(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードアセンブリであって、
コンプライアンスの第１の供給源と、コンプライアンスの第２の供給源と、前記プローブカードアセンブリに対してなされる全コンプライアンス要求を前記第１の供給源と前記第２の供給源との間で配分するコントローラと、前記全コンプライアンス要求に関するパラメータを感知して前記プローブカードアセンブリのコンプライアンス要求に対応する信号を生成するセンサと、を備え、
前記第１の供給源は、プローブヘッドアセンブリに配置され、テストされる電子デバイスと接触する複数のプローブを有し、
前記第２の供給源は、前記コントローラからの制御信号に応答して前記プローブヘッドアセンブリの位置を変化させる複数のアクチュータを有し、
前記センサは、前記プローブヘッドアセンブリの複数のセクタにおける前記プローブのうちの１つ１つに対する複数の力を感知して該力に対応する複数の信号を生成し、
前記コントローラは、力の大きさを示す閾値を格納するメモリを有し、前記閾値は少なくとも第１の値と前記第１の値よりも大きい第２の値とを有し、
前記コントローラは、前記センサからの前記信号に応答して動作し、特定のセクタに関係する力のうちの１つが前記第１の値を越えた場合、前記アクチュエータを起動させ、
前記コントローラは、特定のセクタに関係する力のうちの１つが前記第１の値から前記第２の値の間にある場合、前記プローブへの力の変化量に対する前記プローブヘッドアセンブリの移動距離の比の値が第１の比の値となるように前記プローブヘッドアセンブリを移動させ、特定のセクタに関係する力のうちの１つが前記第２の値を越えた場合、前記プローブへの力の変化量に対する前記プローブヘッドアセンブリの移動距離の比の値が前記第１の比の値よりも大きい第２の比の値となるように前記プローブヘッドアセンブリを移動させるように、各アクチュエータを個々に制御する、
プローブカードアセンブリ。
【請求項２】
前記センサによって提供される信号は、前記テストされる電子デバイスに対する前記プローブの方向づけに関連する、
請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項３】
前記アクチュエータは、機械駆動され、
前記コントローラは、入力として前記センサから信号を受信し、該アクチュエータを駆動する制御信号を出力する、
請求項１又は２に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項４】
前記テストされる電子デバイスは、複数の半導体ダイを備えている、
請求項１から３の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項５】
前記コントローラは、仮想のばねを作るように前記アクチュエータを制御する、
請求項１から４の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項６】
コンプライアンスを供給する複数の第２の供給源を備え、
前記コントローラは、前記全コンプライアンス要求を前記複数の第２の供給源間で分配する、
請求項１から５の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第１の供給源に分配される前記コンプライアンス要求を、前記第１及び第２の値とは異なる閾値未満に制限する、
請求項１から６の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項８】
前記コントローラは、前記第１の供給源に分配される前記コンプライアンス要求を、前記全コンプライアンス要求のあるパーセンテージに設定する、
請求項１から７の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項９】
前記コントローラは、前記第１の供給源に分配される前記コンプライアンス要求を、コンプライアンスの所定のレベルに設定する、
請求項１から８の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１０】
前記第２の供給源は、テスト中デバイスのテスト中に、前記第１の供給源が該テスト中デバイスと接触する間に、調整可能である、
請求項１から９の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の供給源と前記第２の供給源が結合される基板をさらに備えている、
請求項１から１０の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記プローブカードアセンブリのコンポーネントの反りを補償する、
請求項１から１１の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１３】
前記コントローラは、オーバトラベルを補償する、
請求項１から１１の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１４】
前記コントローラは、熱により引き起こされる移動を補償する、
請求項１から１１の何れか一項に記載のプローブカードアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
図１Ａは、コンタクタデバイス１０２を例示し、コンタクタデバイス１０２は、電子デバイス１０６との一時的な圧力ベースの電気的接続を作るために用いられ得る。端子１０８とプローブ１０４との間の一時的な電気的接続は、端子１０８をプローブ１０４に対して圧することによって、かつ／またはプローブ１０４を端子１０８に対して圧することによって、作られ得る。典型的には、プローブ１０４は、コンプライアント（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）であり（すなわち、柔軟性があり、従って力の付加の際に動いたり、または変位したりすることが可能であり）得、従って端子１０８とプローブ１０４とを一緒に圧することから生じる力を吸収し得る。
【０００２】
そのようなコンプライアンスに対するニーズは、多数の供給源から生じ得る。
【０００３】
そのような供給源の１つは、オーバトラベルであり、その例は、図１Ｂおよび図１Ｃに示される。図１Ｂに示されるように、電子デバイス１０６の入力端子および／または出力端子１０８は、コンタクタデバイス１０２の電導性プローブ１０４に接触するようにされる。位置１１０は、端子１０８とプローブ１０４との間の最初の接触を識別する。図１Ｃに示されるように、電子デバイス１０６は、端子１０８とプローブ１０４との間の最初の接触１１０を越えて、典型的に「オーバトラベル」と呼ばれる距離１１２だけ典型的に動かされる。オーバトラベルは、とりわけ、プローブ１０４および端子１０８における不整（例えば、端子１０８の高さのわずかな差、プローブ１０４の平面からずれている端子１０８、など）を補償し、プローブ１０４と端子１０８との間の電気的接続が、プローブ１０４のうちの１つ１つを介して電子デバイス１０６の端子１０８に信頼性をもって入力されるべきテスト信号にとって十分に電導性があることを確実にし得る。
【０００４】
物理学の法則と一致して、関係する力を含んで、オーバトラベルは、吸収されるかまたは補償されなければならない。言及されるように、典型的には、コンタクタデバイス１０２のプローブ１０４−これはコンプライアントであり得る−は、オーバトラベルのすべてではないとしても、そのほとんどを吸収する。図１Ｃにおいてプローブ１０４は、圧縮されて示されており、オーバトラベル１１２のすべてではないとしても、そのほとんどを吸収している。一部の状況において、プローブ１０４の過剰圧縮は、プローブ１０４および／または電子デバイス１０６を損傷し得る。
【０００５】
コンプライアンスに対するニーズのもとになる別の供給源は、端子１０８がプローブ１０４に対して圧されている間、熱により引き起こされるコンタクタデバイス１０２の移動である。例えば、温度勾配がコンタクタデバイス１０２全体に発生し得、このことは、コンタクタデバイス１０２がそったり、弓形に曲がったり、または他の方向へ動いたりする原因となり得、このことは、プローブ１０４と端子１０８との間の力のレベルに影響し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（例示的実施形態の詳細な説明）
本明細書は、本発明の例示的実施形態および用途を説明する。しかしながら本発明は、これらの例示的実施形態および用途、または例示的実施形態および用途が本明細書において動作する方法または説明される方法に限定されない。さらに図は、簡略図または部分図を示し得、図における要素の寸法は、明快さのために誇張され得るかさもなければつり合っていない場合がある。さらに、用語「ｏｎ（の上に、への）」が本明細書において用いられ場合、１つの物体（例えば、材料、層、基板など）は、１つの物体がもう１つの物体の上に直接的に存在するかまたは１つの物体ともう１つの物体との間に１つ以上の介在する物体があるかどうかに関わらず、別の物体の「上に」存在し得る。また、方向（例えば、上に、下に、上部、下部、側部、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」など）は、提供された場合、相対的であり、例示としてかつ例示および論議を容易にするためにのみ提供され、限定として提供されるのではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａ〜図１Ｃは、テストされる電子デバイスと電気的接続をするプローブを有するコンタクタデバイスを例示する。
