ｃ  位置決め穴
７８  内部配線
８０  接続ランド
８２  プローブランド
８６  接続ピン
８８，１８２  ピン支持体
９０  ピンホルダ
９２  リング
９２ａ  開口
９４  位置決めピン
９６，１２４  シール部材
１００，１０２，１２２  貫通穴
１０４，１０６，１２６  パイプ
１０８，１１０，１２８  バルブ
１２０  吸着溝
１３６，１４４  内部配線
１３８  支柱
１５０  接続ユニット
１５２  接続ピン（ポゴピン）
１５４  筒状部
１５６，１５８  ピン部材
１６０  コイルばね
１６２  ピンホルダ
１６４  保持シート
１７０  接続ユニット
１７２  リング
１７４  リング部
１７６  直線部
１７８  ピンホルダのピン支持片
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［用語について］
【００２６】
本発明においては、図１から４において、上下方向を上下方向又はＺ方向といい、左右方向を左右方向又はＸ方向といい、紙背方向を前後方向又はＹ方向という。しかし、それらの方向は、チップユニット、プローブユニット及び接続ユニットを試験装置のフレームに取り付けた状態におけるそれらユニットの姿勢に応じて異なる。
【００２７】
それゆえに、本発明に係る電気的接続装置は、それら３つのユニットがフレームのような支持部材に取り付けられた状態において、本発明でいう上下方向が、実際に、上下方向となる状態、上下逆となる状態、斜めの方向となる状態等、いずれの方向となる状態で使用してもよい。
【００２８】
［第１の実施例］
【００２９】
図１を参照するに、試験装置１０は、円板状の半導体ウエーハ１２に形成された未切断の多数の集積回路（図示せず）を被検査体とし、それらの集積回路を一回で又は複数回に分けて同時に検査すなわち試験する。試験装置１０による電気的試験の対象物である各集積回路は、パッド電極のような複数の電極（図示せず）を上面に有する。
【００３０】
試験装置１０は、支持ユニット２０と、支持ユニット２０に支持されて、ウエーハ１２を受ける検査ステージ２２と、ステージ２２の上方に位置するように支持ユニット２０に支持されて、ウエーハ１２に対する電気信号の受け渡しをするプローブカードすなわち電気的接続装置２４と、各種の電気回路を備えた外部装置２６（図２参照）とを含む。
【００３１】
支持ユニット２０は、ＸＹ方向へ延びるベース板３０のＸＹ方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに支柱３２を上方へ延びる状態に取り付け、板状の支持ベース３４をそれら支柱３２の上端部にベース板３０と平行に取り付けている。
【００３２】
支持ベース３４は、電気的接続装置２４を受け入れる円形の開口３６を有する。開口３６の周りにあって開口３６を規定する縁部は、電気的接続装置２４を受けて支持する上向き段部３８とされている。
【００３３】
検査ステージ２２は、ウエーハ１２を解除可能に真空的に吸着する複数の吸着溝を有するチャックトップ４０をステージ移動機構４２の上部に支持させて、チャックトップ４０を、ステージ移動機構４２により、ＸＹZの方向に、すなわち三次元的に移動させると共に、上下方向へ延びる仮想的なθ軸線５２の周りに角度的に回転させる公知の機構である。
【００３４】
このため、ウエーハ１２は、電気的試験に先だって、検査ステージ２２に解除可能に真空的に吸着された状態で、前後、左右及び上下の方向に、三次元的に移動されると共に、θ軸線５２の周りに角度的に回転されて、集積回路の各電極が板状の接触子４４の針先に接触可能に位置決められる。
【００３５】
電気的接続装置２４は、円板状をした部品ユニットすなわちチップユニット４６と、複数の接触子４４を備える円板状のプローブユニット４８と、それら両ユニット４６，４８の内部配線を電気的に接続する円板状の接続ユニット５０とを含む。
【００３６】
電気的接続装置２４は、それら３つのユニット４６，４８，５０を厚さ方向に重ね合わせて解除可能に真空的に結合しており、また全体的にθ軸線５２を中心とする円板状の形状を有する。
【００３７】
上記の電気的接続装置２４の詳細について、図２から図８を参照して、さらに説明する。
【００３８】
チップユニット４６は、それぞれが電子部品として作用する複数（Ｍ）のテストチップ５６を円板状のチップ支持体５８の上側に配置している。各テストチップ５６は、同時に試験可能の複数（Ｎ）の被検査体（集積回路）の１つに対応されている。
【００３９】
