(57)【要約】【課題】供給される加工前のプローブ針を自動的に固定保持し加工後のプローブ針を自動的に解放するようにしたプローブ針のチャッキング装置を提供する。【解決手段】中心に貫通孔１１ａを備え、一端付近の領域が長手方向のギャップ１１ｄにより等角度間隔に分割され、外周面１１ｄが一端に向かって半径方向外側に拡るように傾斜したチャック部１７として構成されているプローブ針支持部材１１と、プローブ針支持部材のチャック部の領域の周囲にて長手方向に摺動可能に配置された磁性材料から成る中空円筒状のチャック開閉弁１２と、チャック開閉弁をプローブ針支持部材の一端の方向に磁気吸着する第一の電磁石１３と、チャック開閉弁１２をプローブ針支持部材の他端の方向に磁気吸着する第二の電磁石１４とを含むように、プローブ針のチャッキング装置１０を構成する。【選択図】        図１
2004354184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心にプローブ針が挿通される貫通孔を備え、一端付近の領域が長手方向に延びるギャップにより等角度間隔に分割されると共に、外周面が一端に向かって半径方向外側に拡がるように傾斜して形成されたチャック部として構成されているプローブ針支持部材と、
プローブ針支持部材のチャック部の領域の周囲にて長手方向に摺動可能に配置された磁性材料から成る中空円筒状のチャック開閉弁と、
上記チャック開閉弁をプローブ針支持部材の一端の方向に磁気吸着する第一の電磁石と、
上記チャック開閉弁をプローブ針支持部材の他端の方向に磁気吸着する第二の電磁石と、
を含んでいることを特徴とする、プローブ針のチャッキング装置。
【請求項２】
前記チャック開閉弁が、半径方向外側に張り出したフランジ部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のプローブ針のチャッキング装置。
【請求項３】
前記第一の電磁石が、前記プローブ針支持部材の他端付近の領域の周囲に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のプローブ針のチャッキング装置。
【請求項４】
前記第二の電磁石が、前記プローブ針支持部材の一端の先方に配置されていることを特徴とする、プローブ針のチャッキング装置。
【請求項５】
前記第一の電磁石及び第二の電磁石が、切換えスイッチにより選択的に電源に接続されることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のプローブ針のチャッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＬＳＩ等の半導体チップの検査を行なうためのプローブカード等に使用されるプローブ針を機械加工により形成する際に、プローブ針を固定保持するためのチャッキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このようなプローブ針１は、例えば図５に示すように、先端１ａが尖って形成されており、このプローブ針を作製する場合、エッチング工程により形成するようにしている。
【０００３】
しかしながら、このようなエッチング工程によるプローブ針の作製においては加工精度をあまり高くすることができず、歩留まりが低下してしまう。また、エッチング工程にて発生する廃液に関して、環境に悪影響を与えないようにするためには、処理コストが高くなってしまう。さらに、エッチング工程によるプローブ針の作製では、形成可能なプローブ針の形状が限定されてしまうことになる。
【０００４】
これに対して、エッチング工程によらずに、機械加工により、プローブ針を形成する方法も知られている。
このような機械加工によるプローブ針の作製においては、所謂、鉛筆削りのようにして、プローブ針の一端を尖らせるのであるが、加工後にバリがあるため、表面性状精度が良くない。このため、追加工として、化学薬品を使用したエッチングによりバリ取りを行なうようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような機械加工によるプローブ針の作製においても、同様にエッチングの問題が発生すると共に、生産性が低く、また納期短縮，精度向上が要求されるようになってきているが、手作業であることから、これらの要求に対応することができない。