【図１Ｂ】図１Ａ〜図１Ｃは、テストされる電子デバイスと電気的接続をするプローブを有するコンタクタデバイスを例示する。
【図１Ｃ】図１Ａ〜図１Ｃは、テストされる電子デバイスと電気的接続をするプローブを有するコンタクタデバイスを例示する。
【図２】図２は、本発明の一部の実施形態に従う例示的テストシステムを示す。
【図３】図３は、本発明の一部の実施形態に従う例示的アクチュエータを示す。
【図４】図４は、本発明の一部の実施形態に従う別の例示的アクチュエータを示す。
【図５】図５は、本発明の一部の実施形態に従う図２に示される例示的プローブカードアセンブリのプローブヘッドアセンブリを示す。
【図６】図６は、アクチュータおよびプローブによって、図２に示されるプローブカードアセンブリに提供されるコンプライアンスの寄与を表す仮想のばねを例示する。
【図７】図７は、本発明の一部の実施形態に従う図２に示されるコントローラの例示的構成を示す。
【図８】図８は、本発明の一部の実施形態に従う図７のコントローラによって実行され得る例示的プロセスを示す。
【図９Ａ】図９Ａ〜図１１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの例示的インプリメンテーションを示す。
【図９Ｂ】図９Ａ〜図１１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの例示的インプリメンテーションを示す。
【図１０】図９Ａ〜図１１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの例示的インプリメンテーションを示す。
【図１１Ａ】図９Ａ〜図１１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの例示的インプリメンテーションを示す。
【図１１Ｂ】図９Ａ〜図１１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの例示的インプリメンテーションを示す。
【図１２Ａ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの別の例示的インプリメンテーションを示す。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスの別の例示的インプリメンテーションを示す。
【図１３Ａ】図１３Ａ〜図１４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａ〜図１４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１４Ａ】図１３Ａ〜図１４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１４Ｂ】図１３Ａ〜図１４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１５Ａ】図１５Ａおよび図１５Ｂは、本発明の一部の実施形態に従うプローブヘッドアセンブリの例示的構成を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ａおよび図１５Ｂは、本発明の一部の実施形態に従うプローブヘッドアセンブリの例示的構成を示す。
【図１６Ａ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１６Ｃ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１７Ａ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１７Ｂ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１７Ｃ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１８Ａ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１８Ｂ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【図１８Ｃ】図１６Ａ〜図１８Ｃは、本発明の一部の実施形態に従う図８のプロセスのさらなる例示的インプリメンテーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図２は、本発明の一部の実施形態に従う、１つ以上の電子デバイス２３０をテストする例示的テストシステム２００の簡略化ブロック図を示す。（テストされる１つ以上の電子デバイスは、以下に「テスト中デバイス（ｄｅｖｉｃｅ  ｕｎｄｅｒ  ｔｅｓｔ）」または「ＤＵＴ」という）。さらに、「テスト中デバイス」または「ＤＵＴ」２３０は、単一化されていない半導体ウェーハの１つ以上のダイ、ウェーハ（パッケージングされているかまたはパッケージングされていない）から単一化された１つ以上の半導体ダイ、キャリアまたは他の支持デバイスに配置された単一化された半導体ダイのアレイの１つ以上のダイ、１つ以上のマルチダイ電子モジュール、１つ以上のプリント回路基板、あるいは任意の他のタイプの電子デバイスであり得る。さらに、ＤＵＴは、１つ以上のそのようなデバイスを言及し得る。
【０００９】
示されるように、テストシステム２００は、テスタ２０２を含み得、テスタ２０２は、プログラムされた汎用コンピュータ、専用コンピュータ、および／または他の電子回路または電子デバイスであり得る。テスタ２０２は、ＤＵＴ２３０に入力されるテスト信号を生成するように構成され得、テスタ２０２はまた、テスト信号に応答してＤＵＴ２３０によって生成される応答信号を受信し分析するように構成され得る。
【００１０】
また図２に示されるように、テストシステム２００は、ＤＵＴ２３０を保持しかつ動かす可動ホルダ２３２を有するハウジング２１２を含み得る。ハウジング２１２は、例えば、半導体ダイをテストする際に一般的に用いられるようなプローバであり得、ホルダ２３２はチャックまたはステージであり得る。ホルダ２３２はＤＵＴ２３０を保持するように構成され得、そして、ＤＵＴ２３０を動かすようにも構成され得る。例えば、ホルダ２３２は「ｘ」、「ｙ」および「ｚ」方向にＤＵＴ２３０を動かすように構成され得る。ホルダ２３２は、さらに、「ｘ」および「ｙ」軸の周りにＤＵＴ２３０を傾斜させ、そして「ｚ」軸の周りにＤＵＴを回転させる能力があり得る。（図２の「ｙ」軸はページの中に入りそしてページの外に出る。「ｙ」軸は、例示を容易にするためにわずかに斜めに示されている）。
【００１１】
また図２に示されるように、テストシステム２００は、ＤＵＴ２３０の入力端子および／または出力端子２２８に接触し、それによって電気的接続をするように配置された電導性プローブ２２６を備えているプローブカードアセンブリ２３４を含み得る。示されるように、プローブカードアセンブリ２３４は、ハウジング２１２の取付けプレート２１０に取り付けられ得、ホルダ２３２は、「ｘ、ｙ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かし、端子２２８の１つ１つをプローブ２２６の１つ１つに整列させ、次いで「ｚ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かし、端子２２８の１つ１つをプローブ２２６の１つ１つに接触させ得る。
【００１２】
図２に示されるように、プローブカードアセンブリ２３４は、取付け構造２３６と、配線基板２０８と、柔軟性ある電気コネクタ２１８と、プローブ２２６を含むプローブヘッドアセンブリ２２２とを備え得る。プローブ２２６は、弾性を持つ電導性構造であり得る。適切なプローブ２２６の非限定の例は、米国特許第５，４７６，２１１号、米国特許第５，９１７，７０７号、および米国特許第６，３３６，２６９号において説明されるように、弾性のある材料でオーバーコーティングされたプローブヘッドアセンブリ２２２において電導性端子（図示されていない）に接着された芯線から形成された複合構造を含む。あるいは、プローブ２２６は、米国特許第５，９９４，１５２号、米国特許第６，０３３，９３５号、米国特許６，２５５，１２６号、米国特許６，９４５，８２７号、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号、および米国特許出願公開第２００４／００１６１１９号において開示されているばね要素などのリソグラフィで形成された構造であり得る。プローブ２２６のさらに他の非限定の例は、米国特許第６，８２７，５８４号、米国特許第６，６４０，４３２号、米国特許第６，４４１，３１５号および米国特許出願公開第２００１／００１２７３９号（Ｐ１３０−ＵＳ）において開示されている。プローブ２２６の他の非限定の例は、電導性ポゴピン（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｇｏ  ｐｉｎ）、バンプ（ｂｕｍｐ）、鋲、スタンプばね（ｓｔａｍｐｅｄ  ｓｐｒｉｎｇ）、針、バックリングビーム（ｂｕｃｋｌｉｎｇ  ｂｅａｍ）などを含む。
