JP6650807B2 - Test head turning mechanism and inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、テストヘッド旋回機構およびそれを用いた検査装置に関する。 The present invention relates to a test head turning mechanism and an inspection device using the same.
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエハに形成されたICチップの電気的検査を行う検査装置としてプローブ装置が用いられている。 2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, a probe device is used as an inspection device for performing an electrical inspection of an IC chip formed on a semiconductor wafer.
プローブ装置は、一般に、被検査体である半導体ウエハ上のICチップを1個ずつまたは複数個ずつ連続的に、または半導体ウエハ上のICチップを一括して電気的検査する検査部を構成するプローブ装置本体と、プローブ装置本体の上に旋回可能に設けられたテストヘッドと、テストヘッドを旋回させるテストヘッド旋回機構と、カセット単位で搬入、搬出された被検査体である半導体ウエハを1枚ずつプローブ装置本体に搬送するローダ部とを有する。 In general, a probe device is a probe that constitutes an inspection unit for electrically inspecting IC chips on a semiconductor wafer, which is an object to be inspected, one by one or a plurality of IC chips on a semiconductor wafer, or collectively for IC chips on a semiconductor wafer. An apparatus main body, a test head rotatably provided on the probe apparatus main body, a test head turning mechanism for turning the test head, and one semiconductor wafer as an object to be inspected carried in and out of each cassette. And a loader unit for transporting the probe unit to the probe device main body.
プローブ装置本体は、半導体ウエハを載置する載置台と、載置台の上方に配置されたプローブカードとを備えており、このプローブカードとテスター間がテストヘッドにより電気的に中継される。 The probe device main body includes a mounting table on which a semiconductor wafer is mounted, and a probe card disposed above the mounting table, and the probe card and the tester are electrically relayed by a test head.
テストヘッド旋回機構は、テストヘッドを、プローブ装置本体の上に載置された検査位置と、メンテナンスエリアとの間で例えば180°旋回させることが可能となっている。 The test head turning mechanism can turn the test head, for example, by 180 ° between the inspection position mounted on the probe device main body and the maintenance area.
テストヘッドは、被検査体である半導体ウエハの電気的検査に必要な多数の電子部品が実装された重量物であり、現状300kgにも達すものも用いられている。 The test head is a heavy object on which a large number of electronic components required for electrical inspection of a semiconductor wafer to be inspected are mounted, and a test head which currently reaches 300 kg is used.
従来、テストヘッド旋回機構として、テストヘッドを旋回させる旋回軸となるシャフトと、テストヘッドとシャフトとを繋ぐ2本の支持アームと、シャフトの一方側の一方の支持アームの外側に飛び出した位置に取り付けられた、モーターおよび減速機が一体となった構造を有する駆動系とを有し、駆動系の動力をシャフトを介して旋回動力として支持アームに伝達するものが知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, as a test head turning mechanism, a shaft serving as a turning axis for turning the test head, two support arms connecting the test head and the shaft, and a position protruding outside one of the support arms on one side of the shaft. There is a known drive system having a mounted drive system having a structure in which a motor and a speed reducer are integrated, and transmitting the power of the drive system to a support arm as turning power via a shaft (for example, Patent Document 1). 1).
しかしながら、特許文献1に開示されたテストヘッド旋回機構は、駆動系が旋回軸の中央から偏った位置に設けられているので、テストヘッドが大きくかつ重量物であって剛性が高くても、支持アームの片側に応力集中があり、ねじれも大きくなる。また、シャフトを介して旋回動力を伝達しているため、重量物であるテストヘッドを旋回する際に、駆動動力と実際の旋回部とで旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロス等を生じやすい。また、駆動系のサイズが大きく、また駆動系が一方の支持アームの外側に飛び出しているので、その分フットプリントが大きくなる。
However, in the test head turning mechanism disclosed in
したがって、本発明は、応力集中、動力伝達ロスおよび旋回位置ロスが小さく、かつフットプリントが小さく小型化が可能なテストヘッド旋回機構およびそれを用いた検査装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a test head swivel mechanism capable of reducing a stress concentration, a power transmission loss and a swiveling position loss, and having a small footprint and a small size, and an inspection apparatus using the same.
