(57)【要約】【課題】不良プローブの取り替え作業が容易な電気的接続装置を提供する。【解決手段】互いに間隔をおいて一体的に結合される第１の板および第２の板を有し、該各板のそれぞれにその厚さ方向へ貫通するプローブガイド穴が形成されたプローブ支持体と、プローブガイド穴を貫通して配置され、被検査体の電極に当接する先端を第１の板から突出させるプローブとを備える電気的接続装置。各プローブには、第１の板のプローブガイド穴の縁部に係合可能のストッパが形成されている。第２の板は、複数の板部材からなる積層構造を有する。各板部材は、ストッパの挿通を許す開口を有し、第１の重ね合わせ位置で、プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブのストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴を形成し、またその第２の重ね合わせ位置でストッパの挿通をも許すガイド穴を形成し、前記第１の重ね合わせ位置で相互に結合可能である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に間隔をおいてほぼ平行に配置され、ねじ部材により一体的に結合される少なくとも第１の板および第２の板を有し、前記各板のそれぞれにほぼその厚さ方向へ貫通するプローブガイド穴が形成されたプローブ支持体と、前記第１の板の対応する前記プローブガイド穴を貫通して配置され、被検査体の電極に当接する先端を前記第１の板から突出させるプローブであって前記第１の板の前記プローブガイド穴の縁部に係合可能のストッパを有する複数のプローブとを備える電気的接続装置であって、
前記第２の板は、複数の板部材からなる積層構造を有し、前記各板部材は前記ストッパの挿通を許す開口を有し、第１の重ね合わせ位置で、前記各板部材の前記開口の重なりによって前記プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブの前記ストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴を形成し、第２の重ね合わせ位置で前記各板部材の前記開口の重なりによって前記ストッパの挿通を許すガイド穴を形成し、前記第１の重ね合わせ位置で相互に結合可能である電気的接続装置。
【請求項２】
さらに、前記第２の板の前記第１の板が位置する側と反対側に第３の板を備え、該３の板には、前記プローブの挿通を許し、該プローブの前記ストッパに係止可能な開口縁部を有するプローブガイド穴が設けられ、前記第１、第２および第３の板は、それらの前記各プローブガイド穴を貫通した前記プローブが第２および第３の板間で同一方向へ変位する弾性変形を生じた状態で前記プローブを保持すべく相互に分離可能に連結され、前記第３の板は、前記第２の板と同様な積層構造を有し、前記第３の板の各板部材は前記ストッパの挿通を許す開口を有し、第１の重ね合わせ位置で、前記各板部材の前記開口の重なりによって前記プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブの前記ストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴を形成し、第２の重ね合わせ位置で前記各板部材の前記開口の重なりによって前記ストッパの挿通を許すガイド穴を形成する、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記第２の板は、少なくとも第１の板部材および第２の板部材からなる２層の積層構造を有し、前記第１の板部材に形成された前記開口と前記第２の板部材に形成された開口との断面形状が相互に異なる請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記第２および第３の板のそれぞれは、少なくとも前記板部材が第１の板部材および第２の板部材からなる２層の積層構造を有し、前記各第１の板部材に形成された前記開口と前記第２の板部材に形成された開口との断面形状が相互に異なる請求項２に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記各第１の板部材の前記開口は、前記プローブの前記ストッパの挿通を許す幅寸法を有しかつ前記第１の板部材の平面上で前記幅方向を一方向に整列させて配置された複数の第１の長穴からなる第１の長穴群を含み、前記各第２の板部材の前記開口は前記第１の板部材の前記第１の長穴に対応した第２の長穴群を含み、前記第１および第２の板部材は、前記第１の板部材の前記第１の長穴群の各第１の長穴が前記第２の板部材の前記第２の長穴群の各第２の長穴に部分的に重なるように、相互に重ね合わせられている、請求項３または４のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