【００１３】
配線基板２０８は、テスタ２０２からの通信チャネル２０４への電気的インタフェース（図示されていない）を含み得る。通信チャネル２０４は、テスタから、ＤＵＴ２３０に電力を供給するために、電力および接地を、そしてＤＵＴ２３０へ入力するためのテスト信号を提供するために、そしてテスト信号に応答してＤＵＴ２３０によって生成されるテスタ応答信号に提供するための複数の個々の通信経路を提供し得る。通信チャネル２０４の１つ１つはまた、ハウジング２１２内またはハウジング２１２上のプローブカードアセンブリ２３４または他のデバイス（図示されていない）に制御信号またはステータス信号を供給し、あるいはそこからその信号を供給するために用いられ得る。例えば、通信チャネルの１つ１つは、ホルダ２３２の移動を制御するために用いられ得る。通信チャネル２０４は、とりわけ、同軸ケーブル、光ファイバ、無線送信機／無線受信機、スイッチ、ドライブおよび受信機、または、これらのもののうちの２つ以上の組合せを備え得る。チャネル２０４と配線基板２０８との間の電気的インタフェース（図示されていない）は、チャネル２０４との電気的接続をする任意の適切な手段を備え得る。例えば、電気的インタフェース（図示されていない）は、配線基板２０８上に、ゼロ挿入力電気的コネクタ、ポゴピンパッドなどを備え得る。
【００１４】
配線基板２０８は、チャネル２０４から柔軟性ある電気的コネクタ２１８への複数の電気的経路（図示されていない）を備え得る。配線基板２０８は、例えばプリント回路基板を備え得、電気的経路は、配線基板２０８内または配線基板２０８上に電導性トレース（図示されていない）および配線基板２０８を通る電導性通路（図示されていない）を備え得る。
【００１５】
柔軟性ある電気的コネクタ２１８は、配線基板２０８からプローブヘッドアセンブリ２２２への柔軟性ある電導性経路（図示されていない）を提供し得る。柔軟性ある電気的コネクタ２１８は、これから論議されるように、プローブヘッドアセンブリ２２２がアクチュエータ２１５によって動かされているときでさえ、配線基板２０８とプローブヘッドアセンブリ２２２との間の電気的接続を維持するほど十分に柔軟性がある（すなわちコンプライアントである）任意の種類の電気的接続を含み得る。例えば、電気的コネクタ２１８は、柔軟性あるワイヤを備え得る。別の例として、電気的コネクタ２１８は、（例えば、図５において開示される米国特許第５，９７４，６２２号のインタポーザ５０４のような）インタポーザを備え得る。
【００１６】
プローブヘッドアセンブリ２２２は、プローブヘッドアセンブリ２２２を通るプローブ２２６への電導性経路（図示されていない）を含み得る。配線基板２０８を通る伝導経路（図示されていない）、柔軟性ある電気的コネクタ２１８、およびプローブヘッドアセンブリ２２２は、従って、チャネル２０４の１つ１つとプローブ２２６の１つ１つとの間の個々の電気的接続を提供し得、該個々の電気的接続は、同様にＤＵＴ端子２２８の１つ１つと電気的接続をする。
【００１７】
プローブヘッドアセンブリ２２２は、多くの異なる形式および設計を取り得る。例えば、プローブヘッドアセンブリ２２２は、プローブ２２６が取り付けられる単一の基板を備え得る。あるいは、プローブヘッドアセンブリ２２２は、プローブ２２６が取り付けられた複数のプローブ基板（図示されていない）を備え得、これらのプローブ基板は、より大きな基板（図示されていない）あるいは互いに取り付けられ得る。多様の基板プローブヘッドアセンブリ２２２の例は、２００５年６月２４に出願された米国特許出願第１１／１６５，８３３号に開示されている。
【００１８】
取付け構造２３６は、剛性構造（例えば、金属プレート構造）および取付けプレート２１０に取り付けられ得かつそこから取り外され得る機構（図示されていない）を備え得る。そのような取付け機構の非限定の例は、ボルト、ねじ、クランプなどを含む。図２に示される構成の代案として、配線基板２０８−取付け構造２３６ではなく−は、取り付けプレート２１０に取り付けられ得る。そのような構成において、取付け構造２３６は、補強（ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ）構造として配線基板２０８に取り付けられ得るか、または取付け構造２３６は、プローブカードアセンブリ２３４に含まれる必要がない。
【００１９】
図２に示されるように、プローブカードアセンブリ２３４はまた、複数のアクチュエータ２１５であって、その各々が例えばエンジン２１４および駆動機構２２０を備えている、アクチュエータを含み得る。駆動機構２２０は可動の要素であり得、エンジン２１４は駆動機構２２０を動かすように構成され得る。エンジン２１４は、モータ（例えば、電動機）または駆動機構２２０を動かす能力がある任意の他のデバイスであり得る。（３個のアクチュータ２１５が図２に示されるが、それより多いまたは少ない数のアクチュータが用いられ得る）。各エンジン２１４は、プローブヘッドアセンブリ２２２の方に各エンジンに関係する駆動機構２２０を選択的に駆動し、プローブヘッドアセンブリ２２２から離れるように駆動機構２２０を格納し得る。エンジン２１４は、制御信号２３８によって制御され得る。従って各アクチュエータ２１５は、選択的に制御され、プローブヘッドアセンブリの一部分を取付け構造２３６の方に動かすかまたは取付け構造２３６から離れるように動かし得る。
【００２０】
図３は、本発明の一部の実施形態に従って駆動機構（２２０）がボルト３０４を備え得る例示的アクチュエータ（２１５）を示す。図３において、取付け構造２３６（これは金属プレートを備え得る）は、プローブヘッドアセンブリ２２２の部分図のように、部分図で示される。例示を容易にするために、柔軟性のある電気的コネクタ２１８および配線基板２０８は図３に示されていない。ブラケット３１０は、プローブヘッドアセンブリ２２２を取付け構造２３６に取り付け得、ばね３１２（１つのばねが示されているがそれより多いばねも備えつけられ得る）は、取付け構造２３６の方にプローブヘッドアセンブリ２２２をバイアスし得る。ボルト３０４は、示されるように取付け構造２３６におけるねじ切りプラグ３０６（例えば、ねじ切りブッシング）の中にねじ込み得る。ねじ切りプラグ３０６は、取付け構造２３６における穴の中に直接に形成されるねじ切りによって代えられ得る。関係するエンジン２１４は、ボルト３０４を選択的に回転させ得る。エンジン２１４が一方向にボルト３０４を回転させると、ボルト３０４はプローブヘッドアセンブリ２２２の方に動き、プローブヘッドアセンブリ２２２を圧し、ばね３１２のバイアス力に対抗して取付けプレート２３６から離れるようにプローブヘッドアセンブリ２２２を動かす。対照的にエンジン２１４が反対方向にボルト３０４を回転させると、ボルト３０４はプローブヘッドアセンブリ２２２から離れるように動き、ばね３１２のバイアス力が取付け構造２３６の方にプローブヘッドアセンブリ２２２を押すことを可能にし得る。
【００２１】
図４は、本発明の一部の実施形態に従う差動ねじアセンブリ４０２およびエンジン２１４の形式の例示的アクチュエータ（２１５）を示す。図３の場合のように、取付け構造２３６およびプローブヘッドアセンブリ２２２が部分図で示され、柔軟性ある電気的コネクタ２１８および配線基板２０８は示されていない。図４に示されるように、差動ねじアセンブリ４０２は、外部ねじ要素４０６の中にねじ込まれる内部ねじ要素４０４を備え得る。外部ねじ要素４０６は、それ自体、取付け構造２３６のねじ切りされた穴４１０（または、ねじ切りされたプラグ（例えば、ねじ切りされたブッシング））の中にねじ込まされ得、内部ねじ要素の端部は、プローブヘッドアセンブリ２２２に取り付けられた鋲要素４０８の中にねじ込まれ得る。あるいは、内部ねじ要素４０４は、鋲要素４０８に、スナップ留めされるか、蝋付けされるか、溶接されるか、あるいは取り付けられ得る。さらに別の代案として、内部ねじ要素４０４および鋲要素４０８は、一体化して形成され得る。
【００２２】
関係するエンジン２１４は、外部ねじ要素４０６を選択的に回転させ得る。外部ねじ要素４０６が一方の方向に回転させられると、プローブヘッドアセンブリは、取付け構造２３６から離れるように押され得、外部ねじ要素４０６が反対の方向に回転させられると、プローブヘッドアセンブリ２２２は、取付け構造２３６の方に引かれ得る。
【００２３】
図３および図４に示される例示的アクチュエータ２１５は、用いられ得る多くの可能なアクチュエータのうちのほんの２つの例である。他の非限定の例は、変速機を有する微細ピッチねじ（ｆｉｎｅ  ｐｉｔｃｈ  ｓｃｒｅｗ）、空気アクチュエータ、熱アクチュエータ、液圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、リニアモータ、ボーチェ（ｖｏｃｅ）コイルアクチュエータソレノイド、磁歪アクチュエータ（例えば、ｔｅｒｆｅｎｏｌ−Ｄアクチュエータ）、ウェッジシステムを駆動するリニアモータアクチュエータ、形状記憶合金（例えば、ニチノール）、などを含む。
【００２４】
