JPH0611542A - Gravity reduction mechanism - Google Patents

Gravity reduction mechanism

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JPH0611542A
JPH0611542A JP4193207A JP19320792A JPH0611542A JP H0611542 A JPH0611542 A JP H0611542A JP 4193207 A JP4193207 A JP 4193207A JP 19320792 A JP19320792 A JP 19320792A JP H0611542 A JPH0611542 A JP H0611542A
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gas spring
gas
flange
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久 中島
Kazuto Ishihara
和人 石原
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Tokyo Electron Yamanashi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To move a gravimetric object by applying force slightly for improving operability by applying the repulsion force of a spring unit to the flange of a spindle. CONSTITUTION:A gas spring 26 fills a spring main body 28 with a specific gas and energizes a rod part 30 in the longitudinal direction of the main body 28 by gas pressure. A test head 8 is rotated in directions A and B in reference to a spindle 22. The rod 30 of the gas spring 26 is subjected to elastic force toward the lower direction so that it is constantly pushed from the gas spring main body 28 and the elastic force is transferred to a connection pin 56 placed at a flange 46 via a wire 58, thus generating a moment which is nearly equal to that which is generated by the head 8 for the spindle 22 so that the latter is canceled. Therefore, a gravimetric object can be moved by applying force slightly, operability can be improved, and then an occupation space can be reduced using an expandable and contractible spring unit.

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、重力軽減機構に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gravity reduction mechanism.

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】一般に、例えば半導体ウエハに形
成された各チップが電気的に正常に動作するか否かを検
査する装置として、プローバ装置が知られている。この
プローバ装置は、例えば図7及び図8に示すように上部
に半導体ウエハを載置固定するプローバ本体2と、回転
可能になされた主軸4にアーム6を介してプローバ本体
2上にて起倒自在に設けられたテストヘッド8を有して
おり、上記ウエハの各チップの電極パッドにテストヘッ
ド8に設けたプローブ針(図示せず)を接触させ、この
プローブ針を介して図示しないテスタから測定パターン
を印加することにより各チップの電気的特性を検査する
ようになっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, a prober device is known as a device for inspecting whether or not each chip formed on a semiconductor wafer operates electrically normally. This prober device is, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, tilted on the prober body 2 via a prober body 2 on which a semiconductor wafer is mounted and fixed, and a rotatable spindle 4 via an arm 6. It has a test head 8 freely provided, and a probe needle (not shown) provided on the test head 8 is brought into contact with the electrode pad of each chip of the wafer, and a tester (not shown) is provided through the probe needle. The electrical characteristics of each chip are inspected by applying a measurement pattern.

【0002】ところで、プローブ針のチェック、ウエハ
の針跡チェック、プロブカードの交換時は、図中仮想線
で示すようにテストヘッド8を主軸4を中心として起倒
したり、或いは完成品等のチェックを行うためには、反
対側の水平方向へ180度完全に展開しなければならな
い。この場合、テストヘッド8の展開操作は一般的には
オペレータによって行われるが、通常このテストヘッド
8の重量は20〜300kgにも達しているので、オペ
レータがこれを容易に展開させることができるように重
力軽減機構として主軸4の一端部にカウンタウエイト1
0を取り付けて主軸に加わるモーメントを略ゼロにする
ことが行われている。また、他の重力軽減機構としては
主軸4に複数のネジリコイルバネを装着し、これらのバ
ネより発生するネジリモーメントを利用してテストヘッ
ド8の展開時に必要とされる力を軽減させるようになっ
ている。また、図9、図10に示すように主軸4の一端
部にアーム11を介してガススプリング12を取り付
け、ガススプリングの弾発力をアーム11に付与するこ
とにより主軸4に加わるモーメントを小さくすることも
行われている。
By the way, when checking the probe needles, checking the needle traces on the wafer, and replacing the probe card, the test head 8 is tilted up and down around the spindle 4 as shown by the phantom line in the figure, or the finished product is checked. To do this, you must fully deploy 180 degrees horizontally on the opposite side. In this case, the operation of deploying the test head 8 is generally performed by an operator, but since the weight of the test head 8 usually reaches 20 to 300 kg, the operator can easily deploy the test head 8. A counterweight 1 is attached to one end of the spindle 4 as a gravity reducing mechanism.
It is practiced to attach 0 to make the moment applied to the main shaft substantially zero. Further, as another gravity reducing mechanism, a plurality of torsion coil springs are attached to the main shaft 4, and the torsion moment generated by these springs is utilized to reduce the force required when the test head 8 is deployed. There is. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, a gas spring 12 is attached to one end of the main shaft 4 via an arm 11 and the elastic force of the gas spring is applied to the arm 11 to reduce the moment applied to the main shaft 4. Things are also being done.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うにカウンタウエイト10を設ける場合には、テストヘ
ッド8がどの展開角度に位置しようがオペレータはこれ
を容易に動かすことができ、操作性は非常に良好である
が、カウンタウエイト10を設けた分だけ装置全体の重
量が重くなってしまい、例えば清浄空気のダウンフロー
を吸引するネット状床部の強度をその分だけ増加させな
ければならないという改善点があった。また、テストヘ
ッド8の展開に伴ってカウンタウエイト10が移動する
が、安全性を確保するためにその移動範囲全体を被うよ
うに保護カバー12を設けなければならない。このため
に、装置の占有する床面積が大きくなり、特に、この種
の装置が配置されるクリーンルームの単位面積のコスト
は非常に高いので、全体として設備費の高騰を余儀なく
されるという改善点があった。
By the way, when the counterweight 10 is provided as described above, the operator can easily move the test head 8 regardless of the deployment angle of the test head 8 and the operability is extremely high. However, an improvement in that the weight of the entire apparatus is increased by the amount of the counterweight 10 provided, and for example, the strength of the net-like floor portion that sucks the downflow of clean air must be increased by that amount. There was a point. Further, the counterweight 10 moves as the test head 8 is deployed, but the protective cover 12 must be provided so as to cover the entire moving range thereof in order to ensure safety. For this reason, the floor area occupied by the apparatus becomes large, and in particular, the cost of the unit area of the clean room in which this type of apparatus is arranged is very high, so there is an improvement that the equipment cost as a whole is forced to soar. there were.