第１の長穴および第２の長穴は、互いに共同して前記ガイド穴を構成すべく、それぞれの一方の端部を相互に重ね合わせられ、前記長穴の各短辺が前記ガイド穴を挿通する前記プローブの前記長穴の長手方向への移動を共同して規制し、前記各長穴の一対の長辺が前記プローブの前記長穴の幅方向への移動をそれぞれ規制する、請求項３または４のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記第２の板は、第１、第２、第３および第４の板部材からなる４層の積層構造を有し、各板部材の前記開口は、前記プローブの前記ストッパの挿通を許す幅寸法を有し該幅寸法方向へ互いに間隔をおいて形成された一対の第１の長穴と、該第１長穴の幅方向に配列されそれぞれが該第１の長穴の伸長方向に沿って伸びる複数の第２の長穴からなる一対の長穴群とからなる、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
前記第２の板の前記各板部材は、その２つの前記板部材の前記一対の長穴が形成された領域と他の２つの前記板部材の前記長穴群が形成された領域とが相互に重なり合うように配置される、請求項７に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記各板部材の前記第２の重ね合わせ位置では、互いに重なり合う各長穴群の各第２の長穴の開口縁部の共同によって、該開口の重ね合わせによって形成された前記プローブガイド穴を貫通する前記プローブの軸線方向と直角な平面上での移動が規制されている、請求項８に記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ＩＣチップあるいはこれが集合的に作り込まれた半導体ウエハのような半導体デバイスの電気的検査に用いるのに好適な電気的接続装置およびその組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのような被検査体は、これが仕様書通りに動作するか否かの通電検査を受ける。この通電検査では、針先を被検査体の電極に押圧される複数のプローブ（接触子）を備えるプローブカードのような電気的接続装置を経て被検査体がテスタ本体に接続される。
【０００３】
従来のこの種の電気的接続装置に、互いに間隔をおいて保持される下板、中間板および上板を有するプローブ支持体により支持された複数のプローブを備えるプローブ組立体がある（例えば、特許文献１および２参照）。プローブ支持体の各板には、プローブの貫通を許すガイド穴が形成されている。このガイド穴を貫通して配置される各プローブの下板と上板との間に位置する部分には、プローブの径方向外方に張り出すストッパが形成されている。
【０００４】
各プローブの先端すなわち針先は、プローブ組立体の前記下板のガイド穴から突出して配置されており、被検査体の電極に接触するように、これに押圧される。このプローブ組立体の上板および中間板は、それらの対応する各ガイド穴が整合する整合位置から一方向へわずかなずれを持つように組み立てられている。このずれによってプローブが上板および中間板との間で例えばS字状に弾性変形するように、プローブ支持体に組み込まれる。これにより、針先の押圧時、各プローブの針先は弾性的な変位が可能となり、針先が適正な弾性で電極に押圧されるので、電極との適正な電気接触が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０７２６６１号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−００３１９１号公報
【０００６】
ところで、ストッパが設けられたプローブに欠損が生じた場合、欠損を生じた不良プローブの取り替え作業では、まず、この不良プローブをプローブ支持体の各板部材のガイド穴から引き抜く必要がある。この不良プローブの引き抜きのために、それに先立って、プローブ支持体の下板がプローブ支持体の中間板および上板から取り外される。この下板の取り外しにより、不良プローブを、その針先の側より、上板および中間板のガイド穴から引き抜くことができる。交換すべき新たなプローブがその基端の側から上板および中間板のガイド穴に挿入された後、各プローブのストッパが中間板および下板間に位置するように、下板が組み付けられる。
【０００７】
しかしながら、従来の前記電気的接続装置では、不良プローブの引き抜きのために前記下板を取り外すとき、この下板のガイド穴を挿通している健全なすべてのプローブも、下板の各ガイド穴から引き抜かれてしまう。そのため、新たなプローブを上板および中間板のガイド穴に挿入した後の下板の組み付けでは、該下板の各ガイド穴にすべての対応するプローブの先端部を挿入する作業が必要となる。
【０００８】
このプローブの先端部を受け入れる下板のプローブガイド穴は、その縁部がプローブのストッパを係止するために、口径を絞り込まれている。そのため、取り替えた新たなプローブのように、たとえ各プローブの先端部に曲がりが生じておらずに該先端部が直線であっても、場合によっては、数百本を超えるすべてのプローブの針先を針先を下板の対応する各ガイド穴に通す挿通作業は困難となる。しかも、取り替えられた新たなプローブを除く他の多くのプローブは、それらの使用中に先端部にいくらかの曲がりを生じている。そのため、先端部に曲がりを生じたプローブを含む数百本を超える多数のプローブの針先を下板の対応する各プローブガイド穴に挿通する作業は容易ではなく、この挿通作業を伴う下板の再組み付けには、多大の時間および経験を必要とした。
【０００９】
