JP3770051B2 - テストヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試験に必要な信号を被測定デバイスに伝達するボードを装着してこの測定デバイスを試験するテストヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のテストヘッドを分解した状態を示す斜視図である。
従来のテストヘッド１０１は、図５に示すように、テストヘッド本体１０２と、パフォーマンスボード１０３と、クランプリング１０４と、スペーサリング１０５と、コンタクトピン１０６と、コンタクトピンブロック１０７と、ベースリング１０８とを備えている。このような従来のテストヘッド１０１では、被測定デバイスの進歩に伴って、測定に必要な信号線数や信号種類が増加するために、コンタクトピン１０６の本数も増加する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のテストヘッド１０１では、図５に示すように、コンタクトピンブロック１０７の取付エリアの実装密度が高いために、この取付エリア内にコンタクトピン１０６を増設することが困難である。その結果、従来のテストヘッド１０１では、コンタクトピン１０６の本数を増加する場合には、ベースリング１０８の外側に増設する必要がある。この場合には、既存のコンタクトピン１０６に対応する標準サイズのパフォーマンスボード１０３と、この標準サイズのパフォーマンスボード１０３よりも外形が大きい増設対応のパフォーマンスボードとを共存させて、両方を使用可能にする必要がある。しかし、標準サイズのパフォーマンスボード１０３を装着した場合には、増設したコンタクトピン部分が露出した状態となるために、パフォーマンスボードの交換時、デバック時、プローバやハンドラとの接続時などに増設したコンタクトピンと接触するおそれがある。
【０００４】
この発明の課題は、不要時に接触ピン部に外力が作用するのを防止することができるテストヘッドを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定するものではない。
請求項１の発明は、試験に必要な信号を被測定デバイスに伝達するボード（３ｂ）を装着して、この被測定デバイスを試験するテストヘッドであって、前記ボードと電気的に接触する接触ピン部（６ｂ）と、前記接触ピン部を収納する収納部（１０）と、前記収納部外で使用する使用位置（Ａ）と前記収納部内に収納する収納位置（Ｂ）とに、前記接触ピン部の位置を変更する位置変更手段（１１）とを含むテストヘッド（１）である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のテストヘッドにおいて、前記接触ピン部は、既設の接触ピン部の取付領域（８ａ）外に増設されていることを特徴とするテストヘッドである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のテストヘッドにおいて、前記位置変更手段は、前記接触ピン部を支持するとともに、前記使用位置と前記収納位置との間で回転する回転アーム（１２）と、前記回転アームを回転自在に支持する支持軸（１３）と、前記使用位置及び／又は前記収納位置に前記接触ピン部が位置するように、前記回転アームを保持する保持機構部（１４）とを含むことを特徴とするテストヘッドである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載のテストヘッドにおいて、前記保持機構部は、前記回転アームの係合溝（１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ）と係合する突起部（１４ｄ，１４ｅ）と、前記突起部を前記係合溝に付勢する付勢部材（１４ｆ，１４ｇ）とを含み、前記付勢部材は、前記回転アームに外力が作用すると、前記係合溝と前記突起部とが係合を解除するように縮むことを特徴とするテストヘッドである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図１は、この発明の実施形態に係るテストヘッドを分解した状態を示す斜視図である。図２は、この発明の実施形態に係るテストヘッドからパフォーマンスボードを取り外した状態を示す平面図である。図３は、図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。図４は、この発明の実施形態に係るテストヘッドの位置変更手段の断面図である。
【００１０】
