JP5615409B2 - 光学測定装置 - Google Patents
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Description
プローブカードは複数のサイズが精密なプローブを相互に配列することによって構成される。プローブはチップ上の特定の電気接点に対応するため、測定対象の対応する電気接点にプローブを接触させれば、テスターからの測定信号を確実に伝送することができる。同時にプローブカードおよびテスターの制御および分析プロセスによって測定対象の電気的特性を探る目的を達成することができる。
ガイド板10は複数のプローブ列12、13、14を有し、かつ面積が非常に小さい。プローブカード1を製作する際、第一プローブ列12の配列作業とともに第二プローブ列13および第三プローブ列14の配列作業を同時に進めることはできないため、プローブカード1の製作効率を低下させてしまう。
一方、従来の技術は直接ガイド板10にプローブを差し込むことである。製作工程の品質に問題がある時、または使用中のプローブの接触に異常がある時、問題があるプローブのみを別々に取り替えることができず、プローブとともにプローブカードを廃棄しなければならないため、プローブカードのコストが高く付く。
上述した従来の技術の抱えている未解決問題は次の通りである。一つはレンズを調整しにくいことである。検査過程において、明確な画像を取るにはレンズの焦点距離を調整する必要がある。それに対し、従来の技術はレンズの焦点距離を微調整する際、レンズ72の表面とレンズホルダー71との間のねじ山721によってレンズ72の垂直方向の位置を変えるため、調整作業が複雑になるだけでなく、検査作業の効率に影響を与える。
一つはレンズホルダー71の陥没溝の壁面に位置するねじ山とレンズ72のねじ山との間に隙間があるため、レンズの位置を調整する際、誤差が生じ、結像効果に影響を与えることである。
基板は第二穿孔および複数の第二穿孔の周りに配置された溝部を有する。固定モジュールは溝部に接続され、かつ固定ユニットおよび複数のプローブを有する。固定ユニットは溝部に接続される。プローブは溝部を通って固定ユニットに接続される。
図2は本発明の一実施形態によるプローブ固定構造を示す斜視図である。本実施形態において、プローブ固定構造2は、基板20および複数の固定モジュール21を備える。
図3Aは基板20の第1実施形態を示す斜視図である。基板20は穿孔200および複数の穿孔の周りに配置された溝部201を有する。溝部201は基板20を貫通し、かつコ字型または口字型に配列される。
本実施形態において、溝部201はコ字型に近い形に配列される、即ち穿孔200の三つ側に形成される。
図3Bに示すように、一方、別の一実施形態において、基板20上のあらゆる溝部は基板20を貫通するとは限らず、底面203と、底面203に形成された複数の第一貫通孔204とを有する。第一貫通孔204は基板20を貫通する。基板20はエンジニアリングプラスチック、ベークライトまたはセラミックスから構成される。
本実施形態において、基板20はセラミックスプレートから構成される。図3Aおよび図3Bに示すように、基板20はさらにザグリ穴205を有する。ザグリ穴205は基板20の四つの角に配置されるとは限らず、数および配置位置が基板20の寸法および形によって決められてもよい。ザグリ穴205の役割は、ねじなどの締付ユニットでベースに基板20を締め付ける際、締付ユニットを基板20の表面に突出させないように孔に埋め込み、測定対象となるチップに傷を付けることを避けることである。一方、複数の第一貫通孔204は別の形として相互に繋がって単一の貫通溝になるように構成されてもよい。プローブは第一貫通孔204を通る。
図4は図2に示したプローブ固定構造を示す断面図である。固定モジュール21と溝部202の接続方法は次の通りである。本実施形態において、プローブ211はエポキシ(epoxy)などの樹脂22によって固定ユニット210に固着し、単一の固定モジュール21になる。あらゆるプローブ211は湾曲し、延長部2110、アーム2111および検知部2112を有するN型プローブである。延長部2110は固定ユニット210の一側面に当接する。
本実施形態において、延長部2110は基板20の表面に垂直である。アーム2111は延長部2110に連結され、延長部2110との間に第一角度θ1を有する。固定ユニット210にプローブ211を固着させる際、アーム2111と固定ユニット210の間を樹脂22で接合すればよい。検知部2112はアーム2111に連結され、アーム2111との間に第二角度θ2を有する。第一角度θ1および第二角度θ2は大きさが特に制限されない。