【0004】一方、重力軽減機構としてネジリコイルバ
ネを使用した場合には、設置スペースは少なくて済むが
バネが縮み込むときに必ず空転エリアが発生し、バネが
機能しなくなる。このため、テストヘッド8が上下方向
に起立している状態ではバネが機能せず、非常に不安定
であった。また、テストヘッド8がプローバ本体2側に
位置する時とこれが180度展開して反対側に位置して
いる時のバネの沈み込み量が異なり、このため、例えば
テストヘッド8がプローバ本体2側へ倒されている時に
主軸4に加わるモーメントがゼロになるように設定する
と、テストヘッド8を180度反対側へ倒すためには、
例えば20〜30kgの力でテストヘッド8を押さえ込
まねばならず、全体として操作性がかなり劣るという改
善点を有していた。
On the other hand, when the torsion coil spring is used as the gravity reducing mechanism, the installation space is small, but when the spring contracts, an idle area is always generated and the spring does not function. For this reason, the spring did not function and was very unstable when the test head 8 stood up and down. Further, when the test head 8 is located on the side of the prober main body 2 and when the test head 8 is deployed 180 degrees and located on the opposite side, the amount of depression of the spring is different. If the moment applied to the spindle 4 is set to zero when the test head 8 is tilted down, in order to tilt the test head 8 to the opposite side by 180 degrees,
For example, the test head 8 had to be pressed down with a force of 20 to 30 kg, and the operability as a whole was considerably inferior.

【0005】更に、上記したようなネジリコイルバネを
使用する場合には、設置スペースが過度に大きくならな
い範囲で多数個のバネを設けたとしても、全体としての
重力軽減力は50kg程度であり、前述のように半導体
デバイスの高集積化により装置が大型化して重量化した
今日においては対応することが困難となっている。ま
た、重力軽減機構としてガススプリングを使用した場合
は、ガススプリングと主軸4との干渉を防ぐため、主軸
4の先端部にガススプリングを取り付けなければなら
ず、また占有スペースを過度に大きくとれないことから
使用できるガススプリングの本数は数本程度に限られて
いる。また、数本のガススプリングでテストヘッド8の
重量を支えなければならないため、主軸4の中心からガ
ススプリングの取り付け部までの距離を長くし、モーメ
ントを大きくしなければならない。この場合、テストヘ
ッド8が上下方向に起立している状態ではガススプリン
グは最も伸びていて弾発力は最小であるが、テストヘッ
ド8がプローバ本体2側へ倒れているときと、これが1
80度展開して反対側に位置しているときには、ガスス
プリングが最も押し込まれていて最大の弾発力を発生し
ている。この弾発力の差は十数キロとなり、この弾発力
の差により、例えば、テストヘッド8が上下方向に起立
しているときに主軸4に加わるモーメントがゼロになる
ように設定すると、テストヘッド8が起立している状態
からプローバ本体2側、または反対側へ回動させるため
には、例えば10Kg〜20Kgの力でテストヘッドを
押さえ込まなければならず、全体として操作性がかなり
劣るという改善点を有していた。また、上記したよう
に、ガススプリングを取り付けることにより装置の占有
する床面積が大きくなるという改善点も有していた。本
発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的は、占有
スペースを大きくすることなく操作性の優れた重力軽減
機構を提供することにある。
Further, when the above-mentioned torsion coil spring is used, even if a large number of springs are provided in a range where the installation space does not become excessively large, the gravity reducing force as a whole is about 50 kg. It is difficult to cope with the increase in the size and weight of the device due to the high integration of the semiconductor device as described above. When a gas spring is used as the gravity reducing mechanism, the gas spring must be attached to the tip of the main shaft 4 in order to prevent interference between the gas spring and the main shaft 4, and the occupied space cannot be excessively large. Therefore, the number of gas springs that can be used is limited to a few. Moreover, since the weight of the test head 8 must be supported by several gas springs, the distance from the center of the main shaft 4 to the mounting portion of the gas spring must be lengthened to increase the moment. In this case, when the test head 8 is vertically erected, the gas spring is most extended and the elastic force is minimum, but when the test head 8 is tilted toward the prober main body 2 side,
When it is deployed at 80 degrees and is located on the opposite side, the gas spring is pushed most and the maximum elastic force is generated. This difference in elastic force is a dozen or more kilometers. Due to this difference in elastic force, for example, if the moment applied to the spindle 4 is set to zero when the test head 8 stands up and down, a test is performed. In order to rotate the head 8 from the standing state to the side of the prober main body 2 or to the opposite side, for example, the test head must be pressed with a force of 10 Kg to 20 Kg, and the operability as a whole is inferior. Had a point. Further, as described above, there is also an improvement in that the floor area occupied by the device is increased by mounting the gas spring. The present invention has been made to pay attention to the above problems and to solve them effectively. An object of the present invention is to provide a gravity reducing mechanism that is excellent in operability without increasing the occupied space.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、少なくとも所定の角度だけ回転可
能になされた主軸に取り付け固定された重量物を回転す
るに際して前記重量物を回動させるに要する力を軽減さ
せる重力軽減機構において、前記主軸にフランジを固定
し、前記主軸に対して直交する方向へ、その長手方向へ
伸縮可能なスプリングユニットを設けると共に前記スプ
リングユニットの弾発力を前記フランジに付与するよう
に構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention rotates a heavy object mounted and fixed on a spindle that is rotatable at least a predetermined angle when rotating the heavy object. In a gravity reduction mechanism for reducing the force required to move, a flange is fixed to the main shaft, and a spring unit is provided that is extendable in the longitudinal direction in a direction orthogonal to the main shaft and the elastic force of the spring unit is provided. Is provided to the flange.