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点は、基板の電気特性を検査する検査装置において旋回軸回りにテストヘッドを旋回させるテストヘッド旋回機構であって、前記旋回軸に直交する方向に動力を出力するモーターと、前記モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する2つの支持アームと、前記モーターの動力を前記2つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備することを特徴とするテストヘッド旋回機構を提供する。 In order to solve the above problem, a first aspect of the present invention is a test head turning mechanism for turning a test head around a turning axis in an inspection device for inspecting electrical characteristics of a substrate, wherein the test head turning mechanism is provided in a direction orthogonal to the turning axis. A motor that outputs power to the motor, two support arms provided on both sides of the motor, and rotatably supporting the test head, and a gear unit having a gear that transmits the power of the motor to the two support arms. A test head turning mechanism is provided.
上記第1の観点に係るテストヘッド旋回機構において、前記2つの支持アームは、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることが好ましい。また、前記ギア部として、ウォームギアを有するものを用いることができる。 In the test head turning mechanism according to the first aspect, it is preferable that the two support arms are arranged at positions symmetrical with respect to the motor. In addition, a gear having a worm gear can be used as the gear.
前記ギア部と前記2つの支持アームとの間にそれぞれ設けられた2つの後段減速機をさらに具備する構成とすることができる。その場合に、前記2つの後段減速機は、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることが好ましい。前記後段減速機は、遊星歯車式減速機を含むものとすることができ、前記遊星歯車式減速機としてサイクロ減速機を用いることができる。 It is possible to further include two rear reduction gears provided between the gear portion and the two support arms. In this case, it is preferable that the two rear reduction gears are arranged at positions symmetrical with respect to the motor. The latter-stage speed reducer may include a planetary gear type reducer, and a cyclo reducer may be used as the planetary gear type reducer.
前記テストヘッドの旋回を制御する制御部をさらに具備し、前記制御部は、前記モーターの駆動を制御する主制御部と、旋回モードを入力する入力部とを有し、前記主制御部は、前記入力部の操作により、設定した旋回角度まで前記テストヘッドが自動的に旋回する自動モードと、前記テストヘッドの旋回および停止を手動で行い、任意の位置で前記テストヘッドを停止させる手動モードで動作するように制御するとともに、前記自動モードで前記テストヘッドが設定角度まで旋回するように制御している途中で、前記手動モードに切り替えた際に、前記自動モードを停止して、前記テストヘッドが設定角度まで旋回する前に、前記手動モードに切り替わるように制御する構成とすることができる。 The test apparatus further includes a control unit that controls turning of the test head, the control unit includes a main control unit that controls driving of the motor, and an input unit that inputs a turning mode, and the main control unit includes: By an operation of the input unit, an automatic mode in which the test head automatically turns up to a set turning angle, and a manual mode in which the test head is turned and stopped manually and the test head is stopped at an arbitrary position. While controlling to operate, when switching to the manual mode in the middle of controlling the test head to rotate to a set angle in the automatic mode, the automatic mode is stopped and the test head is stopped. Before turning to the set angle, control may be performed to switch to the manual mode.
また、上記第1の観点のテストヘッド旋回機構において、前記テストヘッドを昇降させる昇降機構をさらに具備してもよい。 The test head turning mechanism according to the first aspect may further include an elevating mechanism for elevating the test head.
本発明の第2の観点は、被検査体の電気特性を測定する検査装置本体と、前記被検査体の検査のための電子部品を有するテストヘッドと、前記テストヘッドを前記検査装置本体の上の検査位置と、前記検査位置から離隔したメンテナンスエリアとの間で旋回するテストヘッド旋回機構とを具備し、前記テストヘッド旋回機構は、上記第1の観点の構成を有していることを特徴とする検査装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an inspection apparatus main body for measuring an electrical characteristic of an inspection object, a test head having an electronic component for inspecting the inspection object, and And a test head turning mechanism that turns between a test area and a maintenance area separated from the test position, wherein the test head turning mechanism has a configuration according to the first aspect. An inspection apparatus is provided.