【０００６】
これに対して、機械加工によりプローブ針の加工精度を向上させると共に、エッチング工程を不要にして、生産性を向上させるためには、プローブ針を高精度に加工すると共に、プローブ針を加工機に対して自動供給し、自動チャッキングすることが不可欠である。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑み、このようなプローブ針の生産性を向上させるために、供給される加工前のプローブ針を自動的に固定保持し、加工後のプローブ針を自動的に解放するようにしたプローブ針のチャッキング装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、中心にプローブ針が挿通される貫通孔を備え、一端付近の領域が長手方向に延びるギャップにより等角度間隔に分割されると共に、外周面が一端に向かって半径方向外側に拡がるように傾斜して形成されたチャック部として構成されているプローブ針支持部材と、プローブ針支持部材のチャック部の領域の周囲にて長手方向に摺動可能に配置された磁性材料から成る中空円筒状のチャック開閉弁と、チャック開閉弁をプローブ針支持部材の一端の方向に磁気吸着する第一の電磁石と、チャック開閉弁をプローブ針支持部材の他端の方向に磁気吸着する第二の電磁石とを含んでいることを特徴とするプローブ針のチャッキング装置により、達成される。
【０００９】
本発明によるプローブ針のチャッキング装置は、好ましくは、チャック開閉弁が、半径方向外側に張り出したフランジ部を備えている。
【００１０】
本発明によるプローブ針のチャッキング装置は、好ましくは、第一の電磁石がプローブ針支持部材の他端付近の領域の周囲に配置されている。
【００１１】
本発明によるプローブ針のチャッキング装置は、好ましくは、第二の電磁石がプローブ針支持部材の一端の先方に配置されている。
【００１２】
本発明によるプローブ針のチャッキング装置は、好ましくは、第一の電磁石及び第二の電磁石が、切換えスイッチにより選択的に電源に接続される。
【００１３】
上記構成によれば、プローブ針支持部材の貫通孔内にプローブ針が供給されたとき、第一の電磁石に給電が行なわれることにより、第一の電磁石が励磁されて、チャック開閉弁をプローブ針支持部材の一端の方向に磁気吸着する。これによりチャック開閉弁が、プローブ針支持部材のチャック部の一端に向かって拡がる外周面に当接し、チャック部のギャップを狭めながらチャック部の内面を半径方向内側に向かって押し込むことにより、プローブ針支持部材のチャック部がその内側にプローブ針を挟持し固定保持することになる。この状態にて、プローブ針の一端が加工される。
【００１４】
そして、プローブ針の一端の加工が終了した後、第一の電磁石への給電が遮断され、第二の電磁石に給電が行なわれることにより第二の電磁石が励磁されて、チャック開閉弁をプローブ針支持部材の他端の方向に磁気吸着する。すると、チャック開閉弁がプローブ針支持部材のチャック部から離反するので、チャック部がその内側に挟持したプローブ針を解放する。このようにして、プローブ針がプローブ針支持部材の貫通孔から取り出されることになる。
【００１５】
このようにして、プローブ針支持部材の貫通孔内に供給されるプローブ針が、第一の電磁石の励磁により自動的にチャック部でチャッキングされると共に、第二の電磁石の励磁により自動的にチャック部のチャッキングから解放されることになる。
この場合、種々の芯径のプローブ針が供給されるときでも、プローブ針の芯径に応じて、チャック開閉弁が第一の電磁石の励磁により磁気吸着されて、プローブ針支持部材のチャック部の傾斜した外周面に沿って摺動して、チャック部の内面が確実にプローブ針の周面に当接して、把持することができる。
【００１６】