テストヘッド１は、図示しない被測定デバイス（Device Under Test（ＤＵＴ））を試験する装置である。テストヘッド１は、図１及び図２に示すように、テストヘッド本体２と、パフォーマンスボード３ａ，３ｂと、クランプリング４と、スペーサリング５と、コンタクトピン６ａ，６ｂと、コンタクトピンブロック７，９と、ベースリング８と、図３に示すように、収納部１０と、位置変更手段１１とを備えている。テストヘッド１は、半導体ウェーハ上に形成されたＩＣやＬＳＩなどの電極にプローブ針（触針）を接触させて検査するプローバや、組立後の被測定デバイスをテストシステムに供給してテスト結果に基づいて分類し収納するハンドラに、クランプリング４側を対向させて搭載される。
【００１１】
テストヘッド本体２は、試験に必要な信号（テスト信号）を被測定デバイスに送信する部分である。テストヘッド本体２は、図１及び図２に示すように、被測定デバイスを検査するときに使用する顕微鏡覗き孔２ａと、図２及び図３に示すように、筐体の一部を構成するテストヘッドカバー２ｂと、テストヘッドカバー２ｂに形成された開口部２ｃと、テストヘッドカバー２ｂ内に設置されたベース２ｄとを備えている。テストヘッド本体２は、顕微鏡覗き孔２ａに対して放射状に配置されたピンエレクトロニクスカード２ｅを多数収納する。
【００１２】
パフォーマンスボード３ａ，３ｂは、試験に必要な信号を被測定デバイスに伝達するボードである。パフォーマンスボード３ａ，３ｂは、被測定デバイス側とテストヘッド本体２側との間で信号の受け渡しが可能なようにこれらの間に配置される。パフォーマンスボード３ａ，３ｂは、図示しないテストヘッド本体側パッド端子と、プローバ側パッド端子と、これらを電気的に接続する配線パターンなどを備えている。図２に示すように、パフォーマンスボード３ａは、既設のコンタクトピン６ａにのみ対応可能なように標準サイズに形成されており、パフォーマンスボード３ｂは、増設されたコンタクトピン６ｂにも対応可能なように、パフォーマンスボード３ａよりも外形が僅かに大きく形成されている。
【００１３】
図１に示すクランプリング４は、パフォーマンスボード３ａ，３ｂをコンタクトピン６ａ，６ｂに押し付けるための部材である。クランプリング４は、ベースリング８に装着されて、パフォーマンスボード３ａ，３ｂをベースリング８との間でクランプする。スペーサリング５は、パフォーマンスボード３ａ，３ｂとクランプリング４とを電気的に絶縁するための部材である。スペーサリング５は、パフォーマンスボード３ａ，３ｂとクランプリング４との間に挟み込まれる。
【００１４】
図１〜図３に示すコンタクトピン６ａは、パフォーマンスボード３ａ，３ｂと電気的に接触する接触ピンであり、コンタクトピン６ｂは、パフォーマンスボード３ｂと電気的に接触する接触ピンである。コンタクトピン６ａは、パフォーマンスボード３ａ，３ｂのテストヘッド本体側パッド端子と電気的に接触し、コンタクトピン６ｂは、パフォーマンスボード３ｂのテストヘッド本体側パッド端子と電気的に接触する。コンタクトピン６ａ，６ｂは、図示しないケーブルを介してピンエレクトロニクスカード２ｅに接続されている。
【００１５】
コンタクトピンブロック７は、コンタクトピン６ａを固定する部材である。コンタクトピンブロック７は、図１に示すように、顕微鏡覗き孔２ａに対して放射状にベースリング８に取り付けられている。ベースリング８は、コンタクトピンブロック７を固定する部材である。ベースリング８は、テストヘッド本体２に取り付けられている。ベースリング８は、図３に示すように、既設のコンタクトピン６ａ及びコンタクトピンブロック７を取り付けるための取付領域８ａを備えている。
【００１６】
コンタクトピンブロック９は、コンタクトピン６ｂを固定する部材である。コンタクトピンブロック９は、図３に示すように、取付領域７ａ外に増設されており、図１及び図２に示すように、ベースリング８の外側に等間隔で４箇所に増設されている。コンタクトピンブロック９は、図３に示すように、コンタクトピン６ｂを取り付ける取付領域９ａを備えている。
【００１７】
図１〜図３に示す収納部１０は、コンタクトピン６ｂを収納する部分である。収納部１０は、テストヘッドカバー２ｂとベース２ｄとの間に形成された空間部分である。収納部１０は、図１及び図２に示すように、テストヘッド本体２内に４箇所形成されている。
【００１８】
図３及び図４に示す位置変更手段１１は、収納部１０外で使用する使用位置Ａと収納部１０内に収納する収納位置Ｂとに、コンタクトピン６ｂの位置を変更する装置である。位置変更手段１１は、図４に示すように、回転アーム１２と、支持軸１３と、保持機構部１４とを備えている。
【００１９】
回転アーム１２は、コンタクトピン６ｂを支持するとともに、使用位置Ａと収納位置Ｂとの間で回転する部材である。回転アーム１２は、一方の端部にコンタクトピンブロック９を固定する固定部１２ａが形成されており、他方の端部に貫通孔１２ｂが形成されている。回転アーム１２は、貫通孔１２ｂが形成されている側の端面に、この貫通孔１２ｂを中心とする円弧状の摺動面１２ｃが形成されており、この摺動面１２ｃには等間隔でテーパ状の係合溝（インデックス溝）１２ｄ，１２ｅ，１２ｆが形成されている。
