JP3364401B2 - プローブカードクランプ機構及びプローブ装置 - Google Patents

プローブカードクランプ機構及びプローブ装置

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JP3364401B2 JP35766596A JP35766596A JP3364401B2 JP 3364401 B2 JP3364401 B2 JP 3364401B2 JP 35766596 A JP35766596 A JP 35766596A JP 35766596 A JP35766596 A JP 35766596A JP 3364401 B2 JP3364401 B2 JP 3364401B2
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    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プローブカードクラン
プ機構及びプローブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプローブ装置は、例えば図７に示
すように、装置本体１１と、この装置本体１１内にＸ、
Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動可能に配設され、被検査体例え
ば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称す。）Ｗを載置
する載置台１２と、この載置台１２上に載置されたウエ
ハＷに形成されたＩＣチップの電極パッドに対応するプ
ローブ針１３Ａを有するプローブカード１３と、このプ
ローブカード１３をカードホルダー１４を介して固定す
るインサートリング１５と、このインサートリング１５
に固定されたプローブカード１３と接続リング１６を介
して電気的に接続するテストヘッド１７とを備え、載置
台１２によりウエハＷの電極パッドをプローブ針１３Ａ
に対して位置決めした後、テストヘッド１７、接続リン
グ１６及びプローブカード１３を介して図示しないテス
タとウエハＷの各ＩＣチップとの間でテスト信号を送受
信して電気的検査を行なうようにしてある。
【０００３】ところで、上記インサートリング１５は自
動的あるいは半自動的に交換するプローブカード１３を
自動的にクランプして固定するプローブカードクランプ
機構（以下、単に「クランプ機構」と称す。）を備えて
いる。従って、以下では必要に応じてインサートリング
１５をクランプ機構１５として説明する。このクランプ
機構１５は、図７の○で囲んだ部分を拡大した図８のよ
うな構造を有している。このクランプ機構１５は、例え
ば図８に示すように、ヘッドプレート１１Ａに固定され
た固定リング１５１と、この固定リング１５１の下面に
嵌合したシリンダリング１５２と、このシリンダリング
１５２の外周上面全周に渡って形成されたリング状溝に
装着されて気密室１５３を形成するＯリング１５４と、
このＯリング１５４を押さえるフランジ部１５５Ａを有
すると共にシリンダリング１５２の外周面に従って昇降
するピストンリング１５５と、このピストンリング１５
５の外面で係合すると共に周方向で回転自在になったカ
ード受けリング１５６とを備えて構成されている。
【０００４】また、上記カード受けリング１５６の内周
面には周方向等間隔に複数の係合部１５６Ａが内側に向
けて延設され、また、上記カードホルダー１４の外周面
には周方向等間隔に複数の係合部１４Ａが外側に向けて
延設されている。そして、カード受けリング１５６の各
係合部１５６Ａの間をカードホルダー１４の各係合部１
４Ａが通り抜け、カード受けリング１５６を周方向に回
転することで各係合部１５６Ａと各係合部１４Ａが係合
してカード受けリング１５６でカードホルダー１４を受
けるようにしてある。
【０００５】また、上記固定リング１５１及びシリンダ
リング１５２には外部から気密室１５３へ通じる通路１
５７がそれぞれ形成され、この通路１５７には例えば図
示しない空気供給源が接続され、この空気供給源から通
路１５７を介して気密室１５３に圧縮空気を供給するよ
うにしてある。気密室１５３では圧縮空気の受給により
上昇した空気圧でＯリング１５４がピストンリング１５
５と共に上昇し、これにより持ち上げられたカード受け
リング１５６とシリンダリング１５２とでカードホルダ
ー１４をクランプし、この時の空気圧によりカードホル
ダー１４を介してプローブカード１３を固定するように
してある。また、プローブカード１３を自動的あるいは
半自動的に交換する時には、気密室１５３の圧縮空気を
排気することによりピストンリング１５５と共にカード
受けリング１５６を下降させ、カードホルダー１４をシ
リンダリング１５２から離し、この状態でカード受けリ
ング１５６を回転させてカードホルダー１４の係合突部
１４Ａとカード受けリング１５６の係合部１５６Ａとの
係合状態を解除することで、プローブカード１３を取り
外すようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブ装置のクランプ機構（インサートリング）１５
の場合には、上述のようにシリンダリング１５２の気密
室１５３内の空気圧を利用してピストンリング１５５及
びカードホルダー１４を介してプローブカード１３持ち
上げてシリンダリング１５２の下面とカード受けリング
１５６とでプローブカード１３をクランプして固定して
いるが、従来の空気圧を利用した持ち上げる方法ではプ
ローブカード１３を垂直に持ち上げることが難しく、僅
かではあるがプローブカード１３が傾いた状態で持ち上
げられるという課題があった。例えば６〜８インチ程度
のウエハを検査する従来のプローブカード１３の場合に
は、空気圧を利用して持ち上げてもプローブカードの傾
きはそれほど大きく影響しないが、ウエハが更に大口径
化し、ウエハが例えば１２インチにもなると、これに伴
ってプローブカード１３の口径も大きくなり、プローブ
カード１３に僅かな傾きあっても接続リング１６下面の
ポゴピン（図示せず）がプローブカード１３の接続端子
と均等に接触せず、ポゴピンに対してプローブカード１
３が傾斜して接触し、ひいてはポゴピンに無理な力が加
わってポゴピンを損傷したり、一部のポゴピンとプロー
ブカード１３の接続端子との接触が不十分で安定した検
査を実施できなくなる虞がある。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プローブカードを垂直に持ち上げることが
でき、ウエハが大口径化してもプローブカードの接続端
子と全てのポゴピンとが常に均等に接触してポゴピンに
無理な力が加わることなく、ポゴピンの損傷を防止する
ことができると共に常に安定した検査を実施することが
できるプローブカードクランプ機構及びこのプローブカ
ードクランプ機構を備えたプローブ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】本発明の請求項１に記載
のプローブカードクランプ機構は、被検査体の電気的特
性を行うプローブ装置の装置本体にプローブカードを固
定する機構において、上記装置本体のヘッドプレートに
固定された固定リングと、この固定リングの下面に正逆
回転可能に取り付けられた上リングと、この上リングに
スプリング及び接合ピンを介して弾力的に接合され且つ
カードホルダー外周の複数箇所から径方向外方へ突出す
る係止用フランジを上記固定リングと協働してクランプ
しあるいはクランプを解除してプローブカードを上記固
定リングに対して固定しまた上記固定リングから解放す
る下リングと、この下リング及び上記上リングをロック
リングとして正逆回転させる駆動手段とを備え、上記下
リングの内周面に上記カードホルダーの各係止用フラン
ジがそれぞれ通る切欠部を複数設けると共にこれらの切
欠部にカムフォロワをそれぞれ設け、且つ、上記カード
ホルダーの各係止用フランジの下面にはそれぞれ上記カ
ムフォロワ側の周方向端部から周方向に同一傾斜角で下
降傾斜する傾斜面からなるカムを設けたことを特徴とす
るものである。
【０００９】また、本発明の請求項２に記載のプローブ
カードクランプ機構は、請求項１に記載の発明におい
て、上記各係止用フランジそれぞれの上記傾斜面の下降
端から水平面を延設したことを特徴とするものである。
【００１０】また、本発明の請求項３に記載のプローブ
カードクランプ機構は、請求項１または請求項２に記載
の発明において、上記固定リングに偏心プーリを複数箇
所に設けると共に、上記上リングの内周面に上記偏心プ
ーリが嵌まり込む溝を設け、上記偏心プーリの軸心の位
置調整により上記偏心プーリを上記溝に係合させて上記
ロックリングを上記固定リングに対して一体化すること
を特徴とするものである。
【００１１】また、本発明の請求項４に記載のプローブ
カードクランプ機構は、請求項１〜請求項３のいずれか
１項に記載の発明において、上記係止用フランジのガイ
ド孔を介して上記プローブカードを上記固定リングに対
する取り付け位置へ案内するガイド機構を上記固定リン
グに設け、上記ガイド機構は、上記固定リングから垂下
するガイドピンと、このガイドピンの下端に固定された
逆円錐台状のガイド部材とを有することを特徴とするも
のである。
【００１２】また、本発明の請求項５に記載のプローブ
カードクランプ機構は、請求項４に記載の発明におい
て、上記ガイド機構は、上記ガイド部材と上記固定リン
グ間に弾装されたスプリングと、このスプリングを下端
で受け且つ上記ガイド孔より大径に形成されたスプリン
グ受けとを有することを特徴とするものである。
【００１３】また、本発明の請求項６に記載のプローブ
装置は、被検査体に接触する接触子を有するプローブカ
ードと、このプローブカードを固定するプローブカード
クランプ機構とを備えたプローブ装置において、上記プ
ローブカードクランプ機構は、上記装置本体のヘッドプ
レートに固定された固定リングと、この固定リングの下
面に正逆回転可能に取り付けられた上リングと、この上
リングにスプリング及び接合ピンを介して弾力的に接合
