JPH08327707A - 小型プローブ位置決めアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ上の電気回路などをテストする
ための改良されたアクチュエータ／プローブ・アセンブ
リを提供する。 【解決手段】 安価かつ軽量で、高加速、比較的長いス
トローク、及びコンパクトなパッケージングを可能にす
る小型プローブ位置決めアクチュエータが開示される。
プローブ位置決めアクチュエータが１対の実質的に平行
な片持梁風のビームを含み、各ビームはポリイミド合成
の可撓性の信号伝搬ケーブルから成り、プローブ先端が
アクチュエータの電機子から吊るされてその一部を形成
する。電機子はまたビームの中間に１対の反対巻きのコ
イルを含み、コイルはモータを形成する１対の間隔をあ
けて設けられ、（コイル／電機子に対して）固定配置さ
れる磁石と電磁気的に協動し、電機子を、従ってプロー
ブ先端を移動させる。コイル及び電機子の軽い質量、並
びにサスペンション・ビームの２重の機能目的が、プロ
ーブ・アクチュエータを高精度かつ高感度なものとする
一方で、高信頼性のオペレーションを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクチュエータに関
し、特に、集積回路チップなどの小型素子の電気回路テ
ストに関連して使用されるプローブと一緒に使用される
小型アクチュエータに関する。こうした状況では、プロ
ーブがテスト下の電気回路に正確かつ迅速に接触しなけ
ればならない。

【０００２】

【従来の技術】新技術により超大規模集積回路（ＶＬＳ
Ｉ）の密度が向上し、高速かつ正確な電気テストを実現
する信頼性の高いプロービング・マシンが要求されてい
る。例えば、単一の基板は約１５００００ものテスト・
ポイントを含み、選択ポイント間で形成される回路は、
製造プロセスの異なる段階において異なる電気特性のた
めのプロービングを要求し得る。

【０００３】プロービング・マシンの重要なコンポーネ
ントの１つは、プローブ位置決めアクチュエータであ
る。アクチュエータは、プローブ先端を回路のテスト・
パッドと接触させて所望のまたは選択されるテストを実
施するために、プローブ先端を垂直方向に移動する。上
述の説明から想像されるように、優れたプローブ位置決
めアクチュエータは信頼性が高く、保守を必要としない
か低頻度で必要とするだけであり、また保守の容易性が
要求される場合には、消耗部品または疲労を受け易い部
品を有さないか、少数しか有さないことが好ましい。更
に、位置決めの優れた繰り返し性能を有し、基板（半導
体チップ）への損傷無しに高速で移動できるべきであ
る。

【０００４】集積回路チップ内の電気回路のプロービン
グ及びテストを目的とする装置は、通常、不動のベース
部材と、ベース部材に対する相対移動のために、ベース
部材上に実装されるＸ−Ｙテーブルとを含む。通常はフ
ィクスチャ（fixture）またはジグ（jig）が、テーブル
に取り付けられて提供される。フィクスチャはチップを
保持し、位置決めし、チップ・モニタリング及びテスト
のために、チップを１つ以上のプローブに接触させるよ
うに垂直方向に上昇させる。この構成では、プローブは
固定的にベース部材に接続され、またチップのモニタリ
ング（テスト）がチップの反対側で同時に発生する場合
には、テスト・プローブをスイングして位置決めする他
のジグ及びフィクスチャ手段が提供される。（プローブ
の質量に比較して）フィクスチャまたはジグの質量のた
めに、プローブと接触するためのチップの移動がゆっく
りとなる。更に、固定プローブでは、チップがプローブ
と接触するときに、圧力がほぼ均一になるようにプロー
ブ先端を調整することが極めて困難である。従来、実質
的に均一のプロービング力を保証する試みにおいて様々
な手段が提供された。これらには、プローブ先端及び
（または）テスト・チップ面の平面化などが含まれる。