【００２０】
支持軸１３は、回転アーム１２を回転自在に支持する部材である。支持軸１３は、回転アーム１２の貫通孔１２ｂに挿入されている。支持軸１３は、図３に示すように、コンタクトピン６ｂ及びコンタクトピンブロック９の重心位置Ｇと水平方向において距離Ｘだけオフセットするように、図４に示す支持ブロック１４ａに固定されている。
【００２１】
保持機構部１４は、コンタクトピン６ｂが使用位置Ａ及び収納位置Ｂに位置するように、回転アーム１２を保持する装置である。保持機構部１４は、回転アーム１２の回転位置を決定するインデックスプランジャなどである。保持機構部１４は、支持ブロック１４ａと、収納孔１４ｂ，１４ｃと、突起部１４ｄ，１４ｅと、付勢部材１４ｆ，１４ｇとを備えている。
【００２２】
支持ブロック１４ａは、使用位置Ａと収納位置Ｂとの間で回転アーム１２が回転するように、この回転アーム１２の回転範囲を規制する部材である。支持ブロック１４ａは、支持軸１３を中心として略９０度以内で回転アーム１２が回転可能なように略Ｌ字状に形成されている。支持ブロック１４ａは、回転アーム１２が摺動面１２ｃを接触させながら回転可能なようにガイドする。支持ブロック１４ａは、図３に示すように、ベース２ｄを介してテストヘッド本体２内に固定されている。支持ブロック１４ａは、図４に示すように、収納孔１４ｂ，１４ｃを備えている。
【００２３】
収納孔１４ｂは、突起部１４ｄ及び付勢部材１４ｆを収納する部分であり、収納孔１４ｃは、突起部１４ｅ及び付勢部材１４ｇを収納する部分である。収納孔１４ｂ，１４ｃは、図３及び図４に示すように、水平方向及び垂直方向に形成されている。
【００２４】
突起部１４ｄは、回転アーム１２の係合溝１２ｄ，１２ｅと係合するボールであり、突起部１４ｅは、回転アーム１２の係合溝１２ｅ，１２ｆと係合するボールである。突起部１４ｄ，１４ｅは、図４に示すように、テーパ状の係合溝１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに先端部が僅かに嵌まり込むために、コンタクトピン６ｂの繰り返し位置再現性が良好になる。
【００２５】
付勢部材１４ｆ，１４ｇは、係合溝１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに突起部１４ｄ，１４ｅを付勢するばねなどである。付勢部材１４ｆ，１４ｇは、回転アーム１２に外力が作用すると、係合溝１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと突起部１４ｄ，１４ｅとが係合を解除するように縮む。
【００２６】
次に、この発明の実施形態に係るテストヘッドの動作を説明する。
図４に示すように、コンタクトピン６ｂが使用位置Ａに位置するときには、突起部１４ｄが係合溝１２ｅと係合するとともに、突起部１４ｅが係合溝１２ｆと係合して、回転アーム１２が使用位置Ａで保持される。パフォーマンスボード３ｂをコンタクトピン６ｂに押し付けて装着すると、コンタクトピン６ｂ及びコンタクトピンブロック９にはＣ方向のモーメントが作用する。しかし、コンタクトピン６ｂ及びコンタクトピンブロック９の重心位置Ｇと支持軸１３の中心とは、水平方向において距離Ｘだけオフセットしている。その結果、回転アーム１２の側面が支持ブロック１４ａの側面と接触して、コンタクトピン６ｂ及びコンタクトピンブロック９は、Ｃ方向への回転が規制される。
【００２７】
回転アーム１２をＤ方向に回転するときには、回転アーム１２に外力を加えると、付勢部材１４ｆ，１４ｇの付勢力に抗して突起部１４ｄ，１４ｅが係合溝１２ｅから後退する。このために、付勢部材１４ｆ，１４ｇが縮み、突起部１４ｄ，１４ｅと係合溝１２ｅ，１２ｆとの係合状態が解除されて、回転アーム１２がＤ方向に回転可能になる。
【００２８】
コンタクトピン６ｂが収納位置Ｂに位置付けられると、突起部１４ｄ，１４ｆが係合溝１２ｄ，１２ｅと係合して、回転アーム１２が収納位置Ｂで保持される。このときに、回転アーム１２の側面が支持ブロック１４ａの側面と接触して、コンタクトピン６ｂ及びコンタクトピンブロック９は、Ｄ方向への回転が規制される。なお、コンタクトピン６ｂの位置を収納位置Ｂから使用位置Ａに変更する動作も、コンタクトピン６ｂの位置を使用位置Ａから収納位置Ｂに変更する動作と略同様である。
【００２９】
この発明の実施形態に係るテストヘッドには、以下に記載するような効果がある。
（１） この実施形態では、コンタクトピン６ｂを収納部１０外で使用する使用位置Ａと、コンタクトピン６ｂを収納部１０内に収納する収納位置Ｂとに、このコンタクトピン６ｂの位置を位置変更手段１１が変更する。このために、必要時にはコンタクトピン６ｂを簡単に使用状態にすることができるとともに、不要時にはコンタクトピン６ｂを簡単に収納状態にすることができる。