不良プローブの交換時、プローブ支持体の下板を取り外し、その後、前記したようにプローブを先端側すなわちその針先側から引き抜くことに代えて、不良プローブを針先と反対側の基端側から引き抜くことが考えられる。しかし、この場合も、不良プローブを下板から引き抜くために、それに先立って、上板あるいは中間板をそれらのプローブガイド穴からすべてのプローブを引き抜くように取り外す必要がある。そのために、プローブ支持体の組み立て時に、上板あるいは上板と中間板とに設けられたプローブガイド穴にすべてのプローブを通す作業が必要になることから、そのプローブ支持体の再組み付けの作業は、さらに困難となる。
【００１０】
そのため、不良プローブの取り替え作業を比較的容易に行い得る電気的接続装置が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、不良プローブの取り替え作業が従来に比較して容易な電気的接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基本的に各プローブを受け入れるためのガイド穴が形成された板を複数の積層板で形成し、各積層板に前記プローブに設けられたストッパの挿通を許す開口を形成し、各積層板の前記開口の重なりで前記ガイド穴を形成する。これにより、各積層板の第１の重ね合わせ位置で、前記各積層板の前記開口の重なりによって前記プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブの前記ストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴が形成され、また第２の重ね合わせ位置で前記各板部材の前記開口の重なりによって前記ストッパの挿通を許すガイド穴が形成される。したがって、前記ガイド穴の実質的な口径が可変となる。
【００１３】
より具体的には、本発明は、相互に間隔をおいてほぼ平行に配置され、ねじ部材により一体的に結合される少なくとも第１の板および第２の板を有し、前記各板のそれぞれにほぼその厚さ方向へ貫通するプローブガイド穴が形成されたプローブ支持体と、前記第１の板の対応する前記プローブガイド穴を貫通して配置され、被検査体の電極に当接する先端を前記第１の板から突出させるプローブであって前記第１の板の前記プローブガイド穴の縁部に係合可能のストッパを有する複数のプローブとを備える電気的接続装置であって、前記第２の板は、複数の板部材からなる積層構造を有する。前記各板部材は前記ストッパの挿通を許す開口を有し、第１の重ね合わせ位置で、前記各板部材の前記開口の重なりによって前記プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブの前記ストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴を形成する。また、前記各板部材は、第２の重ね合わせ位置で前記各板部材の前記開口の重なりによって前記ストッパの挿通を許すガイド穴を形成し、前記第１の重ね合わせ位置で相互に結合可能である。
【００１４】
本発明に係る前記電気的接続装置によれば、積層して配置される少なくとも前記第２の板の各板部材の重ね合わせ位置の選択により、プローブのガイド穴の実質的な口径が前記ストッパの挿通を阻止する口径と、その挿通を許す口径との間で可変となる。したがって、不良プローブの交換時、第２の板を構成する各板部材の結合を解除して、該各板部材を第２の重ね合わせ位置にずらせることにより、プローブガイド穴の口径をプローブのストッパの挿通を許す口径に一時的に変更することができる。この第２の重ね合わせ位置では、他の正常なプローブをガイド穴から引き抜くことなく、不良プローブを第２の板の側である基端側から引き抜くことができ、またこの不良プローブを正常なそれに差し換えることができる。このプローブの差し換え後、前記各板部材は、前記第２の板を構成すべく、ストッパを係止可能の第１の重ね合わせ位置で一体に結合される。これにより、第２の板の各プローブガイド穴を再び適正な口径に絞り込むことができる。
【００１５】
さらに、前記第２の板の前記第１の板が位置する側と反対側に第３の板を設けることができる。この第３の板には、前記プローブの挿通を許し、該プローブの前記ストッパに係止可能な開口縁部を有するプローブガイド穴が設けられる。前記第１、第２および第３の板は、それらの前記各プローブガイド穴を貫通した前記プローブが第２および第３の板間で同一方向へ変位する弾性変形を生じた状態で前記プローブを保持すべく相互に分離可能に連結される。前記第３の板は、前記第２の板と同様な積層構造を有する。したがって、前記第３の板の各板部材は、前記ストッパの挿通を許す開口を有し、第１の重ね合わせ位置で、前記各板部材の前記開口の重なりによって前記プローブのストッパの挿通を阻止するが該プローブの前記ストッパ以外の部分の挿通を許すガイド穴を形成し、第２の重ね合わせ位置で前記各板部材の前記開口の重なりによって前記ストッパの挿通を許すガイド穴を形成する。
【００１６】
前記第２の板は、少なくとも第１の板部材および第２の板部材からなる２層の積層構造で構成することができる。前記第１の板部材に形成された前記開口と前記第２の板部材に形成された開口とはそれらの断面形状が相互に異なるように形成することができる。
【００１７】
前記第２および第３の板のそれぞれは、少なくとも第１の板部材および第２の板部材からなる２層の積層構造で構成することができる。この場合も、前記したと同様に、前記各第１の板部材に形成された前記開口と前記第２の板部材に形成された開口とは、それらの断面形状が相互に異なるように形成することができる。
