JP2000150596A - Prober - Google Patents

Prober

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Publication number
JP2000150596A
JP2000150596A JP10319033A JP31903398A JP2000150596A JP 2000150596 A JP2000150596 A JP 2000150596A JP 10319033 A JP10319033 A JP 10319033A JP 31903398 A JP31903398 A JP 31903398A JP 2000150596 A JP2000150596 A JP 2000150596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
card
probe card
probe
guide groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10319033A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Kimura
和則 木村
Tsutomu Mizumura
勉 水村
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
株式会社東京精密
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd, 株式会社東京精密 filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP10319033A priority Critical patent/JP2000150596A/en
Publication of JP2000150596A publication Critical patent/JP2000150596A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple highly reliable automatic probe card attaching/ detaching mechanism which can obtain strong bonding power. SOLUTION: A prober is provided with a probe card 3 and an automatic probe card exchanging mechanism which attaches and detaches the card 3 to and from a probe card fixing member 5. The card 3 is held by a card attaching ring 8 having an outer peripheral flange partially having notches 61. The exchanging mechanism is provided with a rotary ring 41 rotatably supported against the fixing member 5, and having a guide groove 43 which is displaced in the vertical direction as the ring 41 is rotated; a clamp ring 51 which has pins 52 fitted in the groove 43 and inner peripheral flanges 53 formed correspondingly to the notches 61 and is not turned, but is displaced in the vertical direction along the groove 43, after the ring 51 is turned by a prescribed angle; and driving means 70 and 74 which rotate the rotary ring 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ上に形成
された複数の半導体デバイスの電気的特性を測定するた
めに、ウェーハをステージに載置して、テスタに接続さ
れる触針(プローブニードル)を各半導体デバイスの電
極パッドに順次接触させるプローバに関し、特にプロー
ブニードルを有するプローブカードを自動交換可能にし
たプローバに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stylus (probe needle) connected to a tester for mounting a wafer on a stage in order to measure electrical characteristics of a plurality of semiconductor devices formed on the wafer. The present invention relates to a prober for sequentially contacting an electrode pad of each semiconductor device, and more particularly to a prober in which a probe card having a probe needle can be automatically replaced.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体チップの製造では、ウェーハ上に
形成された多数のデバイスが正常に動作するか検査する
ことが行われる。これは、正常に動作しない不良デバイ
スは後の組み立て工程から除くことによる生産性の向上
と共に、製造工程が正常であるかの検査結果を速やかに
フィードバックできるようにするために行われる。ウェ
ーハ上に形成された半導体デバイスを検査する時には、
プローバと呼ばれる装置にウェーハをセットし、触針
(プローブニードル)をデバイスの電極パッドに接触さ
せた上で、ICテスタから所定のプローブニードルに電
気信号を印加し、他のプローブニードルに出力された電
気信号を検出する。また、このようにして検査されたウ
ェーハは、ダイシング装置で切り離された後、組み立て
られる。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor chips, it is performed to check whether a large number of devices formed on a wafer operate normally. This is performed so as to improve productivity by removing defective devices that do not operate normally from the subsequent assembling process and to promptly feed back an inspection result as to whether the manufacturing process is normal. When inspecting semiconductor devices formed on a wafer,
The wafer was set in an apparatus called a prober, and a stylus (probe needle) was brought into contact with an electrode pad of the device. Then, an electric signal was applied to a predetermined probe needle from an IC tester and output to another probe needle. Detect electrical signals. The wafer inspected in this way is cut by a dicing device and then assembled.
【0003】図1は、ウェーハ上に形成された半導体デ
バイスを示す図である。図1に示すように、ウェーハ1
00には複数の半導体デバイス110が格子状に形成さ
れる。各半導体デバイス110には、電極パッド120
が形成されており、組み立て時にはこの電極パッド12
0とリードフレームの端子がボンディングワイヤで接続
される。半導体デバイスの電気的な特性検査は、この電
極パッド120にプローブニードルを接触させて行われ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor device formed on a wafer. As shown in FIG.
At 00, a plurality of semiconductor devices 110 are formed in a lattice. Each semiconductor device 110 has an electrode pad 120
Are formed, and at the time of assembly, the electrode pads 12 are formed.
0 and the terminal of the lead frame are connected by a bonding wire. An electrical characteristic inspection of the semiconductor device is performed by bringing a probe needle into contact with the electrode pad 120.
【0004】図2は、ウェーハ上の半導体デバイスの電
気的な検査を自動的に行うオートプローバの従来例の概
略構成を示す図である。図2において、参照番号1はプ
ローバを、2は載置されたウェーハを保持するステージ
を、3はプローブカードを、4はプローブカード3に設
けられたプローブニードルを、5はプローブカード3を
保持する固定部材を、6はテスタを、7はテスタ6を回
転してプローブカードから離すマニュピレータの回転軸
を、8はプローブカードを取り付けるカード取付けリン
グを、9はステージ2上にカード取付けリングを保持す
るためのカード載置台を、10はカード取付けリングを
着脱するための着脱機構を示す。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional example of an auto prober for automatically performing an electrical inspection of a semiconductor device on a wafer. 2, reference numeral 1 denotes a prober, 2 denotes a stage for holding a mounted wafer, 3 denotes a probe card, 4 denotes a probe needle provided on the probe card 3, and 5 denotes a probe card. 6 is a tester, 7 is a rotating shaft of the manipulator that rotates the tester 6 to separate it from the probe card, 8 is a card mounting ring for mounting the probe card, and 9 is a card mounting ring on the stage 2. Reference numeral 10 denotes a card mounting table for mounting and removing the card mounting ring.