各テストチップ５６は、また、対応する各被検査体の電気的試験に用いる電気信号を発生し、また対応する各被検査体からの応答信号を受けて処理するように半導体ウエーハに形成された集積回路を切断して形成された集積回路チップであり、対応する各被検査体の電気的試験を実行する。
【００４０】
図２から６を参照するに、チップ支持体５８は、複数のテストチップ５６が上面に配置された円板状のチップ基板６０と、チップ基板６０の周りを延びるリング６２とを備える。チップ基板６０は、また、チップ基板６０を、その上下の面がそれぞれ上下に露出する状態にリング６２の開口６２ａ（図３及び４参照）に受け入れられている。
【００４１】
チップ基板６０は、ガラス入りエポキシ、ポリイミドのような樹脂、セラミック、それらの積層体等、電気絶縁材料で円板状に形成された多層配線基板であり、また多数の内部配線６４を有すると共に、テストチップ５６の電極に接続された多数の接続ランド（図示せず）を上面に、また多数の他の接続ランド６６を下面にそれぞれ有し、さらに複数のコネクタ６８を上面に有する。
【００４２】
多数の内部配線６４のうち、複数の内部配線６４の上端部はテストチップ５６の電極に接続された図示しない前記した接続ランドに接続されており、残りの複数の内部配線６４の上端部はコネクタ６８の端子に接続されている。各内部配線６４の下端部は接続ランド６６に接続されている。各コネクタ６８には、図１及び２に示すように、外部装置２６に電気的に接続される他のコネクタ７０が結合される。
【００４３】
リング６２は、板状のリングであり、また上端部から内方へ突出する内向きフランジ部６２ｂを上端内側に有していると共に、上下方向に貫通する位置決め穴６２ｃを周方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有する。
【００４４】
チップ基板６０とリング６２とは、チップ基板６０の上面外周縁部がフランジ部６２ｂの下面に押圧されて気密性を維持された状態に、及びリング６２がチップ基板６０の周りを同軸的に延びる状態に、複数のねじ部材（図示せず）により分離可能に結合されている。しかし、チップ基板６０の上面外周縁部とフランジ部６２ｂの下面とを接着剤により気密性を維持した状態に結合してもよい。
【００４５】
図２から４及び図８を参照するに、プローブユニット４８は、複数の接触子４４を円板状のプローブ支持体７２の下側に配置している。プローブ支持体７２は、複数の接触子４４が下面に配置された円板状のプローブ基板７４と、プローブ基板７４の周りを延びるリング７６とを備え、またプローブ基板７４を、その上下の面がそれぞれ上下に露出する状態にリング７６の開口７６ａに受け入れている。
【００４６】
プローブ基板７４は、チップ基板６０と同様に、ガラス入りエポキシ、ポリイミドのような樹脂、セラミック、それらの積層体等、電気絶縁材料でチップ基板６０とほぼ同じ直径寸法を有する円板状に形成された配線基板であり、また多数の内部配線７８を有すると共に、複数の接続ランド８０（図３参照）を上面に、また複数のプローブランド８２（図３参照）を下面にそれぞれ有する。
【００４７】
各接触子４４は、特開２００６-３３７０８０号公報、特開２００７-１１３９４６号公報、特開２００９-１１５４７７号公報等に記載されている、上下方向に延びる座部（取り付け領域）、該座部の下端部からＸ方向又はＹ方向へ延びるアーム領域、及び該アーム領域の先端部から下方へ突出する針先領域を備える公知のものである。
【００４８】
各接触子４４は、アーム領域がＸ方向又はＹ方向へ延びかつ針先領域が下方へ突出する状態に、座部の上端部においてプローブランド８２に片持ち梁状に、半田付け、溶接等の適宜な手法により固定されている。各内部配線７８の上端部及び下端部は、それぞれ、接続ランド８０及びプローブランド８２に接続されている。
【００４９】
リング７６は、リング６２と同様に、板状のリングであり、また下端部から内方へ突出する内向きフランジ部７６ｂを下端内側に有していると共に、上下方向に貫通する位置決め穴７６ｃを周方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有する。
【００５０】
プローブ基板７４とリング７６とは、チップ基板６０及びリング６２の結合と同様に、プローブ基板７４の下面外周縁部がフランジ部７６ｂの上面に押圧されて気密性を維持された状態に、及びリング７６がプローブ基板７４の周りを同軸的に延びる状態に、複数のねじ部材（図示せず）により分離可能に結合されている。しかし、プローブ基板７４の下面外周縁部とフランジ部７６ｂの上面とを接着剤により気密性を維持した状態に結合してもよい。
【００５１】
