(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードに備えられたプローブの針先が接触される導電性のコンタクト板と、
該コンタクト板の上方に空間を形成するフレームであって前記空間を上方に開閉可能のフレームと、
前記空間に配置され前記フレームに支持されたカードホルダであって前記プローブの針先が前記コンタクト板の側に突出することを許す開口を前記コンタクト板に対応する箇所に有し、前記プローブカードを受ける上向きの受け部を前記開口の周りに有するカードホルダと、
該カードホルダの前記受け部に配置されたプローブカードの上に上下方向へ変位可能に配置されてそのプローブカードのプローブに接続される接続装置と、
該接続装置の上面を押圧する上下動可能の押圧板と、該押圧板を前記フレームの前記空間内で上下方向に変位させる駆動部とを有し、前記フレームに支持された押圧体とを含み、
前記プローブカードは、前記押圧板が前記接続装置の上面を押圧した状態において、前記接続装置を介して前記カードホルダの前記受け部と前記押圧体の前記押圧板とに挟持される、プローブカードの検査装置。
【請求項２】
前記接続装置は、前記プローブカードの上側に配置される板状の接続器であってそのプローブカードのプローブに接続される複数の第１の導電体を有する接続器と、該接続器の上側に配置された板状の中継器であって前記第１の導電体に接続された複数の第２の導電体を有し、前記フレームに配置された中継器と、前記接続器及び前記中継器を解除可能に結合する結合機構とを備える、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記中継器及び前記押圧板は、それぞれ、前記押圧板及び前記駆動部に組み付けられている、請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記中継器は、前記第２の導電体に接続された複数の接続部をそれぞれ有する複数のコネクタを上側に備える、請求項２又は３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記結合機構は、前記接続装置の周りを角度的に回転可能に前記押圧板又は前記中継器に支持された回転リングであって前記接続器を相対的移動可能に受ける回転リングを備え、前記接続器は前記回転リングに該回転リングの角度的回転にともなって解除可能に係止されている、請求項２，３又は４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記接続器及び前記中継器は両者の相対的な位置決めをする第１の位置決め部を有する、請求項２から５のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記カードホルダは当該カードホルダに対する前記プローブカードの位置決めをする１以上の第２の位置決め部と、当該カードホルダに対する前記接続装置の位置決めをする１以上の第３の位置決め部とを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
さらに、前記コンタクト板が配置されたステージであって前記コンタクト板を少なくとも上下方向へ移動させるステージを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
さらに、前記コンタクト板の上方に位置するベースであって前記カードホルダを着脱可能に受けかつ前記コンタクト板に対応する箇所に第２の開口を有するベースを含み、前記フレームは、前記ベースに配置されて左右方向に間隔をおいた下部フレームと、該下部フレームと共同して前記空間を形成すべく前記下部フレームに配置された上部フレームであって前記押圧体を支持しかつ前記空間を上方へ開放する上部フレームとを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１０】
さらに、前記プローブカードの下方に配置されたステージと、前記プローブの針先が押圧される複数のコンタクト板であって前記ステージに配置された複数のコンタクト板と、前記プローブの針先に当接されて前記プローブに作用する針圧を感知する針圧感知器とを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記コンタクト板は透明板であり、当該検査装置は、さらに、前記透明板の下方にあって前記プローブの針先を撮影するテレビカメラと、前記テレビカメラが配置された補助ステージであって前記テレビカメラを少なくとも水平面内で移動させる補助ステージとを含む、請求項１０に記載の検査装置。
【請求項１２】
さらに、一端部において前記各コネクタに結合されたケーブルを含む、請求項４に記載の検査装置。
【請求項１３】
さらに、前記接続装置の上に配置された測定基板であって前記接続装置を介して前記プローブカードに電気的に接続される複数の接続部及び前記プローブカードに対し前記接続部を介して電気信号の授受をする１以上の測定回路素子が配置された１以上の測定基板を含む、請求項１，２，３，５，６，７，８及び９のいずれか１項に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような被検査体の通電試験に用いるプローブカードを検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブカードは、一般に、その製作途中、製作後、使用途中等において、プローブ先端の高さ位置のばらつき、電極に対する接触状態の良否等の検査をされる。