上記第2の観点の検査装置において、前記検査装置本体は、筐体と、前記筐体内に設けられ、被検査体に接触するプローブ針を有するプローブカードと、前記筐体内の前記プローブカードの下方位置で被検査体を移動可能に支持する支持部材と、前記プローブカードと前記テストヘッドとを接続する接続部材とを有する構成とすることができる。 In the inspection device according to the second aspect, the inspection device main body may include a housing, a probe card provided in the housing, and having a probe needle that contacts a device to be inspected, and a probe card below the probe card in the housing. A configuration may be provided that includes a support member that movably supports the test object at a position, and a connection member that connects the probe card and the test head.
本発明によれば、モーターと、モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する2つの支持アームと、モーターの動力を2つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備する構成としたので、モーターを含む駆動系を旋回軸の中央に位置させることができる。このため、駆動系を小さくかつ軽量にできるとともに、応力は均等でねじれも少ない。また、動力伝達のためのシャフトが不要であるため、駆動動力と実際の旋回部とで、旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロスが小さい。また、モーターを含む駆動系を小さくすることができ、かつモーター等を支持アームの間のデッドスペースに配置するので、フットプリントを小さくすることができ小型化が可能である。 According to the present invention, a motor, two support arms provided on both sides of the motor and supporting the test head in a rotatable manner, and a gear portion having a gear for transmitting the power of the motor to the two support arms are provided. With this configuration, the drive system including the motor can be positioned at the center of the turning shaft. For this reason, the drive system can be made small and lightweight, and the stress is uniform and the twist is small. In addition, since a shaft for transmitting power is not required, a loss of turning power and a turning position loss due to twisting between the driving power and the actual turning portion are small. Further, the drive system including the motor can be reduced, and the motor and the like are arranged in the dead space between the support arms, so that the footprint can be reduced and the size can be reduced.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<プローブ装置>
最初に、本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を備えた検査装置であるプローブ装置の全体について説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を備えたプローブ装置を示す正面図、図2はその主要部を示す斜視図である。
<Probe device>
First, an entire probe device, which is an inspection device provided with a test head turning mechanism according to an embodiment of the present invention, will be described.
FIG. 1 is a front view showing a probe device provided with a test head turning mechanism according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a main part thereof.
プローブ装置100は、被検査体例えば半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)Wの電気的検査を行う検査部を構成するプローブ装置本体1と、プローブ装置本体1の上に旋回可能に設けられたテストヘッド2と、テストヘッド2を旋回させるテストヘッド旋回機構3と、カセット単位で搬入、搬出されたウエハを1枚ずつプローブ装置本体に搬送するローダ部4と、制御部5とを有する。なお、図1では制御部5を一部切り欠いて示しており、図2ではローダ部の記載を省略している。
The
プローブ装置本体1は、図1に示すように、筐体11と、筐体11の天面を構成し、中央に円形の孔12aが形成されたヘッドプレート12と、ヘッドプレート12の孔12aに対応する位置に取り付けられ、プローブ針(接触子)13aを有するプローブカード13と、プローブカード13の下方位置でウエハWを載置する載置台14とを有する。
As shown in FIG. 1, the probe device
載置台14は、X−Yテーブル機構、Z方向移動機構およびθ方向移動機構(いずれも図示せず)によりX、Y、Z、θ方向に移動可能となっており、ウエハWを所定の検査位置へ位置決めするようになっている。 The mounting table 14 can be moved in the X, Y, Z, and θ directions by an XY table mechanism, a Z-direction moving mechanism, and a θ-direction moving mechanism (all not shown), and the wafer W is inspected in a predetermined manner. The position is determined.