図２，３，４及び７に示すように、接続ユニット５０は、接続ランド６６及び８０を電気的に接続する多数の接続ピン８６を円板状のピン支持体８８に支持させている。ピン支持体８８は、接続ピン８６をそれら接続ピン８６が円板状のピンホルダ９０を上下方向に貫通する状態にピンホルダ９０に支持させ、ピンホルダ９０を板状のリング９２の開口９２ａに受け入れている。
【００５２】
ピンホルダ９０及びリング９２は、それぞれ、上向き段部及び下向き段部を外周縁部及び内周縁部に有しており、またそれらの段部が相互に押圧されて気密性を維持された状態に、及びリング９２がピンホルダ９０の周りに同軸的に位置する状態に、複数のねじ部材（図示せず）により分離可能に結合されている。しかし、上記した両断部を接着剤により気密性を維持した状態に結合してもよい。
【００５３】
各接続ピン８６は、導電性材料により細線状又は板状に製作されており、またピンホルダ９０を厚さ方向に貫通する主部と、主部の上部に一体的に続く横Ｕ字状の上針先部と、主部の下部に一体的に続く横Ｕ字状の下針先部とを有している。上針先部の上端部及び下針先部の下端部は、それぞれ、ピンホルダ９０から上方及び下方へ突出されている。
【００５４】
リング９２は、リング６２と同様に、板状のリングであり、また上下方向に突出する位置決めピン９４を周方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有する。各位置決めピン９４は、位置決め穴６２ｃ及び７６ｃのいずれか１つに対応されており、また対応する位置決め穴６２ｃ又は７６ｃに挿入されている。
【００５５】
これにより、チップユニット４６及びプローブユニット４８は、接続ユニット５０に対して位置決められて、各接続ピン８６が対応するランド６６及び８０に接触した正しい位置関係に組み合わされると共に、θ軸線５２を共通の中心軸線とするように、ピン支持体８８に同軸的に結合される。
【００５６】
リング９２は、θ軸線５２の周りを延びてチップユニット４６の側に開放する環状の凹所を有すると共に、θ軸線５２の周りを延びてプローブユニット４８の側に開放する環状の凹所を有する。各凹所には、Oリングパッキングのような環状のシール部材９６が配置されている。
【００５７】
チップユニット４６、プローブユニット４８及び接続ユニット５０が結合された状態において、各シール部材９６は、チップユニット４６と接続ユニット５０との間の空間又はプローブユニット４８と接続ユニット５０との間の空間を電気的接続装置２４の周りの外部空間に対し気密に維持する。
【００５８】
チップユニット４６及びプローブユニット４８は、それぞれ、後に説明するように、接続ユニット５０の側の空間が低圧力に維持されることにより、接続ユニット５０に堅固に結合される。
【００５９】
しかし、それらの空間が低圧力に維持するに先だって、チップユニット４６及びプローブユニット４８を複数のねじ部材により接続ユニット５０に仮止めし、それによりチップユニット４６、プローブユニット４８及び接続ユニット５０の分離を防止してもよい。
【００６０】
チップユニット４６及びプローブユニット４８の接続ユニット５０の側の空間内の気体を排気するために、チップユニット４６及びプローブユニット４８は、それぞれ、接続ユニット５０の側の空間と外部空間とを連通する貫通穴１００及び１０２を有する。図示の例では、貫通穴１００はチップ基板６０及びリング６２に設けられており、貫通穴１０２はプローブ基板７４及びリング７６に設けられている。
【００６１】
貫通穴１００及び１０２は、それぞれ、パイプ１０４及び１０６により真空機械のような及び共通又は別個の吸引装置（図示せず）に接続されて、吸引装置への接続部として作用する。パイプ１０４及び１０６は、それぞれ、それらの気体用流路を開閉するバルブ１０８及び１１０を備えている。
【００６２】
上記したように、チップユニット４６及びプローブユニット４８は、それぞれ、接続ユニット５０の間の空間が吸引装置により減圧され、その後バルブ１０８，１１０が閉じられて、それらの空間が外部空間より低圧に維持されることにより、接続ユニット５０に結合される。
【００６３】
接続ユニット５０からのチップユニット４６及びプローブユニット４８の分離は、接続ユニット５０の間の空間を大気圧にすることにより、行うことができる。
【００６４】
電気的接続装置２４は、リング９２の周縁部が支持ベース３４の上向き段部３８に載置された状態で、複数のねじ部材１１２を、リング９２の貫通穴９２ｂ（図４参照）に通して、支持ベース３４に螺合させることにより、支持ベース３４に分離可能に結合されて、支持ユニット２０に支持される。
【００６５】