【０００３】
従来のこの種の検査装置は、開口を有するベースプレートを針先が接触するコンタクト板の上方にコンタクト板と平行に設け、テストボードをベースフレームの開口を閉鎖するように鉤型の複数のボード押えによりベースフレームの上にベースフレームと平行に組み付け、プローブカードをテストボードの下側に電気的接続装置を介して組み付けている。
【０００４】
テストボードは、外周部の複数箇所においてボード押えによりベースフレームに装着されている。検査時、プローブカードとコンタクト板とが相対的に押圧されて、プローブの針先とコンタクト板とが接触される。このときプローブカードに作用する反力（すなわち、針圧に対する反力）は、電気的接続装置、テストボード及びボード押えを介してベースフレームに伝達される。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかし、上記の検査装置では、プローブカードを、電気的接続装置、テストボード及びボード押えを介してベースフレームに組み付けているため、それらの部材相互間の平行度を補償しなければならないし、平行度の調整が難しく、その結果それらの部材に互換性がない。
【０００６】
また、上記の検査装置では、テストボードをその外周部の複数箇所においてベースフレームに装着しているにすぎないため、テストボードが針圧に対する反力により撓み、ひいてはプローブカード自体が撓む。その結果、部材相互間の平行度に狂いが生じ、正確な検査をすることができない。
【０００７】
それゆえに、プローブカードの検査装置においては、部材相互間に必要な平行度を容易に得ることができると共に、針圧に対する反力によるプローブカードの撓みを減じることが重要である。
【０００８】
【解決手段、作用及び効果】
本発明に係るプローブカード検査装置は、プローブカードに備えられたプローブの針先が接触される導電性のコンタクト板と、該コンタクト板の上方に空間を形成するフレームであって前記空間を上方に開閉可能のフレームと、前記空間に配置され前記フレームに支持されたカードホルダであって前記プローブの針先が前記コンタクト板の側に突出することを許す開口を前記コンタクト板に対応する箇所に有し、前記プローブカードを受ける上向きの受け部を前記開口の周りに有するカードホルダと、該カードホルダの前記受け部に配置されたプローブカードの上に上下方向へ変位可能に配置されてそのプローブカードのプローブに接続される接続装置と、該接続装置の上面を押圧する上下動可能の押圧板と、該押圧板を前記フレームの前記空間内で上下方向に変位させる駆動部とを有し、前記フレームに支持された押圧体とを含み、前記プローブカードは、前記押圧板が前記接続装置の上面を押圧した状態において、前記接続装置を介して前記カードホルダの前記受け部と前記押圧体の前記押圧板とに挟持される。
【０００９】
プローブカードは、そのプローブの針先をカードホルダの開口からコンタクト板側に突出させた状態に、カードホルダの受け部に配置され、その状態において押圧板が駆動部により接続装置に押圧されることによりカードホルダの受け部に押圧される。このとき、プローブカード及び接続装置、並びに、接続装置及び押圧板は、広範囲にわたって接触する。
【００１０】
プローブカードを交換するとき、カードホルダ、接続装置等の配置空間が上方に開放されると共に、接続装置がプローブカードから除かれる。次いで、新たなプローブカードがカードホルダの受け部に配置され、その後接続装置が所定の位置に配置されると共に、カードホルダ、接続装置等の配置空間が閉鎖される。針先をコンタクト板に接触させたときにプローブカードに作用する反力は、接続装置を介して押圧板に受けられる。
【００１１】
本発明によれば、プローブカード及び接続装置、並びに、接続装置及び押圧板が広範囲にわたって接触しているから、プローブカードがカードホルダの受け部に受けられていることと相まって、部材相互間に必要な平行度が容易に得られ、しかも針圧に対する反力に起因する、プローブカード、接続装置及び押圧板の撓みが著しく小さい。
【００１２】
前記接続装置は、前記プローブカードの上側に配置される板状の接続器であってそのプローブカードのプローブに接続される複数の第１の導電体を有する接続器と、該接続器の上側に配置された板状の中継器であって前記第１の導電体に接続された複数の第２の導電体を有し、前記フレームに配置された中継器と、前記接続器及び前記中継器を解除可能に結合する結合機構とを備えていてもよい。このようにすれば、押圧板と中継器との係合を解除して、中継器と接続器とを切り離すことができる。また、中継器を各種のプローブカードに共通に用い、プローブカードの交換時に接続器を新たなプローブカードに対応した接続器に交換することにより、同じ検査装置を複数種類のプローブカードの検査に用いることができる。
【００１３】
前記中継器及び前記押圧板を、それぞれ、前記押圧板及び前記押圧体に組み付けることができる。このようにすれば、押圧体を上昇させることにより、中継器を接続器から離間させることができる。
【００１４】
前記中継器は、前記第２の導電体に接続された複数の接続部をそれぞれ有する複数のコネクタを上側に備えることができる。このようにすれば、コネクタとこれをテスタに接続するケーブルとを結合させた状態で、すなわちケーブルをコネクタから外すことなく、プローブカードの交換をすることができる。
【００１５】
