JP6484136B2 - 接触検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路の通電試験等に用いる接触検査装置に関するものである。

従来、半導体集積回路のような被検査体では、該被検査体が仕様書通りに製造されているか否かの通電試験が行われる。この種の通電試験は、被検査体の被検査部に個々に押圧される複数の接触子を備えた、プローブカード、プローブユニット、プローブブロック等の接触検査装置を用いて行われる。この種の接触検査装置は、被検査体の被検査部と、テスタとを電気的に接続し、検査を行うために用いられる。

このような接触検査装置の一つとして特許文献１には、一端が被検査体の電極と接触する、複数のプローブをその下側に配置されたプローブ基板と、テスタと電気的に接続されるリジッド配線基板と、該リジッド配線基板を支持する補強板と、前記プローブ基板に接続され、前記複数のプローブを前記プローブ基板に当接する所定位置に保持するプローブ支持体とを備える接触検査装置が記載されている。

また、特許文献２には、プローブ基板にプローブの一端に付された導電性の接合材を加熱溶融させて前記プローブの一端を前記プローブ基板に一旦接続させた状態で、前記被検査体と接触する針先となる前記プローブの他端に複数の位置決め部材を挿通させ、前記位置決め部材同士を相対移動させることにより、前記プローブの他端の位置決めを行い、その状態で、再度前記接合材を加熱して冷却することにより前記プローブが前記プローブ基板に対して位置決めされた状態で接合される接触検査装置が記載されている。

特開２０１４−１９９７号公報 特開２０１２−４２３３０号公報

特許文献１に記載の接触検査装置において前記プローブ支持体は前記プローブの軸線方向に間隔をおいて互いに対向する第１の板と第２の板とを備えている。そして、前記プローブは、前記第１の板及び前記第２の板を挿通している。また、前記プローブ支持体に挿通された前記プローブは、前記プローブ基板の電極及び前記被検査体の電極にそれぞれ対応し、前記プローブ基板と前記被検査体とを電気的に接続している。

また、この接触検査装置における前記プローブは前記プローブ支持体における前記第１の板と前記第２の板との間にくの字状に屈曲する連結部を備えている。この連結部は、プローブの軸線方向に作用する押圧力により弾性変形可能であり、前記弾性変形することにより生じる弾性力によりプローブと各電極との電気的接続を確立している。

ところで、前記連結部を有するプローブが当該プローブの軸線周りに回転すると隣り合うプローブ同士が接触し、短絡する虞がある。また、プローブが軸線方向の周りに回動することにより前記プローブと接触する前記プローブカードの電極が磨耗あるいは損傷する虞がある。そこで、この接触検査装置では、前記プローブの一部に当該プローブの直径方向に突出する張出部が設けられている。この張出部は、前記被検査体に対向する第２の板に設けられた円形穴の長溝内に挿入され、プローブの軸線周り方向への回転を阻止する回転防止部として前記長溝とともに機能する。

しかしながら、この接触検査装置では、プローブ支持体を構成する第１の板と第２の板との間にプローブの連結部が位置することから、第２の板に複数の前記プローブの一端側を挿通させた状態で前記第１の板を前記複数のプローブの他端側を同時に挿通させる必要がある。すなわち、この接触検査装置において、プローブを交換する必要が生じた場合、前記プローブ支持体を分解してプローブを交換する必要があり、作業性に劣る。また、前記プローブ支持体の組立においては、第２の板に複数の前記プローブの一端側を挿通させた状態で前記第１の板を前記複数のプローブの他端側を同時に挿通させることから手間がかかり、作業性に劣る。

特許文献２に記載の接触検査装置においても、前記プローブを交換するためには、前記接合材を加熱溶融させる必要があり、作業性に劣る。また、前記複数のプローブを前記プローブ基板に前記接合材を加熱溶融させて一旦接合状態としてから、前記プローブの他端に複数の位置決め部材を挿通させる必要があり、組立工程の煩雑化及び作業性が低下する。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、プローブと接触するプローブ基板の接触部における磨耗及び損傷を低減するとともに前記プローブの交換作業、組立作業を容易にすることができる接触検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明の第１の態様の接触検査装置は、被検査体に接触して検査を行う接触検査装置であって、一端が前記被検査体に接触する複数のプローブと、前記プローブの他端と接触する接触部を備えるプローブ基板と、前記複数のプローブが挿通され、前記プローブ基板に着脱可能に取り付けられたプローブヘッドと、前記プローブヘッドの前記プローブ基板と対向する側に設けられ、前記複数のプローブが挿通されている複数の位置決め部材とを備え、前記プローブは前記他端の側に設けられた回転被規制部を有し、前記複数の位置決め部材には前記回転被規制部と係合する回転規制部が設けられ、前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより、前記回転規制部が前記プローブを整列させ、前記プローブを回転非規制状態から回転規制状態へ切り換えることを特徴とする。

本態様によれば、前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより、前記回転規制部が前記プローブを整列させ、前記プローブを回転非規制状態から回転規制状態へ切り換える。したがって、前記プローブと接触する前記プローブ基板の接触部に対する前記プローブの回転を抑制できるので、前記プローブ基板の接触部における磨耗や損傷を低減することができる。

また、本態様によれば、前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより前記プローブが整列させられるので前記プローブの位置決めを容易にすることができるとともに、前記プローブの位置精度も向上させることができるので、プローブ基板における接触部の寸法を小さくすることができ、更なる狭ピッチ化に対応することができる。