図５を参照すると（図５はプローブヘッドアセンブリ２２２のみを示す）、アクチュエータ２１５の構成または種類にかかわらず、複数のアクチュエータ２１５を利用することによって、力５０２は、各駆動機構２２０によってプローブヘッドアセンブリ２２２の種々の領域に選択的に加えられ得る。また図５に示されるように、力５０２の選択的付加によって、プローブヘッドアセンブリ２２２は、取付け構造２３６に関して、「ｚ」軸に沿って平行移動され、かつ／または「ｘ」軸および／または「ｙ」軸の周りに回転させられ得る（図２を参照されたい）。４つ以上のアクチュエータ２１５が用いられる場合、プローブヘッドアセンブリ２２２は、曲げられ得るかまたは歪められ得、他の動きもまた可能である。
【００２５】
図２のテストシステム２００を用いてＤＵＴ２３０をテストするために、ホルダ２３２は、ＤＵＴ２３０の端子２２８をプローブカードアセンブリ２３４のプローブ２２６に整列させ得る。ホルダ２３２は、概ね「ｘ」および「ｙ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かすことによって、そのように整列させ得る。ホルダ２３２は次いで、概ね「ｚ」軸に沿ってプローブカードアセンブリ２３４の方にＤＵＴ２３０を動かし得る。ホルダ２３２は、オーバトラベル１１２の例を示す図１Ａ〜図１Ｃに関する上記の論議と一致して、典型的にはオーバトラベル距離といわれる距離だけ、端子２２８とプローブ２２６との間の最初の接触を通過して、「ｚ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かし続け得る。特定のテストのシナリオは、端子２２８および／またはプローブ２２６における不整ならびに端子２２８とプローブ２２６との間の方向づけのミスマッチ（例えば、端子２２８が正しい方向に置かれている平面とは異なる平面にプローブ２２６が置かれている）を補償するために、プローブ２２６との最初の接触を通過する端子２２８の最小のオーバトラベルを必要とし得る。オーバトラベルおよび他の要因（例えば、温度勾配）は、プローブカードアセンブリ２３４に全コンプライアンス要求を行ない得、該全コンプライアンス要求は、必然的にプローブカードアセンブリ２３４によって吸収される必要があり得る。プローブ２２６は、弾性のあるばね様のプローブであり得、従って、オーバトラベルの少なくとも一部を吸収し得る。しかしながら、プローブ２２６の大きさおよび材料組成によって、プローブ２２６は、プローブカードアセンブリ２３４に行なわれた全コンプライアンス要求を提供するほど十分に強くない場合がある。例えば、オーバトラベルは、プローブ２２６の弾性限界を超えてプローブ２２６を圧縮し得る。別の例として、プローブカードアセンブリ２３４の熱により引き起こされる移動は、プローブ２２６の弾性限界を通過してプローブカードアセンブリに全コンプライアンス要求を押し得る。
【００２６】
さらに図２を参照すると、本発明の一部の実施形態に従って、プローブカードアセンブリ２３４は、プローブカードアセンブリ２３４に行われているコンプライアンス要求を示す１つ以上のパラメータ（例えば、プローブ２２６との最初の接触を超えるＤＵＴ端子２２８のオーバトラベル、そり、曲がり、あるいは温度勾配またはローディングによるプローブカードアセンブリの他の移動による）を感知するように構成されたセンサ２２４（１つのセンサが示されているが２つ以上のセンサが用いられ得る（例えば、一部実施形態において３個以上のセンサが用いられ得る））を含み得、プローブカードアセンブリはまた、アクチュエータ２１５によるプローブヘッドアセンブリ２２２の移動にコンプライアンス要求の一部を配分するために、アクチュエータ２１５のうちの１つ以上の移動を制御し、従って、プローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成されたコントローラ２１６を含み得る。別の方法では、アクチュエータ２１５の移動は、プローブ２２６（これはコンプライアンスの第１の供給源を提供すると言われ得る）と共に、プローブカードアセンブリ２３４に行なわれる全コンプライアンス要求を満たすコンプライアンスの第２の供給源を提供する。
【００２７】
図６は、直列の２つの仮想のばね６０２、６０４の概略図を例示する。２つの仮想のばね６０２、６０４によって提供されるコンプライアンスの合計は、上記に論議された任意の要因（例えば、オーバトラベル、熱移動、ローディングなど）による、プローブカードアセンブリ２３４に行なわれる全コンプライアンス要求を表し得る。仮想のばね６０２は、コントローラ２１６の制御下で、プローブヘッドアセンブリ２２２を動かす際に、アクチュエータ２１５によって提供されるコンプライアンスの寄与を表し得る。仮想のばね６０４は、プローブ２２６のコンプライアンスの寄与を表し得、プローブ２２６は見られ得るように、アクチュエータ２１５によって提供されるコンプライアンスの量（仮想のばね６０２によって表される）だけ全コンプライアンス要求より少なくあり得る。
【００２８】
言及されたように、センサ２２４は、プローブカードアセンブリ２３４に行われているコンプライアンス要求を示す１つ以上のパラメータを感知するように構成され得る。例えば、センサ２２４は、プローブヘッドアセンブリ２２２に加えられている力のレベルを感知し得る。力センサの一例は、ひずみ計である。１つ以上のひずみ計は、１つ以上のプローブ２２６の上かまたはその近くに置かれ得、プローブ２２６のうちの１つ以上への力のレベルに比例するかまたは関連する１つ以上の出力信号を生成するように構成され得る。別の例として、１つ以上の力センサは、プローブヘッドアセンブリ２２２によって（例えば、プローブ２２６に対して圧されているＤＵＴ端子２２８に応答して）、アクチュエータ２１５のうちの１つ以上に加えられる１つ以上の力を感知するように構成され得る。力センサのさらに別の例として、力センサは、アクチュエータ２１５の動作に抵抗する力に比例するかまたは関連する出力信号を生成するように構成され得る。しかしながらセンサ２２４は、力センサである必要はない。適切なセンサ２２４の他の例は、プローブヘッドアセンブリ２２２の部分とＤＵＴ２３０の対応する部分との間の距離を感知するセンサを含む。そのような距離は、プローブ２２６内またはその上の力に関連付けられ得る。距離センサの例は、容量センサおよびエアギャップセンサを含む。適切なセンサ２２４のなおも他の例は、ＤＵＴ端子２２８と、プローブヘッドアセンブリ２２２の特定の領域に位置を定められるプローブ２２６の特定のプローブとの間の接触を決定するセンサを含む。上記のセンサの一部は非線形であり得る。例えば、容量センサは非線形であり得る。
【００２９】
図２に示されるように、センサ２２４によって生成された信号２４０は、コントローラ２１６に出力され得る。コントローラ２１６は、プローブカードアセンブリ２３４に行われている全コンプライアンス要求を決定するように構成され得、コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５によってプローブヘッドアセンブリ２２２の移動に全コンプライアンス要求の一部分を割り当てるように構成され得る。コントローラ２１６は次いで、アクチュエータ２１５に制御信号２３８を出力し、駆動機構２２０を動かし得、駆動機構２２０は、同様にプローブヘッドアセンブリ２２２を動かし、アクチュエータ２１５によってプローブヘッドアセンブリ２２２の移動に全コンプライアンス要求の一部分を割り当てる。
【００３０】
例えば、コントローラ２１６は、全コンプライアンス要求が閾値（例えば、プローブ２２６が安全に提供し得るコンプライアンスの最大量）を超えるかどうかを決定するように構成され得る。別の例として、コントローラ２１６は、プローブカードアセンブリ２３４に行われている全コンプライアンス要求を決定するように構成され得、コントローラ２１６は、全コンプライアンス要求の一部（例えば、コンプライアンスの所定のレベル、全コンプライアンスの所定のパーセンテージ、など）をプローブ２２６に配分するように構成され得、制御信号２３８をエンジン２１４に出力し、アクチュエータ２１５を動かし得、アクチュエータは、同様にプローブヘッドアセンブリ２２２を動かし、全コンプライアンス要求の別の部分（例えば、プローブ２２６に割当てられていない部分）を提供する。従ってコントローラ２１６は、プローブ２２６とプローブヘッドアセンブリ２２２の移動との間の全コンプライアンス要求を配分するように構成され得る。
【００３１】
図７は、本発明の一部の実施形態に従うコントローラ２１６の例示的構成を示す。示されるように、コントローラ２１６はプロセッサ７０２を備え得、プロセッサ７０２はソフトウェアの制御の下に動作するように構成されるプロセッサ７０２であり得、該ソフトウェアはメモリ７０６に格納され得る。（本明細書において用いられる場合、用語「ソフトウェア」は、限定することなく、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、または、プロセッサ７０２などのプロセッサによって実行され得る任意の他の機械読み取り可能コードを含む。）プロセッサ７０２およびメモリ７０６は、ソフトウェア制御の下で動作するプロセッサ７０２と同じかまたは類似する機能を実行するハードワイヤード論理によって取り替えられ得る。別の代案として、プロセッサ７０２は、ハードワイヤード論理を備え得、ハードワイヤード論理およびソフトウェアの制御下で動作し得る。コントローラ２１６はまた、センサ２２４のうちの１つ以上によって出力される１つ以上の信号２４０（３つの信号が示されているがそれより多いかまたは少ない信号が用いられ得る）を受信するように構成されるセンサ入力モジュール７０８を備え得、コントローラ２１６は、１つ以上の制御信号２３８（３つの信号が示されているがそれより多いかまたは少ない信号が用いられ得る）をアクチュエータ２１５に出力するように構成されるアクチュエータ制御モジュール７０４を含み得る。示されるように、コントローラ２１６はまた、他の入力信号および／または出力信号７１２用の一般的な入力／出力モジュール７１０を含み得る。他のモジュールおよび機能（図示されていない）もまた含まれ得る。