【０００５】プローブ・アームの一定のたわみ距離を保
証するプローブ・アームのプリロードなどの他の方法は
部分的には有効であるが、チップ面が平らでない場合に
は異なった結果となる。或いは、チップがプローブに接
するときにプローブ先端が弧を描いてチップ面をこす
り、チップ内の繊細な電気回路に損傷を生じたりする。
他の例では、チップ面上に加えられるプローブ先端力が
制御されなかったり制御が不十分であったりして、チッ
プ面及びプローブ先端のいずれかまたは両方に損傷を来
したりする。

【０００６】プローブ・アームを制御する他の方法で
は、各プローブに対応するアクチュエータを提供し、テ
スト・チップをＸ−Ｙ平面内でのみ移動する。使用され
るアクチュエータには、例えば米国特許５１５３４７２
号で示されるものなどが含まれる。このプローブ・アク
チュエータはＺ軸方向の非リニアなプローブ移動の問題
を克服し、制御可能なプローブ力の要求を満たすが、２
つの主な欠点を有する。第１に、ボール・ベアリング構
造が摩耗及び応力集中を受け易く、一定期間に渡りプロ
ーブ先端の正確なアライメントを繰り返し保証すること
ができない。第２に、チップ上における不注意な高い衝
撃負荷を防止するようにプローブ移動が慎重にゆっくり
制御されないと、先端電機子（armature）構造の高い質
量がプローブ先端制御を困難にする。

【０００７】他のアクチュエータ設計には、これらの移
動に対応したエア・ベアリングの使用が含まれる。しか
しながら、エア・ベアリングは高速時には乱流（turbul
entflow）のために安定でない。

【０００８】電気的に活動化されるアクチュエータを使
用するプローブ先端による測定時における電気信号の干
渉に関する他の問題は、米国特許第４１２３７０６号で
示されるように、流体アクチュエーションにより克服さ
れる。しかしながら、上記特許で示されるツイン・ビー
ム・アクチュエータは、高速でのプロービング接触にお
ける制動（damping）問題を有する。更に、プローブの"
弧状でない（no arc）"移動の特長にも関わらず、上記
特許のプローブ先端は特定の弧状に移動しなければなら
ないと考えられており、このことはアクチュエータまた
はプローブ先端の最初の位置決めを困難にする。更に、
主なアクチュエーションは一方向または片側だけである
ので、高速及び高い力においてはプローブのはね返りが
発生し得る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、半導体チップ上の電気回路などをテストするための
改良されたアクチュエータ／プローブ・アセンブリを提
供することである。

【００１０】本発明の別の目的は、プローブによるテス
ト・チップの繊細な表面の擦りを防止するために、チッ
プ面に対して実質的に垂直方向の移動が可能なプローブ
のための低質量で高速なアクチュエータを提供すること
である。

【００１１】本発明の更に別の目的は、消耗部品が存在
せず、アクチュエータの使用寿命が通常の使用条件の下
では実質的に無限である、半導体チップのテストのため
の低質量で高速なアクチュエータを提供することであ
る。