さらに、本態様によれば、前記プローブヘッドを前記プローブ基板から取り外した状態において前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより、前記プローブの回転規制状態と回転非規制状態とを切り換えることができるので、前記プローブの保守交換作業及び前記プローブヘッドの組立作業が容易になり、前記保守交換作業及び前記組立作業の作業性を向上させることができる。

本発明の第２の態様の接触検査装置は、第１の態様において、前記回転被規制部は多角形状に形成され、前記回転規制部は前記回転被規制部の少なくとも２辺、または１辺と当該１辺と対向する頂点と係合することにより前記回転被規制部の回転を規制することを特徴とする。

本態様によれば、前記回転規制部は多角形状に形成された前記回転被規制部の少なくとも２辺、または１辺と当該１辺と対向する頂点と係合することにより前記回転被規制部の回転を規制するので、前記プローブと接触する前記プローブ基板の接触部に対する前記プローブの回転を抑制でき、前記プローブ基板の接触部における磨耗や損傷を低減することができる。

本発明の第３の態様の接触検査装置は、第１の態様または第２の態様において、前記複数の位置決め部材は第１の位置決め部材と第２の位置決め部材とを備え、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材に設けられた前記回転規制部は矩形に形成され、前記回転被規制部は矩形に形成され、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材を前記矩形の対角線方向に相対移動させることにより、前記回転規制部は前記回転被規制部の回転を規制することを特徴とする。

本態様によれば、前記複数の位置決め部材は第１の位置決め部材と第２の位置決め部材とを備え、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材に設けられた前記回転規制部と、前記回転被規制部とはともに矩形に形成され、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材を前記矩形の対角線方向に相対移動させることにより、前記回転規制部は前記回転被規制部の回転を規制する。したがって、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材を前記矩形の対角線方向に相対移動させた際、前記プローブにおける矩形の回転被規制部は、前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材の前記回転規制部によりその四辺が拘束される。その結果、前記プローブの回転規制状態をより確実にすることができる。また、前記回転被規制部の四辺が拘束されることにより、位置決め精度を向上することができ、狭ピッチ化に対応することができる。

本発明の第４の態様の接触検査装置は、第１の態様において、前記回転被規制部及び前記回転規制部の少なくとも一方は略楕円形状に形成されていることを特徴とする。

尚、本明細書における「略楕円形状」とは平面状のある２定点からの距離の和が一定となるような点の集合から作られる曲線だけでなく、例えば、横長の楕円形状において横長方向の端部が鋭角状に尖っているものや、長方形の対向する両端部にそれぞれ半円が取り付けられた形状も含むことを意味する。

本態様によれば、前記回転被規制部及び前記回転規制部の少なくとも一方は略楕円形状に形成されているので、前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより、前記略楕円形状の回転規制部が前記プローブの回転被規制部の一部と接触し、前記プローブを整列させて、前記プローブを回転非規制状態から回転規制状態へ切り換える。したがって、前記プローブと接触する前記プローブ基板の接触部に対する前記プローブの回転を抑制できるので、前記プローブ基板の接触部における磨耗や損傷を低減することができる。

本発明の第５の態様の接触検査装置は、第１から第４のいずれか一の態様において、前記プローブは、前記プローブの一端を構成する第１の接触部と、前記プローブの他端を構成し、前記回転被規制部が設けられた第２の接触部と、前記第１の接触部及び前記第２の接触部がそれぞれ端部に接続され、前記プローブの軸線方向に伸縮自在な弾性部と、を備えることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブは前記プローブの軸線方向に伸縮自在な弾性部と、その両端にそれぞれ第１の接触部と第２の接触部とを備えているので、前記第１の接触部及び前記第２の接触部に力が作用した際、前記弾性部は前記プローブの軸線方向に撓むと共に該撓みにより生じた弾性力を前記第１の接触部及び前記第２の接触部に作用させる。その結果、前記第１の接触部と前記被検査体との間及び前記第２の接触部と前記プローブ基板の接触部との間に弾性力を作用させることができ、これらの接触をより安定させることができ、接触不良を低減することができる。

本発明の第６の態様の接触検査装置は、第１から第５のいずれか一の態様において、前記プローブの他端は前記プローブ基板の接触部に対して線接触または面接触することを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブの他端は前記プローブ基板の接触部に対して線接触または面接触するので、前記プローブの他端と前記プローブ基板の接触部との間の接触領域を増大させることができるので、前記プローブの他端と前記プローブ基板間における電気的接続をより安定させることができる。

本発明の第７の態様の接触検査装置は、第１から第６のいずれか一の態様において、前記プローブヘッドには前記プローブが挿通される孔部が設けられ、前記プローブの前記回転被規制部のサイズは前記孔部のサイズより大きく設定されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブヘッドには前記プローブが挿通される孔部が設けられ、前記プローブの前記回転被規制部のサイズは前記孔部のサイズより大きく設定されているので、前記プローブヘッドに前記プローブが挿通された際、前記回転被規制部は前記孔部を通り抜けることができない。つまり、前記回転被規制部は前記プローブにおいて前記プローブヘッドに対するストッパー部を兼ねる。また、本発明によれば、前記回転被規制部と前記プローブヘッドの孔部との接触部は、前記プローブの他端側に近い位置となるので、前記プローブは該プローブの他端側に近い位置で前記プローブヘッドに支持される構成となる。その結果、前記プローブの他端側は、前記プローブの一端側に比べて前記プローブの軸線方向と交差する方向への変位を規制されることとなる。これにより前記プローブ基板の接触部に対する前記プローブの他端側の前記交差方向への変位を抑制できるので、前記プローブ基板の接触部における磨耗や損傷を低減することができる。