【0005】ステージ2は、移動機構により3次元方向
に移動可能であると共に、ウェーハを吸着する機構が設
けられている。図示していないが、オートプローバはス
トッカに収容されたウェーハを順次取り出して自動的に
検査するための機構が設けられている。まず、ウェーハ
を収容したストッカから搬送アームでウェーハを取り出
してステージ2に渡し、ステージ2は受け取ったウェー
ハを吸着する。ステージ2に載置されたウェーハは、画
像システムにより半導体チップの電極とプローブニード
ル4の位置関係が精密に位置決めされる。位置決めされ
た後、各半導体デバイスの電極パッドにプローブニード
ル4を接触させて順次検査を行う。ウェーハ上のすべて
の半導体デバイスの検査が終了すると、ステージ2は搬
送アームに検査の終了したウェーハを渡し、搬送アーム
はウェーハをストッカに戻す。このような動作をストッ
カに収容されたすべてのウェーハの検査が終了するまで
行う。以上の動作は、コンピュータの制御により自動的
に行われる。
The stage 2 is movable in a three-dimensional direction by a moving mechanism, and is provided with a mechanism for sucking a wafer. Although not shown, the auto prober is provided with a mechanism for sequentially taking out the wafers stored in the stocker and automatically inspecting them. First, the wafer is taken out from the stocker containing the wafer by the transfer arm and transferred to the stage 2, and the stage 2 sucks the received wafer. The positional relationship between the electrode of the semiconductor chip and the probe needle 4 is precisely positioned on the wafer mounted on the stage 2 by the image system. After the positioning, the probe needles 4 are brought into contact with the electrode pads of each semiconductor device, and the inspection is sequentially performed. When inspection of all the semiconductor devices on the wafer is completed, the stage 2 delivers the inspected wafer to the transfer arm, and the transfer arm returns the wafer to the stocker. Such an operation is performed until the inspection of all the wafers stored in the stocker is completed. The above operation is automatically performed under the control of the computer.
【0006】プローブニードル4は検査する半導体チッ
プの電極パッドに合わせて作られており、プローブカー
ド3は検査する半導体チップの電極パッドの配列が異な
る毎に交換される。また、プローブニードル4は多数の
半導体デバイスを検査すると磨耗するので交換する必要
がある。従来、プローブカード3の交換はテスタ6をマ
ニュピレータにより回転軸7の回りに回転して退避さ
せ、プローブカード固定部材5を開けた状態で手動操作
で交換していた。しかし、交換の際にプローブカード3
を、特にプローブニードル4を損傷するという事故が多
く発生するという問題があり、プローブカード3を自動
交換することが提案されている。
The probe needles 4 are made in accordance with the electrode pads of the semiconductor chip to be inspected, and the probe card 3 is replaced every time the arrangement of the electrode pads of the semiconductor chip to be inspected is different. Further, the probe needle 4 needs to be replaced because it is worn when a large number of semiconductor devices are inspected. Conventionally, when replacing the probe card 3, the tester 6 is rotated around the rotation shaft 7 by a manipulator and retracted, and the probe card 3 is manually replaced with the probe card fixing member 5 opened. However, when replacing the probe card 3
In particular, there is a problem that many accidents that damage the probe needle 4 occur frequently, and it has been proposed to replace the probe card 3 automatically.
【0007】自動交換を行うためには、取り付けられて
いるプローブカードを外して、所定位置まで搬送し、回
収する。そして新しいプローブカードを供給すると、プ
ローブカード固定部材の下まで搬送して取り付ける必要
がある。プローブカードの搬送にはウェーハを搬送する
ステージを使用することが望ましい。取り外したプロー
ブカードの回収と新しいプローブカードの供給は、例え
ばステージ2が図2で実線で示した位置に移動して行わ
れる。
In order to perform automatic replacement, the attached probe card is removed, transported to a predetermined position, and collected. When a new probe card is supplied, it is necessary to transport the probe card to a position below the probe card fixing member and attach it. It is desirable to use a stage for transporting the wafer for transporting the probe card. The collection of the removed probe card and the supply of a new probe card are performed, for example, by moving the stage 2 to the position shown by the solid line in FIG.
【0008】着脱を自動的に行うため、プローブカード
3は、図示のように、カード取付けリング8に取り付け
られ、更にカード取付けリング8はカード載置台9に載
せられた上でステージ上に載置される。カード取付けリ
ング8はプローブカード3と一緒にそのまま取り付けら
れ、取付けが終了した後カード載置台9は回収される。
プローブカード3を回収する時には再びカード載置台9
がステージ2上に載せられる。新しく取り付けるカード
取付けリング8は、ステージ2によりプローブカード固
定部材5の下に移動し、着脱機構10によりプローブカ
ード固定部材5に自動的に取り付けられる。
In order to automatically perform attachment and detachment, the probe card 3 is mounted on a card mounting ring 8 as shown in the figure, and the card mounting ring 8 is mounted on a card mounting table 9 and then mounted on a stage. Is done. The card mounting ring 8 is mounted together with the probe card 3 as it is, and after the mounting is completed, the card mounting table 9 is recovered.
When collecting the probe card 3, the card mounting table 9 is again
Is placed on the stage 2. The newly installed card mounting ring 8 is moved below the probe card fixing member 5 by the stage 2 and is automatically mounted on the probe card fixing member 5 by the attaching / detaching mechanism 10.