上記チャック開閉弁が、半径方向外側に張り出したフランジ部を備えている場合には、第一の電磁石または第二の電磁石が励磁されたとき、フランジ部にも磁力が作用することになり、チャック開閉弁全体に作用する磁力が大きくなるので、チャック開閉弁がより確実に磁気吸着される。
【００１７】
上記第一の電磁石が、上記プローブ針支持部材の他端付近の領域の周囲に配置されている場合には、第一の電磁石がチャック開閉弁を確実に磁気吸着できると共に、第一の電磁石が容易に取り付けられる。
【００１８】
上記第二の電磁石が、上記プローブ針支持部材の一端の先方に配置されている場合には、第二の電磁石がチャック開閉弁を確実に磁気吸着できる。
【００１９】
上記第一の電磁石及び第二の電磁石が、切換えスイッチにより選択的に電源に接続される場合には、切換えスイッチの操作により、第一の電磁石または第二の電磁石が容易に切り換えられて励磁されるので、チャック部のチャッキング及びチャッキングの解放が容易に行なわれる。
【００２０】
このようにして、本発明によるプローブ針のチャッキング装置によれば、例えば加工機によるプローブ針の高精度機械加工の際に、加工機の加工部に対して、プローブ針を確実に固定保持することができると共に、容易に着脱することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明によるプローブ針のチャッキング装置の一実施形態の構成を示している。図１において、プローブ針のチャッキング装置１０は、プローブ針支持部材１１と、チャック開閉弁１２と、第一の電磁石１３と、第二の電磁石１４と、電源回路１５と、切換えスイッチ１６と、を含んでいる。
【００２２】
上記プローブ針支持部材１１は、細長い円筒状に形成されており、中心に、一転鎖線で示すプローブ針２０が挿入される貫通孔１１ａを備えている。
そして、上記プローブ針支持部材１１は、その一端（図示の場合、下端）がチャック部１７として構成されている。
【００２３】
このチャック部１７は、プローブ針支持部材１１の一端付近の領域１１ｂにて、中心軸の周りに等角度間隔に設けられた長手方向に延びるギャップ１１ｃにより分割されると共に、この領域１１ｂにおける外周面１１ｄが下方に向かって半径方向外側に拡るように円錐台状に傾斜して形成されている。
【００２４】
上記チャック開閉弁１２は磁性材料から成り、中空円筒部１２ａと、この中空円筒部１２ａの上端に備えられた半径方向外側に張り出すフランジ部１２ｂと、から構成されている。
そして、上記チャック開閉弁１２は、その中空円筒部１２ａが上述したプローブ針支持部材１１のチャック部１７付近の領域にて、プローブ針支持部材１１を包囲するように、そして長手方向に摺動可能に設けられている。
【００２５】
これにより、チャック開閉弁１２が下方へ移動することにより、その中空円筒部１２ａの内面が、プローブ針支持部材１１のチャック部１７にて、その下方に向かって徐々に拡大する外周面１１ｄに当接し、ギャップ１１ｃの幅を狭めながら、外周面１１ｄを半径方向内側に向かって押動することにより、チャック部１７の領域における貫通孔１１ａを狭めて、プローブ針２０を挟持するようになっている。
【００２６】
第一の電磁石１３は、前記プローブ針支持部材１１の下方に固定配置されたコア１３ａと、コア１３ａに巻回されたコイル１３ｂとから構成されている。このコア１３ａは、プローブ針支持部材１１の貫通孔１１ａに整列した貫通孔１３ｃを備えていると共に、コイル１３ｂは、この貫通孔１３ｃの周りに巻回されている。なお、コイル１３ｂは、図示の場合、２．５ターンだけ巻回されているが、これに限らず、任意のターン数で巻回され得る。
【００２７】
このようにして、第一の電磁石１３はコイル１３ｂに給電されたとき、コイル１３ｂを流れる電流により、中心軸、即ち貫通孔１３ｃに沿った方向の磁束を発生させて、上記チャック開閉弁１２を磁気吸着するようになっている。
【００２８】
第二の電磁石１４は、プローブ針支持部材１１の上方領域の周りに設けられた中空円筒状のコア１４ａと、コア１４ａに巻回されたコイル１４ｂとから構成されている。このコア１４ａは、プローブ針支持部材１１の上方領域に対して固定保持されていると共に、コイル１４ｂは、プローブ針支持部材１１を包囲するように巻回されている。なお、コイル１４ｂは、図示の場合、２．５ターンだけ巻回されているが、これに限らず任意のターン数で巻回され得る。