本発明の第８の態様の接触検査装置は、第１から第７のいずれか一の態様において、前記プローブにおける前記一端と前記他端との間には、前記プローブの軸線方向に沿って少なくとも１つの螺旋状に延びるスリットを備えていることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブにおける前記一端と前記他端との間には、前記プローブの軸線方向に沿って少なくとも１つの螺旋状に延びるスリットを備えているので、当該スリットが前記プローブに作用するねじれや前記プローブの傾きを吸収することができ、前記プローブの寿命を向上させることができる。さらに、前記スリットが軸線方向において螺旋状に設けられているので、軸線方向に作用する押圧力の一部も吸収することができ、前記プローブの寿命を向上させることができる。また、前記プローブの破損等も抑制することができるので、接触検査装置の寿命を向上させることができる。

本発明の第９の態様の接触検査装置は、第１から第８のいずれか一の態様において、前記複数の位置決め部材は非導電性の材質から成ることを特徴とする。

本態様によれば、前記複数の位置決め部材は非導電性の材質から成るので、前記複数の位置決め部材に挿通されている複数のプローブ間の絶縁をより確実なものとすることができる。

本実施例に係る接触検査装置の部分断面図。 図１における接触検査装置の回転被規制部と回転規制部との関係を示す拡大図。 本実施例に係るプローブの側面図。 本実施例に係るプローブにおける回転被規制部を示す斜視図。 本実施例に係る位置決め部材の斜視図。 プローブヘッド上に取り付けられた位置決め部材を示す平面図。 プローブヘッド及び位置決め部材に挿通されたプローブの状態を示す平面図。 （Ａ）はプローブの回転非規制状態における回転規制部及び回転被規制部の関係を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における部分断面図。 （Ａ）はプローブの回転規制状態における回転規制部及び回転被規制部の関係を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における部分断面図。 複数の位置決め部材を互いに相対移動させてプローブヘッドに挿通されたプローブを整列させ、回転非規制状態から回転規制状態へと切り換えた状態を示す平面図。 第２の実施例に係るプローブの回転被規制部を示す斜視図。 （Ａ）は第２の実施例に係るプローブの回転被規制部と回転規制部との一の係合状態を示す平面図であり、（Ｂ）はプローブの回転被規制部と回転規制部との他の係合状態を示す平面図。 第３の実施例に係るプローブの側面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。

＜＜＜第１の実施例＞＞＞
＜＜＜接触検査装置の概要＞＞＞
図１及び図２は「接触検査装置」の一実施形態であるプローブカード１０を示している。プローブカード１０は、プローブ基板１２と、補強板１４と、プローブヘッド１６と、複数のプローブ１８とを備えている。また、プローブカード１０は、図示しないテスターに電気的に接続されるとともに前記テスターに対して揺動可能に当該テスターに取り付けられている。

本実施例においてプローブ基板１２は、円盤状（円形）に形成され、図示しないがセラミックス基板と配線基板とを備える多層基板として構成されている。プローブ基板１２において図１における−Ｚ軸方向側の面（以下、下面という。）には、複数の導電性の接触部１２ａが設けられている。又、本実施例において図１におけるＺ軸方向は上下方向を示すものとし、＋Ｚ軸方向を上方、−Ｚ軸方向を下方とする。

また、図示しないが、プローブ基板１２内には、複数の配線路が設けられている。前記配線路の一端はプローブ基板１２の下面に設けられた導電性の接触部１２ａを介して各プローブ１８に電気的に接続されている。前記配線路の他端は、プローブ基板１２の＋Ｚ軸方向側の面（以下、上面という。）に設けられた複数の導電性部（不図示）に接続されている。プローブ基板１２の上面に設けられた前記導電性部（不図示）は、それぞれテスター（不図示）に接続されている。

プローブ基板１２の上面側には、補強板１４が取り付けられている。補強板１４は、円盤状に形成され、金属部材から構成されている。また、補強板１４の−Ｚ軸方向側の面、つまりプローブ基板１２の上面と対向する下面は、平面１４ａとして形成されている。補強板１４の平面１４ａ（図１参照）は、所定の平面度（例えば３０μｍ）以下となるように形成されている。補強板１４に取り付けられたプローブ基板１２は、平面１４ａの平面度に倣うので、補強板１４はプローブ基板１２の平面度を規定する。

また、プローブ基板１２の下面にはプローブヘッド１６がプローブ基板１２に対して締結部材２０を介して着脱可能に取り付けられている。プローブヘッド１６は、上部プローブヘッド２２と、下部プローブヘッド２４と、中間保持部材２６とを備えている。上部プローブヘッド２２と下部プローブヘッド２４とはＺ軸方向、すなわち上下方向に間隔をおいて設けられている。本実施例では、上下方向における上方側に上部プローブヘッド２２が配置され、下方側に下部プローブヘッド２４が配置されている。本実施例において、上部プローブヘッド２２及び下部プローブヘッド２４はセラミックス等の非導電性材料により形成されている。

また、上下方向において上部プローブヘッド２２と下部プローブヘッド２４との間には、中間保持部材２６が配置されている。本実施例において中間保持部材２６は、非導電性の樹脂材料から成るフィルム部材として構成されている。

上部プローブヘッド２２、下部プローブヘッド２４及び中間保持部材２６には、それぞれ複数の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａが設けられている。複数の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａは、上下方向（Ｚ軸）に沿って延びるとともに、上下方向に延びる軸線を共有している。すなわち、一組の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの各軸線は同軸上に位置している。

