(57)【要約】【課題】電気被験体(2)の検査用の、少なくとも1つのガイド穴(10,11,12)の内部を軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内されるようになっている、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する少なくとも1つの接点要素(15)を有している電気接触装置(1)および電気接触方法において、簡単な構成で常に被験体との非常に良好な電気接触を保証すること。【解決手段】前記接点要素(15)が、一定のオフセット(O)を、少なくとも1つの第1の向き(19)を持つ側方への撓み(18)の形態で有すること、および前記ガイド穴(10,11,12)が、少なくとも1つの第2の側方への向き(20)を持つ、前記接点要素(15)用の少なくとも1つのガイド部(13)を有すること、またその際に前記第1の向き(19)が前記第2の向き(20)とゼロと等しくない角度(α)で交わることが提案される。【選択図】図7
2007212458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つのガイド穴の内部を軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内される、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する少なくとも1つの接点要素を有している、電気被験体の検査用の電気接触装置において、
前記接点要素(15)が、一定のオフセット(O)を、少なくとも1つの第1の向き(19)を持つ側方への撓み(18)の形態で有すること、および前記ガイド穴(10,11,12)が、少なくとも1つの第2の側方への向き(20)を持つ、前記接点要素(15)用の少なくとも1つのガイド部(13)を有すること、またその際に前記第1の向き(19)が前記第2の向き(20)とゼロと等しくない角度(α)で交わることを特徴とする、電気接触装置。
【請求項２】
少なくとも1つのガイド要素の内部を軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内されるようになっている、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する少なくとも1つの接点要素を有している、電気被験体の検査用の電気接触装置において、
前記接点要素(15)が、一定のオフセット(O)を、少なくとも1つの第1の向き(19)を持つ側方への撓み(18)の形態で有すること、および前記ガイド要素(4,5,6)が、少なくとも1つの第2の側方への向き(20)に変位可能であること、またその際に前記第1の向き(19)が前記第2の向き(20)とゼロと等しくない角度(α)で交わることを特徴とする、電気接触装置。
【請求項３】
前記ガイド要素(4,5,6)が、少なくとも1つの長穴状のガイド部(13)により、側方に変位可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の電気接触装置。
【請求項４】
前記ガイド部(13)が直線状または非直線状に延びることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気接触装置。
【請求項５】
前記ガイド部(13)が弓形に延びることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項６】
前記ガイド部(13)がアングル形に延びることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項７】
前記接点要素(15)のオフセット(O)が、前記接点要素(15)の固有の構造、特に固有の湾曲部により与えられることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項８】
前記接点要素(15)のオフセット(O)が、前記接点要素(15)への外力の作用、特に外部からの横力の作用および/または軸方向力の作用によりもたらされることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項９】
前記接点要素(15)のオフセット(O)が、位置合わせされていない少なくとも2つのガイド穴(10,11,12)によりもたらされることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項１０】
前記接点要素(15)の前記被験体(2)とは反対側の端部(21)が、軸方向に変位不能であるが、回転可能であるように支承されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項または複数に記載の電気接触装置。
【請求項１１】