され且つカードホルダー外周の複数箇所から径方向外方
へ突出する係止用フランジを上記固定リングと協働して
クランプしあるいはクランプを解除してプローブカード
を上記固定リングに対して固定しまた上記固定リングか
ら解放する下リングと、この下リング及び上記上リング
をロックリングとして正逆回転させる駆動手段とを備
え、上記下リングの内周面に上記カードホルダーの各係
止用フランジがそれぞれ通る切欠部を複数設けると共に
これらの切欠部にカムフォロワをそれぞれ設け、且つ、
上記カードホルダーの各係止用フランジの下面にはそれ
ぞれ上記カムフォロワ側の周方向端部から周方向に同一
傾斜角で下降傾斜する傾斜面からなるカムを設けたこと
を特徴とするものである。
【００１４】また、本発明の請求項７に記載のプローブ
装置は、請求項６に記載の発明において、上記各係止用
フランジそれぞれの上記傾斜面の下降端から水平面を延
設したことを特徴とするものである。
【００１５】また、本発明の請求項８に記載のプローブ
装置は、請求項６または請求項７に記載の発明におい
て、上記固定リングに偏心プーリを複数箇所に設けると
共に、上記上リングの内周面に上記偏心プーリが嵌まり
込む溝を設け、上記偏心プーリの軸心の位置調整により
上記偏心プーリを上記溝に係合させて上記ロックリング
を上記固定リングに対して一体化することを特徴とする
である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図６に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。本実施形態のプローブ装
置はインサートリングを除き基本的には従来のプローブ
装置に準じて構成されている。従って、以下では本実施
形態の特徴部分を中心に説明し、その他、従来のプロー
ブ装置と同様に構成されている部分についての説明は省
略する。本実施形態のプローブ装置は、図１に示すよう
に、装置本体１と、この装置本体１のヘッドプレート１
Ａの中央孔に固定されたインサートリング２と、このイ
ンサートリング２に対してプローブカード３を搬送する
カード搬送機構４を備え、カード搬送機構４を介してプ
ローブカード３を半自動的に交換できるように構成され
ている。
【００１７】上記カード搬送機構４は、装置本体１の正
面で折り畳み自在に構成されている。このカード搬送機
構４は、例えばプローブカード３を真空吸着するトレイ
４１と、このトレイ４１を起倒自在に支持するアーム４
２と、このアーム４２を装置本体１の正面とインサート
リング２の真下との間で往復回転させると共にアーム４
２をインサートリング２の真下で昇降させる駆動機構
（図示せず）とを備え、トレイ４１にプローブカード３
を載せて搬送するようにしてある。尚、図１において、
５は装置本体１の正面でトレイ４１を被うカバーで、こ
のカバー５は昇降可能に構成されている。
【００１８】ところで、上記インサートリング２はプロ
ーブカード３をクランプするクランプ機構として構成さ
れている。そこで、以下では必要に応じてインサートリ
ング２をクランプ機構２として説明する。クランプ機構
２は、図２及び図３の（ａ）に示すように、装置本体１
のヘッドプレート１Ａのフランジ部１Ｂに固定された固
定リング２１と、この固定リング２１と中心を一致させ
てその下面に正逆回転可能に取り付けられたロックリン
グ２２と、このロックリング２２を固定リング２１に対
して回転自在に一体化する複数（例えば６個）のＶプー
リ２３とを備えている。尚、図３では１個のＶプーリの
みが示してある。
【００１９】上記固定リング２１は、図２、図３の
（ａ）に示すように、ヘッドプレート１Ａのフランジ部
１Ｂと係合するフランジ部２１Ａと、このフランジ部２
１Ａの内端から垂下する偏平な筒状部２１Ｂと、この筒
状部２１Ｂの下端から内方に水平に延設され且つ後述の
ようにロックリング２２とでカードホルダーの係止用フ
ランジをクランプするフランジ状のクランプ部２１Ｃと
を有している。筒状部２１Ｂの外周面には内側へ円弧状
に膨らむ凹部２１Ｄが周方向等間隔を隔てて６箇所に形
成され、各凹部２１ＤにＶプーリ２３が回転自在に配置
されている。また、クランプ部２１Ｃはプローブカード
３を固定する際の基準面となる。尚、固定リング２１は
図２に示すようにネジ部材２１Ｄによってヘッドプレー
ト１Ａに対して固定される。
【００２０】上記ロックリング２２は、図３の（ａ）及
び図４に示すように、固定リング２１の筒状部２１Ｂが
余裕をもって嵌入する内径に形成されている。そして、
ロックリング２２は図３の（ａ）に示すようにＶプーリ
２３を介して固定リング２１に取り付けるようにしてあ
る。そこで、ロックリング２２について説明する前にＶ
プーリ２３について説明する。
【００２１】上記Ｖプーリ２３は、図３に示すように、
固定リング２１の上面側に取り付けられるベアリングナ
ット２３Ａと、固定リング２１の下側からベアリングナ
ット２３Ａと螺合するベアリングピン２３Ｂと、ベアリ
ングピン２３Ｂで回転自在に支持されたプーリ２３Ｃ
と、プーリ２３Ｃの高さを調整するスペーサ２３Ｄとを