【００１２】本発明の更に別の目的は、電源及び信号リ
ードが同一のケーブリングにより支持される構造によ
る、半導体チップのテストのためのアクチュエータを提
供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】開示される例では上記目
的が、プローブを素子に関連付けられる電気回路に電気
的に接触させるように正確かつ選択的に位置決めし、電
気回路をテストするためのアクチュエータを提供するこ
とにより達成される。アクチュエータはＸ−Ｙ位置決め
装置内に受け取られるように適応化され、位置決め装置
がアクチュエータを、テスト回路を有する素子面に平行
な平面内で正確に位置決めする。それによりアクチュエ
ータはテスト素子とオーバラップする関係で位置決めさ
れ、テスト素子はジグまたはフィクスチャなどの任意の
通常の手段により、所定位置に保持される。アクチュエ
ータ・アセンブリは、セパレータを含むフレームとセパ
レータに取り付けられ、間隔をあけて横方向に伸びる少
なくとも１対の可撓性ビームとを含む。非磁気電機子が
ビームのほぼ終端またはその近辺に取り付けられ、プロ
ーブが電機子に取り付けられて、テスト素子に関連付け
られる電気回路内の選択ポイントに接触する。アクチュ
エータの中心部は１対のコイルを含み、それらの軸は間
隔をあけて互いに平行な関係に構成される。コイルは互
いに絶縁されて接続され、少なくとも一方のコイルがビ
ームのいずれか一方、及び（または）電機子に接続され
る（好適な実施例では、両方のコイルが電機子に接続さ
れる）。これによりアクチュエータの'モータ'部分が電
機子及びプローブに近接して配置され、後述されるよう
に、プローブ先端位置だけでなくプローブ先端移動の正
確で繰り返し性のある高速制御を可能にする。アクチュ
エータのモータ部分を完成するために、フレームにより
支持される手段が少なくともコイルの一部を横断する磁
場を生成し、コイルの活動化に際して電機子（従ってビ
ーム）のたわみが発生し、プローブをテスト素子に関連
付けられる電気回路の選択部分に接触させるように移動
する。この実施例では、フレーム上にコイルの軸に垂直
に、そしてコイルの両側に実装される１対の永久磁石に
より磁場が生成される。磁石はコイルに面する側が反対
の極性になるように磁気的に方向付けられ、それにより
所望の磁場がコイルを横断して生成される。

【００１４】アクチュエータの他の特長には、少なくと
もプローブまたはコイルのいずれかのための、少なくと
も幾つかの電気導体を支持する可撓性回路材料から成る
少なくとも１つの可撓性ビームが含まれる。

【００１５】本発明のアクチュエータの別の特長には、
コイルが活動化されるときの少なくともプローブのたわ
みを示すプローブに関連付けられるセンサ手段が含まれ
る。

【００１６】本発明の他の目的及びより完全な理解が、
添付の図面に関連して述べられる後述の説明を参照する
ことにより得られることであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】さて特に図１及び図５を参照する
と、本発明に従い構成されるアクチュエータ５０が示さ
れる。

【００１８】システムの観点からすると、そして以降で
詳述されるようにアクチュエータ５０は図６に最も明瞭
に示されるようにプローブ７０を含み、その先端７１
は、ワーク・ピースの表面４１上の回路またはそのパッ
ドなどに接触するように適応化される。ここでワーク・
ピースは例えば半導体チップ４０などの素子である。素
子またはチップ４０は通常通り、ジグまたはフィクスチ
ャ（図示せず）によりＸ−Ｙテーブル３５上に保持され
る。アクチュエータはまた、Ｘ−Ｙテーブル３５に関連
付けられるジグまたはフィクスチャ上に受け取られるよ
うに適応化される（但しそれに接続されることはな
い）。Ｘ−Ｙテーブル３５は、アクチュエータ５０をテ
スト回路を有する素子面に平行な面内において正確に配
置する。それにより、アクチュエータのプローブ先端が
テスト素子に重ねられてオーバラップするように位置決
めされる。プローブ７０の先端７１を素子またはチップ
４０の表面４１に対して接触させるアクチュエータ５０
の運動は、コンピュータ１０及びプローブ位置センサ３
０により制御され、コンピュータ１０はそのオペレーシ
ョンのための制御カード１２を受け取る。システム及び
そのオペレーションについては以降で詳述される。ここ
では、アクチュエータ５０はプローブ７０を矢印７２の
方向に移動させ、プローブ７０をテスト素子４０の表面
４１に接触させる、或いはそこから引き離す役割をする
とだけ述べておく。

【００１９】図１を参照すると、アクチュエータ５０は
後部カバー部分５１及び上部カバー部分５２を含む。後
部カバー５１は、テスト素子４０に対するアクチュエー
タ５０の接続及び正確な配置のための取り付けハウジン
グとして機能し、Ｘ−Ｙテーブル３５（図６）に対する
正確な配置のために、フィクスチャ（図示せず）により
捕獲される適切な孔５１ａを設けられる。上部カバー５
２は後述される内部導体のための、また部分的にはモー
タ構造のための保護機構として機能する。後部カバー５
１及び上部カバー５２は、Ｕ字形の軽いアクチュエータ
支持部材５３に接続され、これは図示の例ではフレーム
として、及びアクチュエータ機構の部品のセパレータと
して、並びにそのカバーとして機能する。上部カバー５
２及び後部カバー５１に結合されるフレーム５３は、ア
クチュエータ５０のプローブ・モータ及びプロービング
機構５５を受け取るキャビティ５４を形成する。