需要に応じて第一角度θ1および第二角度θ2を所定の角度まで湾曲させることができる。複数のプローブ211のアーム2111の配列方法、即ちカンチレバー型プローブカード(cantilever probe card,CPC)の配列方法はまず一列のプローブ211を固定ユニット210に配置し、続いて次の一列のプローブ211を配置し、アーム2111を構成すると同時に固定ユニット210にプローブ211を積み重ねることである。
図4に示すように、固定モジュール21は基板20上の溝部202に嵌め込まれる。本実施形態は図3Bに示した基板20を使用するため、あらゆるプローブ211の延長部2110は第一貫通孔204から基板20を貫通する。第一貫通孔204によって基板20を貫通した延長部2110をより安定させ、電気信号を誘導する後続工程の便をはかることができる。
一方、固定モジュール21を基板20に固着させる際、固定モジュール21を溝部202に格納し、固定モジュール21と溝部202との間の隙間に樹脂22を充填すれば、固定モジュール21と溝部202との接合効果を強化することができる。
一方、別の一実施形態は、プローブ211のアーム2111と基板20との間の接合関係を樹脂22aによって強化する。
それに対し、別の一実施形態において、固定ユニット210は溝部202の内部でなく、溝部202の位置した基板20の表面に連結される。このとき溝部202の開口部の幅は対応するプローブが通れるくらいで固定ユニット210の貫通溝の幅より小さい。固定ユニット210を基板20に固定する際、エポキシを使用すればよい。
本実施形態において、固定ユニット210aは複数のプローブ211に対応する貫通孔2102を有する。あらゆるプローブ211の延長部2110は貫通孔2102を貫通する。図5Bに示すように、プローブ211を固定ユニット210aに固定した後、樹脂22、22aによってプローブ211を固定ユニット210aに固着させることができる。樹脂の塗布位置は図に示した位置に限定されず、状況に応じて決めてもよい。
続いて固定モジュール21aの全体を基板20の陥没溝に嵌め込む。基板20の陥没溝は図3Aに示した溝部201または図3Bに示した溝部202である。本実施形態は図3Bに示した溝部202を使用する。
続いて、固定モジュール21aの全体を溝部202に嵌め込んだ後、固定ジュール21aと基板20との接合効果を強化する際、一実施形態に基づいて固定モジュール21aと基板20の接合箇所に樹脂22bを塗布すればよい。固定モジュール21aは本実施形態により提示された位置ではなく、基板20上の樹脂の塗布位置に樹脂によって接合されるが、これに限らない。つまり、本発明は状況に応じて適切な接合箇所に樹脂を塗布し、接合関係を強化することができる。一方、プローブを貫通させるために、複数の貫通孔2102は状況に応じてそれぞれ独立の孔であっても、別の形として相互に繋がって単一の貫通溝になってもよい。
上述した実施形態により、本発明によるプローブ固定構造は基板と分離できる固定モジュールを有するため、プローブを配置してプローブ固定モジュールを構成する作業と、固定モジュールを基板に装着する作業とを別々に進行させ、組み立ての効率を向上させることができる。また単独でプローブの着脱を行い、プローブのメンテナンスを行うことができるため、プローブ固定構造全体を廃棄し、コストを増加させてしまうという問題を避けることができる。
一方、図2に示した固定モジュール21の固定ユニット210および図5Bに示した固定モジュール21aの固定ユニット210aは独立の細長い柱状構造である。それに対し、図6Aおよび図6Bに示すように、別の一実施形態は複数の固定ユニット210を連結し、環状の一体構造、例えば口字型またはコ字型の一体構造を形成する。
図2に示した固定モジュール21の固定ユニット210は、図6Aに示したコ字型固定ユニット210bおよび図6Bに示した口字型固定ユニット210cを採用することができる。一方、別の一実施形態は図6Aに示したコ字型固定ユニット210bおよび図6Bに示した口字型固定ユニット210cに貫通孔を配置する。貫通孔は図5Aの固定モジュールの固定ユニットに対応できる。
レンズ調整機構4はベース40、レンズホルダー41および位置調整部42を有する。ベース40は第一穿孔401と、第一側面407に形成された第二装着溝406とを有する。第一穿孔401は第二装着溝406を貫通し、プローブ固定構造2の第二穿孔200に対応する。第二装着溝406はプローブ固定構造2の配置に用いられ、底面に複数のねじ孔303および複数のスリット304を有する。