【0009】図3は、着脱機構10の従来例を示す図で
ある。この従来例では、カード取付けリング8は、円筒
状で、下面にプローブカード3が取り付けられている。
上側の部分には外側に伸びる3つのつば21がある。つ
ば21は円周の3箇所が切り欠かれた形をしている。着
脱機構10は、プローブカード固定部材5に取り付けら
れた円筒部材11と回転リング12とを有する。回転リ
ング12の外側には、円筒部材11に設けられた案内溝
に嵌まるピン13が設けられており、回転リング12は
図示していないエアシリンダ又はモータなどにより案内
溝の範囲で回転可能に支持されている。回転リング12
の内側にも3つのつば14がある。回転リング12の3
つのつば14とカード取付けリング8の3つのつば21
は対応した形をしており、図3の(1)に示すような状
態に位置を合わせれば、つば21がつば14の下にある
状態からつば21がつば14の上にある状態まで、つば
21がつば14に当たることなく、上昇させることがで
きる。この状態が図3の(2)である。この状態で、回
転リング12を回転すると、つば21とつば14が重な
る状態になる。
FIG. 3 is a view showing a conventional example of the attaching / detaching mechanism 10. As shown in FIG. In this conventional example, the card mounting ring 8 has a cylindrical shape, and the probe card 3 is mounted on the lower surface.
There are three outwardly extending collars 21 in the upper part. The collar 21 has a shape in which three places on the circumference are cut out. The attachment / detachment mechanism 10 has a cylindrical member 11 attached to the probe card fixing member 5 and a rotating ring 12. A pin 13 that fits into a guide groove provided in the cylindrical member 11 is provided outside the rotary ring 12, and the rotary ring 12 is rotatable within a range of the guide groove by an air cylinder or a motor (not shown). Supported. Rotating ring 12
There are also three collars 14 inside the. 3 of rotating ring 12
Three collars 14 and three collars 21 of card mounting ring 8
Has a corresponding shape, and if the position is adjusted to the state shown in FIG. 3A, from the state where the collar 21 is below the collar 14 to the state where the collar 21 is above the collar 14, 21 can be raised without hitting the collar 14. This state is (2) in FIG. When the rotating ring 12 is rotated in this state, the collar 21 and the collar 14 overlap.
【0010】つば14の上面には、ダイアフラムシリン
ダ15が設けられており、つば21とつば14が重なっ
た状態でダイアフラムシリンダ15を伸ばすと、ダイア
フラムシリンダ15がつば21を押し上げ、プローブカ
ード3がプローブカード固定部材5に取り付けられた状
態になる。その後、ダイアフラムシリンダ15を伸ばし
た状態に保持し、ステージ2をカード載置台9と一緒に
降下させて図2の実線で示す位置に戻り、カード載置台
9を回収すれば、検査が行える状態になる。
A diaphragm cylinder 15 is provided on the upper surface of the collar 14. When the diaphragm cylinder 15 is extended in a state where the collar 21 and the collar 14 are overlapped, the diaphragm cylinder 15 pushes the collar 21 up, and the probe card 3 moves the probe. It is in a state of being attached to the card fixing member 5. Thereafter, the diaphragm cylinder 15 is held in an extended state, and the stage 2 is lowered together with the card mounting table 9 to return to the position shown by the solid line in FIG. 2, and if the card mounting table 9 is collected, the inspection can be performed. Become.
【0011】プローブカード3を取り外す時には、ステ
ージ2にカード載置台9を載せてカード取付けリング8
の下に移動し、所定位置まで上昇する。そして、ダイア
フラムシリンダ15を縮ませると、カード取付けリング
8がカード載置台9に載った状態になる。その上で、回
転リング12を逆方向に回転すると、つば21とつば1
4が重ならない状態になるのでステージ2を降下させ
る。
When removing the probe card 3, the card mounting table 9 is mounted on the stage 2 and the card mounting ring 8 is mounted.
And move up to the predetermined position. When the diaphragm cylinder 15 is contracted, the card mounting ring 8 is placed on the card mounting table 9. When the rotating ring 12 is rotated in the opposite direction, the collar 21 and the collar 1 are rotated.
Stage 4 is lowered because 4 does not overlap.
【0012】しかし、図3に示した従来の着脱機構10
は、駆動機構が複雑である上、接合加重が制限されると
いう問題が発生していた。更に、ダイアフラムシリンダ
の寿命が十分でないという問題やダイアフラムシリンダ
15に常時空気圧を印加する必要があり、空気圧の供給
が停止した場合にはプローブカード3が脱落してプロー
バの内部を損傷する恐れがあるという問題があった。
However, the conventional attaching / detaching mechanism 10 shown in FIG.
However, there is a problem that the driving mechanism is complicated and the joining weight is limited. Further, there is a problem that the life of the diaphragm cylinder is not sufficient, and it is necessary to constantly apply air pressure to the diaphragm cylinder 15. If the supply of air pressure is stopped, the probe card 3 may fall off and damage the inside of the prober. There was a problem.