また、プローブカード13のプローブ針(接触子)13aは、ウエハWのICチップの端子に接続するようになっている。そして、テストヘッド2がプローブ装置本体1の直上の検査位置に位置された時に、プローブカード13上面の接続端子(図示せず)が接続リング15を介してテストヘッド2に接続されるようになっている。
The probe needles (contacts) 13a of the
テストヘッド2は、プローブカード13とテスター(図1,2では図示せず)との間を電気的に中継するものである。テストヘッド2は、被検査体であるウエハWの検査のための多数の電子部品が実装されて構成され、例えば300kg程度の重量物を構成しており、剛性の高い材料で構成された枠体21に収容されており、枠体21に取り付けられている。テストヘッド旋回機構3は、枠体21を介してテストヘッド2を旋回させるようになっている。テストヘッド2が十分な剛性を有するものであれば、枠体21を介さずにテストヘッド2を直接旋回させてもよい。テストヘッド旋回機構3は、テストヘッド2を、プローブ装置本体1の上の検査位置と、検査位置から離隔したメンテナンスエリア6との間で旋回移動させるものであり、最大180°旋回可能となっている。なお、テストヘッド旋回機構3の詳細については、後述する。
The test head 2 electrically relays between the
制御部5は、図3に示すように、プローブ装置100の各構成部、すなわち、プローブ装置本体1、テストヘッド旋回機構3、ローダ部4、テスター7(図3のみ図示)を制御する、CPUを有する主制御部51と、キーボードやマウス、リモコン等の入力部52と、プリンター等の出力部53と、ディスプレイ等の表示部54と、制御に必要な情報を記憶する記憶部55とを有している。主制御部51は、検査モードにおいては、記憶部55に処理レシピが記憶された記憶媒体をセットすることにより、記憶媒体から呼び出された処理レシピに基づいてプローブ装置100に所定の検査処理動作を実行させる。また、後述するように、主制御部51は、メンテナンスモードにおいては、入力部52、例えばリモコンの操作によりテストヘッド旋回機構3を制御して、テストヘッド2を180°までの所定角度に旋回させる。
As shown in FIG. 3, the
このように構成されるプローブ装置100においては、ローダ部4からウエハWをプローブ装置本体1に搬送し、載置台14上に載置し吸着固定する。そして、テストヘッド2をプローブ装置本体1の直上の検査位置に位置させた状態で、プローブ装置本体1のプローブカード13とテストヘッド2とを接続リング15を介して電気的に接続させる。この状態で、載置台14をX、Yおよびθに移動させて、ウエハWの端子をプローブカード13のプローブ針13aに対して位置決めする。その後、載置台14をZ方向にオーバードライブすると、プローブ針13aとウエハWのICチップの端子とが電気的に接触してICチップの電気的検査が実施される。
In the
このような動作を繰り返し行って、1枚のウエハWの電気的検査を終了した後、ウエハを入替えて連続してカセットに収容されている所定枚数のウエハに対する電気的検査を行う。 After such an operation is repeatedly performed to complete the electrical inspection of one wafer W, the wafers are replaced and the electrical inspection is continuously performed on a predetermined number of wafers stored in the cassette.
プローブ装置100のメンテナンスを行う際には、テストヘッド旋回機構3により、テストヘッド2を、180°までの所定角度旋回させて、メンテナンスエリア6に位置させる。図1では、テストヘッド2を90°旋回させた状態および180°旋回させた状態を併記している。
When maintenance of the
<テストヘッド旋回機構>
次に、テストヘッド旋回機構3について、より具体的に説明する。
図4はテストヘッド旋回機構3を示す斜視図、図5はテストヘッド旋回機構3の駆動系を示す正面図、図6はテストヘッド旋回機構3の要部を示す分解斜視図である。
<Test head swivel mechanism>
Next, the test
4 is a perspective view showing the test
テストヘッド旋回機構3は、図4に示すように、旋回軸O回りにテストヘッド2を旋回させるものであり、テストヘッド2を旋回可能に支持する2本の支持アーム31と、支持アーム31を介してテストヘッド2を旋回駆動する駆動部32とを有しており、台座39の上に取り付けられている。なお、上述したように、テストヘッド2は枠体21に収容された状態で枠体21に取り付けられており、支持アーム31は枠体21に接続されて、枠体21を介してテストヘッド2を支持しているが、テストヘッド2を直接支持するようにしてもよい。
As shown in FIG. 4, the test
駆動部32は、筐体36内に設けられたモーター33およびギア部34を有しており、2本の支持アーム31は、モーター33の両側に、モーター33に対して対称となる位置に配置されている。モーター33は、例えばサーボモータで構成されており、旋回軸Oに直交する方向に動力を出力するようになっている。ギア部34はモーター33の動力を2つの支持アーム31に伝達するギアを有している。
The
詳細には、モーター33はその出力軸が鉛直方向上方(Z方向)に延びており(Z方向実装)、ギア部34はギアによりモーター33の出力軸の回転をそれに直交する旋回軸O回りの回転に変換し、支持アーム31に伝達する。ギア部34はモーター33の前段減速機として機能し、例えばウォームギアを有するウォームギア付き減速機として構成される。