本実施形態において、ねじ孔303はそれぞれ第二装着溝406の四つの角に配置され、プローブ固定構造2の四つのザグリ穴205に対応する。スリット304は固定モジュール21に対応し、かつ固定モジュール21のプローブ211に対応する複数の穿孔305を有する。穿孔305はベース40を貫通するため、あらゆるプローブ211の延長部2110とプローブカードの回路基板の表面のはんだパッドとを、穿孔305によって電気的に接続することができる。
本実施形態において、第一穿孔401は外回りにフランジ(flange)構造部402を有する。レンズホルダー41は柱状体を呈し、第一穿孔401内に装着され、かつ装着溝410を有する。レンズは装着溝410に格納される。本実施形態において、装着溝410は内部にレンズと噛み合うねじ山を有する。
本実施形態において、位置調整はZ軸方向に移動する運動である。位置調整部42は、第一ねじ山420と、第二ねじ山421と、二対の調整溝424c、424dとを有する。二対の調整溝424c、424dはレンズホルダー41の表面に形成され、かつ装着溝410の開口部の外側に対称的に配置される。第一ねじ山420は第一穿孔401の内壁面に形成される。第二ねじ山421は第一ねじ山420と噛み合うようにレンズホルダー41の表面に形成される。
本実施形態は第一ねじ山420と第二ねじ山421との噛み合わせを増強するか、第一ねじ山420と第二ねじ山421との間に樹脂、例えば脱落防止用樹脂を塗布し、ねじ山の間の隙間を低減することによって位置調整および移動の精度を向上させる。別の一実施形態は、エンジニアリングプラスチックまたは金属などの異なる材料でレンズホルダー41およびベース40を別々に製作することによってねじ山の噛み合わせを強化する。
本実施形態は、レンズホルダー41cおよびベース40を硬度の異なる材料で別々に製作することによってねじ山の噛み合わせを強化する。例えば、ベース40の硬度はレンズホルダー41の硬度より大きい。またはベース40の硬度はレンズホルダー41の硬度より小さい。特にベース40の硬度がレンズホルダー41の硬度より大きい場合は比較的好ましい。装着溝410は内壁面とレンズホルダー41の外壁面との間の厚さDが次の数式を満足させる。
0.5mm≦D≦1.5mm
本実施形態は二対の調整溝424c、424dを使用するが、これに限らず、実施形態の精神に基づいて一つまたは一対の調整溝を使用してもよい。調整溝が一つまたは一対である場合、一字型の調整治具と調整溝とを接続すれば、レンズホルダー41を回転させることができる。一方、別の一実施形態はフランジ構造部402を削除し、フランジ構造部402の幅を低減するため、レンズ調整機構4の体積を縮小することができる。
本実施形態において、レンズホルダー41dの表面は第一エリア416および第二エリア417に分割される。位置調整部42dは複数のスリット428を有し、スリット428はレンズホルダー41dの第一エリア416に位置する本体に配置される。レンズホルダー41dは第一エリア416に複数のねじ山噛み合わせ調整部418を有し、ねじ山噛み合わせ調整部418は第一エリア416から外側へ広がって形成される。第一エリア416の第二ねじ山421の外径は上から漸減した。第二エリア417の第二ねじ山421の外径は上下の大きさが一致する。
本実施形態において、レンズホルダー41dの第二ねじ山421は第一416および第二エリア417に配置される。第一エリア416の第二ねじ山421の外径は第二エリア417の第二ねじ山421の外径より大きい。組み立てを行う際、第二エリア417の第二ねじ山421と第一ねじ山420とを噛み合わせ、続いてレンズホルダー41dを下に移動させ、ねじ山噛み合わせ調整部418(第一エリア416)の第二ねじ山421と第一ねじ山420とを噛み合わせることによってレンズホルダー41dを締め付ける。
一方、ねじ山噛み合わせ調整部418は外側へ広がるため、レンズホルダー41dが下に移動する際、ねじ山噛み合わせ調整部418は第一穿孔401によって拘束され、レンズホルダー41dの装着溝410の内部に追い詰められる。このときスリット428は緩衝空間となる。ねじ山噛み合わせ調整部418は追い詰められると同時に外部の第一穿孔401に反発力が作用し、第二ねじ山421と第一ねじ山420とを緊密に噛み合わせるため、レンズホルダー41dを上下に移動させる際、ねじ山の間の隙間が原因で誤差を生じることを避け、位置調整および移動の精度を向上させることができる。
本実施形態において、位置調整部42eはさらに可とう性環状体427、例えばO型環状体を有するが、これに限らない。可とう性環状体427はレンズホルダー41eに嵌合され、かつ第二ねじ山421の最先端に位置付けられる。可とう性環状体427の外径D1は陥没溝400の内径D2より大きいかそれに等しい。ベース40eにレンズホルダー41eを締め付ける際、可とう性環状体427は陥没溝400の内壁に係止されるため、レンズホルダー41eと陥没溝400とを緊密に接続し、かつベース40eにレンズホルダー41eを固定する効果を向上させることができる。