【００２０】図２は、カバー５１及び５２、並びにフレ
ーム５３から取り出されたプローブ・モータ及びプロー
ビング機構５５を示す。本発明によれば、アクチュエー
タ５０のプローブ・モータ及びプロービング機構５５
は、少なくとも１対の間隔をあけて設けられ、横方向に
伸びる弾力性かつ可撓性のビーム５６及び５７を含み、
これらの各々は、図示の例では二股に分かれてそれぞれ
ビーム・レグ５６ａ、５６ｂ及び５７ａ、５７ｂを形成
する（図２及び図４参照）。図２及び図３に最も明瞭に
示されるように、ビーム５６及び５７の伸長端部は、
（接着などにより）電機子５８に接続される。電機子５
８は好適には、Ultem（ゼネラル・エレクトリック社の
商標）、ポリエーテルイミド樹脂（１０００直列樹脂）
などの非磁性材料から成る。電機子５８の下方部分５８
ａは、プローブ先端７１を有するプローブに接続され、
プローブ先端７１は、図６に示される半導体チップ４０
などの素子の表面４１上の選択回路などに接するように
適応化される。

【００２１】ビーム５６及び５７は、例えばKapton（E.
I.DuPont社の登録商標）などの、ポリイミドと銅とによ
る可撓性ケーブルから形成される。図４に最も明瞭に示
されるように、ビーム５６及び５７はそれぞれ複数の導
体５６ｃ及び５７ｃを含む。ビームは任意の所望の構成
で終端する。例えば図２に示されるように、これらのビ
ームは電源との外部接続のための、並びに図６及び図７
に関連してより詳細に述べられるように、コンピュータ
１０に関連付けられる制御カード１２との接続のため
の、複数の導体接続８１を内部に有する接合ブロック８
０などにおいて一緒に接合される。図示のように接合ブ
ロック８０は、ビーム５６の下に横たわるクロス・メン
バ８３を有する方づえ（angle brace）またはストラッ
プ８２の孔付きのレグ８４のそばに実装され、このレグ
が例えばネジ（図示せず）により、接合ブロック内の同
様の孔に固定される。図１に最も明瞭に表されるよう
に、ストラップまたは方づえ８２のクロス・メンバ８３
がフレーム５３に接合されてもよい。

【００２２】図３に示されるように、１対の電気的に活
動化されるコイル６０及び６１が、電機子５８の裏側５
８ａの５９ａ及び５９ｂ付近（ビーム５６と５７との中
間）に接着され、それらの軸が間隔をあけて互いに平行
な関係で実装される。図３に最も明瞭に示されるよう
に、コイルは絶縁体６２により互いに絶縁され、適切な
接着媒体（実際に絶縁体として機能してもよい）により
半径方向に伸びた点で互いに接着される。コイルは好適
には、電流導通導体（それぞれビーム５６及び５７の５
６ｃ１、５６ｃ２、及び５７ｃ１及び５７ｃ２）に接合
される終端リード６０ａ、６０ｂ及び６１ａ、６１ｂを
有する（図３及び図４参照）。