【0013】このような問題を解決するため、特開平1
0−189669号公報は、プローブ装置本体に固定リ
ングと、この固定リングの下面に回転可能に取り付けら
れたカムフォロワを有するロックリングとを設け、カー
ドホルダの外周の複数箇所に傾斜面を有するフランジを
設け、図3と同様にロックリングとカードホルダに切り
欠きを設けて、切り欠きを合わせて上昇させた後、ロッ
クリングを回転してカムフォロワが傾斜面を移動するこ
とによりカードホルダを上側に移動してクランプするプ
ローブカードクランプ機構を開示している。このような
機構を使用することにより、ロックリングを回転させる
だけで、傾斜面によりカードホルダが上昇してクランプ
されるので、ダイヤフラムシリンダを使用する必要がな
く、駆動機構が簡単になると共に、傾斜面により回転力
より大きな力で一様に付勢できるようになるという利点
がある。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Application Publication No. 0-189669 discloses a probe device in which a fixing ring and a lock ring having a cam follower rotatably attached to the lower surface of the fixing ring are provided, and flanges having inclined surfaces at a plurality of locations on the outer periphery of the card holder are provided. The notch is provided in the lock ring and the card holder in the same manner as in FIG. 3, and the notch is raised together. Then, the lock ring is rotated to move the card holder upward by the cam follower moving on the inclined surface. Discloses a probe card clamping mechanism for performing clamping. By using such a mechanism, the card holder is lifted and clamped by the inclined surface only by rotating the lock ring, so there is no need to use a diaphragm cylinder, and the drive mechanism is simplified and the inclined There is an advantage that the surface can be uniformly biased with a force greater than the rotational force.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】カードホルダはプロー
ブカードと一体に形成される。プローブカードは検査対
象のウェーハ毎に異なるため、カードホルダはウェーハ
の種類に応じてプローブカード毎に製作する必要があ
る。特開平10−189669号公報に開示されたプロ
ーブカードクランプ機構ではカードホルダに傾斜面が設
けられるが、傾斜面はクランプ圧などを規定するため高
い加工精度が要求されるため、カードホルダの製作コス
トはかなり大きくなる。そのため、ウェーハの種類に応
じてプローブカード毎にカードホルダを製作するとコス
トが高くなるという問題を生じる。
The card holder is formed integrally with the probe card. Since the probe card differs for each wafer to be inspected, the card holder needs to be manufactured for each probe card according to the type of wafer. In the probe card clamp mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-189669, an inclined surface is provided on the card holder. However, since the inclined surface requires a high processing accuracy in order to regulate the clamping pressure and the like, the manufacturing cost of the card holder is increased. Will be quite large. For this reason, if a card holder is manufactured for each probe card according to the type of wafer, there is a problem that the cost increases.
【0015】また、カードホルダを各プローブカード毎
に製作するため、各カードホルダの傾斜面の製作誤差が
避けられない。このような誤差があると、クランプ圧が
ばらつくといった問題を生じる。本発明は、このような
問題を解決するためのもので、簡単な機構で大きな接合
力が得られ、信頼性と耐久性のよいプローブカードの自
動着脱機構を有するプローバを低コストで実現すること
を目的とする。
Further, since the card holder is manufactured for each probe card, a manufacturing error of the inclined surface of each card holder is inevitable. Such an error causes a problem that the clamping pressure varies. The present invention is intended to solve such a problem, and realizes a prober having a reliable and durable automatic probe card attaching / detaching mechanism at a low cost, in which a large joining force can be obtained with a simple mechanism. With the goal.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のプローバは、回転リングに斜めの案内溝を
設け、回転だけで回転軸方向の接合力が得られるように
する。すなわち、本発明のプローバは、ウェーハ上に形
成された半導体デバイスの電極パッドに接触するプロー
ブニードルを有するプローブカードと、プローブカード
を搬送してプローブカード固定部材に着脱するプローブ
カード自動交換機構とを備え、テスタが、プローブニー
ドルを介して半導体デバイスに試験信号を印加し、試験
信号に対する半導体デバイスの出力をプローブニードル
を介して検出することにより半導体デバイスを電気的に
試験するプローバであって、プローブカードは、一部に
切り欠きを有する外周つばを有するカード取付けリング
に保持され、プローブカード自動交換機構は、プローブ
カード固定部材に対して回転可能に支持され、回転に伴
い上下方向の位置が変化する案内溝を有する回転リング
と、案内溝に嵌まるピンと、内周にカード取付けリング
の切り欠きに対応した内周つばとを有し、回転リングの
回転に伴って所定角度回転し、所定角度回転後はそれ以
上回転せずに案内溝に沿って上下方向に変位するクラン
プリングと、回転リングを回転させる駆動手段とを備
え、カード取付けリングの切り欠きとクランプリングの
内周つばの位置を合わせ、カード取付けリングの切り欠
きがクランプリングの内周つばより上に位置するまでカ
ード取付けリングを上昇させた後、駆動手段により回転
リングを回転させてクランプリングを上昇させ、内周つ
ばで外周つばを上方向に付勢することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a prober according to the present invention is provided with an oblique guide groove in a rotating ring so that a joint force in the direction of a rotating shaft can be obtained only by rotation. That is, the prober of the present invention includes a probe card having a probe needle that contacts an electrode pad of a semiconductor device formed on a wafer, and a probe card automatic exchange mechanism that transports the probe card and attaches and detaches the probe card to and from a probe card fixing member. A prober for electrically testing a semiconductor device by applying a test signal to the semiconductor device via a probe needle and detecting an output of the semiconductor device with respect to the test signal via the probe needle, the prober comprising: The card is held by a card mounting ring having an outer flange with a cutout in part, and the probe card automatic exchange mechanism is rotatably supported with respect to the probe card fixing member, and the vertical position changes with the rotation. Ring having a guide groove that slides and a pin that fits in the guide groove , Has an inner peripheral flange corresponding to the notch of the card mounting ring on the inner periphery, rotates a predetermined angle with the rotation of the rotating ring, and after the predetermined angle of rotation, does not rotate any more and moves up and down along the guide groove A clamp ring displaced in the direction, and a driving means for rotating the rotating ring, aligning the notch of the card mounting ring with the inner peripheral collar of the clamp ring, and the notch of the card mounting ring adjusts the inner peripheral collar of the clamp ring. After the card mounting ring is raised to a higher position, the rotating ring is rotated by the driving means to raise the clamp ring, and the outer peripheral collar is urged upward by the inner peripheral collar.