有している。また、同図に示すようにベアリングナット
２３Ａの中心には固定リング２１の孔に嵌入する軸２３
Ｅが形成され、この軸２３Ｅには軸心から僅かに偏倚し
た位置にベアリングピン２３Ｂが螺合する雌ネジ２３Ｆ
が形成されている。従って、ベアリングピン２３Ｂの軸
心はベアリングナット２３Ａの軸心から偏心しているた
め、Ｖプーリ２３を固定リング２１に取り付けた後、ベ
アリングナット２３Ａを回転させることによりプーリ２
３Ｃがロックリング２２の内周面のＶ溝（後述する）と
係合してロックリング２２が固定リング２１と一体化し
たり、係合状態が解除されてロックリング２２が固定リ
ング２１から外れたりするようしてある。
【００２２】上記ロックリング２２を固定リング２１に
取り付ける時には、ベアリングナット２３Ａを回転させ
てプーリ２３Ｃをロックリング２２の内周面から離れた
位置に調整しておくことによりロックリング２２が固定
リング２１の筒状部２１Ｂに嵌まり込み、ロックリング
２２を固定リング２１に嵌め込んだ後、ベアリングナッ
ト２３Ａを逆方向へ回転させることによりプーリ２３Ｃ
がロックリング２２の内周面のＶ溝と係合し、両者２
１、２２が図４〜図６に示すように一体化すると共に、
ロックリング２２が固定リング２１に対して回転自在に
なる。ロックリング２２を一体する時のベアリングナッ
ト２３Ａの向きは治具用溝２３Ｈ（図３の（ｂ）参照）
の向きによって判るようにしてある。尚、図３の（ｂ）
において、２３ＧはＶプーリ２３を固定リング２１に固
定する時に利用される孔である。
【００２３】また、上記ロックリング２２は、図３の
（ａ）〜図６に示すように、固定リング２１のフランジ
部２１Ａの径方向内側で係合する上リング２２Ａと、こ
の上リング２２Ａと複数（例えば４個）の接合ピン２２
Ｂを介してスプリング２２Ｇの力を利用して一体化した
下リング２２Ｃとを備え、２箇所のエアシリンダ２４、
２４（図４参照）により正逆回転するようにしてある。
上リング２２Ａの内径は下リング２２Ｃの内径より大き
く形成され、下リング２２Ｃの内径は固定リング２１の
筒状部２１Ｂの外径より大きく形成されている。また、
上下のリング２２Ａ、２２Ｃには周方向等間隔に接合ピ
ン２２Ｂ用の孔が形成されている。
【００２４】そして、上リング２２Ａの内周面全周に６
個のＶプーリ２３が嵌まり込むＶ溝２２Ｄが形成され、
ロックリング２２はＶプーリ２３を介して回転自在にな
っている。また、下リング２２Ｃの内周面には周方向略
等間隔に切欠部２２Ｅが６箇所に形成され、各切欠部２
２Ｅはカードホルダー３１の係止用フランジが通り抜け
るようになっている。つまり、カード搬送機構４がイン
サートリング２の真下から例えば６７ｍｍ上昇してプロ
ーブカード３を持ち上げると、カードホルダー３１のカ
ム部がカムフォロワ２２Ｆに触れることなくロックリン
グ２２の切欠部２２Ｅを通り抜けられるようにしてあ
る。更に、上記各切欠部２２Ｅの内周面にはカムフォロ
ワ２２Ｆが径方向に突出させて取り付けられ、しかも各
カムフォロワ２２Ｆはそれぞれの切欠部２２Ｅにおいて
一方向（図３の（ａ）、図４では反時計回り方向）に偏
倚している。カムフォロワ２２Ｆは回転自在に軸支され
たローラからなり、このローラがカードホルダー３１の
係止用フランジのカムを転動してプローブカード３を垂
直に持ち上げるようにしてある。
【００２５】一方、カードホルダー３１の内周側には図
５、図６に示すように内フランジ３１Ａが形成され、こ
の内フランジ３１Ａが固定リング２１のクランプ部２１
Ｃと接触するようにしてある。そして、この内フランジ
３１Ａの下面には段部３１Ｂが形成され、この段部３１
Ｂにプローブカード３を取り付けるようにしてある。ま
た、カードホルダー３１の外周面上端部にはロックリン
グ２２の切欠部２２Ｅに対応する係止用フランジ３１Ｃ
が径方向外方へ突出して形成され、更に、各係止用フラ
ンジ３１Ｃは、下面の略半分が下降傾斜する傾斜面とし
て形成され、残りの半分が上面と平行する平行面として
形成されている。そして、傾斜面はロックリング２２の
カムフォロワ２２Ｆが転動するカム３１Ｄとして形成さ
れ、係止用フランジ３１Ｃが切欠部２２Ｅに嵌まり込ん
だ時にカム３１Ｄがカムフォロワ２２Ｆの隣に位置する
ようにしてある。また、図６に示すように互いに対向す
る位置にある２箇所の係止用フランジ３１Ｃには大きさ
を異にするガイド孔３１Ｅがそれぞれ形成され、後述す
るガイド機構と協働してプローブカード３をインサート
リング２の取り付け位置へ案内するようにしてある。
尚、各ガイド孔３１Ｅの内周面上端にはテーパ面が形成
されている。
【００２６】従って、インサートリング２内へプローブ
カード３が持ち上げられた時点で、図４に示すエアシリ
ンダ２４を介してロックリング２２が時計方向へ回転す
ると、図５の（ｂ）に示すように６箇所のカムフォロワ
２２Ｆが係止用フランジ３１Ｃの実線位置から一点鎖線
位置へ移動し、それぞれのカム３１Ｄと係合し、更に回
転し続けるとカムフォロワ２２Ｆはカム３１Ｄに案内さ
れてプローブカード３が徐々に垂直に持ち上げられ、カ