一方、図8Cに示した陥没溝400の内径D2は第一穿孔401の口径より大きい。それに対し、別の一実施形態において、陥没溝400の内径D2は第一穿孔401の口径に等しい。従って、本発明はこれに限らず、状況に応じて決めることができる。
本実施形態において、第二ねじ山421と第一穿孔401の第一ねじ山420とを噛み合わせ、レンズホルダー41eを時計回りに回転させてZ軸方向に沿って下へ移動させる際、可とう性環状体427はレンズホルダー41eの降下に伴って陥没溝400の壁面に接触する。レンズホルダー41eを下へ持続的に移動させれば、可とう性環状体427は陥没溝400によって圧縮され、変形し、陥没溝400に密着する。圧縮された可とう性環状体427に生じた反発弾力は陥没溝400を追い詰めるため、可とう性環状体427を配置する前より、レンズホルダー41eとベース40eとをより緊密に接合することができる。
一方、可とう性環状体427と陥没溝400とが相互に密着した上でレンズホルダー41eを上下に移動させる際、可とう性環状体427の作用によって第一ねじ山420と第二ねじ山421との間の隙間を低減し、レンズホルダー41eのスライドを抑制することができるだけでなく、レンズホルダー41eを上下に移動させる際、位置を正確に制御することができる。
チップテストを行う際、まず外部の光源は測定対象となるチップに照射され、電気信号を生じさせる。続いて、測定対象となるチップと電気的に接続された複数のプローブ211は電気信号をキャッチした後、延長部2110によって回路基板のはんだパッドに電気信号を伝送する。
続いて、回路基板は電気信号を受け、受けた電気信号をテスターに伝送し、電気信号測定を進める。一方、レンズホルダー41は第一穿孔401内に締め付けられる。第一穿孔401はプローブ固定構造2の第二穿孔200に対応するため、レンズホルダー41内のレンズは第二穿孔200によって光線をキャッチし、測定対象に光学測定を行うことができる。
図9Aおよび図9Bに示すように、別の一実施形態において、プローブ固定構造2は二次元配列を保つようにベース40g内に配置され、かつ一つのレンズホルダーに対応し、それを装着する。図9Aに示した実施形態において、基板20は単一のコ字型に配列された複数の固定モジュール21を有する。図9Bに示した実施形態において、単一の基板20aは複数のコ字型に配列された複数の固定モジュール21を有する。以上は本発明の精神に基づいて変更した実施形態である。
10 ガイド板
11 穿孔
12、13、14 プローブ
2 プローブ固定構造
20、20a 基板
200 穿孔、第二穿孔
201、202 溝部
203 底面
204 第一貫通孔
205 ザグリ穴
21、21a 固定モジュール
210、210aから210c 固定ユニット
2102 貫通孔
211 プローブ
2110 延長部
2111 アーム
2112 検知部
22、22a、22b 樹脂
3 光学測定装置
303 ねじ孔
304 スリット
305 穿孔
32 締付ユニット
4、4d、4e レンズ調整機構
40、40d、40e、40g ベース
400 陥没溝
401 第一穿孔
402 フランジ構造部
406 第二装着溝
407 第一側面
408 第二側面
41、41d、41e レンズホルダー
410 装着溝
416 第一エリア
417 第二エリア
418 ねじ山噛み合わせ調整部
42、42d、42e 位置調整部
420 第一ねじ山
421 第二ねじ山
424c、424d 調整溝
428 スリット
427 可とう性環状体
6 ベース
61 穿孔
71 レンズホルダー
72 レンズ
721 ねじ山
Claims (1)
- レンズ調整機構および少なくとも一つのプローブ固定構造を備え、
前記レンズ調整機構は、ベースおよび少なくとも一つのレンズホルダーを有し、
前記ベースは、少なくとも一つの第一穿孔を有し、
前記レンズホルダーは、前記第一穿孔内に装着され、かつレンズの格納に用いる装着溝を有し、
前記プローブ固定構造は、前記ベースの表面に配置され、かつ基板および複数の固定モジュールを有し、
前記基板は、第二穿孔および複数の前記第二穿孔の周りに配置された溝部を有し、前記固定モジュールは、前記溝部に接続され、かつ固定ユニットおよび複数のプローブを有し、
前記固定ユニットは、前記溝部に接続され、
前記プローブは、前記溝部を通って前記固定ユニットに接続されることを特徴とする、
光学測定装置。
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