【0017】本発明によれば、駆動手段により回転リン
グを回転させるだけで、案内溝によりクランプリングが
所定角度回転した後上昇してカード取付けリングを押し
付けるので、駆動源は1個でよく、案内溝の傾斜角度に
より回転力より大きな力で一様に付勢できる。しかも、
ダイヤフラムシリンダを使用しないので、耐久性も向上
し、案内溝の形状により、移動量及び駆動力を設定する
自由度が向上する。更に、駆動源として送りねじを使用
すれば、たとえ駆動源が停止してもその位置でロックさ
れるので、脱落することもない。
According to the present invention, since the clamp ring is rotated by a predetermined angle by the guide groove and rises to press the card mounting ring only by rotating the rotary ring by the driving means, only one drive source is required. Due to the inclination angle of the groove, it can be uniformly urged with a force larger than the rotational force. Moreover,
Since the diaphragm cylinder is not used, the durability is improved, and the degree of freedom in setting the moving amount and the driving force is improved by the shape of the guide groove. Furthermore, if a feed screw is used as a drive source, even if the drive source stops, it will be locked at that position and will not fall off.
【0018】しかも、本発明のプローブカードの自動着
脱機構は、固定部材と、回転リングと、クランプリング
の3重構造であり、カムを構成する案内溝はカード取付
けリングでなくクランプリングに設けられるため、プロ
ーブカード毎に製作する必要のあるカード取付けリング
の形状を簡素化できる。従って、プローブカードの種類
の増加によるカード取付けリングの製作コストの上昇を
低減できる。
Further, the automatic attachment / detachment mechanism of the probe card of the present invention has a triple structure of a fixing member, a rotating ring, and a clamp ring, and the guide groove forming the cam is provided not on the card mounting ring but on the clamp ring. Therefore, the shape of the card mounting ring which needs to be manufactured for each probe card can be simplified. Therefore, it is possible to reduce an increase in manufacturing cost of the card mounting ring due to an increase in the types of probe cards.
【0019】また、本発明のプローブカードの自動着脱
機構では、案内溝はプローバに設けられるクランプリン
グに設けられるため、異なるプローブカードを使用して
も押し付け圧は一定であり、常に安定した取付けが可能
である。
Further, in the probe card automatic attachment / detachment mechanism of the present invention, since the guide groove is provided on the clamp ring provided on the prober, the pressing pressure is constant even when different probe cards are used, and stable mounting is always achieved. It is possible.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下に説明する実施例のプローバ
は、図2に示した従来例と、プローブカードの着脱機構
の部分のみが異なり、他の部分は同じ構成を有する。従
って、ここでは、プローブカードの着脱機構についての
み説明する。図4は、本発明の実施例のプローバのプロ
ーブカード着脱機構の構成を示す図であり、(1)は着
脱機構を構成する主要素のみを組み合わせた状態の上面
図であり、(2)は(1)のX−O−X’断面図であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The prober of the embodiment described below differs from the conventional example shown in FIG. 2 only in the portion of the probe card attaching / detaching mechanism, and the other portions have the same configuration. Therefore, here, only the probe card attaching / detaching mechanism will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a probe card attaching / detaching mechanism of the prober according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 (1) is a top view showing a state where only main elements constituting the attaching / detaching mechanism are combined, and FIG. It is XOX 'sectional drawing of (1).
【0021】図4に示すように、着脱機構は、固定リン
グ31と、回転リング41と、クランプリング51とを
有し、プローブカードが取り付けられたカード取付けリ
ング8が着脱できるようになっている。カード取付けリ
ング8は図3に示した従来例と類似の円筒形状をしてい
るが、つば62が6個になっており、切り欠き部分61
の幅が小さい。更に、カード取付けリング8にはピン8
2が設けられており、ピン82がプローブカード固定部
材5に設けられた部材91の位置決め穴に嵌まることに
より、カード取付けリング8がプローブカード固定部材
5に対して所定の位置関係になる。
As shown in FIG. 4, the attachment / detachment mechanism has a fixed ring 31, a rotating ring 41, and a clamp ring 51, so that the card attachment ring 8 on which the probe card is attached can be attached / detached. . The card mounting ring 8 has a cylindrical shape similar to the conventional example shown in FIG. 3, but has six flanges 62 and a cut-out portion 61.
Width is small. In addition, the card mounting ring 8 has a pin 8
The card mounting ring 8 has a predetermined positional relationship with respect to the probe card fixing member 5 when the pins 82 are fitted into positioning holes of the member 91 provided on the probe card fixing member 5.
【0022】固定リング31は、プローブカード固定部
材に固定された円筒部材で、周方向に伸びる案内溝32
が6個設けられている。回転リング41は、固定リング
31の内部に入る円筒状の部材で、案内溝32に嵌まる
ピン42が6個設けられており、固定リング31に対し
てピン42が案内溝32に沿って移動する範囲内で回転
可能である。また、6個のピン42のうちの1個42a
の先端には回転ピン45が設けられている。回転ピン4
5は、ボールねじ71を有する移動機構70の移動部材
72に挟持されており、移動部材72が移動すると回転
ピン45が回転し、回転リング41が回転する。ボール
ねじ71はモータ74により回転され、ボールねじ71
の回転に応じて移動部材72が移動する。更に、回転リ
ング41には、図5に示すような案内溝43が設けられ
ている。
The fixing ring 31 is a cylindrical member fixed to the probe card fixing member, and has a guide groove 32 extending in the circumferential direction.