【００１８】
前記各第１の板部材の前記開口は、前記プローブの前記ストッパの挿通を許す幅寸法を有しかつ前記第１の板部材の平面上で前記幅方向を一方向に整列させて配置された複数の第１の長穴からなる第１の長穴群を含むことができる。また、前記各第２の板部材の前記開口は前記第１の板部材の前記第１の長穴に対応した第２の長穴群を含むことができる。前記第１および第２の板部材は、前記第１の板部材の前記第１の長穴群の各第１の長穴が前記第２の板部材の前記第２の長穴群の各第２の長穴に部分的に重なるように、相互に重ね合わせられる。
【００１９】
前記第１の長穴および第２の長穴は、互いに共同して前記ガイド穴を構成すべく、それぞれの一方の端部を相互に重ね合わせることが可能である。この場合、前記長穴の各短辺が前記ガイド穴を挿通する前記プローブの前記長穴の長手方向への移動を共同して規制し、前記各長穴の一対の長辺が前記プローブの前記長穴の幅方向への移動をそれぞれ規制する。
【００２０】
前記第２の板は、第１、第２、第３および第４の板部材からなる４層の積層構造とすることができる。各板部材の前記開口は、前記プローブの前記ストッパの挿通を許す幅寸法を有し該幅寸法方向へ互いに間隔をおいて形成された一対の第１の長穴と、該第１長穴の幅方向に配列されそれぞれが該第１の長穴の伸長方向に沿って伸びる複数の第２の長穴からなる一対の長穴群とで構成することができる。
【００２１】
この４層の積層構造の場合、前記第２の板の前記各板部材は、その２つの前記板部材の前記一対の長穴が形成された領域と他の２つの前記板部材の前記長穴群が形成された領域とが相互に重なり合うように配置される。
【００２２】
前記各板部材の前記第１の重ね合わせ位置では、互いに重なり合う各長穴群の各第２の長穴の開口縁部の共同によって、該開口の重ね合わせによって形成された前記プローブガイド穴を貫通する前記プローブの軸線方向と直角な平面上での移動が規制される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、前記したように、プローブの取り替え時に、取り替え対象以外のプローブをその支持体を構成する板部材のガイド穴から抜き差しする必要はなくなるので、不良プローブの取り替え作業を従来に比較して容易にかつ迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る電気的接続装置は、被検査体の電気的な検査のためのプローブカードとして用いることができる。この電気的接続装置１０が図１および図２に全体的に示されている。図示の例では、電気的接続装置１０は、図２に示すように、チャック１２上に保持された半導体ウエハ１４に集合的に作り込まれた多数のＩＣ（集積回路）チップ領域の電気的な検査に用いられている。
【００２５】
図の簡素化のために、図示の例では、単一のチップ領域のプローブ配置の例を示し、以下、これに沿って説明する。
【００２６】
電気的接続装置１０は、前記チップ領域に形成された多数の電極（図示せず）に対応する多数のプローブ１６が組み込まれたプローブ組立体１８と、該プローブ組立体が結合される接続板２０と、該接続板を保持する円形の配線基板２２とを備える。配線基板２２は、従来よく知られているように、ガラス入りエポキシ樹脂板あるいはセラミック板のような電気絶縁基板に導電路（図示せず）が組み込まれて形成されている。
【００２７】
配線基板２２には、その中央部で板厚方向へ貫通する矩形の開口２４（図２参照）が形成されている。配線基板２２の一方の面２２ａには、開口２４の一対の対辺に沿って多数の接続ランド２６が整列して配置されている。また一方の面２２ａの外縁部には、図示しないテスタの電気回路に接続される多数のテスタランド２８（図１参照）が配置されている。各接続ランド２６は、従来におけると同様に、配線基板２２の前記導電路を経て対応するテスタランド２８に接続されている。
【００２８】
接続板２０は、電気絶縁材料で形成されており、開口２４内に収容可能の矩形平面形状を有する矩形部２０ａと、該矩形部の一方の面から矩形部２０ａの外縁に張り出す矩形の環状フランジ部２０ｂとを備える。接続板２０は、図２に明確に示されているように、矩形部２０ａが配線基板２２の開口２４内に受け入れられかつ環状フランジ部２０ｂが配線基板２２の一方の面２２ａ上でその開口２４の縁部に載るように配置され、図１に示す複数のねじ部材３０で配線基板２２に固定されている。
【００２９】
接続板２０の矩形部２０ａには、図１に示すように、その板厚方向へ貫通する多数の貫通穴３２が形成されている。貫通穴３２は、半導体ウエハ１４の前記ＩＣチップ領域の各電極に対応して形成されている。
【００３０】
被検査体である半導体ウエハ１４の各チップ領域は、一般的には、矩形の平面形状を有する。前記各チップ領域の多数の前記電極は、図示しないが、例えば前記各チップ領域の各辺に沿って矩形を描くように一列に配列されている。図１に示す例では、前記したように、図面の簡素化のために単一ＩＣチップ領域に対応して形成された一組の貫通穴３２が示されている。
【００３１】
プローブ組立体１８の各プローブ１６は、図２に示す配線３４に接続されている。プローブ１６は、後述するように、その基端で対応する配線３４の一端に電気的に接続されており、該配線の他端はそれぞれに対応する接続ランド２６に接続されている。したがって、各プローブ１６は、これが接続された接続ランド２６に対応するテスタランド２８を経て、前記テスタの電気回路に接続される。