【００２３】アクチュエータ５０のプローブ・モータ及
びプロービング機構のモータ部分を完成するために、間
隔をあけて設けられる１対の永久磁石６３及び６４が、
Ｕ字形フレーム５３（図４参照）の内部壁上に実装され
る。永久磁石６３及び６４はコイル６０及び６１の少な
くとも一部を横断する磁場を生成し、それによりコイル
の活動化の際にビーム５６、５７及び電機子５８のたわ
みが発生し、プローブ７０がチップ４０上の選択電気回
路部分に接するように移動する。図３及び図４に示され
るように、永久磁石６３及び６４は好適には、電機子５
８の静止時に、各コイル６０及び６１の１／２が永久磁
石により生成される磁場内に配置されるように、垂直方
向に伸びる。更に、図３に最も明瞭に示されるように、
活動化の際に各コイルを流れる電流"ｉ"は反対方向を向
く。例えばコイル６０を流れる電流"ｉ"は時計方向であ
り、コイル６１を流れる電流"ｉ"は反時計方向である。
しかしながら、各コイルを流れる電流"ｉ"の方向は、そ
れらの接合点においては（または絶縁体６２に沿って）
同じ水平方向を向き、２つの磁石６３及び６４により生
成される磁場による共通磁場相互作用を引き起こす。こ
のように、活動化の間に各コイルを流れる電流は、電機
子５８の、従ってプローブ７０の所定のたわみを達成す
るように実質的に一定に維持され、プローブ７０の移動
方向がコイル６０及び６１を流れる電流の方向に依存す
る。（図３に示されるように、１方向のたわみを達成す
るために、コイル６０を流れる電流"ｉ"が反時計方向の
場合、コイル６１を流れる電流"ｉ"は時計方向であるべ
きである。従って、電流"ｉ"が各コイル内を図示の方向
とは反対の方向に流れる場合には、プローブ移動に関し
て方向的に反対の作用が発生する。）

【００２４】当業者には認識されるように、半導体チッ
プ４０に対するプローブ先端７１の正確な位置が知れて
いることが好ましい。このために位置センシング装置
が、可変電流により生成されるたわみ条件の下での電機
子５８の位置を検出するようにフレーム５３に取り付け
られ、電機子の位置に応答して、コイルに供給される電
流を増減するように適切なフィードバックにより制御さ
れてもよい。図３及び図６に示されるように、赤外発光
ダイオードなどの光源２５が電機子５８に取り付けられ
るフラグまたはテル・テイル（tell-tale）２６の片側
に配置され、電機子がコイル６０及び６１に供給される
電流に応答して上下されるときに、センサ３０により検
出される光源２５からの光量がそれに従い増減する。検
出器またはセンサ３０によりセンスされる光量は、ある
形状の開口を有するフラグまたはテル・テイル２６によ
り変化され得る。例えば開口２７は図５に示されるよう
な三角形の形状であったりする。この場合、電機子５８
が下降すると、センサ３０（図示の例ではフォトダイオ
ード・センサ）により検出される光量が減少し、電機子
５８が上昇すると検出光量が増加する。（この構成は逆
であってもよく、単にユーザによるセンサ出力の設定仕
様、すなわち光量が増加するとき、出力が増加するか減
少するかに依存する。）

【００２５】図１及び図２に示されるように、センサ３
０は、電機子５８の矢印７２方向の往復運動に伴い上下
するように適応化される、簡単なカバー３１により覆わ
れてもよい。更に図１及び図６に最も明瞭に示されるよ
うに、センサ３０及び光源２５がセンサ装着ブロック３
２により支持され、図３に示されるように電流導通ワイ
ヤ対２４及び３４に接続され、次に上部可撓性ビーム５
６内の導体へと導かれてもよい。センサ３０の出力はワ
イヤ対３４を通じて可撓性ビーム５６へ供給され、更に
図６に示されるように、リード１６を通じてコンピュー
タ１０に装着される制御カード１２に供給される。