【0007】[0007]

【作用】本発明は、以上のように構成したので、主軸に
取り付け固定したフランジに、スプリングユニットの一
端より発生する弾発力が付与される。この弾発力は、こ
の弾発力が付与されている箇所から回転中心までの距離
が小さいため、重量物が垂直方向に起立した状態から水
平方向へ倒れるに従ってもあまり変化せず、その結果、
重量物の重量により発生するモーメントとスプリングユ
ニットの弾発力により発生するモーメントの差が僅かと
なり、180度の展開範囲全域にわたって僅かな力で回
転させることができ、操作性を向上させることが可能と
なる。
Since the present invention is configured as described above, the elastic force generated from one end of the spring unit is applied to the flange fixed to the main shaft. This elastic force does not change much even when the heavy object falls from the vertical standing state to the horizontal direction because the distance from the place where this elastic force is applied to the center of rotation is small, and as a result,
The difference between the moment generated by the weight of the heavy object and the moment generated by the elastic force of the spring unit is small, and it can be rotated with a small force over the entire 180-degree deployment range, improving operability. Becomes

【0008】[0008]

【実施例】以下に、本発明に係る重力軽減機構の一実施
例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係る
重力軽減機構の一実施例を示す正面図、図2は図1に示
す機構の概略側面図、図3は図1に示す機構の概略平面
図である。尚、従来装置と同一部分については同一符号
を付す。図示するように本実施例においては本発明の重
力軽減機構をプローバ装置に適用した場合について説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a gravity reducing mechanism according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 is a front view showing an embodiment of a gravity reducing mechanism according to the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic plan view of the mechanism shown in FIG. The same parts as those of the conventional device are designated by the same reference numerals. As shown in the drawings, in this embodiment, a case where the gravity reducing mechanism of the present invention is applied to a prober device will be described.

【0009】このプローバ装置14は、その上部に検査
すべき被検査体、例えば半導体ウエハWを載置固定する
プローバ本体2を有しており、このウエハWは、図示し
ないX・Y・Zステージ上に載置されて水平面内及び上
下方向への位置合わせを行い得るように構成されてい
る。このプローバ本体2の上方には、上記ウエハWに形
成された各チップの電気的特性を検査する重量物として
のテストヘッド8が後述するように展開可能に設けられ
る。このテストヘッド8とプローバ本体2との接続上は
接続リング或いはワイヤリングアッセンブリ70が有り
プロブカード69はこの接続リングを介して設けられて
いる。このプロブカード69のプローブ針16をウエハ
Wに形成された各チップの電極パッドに接触させた状態
で図示しないテスタから測定パターンを印加することに
より各チップの電気的特性を検査し得るように構成され
ている。
The prober device 14 has a prober main body 2 on which an object to be inspected, for example, a semiconductor wafer W is mounted and fixed. The wafer W has an X, Y, Z stage (not shown). It is configured to be placed on the top and to be aligned in the horizontal plane and in the vertical direction. Above the prober main body 2, a test head 8 as a heavy load for inspecting the electrical characteristics of each chip formed on the wafer W is provided so as to be developed as described later. On the connection between the test head 8 and the prober main body 2, there is a connection ring or a wiring assembly 70, and the probe card 69 is provided via this connection ring. The probe needle 16 of the probe card 69 is in contact with the electrode pad of each chip formed on the wafer W, and a measurement pattern is applied from a tester (not shown) so that the electrical characteristics of each chip can be inspected. Has been done.