【００３２】
多数のプローブ１６が組み込まれたプローブ組立体１８は、図３（ａ）ないし図３（ｃ）に示されているように、各プローブ１６の貫通を許すプローブ支持体３６を備える。図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、プローブ支持体３６の平面図、断面図および底面図をそれぞれ示す。
【００３３】
プローブ支持体３６は、図３（ｂ）に示すように、第１の板である矩形平面形状を有する全体に平板状の下板４０と、該下板の縁部に形成された矩形枠部４０ａのスペーサ機能により、下板４０の矩形枠部４０ａを除く部分に間隔をおいて該矩形枠部に重ね合わされる第２の板である中間板４２と、該中間板にスペーサ機能を有する矩形枠４４を介して重ね合わされる第３の板である上板４６とを有する。下板４０、中間板４２および上板４６のそれぞれには、それぞれの板厚方向へ各プローブ１６の貫通を許すプローブガイド穴４８、５０および５２がそれぞれ等間隔に形成されている。
【００３４】
本発明に係るプローブ支持体３６では、中間板４２および上板４６は、それぞれ複数の板部材４２ａ〜４２ｄ、４６ａ〜４６ｄを積層してなる積層構造を有する。
【００３５】
図示の例では、中間板４２の各板部材４２ａ〜４２ｄは、開口５６ａを形成する中間枠５６に開口５６ａを横切って積層状態で配置されている。各板部材４２ａ〜４２ｄは、ねじ部材５４により、中間枠５６に一体的に結合され、該中間枠と共に、矩形枠４４と下板４０との間に挿入されている。また、上板４６の板部材４６ａ〜４６ｄは、矩形の開口５８ａを構成する上方枠５８に開口５８ａを横切って積層状態で配置されている。板部材４６ａ〜４６ｄは、ねじ部材６０により、上方枠５８に一体的に結合されており、上方枠５８と共に、矩形枠４４上に載る。
【００３６】
下板４０、ねじ部材５４により中間枠５６に結合された中間板４２、矩形枠４４、およびねじ部材６０により上方枠５８に結合された上板４６は、これらを貫通して下板４０の矩形枠部４０ａに形成されたねじ穴４０ｂに螺合するボルト部材６２の締め付けにより、一体的に結合される。これにより、全体に矩形のプローブ支持体３６が組み立てられる。
【００３７】
プローブ支持体３６の組み立て状態では、下板４０のプローブガイド穴４８と中間板４２のプローブガイド穴５０とは、整合位置にあり、他方、これらのプローブガイド穴４８、５０に対して、プローブガイド穴５２が図３（ｂ）で見て図中右方に僅かに偏倚している。このプローブ支持体３６の組み立て時に、これらのプローブガイド穴４８、５０、５２にプローブ１６が挿通するように、プローブ１６がプローブ支持体３６に組み付けられる。プローブ支持体３６に組み付けられたプローブ１６は、その針先１６ａを下板４０の下面４０ｃから突出する。各プローブ１６には、下板４０と中間板４２との間で各プローブガイド穴４８、５０の縁部に係止可能のストッパ１６ｂが設けられている。
【００３８】
前記したように、プローブ支持体３６の上板４６のプローブガイド穴５２は、下板４０および中間板４２の各プローブガイド穴４８および５０に対して、一方に偏っていることから、プローブ組立体１８に組み付けられたすべてのプローブ１６には、中間板４２および上板４６間で反りを伴う弾性的なほぼＳ字状の曲げ変形が導入される。
【００３９】
プローブ１６が組み込まれたプローブ組立体１８は、図２に示したように、配線基板２２の他方の面２２ｂからプローブ組立体１８を突出させかつプローブ１６の針先１６ａを下方の半導体ウエハ１４へ向けて、接続板２０に配置される。また、プローブ組立体１８は、図１に示す位置決めピン６４の位置決め作用により、図４に示すように、接続板２０に関して、対応するプローブ１６と配線３４とが整合する適正位置を決められ、この適正位置で、ねじ部材６２（図１参照）により、接続板２０に固定される。
【００４０】
プローブ組立体１８の各プローブ１６の基端に接続される配線３４は、図４に拡大して示す例では、心線３４ａと、該心線を覆う絶縁材料からなる被覆３４ｂとを備える。各配線３４は、心線３４ａの端部が上板４６のプローブガイド穴５２を挿通するプローブ１６の基端部１６ｃに当接するように、貫通穴３２に適宜接着剤を用いて固着されている。各プローブ１６は、前記した弾性曲げ変形の導入により、その弾性力で、プローブ１６の前記基端部の端面を心線３４ａの前記端部の端面に押圧し、またストッパ部１６ｂを下板４０に向けて押圧する。
【００４１】
下板４０と中間板４２との間に設けられた各プローブ１６のストッパ部１６ｂは、下板４０の上面４０ｄと、該上面に対向してこれに間隔をおく中間板４２の下面６６との間での運動を許されている。そのため、プローブ１６の針先１６ａが半導体ウエハ１４の対応する前記電極に相対的に押圧されると、各プローブ１６は、図４に仮想線で示される状態から図中実線で示すような一方向への弾性変形を生じる。この弾性変形に伴って、各プローブ１６の針先１６ａは、下板４０の上面４０ｄと中間板４２の下面６６との間の適正な所定のストロークｔで、針先１６ａの伸長方向に沿って全体的に縦方向へ変位する。また、この変位ｔに伴い、プローブ１６と下板４０および中間板４２に設けられた各プローブガイド穴４８、５０との遊びの範囲内で針先１６ｃには横方向に僅かな滑りｗが生じる。このプローブ１６の弾性と針先１６ａの滑りｗにより、前記電極の酸化膜が確実に除去され、プローブ１６の針先１６ａと対応する前記電極との確実な電気的接続が可能となる。