【００２６】コンピュータ１０は好適には、ローカル・
マイクロプロセッサまたはボード実装型（board carryi
ng）マイクロプロセッサを含むプラグ・イン・ボードま
たはカードを収容し得るタイプである。ＰＳ／２（商
標）の商品名で販売されるＩＢＭマイクロチャネル・ア
ーキテクチャ・マシンが、この種の形態には理想的であ
る。マイクロチャネル・アーキテクチャ・マシンは、バ
ス・マスタリングが可能である（すなわち、ボード上の
マイクロプロセッサがコンピュータのＣＰＵと通信し、
自身のローカル・バス及び機能を制御し、他の独立アク
ションはもとより、他の相関アクションが可能であ
る）。これに関連して、制御カード１２は好適には、位
置センサ・カード１５及びアクチュエータ・ドライバ・
カード２０を含み、これらは全てローカル・プロセッサ
１１により制御される。マイクロプロセッサ１１は一般
市場で容易に入手可能な任意のものであり、例えばテキ
サス・インスツルメント社のＴＭＳ３２０Ｃ３０であ
る。位置センサ・カード１５は、センサ３０（図６）か
ら信号線１６を介してセンス信号を受信し、この信号は
図７に関連して後述されるように、適切な変換の後に信
号線１７を介してマイクロプロセッサ１１にフィードバ
ックされて処理される（例えば要求されるセンス、増幅
など）。ここでは、マイクロプロセッサ１１が信号を信
号線１８を介してアクチュエータ・ドライバ２０に出力
し、この信号が更に導体１９を介してモータ・コイル６
０及び６１に供給されることだけ述べておく。アクチュ
エータ・ドライバ２０は実際に電流増幅器であり、電機
子５８を、従ってプローブ７０を適正な位置に移動する
ために必要な電流を供給する。

【００２７】本システムは、アクチュエータ・モータ制
御のための多数の標準の制御アルゴリズムの任意のもの
を使用し得る。プロポーショナル・インテグラル・デリ
バティブ（ＰＩＤ）制御が業界でよく知られており、好
適なフィードバック制御として使用され得る。しかしな
がら、アクチュエータ５０は極めて小型であり、０．３
グラムのオーダと非常に軽量なために、入念な制御アル
ゴリズムは、たとえそれが望ましくても要求されない。
図７に示されるように、マイクロプロセッサ１１はＰＩ
Ｄ制御アルゴリズムを含み得る。ＰＩＤアルゴリズムの
例が、CharlesL.Phillips及びRoyce D.Harborによる文
献"Feedback Control System"（Prentice Hall、1988、
239ページ以降）で述べられている。コンピュータ１０
は適切なマシン初期化信号を信号線１０ａを介して提供
し（図６及び図７参照）、マイクロプロセッサ１１にと
りわけ、実行すべき測定（例えば抵抗、キャパシタンス
など）、チップ上のパッドの位置、及びプローブ７１を
素子またはチップ４０の表面４１に接触させるために必
要とされる電機子５８のたわみ量を伝える。マイクロプ
ロセッサ１１は、例えば、正（＋）信号を信号線１０ａ
を介して加算接合点（summing junction）または増幅器
１１ａに出力する。加算接合点１１ａはマイクロプロセ
ッサ１１に関連付けられ、またセンサ３０及び位置セン
サ・カード１５から、負（−）信号をフィードバック信
号として出力される。このことは、誤差信号がマイクロ
プロセッサ１１に供給されることを意味し、この誤差信
号はマイクロプロセッサに含まれるＰＩＤ制御アルゴリ
ズムにより適切に処理される。

【００２８】マイクロプロセッサ１１は実質的にコンピ
ュータ１０のＣＰＵと独立に動作し得るので、プローブ
測定及び設定などに関連してコンピュータ１０により送
信される命令はマイクロプロセッサ１１により処理され
ることが望ましい。図示のように、コンピュータ１０は
この必要な初期情報を信号線１０ａを介してマイクロプ
ロセッサ１１に提供し、あらゆるフィードバック・デー
タまたは情報を信号線１０ｂを介して受信する。プロー
ブ７０との間でやりとりされるこれらの信号は、下方ビ
ーム５７内の選択導体５７ｃにより接続ワイヤ７４（図
３）を通じてプローブ７０に伝搬され、またワイヤ対７
５（図６）を通じてマイクロプロセッサ１１との間でや
りとりされる。

【００２９】以上から、本発明のプローブ・アクチュエ
ーション機構により提供される構造は極めて小型の構造
を可能にし、これは構造を非常に厳しい密集した状況に
配置する能力によりテスト素子に高速に作用することが
でき、信頼性の高いプロービングを可能にすることが理
解されよう。