【００３２】
図７は単なる例示であり、コントローラ２１６の他の構成は可能である。例えば、コントローラ２１６は、空気式計算システムを形成するように構成される空気式要素を備え得る。
【００３３】
図８は、本発明の一部の実施形態に従って、コントローラ２１６によってインプリメントされ得る例示的プロセス８００を示す。プロセス８００は、ＤＵＴ２３０のようなＤＵＴのテスト中、テストシステム２００のようなテストシステムにおいて実行され得る。論議および例示を容易にするために、プロセス８００は、テストシステム２００においてＤＵＴ２３０をテストすることに関して本明細書において論議されるが、プロセス８００は、他のＤＵＴのテスト中、他のテストシステムにおいてインプリメントされ得る。
【００３４】
その間にプロセス８００がインプリメントされ得るＤＵＴ２３０のテストは、以下のとおりであり得る。ＤＵＴ２３０は、図２のテストシステム２００のハウジング２１２内のホルダ２３２に置かれ得、ホルダ２３２は、必要に応じ「ｘ，ｙ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かし、プローブ２２６の１つ１つにＤＵＴ端子２２８の１つ１つを整列させ得る。ホルダ２３２は次いで、上記に論議されるように、オーバトラベル距離だけ、端子２２８とプローブ２２６との間の最初の接触を通過して、プローブ２２６の方に概ね「ｚ」軸に沿ってＤＵＴ２３０を動かし得る。該接触は、プローブ２２６と端子２２８との間の電気的接続を作り得る。テスタは次いでテスト信号を生成し得、該テスト信号はチャネル２０４およびプローブカードアセンブリ２３４を通ってＤＵＴ２３０に提供される。テスト信号に応答してＤＵＴ２３０によって生成される応答信号は、プローブカードアセンブリ２３４およびチャネル２０４を通ってテスタ２０２に提供され得、テスタ２０２は、応答信号を分析してＤＵＴ２３０が正しく機能したかどうかを決定し得る。テストする前に、１つ以上の初期設定プロシージャ（図示されていない）がテストシステム２００上においてかまたはテストシステム２００内において実行され得、そのような初期設定プロシージャは、低減した速度またはフルの速度におけるテストプロシージャの初期部分の実行またはフルの実行を含み得る。
【００３５】
前述のテストを開始する前または開始した後に、コントローラ２１６は、プロセス８００を始め得、テスト中プロセス８００を実行し続け得る。８０２において、コントローラ２１６は、プローブカードアセンブリ２３４へのコンプライアンス要求をモニタリングし得る。コントローラ２１６は、センサ２２４によって生成される出力信号２４０を用いて、そのようにモニタリングし得る。８０４において、コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５によってプローブヘッドアセンブリ２２２の移動に全コンプライアンス要求の一部を配分するかどうかを決定し得る。換言すると、コントローラ２１６は、プローブヘッドアセンブリ２２２を動かすことによってプローブ２２６に行なわれる全コンプライアンス要求を減少させるかどうかを決定し得る。別の方法では、アクチュエータ２１５の移動は、コンプライアンスの第２の供給源を提供し、該第２の供給源は、プローブ２２６（これはコンプライアンスの第１の供給源を提供すると言われ得る）と共に、プローブカードアセンブリ２３４に行われる全コンプライアンス要求を満たし得る。
【００３６】
コントローラ２１６は、いくつかの可能な方法のうちの任意の方法で実行８０４し得る。例えば、コントローラ２１６は、コンプライアンス要求が閾値を超えるかどうかを決定し得る。閾値は、プローブ２２６を損傷するという重大なリスクなしに、プローブ２２６が安全に満たし得る最大のコンプライアンス要求に設定され得る。閾値は、従って、プローブ２２６の設計および構造、プローブ２２６を構成する材料、ならびに、強度、弾性、弾力性、ばね値などのプローブ２２６に関する他のパラメータに依存し得る。閾値は、あるいはまたはさらに、プローブ２２６の電気的特性に依存し得る。例えば、閾値は、１つ以上のプローブ２２の測定された接触抵抗に、直接または間接に依存し得る。
【００３７】
コントローラ２１６が８０４においてコンプライアンスを配分するかどうかを決定し得る方法の別の例として、コントローラ２１６は、８０２において決定された全コンプライアンス要求の所定のパーセンテージを、８０４においてプローブ２２６に配分するように構成され得る。全コンプライアンス要求の残りの部分は、上記に全般的に論議されるように、プローブヘッド２２２を動かすことに配分され得る。別の代案として、コントローラ２１６は、全コンプライアンス要求の所定のパーセンテージをプローブヘッド２２２を動かすことに配分し得る。なおも他の代案として、コントローラ２１６は、８０４においてコンプライアンスの所定のレベルをプローブ２２６かまたはプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすことのいずれかに配分し、８０４において全コンプライアンス要求の残りをプローブ２２６またはプローブヘッドアセンブリ２２２のその他に配分するように構成され得る。コントローラ２１６が全コンプライアンス要求のあるパーセンテージまたは所定の量をプローブ２２６かまたはプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすことのいずれかに配分するように構成される場合、図８のプロセス８００は、８０４における「はい」の決定に従って常に分岐するように構成され得る。
【００３８】
コントローラ２１６がステップ８０２においてモニタリングされるコンプライアンス要求を配分することを８０４において決定する場合、コントローラ２１６は、８０６において制御信号２３８をアクチュエータ２１５に出力し、プローブヘッドアセンブリ２２２を動かし、プローブ２２６とプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすこと（これは、他の方法ではプローブ２２６に行われるコンプライアンス要求を効果的に減少させ得る）との間に、８０２において決定された全コンプライアンス要求ある配分し得る。上記に論議されるように、アクチュエータ２１５は、従ってプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように駆動され、それによって、プローブカードアセンブリ２３４に行なわれる全コンプライアンス要求の一部分を提供し得る。プローブ２２６は、従って、プローブカードアセンブリ２３４に要求される全コンプライアンスの一部分のみを提供することを必要とする。図６に関して上記に論議されるように、プローブ２２６は、全コンプライアンス要求（これは図６において仮想のばね６０２、６０４の合計として表される）の一部分、すなわち、仮想ばね６０４によって表される部分のみを提供する必要がある。これは、アクチュエータ２１５が仮想ばね６０２によって表されるコンプライアンスの一部分を提供し得るからである。別の方法では、アクチュエータ２１５の移動は、プローブ２２６（これはコンプライアンスの第１の供給源を提供すると言われ得る）と共に、プローブカードアセンブリ２３４に行なわれる全コンプライアンス要求を満たすコンプライアンスの第２の供給源を提供し得る。
【００３９】
図８のプロセス８００を再び参照すると、８０８においてプロセス８００は、８０２、８０４、８０６を繰り返すために戻り得、このことは何回でも繰り返され得る。あるいは、８０８においてプロセス８００は終了し得る。任意の数の基準が、８０８においてプロセス８００を終了すべきかどうかを決定するために用いられ得る。例えば、上記のようにプローブ２２６への最初の接触を通過してオーバトラベル距離だけＤＵＴ端子２２８を動かすことによって、プローブ２２６とＤＵＴ端子２２８との間に電気的接続が作られた後に、プロセス８００は終了し得る。そのような場合、アクチュエータ２１５は、オーバトラベルを吸収するのに必要とされるコンプライアンスの一部を提供するために用いられ得る。
【００４０】
別の例として、プロセス８００は、ＤＵＴ２３０のテスト中、継続し得る。８０８における終了決定は、従ってＤＵＴ２３０のテストの終了と同時に起り得る。そのような場合、プロセス８００−およびアクチュエータ２１５−は、プローブ２２６への最初の接触を通過するＤＵＴ端子２２８のオーバトラベル距離以外の事象に応答して追加のコンプライアンスを提供し得る。例えば、プローブカードアセンブリ２３４全体の温度勾配はテスト中変化し得、このことはプローブカードアセンブリの熱により引き起こされる移動（例えば、そり）を引き起こし得、このことは、プローブカードアセンブリへのコンプライアンス要求を変化させ得る。そのような変化は、８０２、８０４において検出され、８０６において補償され得る。８０８においてプロセス８００を終了させるための基準のさらに別の例として、８０８において終了する決定は、ユーザが停止プロシージャを起動したときに生成される終了信号などの信号に基づき得る。