また、プローブヘッド１６には複数のプローブ１８が挿通されている。具体的には、プローブ１８は、同軸状に配置された孔部２２ａ、２４ａ、２６ａに通されている。すなわち、プローブ１８は、上部プローブヘッド２２、下部プローブヘッド２４及び中間保持部材２６に挿通されている。ここで、プローブ１８は上下方向において、その一端（下端）と他端（上端）とがそれぞれプローブヘッド１６から突出するように構成されている。

また、図１においてプローブカード１０の下方（図１における−Ｚ軸方向側）には検査ステージ２８が設けられている。検査ステージ２８は、Ｘステージ、Ｙステージ、Ｚステージ及びθステージを組み合わせて構成されている。検査ステージ２８の上部には、チャックトップ３０が設けられている。このため、チャックトップ３０は、水平面状でＸ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向と、前記水平面（ＸＹ面）に垂直な垂直方向すなわちＺ軸方向に位置調整が可能であり、またＺ軸まわりに回転姿勢（θ方向）が調整可能である。

さらにチャックトップ３０の上部には載置面３２が設けられ、被検査体３４が載置される。尚、本実施例において被検査体３４は、多数の集積回路が組み込まれた半導体ウエハである。被検査体３４の上面には、複数の電極３４ａが設けられている。複数の電極３４ａはプローブ１８の一端（下端）と接触し、プローブ１８の他端（上端）はプローブ基板１２の接触部１２ａと接触することから、プローブカード１０と被検査体３４との間の電気的接続が確立される。

また、図２に示すようにプローブヘッド１６の上面、つまり上部プローブヘッド２２の上面には複数の位置決め部材３６、３８が締結部材４０及び位置決めピン４２を介して取り付けられている。本実施例において位置決め部材３６、３８は、第１の位置決め部材３６と、第２の位置決め部材３８とを備えている。位置決め部材３６、３８については後ほど詳細に説明する。また、プローブ１８の他端側（上端側）は、位置決め部材３６、３８に挿通し、位置決め部材３６、３８からプローブ基板１２側に突出している。

＜＜＜プローブの構成について＞＞＞
ここで、図３及び図４を参照してプローブ１８の構成について詳説する。プローブ１８は、プローブ１８の一端（下端）を構成する第１の接触部４４と、プローブ１８の他端（上端）を構成する第２の接触部４６と、弾性部４８とを備えている。弾性部４８の両端には、それぞれ第１の接触部４４と、第２の接触部４６とが接続されている。

本実施例では、第１の接触部４４及び第２の接触部４６は、弾性部４８の両端において溶接されている。弾性部４８において第１の接触部４４及び第２の接触部４６が溶接された溶接部分４８ａ、４８ｂは弾性部４８のその他の部分の直径寸法よりも大きくなっている。尚、プローブヘッド１６に設けられた孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの直径寸法は、プローブ１８における最大直径である溶接部分４８ａ、４８ｂの直径寸法よりも大きく設定されている。

また、弾性部４８は、弾性部４８の軸線方向（Ｚ軸方向つまり上下方向）に沿って弾性力を生じさせる螺旋状の「スリット」としてのスリット部５０、５０が設けられている。スリット部５０、５０は軸線方向に沿って互いに間隔をおいて２箇所設けられている。スリット部５０とスリット部５０との間には、プローブ１８をプローブヘッド１６に挿通した際、中間保持部材２６に対応する中間部４８ｃが設けられている。

また、第２の接触部４６には多角形状の回転被規制部５２が設けられている。図４に示すように、本実施例において回転被規制部５２は矩形状に形成されている。また、本実施例において回転被規制部５２の軸線方向における厚さ寸法は、少なくとも第１の位置決め部材３６よりも厚く設定されている。すなわち、プローブ１８を第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８に対して挿通させた際、回転被規制部５２が第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８と係合可能な厚さ寸法に設定されている。

また、回転被規制部５２の寸法はプローブヘッド１６における孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの直径寸法よりも大きく設定されている。つまり、プローブ１８をプローブヘッド１６に挿通させた際、回転被規制部５２は孔部２２ａを通り抜けることができず、回転被規制部５２の下面は上部プローブヘッド２２の上面と接触する。したがって、プローブ１８の第１の接触部４４がプローブヘッド１６の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａに通されて下部プローブヘッド２４から突出した状態において、回転被規制部５２が上部プローブヘッド２２に支持された状態となる。

また、本実施例において第２の接触部４６における先端部分４６ａは、軸線方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）において延びる三角柱状に形成されている。前記三角柱の軸線方向に延びる１辺が先端部分４６ａにおける上下方向の頂点に位置する、つまり稜線となっている。したがって、先端部分４６ａにおける前記１辺がプローブ基板１２の接触部１２ａと接触することとなり、プローブ１８とプローブ基板１２の接触部１２ａとは線接触となる。

尚、プローブ１８は導電性の金属材料で形成されている。一例として、プローブ１８は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、燐青銅、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等、高い靭性を有する導電性金属材料で形成されている。

＜＜＜位置決め部材について＞＞＞
次いで図５を参照して、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８について説明する。本実施例において第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８は、セラミック等の非導電性材料から構成される板状部材として形成されている。尚、図５には説明のため第１の位置決め部材３６を示しており、第１の位置決め部材３６を用いて説明する。