前記結合機構は、前記接続装置の周りを角度的に回転可能に前記押圧板又は前記中継器に支持された回転リングであって前記接続器を相対的移動可能に受ける回転リングを備え、前記接続器を前記回転リングに該回転リングの角度的回転にともなって解除可能に係止させることができる。このようにすれば、回転リングを回転させることにより、接続器を中継器及び押圧板に対し着脱することができる。
【００１６】
前記接続器及び前記中継器は、両者の相対的な位置決めをする第１の位置決め部を有することができる。このようにすれば、接続器と中継器とを正確に位置決めることができる。
【００１７】
前記カードホルダは、当該カードホルダに対する前記プローブカードの位置決めをする１以上の第２の位置決め部と、当該カードホルダに対する前記接続装置の位置決めをする１以上の第３の位置決め部とを備えることができる。このようにすれば、接続装置とプローブカードとをカードホルダに正確に位置決めることができる。
【００１８】
検査装置は、さらに、前記コンタクト板が配置されたステージであって前記コンタクト板を少なくとも上下方向へ移動させるステージを含むことができる。
【００１９】
検査装置は、さらに、前記コンタクト板の上方に位置するベースであって前記カードホルダを着脱可能に受けかつ前記コンタクト板に対応する箇所に第２の開口を有するベースを含み、前記フレームは、前記ベースに配置されて左右方向に間隔をおいた下部フレームと、該下部フレームと共同して前記空間を形成すべく前記下部フレームに配置された上部フレームであって前記押圧体を支持しかつ前記空間を上方へ開放する上部フレームとを備えることができる。
【００２０】
検査装置は、さらに、前記プローブカードの下方に配置されたステージと、前記プローブの針先が押圧される複数のコンタクト板であって前記ステージに配置された複数のコンタクト板と、前記プローブの針先に当接されて前記プローブに作用する針圧を感知する針圧感知器とを含むことができる。このようにすれば、針圧を検出することができるし、針圧感知器の配置空間をフレーム内に設ける必要がない。
【００２１】
少なくとも１つの前記コンタクト板は透明板であり、当該検査装置は、さらに、前記透明板の下方にあって前記プローブの針先を撮影するテレビカメラと、前記テレビカメラが配置された補助ステージであって前記テレビカメラを少なくとも水平面内で移動させる補助ステージとを含むことができる。このようにすれば、プローブをテレビカメラで順次撮影するようにテレビカメラを補助ステージで少なくとも二次元的に移動させることにより、プローブの座標位置をプローブ毎に測定することができる。
【００２２】
検査装置は、さらに、一端部において前記各コネクタに結合されたケーブルを含むことができる。
【００２３】
これの代わりに、検査装置は、さらに、前記接続装置の上に配置された測定基板であって前記接続装置を介して前記プローブカードに電気的に接続される複数の接続部及び前記プローブカードに対し前記接続部を介して電気信号の授受をする１以上の測定回路素子が配置された１以上の測定基板を含むことができる。このようにすれば、ケーブルを用いる場合に比べ、各プローブ用の信号ラインが短くなり、雑音が測定用信号に混入するおそれが著しく低減すると共に、信号の減衰が著しく低減する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明においては、後に説明するスライドトレーを出し入れする水平の方向を前後方向（Ｙ方向）といい、前後方向と直角の水平の方向を左右方向（Ｘ方向）という。
【００２５】
図１から図４を参照するに、プローブカード検査装置１０は、プローブカード１２の検査に用いられる。プローブカード１２は、図４に示すように、導電性金属細線から製作されたニードルタイプの複数のプローブ１４をそれらの針先が下方へ突出した状態に配線基板１６に装着している。各プローブ１４の針先は、集積回路のような被検査体の通電試験時に、被検査体の電極部に押圧される。プローブカード１２は、プローブ１４を図示しないテスターに接続するための複数のテスターランド１８（図１０参照）を配線基板１６の外周縁部に有する。
【００２６】
検査装置１０は、直方体状の筐体２０を台車として用い、その上板を板状のベースすなわちベース板２２として用いている。筐体２０は、複数のキャスター２４により二次元的に移動可能である。ベース２２の上には、各種の情報及び指令を入力する操作パネル２６と、検査状態を映し出すモニタ２８と、後に説明する各種機器の配置空間を形成するフレーム３０とが配置されている。
【００２７】
ベース２２は、円形の開口３２を中央に有する。フレーム３０は、前後方向（図４において左右の方向）に間隔をおいた一対の下部フレーム３４と、下方に開放するコ字状の上部フレーム３６とを備える。両下部フレーム３４は、開口３２の上方の空間が両者の間に入るように、ベース２２に配置されている。上部フレーム３６は、一方の下部フレーム３４の上部にシャフト３８により枢軸運動可能に連結されている。
【００２８】
上部フレーム３６は、常時はフレーム３０により形成される内側空間を閉鎖しており、内側空間を開閉するときはシャフト３８がモータ４０により回転される。上部フレーム３６は、内側空間を閉鎖している間、内部空間を開放することを下部フレーム３４に設けられたフック４２により阻止されている。フック４２は、エアーシリンダのような適宜な駆動機構４３により、フック４２が上部フレーム３６による内側空間の開放を阻止する位置と、その開放を許容する位置とに移動される。
【００２９】