ムフォロワ２２Ｆが係止用フランジ３１Ｃの平行面に達
した時点で、図５の（ａ）に示すようにカードホルダー
３１は、係止用フランジ３１Ｃがカムフォロワ２２Ｆに
より押し上げられると共に内フランジ３１Ａが固定リン
グ２１のクランプ部２１Ｃに圧接して固定される。
【００２７】また、図４、図６に示すように上記固定リ
ング２１には太さを異にする２個のガイド機構２５、２
６が取り付けられ、カード搬送機構４上のプローブカー
ド３を両ガイド機構２５、２６を介して固定リング２１
の取り付け位置へ案内すると共にプローブカード３のロ
ックを解除した時にプローブカード３をカード搬送機構
４上へ弾き出すようにしてある。各ガイド機構２５、２
６はいずれも同一構成を有するため、細い方のガイド機
構２５を例に挙げて説明し、他のガイド機構２６にはガ
イド機構２５の符号に相当する符号を附してその説明を
省略する。尚、ガイド機構２５、２６の大きさが異なる
のは、プローブカード３の取り付け方向を間違わないよ
うにするためでる。
【００２８】上記ガイド機構２５は、固定リング２１の
孔に嵌入するボルト２５Ａと、このボルト２５Ａにネジ
止めされて固定リング２１から垂下するガイドピン２５
Ｂと、このガイドピン２５Ｂの下端に固定された逆円錐
台状のガイド部材２５Ｃと、これら両者２５Ｂ、２５Ｃ
間に弾装されたスプリング２５Ｄと、このスプリング２
５Ｄを下端で受けるスプリング受け２５Ｅとを有してい
る。そして、スプリング受け２５Ｅはスプリング２５Ｄ
のスプリング力で常時ガイド部材２５Ｃに押し付けられ
ている。
【００２９】従って、プローブカード３をインサートリ
ング２に取り付ける時に、プローブカード３を持ち上げ
ると、カードホルダー３１の係止用フランジ３１Ｃに形
成されガイド孔３１Ｅに固定リング２１のガイド機構２
５のガイド部材２５Ｃが嵌入する。この時、ガイド孔３
１Ｅの内周面上端がテーパ面になっていると共にガイド
部材２５Ｃの周面がテーパ面になっているため、ガイド
孔３１Ｅとガイド部材２５Ｃの位置が若干ずれていて
も、これらを介してプローブカード３は固定リング２１
の取り付け位置へ確実に案内される。一方、インサート
リング２からプローブカード３を取り外す時に、ロック
リング２２によるロック状態が解除されると、ガイド機
構２５のスプリング２５Ｄの付勢力でプローブカード３
をインサートリング２から弾き出すようにしてある。ま
た、インサートリング２とプローブカード３の最終的な
位置決めは、図６に示すように、固定リング２１のクラ
ンプ部２１Ｃに取り付けられた複数のガイドピン２１Ｆ
と、これらのガイドピン２１Ｆに対応してカードホルダ
ー３１の内フランジ３１Ａに形成されたガイド孔３１Ｆ
によって行われる。
【００３０】次に、動作について説明する。例えばプロ
ーブカード３を新しいものと交換する時にはカード搬送
機構４のトレイ４１を図１に示すように水平に起こした
後、カード搬送機構４が駆動すると、アーム４２が反時
計方向へ１００°回転し、トレイ４１がインサートリン
グ２の真下に来た時点で停止し、この位置で上昇する。
【００３１】その直後、エアシリンダ２４が駆動してロ
ックリング２２がＶプーリ２３を介して固定リング２１
及びプローブカード３に対して反時計方向へ回転して図
５の（ｂ）に示すようにロックリング２２の周方向に均
等に配置された６個のカムフォロワ２２Ｆが一点鎖線の
位置から実線位置へ徐々に移動すると、この間に各カム
フォロワ２２Ｆは係止用フランジ３１Ｃの平行面からカ
ム３１Ｄを辿って係止用フランジ３１Ｃからそれぞれ同
時に外れる。この時、固定リング２１に取り付けられた
２箇所のガイド機構２５、２６のスプリング２５Ｄ、２
６Ｄが働き、スプリング受け２５Ｅ、２６Ｅを介してカ
ードホルダー３１をインサートリング２から弾き出す。
これによりプローブカード３がインサートリング２から
自動的に外れてカード搬送機構４のアーム４２上へ移
る。
【００３２】次いで、カード搬送機構４が駆動して逆方
向に回転してインサートリング２から装置本体１の外側
へプローブカード３を搬送する。ここでオペレータがト
レイ４１上のプローブカード３を次に使用すべきプロー
ブカード３と交換する。カード搬送機構４上のプローブ
カード３を新しいものと交換した後、再度カード搬送機
構４が駆動してトレイ４１が回転し、上述したように新
たなプローブカード３をインサートリング２の真下まで
搬送し、この位置でアーム４２が上昇すると、プローブ
カード３がインサートリング２への取り付け位置から若
干ずれていても、２個のガイド機構２５、２６及びカー
ドホルダー３１のガイド孔３１Ｅの働きにより、カード
ホルダー３１の係止用フランジ３１Ｃがロックリング２
２の切欠部２２Ｅは円滑に嵌まり込み、最終的には固定
リング２１のガイドピン２１Ｆがカードホルダー３１の
内フランジ３１Ａのガイド孔３１Ｆに嵌まり込み、正確
に所定位置へ位置決めされる。
【００３３】その直後、エアシリンダ２４が駆動してロ
ックリング２２がＶプーリ２３を介して固定リング２１
及びプローブカード３に対して時計方向へ回転して図５
の（ｂ）に示すように６個のカムフォロワ２２Ｆが実線