In detail, the output shaft of the
駆動部32は、さらに、ギア部34と2つの支持アーム31との間に、それぞれ設けられた2つの後段減速機35を有している。すなわち、ギア部34の出力軸は、筐体36の2つの側板37から外側に突出しており、2つの後段減速機35は、それぞれの側板37に固定された状態でギア部34の出力軸に接続されている。そして、後段減速機35の出力軸に支持アーム31が固定されており、後段減速機35の出力により、支持アーム31が旋回軸Oの回りに回動して、枠体21を介してテストヘッド2を旋回させる。後段減速機35は、ギア部34で減速された回転軸速度をさらに減速して支持アーム31に伝達する機能を有しており、例えば遊星歯車式減速機で構成されている。遊星歯車式減速機としてはサイクロ減速機を挙げることができる。2つの後段減速機35も、モーター33に対して対称となる位置に配置されている。
The
台座39の上面部には、モーター33および筐体36が取り付けられ、また、2つの後段減速機35にそれぞれ対応するように、2つのメカストッパ38が取り付けられている。なお、図4中、符号40はエレキボックスである。
A
テストヘッド旋回機構3は、上述したように、制御部5により制御される。例えば、入力部52、例えばリモコンを操作することにより、主制御部51からモーター33に駆動信号を出力し、テストヘッド2を180°までの所定角度に旋回させる。このときの制御は、適宜の旋回角度を設定し、旋回スイッチをONにすることにより、その設定した旋回角度までテストヘッド2が旋回する自動モードと、例えば、旋回スイッチをONのままにすることによりテストヘッド2が旋回し続け、旋回スイッチをOFFにすることにより、テストヘッド2の旋回を任意の位置で停止させる手動モードの2モードで行うことができる。また、自動モードでテストヘッド2が設定角度まで旋回するように制御している途中で、手動モードスイッチをONにすることにより、テストヘッド2の自動モードを停止して、テストヘッド2が設定角度まで旋回する前に手動モードに切り替わるように制御されるようになっている。
The test
このように構成されたテストヘッド旋回機構3においては、メンテナンスモードにおいて、上述したように、制御部5の入力部52を操作することにより、主制御部51からテストヘッド旋回機構3に旋回指令を出力し、テストヘッド2を図1に示す180°までの所定角度に旋回させる。なお、図1では、旋回角度0°(テストヘッド2がプローブ装置本体1上に位置)、90°、180°の位置を示している。
In the test
このとき、図7(a)に示すように、従来のテストヘッド旋回機構3′は、テストヘッドを旋回させる旋回軸となるシャフト61と、テストヘッド2の枠体21とシャフト61とを繋ぐ2本の支持アーム62と、シャフト61の一方側に取り付けられ、一方の支持アーム62の外側に飛び出した位置に配置された、モーターおよび減速機が一体となった構造を有する駆動系63とを有し、駆動系63の動力をシャフト61を介して旋回動力として支持アーム62に伝達する。
At this time, as shown in FIG. 7 (a), the conventional test head turning mechanism 3 'includes a
この場合に、従来のテストヘッド旋回機構3′は、駆動系63が一方側にあり、旋回軸の中央にないため、テストヘッド2が大きくかつ重量物であって剛性が高くても、支持アーム62の片側に応力集中があり、また、シャフト61を介して旋回動力を伝達しているため、重量物であるテストヘッド2を旋回する際に、駆動動力と実際の旋回部とで旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロス等を生じやすい。また、駆動系63のサイズが大きく、また駆動系63が一方の支持アームの外側に飛び出しているので、その分フットプリントが大きくなる。
In this case, the conventional test
これに対して、本実施形態のテストヘッド旋回機構3は、図7(a)と比較して図7(b)に示すように、テストヘッド2の枠体21に接続される2本の支持アーム31は、モーター33の両側に設けられており、モーター33は回転軸がZ方向で、その動力は、ギア部34を介して支持アーム31に伝達される。このため、モーター33を含む駆動系を旋回軸の中央に位置させることができるので、駆動系を小さくかつ軽量にできるとともに、応力は均等でねじれも少ない。また、動力伝達のためのシャフトが不要であるため、駆動動力と実際の旋回部とで、旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロスが小さい。このとき、支持アーム31を、モーター33の両側に、モーター33に対して対称となるように設けることにより、応力を一層均等にすることができる。また、モーター33を含む駆動部32を小さくすることができ、かつモーター33等を支持アーム31の間のデッドスペースに配置するので、フットプリントを小さくすることができ小型化が可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the test
また、モーター33の動力を、ギア部34を介して支持アーム31に動力を伝達するので、ギア部34が減速機として機能し、モーター33を停止した場合に、テストヘッド2を正確な位置で停止することができ、停止位置を所定位置に維持することができる。特に、ギア部34としてウォームギアを有するウォームギア付き減速機を用いることにより、減速性能およびブレーキ性能が高く、テストヘッド2を極めて正確な位置で停止することができ、停止位置を所定位置に維持する効果が極めて高い。このため、テストヘッド2の落下を有効に防止することができ、安全性が高くテスターの損傷、および人的被害を有効に防止することができる。