【0010】上記テストヘッド8は、テスタ7と上記プ
ローブ針16との間の電気信号をインタフェースするた
めの多数の電子機器が収容されており、その重さは20
〜200kgもの重量となる。このテストヘッド8は、
本発明の重力軽減機構19に連結されて展開時にその重
力が軽減される。すなわちこのテストヘッド8は上記プ
ローバ本体2の側部に起立させて設けた2本の支柱18
間に掛け渡されてた主軸22に2本のアーム24を介し
て取り付け固定されており、そして、この主軸22はそ
の両端において軸受部20を介して上記支柱18の上部
に回転可能に支持されている。従って、重量物である上
記テストヘッド8は主軸22を中心として図1に示すよ
うに180度展開可能になされている。
The test head 8 houses a large number of electronic devices for interfacing electrical signals between the tester 7 and the probe needle 16, and its weight is 20.
It weighs up to 200 kg. This test head 8
It is connected to the gravity reducing mechanism 19 of the present invention to reduce the gravity when it is deployed. That is, the test head 8 is provided with two columns 18 which are provided upright on the side portion of the prober body 2.
It is attached and fixed to a main shaft 22 spanned between two via two arms 24, and the main shaft 22 is rotatably supported on the upper part of the column 18 via bearing portions 20 at both ends thereof. ing. Therefore, the test head 8 which is a heavy object can be deployed 180 degrees around the main shaft 22 as shown in FIG.

【0011】そして、このテストヘッド8の重力を軽減
するために長手方向へ伸縮可能なスプリングユニット、
例えばガススプリング26が使用される。このガススプ
リング26は、主軸22の軸方向に対して直交する方向
に沿って設けられる。このガススプリング26は、図示
例にあっては2本しか記載してないが、実際には10本
程度設けられており、またその数は軽減すべき重量物の
重さに対応させて適宜増減できる。このガススプリング
26は、例えば円柱状のガススプリング本体28内に所
定の圧力のガス例えば空気を充填し、このガスの圧力に
よりロッド部30をガススプリング本体28の長手方向
へ付勢するように構成されている。
Then, in order to reduce the gravity of the test head 8, a spring unit capable of expanding and contracting in the longitudinal direction,
For example, the gas spring 26 is used. The gas spring 26 is provided along a direction orthogonal to the axial direction of the main shaft 22. Although only two gas springs 26 are shown in the illustrated example, actually about ten gas springs 26 are provided, and the number thereof is appropriately increased or decreased in accordance with the weight of the heavy object to be reduced. it can. The gas spring 26 is configured such that, for example, a cylindrical gas spring body 28 is filled with a gas having a predetermined pressure, such as air, and the rod portion 30 is biased in the longitudinal direction of the gas spring body 28 by the pressure of this gas. Has been done.

【0012】このガススプリング26の全体は、直方体
状の保護箱31内に収容されており、上記ガススプリン
グ本体28の上端部は、2本の支柱18間に平行に掛け
渡された2つの補強梁32側に固定されると共に他端の
ロッド部30の先端は、1対のガイド板34側へ案内移
動可能に支持される。具体的には、上記2つの補強梁3
2間には上下方向へ僅かに傾斜させて補強板36が掛け
渡して固定されており、この補強板36には調整ネジ3
8を介して可動板40が上下方向へ調整移動可能に設け
られる。そして、この可動板40にこれに直交するよう
に上記ガススプリング本体28の上端が取り付け固定さ
れており、ガススプリング本体28は垂直方向に対して
やや傾斜されて全体の高さを低くするようになされてい
る。また、ロッド部30の先端にはガイドピン42が固
定されており、このガイドピン42は、上記1対のガイ
ド板34にロッド部30の出没方向に沿って形成された
長孔状のガイド孔44にその両端が遊嵌されて移動自在
になされている。
The entire gas spring 26 is housed in a rectangular parallelepiped protective box 31, and the upper end portion of the gas spring body 28 is reinforced by two reinforcements extending in parallel between the two columns 18. The tip of the rod portion 30 at the other end, which is fixed to the beam 32 side, is supported so as to be guided and movable toward the pair of guide plates 34. Specifically, the above-mentioned two reinforcing beams 3
A reinforcing plate 36 is slid in a vertical direction between the two and is fixed to the reinforcing plate 36. The adjusting screw 3 is attached to the reinforcing plate 36.
A movable plate 40 is provided so as to be adjustable in the up-down direction via the switch 8. The upper end of the gas spring body 28 is attached and fixed to the movable plate 40 so as to be orthogonal to the movable plate 40. The gas spring body 28 is slightly inclined with respect to the vertical direction so that the overall height is lowered. Has been done. A guide pin 42 is fixed to the tip of the rod portion 30. The guide pin 42 is a long hole-shaped guide hole formed in the pair of guide plates 34 along the protruding / retracting direction of the rod portion 30. Both ends thereof are loosely fitted in 44 so as to be movable.