の位置から一点鎖線位置へ徐々に移動すると、この間に
カムフォロワ２２Ｆは係止用フランジ３１Ｃのカム３１
Ｄを辿り、プローブカード３をガイド機構２５、２６の
スプリング２５Ｄ、２６Ｄの付勢力に抗しながら徐々に
垂直上方へ持ち上げ、カム３１Ｄが平行面に達すると、
ガイド機構２５、２６のスプリング２５Ｄ、２６Ｄが最
も蓄勢された状態でカードホルダー３１は固定リング２
１のクランプ部２１Ｃとロックリング２２のカムフォロ
ワ２２Ｆとでクランプされ接合ピン２２Ｂのスプリング
２２Ｇで弾力的に固定される。従って、図５（ａ）、図
６で一点鎖線で示すようにテストヘッドＴが接続リング
を介してプローブカード３に接触する時には接続リング
の全てのポゴピンはプローブカード３の接続端子に対し
て垂直になっているため、ポゴピンが損傷することはな
い。
【００３４】以上説明したように本実施形態によれば、
インサートリング２は、ヘッドプレート１Ａに固定され
た固定リング２１と、この固定リング２１の下面で正逆
回転するロックリング２２と、このロックリング２２を
正逆回転させるエアシリンダ２４とを備え、ロックリン
グ２２は固定リング２１に取り付けられた上リング２２
Ａと、この上リング２２Ａの下面にスプリング２２Ｇ及
び接合ピン２１Ｂを介して弾力的に接合された下リング
２２Ｃとを有し、ロックリング２２の下リング２２Ｃ内
周面にカードホルダー３１の６箇所の係止用フランジ３
１Ｃがそれぞれ通る切欠部２２Ｅが設けられていると共
にこれらの切欠部２２Ｅにカムフォロワ２２Ｆがそれぞ
れ設けられ、しかも各係止用フランジ３１Ｃの下面に同
一傾斜角で下降する傾斜面からなるカム３１Ｄが設けら
れているため、プローブカード３をインサートリング２
の真下から持ち上げると、カードホルダー３１の６箇所
の係止用フランジ３１Ｃがロックリング２２の下リング
２２Ｃに形成された切欠部２２Ｅに嵌まり込み、この状
態でエアシリンダ２４によりロックリング２２を回転さ
せると、そのカムフォロワ２２Ｆがスプリング２２Ｇを
介して係止用フランジ３１Ｃのカム３１Ｄと弾力的に接
触して係合した後、カム３１Ｄに従って転動し、プロー
ブカード３を徐々に垂直に持ち上げることができ、最終
的には固定リング２１のクランプ部２１Ｃとカムフォロ
ワ２２Ｆとで係止用フランジ３１Ｃを平行面で均一にク
ランプされ、ひいては接続リングの全てのポゴピンがプ
ローブカード３の接続端子に対して垂直で且つ均等に弾
接してポゴピンに対する押圧力をスプリング２２Ｇで吸
収することができ、ポゴピンに対して無理な力が加わる
ことがない。従って、ウエハが大口径化しても安定した
検査を行うことができ、しかもポゴピンが損傷すること
もない。
【００３５】また、本実施形態によれば、固定リング２
１にＶプーリ２３を６箇所に設けると共に、ロックリン
グ２２の内周面に各Ｖプーリ２３が嵌まり込むＶ溝２２
Ｄを設け、Ｖプーリ２３の軸心の位置調整によりロック
リング２２を固定リング２１に対して一体化できるよう
にしたため、Ｖプーリ２３の向きを調整するだけで、ロ
ックリング２２を固定リング２１に対して簡単に取り付
けることができ、しかもＶプーリ２３によりロックリン
グ２２が円滑に回転することができる。
【００３６】また、本実施形態によれば、カードホルダ
ー３１のガイド孔３１Ｅを介して固定リング２１の取り
付け位置へプローブカード３を案内するガイド機構２
５、２６を固定リング２１に設け、しかもガイド機構２
５、２６は、固定リング２１から垂下するガイドピン２
５Ｂ、２６Ｂと、このガイドピン２５Ｂ、２６Ｂの下端
に固定された逆円錐台状のガイド部材２５Ｃ、２６Ｃと
を有するため、プローブカード３をインサートリング２
の真下で厳密に取り付け位置に設定できなくてもガイド
部材２５Ｃ、２６Ｃがガイド孔３１Ｅに対して確実に嵌
まり込み、プローブカード３をインサートリング２の取
り付け位置へ案内することができる。
【００３７】また、上記ガイド機構２５、２６は、ガイ
ド部材２５Ｃ、２６Ｃと固定リング２１間に弾装された
スプリング２５Ｄ、２６Ｄと、このスプリング２５Ｄ、
２６Ｄを下端で受け且つガイド孔３１Ｅより大径に形成
されたスプリング受け２５Ｅ、２６Ｅとを有するため、
プローブカード３をインサートリング２から取り外す時
に、スプリング２５Ｄ、２６Ｄの付勢力によってプロー
ブカード３をインサートリング２から弾き出し、プロー
ブカード３を自動的に容易に取り外すことができる。
【００３８】尚、本発明は上記実施形態に何等制限され
るものではないことは云うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項６に記載の
発明によれば、プローブ装置本体のヘッドプレートに固
定された固定リングと、この固定リング２１の下面に正
逆回転可能に取り付けられた上リング２２Ａと、この上
リングにスプリング及び接合ピンを介して弾力的に接合
され且つカードホルダー外周の複数箇所から径方向外方
へ突出する係止用フランジを上記固定リングと協働して
クランプしあるいはクランプを解除してプローブカード