第１の位置決め部材３６において、四隅には第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を上部プローブヘッド２２に着脱可能に取り付ける締結部材４０のための貫通孔５４が設けられている。尚、貫通孔５４は図５に示すように第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の対角線方向に延びる長穴として構成されている。尚、図６、図７及び図１０において、貫通孔５４は説明のために図示を省略している。

また、第１の位置決め部材３６においてＸ軸方向及びＹ軸方向に適宜間隔をおいて複数の回転規制部５６が整列して設けられている。回転規制部５６は、多角形状に形成され、本実施例では矩形に形成されている。回転規制部５６の寸法サイズは、プローブ１８の回転被規制部５２を受け入れることが可能なサイズに設定されている。尚、第２の位置決め部材３８においても第１の位置決め部材３６に設けられた回転規制部５６と同様の回転規制部５８が設けられている。

また、第１の位置決め部材３６には、位置決めピン４２を挿入するための複数の位置決め孔６０、６０が設けられている。尚、第２の位置決め部材３８にも複数の位置決め孔６２、６２が設けられている。第１の位置決め部材３６に設けられた位置決め孔６０、６０と第２の位置決め部材３８に設けられた位置決め孔６２、６２は、後述するが第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８が互いに相対移動した際、位置決め孔６０、６０の軸線と位置決め孔６２、６２の軸線とが一致するように構成されている。

＜＜＜プローブの回転非規制状態と回転規制状態との切換について＞＞＞
次いで、図６ないし図１０を参照してプローブヘッド１６に挿通されるプローブ１８の位置決め及び回転非規制状態と回転規制状態との切換について説明する。

図６は、プローブヘッド１６の上部、すなわち上部プローブヘッド２２の上面において第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが締結部材４０を介して取り付けられている状態を示している。この状態では、第１の位置決め部材３６の回転規制部５６と第２の位置決め部材３８の回転規制部５８とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において対応する位置に位置している。具体的には矩形の回転規制部５６と矩形の回転規制部５８とがＸ軸方向及びＹ軸方向における同じ位置で重なり合う状態となっている。尚、この状態では、第１の位置決め部材３６の位置決め孔６０の位置と第２の位置決め部材３８の位置決め孔６２の位置とは、互いにＸ軸方向及びＹ軸方向においてずれている。

次いで、図７に示すように、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の上方から回転規制部５６、５８を介してプローブヘッド１６内にプローブ１８を挿入する。その結果、プローブ１８の回転被規制部５２は回転規制部５６、５８に挿入された状態となる。尚、この状態では、回転規制部５６、５８の寸法サイズは回転被規制部５２の寸法サイズよりも大きいため、回転被規制部５２は回転規制部５６内において非整列状態、つまり、第２の接触部４６の先端部分４６ａの稜線の向きが様々な方向に向いている状態となっている（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。

この状態で締結部材４０を緩める。そして、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８が上部プローブヘッド２２に取り付けられた状態において、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを互いに相対移動させる。具体的には、図８（Ａ）に示すように第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って移動させる（図８（Ａ）矢印参照）。

これにより、図８（Ａ）に示すように、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って相対移動すると、回転規制部５６、５８内に挿入されているプローブ１８の回転被規制部５２が回転規制部５６、５８の側壁に押圧されて、プローブ１８の軸線周り方向に回転する（図８（Ａ）二点鎖線部参照）。

さらに、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って相対移動させると、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、プローブ１８の矩形状の回転被規制部５２の４辺が、回転規制部５６、５８の側壁と係合する。本実施例では、矩形状の回転被規制部５２の４辺のうち、辺５２ａと辺５２ｂとが第１の位置決め部材３６と係合し、辺５２ｃと辺５２ｄとが第２の位置決め部材３８と係合している。

つまり、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８は矩形状の回転被規制部５２において互いに対向する２組の２辺とそれぞれ係合しているので、回転被規制部５２のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動が規制される。つまり、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８により回転被規制部５２の位置決めがなされる。また、回転規制部５６、５８は回転被規制部５２の４辺５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと係合しているので、回転被規制部５２のプローブ１８の軸線周り方向への回転を規制することができる。

その結果、図１０に示すように、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って相対移動させると、回転規制部５６、５８に挿入された非整列状態の回転被規制部５２の位置決め及びプローブ１８の軸線周り方向への回転の規制が行われる。

そして、第１の位置決め部材３６に設けられた位置決め孔６０、６０の位置と第２の位置決め部材３８に設けられた位置決め孔６２、６２の位置とがＸ軸方向及びＹ軸方向において対応する位置となるので、位置決め孔６０、６２に位置決めピン４２を挿入し、締結部材４０を締め付けることにより、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の相対位置が固定され、回転被規制部５２の位置及び回転規制状態が保持される。つまり、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを相対移動させることによりプローブ１８における回転非規制状態から回転規制状態へと切り換えられる。

また、図１０に示すプローブ１８の回転規制状態から位置決め孔６０、６２に挿入された位置決めピン４２を位置決め孔６０、６２から引き抜き、締結部材４０を緩めることにより、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが相対移動可能となる。これにより、プローブ１８における回転規制状態から回転非規制状態へと切り換えることができる。したがって、プローブヘッド１６からプローブ１８を１本ずつ引き抜くことが可能となり、プローブヘッド１６における損傷したプローブ１８の交換が容易となる。

また、プローブヘッド１６にプローブ１８を挿入し、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を互いに相対移動させるだけで、プローブ１８の位置決め及び回転が規制されるのでプローブヘッド１６の組立作業を容易にすることができる。