上部フレーム３６には、四角形の押圧板４４が配置されている。押圧板４４は、上部フレーム３６に設けられたエアーシリンダのような駆動機構４６により上下方向（Ｚ方向）に移動される。押圧板４４は上部フレーム３６の内側に設けられた複数のガイドレール４８により案内されるガイド部４４ａを有し、上部フレーム３６は複数の開口５０を駆動機構４６の周りに有する。
【００３０】
図５及び図６に示すように、導電性材料から形成されたコンタクト板５２は、筐体２０内に配置されたステージ５４の上に組み付けられている。ステージ５４は、筐体２０に備えられた板状のステージベース５６に配置されている。
【００３１】
ステージ５４は、左右方向（図５において左右方向）へ伸びる複数のＸガイドレール５８に沿って移動可能のＸステージ６０と、Ｘステージ６０に前後方向（図６において左右方向）へ移動可能に配置されたＹステージ６２と、Ｙステージ６２の移動により上下方向へ移動されるＺステージ６４と、Ｙステージ６２をＹ方向へ移動させる移動機構６６とを備える。
【００３２】
Ｘステージ６０は、上方に開放する箱の形をしており、また上下方向へ伸びる複数のガイドレール６８を内側に有する。Ｚステージ６４は、そのガイド部６４ａをガイドレール６８に滑動可能に嵌合させている。
【００３３】
図４から図８に示すように、検査装置１０は、また、プローブカード１２のプローブ１４に電気的に接続される円板状の接続器７０と、接続器７０を図示しないテスターに接続する円板状の中継器７２とを含む。接続器７０及び中継器７２は、相互に組み合わされて接続装置を構成する。
【００３４】
接続器７０は、プローブカード１２のプローブ１４に個々に接続される細長い複数の第１の導電体７４を電気絶縁材料からなる円板状の接続板７６に配置し、第１の導電体７４を中継器７２に接続するための円板状の接続基板７８を接続板７６の上に複数のねじ部材により組み付けている。
【００３５】
中継器７２は、接続器７０によりプローブ１４に個々に接続される細長い複数の第２の導電体８０を電気絶縁材料からなる円板状の中継板８２に配置し、第２の導電体８０をテスターに接続するための円板状の中継基板８４を中継板８２の上に複数のねじ部材により組み付け、複数のコネクタ８６を中継基板８４の上に組み付けている。中継器７２は、押圧板４４の下側に複数のねじ部材により組み付けられている。
【００３６】
第１の導電体７４は、対応するプローブ１４のテスターランド１８に対向するように接続板７６に配置されており、また接続板７６を厚さ方向に貫通して上下にわずかに突出している。接続基板７８は、第１及び第２の導電体７４及び８０を相互に接続する複数の配線部を有する配線基板である。
【００３７】
第２の導電体８０は、接続基板７８の対応する配線部に対向するように中継板８２に配置されており、また中継板８２を厚さ方向に貫通して上下にわずかに突出している。中継基板８４は、第２の導電体８０とコネクタ８６とを相互に接続する複数の配線部を有する配線基板である。
【００３８】
第１及び第２の導電体７４及び８０として、コイルばねとピンとを筒状部材内に配置したいわゆるポゴピンを用いることができる。しかし、第１及び第２の導電体７４及び８０は、導電性の金属線のような他の部材であってもよい。
【００３９】
図７及び図８に示すように、接続器７０と中継器７２とは、中継板８２に設けられた複数の位置決めピン８８が接続基板７８に設けられた穴９０に受け入れられることにより、相互に位置決められる。接続器７０と中継器７２とは、結合機構により解除可能に上記のように結合されて、接続装置を構成する。
【００４０】
そのような結合機構は、図７から図９に示すように、接続装置の周りを角度的に回転可能の結合用リング９２を備える。
【００４１】
回転リングすなわち結合用リング９２は、リング９２のを受ける複数の支持ローラ９４と、リング９２の外周面に接触する複数のサイドローラ９６とにより、押圧板４４に支持されていると共に、回転位置を規制されている。支持ローラ９４及びサイドローラ９６は、押圧板４４の下側に組み付けられている。
【００４２】
結合用リング９２は、また、複数のリンクアーム９８と、各リンクアーム９８を揺動させるエアーシリンダのような駆動機構１００とにより上下方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転される。
【００４３】
リンクアーム９８は、上下方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に押圧板４４の下面に組み付けられており、また結合用リング９２に設けられたピン９３と、ピン９３が滑動可能に係合するようにリンクアーム９８に形成された長穴９５とにより、結合用リング９２に係合されている。
【００４４】
駆動機構１００は、リンクアーム９８を角度的に回転させるように押圧板４４の下面に組み付けられている。接続器７０は、その外周部に角度的間隔をおいて設けられた複数の係合片１０２が結合用リング９２に設けられた結合ローラ１０４に受けられていることにより、中継器７２に結合される。
【００４５】
結合ローラ１０４は、ブラケット１０８により結合用リング９２に組み付けられている。結合用リング９２、支持ローラ９４、サイドローラ９６、リンクアーム９８及び駆動機構１００の１つ以上のものを中継器７２に組み付けてもよい。また、係合片１０２及び結合ローラ１０４をそれぞれ結合用リング９２及び接続器７０に配置してもよい。
【００４６】