Are provided. The rotating ring 41 is a cylindrical member that enters the inside of the fixed ring 31, and is provided with six pins 42 that fit into the guide grooves 32, and the pins 42 move along the guide grooves 32 with respect to the fixed ring 31. It can be rotated within the range. One of the six pins 42a 42a
A rotary pin 45 is provided at the tip of the. Rotating pin 4
5 is held by a moving member 72 of a moving mechanism 70 having a ball screw 71. When the moving member 72 moves, the rotating pin 45 rotates and the rotating ring 41 rotates. The ball screw 71 is rotated by a motor 74,
The moving member 72 moves in accordance with the rotation of. Further, the rotary ring 41 is provided with a guide groove 43 as shown in FIG.
【0023】クランプリング51は、回転リング41の
内部に入る円筒状の部材で、内側に6個のつば53が設
けられている。つば53は、カード取付けリング8の切
り欠き部分61に対応した位置に設けられ、切り欠き部
分61の幅より小さな幅で、図4の(1)に示すような
位置関係にすることで、カード取付けリング8のつば6
2がクランプリング51のつば53より高くなる位置ま
で挿入できる。更に、クランプリング51には、回転リ
ング41の案内溝43に嵌まるピン52が設けられてい
る。また、クランプリング51にはピン54が設けられ
ており、ピン54がプローブカード固定部材5に設けら
れた部材92の案内溝に嵌まることにより、後述するよ
うに所定の角度回転可能になっている。このピン54
は、図5に示すように、プローブカード固定部材5に設
けられたばね55で付勢されている。
The clamp ring 51 is a cylindrical member that enters the inside of the rotating ring 41, and has six flanges 53 provided inside. The collar 53 is provided at a position corresponding to the notch 61 of the card mounting ring 8 and has a width smaller than the width of the notch 61 and has a positional relationship as shown in FIG. Collar 6 of mounting ring 8
2 can be inserted to a position higher than the collar 53 of the clamp ring 51. Further, a pin 52 that fits into the guide groove 43 of the rotating ring 41 is provided on the clamp ring 51. Further, a pin 54 is provided on the clamp ring 51, and the pin 54 fits into a guide groove of a member 92 provided on the probe card fixing member 5, so that the pin can be rotated by a predetermined angle as described later. I have. This pin 54
Is biased by a spring 55 provided on the probe card fixing member 5, as shown in FIG.
【0024】次に、着脱動作を説明する。プローブカー
ド3をプローブカード固定部材5に取り付ける場合に
は、プローブカード3が固定されたカード取付けリング
8をステージ2に載せて、図4の(1)の状態になるよ
うに、プローブカード固定部材5の下に移動する。この
状態では、クランプリング51のつば53は、カード取
付けリング8の切り欠き部分61に対応した位置にある
ので、ステージ2を上昇させて、カード取付けリング8
のつば62がクランプリング51のつば53より高くな
る図4の(2)の状態にする。この時、ピン82が部材
91の位置決め穴に嵌まり、プローブカード3はプロー
ブカード固定部材5に対して位置決めされる。
Next, the attachment / detachment operation will be described. When the probe card 3 is mounted on the probe card fixing member 5, the card mounting ring 8 to which the probe card 3 is fixed is placed on the stage 2, and the probe card fixing member is brought into the state shown in FIG. Move down 5 In this state, the collar 53 of the clamp ring 51 is located at a position corresponding to the cutout portion 61 of the card mounting ring 8, so that the stage 2 is raised and the card mounting ring 8
The collar 62 is higher than the collar 53 of the clamp ring 51 as shown in FIG. At this time, the pins 82 are fitted into the positioning holes of the member 91, and the probe card 3 is positioned with respect to the probe card fixing member 5.
【0025】次に、モータ74を回転して回転リング4
1を回転する。この時の動作を図5を参照して詳しく説
明する。図5の(1)は、回転リング41の初期状態を
示す。この時、クランプリング51のピン52は、図示
のように回転リング41の案内溝43の下側の端にあ
る。前述のように、ピン54がプローブカード固定部材
5の部材92の案内溝に嵌まっており、クランプリング
51は所定の角度回転可能である。しかもピン54がば
ね55で付勢されているので、回転リング41がこの所
定角度回転するとクランプリング51も一緒に回転し、
(2)のようにピン54はそのまま案内溝43の下側の
端にある。従ってクランプリング51は同じ高さでこの
所定角度だけ回転することになり、つば53がカード取
付けリング8のつば62の下側に移動することになる。
Next, the motor 74 is rotated to rotate the rotating ring 4.
Rotate 1 The operation at this time will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5A shows an initial state of the rotating ring 41. At this time, the pin 52 of the clamp ring 51 is at the lower end of the guide groove 43 of the rotating ring 41 as shown. As described above, the pin 54 is fitted in the guide groove of the member 92 of the probe card fixing member 5, and the clamp ring 51 can rotate by a predetermined angle. In addition, since the pin 54 is urged by the spring 55, when the rotating ring 41 rotates this predetermined angle, the clamp ring 51 also rotates,
As shown in (2), the pin 54 is at the lower end of the guide groove 43 as it is. Accordingly, the clamp ring 51 is rotated by the predetermined angle at the same height, and the collar 53 is moved below the collar 62 of the card mounting ring 8.