Further, since the power of the
さらに、前段減速機であるギア部34と2つの支持アーム31との間に、それぞれ後段減速機35を設けることにより、モーター33を停止した際のテストヘッド2の停止性能をより高めることができる。特に、後段減速機35としてサイクロ減速機等の遊星歯車式減速機を用いることにより、減速性能を高めることができる。また、2つの後段減速機35をモーター33に対して対称となるように設けることにより、応力の均等性を一層高めることができる。
Further, by providing the rear-
さらにまた、制御部5の入力部52、例えばリモコンを操作することにより、テストヘッド2を180°までの所定角度に旋回させるように制御する際に、設定した旋回角度までテストヘッド2を旋回させる自動モードと、テストヘッド2が旋回および停止を手動で行う手動モードの2モードで行うことができるので、メンテナンス性が良好である。また、自動モードでテストヘッド2が旋回している途中で、手動モードに切り替えることができるので、自動モードの途中でテストヘッド2の停止位置を変更するような場合に、自動モードで設定した角度位置にテストヘッド2が達するまで待つ必要がない。
Furthermore, by operating the
<実験例>
次に、実験例について説明する。
(実験例1)
ここでは、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構について、旋回角度が0°の位置における、テストヘッド荷重なしの場合とありの場合の、2つの支持アーム(フロントアームおよびリアアーム)およびヘッド先端の変位を測定した。
<Example of experiment>
Next, an experimental example will be described.
(Experimental example 1)
Here, regarding the test head turning mechanism of the conventional example and the test head turning mechanism of the present invention, two support arms (front arm and The displacement of the rear arm) and the tip of the head were measured.
図8は、この際の変位測定位置(平面位置)および測定結果を示す図である。図8(a)は、従来のテストヘッド旋回機構における変位測定部の平面位置、および変位測定結果を示し、図8(b)は、本発明のテストヘッド旋回機構における変位測定部の平面位置、および変位測定結果を示す。なお、ヘッド先端の変位は、枠体の先端部中央の下面の変位を測定した結果、フロントアームおよびリアアームの変位は、フロントアームおよびリアアームの基端部の変位を測定した結果である。また、図示するように、右側がフロントサイド(FS)、左側がリアサイド(RS)である。また、X方向は、テストヘッド先端側が+、反対側が−、Y方向はフロント側へ向かう方が+、リア側へ向かう方が−、Z方向は、下方向が+、上方向が−である。また、ヘッド先端変位は下方向の変位である。 FIG. 8 is a diagram showing the displacement measurement position (plane position) and the measurement result at this time. FIG. 8A shows a plane position of a displacement measuring unit in a conventional test head turning mechanism and a displacement measurement result, and FIG. 8B shows a plane position of the displacement measuring unit in the test head turning mechanism of the present invention. And the results of the displacement measurements The displacement of the head tip is a result of measuring the displacement of the lower surface at the center of the tip of the frame, and the displacement of the front arm and the rear arm is a result of measuring the displacement of the base end of the front arm and the rear arm. As shown, the right side is the front side (FS) and the left side is the rear side (RS). In the X direction, the tip side of the test head is +, the opposite side is-, the Y direction is + toward the front side, the-direction is toward the rear side, and the Z direction is + in the downward direction and-in the upward direction. . The head tip displacement is a downward displacement.