図８は、接続器７０と中継器７２とが結合されている状態を実線で示し、そのような結合が解除されている状態を点線で示す。それゆえに、接続器７０と中継器７２とは、結合用リング９２が一方へ移動されることにより結合され、他方へ移動されることによりその結合を解除される。
【００４７】
図７に示すように、各コネクタ８６には、テスターに接続されるケーブル１１０の端部が結合される。ケーブル１１０は、押圧板４４に形成された開口１１２及び上部フレーム３６に形成された開口５０を介して伸びている。
【００４８】
図９から図１３に示すように、プローブカード１２は円形をしたカードホルダ１１４に受けられており、カードホルダ１１４は短い円筒状の昇降トレー１１６に配置されており、昇降トレー１１６はその周りに配置された回転リング１１８を介して引き出し状のスライドトレー１２０に配置されており、スライドトレー１２０は一対のスライドレール１２２により下部フレーム３４に出し入れ可能に支持されている。
【００４９】
カードホルダ１１４は、コンタクト板５２に対応する箇所に開口１２４を有し、プローブカード１２を受ける受け部１２６を開口１２４の周りに有する。受け部１２６は、その周りの部分より低い段部である。カードホルダ１１４は、昇降トレー１１６の下端部に設けられた内向きのフランジ１２８に外周部を受けられている。
【００５０】
カードホルダ１１４に対するプローブカード１２及び接続器７０の位置決め及びその維持は、それぞれ、カードホルダ１１４に設けられた複数のピン１３０及び１３２がプローブカード１２及び接続器７０に形成された穴１３４及び１３６に嵌合されることにより行われる。
【００５１】
昇降トレー１１６に対するカードホルダ１１４の位置決め及びその維持は、昇降トレー１１６に設けられた複数のピン１３８がカードホルダ１１４に形成された穴１４０に嵌合されることにより、行われる。
【００５２】
回転リングすなわち昇降用リング１１８は、リング１１８を受ける複数のアンダローラ１４２と、リング１４４の外周面に接触する複数のサイドローラ１４４とにより、スライドトレー１２０に組み付けられていると共に、回転位置を規制されている。両ローラ１４２，１４４は、スライドトレー１２０に取り付けられている。
【００５３】
昇降用リング１１８は、スライドトレー１２０の前方に伸びる回転用グリップ１４６により、所定の角度範囲内で昇降用リング１１８の軸線の周りに回転させることができる。
【００５４】
昇降トレー１１６はその外周面に昇降用溝１４８を有し、昇降用リング１１８はこれの角度的回転にともなって溝１４８内を移動するＺアップローラ１５０を有する。昇降用溝１４８は、図１３に示すように、一端側が低く、他端側が高くなるように、中央において傾斜している。
【００５５】
昇降トレー１１６は、昇降用リング１１８が一方向へ回転されることにより低い位置から高い位置に上昇され、昇降用リング１１８が他方向へ回転されることにより高い位置から低い位置に下降される。これにより、カードホルダ１１４も昇降される。
【００５６】
昇降トレー１１６の昇降は、ブラケット１５２によりスライドトレー１２０に上下方向へ伸びる状態に組み付けられた複数のガイドレール１５４と、各ガイドレール１５４に滑動可能に嵌合するガイド１５６とにより案内される。ガイド１５６は、昇降トレー１１６に設けられている。
【００５７】
スライドトレー１２０は、フレーム３０により形成される内側空間から前方に突出する出し入れ用の取手１５８を有する。このため、スライドトレー１２０は、取手１５８を利用して、内側空間に出し入れすることができる。
【００５８】
検査装置１０において、図７に示すように、接続器７０及び中継器７２は、予め組み立てられていると共に、相互に結合されており、中継器７２は押圧板４４にねじ止めされている。
【００５９】
また、図５に示すように、スライトトレー１２０は、プローブカード１２をカードホルダ１１４に収容した状態で、プローブカード１２がコンタクト板５２の上方となる位置に移動されており、昇降トレー１１６はベース２２の開口３２に受け入れられた状態に下降されている。このため、プローブ１４はその針先をベース２２の下方へ突出させている。
【００６０】
上記状態において、上部フレーム３６が内部空間を閉鎖する位置に変位され、押圧板４４が下降されると、接続器７０及び中継器７２を組み合わせた接続装置は、プローブカード１２の上に重ねられて、押圧板４４によりプローブカード１２に押圧される（図５及び図６参照）。この状態において、カードホルダ１１４はその受け部１２６をベース２２の開口３２に位置され、プローブ１４はその針先をコンタクト板に接近される。
【００６１】
上記の結果、接続器７０の第１の導電体７４はプローブカード１２のテスターランド１８に押圧される。押圧板４４の最下端位置は、押圧板４４がスライドトレー１２０に設けられた複数のストッパ１６０に当接することにより、制限される。このため、接続装置及び押圧板が相互に及びカードホルダ１１４に過剰に押圧されることが防止される。
【００６２】
上記状態で、プローブ１４は、その先端の高さ位置のばらつき、電極に対する接触状態の良否等の検査をされる。検査時、コンタクト板５２は、ステージ５４により上昇されて、プローブカード１２の針先に押圧され、テスターから所定の電気信号を受ける。
【００６３】
検査時の針圧に対する反力は、プローブカード１２から接続装置を介して押圧板４４に伝達される。しかし、プローブカード１２と接続装置、並びに、接続装置と押圧板４４が広範囲にわたって接触しているから、プローブカード１２がカードホルダ１１４の受け部１２６に受けられていることと相まって、部材相互間に必要な平行度を容易に得ることができ、しかも針圧に対する反力に起因する、プローブカード１２、接続装置及び押圧板４４の撓みが著しく小さい。