【0013】一方、このガススプリング26に対応する
主軸22の部分には所定の径を有する図5に示すような
フランジ46が取り付けられている。具体的にはこのフ
ランジ46はリング状のフランジ部48とこれに連接さ
れるリング状の締付部50とよりなり、一側に切り欠き
52を有している。そして、この切り欠かれた締付部5
0にボルト54を挿通させてこのボルト54を締め付け
て締付部50のリング径を小さくすることによりフラン
ジ46を主軸22へ確実に固定するように構成されてい
る。そして、フランジ部48には、これを貫通して接続
ピン56が固設されている。この接続ピン56の取り付
け位置は、テストヘッド8の重心Gと主軸22の中心点
Oを結ぶ直線の延長線状に位置させるのが好ましい。
On the other hand, a flange 46 having a predetermined diameter as shown in FIG. 5 is attached to the portion of the main shaft 22 corresponding to the gas spring 26. Specifically, the flange 46 includes a ring-shaped flange portion 48 and a ring-shaped tightening portion 50 that is connected to the flange portion 48, and has a notch 52 on one side. And this notched tightening portion 5
It is configured so that the flange 46 is securely fixed to the main shaft 22 by inserting the bolt 54 into the 0 and tightening the bolt 54 to reduce the ring diameter of the tightening portion 50. A connection pin 56 is fixedly provided on the flange portion 48 so as to penetrate therethrough. It is preferable that the attachment position of the connection pin 56 be located on an extended line of a straight line connecting the center of gravity G of the test head 8 and the center point O of the main shaft 22.

【0014】そして、この接続ピン56の両端部と前記
ロード部30の先端に設けたガイドピン42の両端部と
はそれぞれ強靱なワイヤ58により強固に連結されてい
る。従って、主軸22の回動に応じて接続ピン56も円
弧状に上下動するが、この時、ガススプリング26の弾
発力がワイヤ58を介して主軸22に下方向へ付勢され
るモーメントとして伝えられ、テストヘッド8により発
生するモーメントに略均り合うような反対方向のモーメ
ントを発生するように構成されている。このために、フ
ランジ部48における接続ピン56の取り付け位置は、
テストヘッド8が図1中の一方の仮想線で示すように上
下方向に起立してその重心Gが主軸22の真上に位置し
た状態、すなわち90度の角度だけ展開された状態にお
いて主軸22の中心点Oとガススプリング26とを結ぶ
線上に位置するように設定する。
The both ends of the connecting pin 56 and the both ends of the guide pin 42 provided at the tip of the load portion 30 are firmly connected by a strong wire 58. Therefore, the connecting pin 56 also moves up and down in an arc shape in response to the rotation of the main shaft 22, but at this time, the elastic force of the gas spring 26 acts as a moment to urge the main shaft 22 downward via the wire 58. It is configured to generate a moment in the opposite direction that is transmitted and approximately equalizes with the moment generated by the test head 8. For this reason, the attachment position of the connection pin 56 on the flange portion 48 is
When the test head 8 stands upright in the vertical direction as shown by one of the phantom lines in FIG. 1 and its center of gravity G is located right above the main shaft 22, that is, when the main shaft 22 is expanded by an angle of 90 degrees. It is set so as to be located on the line connecting the center point O and the gas spring 26.

【0015】各ガススプリング26の取り付け構造は、
全て上述したと同様に取り付けられ、例えばテストヘッ
ド8の重さが100kg程度の場合には、ガススプリン
グ26の能力にもよるがこのガススプリングを10本程
度用いる。そして、主軸22の中心点Oとテストヘッド
8の重心Gとの間の距離L1が例えば600mmの場合
には、主軸22の中心点Oと接続ピン56との間の距離
L2を例えば60mm程度に設定する。このように距離
L2を短くできるのは、ガススプリングの特性は、短い
ストロークで強い弾発力を発揮し得るからである。尚、
テストヘッド8がプローバ本体2側から仮想線で示すよ
うに180度展開されたときにこのテストヘッド8の荷
重を支持するためにサイドデスク(図示せず)が設けら
れている。
The mounting structure of each gas spring 26 is as follows.
All are attached in the same manner as described above. For example, when the weight of the test head 8 is about 100 kg, about 10 gas springs are used depending on the capacity of the gas spring 26. When the distance L1 between the center point O of the main shaft 22 and the center of gravity G of the test head 8 is, for example, 600 mm, the distance L2 between the center point O of the main shaft 22 and the connection pin 56 is, for example, about 60 mm. Set. The reason why the distance L2 can be shortened in this way is that the characteristic of the gas spring can exhibit a strong elastic force in a short stroke. still,
A side desk (not shown) is provided to support the load of the test head 8 when the test head 8 is unfolded 180 degrees from the prober body 2 side as shown by an imaginary line.