図8に結果を示す通り、テストヘッドヘッドの荷重を加えたときの2つの支持アームの変位量およびヘッド先端の変位量は従来例よりも本発明例のほうが少なく、本発明例のほうが剛性が高いことが確認された。 As shown in FIG. 8, the displacement of the two support arms and the displacement of the tip of the head when the load of the test head is applied are smaller in the example of the present invention than in the conventional example, and the rigidity of the example of the present invention is lower. It was confirmed that it was high.
(実験例2)
ここでは、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構について、テストヘッドを旋回したときの支持アームの変位量を測定した。
(Experimental example 2)
Here, the displacement amount of the support arm when the test head was turned was measured for the conventional test head turning mechanism and the test head turning mechanism of the present invention.
まず、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での180°旋回時におけるX方向の変位量を比較した。その結果を図9(a)に示す。図9(a)は、横軸に旋回軸方向の位置をとり、縦軸に変位量をとって、従来例および本発明例におけるフロントアーム位置の変位量およびリアアーム位置の変位量をプロットし、それぞれのフロントアーム位置のプロットおよびリアアーム位置のプロットを結んだ直線を引いて、従来例のフロントアーム位置およびリアアーム位置において、従来例と本発明例の変位量を比較したものである。これは、従来例と本発明例とでフロントアームとリアアームの位置が違うことによる変位量の違いを排除するためである。フロントアーム位置およびリアアーム位置の変位は、X方向の変位である。 First, the displacement amounts in the X direction at the time of 180 ° turning at the front arm and rear arm positions of the test head turning mechanism of the conventional example and the test head turning mechanism of the present invention were compared. FIG. 9A shows the result. FIG. 9A plots the displacement amount of the front arm position and the displacement amount of the rear arm position in the conventional example and the present invention example by taking the position in the direction of the pivot axis on the horizontal axis and the displacement amount on the vertical axis. A straight line connecting the plots of the respective front arm positions and the plots of the rear arm positions is drawn, and the displacement amounts of the conventional example and the present invention are compared at the front arm position and the rear arm position of the conventional example. This is to eliminate a difference in displacement due to a difference in the position of the front arm and the rear arm between the conventional example and the present invention. The displacement of the front arm position and the rear arm position is a displacement in the X direction.
図9(a)に示すように、本発明例では、従来例のフロントアーム位置およびリアアーム位置まで外挿した変位量を求めた結果、フロントアーム位置では810μm、リアアーム位置では701μmであり、変位差が109μmであったが、従来例ではフロントアーム位置の変位量が327μm、リアアーム位置の変位量が1628μmであり、変位差が1301μmとなった。このように、本発明例では従来よりもフロントアーム位置とリアアーム位置とで変位差が小さく、本発明例のほうが剛性バランスが良好であることが確認された。また、最大変位量についても本発明例のほうが従来例よりも小さく、本発明例のテストヘッド旋回機構が従来例のテストヘッド旋回機構よりも剛性が高いことが確認された。 As shown in FIG. 9A, in the example of the present invention, as a result of calculating the displacement amount extrapolated to the front arm position and the rear arm position of the conventional example, the displacement amount was 810 μm at the front arm position and 701 μm at the rear arm position, Was 109 μm, but in the conventional example, the displacement amount of the front arm position was 327 μm, the displacement amount of the rear arm position was 1628 μm, and the displacement difference was 1301 μm. As described above, in the example of the present invention, the displacement difference between the front arm position and the rear arm position was smaller than in the conventional example, and it was confirmed that the rigidity balance of the example of the present invention was better. Also, the maximum displacement was smaller in the example of the present invention than in the conventional example, and it was confirmed that the test head turning mechanism of the present example had higher rigidity than the test head turning mechanism of the conventional example.