電気被験体を検査するための、特に請求項1から10のいずれか一項または複数に記載の、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する、軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように支承された少なくとも1つの接点要素を有する装置において適用するための、電気接触方法において、
前記接点要素が、一定のオフセットを、少なくとも1つの第1の向きを持つ側方への撓みの形態で有しており、この撓み域において、前記被験体の接触により、前記第1の向きとゼロと等しくない角度で交わる第2の向きに前記撓みの転位が行われるように、案内されることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気被験体の検査用の、少なくとも1つのガイド穴の内部を軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内される、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する少なくとも1つの接点要素を有している電気接触装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に記した種類の接触装置は知られている。この接触装置は、複数のガイド穴が備えられる、軸方向に互いに間隔をおいて配置される2つのガイド板を有しており、これらのガイド穴には、屈曲ワイヤとして構成される固有の弾性を持つ接点要素が配置されている。被験体の電気検査のために、接点要素の接触端部は、被験体の接触点に押し当てられ、それにより検査電流経路が形成される。接点要素を被験体に押し当てることにより、接点要素は側方に撓み、それにより一方ではそれぞれ接触力が加えられ、他方では高低差を補償できるようにしている。それぞれの接点要素は、被験体とは反対側の端部で電気検査装置に接続される。被験体への接触点に、例えば酸化膜の形成により、汚れが付着している限り、その時々の接触抵抗が最適とはならない場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のような背景から、本発明の課題は、簡単な構成で常に被験体との非常に良好な電気接触が保証される、冒頭に記した種類の電気接触装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明により、接点要素が、一定のオフセットを、少なくとも1つの第1の向きを持つ側方への撓みの形態で有すること、およびガイド穴が、少なくとも1つの第2の側方への向きを持つ、接点要素用の少なくとも1つのガイド部を有すること、またその際に第1の向きが第2の向きとゼロと等しくない角度で交わることにより、解決される。接点要素の側方への第1の向きへの撓みと、被験体の接触時に行われるこの撓みの第2の向きへの転位により、接点要素にトルクが作用し、その結果接点要素はその縦軸周りに所定の角度だけ回転する。自発的に開始される接点要素のこの回転運動により、被験体への接触抵抗が低減され、それにより被験体への常に良好な接触状態が形成される。いわばクランクの原理に基づく作動方式が存在し、すなわち、接点要素の撓みの転位が、撓みの向きとは一致しない向き、むしろこれに対して横向きに行われて、接点要素が「クランクのように」ねじられることにより、被験体への最適電気接触が行われる。特に微細構造、特にウェハ上の半導体モジュール(マイクロチップ)は、本発明に従った電気接触装置により、極めて良好な電気接触状態で簡単かつ確実に検査することができる。
【０００５】
本発明はほかにも、電気被験体の検査用の、少なくとも1つのガイド要素の内部を軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内されるようになっている、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する少なくとも1つの接点要素を有しており、接点要素が、一定のオフセットを、少なくとも1つの第1の向きを持つ側方への撓みの形態で有しており、またガイド要素が、少なくとも1つの第2の側方への向きに変位可能であり、またその際に第1の向きが第2の向きとゼロと等しくない角度で交わるようになっている、電気接触装置にも関している。接点要素が撓む、すなわち弓反りになる向きとは一致しない向きへのガイド要素の変位により、接点要素にはいわばこれをねじれさせる「クランク力」が作用する。接点要素に、被験体の接触のために、軸方向に力が加えられることにより、接点要素の撓み域によりガイド要素に力が作用し、それによりガイド要素は第2の向きに変位される。したがってここでも、接点要素により自発的に開始される、被験体への接触特性を改善するための回転運動が行われるようになっている。接点要素は、既述のように、ガイド要素の内部で軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように案内される。特にピン状の接点要素は円形断面を有しており、接点要素のガイドは、断面が円形であるガイド穴により行われ、またその際にガイド穴と接点要素間に比較的僅かな運動の遊びだけが存在するようになっている。