【００２９】
このようにして、第二の電磁石１４はコイル１４ｂに給電されたとき、コイル１４ｂを流れる電流により中心軸、即ち貫通孔１１ａに沿った方向の磁束を発生させて、上記チャック開閉弁１２を磁気吸着するようになっている。
【００３０】
電源回路１５は、上記第一の電磁石１３及び第二の電磁石１４に対して給電を行なうことにより、これらの第一の電磁石１３及び第二の電磁石１４を励磁するものであり、一般商用電源やバッテリあるいは乾電池等の各種電源が使用されることができる。
【００３１】
切換えスイッチ１６は、公知の構成の二回路切換えスイッチであって、接点ａまたは接点ｂに切換え可能に構成されており、上記電源回路１５からの駆動電圧を選択的に切り換えて、第一の電磁石１３または第二の電磁石１４に対して印加するようになっている。
【００３２】
本発明によるプローブ針のチャッキング装置１０は、以上のように構成されており、その動作について以下に説明する。
まず、チャック部１７を開放する場合には、図２に示すように、切換えスイッチ１６を接点ａ側に切り換えて、電源回路１５から第二の電磁石１４に対して給電を行なう。
【００３３】
これにより、第二の電磁石１４が励磁されて、図２に示すように、チャック開閉弁１２を上方に向かって磁気吸着する。この場合、チャック開閉弁１２がフランジ部１２ｂを備えていることにより、チャック開閉弁１２に作用する磁力が大きくなるので、上記磁気吸着がより確実に行なわれる。
【００３４】
そして、チャック開閉弁１２は、プローブ針支持部材１１のチャック部１７の上方に退避することになるので、チャック部１７はチャック開閉弁１２から解放され、オープン状態となる。従って、プローブ針支持部材１１の貫通孔１１ａはその全長に亘ってプローブ針２０を挿入することができる。
【００３５】
この状態から、図１に示すように、上方からプローブ針支持部材１１の貫通孔１１ａに、加工前のプローブ針２０が挿入され、チャック部１７の下端から適宜の寸法だけ突出した状態にて、図３に示すように、切換えスイッチ１６を接点ｂ側に切り換えて、電源回路１５から第一の電磁石１３に対して給電を行なう。
【００３６】
これにより、第二の電磁石１４の励磁が終了すると共に、第一の電磁石１３が励磁されて、チャック開閉弁１２を下方に向かって磁気吸着する。
従って、チャック開閉弁１２は、図３に示すように、プローブ針支持部材１１のチャック部１７の領域に持ち来され、領域１１ｂにおける外周面１１ｄに当接し、さらにギャップ１１ｃを狭め、外周面１１ｄを半径方向内側に向かって押動しながら、チャック部１７における貫通孔１１ａの内面がプローブ針２０の表面に圧接するまで、下方移動される。このようにして、チャック部１７は、チャック開閉弁１２によりクローズ状態となる。
【００３７】
従って、プローブ針２０は、プローブ針支持部材１１の下方のチャック部１７の領域にて挟持されて固定保持されることになる。これにより、図示しない加工機により、プローブ針２０の先端が加工されることになる。
【００３８】
ここで、プローブ針２０の芯径が比較的細い場合には、図４（Ａ）に示すように、チャック開閉弁１２がより下方まで移動して、その内面がチャック部１７の外周面１１ｄをより内側に押動することにより、貫通孔１１ａの内面がプローブ針２０の周面に確実に圧接することになる。
【００３９】
これに対して、プローブ針２０の芯径が比較的太い場合には、図４（Ｂ）に示すように、チャック開閉弁１２があまり下方まで移動せず、その内面がチャック部１７の外周面１１ｄを比較的小さく押動することにより、貫通孔１１ａの内面がプローブ針２０の周面に圧接することになる。
このようにして、種々の芯径のプローブ針２０であっても、チャック開閉弁１２の下方移動によって、チャック部１７がプローブ針２０を確実に把持し、固定保持することができる。
【００４０】
その後、プローブ針２０の先端の機械加工が終了すると、切換えスイッチ１６を接点ａ側に切り換えて、電源回路１５から第二の電磁石１４に対して給電を行なう。