【００４１】
コントローラ２１６が８０２においてコンプライアンス要求をモニタリングし、８０４においてコンプライアンス要求の一部をアクチュエータ２１５に配分するかどうかを決定し、８０６においてアクチュエータ２１５を駆動しコンプライアンス要求を配分し得る、任意の数の方法がある。図９Ａ〜図１２Ｂは、非限定の例を示す。
【００４２】
図９Ａおよび図９Ｂは圧縮距離対力の例示的グラフを示し、該グラフは図８のプロセス８００の８０２、８０４、８０６を実行する際のコントローラ２１６の例示的動作を表し得る。
【００４３】
図９Ａにおいて、縦軸８３０（圧縮距離とラベル付けされている）はプローブ２２６が圧縮される距離を表し得、横軸８３２（力とラベル付けされている）はプローブ２２６への対応する力を表し得る。線分８３３は、フックの法則に一般的に従ってプローブ２２６の典型的な応答を表し得る（例えば、ｆ＝ｋ＊ｄ、ここで、ｆはプローブ２２６に加えられる力であり、ｋはプローブ２２６のばね定数であり、ｄは圧縮距離（軸８３０に沿った）であり、＊は乗法を表す）。図１０は一例を示す。図１０に例示されるように、プローブ２２６（これらは図１０において線として概略的に表されているが、実際の実施においては多くの実際の形状を取り得る）は、それらの端部（例えば、先端）が線ｄ０によって表される平面または近似の平面に位置が定められている圧縮されていない状態で示される。（線ｄ０に対応する平面は、図１０のページの中に延び、またそのページから外に延び得る）。図１０において、圧縮した状態のプローブ２２６は、それらの端部が線ｄ１によって表される平面または近似の平面に位置が定められ、破線で示される。（線ｄ１に対応する平面は、図１０のページの中に延び、またそのページから外に延び得る）。図１０における距離ｄ１は、図９Ａにおける縦軸８３０に対応する圧縮距離ｄ１であり得、プローブ２２６上の結果として生じる力は、図９Ａにおける横軸８３２に対応する力ｆ１であり得る。
【００４４】
非限定の一例において、コントローラ２１６は、図９Ａに示される線分８３５に従って図８のプロセス８００の８０２、８０４、８０６を実行するようにプログラムされ得る。１つ以上のプローブ２２６への力は図９Ａにおいてｆｏｎとラベル付けされた力より小さいが、コントローラ２１６はアクチュエータ２１５を駆動しないように構成され得、プローブ２２６はフックの法則に一般的に従って（例えば、線分８３３に従って）概ねばねのように動き得る。すなわち、１つのプローブ２２６または複数のプローブ２２６への力は図９Ａにおいてｆｏｎとラベル付けされた力未満であるより小さいが、プローブ２２６の圧縮距離およびプローブ２２６への結果として生じる力は、線分８３３によって例示されるように、互いに比例して変化し得る。しかしながら、一旦１つ以上のプローブ２２６への力がｆｏｎを超えると、コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５を駆動し、プローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成され得る。図９Ａに示される例に従って、コントローラ２１６は、線分８３５に従ってアクチュエータ２１５を駆動するように構成され得る。
【００４５】
前述の一例は図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて例示される。プローブ２２６がｄ０の圧縮距離（すなわち、圧縮なし）からｄｏｎの圧縮距離に圧縮されると、プローブ２２６は、図１１Ａに示されるようにフックの法則に従って（例えば、図９Ａにおける線分８３３に従って）、ばねのように圧縮する。図１１Ｂに示されるように、プローブ２２６への力がｆｏｎを超えると、コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５を制御し、アクチュエータがプローブヘッドアセンブリ２２２を圧縮の方向に動かすようにし得る。図１１Ｂにおいて、プローブヘッドアセンブリ２２２は、初期位置Ｈ０から位置Ｈ１に動かされる。
【００４６】
図９Ｂは、プローブ２２６に対して圧されたＤＵＴ（例えば、ＤＵＴ２３０）の観点からのプローブ２２６とアクチュエータ２１５の動作との組合せ応答を例示する。図９Ｂにおいて、合成線８３７は、図９Ａの線分８３３と８３５との合計を表し得る。図９Ａにおける線分８３５の８３０軸の値はｆｏｎより小さい力に対して０であるので、図９Ｂの組合せ線８３７の第１の線分８３４は図９Ａにおける線分８３３に一致し、このことはプローブ２３６自体の応答に一致する。組合せ線８３７の第２の線分８３６は、図９Ａの線分８３３と８３５との合計であり、図９Ａの線分８３３に従うプローブ２３６と図９Ａの線分８３５に従うアクチュエータ２１５の動作との組合せ応答を表す。図９Ｂに示される特定の非限定の例において、線分８３５の傾き（または、換言するとアクチュエータ２１５の制御）は、ｆｏｎを通過した、プローブへの力のあらゆる増加のほとんどすべてがプローブ２２６の圧縮の方向へのプローブヘッドアセンブリ２２２の対応する移動によって相殺されるように選択され得、その結果、プローブ２２６への力はほんのわずかに増加し、この増加した力はプローブ２２６への一定の力に近似する。しかしながら線分８３５に対して他の傾きが選択され得、このことは組合せ線８３７の第２の線分８３６に対する種々の対応する傾きという結果になり得る。
【００４７】
アクチュエータ２１５の例示的制御を示す関数（図９Ａにおいて線分８３５によって表される）は例示としてのみであり、多くの他の関数が線分８３５によって表される関数の代わりに用いられ得る。図１２Ａおよび図１２Ｂは、（図１２Ａにおいて、第１線分１２０４および第２線分１２０６を備えている合成線１２０２によって表される）合成関数がアクチュエータ２１５の制御を表す例を示す。図１２Ａにおいて、線分８３３は図９Ａにおけるそれと同じであり、上記のようにフックの法則に従うプローブ２２６自体の応答を表す。
【００４８】
図１２Ａにおいて（上記に論議されるようにアクチュエータ２１５の制御を表す）合成線１２０２を参照すると、プローブ２２６への力がｆｏｎより小さい間、コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５を起動しないように構成され得る。プローブ２２６への力がｆｏｎとｆ１との間にある間、コントロール２１６は、アクチュエータ２１５を制御するように構成され、第１の線分１２０４に従ってプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成され得る。例えば、コントローラ２１６は、プローブ２２６への力ｆΔ１におけるあらゆる単位変化に対してｄΔ１に一致する距離だけプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成され得る。プローブ２２６への力がｆ１より大きい間、コントローラ２１６は、第２の線分１２０６に従ってアクチュエータ２１５を制御するように構成され得る。例えば、コントローラ２１６は、プローブ２２６への力ｆΔ２におけるあらゆる単位変化に対してｄΔ２に一致する距離だけプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成され得る。
【００４９】
図１２Ｂは、プローブ２２６に対して圧されたＤＵＴ（例えば、ＤＵＴ２３０）の観点からのプローブ２２６とアクチュエータ２１５の動作との組合せ応答を例示する。図１２Ｂにおいて、合成線１２０８は、図１２Ａの線分８３３と合成線１２０２との合計を表し得る。図１２Ａにおける合成線１２０２の８３０軸の値はｆｏｎより小さい力に対して０であるので、図１２Ｂにおける合成線１２０８の第１の線分１２１０は図１２Ａにおける線分８３３に一致し得、このことは、上記に論議されるように、プローブ２３６自体の応答に一致し得る。合成線１２０８の第２の線分１２１２は、図１２Ａにおける線分８３３と第１の線分１２０４との合計であり得、力がｆｏｎとｆ１との間にある間、図１２Ａの線分８３３に従うプローブ２３６と図１２Ａの第１の線分１２０４に従うアクチュエータ２１５の動作との組合せ応答を表し得る。合成線１２０８の第３の線分１２１４は、図１２Ａにおける線分８３３と第２の線分１２０６との合計であり得、力がｆ１より大きい間、図１２Ａの線分８３３に従うプローブ２３６と図１２Ａの第２の線分１２０６に従うアクチュエータ２１５の動作との組合せ応答を表し得る。
【００５０】
（限定することなく、指数関数を含む）多くの他の関数が、図９Ａにおける線分８３５または図１２Ａにおける組合せ線１２０２によって表される関数の代わりに用いられ得る。
【００５１】