を上記固定リングに対して固定しまた上記固定リングか
ら解放する下リングと、この下リング及び上記上リング
をロックリングとして正逆回転させる駆動手段とを備
え、上記下リングの内周面に上記カードホルダーの各係
止用フランジがそれぞれ通る切欠部を複数設けると共に
これらの切欠部にカムフォロワをそれぞれ設け、且つ、
上記カードホルダーの各係止用フランジの下面にはそれ
ぞれ上記カムフォロワ側の周方向端部から周方向に同一
傾斜角で下降傾斜する傾斜面からなるカムを設けたた
め、プローブカードを垂直に持ち上げることができ、ウ
エハが大口径化してもプローブカードの接続端子と全て
のポゴピンとが常に均等に接触してポゴピンに斜め方向
からの無理な力が加わることなく、しかも、ポゴピンか
らの押圧力をロックリングのスプリングで適宜吸収し て
プローブカードの接続端子とポゴピン間の均一で安定し
た接触圧を得ることができ、ポゴピンの損傷を防止する
ことができると共に常に安定した検査を実施することが
できるプローブカードクランプ機構及びこのプローブカ
ードクランプ機構を備えたプローブ装置を提供すること
ができる。
【００４０】また、本発明の請求項２及び請求項７に記
載の発明によれば、請求項１及び請求項６に記載の発明
において、上記各係止用フランジそれぞれの傾斜面の下
降端から水平面を延設したため、回転後のロックリング
のカムフォロワが水平面と係合することにより垂直に持
ち上げたプローブカードを落下させることなく確実に水
平に保持することができるプローブカードクランプ機構
及びこのプローブカードクランプ機構を備えたプローブ
装置を提供することができる。
【００４１】また、本発明の請求項３及び請求項８に記
載の発明によれば、請求項１または請求項２、及び請求
項６または請求項７に記載の発明において、上記固定リ
ングに上記偏心プーリを複数箇所に設けると共に、上記
上リングの内周面に上記偏心プーリが嵌まり込む溝を設
け、上記偏心プーリの軸心の位置調整により偏心プーリ
を溝に係合させて上記ロックリングを上記固定リングに
対して一体化するようにしたため、偏心プーリの軸心の
位置調整によりロックリングを固定リングに対して一体
化するプローブカードクランプ機構及びこのプローブカ
ードクランプ機構を備えたプローブ装置を提供すること
ができる。
【００４２】また、本発明の請求項４に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明
において、上記係止用フランジのガイド孔を介して上記
プローブカードを上記固定リングに対する取り付け位置
へ案内するガイド機構を上記固定リングに設け、上記ガ
イド機構は、上記固定リングから垂下するガイドピン
と、このガイドピンの下端に固定された逆円錐台状のガ
イド部材とを有するため、プローブカードをインサート
リングの固定位置へ確実に案内することができるプロー
ブカードクランプ機構を提供することができる。
【００４３】また、本発明の請求項５に記載の発明によ
れば、請求項４に記載の発明において、上記ガイド機構
は、上記ガイド部材と上記固定リング間に弾装されたス
プリングと、このスプリングを下端で受け且つ上記ガイ
ド孔より大径に形成されたスプリング受けとを有するた
め、インサートリングからプローブカードを確実に取り
外すことができるプローブカードクランプ機構を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブ装置の一実施形態を示す斜視
図である。
【図２】図１に示すインサートリングの固定リングをヘ
ッドプレートに組み付ける状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示すインサートリングを示す図で、
（ａ）は固定リング、ロックリング及びＶプーリの関係
を示す分解斜視図、（ｂ）はＶプーリのベアリングナッ
トを示す平面図である。
【図４】図１に示すインサートリングのガイド機構を組
み付ける状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示すインサートリングとプローブカード
との関係を示す図で、（ａ）はインサートリングにプロ
ーブカードを固定した状態を示す断面図で、特にカムフ
ォロワとカムとの関係及び固定リング、ロックリングと
Ｖプーリとの関係を示す図、（ｂ）はロックリングのカ
ムフォロワとカムの動作説明図である。
【図６】図１に示すインサートリングにプローブカード
を固定した状態を示す断面図で、特にガイド機構の組み
付け状態を示す図である。
【図７】従来のプローブ装置の要部を示す構成図であ
る。
【図８】図７に示すプローブ装置のインサートリングの
要部の断面を拡大して示す図である。
【符号の説明】
１ 装置本体 ２ インサートリング ３ プローブカード ２１ 固定リング ２２ ロックリング ２２Ｄ Ｖ溝 ２２Ｅ 切欠部２２Ｅ ２２Ｆ カムフォロワ ２３ Ｖプーリ（偏心プーリ） ２４ エアシリンダ（駆動手段） ２５、２６ ガイド機構 ２４Ｂ、２６Ｂ ガイドピン ２５Ｃ、２６Ｃ ガイド部材 ２５Ｄ、２６Ｄ スプリング ２５Ｅ、２６Ｅ スプリング受け ３１ カードホルダー ３１Ｃ 係止用フランジ ３１Ｄ カム