＜＜＜第１の実施例のまとめ＞＞＞
上記説明をまとめると、本実施例におけるプローブカード１０は、複数の位置決め部材３６、３８を相対移動させることにより、回転規制部５６、５８がプローブ１８を整列させ、プローブ１８を回転非規制状態から回転規制状態へ切り換える。したがって、プローブ１８と接触するプローブ基板１２の接触部１２ａに対するプローブ１８の回転を抑制できるので、プローブ基板１２の接触部１２ａにおける磨耗や損傷を低減することができる。

また、本実施例において、複数の位置決め部材３６、３８を相対移動させることによりプローブ１８が整列させられるのでプローブ１８の位置決めを容易にすることができるとともに、プローブ１８の位置精度も向上させることができるので、プローブ基板１２における接触部１２ａの寸法を小さくすることができ、更なる狭ピッチ化に対応することができる。

さらに、本実施例において、プローブヘッド１６をプローブ基板１２から取り外した状態において複数の位置決め部材３６、３８を相対移動させることにより、プローブ１８の回転規制状態と回転非規制状態とを切り換えることができるので、プローブ１８の保守交換作業及びプローブヘッド１６の組立作業が容易になり、プローブ１８の保守交換作業及びプローブヘッド１６の組立作業の作業性を向上させることができる。

また、本実施例によれば、複数の位置決め部材３６、３８は第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを備えている。第１の位置決め部材３６及び前記第２の位置決め部材３８に設けられた回転規制部５６、５８と、回転被規制部５２とはともに矩形に形成されている。したがって、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を矩形の対角線方向に相対移動させることにより、回転規制部５６、５８は回転被規制部５２の回転を規制する。したがって、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を矩形の対角線方向に相対移動させた際、プローブ１８における矩形の回転被規制部５２は、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の回転規制部５６、５８によりその四辺が拘束される。その結果、プローブ１８の回転規制状態をより確実にすることができる。また、回転被規制部５２の四辺が拘束されることにより、位置決め精度を向上することができ、狭ピッチ化に対応することができる。

また、本実施例において、プローブ１８はプローブ１８の軸線方向に伸縮自在な弾性部４８と、その両端にそれぞれ第１の接触部４４と第２の接触部４６とを備えている。第１の接触部４４及び第２の接触部４６に力が作用した際、弾性部４８はプローブ１８の軸線方向に撓むと共に該撓みにより生じた弾性力を第１の接触部４４及び第２の接触部４６に作用させる。その結果、第１の接触部４４と被検査体３４との間及び第２の接触部４６とプローブ基板１２の接触部１２ａとの間に弾性力を作用させることができ、これらの接触をより安定させることができ、接触不良を低減することができる。

また、本実施例において、プローブヘッド１６にはプローブ１８が挿通される孔部２２ａ、２４ａ、２６ａが設けられ、プローブ１８の回転被規制部５２のサイズは孔部２２ａ、２４ａ、２６ａのサイズより大きく設定されている。したがって、プローブヘッド１６にプローブ１８が挿通された際、回転被規制部５２は孔部２２ａ、２４ａ、２６ａを通り抜けることができない。つまり、回転被規制部５２はプローブ１８においてプローブヘッド１６に対するストッパー部を兼ねる。

また、本実施例によれば、回転被規制部５２とプローブヘッド１６の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａとの接触部は、プローブ１８の第２の接触部４６の先端部分４６ａに近い位置となるので、プローブ１８はプローブ１８の第２の接触部４６の先端部分４６ａに近い位置でプローブヘッド１６に支持される構成となる。その結果、プローブ１８の第２の接触部４６の先端部分４６ａは、プローブ１８の第１の接触部４４に比べてプローブ１８の軸線方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）への変位を規制されることとなる。これによりプローブ基板１２の接触部１２ａに対するプローブ１８の第２の接触部４６の先端部分４６ａの交差方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）への変位を抑制できるので、プローブ基板１２の接触部１２ａにおける磨耗や損傷を低減することができる。

また、本実施例では、プローブ１８における第１の接触部４４と第２の接触部４６との間には、プローブ１８の軸線方向に沿って少なくとも１つの螺旋状に延びるスリット部５０を備えている。したがって、スリット部５０がプローブ１８に作用するねじれやプローブ１８の傾きを吸収することができ、プローブ１８の寿命を向上させることができる。さらに、スリット部５０がプローブ１８の軸線方向において螺旋状に設けられているので、軸線方向に作用する押圧力の一部も吸収することができ、プローブ１８の寿命を向上させることができる。また、プローブ１８の破損等も抑制することができるので、プローブカード１０の寿命を向上させることができる。

また、本実施例では、複数の位置決め部材３６、３８はセラミック等の非導電性の材質から成るので、複数の位置決め部材３６、３８に挿通されている複数のプローブ１８間の絶縁をより確実なものとすることができる。