【０００６】
本発明の展開構成例においては、ガイド要素が、少なくとも1つの長穴状のガイド部により、側方に変位できるようになっている。ガイド要素、例えばガイド板は、固定式ガイド手段、例えばガイドピンが貫通する少なくとも1つの長穴状のガイド部を有することが好ましい。接点要素から、被験体の接触により、ガイド要素に横力が作用すると、ガイド要素は、上述のガイド部-ガイドピン支承方式により側方に変位され、その際に接点要素を(クランク状に)従動することにより、所望の回転運動を引き起こす。
【０００７】
本発明の別の展開構成例においては、ガイド部が直線状または非直線状に延びるように構成される。ガイド部は、弓形に延びるように構成されてもよい。ほかにも、ガイド部をアングル形に延びるように構成することもできる。当然ながら、これらをない混ぜにした形状も考えられる。それによりガイド部は、例えば直線部分と、これに続く弓形部分またはアングル形部分とを持つことができる。これとは別の組合せ方も考えられる。
【０００８】
本発明のさらに別の展開構成例においては、接点要素のオフセットが、接点要素の固有の構造、特に固有の湾曲部により与えられるようになっている。このため接点要素は、検査ヘッドに挿入されないときにも既に、無負荷状態において側方への撓み、すなわちオフセットを有している。したがって接点要素には、固有の湾曲部が存在する。ほかにも接点要素自体は、接触時の弾撥力を加えるために、常に固有の弾性を有している。
【０００９】
さらにそれに追加して、またはその代わりに、接点要素のオフセットが、接点要素への外力の作用、特に外部からの横力の作用および/または軸方向力の作用により、もたらされるようにすることができる。外部からの横力の作用により、弾性接点要素に撓みを来たし、その結果オフセットを生じる。しかしさらにそれに追加して、またはその代わりに、特に被験体との接触時に発生するような軸方向力の作用により、弾性接点要素が側方に撓むことにより、このオフセットを作り出す接点要素の側方への撓みを得るようにしてもよい。オフセットはほかにも、接点要素が、互いに対して間隔をおいて配置される、位置合わせされていない、すなわち位置を互いに対してずらして配置される、少なくとも2つのガイド穴の内部で案内されることにより、もたらすこともできる。それにより接点要素は相応に曲げられるようになる。
【００１０】
本発明のさらに別の展開構成例においては、接点要素の被験体とは反対側の端部が、軸方向には変位不能であるが、回転可能であるように支承されるようになっている。その結果、被験体の接触による軸方向力は、接点要素のこの端部の軸方向に変位不能な支承部により受け止められるが、被験体への接触抵抗を低減する目的で接触尖端のねじれを引き起こすことができるようにするために、接点要素の回転可能性は維持されなければならない。
【００１１】
本発明はさらに、電気被験体を検査するための、特に上記で説明した、屈曲ワイヤの原理に基づき作動する、軸方向に変位可能であるとともに回転可能であるように支承された少なくとも1つの接点要素を有する電気接触装置において適用するための、電気接触方法にも関しており、そこでは接点要素が、一定のオフセットを、少なくとも1つの第1の向きを持つ側方への撓みの形態で有しており、この撓み域において、被験体の接触により、第1の向きとゼロと等しくない角度で交わる第2の向きに撓みの転位が行われるように、案内されるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図には本発明の幾つかの実施例が示されている。
【００１３】
図1には、電気被験体2の検査用の、図式的に示される電気接触装置1の見取り図が示されている。電気接触装置1は、第1のガイド要素4と第2のガイド要素5とを有する検査ヘッド3を有している。第1および第2のガイド要素4、5の間には、検査ヘッド3の第3のガイド要素6が配置されている。これらのガイド要素4乃至6は、いずれもガイド板7乃至9として構成されている。これらのガイド板7乃至9は、軸方向に間隔をおいて互いに対して平行に延びている。
【００１４】
ガイド板7は円形のガイド穴10を、またガイド板8も円形のガイド穴11を有している。ガイド板9は、ガイド部13を有するガイド穴12を有している、すなわち円形状の穴の形は皆無であり、むしろ、図1の実施例においては、長穴状の穴の形が存在している。それによりガイド穴12は、ガイド部13とともに長穴14を形成している。両ガイド穴10および11、および長穴14を、円形断面を有している、固有の弾性により屈曲ワイヤ16を形成している接点要素15が貫通している。接点要素15は、ガイド板7乃至9に挿入されない状態においては、その長手方向の長さに関して、直線状に延びている。
【００１５】