【００４２】
本発明に係る電気的接続装置１０では、中間板４２および上板４６が前記したように、板部材４２ａ〜４２ｄおよび４６ａ〜４６ｄの積層構造を有し、各板部材に設けられた開口の重なりによってそれぞれのプローブガイド穴５０、５２が形成される。
【００４３】
図５（ａ）ないし図５（ｄ）は、中間板４２の第１ないし第４の板部材４２ａ〜４２ｄをそれぞれ示す。図５（ａ）は例えば中間枠５６に接して配置される第１の板部材４２ａであり、図５（ｂ）、図５（ｃ）および図５（ｄ）は第１の板部材４２ａ下に順次配置される第２ないし第４の板部材４２ｂないし４２ｄを示す。
【００４４】
第１の板部材４２ａには、多数の第１の長穴６８ａと、該第１の長穴の長手方向寸法よりも大きな長手方向寸法を有する一対の第２の長穴７０ａとを備える。第１の長穴６８ａおよび第２の長穴７０ａは、第１の板部材４２ａをその板厚方向へ貫通する。
【００４５】
一対の第２の長穴７０ａは、例えば図３（ｃ）のプローブガイド穴４８の矩形配列のうち、横方向（X方向）に配列されたプローブガイド穴４８の配置領域に対応して形成されている。各第２の長穴７０ａは、すべての横方向に配列されたプローブガイド穴４８の配置領域を覆いかつ該配置領域の両端を越え伸長するように、図５（ａ）に示す縦方向（Y方向）へ相互に間隔をおいて、横方向（X方向）に伸びる。各第２の長穴７０ａの幅寸法ｗ１は、プローブ１６のストッパ１６ｂの挿通を許すに充分な寸法を有する。したがって、第１の板部材４２ａの僅かなＸ方向およびＹ方向の変位によっても、後述するように、第２の長穴７０の内縁は、これを貫通するプローブ１６に実質的に干渉を与えることのない幅寸法W１および長さ寸法L１を有する。
【００４６】
一対の第２の長穴７０ａ間には、この第２の長穴７０ａと共に、プローブガイド穴４８に対応した前記矩形配列を構成すべく、一対の第２の長穴７０ａの対応する各両端部間で、前記した多数の第１の長穴６８ａが縦方向（Ｙ方向）へ２列に配列されている。各列の第１の長穴６８ａは、その長手方向を横方向（Ｘ方向）に整列させて、縦方向（Ｙ方向）へ相互に間隔をおいて形成されている。したがって、多数の第１の長穴６８ａは、各列で群を構成する。この各群の各長穴６８ａの長さ寸法L２は、プローブ１６のストッパ１６ｂの挿通を許すに充分な寸法を有する。この幅寸法Ｌ２は、第２の長穴７０ａの幅寸法Ｌ１以下に設定することが望ましい。また各長穴６８ａの幅寸法W２はストッパ１６ｂの挿通を阻止するがプローブ１６のストッパ１６ｂを除く部分の挿通を許しかつそのＹ方向の動きを規制するに充分な寸法を有する。
【００４７】
第１の板部材４２ａには、前記したように、多数の第１の長穴６８ａおよび一対の第２の長穴７０ａからなる開口が形成されている。第１の板部材４２ａに重ね合わされるにも、図５（ｂ）に示されているように、第１の板部材４２ａにおけると同一の開口（７０ａ、６８ａ）がそれと同一の姿勢配置で形成されている。
【００４８】
したがって、両板部材４２ａ、４２ｂは、それらの開口すなわち第１の長穴６８ａおよび第２の長穴７０ａが整合するように、重ね合わせが可能である。
【００４９】
図５（ｃ）に示すように、第３の板部材４２ｃにも、第１の板部材４２ａにおけると同一の開口（７０ｂ、６８ｂ）が形成されているが、第１の板部材４２ａおよび第２の板部材４２ｂの第１の長穴６８ａの配置位置には、第２の長穴７０ｂが形成され、第１の板部材４２ａおよび第２の板部材４２ｂの第２の長穴７０ａの配置位置には、第１の長穴６８ｂが形成されている。
【００５０】
また、第４の板部材４２ｄにも、図５（ｄ）に示すように、第４の板部材４２ｄを第３の板部材４２ｃに重ね合わせたときに該板部材に形成された開口（７０ｂ、６８ｂ）に整合可能な開口である第１の長穴６８ｂおよび第２の長穴７０ｂが形成されている。
【００５１】
上板４６の各板部材４６ａ〜４６ｄにも、中間板４２の第１ないし第４の板部材４２ａ〜４２ｄにおけると同一の開口（６８ａ、７０ａまたは６８ｂ、７０ｂ）が形成されている。中間板４２の各板部材４２ａ〜４２ｄは、図３（ｂ）に示したように、ねじ部材５４で中間枠５６に一体的に結合されることにより、その第１の長穴６８ａの重なりによってプローブ１６のプローブガイド穴４８を構成する。また、上板４６の各板部材４６ａ〜４６ｄは、図３（ｂ）に示したように、ねじ部材６０で上方枠５８に一体的に結合さることにより、その第１の長穴６８ａの重なりによってプローブ１６のプローブガイド穴４８を構成する。
【００５２】
上板４６の板部材４６ａ〜４６ｄがプローブガイド穴４８を形成する詳細を図６に沿って説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）には、第１の板部材４６ａ〜第４の板部材４６ｄが、第１の重ね合わせ位置で、ねじ部材６０で上方枠５８に結合された状態をそれぞれ平面および断面で示す。
【００５３】