＜＜＜第１の実施例の変更例＞＞＞
（１）本実施例では、プローブ１８においてスリット部５０を２箇所設ける構成としたが、この構成に代えて、１又は３以上のスリット部５０をプローブ１８に設ける構成としてもよい。
（２）また、本実施例において、プローブ１８の２箇所のスリット部５０の螺旋の方向を同じ方向としたが、この構成に代えて、２箇所のスリット部５０の螺旋方向を互いに逆方向としてもよい。
（３）また、本実施例では、位置決め孔６０、６２に位置決めピン４２を挿入することで、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８との位置決めを行う構成としたが、この構成に代えて、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを相対移動させ、プローブ１８の位置決めを行った状態で、第１の位置決め部材３６及び２の位置決め部材３８の貫通孔５４、５４に挿入された締結部材４０を上部プローブヘッド２２に対して締め付けることにより位置決めする構成としてもよい。つまり、位置決めピン４２を設けなくてもよい構成としてもよい。
（４）また、本実施例において回転被規制部５２と回転規制部５６、５８とは矩形状に形成したが、この構成に代えて、回転被規制部５２及び回転規制部５６、５８の少なくとも一方を略楕円形状に形成してもよい。このように構成しても、複数の位置決め部材３６、３８を相対移動させることにより、略楕円形状である回転規制部５６、５８がプローブ１８を整列させて、プローブ１８を回転非規制状態から回転規制状態へ切り換えることができる。したがって、プローブ１８と接触するプローブ基板１２の接触部１２ａに対するプローブ１８の回転を抑制できるので、プローブ基板１２の接触部１２ａにおける磨耗や損傷を低減することができる。

＜＜＜第２の実施例＞＞＞
次いで図１１ないし図１２（Ｂ）を参照して第２の実施例について説明する。本実施例は、プローブ６４の回転被規制部６６の形状が三角形である点で第１の実施例のプローブ１８の回転被規制部５２と異なる。

図１１に示すように第２の実施例に係るプローブ６４の回転被規制部６６は三角形状に形成されている。その他の点では第１の実施例に係るプローブ１８と同様の構成であるので説明を省略する。

図１２（Ａ）は三角形状の回転被規制部６６において、第１の位置決め部材３６の回転規制部５６及び第２の位置決め部材３８の回転規制部５８による回転規制状態の一の例を示している。

この例では、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを相対移動させることにより、回転被規制部６６の３つの辺６６ａ、６６ｂ、６６ｃのうち２辺６６ｂ、６６ｃを回転規制部５６、５８でそれぞれ規制する。具体的には、図１２（Ａ）において第１の位置決め部材３６を−Ｘ方向かつ−Ｙ方向に移動させ、第２の位置決め部材３８を＋Ｘ方向かつ−Ｙ方向に移動させる。これにより、回転被規制部６６の１辺６６ｂは回転規制部５６と係合する。また、回転被規制部６６の１辺６６ｃは回転規制部５８と係合する。

これにより、回転被規制部６６の３辺のうち２辺が回転規制部５６、５８と係合することとなり、回転被規制部６６はプローブ６４の軸線周り方向の回転を規制される。また、図１２（Ａ）に示すように回転被規制部６６の辺６６ａと６６ｃとの頂点６６ｅは回転規制部５８の角部と係合し、回転被規制部６６の辺６６ａと６６ｂとの頂点６６ｆは回転規制部５６の角部と係合するので、回転規制部５６、５８により回転被規制部６６の位置決めがなされる。したがって、回転被規制部６６は回転規制部５６、５８により位置決め及びプローブ６４の軸線周り方向の回転を規制される。

次いで、図１２（Ａ）は三角形状の回転被規制部６６において、第１の位置決め部材３６の回転規制部５６及び第２の位置決め部材３８の回転規制部５８による回転規制状態の他の例を示している。

この例では、回転被規制部６６の３つの辺６６ａ、６６ｂ、６６ｃのうち１辺６６ａ、及び辺６６ｂと辺６６ｃとの頂点６６ｇを第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを相対移動させることにより、回転規制部５６、５８でそれぞれ規制する。具体的には、図１２（Ａ）において第１の位置決め部材３６を−Ｙ方向に移動させ、第２の位置決め部材３８を＋Ｙ方向に移動させる。これにより、回転被規制部６６の１辺６６ａは回転規制部５８と係合する。また、回転被規制部６６の頂点６６ｇは回転規制部５６と係合する。

これにより、回転被規制部６６に１辺と該１辺と対向する位置にある頂点が回転規制部５６、５８と係合することとなり、回転被規制部６６はプローブ６４の軸線周り方向の回転を規制される。また、図１２（Ｂ）に示すように回転被規制部６６の辺６６ａは回転規制部５８と係合し、回転被規制部６６の辺６６ｂと６６ｃとの頂点６６ｇは回転規制部５６と係合するので、回転規制部５６、５８により回転被規制部６６の位置決めがされる。したがって、回転被規制部６６は回転規制部５６、５８により位置決め及びプローブ６４の軸線周り方向の回転を規制される。

本実施例によれば、回転規制部５６、５８は多角形状の一例である三角形状に形成された回転被規制部６６の少なくとも２辺６６ｃ、６６ｂ、または１辺６６ａと当該１辺６６ａと対向する頂点６６ｇと係合することにより回転被規制部６６の回転を規制するので、プローブ６４と接触するプローブ基板１２の接触部１２ａに対するプローブ１８の回転を抑制でき、プローブ基板１２の接触部１２ａにおける磨耗や損傷を低減することができる。

＜＜＜第３の実施例＞＞＞
次いで、図１３を参照して第３の実施例について説明する。第３の実施例に係るプローブ６８は、第２の接触部を設けずに弾性部に回転被規制部を設けている点で第１の実施例と異なる。

図１３を参照するに第３の実施例に係るプローブ６８は、第１の接触部７０と、弾性部７２とを備えている。弾性部７２は図１３における−Ｚ軸方向側の端部で第１の接触部７０と接続されている。弾性部７２は、プローブ６８の軸線方向（図１３におけるＺ軸方向）に沿って間隔をおいて２箇所のスリット部７４、７４が設けられている。また、弾性部７２において図１３における＋Ｚ軸方向側の端部を接点部７６とし、接点部７６の近傍に回転被規制部７８が設けられている。