両ガイド穴10および11は、互いに対して位置合わせされている。長穴14の末端領域17は、両ガイド穴10および11と同一線上には位置しておらず、その結果、挿入された屈曲ワイヤ16は、その直線形状に対し、側方への撓み18を得る、すなわちオフセットOを有する。このオフセットOの向きは、図1に矢印で示されている。矢印の向きは、側方への撓み18の向きを具体的に示しており、これは第1の向き19を有している。長穴14の長手方向は、第2の向き20に延びている、すなわちガイド部13は、図にFで示される向き20を有している。図1から明らかであるように、第1の向き19は、第2の向き20と、ゼロと等しくない角度αで交わっている。この例では、これが鋭角となっている。
【００１６】
接点要素15の被験体2とは反対側の端部21は、検査装置に取り廻される相方の電気接点に支持される。この相方の接点および検査装置は、図を見易くするために図示されていない。図1には、検査ヘッド3の接点要素15が1つだけ示されている。被験体2は、例えば検査のために多数の検査電流を印加しなければならないウェハ上の半導体モジュールであり得ることから、検査ヘッドは実地においては全てが同時に被験体と接触される多数の接点要素15を有している。そのために、好ましくは接触尖端22を備えたそれぞれの接点要素15の端部23が被験体2の上に載置されることによって、それぞれの接点要素15に軸方向力が作用し、その結果接点要素15が屈曲ワイヤの原理に基づいて側方に湾曲するように、被験体2は検査ヘッド3に対して移動されるようになっている。接点要素15の端部21の軸方向への変位は、既述の相方の接点に支持されることにより防止される。いずれにせよ端部21は、この相方の接点だけと接している、すなわち接点要素15は、以下で詳しく説明するように、回転運動を実行できるようになっている。
【００１７】
接点要素15が被験体との接触により側方に撓むと、第2の向き20に延びる長穴14により屈曲方向が定められるために、この撓みが、オフセットOの向き(第1の向き19)とは異なる向きに行われる。したがって、図1および2の比較から明らかであるように、接触時には、長穴14の内部で末端領域17から末端領域24への、撓み18の転位が生じる。オフセットOの第1の向き19は、角度αで示されるように、長穴の延びる向きF(第2の向き20)とは異なるために、接触運動により接点要素15の所定の角度分のねじれ24が生じ、その結果、被験体2に押し当てられる接触尖端22も、この回転運動を実行する。この回転運動によって、例えば酸化膜がそれにより貫かれるために、非常に良好な電気接触がもたらされる。
【００１８】
被験体2が再び検査ヘッド3から遠ざけられると、接点要素15は図1に示される位置に撥ね返るが、その際には逆方向への回転が行われる。
【００１９】
以上の説明から明らかであるように、接点要素15は、ガイド穴10乃至12の位置のずれに基づき、一定の撓み18をオフセットOの形態で有している。基本的には、このオフセットOが、接点要素の固有の湾曲部/固有の曲率、すなわち固有の構造自体により存在する、詳細には、無負荷状態にある、すなわち検査ヘッド3に挿入されていない接点要素15が自ら、例えば弓形など、直線形とは異なる延び方をすることも可能である。それに加えてさらに、またはその代わりに、例えば図1の実施例においては同一線上に位置していないそれぞれのガイド穴10乃至12に基づき行われるように、接点要素15の側方への外力の作用が行われることによっても、オフセットOを形成することができる。しかし、相応の撓み18をもたらすことができるそれ以外の力の作用も考えられる。それに加えてさらに、またはその代わりに、接点要素15と被験体2の接触をもたらすことにより、すなわち撓みが屈曲ワイヤの原理に基づき行われることによって、初めて撓みがもたらされるようにすることも可能である(被験体上に載置することによる撓み)。その場合は、接触時の回転運動をもたらすことができるようにするために、撓み18の向きではなく、この向きとは異なる向きを持つガイド部13の内部で接点要素15を案内することが必要である。これは例えば、長穴を、直線状の長穴ではなく、むしろ例えば弓形の長穴とすることによって、達成することができる。
【００２０】
図3乃至5から、様々に構成される、長穴14の形状をとるガイド部13が明らかであり、これらは、撓み18が固有の曲率により生じるのか、それとも外力の作用により生じるのかに関係なく、弓形、特にバナナ形、またはその類の形状に構成されている。
【００２１】
図4および5には、さらに別の非直線状に延びる長穴14が示されており、詳細には、図4においてはそれぞれのガイド部13がアングル形に構成され、図5においては、図1の実施例を明確にするために、再び直線状に構成されている。ほかにも図3乃至5にはそれぞれ、第1の向き19を持つオフセットOの形態をとる撓み18が記入されている。ほかにも、それぞれの長穴14の形状に基づく、第2の向き20をもたらす案内方向Fが記入されている。第1の向き19が第2の向きと、常にゼロと等しくない角度αで交わることが明らかである。曲線を描く長穴の場合は、接点要素15の変位の間に第2の向き20が変化する。