【0016】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、このプローバ装置を用い
て被検査体である半導体ウエハW及びこのチップを使用
した完成品の電気的特性の検査を行う場合には、仮想線
で示すように90度展開し、或いは180度展開して水
平状態に維持した状態のテストヘッド8をA方向、すな
わちプローバ本体2方向へ回動させ接続リング或いはワ
イヤリングアッセンブリ70に接続させる。この時ウエ
ハWはプローバ本体2のX・Y・Zステージ72に吸着
固定し任意の位置に精度よく位置決めされる。このよう
な状態でプロブカード69のプローブ針16をウエハW
上の各チップの電極パッドに接触させ、図示しないテス
タからプローブ針16を介してチップに測定パターンを
印加し、各チップの電気的特性を検査する。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described. First, when inspecting the electrical characteristics of a semiconductor wafer W, which is an object to be inspected, and a finished product using this chip using this prober device, the probe is developed 90 degrees as shown by a phantom line, or 180 degrees. The test head 8 in the unfolded state and maintained in the horizontal state is rotated in the A direction, that is, the direction of the prober main body 2 to be connected to the connection ring or the wiring assembly 70. At this time, the wafer W is suction-fixed to the XY stage 72 of the prober main body 2 and accurately positioned at an arbitrary position. In this state, the probe needle 16 of the probe card 69 is attached to the wafer W.
The electrical pattern of each chip is inspected by contacting the electrode pad of each chip above and applying a measurement pattern to the chip from a tester (not shown) via the probe needle 16.

【0017】また、テストヘッド8をプローバ本体2の
反対側へ180度展開して水平状態に維持した状態で
は、チップの完成品等が検査される。このように、テス
トヘッド8は必要に応じて、オペレータにより主軸22
を中心として矢印A方向及び矢印B方向へ展開乃至回動
される。この場合、テストヘッド8を回動させるに要す
る力は、重力軽減機構19により軽減されて、これを容
易に回動させることができる。すなわち、ガススプリン
グ26のロッド30は常にガスイスプリング本体28か
ら押し出されるように図中下方向へ向かう弾発力が付与
されており、この弾発力はワイヤ58を介してフランジ
部48に設けた接続ピン56へ伝達され、主軸22に対
してテストヘッド8により発生するモーメントを相殺す
るようにこれと略同等のモーメントが発生する。
Further, in a state where the test head 8 is expanded 180 degrees to the opposite side of the prober main body 2 and maintained in a horizontal state, a finished chip or the like is inspected. In this way, the test head 8 is operated by the operator as needed by the spindle 22.
Is deployed or rotated in the directions of the arrow A and the arrow B around the center. In this case, the force required to rotate the test head 8 is reduced by the gravity reducing mechanism 19 so that the test head 8 can be easily rotated. That is, the rod 30 of the gas spring 26 is always given an elastic force downward in the drawing so as to be pushed out from the gas spring main body 28, and this elastic force is provided on the flange portion 48 via the wire 58. Is transmitted to the connecting pin 56, and a moment substantially equal thereto is generated so as to cancel the moment generated by the test head 8 with respect to the main shaft 22.

【0018】この場合、テストヘッド8が実線で示すよ
うにプローバ本体2側に位置しているときは、フランジ
部48に設けた接続ピン56は第1の位置P1に位置
し、テストヘッド8を展開させるに従ってこの接続ピン
56は矢印C方向に移動し、テストヘッド8が起立され
た状態では接続ピン56は第2の位置Pに位置する。更
に、テストヘッド8が回動されて180度の展開が行わ
れると接続ピン56は第3の位置P3に達する。また、
テストヘッド8がプローバ本体2側の元の実線の位置に
戻されるときは、接続ピン56は上記したと逆の経路を
矢印Dに示す方向に戻ることになる。ここで、テストヘ
ッド8が水平状態に維持されている状態では接続ピン5
6は第1または第3の位置P1、P3に位置されている
のでワイヤ58は上方へ引き上げられてロッド部30は
ガススプリング本体28内に最も押し込まれ、最大の弾
発力が発揮される。この時、ロッド部30に設けたガイ
ドピン42はガイド板34のガイド孔44に沿って案内
されつつ上方へ移動し、図2に示すように位置P4に位
置している。
In this case, when the test head 8 is located on the prober body 2 side as shown by the solid line, the connection pin 56 provided on the flange portion 48 is located at the first position P1 and the test head 8 is located at the first position P1. The connection pin 56 moves in the direction of arrow C as it is expanded, and the connection pin 56 is located at the second position P when the test head 8 is erected. Further, when the test head 8 is rotated and expanded by 180 degrees, the connection pin 56 reaches the third position P3. Also,
When the test head 8 is returned to the original position indicated by the solid line on the prober body 2 side, the connecting pin 56 returns in the direction indicated by the arrow D along the route opposite to the above. Here, when the test head 8 is maintained in the horizontal state, the connection pin 5
Since 6 is located at the first or third position P1 or P3, the wire 58 is pulled upward and the rod portion 30 is pushed most into the gas spring body 28, so that the maximum elastic force is exerted. At this time, the guide pin 42 provided on the rod portion 30 moves upward while being guided along the guide hole 44 of the guide plate 34, and is located at the position P4 as shown in FIG.