【００３０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００３１】（１）プローブを、素子に関連付けられる
電気回路に電気的に接触させるように正確かつ選択的に
位置決めし、上記電気回路をテストするためのアクチュ
エータであって、セパレータ手段を含むフレームと、上
記セパレータ手段に取り付けられ、間隔をあけて横方向
に伸びる少なくとも１対の可撓性ビームと、上記ビーム
の終端に取り付けられる電機子と、上記電機子に取り付
けられて、上記テスト素子に関連付けられる上記電気回
路内の選択ポイントに接触するプローブと、それぞれの
軸が間隔をあけて互いに平行な関係に構成される１対の
コイルであって、上記コイルが互いに絶縁されて、少な
くとも上記コイルの一方が上記ビームまたは上記電機子
のいずれかに接続される、上記コイルと、上記フレーム
により支持され、少なくとも上記コイルの一部を横断す
る磁場を生成する手段であって、上記コイルの活動化に
際して上記ビーム及び上記電機子にたわみを発生させる
ことにより、上記プローブを移動させる上記磁場生成手
段と、を含む、アクチュエータ。 （２）少なくとも上記可撓性ビームの一方が、少なくと
も上記プローブまたは上記コイルのいずれかのための複
数の電気導体を支持する可撓性回路材料を含む、上記
（１）記載のアクチュエータ。 （３）他方の上記可撓性ビームが、上記プローブまたは
上記コイルのための複数の電気導体を支持する可撓性回
路材料を含む、上記（２）記載のアクチュエータ。 （４）上記プローブに関連付けられ、上記コイルの活動
化に際して少なくとも上記プローブのたわみを示すセン
サ手段を含む、上記（１）記載のアクチュエータ。 （５）上記たわみに応答して上記コイルを活動化するフ
ィードバック制御手段を含む、上記（４）記載のアクチ
ュエータ。 （６）上記磁場生成手段が、上記フレーム上に上記コイ
ルの軸に垂直に、かつ上記コイルの両側に実装される１
対の永久磁石を含み、上記磁石の上記コイルに面する側
が反対の極性になるように上記磁石を磁気的に方向付け
ることにより、上記コイルを横断する上記磁場を生成す
る、上記（１）記載のアクチュエータ。 （７）素子を電気的にテストするために、プローブを上
記素子の表面に接触させるように、正確かつ選択的に位
置決めするアクチュエータであって、上記素子がＸ−Ｙ
位置決め装置内に受け取られるように適応化され、上記
アクチュエータが上記テスト素子面に平行な平面内の正
確な位置に適応化され、上記アクチュエータが上記テス
ト素子に重ねられてオーバラップする関係で位置決めさ
れるものにおいて、フレームと、上記フレームに取り付
けられ、間隔をあけて横方向に伸びる少なくとも１対の
可撓性ビームであって、少なくとも上記ビームの一方が
可撓性導体を含む、上記可撓性ビームと、上記ビームの
終端近傍に取り付けられる、非磁性材料から成る電機子
と、上記電機子に取り付けられて、上記テスト素子面上
の選択ポイントに接触するプローブと、それぞれの軸が
間隔をあけて互いに平行な関係に構成される１対のコイ
ルであって、上記コイルが互いに絶縁されて半径方向に
伸びた点で互いに接続され、上記各コイルが上記ビーム
または上記電機子のいずれかに接続される、上記コイル
と、上記フレームにより支持され、少なくとも上記コイ
ルの一部を横断する磁場を生成する手段であって、上記
コイルの活動化に際して上記ビーム及び上記電機子にた
わみを発生させることにより上記プローブを上記テスト
素子面の選択部分に接触させるように移動させる、上記
磁場生成手段と、を含む、アクチュエータ。 （８）少なくとも上記可撓性ビームの一方が複数の電気
導体を支持する可撓性回路材料を含み、少なくとも上記
プローブまたは上記コイルの一方が上記選択導体に接続
される、上記（７）記載のアクチュエータ。 （９）他方の上記可撓性ビームが上記プローブまたは上
記コイルのための複数の電気導体を支持する可撓性回路
材料を含む、上記（８）記載のアクチュエータ。 （１０）上記プローブに関連付けられ、上記コイルの活
動化に際して少なくとも上記プローブのたわみを示すセ
ンサ手段を含む、上記（９）記載のアクチュエータ。 （１１）上記磁場生成手段が、上記フレーム上に上記コ
イルの上記軸に垂直に、かつ上記コイルの両側に実装さ
れる１対の永久磁石を含み、上記磁石の上記コイルに面
する側が反対の極性になるように上記磁石を磁気的に方
向付けることにより、上記コイルを横断する上記磁場を
生成する、上記（７）記載のアクチュエータ。 （１２）上記たわみに応答して、上記コイルを活動化す
るフィードバック制御手段を含む、上記（１０）記載の
アクチュエータ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従い構成される、カバーを付けた状態
のアクチュエータの拡大斜視図である。