各板部材４６ａ〜４６ｄが上方枠５８に結合された状態では、図６（ａ）に示されているように、第１の板部材４６ａに設けられた第１の長穴６８ａと第２の板部材４６ｂに設けられた第１の長穴６８ａとの重複領域が、第３の板部材４６ｃおよび第４の板部材４６ｄに設けられたそれぞれの第２の長穴７０ｂに覆われるように、板部材４６ａ〜４６ｄが固定される。また、この固定状態では、第３の板部材４６ｃに設けられた第１の長穴６８ｂと第４の板部材４６ｄに設けられた第１の長穴６８ｂとの重複領域が、第１の板部材４６ａおよび第２の板部材４６ｄに設けられたそれぞれの第２の長穴７０ａに覆われる。
【００５４】
第３および第４の板部材４６ｃ、４６ｄの互いに重複する第２の長穴７０ｂ内で、互いに部分的に重複する第１の板部材４６ａの第１の長穴６８ａおよび第２の板部材４６ｂの第１の長穴６８ａは、第２の長穴７０ｂ内に位置して互いに対向する各一端の開口縁部７２ａ、７２ｂ間で対応するプローブ１６のプローブガイド穴５２を形成する。この開口縁部７２ａ、７２ｂはプローブ１６の軸線方向と直角なＸＹ平面上の運動を規制する。すなわち、各第１の長穴６８ａの長辺が図６（ａ）で示すＹ方向へのプローブ１６の移動を規制し、その短辺が図６（ａ）で示すＸ方向へのプローブ１６の移動が規制する。これにより、第１の板部材４６ａおよび第２の板部材４６ｂの各第１の長穴６８ａは、互いに共同して、プローブガイド穴５２を構成し、またストッパ１６ｂの通過を阻止する。
【００５５】
同様に、第１および第２の板部材４６ａ、４６ｂの互いに重複する第２の長穴７０ａ内で、互いに部分的に重複する第３の板部材４６ｃの第１の長穴６８ｂおよび第４の板部材４６ｄの第１の長穴６８ｂは、第１の長穴７０ａ内に位置して互いに対向する開口縁部７４ａ、７４ｂ間で対応するプローブ１６のプローブガイド穴５２を形成する。したがって、各第１の長穴６８ｂの長辺がX方向へのプローブ１６の移動を規制し、その短辺がＹ方向へのプローブ１６の移動を規制することから、第３の板部材４６ｃおよび第４の板部材４６ｄの各第１の長穴６８ｂは、互いに共同して、プローブガイド穴５２を構成し、またストッパ１６ｂの通過を阻止する。
【００５６】
図６（ａ）および図６（ｂ）は各板部材４６ａ〜４６ｄが第１の重ね合わせ位置にある状態を示した。これに対し、図７（ａ）および図７（ｂ）は、各板部材４６ａ〜４６ｄが第２の重ね合わせ位置に状態を示す。プローブ支持体３６の上板４６を構成する各板部材４６ａ〜４６ｄを第２の重ね合わせ位置へずらすために、上板４６のためのねじ部材６０が取り外される。その後、各板部材４６ａ〜４６ｄがＸ−Ｙ面上でそれぞれの方向へ摺動される。
【００５７】
この第２の重ね合わせ位置では、第３および第４の板部材４６ｃ、４６ｄの第２の長穴７０ｂ内で互いに重複する第１の板部材４６ａの第１の長穴６８ａおよび第２の板部材４６ｂの第１の長穴６８ａは、第２の長穴７０ｂ内で相互に整合する。また、第１および第２の板部材４６ａ、４６ｂの長穴７０ａ内で互いに重複する第３の板部材４６ｃの第１の長穴６８ｂおよび第４の板部材４６ｄの第１の長穴６８ｂは、第２の長穴７０ｂ内で相互に整合する。
【００５８】
各第１の長穴６８ａ、６８ｂは、それぞれプローブ１６のストッパ１６ｂの挿通を許す口径に設定されていることから、プローブガイド穴５２の口径は、各第１の長穴６８ａ、６８ｂの整合によって、ストッパ１６ｂの挿通を許す口径に増大される。したがって、ねじ部材６０により解除可能に結合された板部材４６ａ〜４６ｄの積層で形成される上板４６は、該上板に設けられたプローブガイド穴５２の口径がプローブ１６のストッパ１６ｂの挿通を阻止する口径と、その挿通を許す口径との間で可変となる。
【００５９】
上板４６と同様に、ねじ部材５４により解除可能に結合された板部材４２ａ〜４２ｄの積層で形成される中間板４２も、該中間板に設けられたプローブガイド穴５０の口径がプローブ１６のストッパ１６ｂの挿通を阻止する口径と、その挿通を許す口径との間で可変となる。
【００６０】
中間板４２および上板４６は、前記したように、プローブ１６のストッパ１６ｂの挿通すなわち通過を阻止する第１の重ね合わせ位置で、図８（ａ）に示すように、プローブ１６に全体的にＳ字状の曲げ変形を与えるべく、プローブ支持体３６の中間枠５６および上方枠５８にそれぞれ組み付けられている。このプローブ１６′に欠損のような不具合が生じたとき、これが新たなプローブ１６に取り替えられる。
【００６１】
この取替えのために、図９に示すように、先ず、電気的接続装置１０からプローブ支持体３６およびプローブ１６を備えるプローブ組立体１８が取り外され、このプローブ支持体３６からボルト部材６２（図３（ｂ）参照）が取り外される。ボルト部材６２の取り外し後、下板４０および中間板４２の各プローブガイド穴４８、５０に上板４６のプローブガイド穴５２が整合するように、上板４６が固定された上方枠５８が矩形枠４４に沿って移動される。この移動によって、すべての各プローブ１６、１６′は直線状に戻される。
【００６２】
図８（ｂ）に示すように、各プローブ１６、１６′が直線状に戻された状態で、中間板４２および上板４６の各ねじ部材５４およびねじ部材６０が取りはずされる。ねじ部材５４の取り外しにより、前記したように、中間板４２の各板部材４２ａ〜４２ｄは、第２の重ね合わせ位置へ移動可能となる。また、ねじ部材６０の取り外しにより、同様に、上板４６の各板部材４６ａ〜４６ｄは第２の重ね合わせ位置へ移動となる。したがって、図７に沿って説明したとおり、各板部材４２ａ〜４２ｄおよび板部材４６ａ〜４６ｄを第２の重ね合わせ位置へ相互に移動させることにより、中間板４２および上板４６の各プローブガイド穴５０、５２をストッパ１６ｂの通過を許す口径に増大することができる。