【0019】また、テストヘッド8が起立された状態で
は接続ピン56は第2の位置P2に位置されているの
で、ワイヤ58は下方へ引き上げられてロット部30は
ガススプリング本体28から最も飛び出し、最小の弾発
力が発揮される。このときロット部30に設けられたガ
イドピン42は図2に示すようにP5に位置している。
従って、テストヘッド8が水平状態のときはワイヤ58
は最大の張力で引かれているが、P4とP5の距離が比
較的小さく、またガススプリングは押し込み量の変化に
よる弾発力の変化が比較的小さいため、ワイヤ58の最
大の張力と最小の張力の差は僅かなものとなる。その結
果、テストヘッド8がどの角度に位置していても、この
テストヘッド8により発生するモーメントの大きさに対
応させた逆方向のモーメントをガススプリングにより発
生させることができる。従って、テストヘッド8がどの
角度に位置していてもオペレータはこれを僅かな力でも
って回動させることができ、操作性を大幅に改善するこ
とができる。
Further, since the connecting pin 56 is positioned at the second position P2 when the test head 8 is erected, the wire 58 is pulled downward so that the lot portion 30 projects most from the gas spring body 28. The minimum resilience is demonstrated. At this time, the guide pin 42 provided in the lot section 30 is located at P5 as shown in FIG.
Therefore, when the test head 8 is horizontal, the wire 58
Is pulled with the maximum tension, but the distance between P4 and P5 is relatively small, and the change in the elastic force of the gas spring due to the change in the pushing amount is relatively small. The difference in tension is small. As a result, regardless of the angle of the test head 8, the gas spring can generate a moment in the opposite direction corresponding to the magnitude of the moment generated by the test head 8. Therefore, the operator can rotate the test head 8 with a slight force regardless of the angle of the test head 8, and the operability can be greatly improved.

【0020】実験の結果、テストヘッド8の180度の
回動範囲内においてどの角度においても2kg重以内の
力でこれを回動させることができ、良好な結果を得るこ
とができた。また、複数、例えば10個のガススプリン
グ26を並列させて設けたとしてもその占有スペース
は、従来装置のカウンタウエイトを用いた場合と比較し
て大幅に減少させることができる。例えば、2つの測定
ステージを有するプローバ装置に本発明装置を適用した
場合には、例えば1095×2500mmの占有スペー
スで済み、従来のカウンタウエイトを用いた同型のプロ
ーバ装置の場合(1495×3342mm)に比較して
大幅にその占有スペースを減少させることができる。
As a result of the experiment, it was possible to rotate the test head 8 with a force of 2 kg weight or less at any angle within the rotation range of 180 degrees, and good results could be obtained. Further, even if a plurality of, for example, ten gas springs 26 are provided in parallel, the occupied space can be significantly reduced as compared with the case where the counterweight of the conventional device is used. For example, when the device of the present invention is applied to a prober device having two measurement stages, for example, an occupied space of 1095 × 2500 mm is required, and in the case of the same type of prober device using a conventional counterweight (1495 × 3342 mm). The occupied space can be significantly reduced in comparison.

【0021】また、複数本のガススプリング26により
テストヘッド8の重量を軽減するようにしたので、その
内の一部が故障してもテストヘッド8が急激に回動する
ことがなく、安全性も高く維持することができる。ま
た、故障したガススプリング26は取り代えられるのは
勿論である。また、フランジ46の締付部50には切り
欠52を設けてボルト54により着脱可能としているの
で接続ピン56の設定位置等を容易に調整することがで
きる。更には、ガススプリング26の発生する弾発力を
代えるには、充填された圧縮空気の圧力を変化させた
り、或いは、この上端部を取り付け固定した可動板40
を調整ネジ8により上下動させるようにしてもよい。
Further, since the weight of the test head 8 is reduced by the plurality of gas springs 26, even if a part of the test head 8 fails, the test head 8 does not suddenly rotate and the safety is improved. Can also be kept high. Also, it goes without saying that the defective gas spring 26 is replaced. Further, since the tightening portion 50 of the flange 46 is provided with the notch 52 and is attachable / detachable by the bolt 54, the setting position and the like of the connection pin 56 can be easily adjusted. Further, in order to change the elastic force generated by the gas spring 26, the pressure of the compressed air filled is changed, or the movable plate 40 having the upper end attached and fixed.
May be moved up and down by the adjusting screw 8.