【００３０】
（２） この実施形態では、コンタクトピン６ｂが既設のコンタクトピン６ａの取付領域７ａ外に増設されている。このために、パフォーマンスボード３ａ，３ｂの交換時、デバック時、プローバやハンドラとの接続時などにコンタクトピン６ｂと接触することで外力が加わり、コンタクトピン６ｂを損傷するのを防止することができる。
【００３１】
（３） この実施形態では、コンタクトピン６ｂを支持する回転アーム１２が使用位置Ａと収納位置Ｂとの間で回転するとともに、使用位置Ａ及び収納位置Ｂにコンタクトピン６ｂが位置するように、回転アーム１２を保持機構部１４が保持する。このために、コンタクトピン６ｂを収納部１０内に回転収納方式によって簡単に収納することができる。
【００３２】
（４） この実施形態では、回転アーム１２に外力が作用すると、係合溝１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと突起部１４ｄ，１４ｅとが係合を解除するように付勢部材１４ｆ，１４ｇが縮まる。このために、複雑なロック機構を必要とせずに、回転アーム１２の回転位置を位置決めすることができる。その結果、コンタクトピン６ｂを使用位置Ａに簡単に設置したり収納位置Ｂに簡単に収納することができる。
【００３３】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。例えば、この実施形態では、増設されたコンタクトピン６ｂを収納する場合を例に挙げて説明したが、この発明は、既設のコンタクトピン６ａを収納する場合についても適用することができる。また、この実施形態では、図４に示すように、保持機構部１４を２つ設置した場合を例に挙げて説明したが、いずれか一方を省略してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、収納部外で使用する使用位置と収納部内に収納する収納位置とに接触ピン部の位置を変更するので、不要時に接触ピン部に外力が作用するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るテストヘッドを分解した状態を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施形態に係るテストヘッドからパフォーマンスボードを取り外した状態を示す平面図である。
【図３】図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施形態に係るテストヘッドの位置変更手段の断面図である。
【図５】図５は、従来のテストヘッドを分解した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ テストヘッド
２ テストヘッド本体
３ａ，３ｂ パフォーマンスボード
４ クランプリング
５ スペーサリング
６ａ，６ｂ コンタクトピン
７，９ コンタクトピンブロック４ｂ 底面
８ 取付領域
１０ 収納部
１１ 位置変更手段
１２ 回転アーム
１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 係合溝
１３ 支持軸
１４ 保持機構部
１４ｄ，１４ｅ 突起部
１４ｆ，１４ｇ 付勢部材
Ａ 使用位置
Ｂ 収納位置

Claims (4)

1. 試験に必要な信号を被測定デバイスに伝達するボードを装着して、この被測定デバイスを試験するテストヘッドであって、
   前記ボードと電気的に接触する接触ピン部と、
   前記接触ピン部を収納する収納部と、
   前記収納部外で使用する使用位置と前記収納部内に収納する収納位置とに、前記接触ピン部の位置を変更する位置変更手段と、
   を含むテストヘッド。
2. 請求項１に記載のテストヘッドにおいて、
   前記接触ピン部は、既設の接触ピン部の取付領域外に増設されていること、
   を特徴とするテストヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載のテストヘッドにおいて、
   前記位置変更手段は、
   前記接触ピン部を支持するとともに、前記使用位置と前記収納位置との間で回転する回転アームと、
   前記回転アームを回転自在に支持する支持軸と、
   前記使用位置及び／又は前記収納位置に前記接触ピン部が位置するように、前記回転アームを保持する保持機構部とを含むこと、
   を特徴とするテストヘッド。
4. 請求項３に記載のテストヘッドにおいて、
   前記保持機構部は、
   前記回転アームの係合溝と係合する突起部と、
   前記突起部を前記係合溝に付勢する付勢部材とを含み、
   前記付勢部材は、前記回転アームに外力が作用すると、前記係合溝と前記突起部とが係合を解除するように縮むこと、
   を特徴とするテストヘッド。

Images