図9(b)および(c)は、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での各旋回角度におけるX方向の変位量、および旋回角度が0°に戻ったときの再現性を示す図である。なお、旋回角度90°および180°のときの本発明例のフロントアームとリアアームの変位量は、図9(a)に示すように、従来例のフロントアームおよびリアアームの位置まで外挿した値である。図9(b)、(c)に示すように、旋回角度によらず、本発明例のほうがフロントアーム位置とリアアーム位置との変位差が小さく、最大変位量も小さい。また、旋回角度が0°に戻ったときの変位量は従来例も本発明例もほぼ0であり、いずれも0°再現性は良好であった。 FIGS. 9B and 9C show that the displacement amount in the X direction and the turning angle at each turning angle at the front arm and rear arm positions of the test head turning mechanism of the conventional example and the test head turning mechanism of the present invention are 0. FIG. 9 is a diagram showing reproducibility when the temperature returns to °. The displacement amounts of the front arm and the rear arm of the present invention at the turning angles of 90 ° and 180 ° are values extrapolated to the positions of the front arm and the rear arm of the conventional example, as shown in FIG. is there. As shown in FIGS. 9B and 9C, the displacement difference between the front arm position and the rear arm position is smaller and the maximum displacement amount is smaller in the example of the present invention regardless of the turning angle. In addition, the displacement amount when the turning angle returned to 0 ° was almost 0 in both the conventional example and the present invention example, and the 0 ° reproducibility was good in each case.
<他の適用>
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、テストヘッド旋回機構は、テストヘッドの旋回駆動のみを行う例について示したが、旋回する際のウエハやプローブカード等の保護のため、図10に示すように、テストヘッドを昇降する昇降機構70を設けてもよい。昇降機構70は、特に限定されず、モーターを用いたボールねじ機構等であってもよいし、シリンダ機構であってもよい。
<Other applications>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the concept of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which the test head turning mechanism performs only the turning drive of the test head has been described. May be provided. The
また、上記実施形態では、前段減速機として機能するギア部34と後段減速機35の2段の減速機を用いた例を示したが、減速機としては前段減速機として機能するギア部34のみであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the two-stage speed reducer including the
さらに、本発明のテストヘッド旋回機構が適用される検査装置としては、上記実施形態のプローブ装置に限らず、種々の構成のものを用いることができる。 Further, the inspection device to which the test head turning mechanism of the present invention is applied is not limited to the probe device of the above-described embodiment, but may have various configurations.
1;プローブ装置本体
2;テストヘッド
3;テストヘッド旋回機構
4;ローダ部
5;制御部
6;メンテナンスエリア
11;筐体
13;プローブカード
14;載置台
15;接続リング
21;枠体
31;支持アーム
32;駆動部
33;モーター
34;ギア部
35;後段減速機
51;主制御部
52;入力部
53;出力部
54;表示部
55;記憶部
70;昇降機構
100;プローブ装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記旋回軸に直交する方向に動力を出力するモーターと、
前記モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する2つの支持アームと、
前記モーターの動力を前記2つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備することを特徴とするテストヘッド旋回機構。 A test head turning mechanism for turning a test head around a turning axis in an inspection device for inspecting electrical characteristics of a substrate,
A motor that outputs power in a direction orthogonal to the turning axis,
Two support arms provided on both sides of the motor for pivotally supporting the test head;
A gear portion having a gear for transmitting the power of the motor to the two support arms.
前記被検査体の検査のための電子部品を有するテストヘッドと、
前記テストヘッドを前記検査装置本体の上の検査位置と、前記検査位置から離隔したメンテナンスエリアとの間で旋回するテストヘッド旋回機構と
を具備し、
前記テストヘッド旋回機構は、請求項1から請求項10のいずれか1項の構成を有していることを特徴とする検査装置。 An inspection device main body for measuring the electrical characteristics of the device under test,
A test head having an electronic component for inspection of the inspection object,
A test head turning mechanism that turns the test head between an inspection position on the inspection device main body and a maintenance area separated from the inspection position,
An inspection apparatus, wherein the test head turning mechanism has a configuration according to any one of claims 1 to 10.
筐体と、
前記筐体内に設けられ、被検査体に接触するプローブ針を有するプローブカードと、
前記筐体内の前記プローブカードの下方位置で被検査体を移動可能に支持する支持部材と、
前記プローブカードと前記テストヘッドとを接続する接続部材と
を有することを特徴とする請求項11に記載の検査装置。 The inspection device body,
A housing,
A probe card provided in the housing and having a probe needle that comes into contact with the test object,
A support member that movably supports the device under test at a position below the probe card in the housing,
The inspection apparatus according to claim 11, further comprising a connection member that connects the probe card and the test head.
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