図９〜図１２Ｂに示される例において、図８のプロセス８００の８０２、８０４、８０６は、全体としてのプローブヘッドアセンブリ２２２に関して実行され得る。あるいは、プロセス８００の８０２、８０４、８０６は、プローブヘッドアセンブリ２２２の複数のセクタに関して個々に実行され得る。例えば、図１５Ａおよび図１５Ｂに関して以下に論議されるように、プローブヘッドアセンブリ２２２は、複数のセクタに分割され得、１つ以上のセンサ２２４および１つ以上のアクチュエータ２１５が各セクタに提供され得る。見られるように、図１５は、非限定の例を示し、該非限定の例において、プローブ２２６が取り付けられるプローブヘッドアセンブリの表面がセクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に分割され得（４つのセクタが図１５Ａおよび図１５Ｂに示されるが、表面はそれより多いかまたは少ないセクタに分割され得）、センサ２２４が各セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に提供され得、駆動機構もまたセクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に提供され得る。そのような場合において、図８のプロセス８００の８０２、８０４、８０６は、各セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に対して個々にそして同時に実行され得る。
【００５２】
図１３Ａ〜図１４Ｂおよび図１６Ａ〜図１８Ｂは、図８のプロセス８００の８０２、８０４、８０６のいくつかの非限定のさらなる例または動作を例示する。例示を容易にするために、図１３Ａ〜図１４Ｂおよび図１６Ａ〜図１７Ｂにおいて、プローブカードアセンブリ２３４は部分図において示される。より詳細には、取り付け構造２３６は部分図において示され、柔軟性のある電気的コネクタ２１８および配線基板２０８は示されていない。コントローラ２１６ならびに信号２３８および２４０もまた示されていない。
【００５３】
図１３Ａおよび図１３Ｂは本発明に従う例示的方法を示し、該方法において、図８のプロセス８００に関して上記に論議されるように、コントローラ２１６は、８０２においてコンプライアンス要求をモニタリングし、８０４においてコンプライアンス要求の一部をアクチュエータ２１５に配分するかどうかを決定し、８０６においてアクチュエータ２１５を駆動しコンプライアンス要求を配分し得る、図１３Ａおよび図１３Ｂにおいて、センサ２４０（１つのセンサが示されるが、それより多い数のセンサが用いられ得る）は、１つ以上のプローブ２２６への力の量を検出するように構成されるひずみ計を備え得る。コントローラ２１６は、センサ２２４によって出力された信号２４０を受信することによって（図２を参照されたい）図８の８０２を実行し得、該出力信号は、プローブ２２６への力のレベルに比例するかまたは機能的に関連し得る（例えば、出力は力のレベルに線形的に比例しない場合がある）。コントローラ２１６は、８０４に関して上記に論議される任意の方法で８０４を実行し得る。例えば、コントローラ２１６は、８０２において決定された全コンプライアンス要求が所定の閾値を超えるかどうかを決定するように構成され得る。一例において、コントローラ２１６は、信号２４０によって示される力のレベルをメモリ７０６に格納された閾値の力（図７を参照されたい）と比較することによって、図８の８０４を実行し得る。閾値の力は、プローブ２２６に安全に付加され得る最大の力、すなわち、プローブ２２６を損傷するという重大なリスクなしにプローブ２２６に付加され得る最大の力として事前に選択され得る。そのような最大の力は、プローブの公知の設計パラメータに基づく計算によって、実験室環境においてプローブをテストすることによって、または他の方法で、決定され得る。コントローラ２１６が８０４において全コンプライアンス要求を配分するかどうかを決定し得る方法の別の例として、コントローラ２１６は、８０２において決定された全コンプライアンス要求の一定のパーセンテージを８０４においてプローブ２２６に配分するように構成され得る。別の例示的代案として、コントローラ２１６は、全コンプライアンス要求の一定のパーセンテージをプローブヘッド２２２を動かすことに配分するように構成され得る。別の方法では、コントローラ２１６は、８０４においてコンプライアンスの所定のレベルをプローブ２２６かまたはプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすことのいずれかに配分し、８０４において全コンプライアンス要求の残りをプローブ２２６またはプローブヘッドアセンブリ２２２のその他に配分するように構成され得る。
【００５４】
図１３Ａおよび図１３Ｂに示される例において、コントローラ２１６は、８０６において制御信号２３８を出力し得、制御信号２３８は、８０２において決定された全コンプライアンス要求の一部分をプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすことに配分するのに十分であるように、アクチュエータ２１５がプローブヘッドアセンブリ２２２をＤＵＴ２３０から離れるように動かすようにする（図１３Ｂに示されるように）。例えば、全コンプライアンス要求が閾値を超えるかどうかを決定することによって、コントローラが８０４において全コンプライアンス要求を配分するかどうかを決定する場合、コントローラ２１６は、８０６において、アクチュエータ２１５がプローブ２２６への力を閾値の力に減少させるようにする出力信号２３８を出力し得る。プローブ２２６への力が閾値の力レベルにあるかまたは閾値の力レベルより小さいとコントローラ２１６が決定するまで、エンジン２１４がプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすようにすることによって、コントローラ２１６は制御信号２３８を出力する。あるいは、コントローラ２２６は、プローブヘッドアセンブリ２２２が動かされ得る距離を計算し、プローブ２２６への力を閾値に減少させ、エンジン２１４がプローブヘッドアセンブリ２２２をその距離だけ動かすようにし得る。そのような計算は、プローブのばね定数などのプローブ２２６のパラメータを用いてなされ得る。全コンプライアンス要求が閾値を超えるかどうかということ以外の基準（例えば、上記に論議される任意の代替の技術）に基づき８０４において決定がなされる場合、コントローラ２１６は、８０６において制御信号２３８を出力し得、制御信号２３８は、基準に関連する１つ以上のパラメータが満たされるまで、アクチュエータ２１５がプローブヘッドアセンブリ２２２をＤＵＴ２３０から離れるように動かすようにする（図１３Ｂに示されるように）。
【００５５】
図１３Ａおよび図１３Ｂにおけるセンサ２２４は、プローブ２２６への力のレベルを検出するように構成されるひずみ計以外のものであり得る。例えば、センサ２２４はプローブヘッドアセンブリ２２２とＤＵＴ２３０との間の距離を検出するよう構成され得、該距離はプローブ２２６への力を決定またはそれに近似させるように用いられ得る。プローブヘッドアセンブリ２２２とＤＵＴとの間の距離を検出する適切なセンサ２２４の例は、限定することなく、容量センサ、気圧計（エアギャップ）センサ、リニア可変変位トランスデューサおよび誘導センサを含む。
【００５６】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従う別の例示的方法を示し、該方法において、コントローラ２１６は、８０２においてコンプライアンス要求をモニタリングし、８０４においてコンプライアンス要求の一部をアクチュエータ２１５に配分するかどうかを決定し、図８のプロセス８００に関して上記に論議されるように、８０６においてアクチュエータ２１５を駆動し、コンプライアンス要求を配分し得る。図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、センサ２２４は、プローブヘッドアセンブリ２２２上の様々な位置に配置され、プローブヘッドアセンブリ上の様々な位置における１つ以上のプローブ２２６への力の量または１つ以上のプローブ２２６の変位を検出するように構成される複数のセンサを備え得る。適切なセンサの例は、図１３Ａおよび図１３Ｂに関して上記に論議されるセンサ２２４の任意の例を含む。あるいはまたはさらに、１つ以上のプローブ２２６は、センサとして構成され得る。
【００５７】
コントローラ２１６は、センサ２２４によって出力された信号２４０を受信することによって（図２を参照されたい）図８の８０２を実行し得、信号２４０は、プローブヘッドセンブリ２２２上の様々な位置におけるプローブ２２６への力のレベルまたはプローブ２２６の変位に比例する。コントローラ２１６は、プローブヘッドアセンブリ２２２上の様々な位置における力または変位の不均衡が閾値の不均衡を超えるとき決定することによって、図８の８０４を実行し得る。図１４Ａおよび図１１Ｂに示される例において、コントローラ２１６は、８０６において制御信号２３８を出力し得、制御信号２３８は、エンジン２１４が取付け構造２３６に関してプローブヘッドアセンブリ２２２の方向（例えば、傾斜）を変化させ、力または変位を均衡させるようにする（図１４Ｂに示されるように）。
【００５８】