試験時、接触子４４の針先が被検査体の対応する電極に押圧され、その状態で試験信号が各テストチップ５６から被検査体に供給され、各被検査体からの応答信号が対応するテストチップ５６に出力される。各テストチップ５６は、対応する被検査体からの応答信号を基にその被検査体の良否を判定する。
【００６６】
接続ピン８６と、ランド６６及び８０との相対的な押圧力は、チップユニット４６及びプローブユニット４８と接続ユニット５０との間の空間の圧力を適宜な値に変更することにより、調整することができる。上記のように、接続ランド６６及び８０と接続ピン８６との間の押圧力を変更又は調整することができると、次のような利点がある。
【００６７】
接続ランド６６と接続ピン８６との相対的な押圧力と、接続ランド８０と接続ピン８６との相対的な押圧力とを、被検査体の種類に応じて個々に又は同じ値に変更又は調整することができる。また、接続ランド６６及び８０と接続ピン８６との相対的な押圧力を、被検査体の電極と接触子４４との相対的な押圧力に応じて、変更又は調整することができる。
【００６８】
それらの結果、集積回路のように微弱電流、微弱電圧の高周波信号を用いる被検査体の試験において、接続ランド６６及び８０と接続ピン８６との接触部等における接触抵抗値を最適な値に設定することができる。
［第２の実施例］
【００６９】
図９を参照するに、この実施例において、チャックトップ４０は、半導体ウエーハ１２を解除可能に真空的に吸着すべく真空源に接続される複数の吸着溝１２０に加え、チャックトップ４０とプローブユニット４８との間の空間を外部空間に連通する貫通穴１２２と、θ軸線５２の周りを延びてプローブユニット４８の側に開放する環状の凹所とを有し、その凹所にOリングパッキングのような環状のシール部材１２４を配置している。
【００７０】
貫通穴１２２は、チャックトップ４０とプローブユニット４８との間の空間内の気体を排気するために、パイプ１２６により吸引装置（図示せず）に接続されて、吸引装置への接続部として作用する。パイプ１２６は、その気体用流路を開閉するバルブ１２８を備えている。パイプ１２６が接続される吸引装置は、パイプ１０４及び１０６が接続される吸引装置と共通のものであってもよいし、別個のものであってもよい。
【００７１】
チャックトップ４０とプローブユニット４８とは、両者の間の空間が吸引装置により減圧され、その後バルブ１２８が閉じられて、その空間が外部空間より低圧に維持されることにより、結合される。
【００７２】
チャックトップ４０とプローブユニット４８との分離は、両者の間の空間内を大気圧にすることにより、行うことができる。各接触子４４と被検査体の電極との間の圧力（すなわち、針圧）は、チャックトップ４０とプローブユニット４８との間の空間内の圧力を適宜な値に変更することにより調整することができる。
【００７３】
その結果、集積回路のように微弱電流、微弱電圧の高周波信号を用いる被検査体の試験において、被検査体の電極と接触子の針先との接触部における接触抵抗値を最適な値に設定することができる。
【００７４】
［チップユニットの他の実施例］
【００７５】
図１０を参照するに、この実施例において、チップユニット４６は、さらに、チップ支持体５８のチップ基板６０の上方に間隔をおいて配置された円板状の第２のチップ支持体１３０と、チップ支持体１３０の上側に配置された複数の第２のテストチップ１３２とを備えており、またコネクタ６８をチップ支持体１３０に配置している。
【００７６】
チップ支持体１３０は、チップ基板６０のように、電気絶縁材料で円板状に形成された多層配線基板であり、また多数の内部配線１３６を有すると共に、テストチップ５６の電極に接続された多数の接続ランド（図示せず）を上面に、また多数の他の接続ランド（図示せず）を下面にそれぞれ有する。チップ支持体１３０は、チップ基板６０から上方へ延びる複数の支柱１３８に、チップ基板６０と平行に支持されている。
【００７７】
多数の内部配線１３６のうち、複数の内部配線１３６の上端部はテストチップ１３２の電極に接続された図示しない接続ランドに接続されており、残りの複数の内部配線１３６の上端部はコネクタ６８の端子に接続されている。各内部配線１３６の下端部は下面に設けられた図示しない他の接続ランドに接続されている。
【００７８】
チップ支持体１３０の下面に設けられた他の各接続ランドは、コネクタのような電気接続具１４０により、チップ基板６０に備えられた内部配線１４４に電気的に接続されている。各内部配線１４４の下端部は、チップ基板６０の下面に備えられた接続ランド１４６に接続されている。
【００７９】
各テストチップ３２は、テストチップ５６と同様の機能を有しかつテストチップ５６と同様に動作する電子部品として作用する。
【００８０】