【００６４】
検査が終了すると、次のプローブカードを検査するために、検査済みのプローブカードが検査装置１０から取り出され、その代わりに新たなプローブカードが検査装置１０に配置される。
【００６５】
同種のプローブカードの交換は、次のように行われる。
【００６６】
先ず、押圧板４４が駆動機構４６により図４に点線で示す位置に変位される。これにより、接続器７０及び中継器７２は、図１４（Ａ）に示す位置から図１４（Ｂ）に示す位置に移動される。すなわち、接続器７０及び中継器７２は、カードホルダ１１４から取り除かれると共に、スライドトレー１２０の出し入れの妨げにならない位置に移動される。
【００６７】
次いで、昇降用リング１１８がハンドル１４６により回転される。これにより、昇降トレー１１６は、図１３及び図１４（Ｃ）に示すように、プローブ１４がスライドトレー１２０の出し入れの妨げにならない位置に上昇される。
【００６８】
次いで、スライドトレー１２０が図１５に示すように引き出される。この状態において、プローブカードの交換が行われる。図１５に示すスライドトレー１２０の位置は、少なくともプローブカード１２がフレーム３０による内部空間の外となる位置とすることができ、好ましくはカードホルダ１１４が内部空間の外となる位置とすることができる。
【００６９】
スライドトレー１２０が図１５に示すように引き出された状態において、検査済みのプローブカード１２がカードホルダ１１４から取り出され、その代わりに同種の他のプローブカードがカードホルダ１１４に配置される。
【００７０】
プローブカードの着脱時、交換時にケーブル１１０をコネクタ８６から外す必要がない。また、プローブカードの着脱作業をフレーム３０、押圧板４４及び接続装置に妨げられることなく行うことができるから、プローブカードの交換の作業性がよく、交換作業が安全になると共に交換作業を速く行うことができ、しかも熟練を要しない。
【００７１】
種類が異なるプローブカードの交換は、次のように行われる。
【００７２】
先ず、図１６（Ａ）に示す状態において、結合用リング９２が角度的に回転されて、接続器７０と中継器７２との結合が結合機構により解除される。
【００７３】
次いで、押圧板４４が駆動機構４６により図４に点線で示す位置に変位される。これにより、接続器７０はプローブカード１２と共にカードホルダ１１４に受けられているが、中継器７２は、図１６（Ａ）に示す位置から図１６（Ｂ）に示す位置に移動される。すなわち、中継器７２は、カードホルダ１１４から取り除かれると共に、スライドトレー１２０の出し入れの妨げにならない位置に移動される。
【００７４】
次いで、昇降用リング１１８がハンドル１４６により回転される。これにより、昇降トレー１１６は、図１３及び図１６（Ｃ）に示すように、プローブ１４がスライドトレー１２０の出し入れの妨げにならない位置に上昇される。
【００７５】
次いで、スライドトレー１２０が図１７に示すように引き出される。この状態において、プローブカードの交換が行われる。図１７に示すスライドトレー１２０の位置は、少なくともプローブカード１２及び接続器７０がフレーム３０による内部空間の外となる位置とすることができ、好ましくはカードホルダ１１４が内部空間の外となる位置とすることができる。
【００７６】
次いで、使用済みのプローブカード１２及び接続器７０がカードホルダ１１４から取り出され、その代わりに同種の他のプローブカード及び対応する接続器がカードホルダ１１４に配置される。
【００７７】
上記のように、種類の異なるプローブカードに交換するときは、接続器も交換される。これは、プローブカードのテスターランドの配置位置がプローブカードの種類により異なり、同じ接続器を異なるプローブカードに共通して用いることができないからである。したがって、新たな接続器は、新たなプローブカードのテスターランド１８を中継器７２の第２の導電体８０に接続することができるものである。
【００７８】
種類が異なるプローブカードの交換時においても、ケーブル１１０をコネクタ８６から外す必要がない。また、接続器及びプローブカードの着脱作業をフレーム３０、押圧板４４及び中継器７２に妨げられることなく行うことができるから、接続器及びプローブカードの交換の作業性がよく、交換作業が安全になると共に交換作業を速く行うことができ、しかも熟練を要しない。
【００７９】
上記実施例において、カードホルダ１１４は昇降トレー１１６と一体的であってもよい。また、接続器７０及び中継器７２は、それぞれ、ねじ止めされた２つの部材７６，７８及び８２，８４から形成しなくてもよい。
【００８０】
図１８は、接続器１７０及び中継器１７２をそれぞれ配線基板により形成された実施例を示す。接続器１７０及び中継器１７２を用いて検査されるプローブカード１２は、テスターランドの代わりに、それぞれが複数のプローブ１４に接続された複数のコネクタ１７４を配線基板１６の上面に有する。
【００８１】
接続器１７０は、プローブカード１２のコネクタ１７４に接続される複数のコネクタ１７６を下面に有すると共に、配線パターンによりコネクタ１７６に接続された複数のコネクタ１７８を上面に有する。中継器１７２は、接続器１７０のコネクタ１７８に接続される複数のコネクタ１８０を下面に有すると共に、配線パターンによりコネクタ１８０に接続された複数のコネクタ８６を上面に有する。各コネクタ８６には、ケーブル１１０が接続される。