図１３Ａ、１３Ｂおよび図１４Ａ、１４Ｂに示される例は、組み合わされ得る。そのような組み合わせにおいて、コントローラ２１６は、図１４Ａおよび図１４Ｂに関して上記に論議されるように、８０２においてプローブヘッドアセンブリ２２２上の様々な位置におけるプローブ２２６への力をモニタリングし得る。８０４において、コントローラ２１６は、図１３Ａおよび図１３Ｂに関して上記に論議されるように、力のどれでもが閾値を超えるかどうかを決定し得、コントローラ２１６はまた、図１４Ａおよび図１４Ｂに関して上記に論議されるように、プローブヘッドアセンブリ２２２上の様々な位置におけるプローブ２２６への力の不均衡が閾値の不均衡を超えるかどうかを決定し得る。８０６において、コントローラ８０６は、出力信号２３８をエンジン２１４に出力し、必要に応じアクチュエータ２１５を動かし、図１３Ａおよび図１０Ｂに関して上記に論議されるように、力を閾値（または閾値未満）に減少させ、図１４Ａおよび図１４Ｂに関して上記に論議されるように、力を均衡させる。
【００５９】
図１６Ａ〜図１８Ｂにおいて示される例において、プローブヘッドアセンブリ２２２は、複数のセクタに分割され得、センサ２２４および駆動機構２２０が、各セクタに備えつけられ得る。非限定の例は、図１５Ａ（これはプローブヘッドアセンブリ２２２の底面図を示す）および図１５Ｂ（これはプローブヘッドアセンブリ２２２の斜視図を示す）に示される。図１５Ａに示されるように、プローブ２２６が取り付けられるプローブヘッドアセンブリ２２２の表面は、セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に分割され得る（４つのセクタが図１５Ａおよび図１５Ｂに示されているが、表面はそれより多いかまたは少ないセクタに分割され得る）。図１５Ａに示されるように、センサ２２４は、各セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に備え付けられ得る。図１５Ｂに示されるように、１つの駆動機構または複数の駆動機構２２０はまた、各セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８に備え付けられ得る。アクチュエータ２１５の選択的移動によって、プローブヘッドアセンブリ２２２は、図１５Ｂに示されるように、「ｘ」および「ｙ」軸の周りに回転し、取り付け構造２３６（図２を参照されたい）に関して「ｚ」軸に沿って平行移動され得る。さらにプローブヘッドアセンブリ２２２は、アクチュエータ２１５の選択的移動によって、歪められ得る（例えば、プローブ２２６が取り付けられているプローブヘッドアセンブリ２２２の表面の形状は変更され得る）。図１６Ａ〜図１７Ｂに示される例において、プローブヘッドアセンブリ２２２は、図１５Ａおよび図１５Ｂに示されるように構成され得る。すなわち、プローブヘッドアセンブリ２２２は、複数のセクタ（例えば、１１０２、１１０４、１００６、１００８のように）分割され得、センサ２２４および駆動機構２２０が各セクタに備えられ得る。
【００６０】
上記に言及されるように、図１６Ａ〜図１６Ｃは、本発明の一部の実施形態に従うさらに別の例示的方法を示し、該方法においてコントローラ２１６は、８０２においてコンプライアンス要求をモニタリングし、８０４においてコンプライアンス要求の一部をアクチュエータ２１５に配分するかどうかを決定し、８０６においてアクチュエータ２１５を駆動しコンプライアンス要求を配分し得る。図８のプロセス８００に関して上記に論議されるように、センサ２２４は、プローブヘッドアセンブリ２２２の各セクタ（例えば、１１０２、１１０４、１１０６、１１０８のように）に配置され、プローブヘッドアセンブリ２２２の特定のセクタとＤＵＴ２３０との間の距離に比例して信号２４０を出力し得る。ＤＵＴ２３０がプローブ２２６の方に動かされると（例えば、ＤＵＴ２３０は図２においてホルダ２３２に配置され得、ホルダ２３２はプローブ２２６の方にＤＵＴ２３０を動かし得る）、コントローラ２１６は、ＤＵＴ２３０がプローブヘッドアセンブリ２２２に関して方向が外れている（例えば、傾斜）度合をセンサ２２４によって生成される信号２４０から決定し得る（これは図８における８０２の例であり得る）。（図１６Ａを参照されたい）。方向ずれの度合が所望の最大限の方向ずれ（これは図８における８０４の例であり得る）を超えると、コントローラ２１６は、エンジン２１４への出力信号２３８を生成し、出力信号２３８は、図１６Ｂおよび図１６Ｃ（これらは図８の８０６の例であり得る）に示されるように、１つ以上のアクチュエータ２１５がプローブヘッドアセンブリ２２２の、アクチュエータ２１５に関係したセクタを動かし、プローブヘッドアセンブリ２２２の方向がＤＵＴ２３０の方向により近づくようにプローブヘッドセンブリ２２２の方向を変化させるようにする。図１６Ｃに示されるように、プローブヘッドアセンブリ２２２は、ＤＵＴ２３０がプローブ２２６と接触すると、ＤＵＴ２３０と接近して方向付けされ得る。プローブヘッドアセンブリ２２２をＤＵＴ２３０に方向付けすることは、プローブヘッドアセンブリ２２２に関してＤＵＴ２３０の方向ずれを補償するコンプライアンスの必要性を減少させることによって、他の方法ではプローブカードアセンブリ２３４（より詳細にはプローブ２２６）に必要とされたコンプライアンス要求を減少させ得る。すなわち、プローブヘッドアセンブリ２２２とＤＵＴ２３０との間の方向ずれを減少させるかまたは除去することによって、方向ずれを補償するのに必要とされるコンプライアンスの量が減少させられるかまたは除去される。
【００６１】
図１７Ａ〜図１７Ｃに示される例は、センサ２２４がプローブヘッドアセンブリのセクタにおけるプローブ２２６とＤＵＴ２３０との間の接触を検出することを除いて、図１６Ａ〜図１６Ｃに示される例に概ね類似し得る。動作時コントローラ２１６は、セクタに関係するセンサ２２４がセクタにおけるプローブ２２６とＤＵＴ２３０との最初の接触を示す信号２４０を出力すると、プローブヘッドアセンブリ２２２の特定のセクタ（例えば、セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８）に関係する駆動機構２２０がＤＵＴ２３０から離れるようにそのセクタを引くようにする。コントローラ２１６は、すべてのセクタにおけるプローブ２２６がＤＵＴ２３０に接触するまで、そのようにし続けるように構成され得る。結果は、図１６Ａ〜図１６Ｃの例における場合と概ね同じであり得る。コントローラ２１６は、ＤＵＴ２３０がプローブ２２６と接触するように動かされると、アクチュエータ２１５がプローブヘッドアセンブリ２２２をＤＵＴ２３０の方向に方向付けをするようにする制御信号２３８を出力する。
【００６２】
図１８Ａ〜図１８Ｃに示される例は、プローブヘッドアセンブリ２２２が−ＤＵＴ２３０に反対するように−プローブ２２６とＤＵＴ２３０との間の接触をもたらすように動かされることを除いて、概して図１７Ａ〜図１７Ｃに示される例に類似し得る。動作時コントローラ２１６は、アクチュエータ２１５のすべてが、図１８Ａに示されるようにＤＵＴ２３０の方にプローブヘッドアセンブリ２２２を動かすように構成され得る。特定のセクタ（例えば、セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８のようなセクタ）におけるセンサ２２４がそのセクタにおけるプローブ２２６がＤＵＴ２３０に接触したことを示す信号２４０を出力すると、コントローラ２１６は、そのセクタに関係する駆動機構２２０が停止するようにし得る。しかしながら、他のアチュエータ２１５は、それらのセクタにおけるプローブ２２６がＤＵＴ２３０に接触したことを示す信号２４０をそれらのセクタにおけるセンサ２２４が出力するまで、プローブヘッドアセンブリ２２２をＤＵＴ２３０の方に動かし続ける。結果は、図１６Ａ〜図１６Ｃおよび図１７Ａ〜図１７Ｃの例における場合と概ね同じであり得る。プローブヘッドアセンブリ２２２自体、プローブ２２６およびＤＵＴ２３０が接触するようにされると、ＤＵＴ２３０の方向に方向付けされる。
【００６３】
図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｃ、および図１８Ａ〜図１８Ｃに示される任意の例は、センサ２２４に関係するセクタ（例えば、セクタ１１０２、１１０４、１１０６、１１０８のようなセクタ）におけるプローブへの力に比例する信号２４０を出力するセンサ２２４に対して構成され得る。コントローラ２１６は、セクタにおける力が閾値を超えるときに決定し得、セクタを動かし閾値まで力を減少させるセクタに関係する駆動機構２２０に制御信号２３８を出力し得る。
【００６４】
本発明の特定の実施形態および適用が本明細書において説明されたが、本発明がこれらの例示的実施形態および適用、または例示的実施形態および適用が動作するかまたは本明細書に説明される方法に限定される意図はない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
0005796933.tif 000026
【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
0005796933.tif 000028
【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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