【0026】回転リング41が更に回転すると、クラン
プリング51はこれ以上回転しないので、ピン52は案
内溝43に沿って相対的に移動することになる。これに
応じてクランプリング51回転位置はそのままで上昇す
ることになる。これにより、クランプリング51のつば
53がカード取付けリング8のつば62を押し上げ、プ
ローブカード3はプローブカード固定部材5に押し付け
て接合する。
When the rotation ring 41 further rotates, the clamp ring 51 does not rotate any more, so that the pin 52 relatively moves along the guide groove 43. Accordingly, the rotational position of the clamp ring 51 is raised as it is. As a result, the collar 53 of the clamp ring 51 pushes up the collar 62 of the card mounting ring 8, and the probe card 3 is pressed against and joined to the probe card fixing member 5.
【0027】案内溝43の傾斜角をθとし、ピン52と
案内溝43の間の摩擦がないとすれば、クランプリング
51を押し上げる力は、回転リング41を回転する力の
1/tanθになる。従って、傾斜角θを5.7°程度
にすれば、回転力の10倍の力でクランプリング51を
押し上げることができる。前述のように、プローブカー
ド3とプローブカード固定部材5との接合部分の各端子
はばねで付勢した可動ピンで構成しており、接合荷重が
250kgであるとすれば、その1/10の25kgの
力で回転リング41を回転すればよい。本実施例では、
回転リング41をボールねじ71を回転することにより
回転させており、ねじのピッチの関係でモータ74の回
転力は更に小さくてよい。
Assuming that the inclination angle of the guide groove 43 is θ and there is no friction between the pin 52 and the guide groove 43, the force for pushing up the clamp ring 51 is 1 / tan θ of the force for rotating the rotary ring 41. . Therefore, if the inclination angle θ is set to about 5.7 °, the clamp ring 51 can be pushed up with ten times the rotational force. As described above, each terminal at the joint portion between the probe card 3 and the probe card fixing member 5 is constituted by a movable pin urged by a spring, and if the joining load is 250 kg, it is 1/10 of that. What is necessary is just to rotate the rotating ring 41 with a force of 25 kg. In this embodiment,
The rotating ring 41 is rotated by rotating the ball screw 71, and the rotational force of the motor 74 may be smaller due to the pitch of the screw.
【0028】案内溝43は図5に示すように、最初の傾
斜角が大きく、その後の傾斜角が小さくなっている。こ
れは、プローブカード3とプローブカード固定部材5の
接触が始まった段階ではばねの縮みが小さく圧力も小さ
いので、あまり大きな力をかける必要がないので、クラ
ンプリング51が上昇を始めた前半では少しの回転角度
で大きな上下方向の移動量が得られるようにし、後半で
は大きな接合力が得られるようにするためである。
As shown in FIG. 5, the guide groove 43 has a large initial inclination angle and a small inclination angle thereafter. This is because when the contact between the probe card 3 and the probe card fixing member 5 starts, the spring contraction is small and the pressure is small, so that it is not necessary to apply too much force. This is because a large vertical movement amount can be obtained at the rotation angle of, and a large joining force can be obtained in the latter half.
【0029】プローブカード3を取り外す場合には、上
記と逆の動作を行う。以上のように、本実施例の着脱機
構では、駆動源としてモータ74だけを使用してプロー
ブカード3の着脱が行える。更に、モータ74の回転力
よりはるかに大きな力でプローブカード3を押し上げる
ので、駆動源を小さくできる。また、大きな接合加重に
も対応できるので、図3の機構では使用できなかった接
合端子の個数が大きなプローブカードも自動交換できる
ようになる。更に、着脱機構が案内溝とピンを有するリ
ングだけで実現でき、ダイヤフラムシリンダを使用しな
いので、機構を小型にでき、耐久性も向上し、半永久的
に使用できる。更に、機構部にダイヤフラムシリンダを
設ける必要がないのでつばを小さくでき、つばの個数を
増加させることができるので、カード取付けリング8の
たわみが小さくなる。更に、ボールねじ71を回転する
ことにより回転リング41を回転しており、たとえモー
タ74の電源が遮断されても、ボールねじ71が逆回転
して回転リング41を逆回転させることはない。従っ
て、モータ74の電源が遮断されても取り付けた状態が
維持されるので、ダイヤフラムシリンダを使用した時の
ように、駆動源が停止することによりプローブカード3
が脱落するという事故は発生しない。
When removing the probe card 3, the reverse operation is performed. As described above, in the attachment / detachment mechanism of this embodiment, the probe card 3 can be attached / detached using only the motor 74 as a drive source. Further, since the probe card 3 is pushed up with a force much larger than the rotational force of the motor 74, the drive source can be reduced. In addition, since it is possible to cope with a large joining load, a probe card having a large number of joining terminals which cannot be used in the mechanism of FIG. 3 can be automatically replaced. Furthermore, since the attaching / detaching mechanism can be realized only by a ring having a guide groove and a pin, and the diaphragm cylinder is not used, the mechanism can be downsized, the durability can be improved, and it can be used semipermanently. Further, since there is no need to provide a diaphragm cylinder in the mechanism, the collar can be made smaller and the number of collars can be increased, so that the bending of the card mounting ring 8 becomes smaller. Furthermore, the rotating ring 41 is rotated by rotating the ball screw 71. Even if the power supply of the motor 74 is shut off, the ball screw 71 rotates in the reverse direction and does not rotate the rotating ring 41 in the reverse direction. Therefore, the attached state is maintained even if the power supply of the motor 74 is cut off, and the probe card 3 is stopped by stopping the driving source as in the case of using the diaphragm cylinder.