図１０に示す装置によれば、図１から４に示す装置に比べ、より多くの接触子４４及びテストチップ５６，１３２を配置することができるから、より多くの被検査体を一回に同時に試験することができ、それにより試験効率を高めることができる。
【００８１】
図１０に示す実施例において、電気的接続装置は、さらに、テストチップ５６，１３２を覆うようにチップユニット４６の上に配置されたカバー１３４を含む。これにより、テストチップ５６，１３２が周囲の塵埃から保護される。カバー１３４と同種のカバーを図１から４に示す電気的接続装置に配置してもよい。
【００８２】
［接続ピンの他の実施例］
【００８３】
図１１を参照するに、ピン支持体１５０は、ポゴピンを接続ピン１５２として用いている。
【００８４】
各ポゴピンすなわち各接続ピン１５２は、筒状部材１５４と、筒状部材１５４の一端部に筒状部材１５４の長手方向へ移動可能に配置された第１のピン部材１５６と、筒状部材１５４の他端部に筒状部材１５４の長手方向へ移動可能に配置された第２のピン部材１５８と、筒状部材１５４内にあって第１及び第２のピン部材１５６及び１５８の間に配置されて第１及び第２のピン部材１５６及び１５８をそれぞれ先端部が筒状部材１５４の一端部及び他端部から突出する方向（すなわち、第１及び第２のピン部材１５６及び１５８が相離れる方向）に付勢する圧縮コイルばね１６０とを備える。
【００８５】
筒状部材１５４、第１及び第２のピン部材１５６及び１５８、コイルばね１６０は、いずれも、導電性材料により製作されている。第１及び第２のピン部材１５６及び１５８は、筒状部材１５４に脱落不能に保持されている。
【００８６】
各接続ピン１５２は、筒状部材１５４を円板状のピンホルダ１６２の貫通穴に通されて、筒状部材１５４においてピンホルダ１６２に脱落不能に維持されている。ピンホルダ１６２の上下両面のそれぞれに電気絶縁性材料により製作された保持シート１６４が固定されている。第１及び第２のピン部材１５６及び１５８は、それぞれ、上側及び下側のシート部材１６４を貫通して、上方及び下方に突出されている。
【００８７】
しかし、筒状部材１５４は、両シート部材１６４を貫通することなく、その上端及び下端をシート部材１６４に当接させている。これにより、各接続ピン１５２は、筒状部材１５４がピンホルダ１６２に位置されて、ピンホルダ１６２からの脱落を防止されている。
【００８８】
［接続ユニットの他の実施例］
【００８９】
図１２を参照するに、接続ユニット１７０の板状のリング１７２は、θ軸線５２の周りを延びるリング部１７４と、リング部１７４からリング部１７４の曲率半径の中心に向けて延びて、リング部１７４の中心部において互いに結合された複数の直線部１７６とを有する。
【００９０】
ピン支持体１８２は、リング部１７４及び隣り合う直線部１７６により形成される各空間１８０に配置された扇形板状をした複数のピン支持片１７８を備える。各ピン支持片１７８には、複数の接続ピン８６がピン支持片１７８を貫通した状態に保持されている。これらのピン支持片１７８は、ピンホルダを共同して形成している。
【００９１】
リング部１７４の内側及び各直線部１７６の両側部には、ピン支持片１７８を受ける段部が形成されている。ピン支持片１７８は、リング部１７４の前記段部において複数のねじ部材（図示せず）により取り付けられている。
【００９２】
上記の接続ユニット１７０によれば、ピン支持体１７２がリング部１７４からθ軸線５２に向けて延びて、中心部において互いに結合された複数の直線部１７６により補強されているから、高温度試験においてプローブユニット４８、特にプローブ基板８０の中央部が熱膨張により上方へ変形しようとしても、そのような熱変形が抑制される。その結果、熱変形にともなう接触子４４の針先位置の変化が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
上記各実施例において、各接触子４４は、特開２００８-１４５２２４号公報に記載されているように金属細線を用いたもの、図２４に示すような形状及び構造を有するポゴピンを用いたもの等、公知の他の構造及び形状を有するものであってもよい。
【００９４】
本発明は、各電子部品として、上記のような機能を有するテストチップの代わりに、リレー、コンデンサ、抵抗器等、他の部品を用いる装置にも適用することができる。
【００９５】
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。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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