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検査体の電気的特性を行うプローブ装
    置の装置本体にプローブカードを固定する機構におい
    て、上記装置本体のヘッドプレートに固定された固定リ
    ングと、この固定リングの下面に正逆回転可能に取り付
    けられた上リングと、この上リングにスプリング及び接
    合ピンを介して弾力的に接合され且つカードホルダー外
    周の複数箇所から径方向外方へ突出する係止用フランジ
    を上記固定リングと協働してクランプしあるいはクラン
    プを解除してプローブカードを上記固定リングに対して
    固定しまた上記固定リングから解放する下リングと、こ
    の下リング及び上記上リングをロックリングとして正逆
    回転させる駆動手段とを備え、上記下リングの内周面に
    上記カードホルダーの各係止用フランジがそれぞれ通る
    切欠部を複数設けると共にこれらの切欠部にカムフォロ
    ワをそれぞれ設け、且つ、上記カードホルダーの各係止
    用フランジの下面にはそれぞれ上記カムフォロワ側の周
    方向端部から周方向に同一傾斜角で下降傾斜する傾斜面
    からなるカムを設けたことを特徴とするプローブカード
    クランプ機構。
  2. 【請求項２】 上記各係止用フランジそれぞれの上記傾
    斜面の下降端から水平面を延設したことを特徴とする請
    求項１に記載のプローブカードクランプ機構。
  3. 【請求項３】 上記固定リングに偏心プーリを複数箇所
    に設けると共に、上記上リングの内周面に上記偏心プー
    リが嵌まり込む溝を設け、上記偏心プーリの軸心の位置
    調整により上記偏心プーリを上記溝に係合させて上記ロ
    ックリングを上記固定リングに対して一体化することを
    特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカ
    ードクランプ機構。
  4. 【請求項４】 上記係止用フランジのガイド孔を介して
    上記プローブカードを上記固定リングに対する取り付け
    位置へ案内するガイド機構を上記固定リングに設け、上
    記ガイド機構は、上記固定リングから垂下するガイドピ
    ンと、このガイドピンの下端に固定された逆円錐台状の
    ガイド部材とを有することを特徴とする請求項１〜請求
    項３のいずれか１項に記載のプローブカードクランプ機
    構。
  5. 【請求項５】 上記ガイド機構は、上記ガイド部材と上
    記固定リング間に弾装されたスプリングと、このスプリ
    ングを下端で受け且つ上記ガイド孔より大径に形成され
    たスプリング受けとを有することを特徴とする請求項４
    に記載のプローブカードクランプ機構。
  6. 【請求項６】 被検査体に接触する接触子を有するプロ
    ーブカードと、このプローブカードを固定するプローブ
    カードクランプ機構とを備えたプローブ装置において、
    上記プローブカードクランプ機構は、上記装置本体のヘ
    ッドプレートに固定された固定リングと、この固定リン
    グの下面に正逆回転可能に取り付けられた上リングと、
    この上リングにスプリング及び接合ピンを介して弾力的
    に接合され且つカードホルダー外周の複数箇所から径方
    向外方へ突出する係止用フランジを上記固定リングと協
    働してクランプしあるいはクランプを解除してプローブ
    カードを上記固定リングに対して固定しまた上記固定リ
    ングから解放する下リングと、この下リング及び上記上
    リングをロックリングとして正逆回転させる駆動手段と
    を備え、上記下リングの内周面に上記カードホルダーの
    各係止用フランジがそれぞれ通る切欠部を複数設けると
    共にこれらの切欠部にカムフォロワをそれぞれ設け、且
    つ、上記カードホルダーの各係止用フランジの下面には
    それぞれ上記カムフォロワ側の周方向端部から周方向に
    同一傾斜角で下降傾斜する傾斜面からなるカムを設けた
    ことを特徴とするプローブ装置。
  7. 【請求項７】 上記各係止用フランジそれぞれの上記傾
    斜面の下降端から水平面を延設したことを特徴とする請
    求項７に記載のプローブ装置。
  8. 【請求項８】 上記固定リングに偏心プーリを複数箇所
    に設けると共に、上記上リングの内周面に上記偏心プー
    リが嵌まり込む溝を設け、上記偏心プーリの軸心の位置
    調整により上記偏心プーリを上記溝に係合させて上記ロ
    ックリングを上記固定リングに対して一体化することを
    特徴とする請求項６または請求項８に記載のプローブ装
    置。
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