【0022】尚、上記実施例においてはスプリングユニ
ットとしてガススプリング26を設けたが、これに代え
て図5に示すようにツル巻き状に巻かれたコイルバネ6
0を設けるようにしてもよい。すなわち、コイルバネ6
0の一端に設けた上側フック62をフランジ46のフラ
ンジ部48の係合穴に係合させ、他端に設けた下側フッ
ク64を先のガイド板34と同じ場所に設けた係合板6
6の係合穴68に係合させるようにしてもよい。また、
コイルバネ60に代えて、図6に示すように渦巻きバネ
61を用いてもよい。すなわち、渦巻きバネ61の端を
フック63を介してフランジ48に取り付け、渦巻きバ
ネの中心部に通した軸65を係合板67の係合穴69に
係合させるようにしてもよい。上記実施例にあっては、
本発明の重力軽減機構をプローバ装置に設けた場合につ
いて説明したが、これに限定されず、重力を軽減させる
必要のある装置ならばどのような装置にも適用し得るの
は勿論である。
Although the gas spring 26 is provided as the spring unit in the above embodiment, instead of this, the coil spring 6 wound in a spiral shape as shown in FIG.
You may make it provide 0. That is, the coil spring 6
The upper hook 62 provided at one end of the No. 0 is engaged with the engaging hole of the flange portion 48 of the flange 46, and the lower hook 64 provided at the other end is provided at the same position as the previous guide plate 34.
It may be made to engage with the engagement hole 68 of No. 6. Also,
Instead of the coil spring 60, a spiral spring 61 may be used as shown in FIG. That is, the end of the spiral spring 61 may be attached to the flange 48 via the hook 63, and the shaft 65 passing through the center of the spiral spring may be engaged with the engaging hole 69 of the engaging plate 67. In the above embodiment,
The case where the gravity reducing mechanism of the present invention is provided in the prober device has been described, but the present invention is not limited to this and can be applied to any device as long as it is necessary to reduce gravity.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の重力軽減
機構によれば次のような優れた作用効果を発揮すること
ができる。重量物の回転可動範囲の全範囲に渡って僅か
な力でもって重量物を動かすことができ、従って、操作
性を大幅に向上させることができる。また伸縮可能なス
プリングユニットを用いるようにしたので従来のカウン
タウエイトを用いた場合と比較してその占有スペースを
大幅に削減することができる。
As described above, according to the gravity reducing mechanism of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. The heavy object can be moved with a slight force over the entire range of rotation of the heavy object, and therefore the operability can be greatly improved. Further, since the expandable / contractible spring unit is used, the occupied space can be significantly reduced as compared with the case where the conventional counterweight is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る重力軽減機構の一実施例を示す概
略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view showing an embodiment of a gravity reducing mechanism according to the present invention.

【図2】図2は図1に示す機構の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the mechanism shown in FIG.

【図3】図1に示す機構の概略平面図である。3 is a schematic plan view of the mechanism shown in FIG. 1. FIG.

【図4】本発明に用いるフランジを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a flange used in the present invention.

【図5】本発明の実施例に用いるツル巻き状に巻かれた
コイルバネを示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a coil spring wound in a temple shape used in an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に用いる渦巻きバネを示す平面
図である。
FIG. 6 is a plan view showing a spiral spring used in an embodiment of the present invention.

【図7】従来の重力軽減機構を用いたプローバ装置を示
す概略側面図である。
FIG. 7 is a schematic side view showing a prober device using a conventional gravity reducing mechanism.

【図8】図7に示す装置の概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the device shown in FIG.

【図9】従来の重力軽減機構を用いたプローバ装置を示
す概略側面図である。
FIG. 9 is a schematic side view showing a prober device using a conventional gravity reducing mechanism.

【図10】図9に示す装置の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 プローバ本体 8 テストヘッド(重量物) 14 プローバ装置 16 プローブ針 19 重力軽減機構 22 主軸 26 ガススプリング(スプリングユニット) 28 ガススプリング本体 30 ロッド部 42 ガイドピン 46 フランジ 56 接続ピン 60 コイルバネ 2 Prober main body 8 Test head (heavy load) 14 Prober device 16 Probe needle 19 Gravity reduction mechanism 22 Spindle 26 Gas spring (spring unit) 28 Gas spring main body 30 Rod part 42 Guide pin 46 Flange 56 Connection pin 60 Coil spring

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも所定の角度だけ回転可能にな
された主軸に取り付け固定された重量物を回転するに際
して前記重量物を回動させるに要する力を軽減させる重
力軽減機構において、前記主軸にフランジを固定し、前
記主軸に対して直交する方向へ、その長手方向へ伸縮可
能なスプリングユニットを設けると共に前記スプリング
ユニットの弾発力を前記フランジに付与するように構成
したことを特徴とする重力軽減機構。
1. A gravity reducing mechanism for reducing a force required to rotate a heavy object, which is attached and fixed to a main shaft rotatable at least a predetermined angle, in a gravity reducing mechanism, wherein a flange is provided on the main shaft. A gravity reducing mechanism characterized in that a spring unit that is fixed and is capable of expanding and contracting in the longitudinal direction in a direction orthogonal to the main axis is provided and that the elastic force of the spring unit is applied to the flange. .
【請求項2】 前記スプリングユニットはガススプリン
グまたはツル巻き状に巻かれたコイルバネまたは渦巻き
バネであることを特徴とする請求項1記載の重力軽減機
構。
2. The gravity reducing mechanism according to claim 1, wherein the spring unit is a gas spring, a coil spring wound in a spiral shape, or a spiral spring.
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