There is no accident that the shedding occurs.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローバ
では、簡単な機構で大きな接合力が得られ、信頼性の高
いプローブカードの自動着脱機構を低コストで実現でき
る。
As described above, according to the prober of the present invention, a large joining force can be obtained with a simple mechanism, and a highly reliable automatic attachment / detachment mechanism of a probe card can be realized at low cost.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】半導体デバイスが形成されたウェーハと電極パ
ッドの例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a wafer on which semiconductor devices are formed and electrode pads.
【図2】オートプローバの従来例の構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional example of an auto prober.
【図3】オートプローバにおけるプローブカードの自動
着脱機構の従来例の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional example of an automatic probe card attaching / detaching mechanism in an auto prober.
【図4】本発明の実施例のオートプローバのプローブカ
ードの自動着脱機構の構成を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a configuration of an automatic probe card attaching / detaching mechanism of the auto prober according to the embodiment of the present invention.
【図5】実施例の着脱機構の動作を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the attachment / detachment mechanism according to the embodiment.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
2…ステージ 3…プローブカード 5…プローブカード固定部材 6…テスタ 8…カード取付けリング 31…固定リング 41…回転リング 42…ピン 43…案内溝 51…クランプリング 52…ピン 53、62…つば 61…切り欠き DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Stage 3 ... Probe card 5 ... Probe card fixing member 6 ... Tester 8 ... Card mounting ring 31 ... Fixing ring 41 ... Rotating ring 42 ... Pin 43 ... Guide groove 51 ... Clamp ring 52 ... Pin 53, 62 ... Collar 61 ... Notch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G011 AA02 AA17 AB01 AB05 AB07 AC01 AC02 AC05 AC06 AE03 AF06 2G032 AB01 AE01 AE04 AE12 AF03 AF05 AK03 AL11 4M106 AA01 AD24 DD03 DD10 DD12 DD30 DG10 DG19 DJ06 DJ07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G011 AA02 AA17 AB01 AB05 AB07 AC01 AC02 AC05 AC06 AE03 AF06 2G032 AB01 AE01 AE04 AE12 AF03 AF05 AK03 AL11 4M106 AA01 AD24 DD03 DD10 DD12 DD30 DG10 DG19 DJ06 DJ07

Claims (1)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 ウェーハ上に形成された半導体デバイス
    の電極パッドに接触するプローブニードルを有するプロ
    ーブカードと、該プローブカードを搬送してプローブカ
    ード固定部材に着脱するプローブカード自動交換機構と
    を備え、テスタが、前記プローブニードルを介して前記
    半導体デバイスに試験信号を印加し、該試験信号に対す
    る前記半導体デバイスの出力を前記プローブニードルを
    介して検出することにより前記半導体デバイスを電気的
    に試験するプローバであって、 前記プローブカードは、一部に切り欠きを有する外周つ
    ばを有するカード取付けリングに保持され、 前記プローブカード自動交換機構は、 前記プローブカード固定部材に対して回転可能に支持さ
    れ、回転に伴い上下方向の位置が変化する案内溝を有す
    る回転リングと、 前記案内溝に嵌まるピンと、内周に前記カード取付けリ
    ングの前記切り欠きに対応した内周つばとを有し、前記
    回転リングの回転に伴って所定角度回転し、該所定角度
    回転後はそれ以上回転せずに前記案内溝に沿って上下方
    向に変位するクランプリングと、 前記回転リングを回転させる駆動手段とを備え、 前記カード取付けリングの切り欠きと前記クランプリン
    グの前記内周つばの位置を合わせ、前記カード取付けリ
    ングの切り欠きが前記クランプリングの前記内周つばよ
    り上に位置するまで前記カード取付けリングを上昇させ
    た後、前記駆動手段により前記回転リングを回転させて
    前記クランプリングを上昇させ、前記内周つばで前記外
    周つばを上方向に付勢することを特徴とするプローバ。
    A probe card having a probe needle that contacts an electrode pad of a semiconductor device formed on a wafer; and a probe card automatic exchange mechanism for transporting the probe card and attaching and detaching the probe card to and from a probe card fixing member. A prober for electrically testing the semiconductor device by applying a test signal to the semiconductor device via the probe needle and detecting an output of the semiconductor device with respect to the test signal via the probe needle. The probe card is held on a card mounting ring having an outer peripheral flange having a cutout in a part thereof, and the probe card automatic exchange mechanism is rotatably supported with respect to the probe card fixing member, and is rotated. A rotating ring having a guide groove whose vertical position changes A pin that fits in the guide groove, and an inner peripheral flange corresponding to the cutout of the card mounting ring on the inner periphery, rotates by a predetermined angle with the rotation of the rotating ring, and after the rotation by the predetermined angle, A clamp ring displaced in the vertical direction along the guide groove without further rotation; and a driving unit for rotating the rotating ring, wherein a notch of the card mounting ring and the inner peripheral flange of the clamp ring are provided. After aligning the card mounting ring and raising the card mounting ring until the notch of the card mounting ring is positioned above the inner peripheral flange of the clamp ring, the driving unit rotates the rotating ring to rotate the clamp ring. A prober, wherein the outer peripheral collar is urged upward by the inner peripheral collar.
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