本実施例における接点部７６は円筒状の弾性部７２の端部として構成されていることから、プローブ基板１２の接触部１２ａとプローブ６８の弾性部７２の接点部７６とが接触した際、接触部１２ａと接点部７６とは面接触する。したがって、接触部１２ａと接点部７６との接触領域を増大させることができ、プローブ６８とプローブ基板１２との電気的接続を安定させることができる。

＜＜＜第１の実施例ないし第３の実施例の変更例＞＞＞
（１）回転被規制部５２、６６、７８は矩形、三角形以外の多角形状、あるいは円の一部を切り欠いた形状であってもよい。
（２）また、プローブ１８における先端部分４６ａの形状は、プローブ１８の軸線と交差する方向に延びる三角柱状以外にも球状、軸線方向に延びる円筒状、軸線方向に延びる角柱状、軸線方向と交差する方向に延びる台形形状であってもよい。このように構成することにより、プローブ１８の先端部分４６ａはプローブ基板１２の接触部１２ａに対して線接触または面接触するので、プローブ１８の先端部分４６ａと前記プローブ基板１２の接触部１２ａとの間の接触領域を増大させることができるので、プローブ１８の先端部分４６ａとプローブ基板１２間における電気的接続をより安定させることができる。
（３）また、本実施例における回転規制部５６、５８は矩形状としたが、この構成に代えて回転被規制部５２、６６、７８の形状に応じて三角形等の多角形状あるいは円状、該円状の一部を切り欠いた形状とすることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１０ プローブカード、１２ プローブ基板、１２ａ 接触部、１４ 補強板、
１４ａ 平面、１６ プローブヘッド、１８、６４、６８ プローブ、
２０、４０締結部材、２２ 上部プローブヘッド、２２ａ、２４ａ、２６ａ 孔部、
２４ 下部プローブヘッド、２６ 中間保持部材、２８ 検査ステージ、
３０ チャックトップ、３２ 載置面、３４ 被検査体、３４ａ 電極、
３６ 第１の位置決め部材、３８ 第２の位置決め部材、４２ 位置決めピン、
４４、７０ 第１の接触部、４６ 第２の接触部、４６ａ 先端部分、
４８、７２ 弾性部、４８ａ、４８ｂ 溶接部分、４８ｃ 中間部、
５０、７４ スリット部、５２、６６、７８ 回転被規制部、
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ 辺、５４ 貫通孔、
５６、５８ 回転規制部、６０、６２ 位置決め孔、６６ｅ、６６ｆ、６６ｇ 頂点、
７６ 接点部

Claims (8)

1. 被検査体に接触して検査を行う接触検査装置であって、
   一端が前記被検査体に接触する複数のプローブと、
   前記プローブの他端と接触する接触部を備えるプローブ基板と、
   前記複数のプローブが挿通され、前記プローブ基板に着脱可能に取り付けられたプローブヘッドと、
   前記プローブヘッドの前記プローブ基板と対向する側に設けられ、前記複数のプローブが挿通されている複数の位置決め部材と、
   を備え、
   前記プローブは前記他端の側に設けられた回転被規制部を有し、
   前記複数の位置決め部材には前記回転被規制部と係合する回転規制部が設けられ、
   前記プローブヘッドには前記プローブが挿通される孔部が設けられ、前記プローブの前記回転被規制部のサイズは前記孔部のサイズより大きく設定されており、
   前記複数の位置決め部材を相対移動させることにより、前記回転規制部が前記プローブを整列させ、前記プローブを回転非規制状態から回転規制状態へ切り換える、
   ことを特徴とする接触検査装置。
2. 請求項１に記載の接触検査装置において、前記回転被規制部は多角形状に形成され、
   前記回転規制部は前記回転被規制部の少なくとも２辺、または１辺と当該１辺と対向する頂点と係合することにより前記回転被規制部の回転を規制する、
   ことを特徴とする接触検査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の接触検査装置において、前記複数の位置決め部材は第１の位置決め部材と第２の位置決め部材とを備え、
   前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材に設けられた前記回転規制部は矩形に形成され、
   前記回転被規制部は矩形に形成され、
   前記第１の位置決め部材及び前記第２の位置決め部材を前記矩形の対角線方向に相対移動させることにより、前記回転規制部は前記回転被規制部の回転を規制する、
   ことを特徴とする接触検査装置。
4. 請求項１に記載の接触検査装置において、前記回転被規制部及び前記回転規制部の少なくとも一方は略楕円形状に形成されている、
   ことを特徴とする接触検査装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の接触検査装置において、前記プローブは、前記プローブの一端を構成する第１の接触部と、前記プローブの他端を構成し、前記回転被規制部が設けられた第２の接触部と、前記第１の接触部及び前記第２の接触部がそれぞれ端部に接続され、前記プローブの軸線方向に伸縮自在な弾性部と、を備える、
   ことを特徴とする接触検査装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の接触検査装置において、前記プローブの他端は前記プローブ基板の接触部に対して線接触または面接触する、
   ことを特徴とする接触検査装置。
7. 請求項１から請求項６いずれか一項に記載の接触検査装置において、前記プローブにおける前記一端と前記他端との間には、前記プローブの軸線方向に沿って少なくとも１つの螺旋状に延びるスリットを備えている、
   ことを特徴とする接触検査装置。
8. 請求項１から請求項７いずれか一項に記載の接触検査装置において、前記複数の位置決め部材は非導電性の材質から成る、
   ことを特徴とする接触検査装置。

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