【００８２】
コネクタ１７４及び１７６並びに１７８及び１８０は、それらの結合及びその解除に力を殆ど必要としないいわゆる無接点コネクタである。そのようなコネクタの一例は、例えば実用新案登録第２５７６２３３号に記載されている。しかし、そのようなコネクタの代わりに、一般的なコネクタを用いてもよい。
【００８３】
図１８に示す実施例においては、図１９に示すように、プローブカード１２をカードホルダ１１４に配置し、接続器１７０及び中継器１７２を重ね、中継器１７２を複数のねじ部材により押圧板４４の下面に組み付けることにより、検査可能なる。接続器１７０及び中継器１７２の結合の際に、コネクタ１７４及び１７６並びに１７８及び１８０がそれぞれ結合されて電気的に接続される。
【００８４】
プローブカード１２を交換するときは、接続器１７０及び中継器１７２を押圧板４４により上昇させた状態で、既に述べた実施例と同様に行えばよい。プローブと接続板１７０とを交換するときは、接続器１７０を中継器１７２から切り離した状態で、既に述べた実施例と同様に行えばよい。
【００８５】
上記実施例においては、接続器と中継器とにより接続装置を形成して、中継器を各種のプローブカードに共通に用いているが、接続装置をプローブカードの種類毎に用意してもよい。この場合、接続器及び中継器の機能を備えた接続装置とされる。
【００８６】
図２０から図２６を参照するに、プローブカード検査装置２００は、図７に示すケーブル１１０を用いてプローブ１４を測定回路に接続する代わりに、複数の測定基板２０２と、それらの測定基板２０２を電気的に接続するマザーボード２０４とを接続装置（図示の例では、中継器７２）の上に配置している。
【００８７】
各測定基板２０２には、プローブカード１２（特に、プローブ１４）との間でコネクタ２０６を介して電気信号の授受をする１以上の測定回路素子が配置されており、それらの測定回路素子によりプローブカード１２、特にプローブ１４の接触抵抗のような種々の特性の測定に寄与する測定回路が形成されている。
【００８８】
各測定基板２０４に形成されている回路は、１以上のコネクタ（すなわち、接続部）２０６により、前記接続装置を介してプローブカード１２のプローブ１４に電気的に接続されていると共に、複数のコネクタ（すなわち、接続部）２０８によりるバザーボード２０４に電気的に接続されている。
【００８９】
上記のような１以上の測定基板を用いてプローブカード１２、特にプローブ１４の特性を測定する構造とすると、ケーブル１１０を用いる場合に比べ、各プローブ１４用の信号ラインが短くなり、雑音が測定用信号に混入するおそれが著しく低減すると共に、信号の減衰が著しく低減する。
【００９０】
検査装置２００は、また、駆動機構４６の機能を上部フレーム３６内に配置された複数の駆動機構２１０に担わせている。各駆動機構２１０は、駆動機構４６より小型のシリンダ機構である。それらの駆動機構２１０は、結合リング９２を押圧しており、それにより押圧板４４が押圧される。このように、小型の複数の駆動機構２１０を用いると、それらを上部フレーム３６内に配置することができるから、検査装置の高さ寸法が小さくなる。
【００９１】
検査装置２００は、さらに、コンタクト板５２をＹ方向へ移動させる第２のＹステージ２１２を備えている。第２のＹステージ２１２は、Ｙ方向へ平行に伸びる状態にＸステージ６０の上に配置された一対のＹガイドレール２１４にＹ方向へ移動可能に配置されている。
【００９２】
Ｚステージ６４を上下方向へ移動させる既に述べたＹステージ６２及び移動機構６６は第２のＹステージ２１２に配置されており、またＺステージ６４の上下移動を規制するガイドレール６８も第２のＹステージ２１２に配置されている。このようなステージを用いると、コンタクト板５２をＹ方向へも移動させることができる。
【００９３】
図２７を参照するに、検査装置２００においては、複数のコンタクト板５２のうち、１つを透明板とし、１つをプローブ１４検査用の導電性金属板とし、他の１つをサンドペーパのような研磨板としている。ステージ５４は、透明のコンタクト板５２の下方に空間２１６を有している。空間２１６は、上方に開放されている。
【００９４】
空間２１６には、プローブ１４に作用する針圧をプローブ１４毎に検出する針圧感知器２１８と、上方に開放する箱２２０とが配置されている。針圧感知器２１８は、ステージ５２に組み付けられた圧電素子２２２と、この圧電素子２２２に結合された逆Ｌ字状のコンタクトピン２２４とを備える。コンタクトピン２２４は、一端面を上方に向けられており、またその一端面すなわち上面をプローブ１４の先端すなわち針先に押圧される。
【００９５】
針先を撮影するＣＣＤカメラのようなテレビカメラ２２６は、箱２２０内に配置された補助ステージ２２８の上に上向きに据え付けられている。補助ステージ２２８は、テレビカメラ２２６を、Ｘ，Ｙ及びＺ（上下）方向へそれぞれ移動させるＸ，Ｙ及びＺステージ２３０，２３２及び２３４を備えている。
【００９６】
針圧検出時、先ず、透明のコンタクト板５２がプローブ１４の針先の下方となるように、ステージ５４によりＺステージ６４が基準位置から移動される。このときの移動量は、測定基板２０２に設けられたメモリに記憶される。
【００９７】
次いで、検出すべきプローブ１４の針先がテレビカメラ２２６の視野内の所定の箇所に位置するように、テレビカメラ２２６が補助ステージ２２８により基準位置から移動される。このときの移動量も、測定基板２０２に設けられたメモリに記憶される。
【００９８】