【００６３】
このプローブガイド穴５０、５２の口径の増大によって、図８（ｂ）に示すように、取り替えが必要なプローブ１６′をその基端部側から引き抜くことができる。このとき、他のすべての健全なプローブ１６は、各プローブガイド穴４８、５０および５２内に保持される。
【００６４】
取り替えが必要なプローブ１６′を健全なプローブ１６に差し替えた後、各板部材４２ａ〜４２ｄおよび板部材４６ａ〜４６ｄが第１の重ね合わせ位置で、各ねじ部材５４、ねじ部材６０によりそれぞれの中間枠５６および上方枠５８に固定される。
【００６５】
その後、図９に矢印Aで示すように、上板４６が固定された上方枠５８が矩形枠４４の整合位置に移動され、この移動により各プローブ１６に前記したＳ字状の曲がりが導入された状態で、ボルト部材６２の締め付けにより、図３（ｂ）に示すようにプローブ支持体３６が組み立てられる。このプローブ支持体３６の組み立て後、プローブ支持体３６が接続板２０に結合され、不良プローブ１６′の取り替え作業は完了する。  
【００６６】
本発明に係る電気的接続装置１０によれば、前記したように、取り替えが必要な不良プローブ１６′をプローブ支持体３６から引き抜き、これを差し替えるだけで、他の健全なプローブ１６を下板４０、中間板４２および上板４６の各プローブガイド穴４８、５０および５２から引き抜く必要はない。したがって、プローブ１６′の取り替え時に、これら健全なプローブ１６を各プローブガイド穴４８、５０に再挿入する作業は一切不要となることから、不良プローブの取り替え作業を極めて迅速かつ容易に行うことができる。
【００６７】
前記したところでは、中間板４２および上板４６がそれぞれ４枚の板部材を積層させた例を示した。これに代えて、例えば、図１０に示すように、プローブ１６の配置間隔ｄが各長穴６８の長さ寸法Ｌよりも大きく、長手方向に隣合う長穴６８間に充分なスペースを確保できる場合、各長穴６８をＸ方向およびＹ方向に整列して形成された板部材４０′、４６′を２枚積層させることにより、下板４０あるいは上板４６を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。例えば、上板４６を不要とすることができる。また、各板部材の開口には、必要に応じて同一または異形の開口形状を採用することができる。さらに、前記した例に限らず、種々のプローブ配置例を適用することができ、またプローブ支持体３６として図示の例の他に種々の枠構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る電気的接続装置を示す平面図である。
【図２】本発明に係る電気的接続装置の正面図である。
【図３】図１に示した電気接続装置のプローブ支持体を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す線３ｂ-３ｂに沿って得られた断面図であり、（ｃ）は底面図を示す。
【図４】本発明に係るプローブの動きを示す説明図である。
【図５】図１に示したプローブ支持体の上板および中間板をそれぞれ構成する板部材を示し、（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれ第１ないし第４の板部材を示す平面図である。
【図６】図５に示した第１ないし第４の各板部材が第１の重ね合わせ位置にある状態を示し、（ａ）は上板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す線７ｂ-７ｂに沿って得られた断面図である。
【図７】図５に示した第１ないし第４の各板部材が第２の重ね合わせ位置にある状態を示し、（ａ）は上板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す線６ｂ-６ｂに沿って得られた断面図である。
【図８】不良プローブの取り替え作業の手順を示し（ａ）は上板および下板の第１ないし第４の板部材が第１の重ね合わせ位置にある状態を示す断面図であり、（ｂ）は上板および下板の第１ないし第４の板部材が第２の重ね合わせ位置にある状態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るプローブ支持体へのプローブの挿通を示す図３（ｂ）と同様な断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す板部材の図７と同様な図面である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  電気的接続装置
１６、１６′  プローブ
１８  プローブ組立体
３６  プローブ支持体
４０  下板（第１の板）
４２  中間板（第２の板）
４２ａ〜４２ｄ  板部材
４６  上板（第３の板）
４６ａ〜４６ｄ  板部材
４８、５０、５２  プローブガイド穴
５４、６０  ねじ部材
６８、６８ａ、６８ｂ  第１の長穴（開口）
７０、７０ａ、７０ｂ  第２の長穴（開口）
【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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