【００２２】
図6は、本発明に従った接触装置1の別の実施例を具体的に示したものであり、そこにはガイド要素6、すなわちガイド板9だけが示されている。それ以外については、図6に示される接触装置1の構成は、図1に示されるものと一致するために、図1に関する説明を参照されたい。図1の実施例とは異なり、接点要素15は長穴14の内部で変位できるのではなく、むしろそれぞれの接点要素15は、ガイド板9のそれぞれのガイド穴12を、僅かな遊びを保って貫通している、すなわちそこに長手方向に変位可能であるとともに回転可能であるように支承されている。ここで被験体2の接触時の上述の第2の向き20を実現するために、ガイド要素6全体は、特に複数の、同一に構成される、長手方向に同じ向きに配置される長穴14の形状をとるガイド部13が備えられることによって、側方に変位できるようになっている。これらの長穴14を、検査ヘッドに固定されたガイドピン25が、僅かな遊びを保って貫通している。図6には直線状の長穴14が示されるが、直線状の形状とは異なる、例えば弓形やアングル形の形状とすることもできる。
【００２３】
さて、図6に示される実施例において、被験体2の接触が行われると、接触時に、それぞれがオフセットOを持つ接点要素15から、それぞれガイド要素6に力が作用するために、ガイド要素6の位置は側方に逸れるが、逸れる向きは長穴14の延びる向きにより決まる。ここでも再びオフセット(第1の向き19)と、長穴14に基づく相応の案内方向F(第2の向き20)とが、ゼロと等しくない角度で交わるために、それぞれの接点要素15に回転運動が生じ、その結果、相応に良好な被験体2の電気接触がもたらされる。
【００２４】
図7には、本発明に従った原理が再び具体的に示されている。そこには、被験体2との接触初期状態にある、オフセットOを持つ接点要素15が示されている。ここで被験体2が、全接触圧力を立ち上げるために、さらに強い力で接点要素15に押し当てられると、上述のピンの案内方向(F)に基づき、撓み域にオフセットの向きとは異なる向きに力が作用し、その結果、撓み域はいわばクランクのように運動され、それにより被験体2上の接触尖端22の回転運動がもたらされる。
【００２５】
以上のように、本発明は、被験体との接触抵抗を低減する、ないしは被験体との極めて良好な接触状態を保証するために、接触の間に個々の屈曲ワイヤがいずれも自発的に開始される回転運動を実行することにある。第1の向き19と第2の向き20の間の角度は、45°であることが好ましい。本発明に従った、断面が円形である接点の、接触の間の回転運動/ローリング運動は、本来ならオフセットの向きに屈曲しようとする接点が、案内されることによって別の方向への屈曲を余儀なくされることにより行われる。対応するガイドを、バナナ形、S形、Z形等に構成することができる、様々な実施形態が考えられる。接点がローリングを開始して回転運動を行うようにするために、常に然るべき向きの変更が行われなければならない。ガイド全体が変位される実施例(図6の実施例)においても、長穴については、弓形、バナナ形、アングル形、S形、Z形など、相応に様々な構成を備えることができる。ほかにもキネマティクスの逆転を実施する、すなわち図6の実施例において、長穴14を検査ヘッド3に配置する一方で、ガイドピン25をガイド要素6に位置を固定して配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】被験体との非接触状態にあるときの電気接触装置を示した図である。
【図２】被験体との接触状態にある図1の配列を示した図である。
【図３】電気接触装置の接点要素用のガイド部の実施形態を示した図である。
【図４】電気接触装置の接点要素用のガイド部の実施形態を示した図である。
【図５】電気接触装置の接点要素用のガイド部の実施形態を示した図である。
【図６】電気接触装置の別の実施形態のガイド要素を示した図である。
【図７】本発明の基本原理を解説するための原理図である。
【符号の説明】
【００２７】
1  電気接触装置
2  被験体
3  検査ヘッド
4  第1ガイド要素
5  第2ガイド要素
6  第3ガイド要素
7  ガイド板
8  ガイド板
9  ガイド板
10  ガイド穴
11  ガイド穴
12  ガイド穴
13  ガイド部
14  長穴
15  接点要素
16  屈曲ワイヤ
17  末端領域
18  撓み
19  第1の向き
20  第2の向き
21  端部
22  接触尖端
23  端部
24  末端領域
25  ガイドピン
F  長穴の延びる向き/案内方向
O  オフセット
α  角度
【図１】
2007212458.tif 000003
【図２】
2007212458.tif 000004
【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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