次いで、検査すべきプローブ１４の針先がコンタクトピン２２４の上に位置するように、Ｚステージ６４がステージ５４により移動される。このときの移動量は、上記したメモリに記憶した移動量を基に、検査すべきプローブ１４の座標位置の誤差を修正するように、行われる。
【００９９】
次いで、検査すべきプローブ１４の針先とコンタクトピン２２４の上面とが相対的に押圧される。このときのプローブ１４の針先とコンタクトピン２２４の上面との間に作用する針圧がコンタクトピン２２４を介して圧電素子２２２に伝達されるから、その針圧に対する電気信号が圧電素子に生じる。この電気信号値は、針圧として測定基板２０２のメモリに記憶される。
【０１００】
上記した針圧の測定はプローブ１４毎に行われる。上記のように針圧感知器２１８をステージ５４に配置すると、針圧感知器２１８の配置空間をフレーム内に設ける必要がない。また、プローブ１４の針先を撮影するテレビカメラ２２６をステージ５４に配置された補助ステージ２２８に据え付けると、プローブ１４をテレビカメラ２２６で順次撮影するようにテレビカメラ２２６を補助ステージ２２８で少なくとも二次元的に移動させることにより、プローブの座標位置をプローブ１４毎に測定することができる。
【０１０１】
本発明は、上記実施例に限定されない。例えば、本発明は、ニードルタイプ以外のプローブ、例えばブレードタイプ、ピンタイプ等、他のタイプのプローブを用いたプローブカードの検査装置にも適用することができる。それゆえに、本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプローブカード検査装置の一実施例を示す平面図
【図２】図１に示す検査装置の正面図
【図３】図１に示す検査装置の右側面図
【図４】検査装置の上部フレームを開いた状態を示す断面図
【図５】図１に示す検査装置の主要部の縦断面図
【図６】図５における６−６線に沿って得た断面図
【図７】接続装置近傍の拡大断面図
【図８】図７の下面図
【図９】接続装置及びトレーの端部を拡大した断面図
【図１０】接続装置を除去した状態におけるトレーの部分の平面図
【図１１】図１０における１１−１１線に沿って得た断面図
【図１２】昇降トレー、昇降用リング及びスライドトレーとの関係を示す平面図
【図１３】昇降トレーを上昇させた状態で昇降トレー、昇降用リング及びスライドトレーとの関係を示す図
【図１４】プローブカードの交換動作を説明するための概略図
【図１５】図１４に示す状態からスライドトレーを引き出した状態を示す概略図
【図１６】プローブカード及び接続器の交換動作を説明するための概略図
【図１７】図１６に示す状態からスライドトレーを引き出した状態を示す概略図
【図１８】本発明で用いる接続装置の他の実施例を示す分解斜視図
【図１９】図１８の接続装置をプローブカードと共にカードホルダに配置した状態を示す概略図
【図２０】本発明に係るプローブカード検査装置の他の実施例を示す平面図
【図２１】図２０に示す検査装置の正面図
【図２２】図２０に示す検査装置の右側面図
【図２３】図２０に示す検査装置の上部フレームを開いた状態を示す断面図
【図２４】図２０に示す検査装置の縦断面図
【図２５】図２０に示す検査装置の主要部を拡大した縦断面図
【図２６】図２０に示す検査装置の主要部を分解した縦断面図
【図２７】図２０に示す検査装置で用いるステージの一実施例を示す縦断面図
【符号の説明】
１０，２００ プローブ検査装置
１２ プローブカード
１４ プローブ
２０ 筐体
２２ ベース
３０ フレーム
３２ ベースの開口
３４ 下部フレーム
３６ 上部フレーム
３８ シャフト
４０ 上部フレーム用駆動機構
４４ 押圧板
４６，２１０ 押圧板用の駆動機構
５２ コンタクト板
５４ ステージ
７０，１７０ 接続器
７２，１７２ 中継器
７４，８０ 第１及び第２の導電体
７６ 接続板
７８ 接続基板
８２ 中継板
８４ 中継基板
８６ コネクタ
９２ 結合リング（回転リング）
９４ 支持ローラ
９６ サイドローラ
１１４ カードホルダ
１３０，１３２，１３８ 位置決め用のピン
１３４，１３６，１４０ 位置決め用の穴
２０２ 測定基板
２０４ マザーボード
２０６，２０８ コネクタ（接続部）
２１８ 針圧感知器
２２６ テレビカメラ
２２８ 補助ステージ
【図１】
0004163365.tif 000002
【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】
0004163365.tif 000011
【図１１】
0004163365.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004163365.tif 000014
【図１４】
0004163365.tif 000015
【図１５】
0004163365.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0004163365.tif 000018
【図１８】
0004163365.tif 000019
【図１９】
0004163365.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0004163365.tif 000026
【図２６】
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【図２７】
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