これにより、第一の電磁石１３の励磁が終了すると共に、第二の電磁石１４が励磁されて、再び図２に示すように、チャック開閉弁１２を上方に向かって磁気吸着する。そして、チャック開閉弁１２は、プローブ針支持部材１１のチャック部１７の上方に退避するので、チャック部１７はチャック開閉弁１２から解放され、オープン状態となる。
【００４１】
従って、プローブ針支持部材１１の貫通孔１１ａ内に保持されていた加工済みのプローブ針２０は、貫通孔１１ａ内から取り出すことができると共に、オープン状態のチャック部１７に対して、再び新たな加工前のプローブ針２０が挿入されることができる。
【００４２】
このようにして、プローブ針のチャッキング装置１０によれば、加工機で機械加工を行なうプローブ針２０のチャッキング及びチャッキングの解放が、切換えスイッチ１６の切換え操作によって自動的に行なわれることになり、プローブ針２０の高精度機械加工の際に、プローブ針２０の自動供給と相まって、プローブ針２０の機械加工の生産性を向上させることが可能になる。
【００４３】
上述した実施形態においては、切換えスイッチ１６として、二回路切換えスイッチが使用されているが、これに限らず、中立接点を備えた切換えスイッチが使用されてもよく、この場合、中立接点に切り換えることにより、第一の電磁石１３及び第二の電磁石１４の何れも励磁されない状態にすることができる。
【００４４】
また、上述した実施形態においては、チャック開閉弁１２がフランジ部１２ｂを備えているが、これに限らずフランジ部１２ｂは省略されてもよい。さらに、上述した実施形態においては、第二の電磁石１４は、プローブ針支持部材１１に取り付けられているが、これに限らず、プローブ針支持部材１１から離反して配置されていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プローブ針支持部材の貫通孔内に供給されるプローブ針が、第一の電磁石の励磁により自動的にチャック部にチャッキングされると共に、第二の電磁石の励磁により自動的にチャック部のチャッキングから解放され得ることになる。
さらに、種々の芯径のプローブ針が供給されるときでも、プローブ針の芯径に応じて、チャック開閉弁が第一の電磁石の励磁により磁気吸着されて、プローブ針支持部材のチャック部の傾斜した外周面に沿って摺動して、チャック部の内面が確実にプローブ針の周面に当接して、把持することができる。
このようにして、本発明によれば、プローブ針の生産性を向上させるために、供給される加工前のプローブ針を自動的に固定保持し、加工後のプローブ針を自動的に解放するようにした、極めて優れたプローブ針のチャッキング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプローブ針のチャッキング装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】図１のプローブ針のチャッキング装置におけるチャック部のオープン状態を示す概略図である。
【図３】図１のプローブ針のチャッキング装置におけるチャック部のクローズ状態を示す概略図である。
【図４】図３のクローズ状態において、（Ａ）はプローブ針の芯径が細い場合を、また（Ｂ）は芯径が太い場合を示す要部拡大図である。
【図５】従来のプローブカード等に使用されるプローブ針の一例を示す拡大図である。
【符号の説明】
１０    プローブ針のチャッキング装置
１１    プローブ針支持部材
１１ａ  貫通孔
１１ｃ  ギャップ
１１ｄ  外周面
１２    チャック開閉弁
１２ａ  中空円筒部
１２ｂ  フランジ部
１３    第一の電磁石
１３ａ  コア
１３ｂ  コイル
１４    第二の電磁石
１４ａ  コア
１４ｂ  コイル
１５    電源回路
１６    切換えスイッチ
１７    プローブ針支持部材のチャック部
２０    プローブ針
【図１】
2004354184.tif 000003
【図２】
2004354184.tif 000004
【図３】
2004354184.tif 000005
【図４】
2004354184.tif 000006
【図５】
2004354184.tif 000007