【図２】内部部品が明らかなようにアクチュエータのカ
バーを取り外した状態の図１に類似の斜視図である。

【図３】装置の一部が除去され、理解を容易にするよう
に単純化された図１及び図２のアクチュエータの拡大分
解側面図である。

【図４】図３があたかも分解されていないかのように、
また本発明のアクチュエータの動作構造を容易に理解す
るために、装置の特定の他の部分を取り除いた時の図３
のライン４−４に沿う分解断面図である。

【図５】図３のライン５−５に沿う拡大分解正面立面図
である。

【図６】本発明のアクチュエータ機構を取り込む典型的
なプローブ・システムを示す図である。

【図７】本発明のアクチュエータの'モータ'部を活動化
する制御装置ブロック図である。

【符号の説明】

１０ コンピュータ １１ マイクロプロセッサ １２ 制御カード １６、１７ 信号線 ２０ アクチュエータ・ドライバ・カード ２４、３４、７５ 電流導通ワイヤ対 ２５ 光源 ２６ プラグ（テル・テイル） ２７ 開口 ３０ プローブ位置センサ ３１ センサ・カバー ３２ センサ装着ブロック ３５ Ｘ−Ｙテーブル ４０ 半導体チップ ５０ アクチュエータ ５１ 後部カバー ５１ａ カバー孔 ５２ 上部カバー ５３ アクチュエータ支持部材（フレーム） ５４ キャビティ ５５ プローブ・モータ及びプロービング機構 ５６、５７ ビーム ５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ ビーム・レグ ５６ｃ、５７ｃ 導体 ５８ 電機子 ６０、６１ コイル ６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ 終端リード ６２ 絶縁体 ６３、６４ 永久磁石 ７０ プローブ ７１ プローブ先端 ７４ 接続ワイヤ ８０ 接合ブロック ８１ 導体接続 ８２ ストラップ（方づえ） ８３ クロス・メンバ ８４ ストラップ８２のレグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッチェル・サルベジオ アメリカ合衆国33428、フロリダ州ボカ・ ラトン、リトル・ベア・レーン 21682 (72)発明者 ジェームズ・マイケル・ハモンド アメリカ合衆国33486、フロリダ州ボカ・ ラトン、サウス・ウエスト・トゥエルブ ス・ストリート 1365

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プローブを、素子に関連付けられる電気回
   路に電気的に接触させるように正確かつ選択的に位置決
   めし、上記電気回路をテストするためのアクチュエータ
   であって、 セパレータ手段を含むフレームと、 上記セパレータ手段に取り付けられ、間隔をあけて横方
   向に伸びる少なくとも１対の可撓性ビームと、 上記ビームの終端に取り付けられる電機子と、 上記電機子に取り付けられて、上記テスト素子に関連付
   けられる上記電気回路内の選択ポイントに接触するプロ
   ーブと、 それぞれの軸が間隔をあけて互いに平行な関係に構成さ
   れる１対のコイルであって、上記コイルが互いに絶縁さ
   れて、少なくとも上記コイルの一方が上記ビームまたは
   上記電機子のいずれかに接続される、上記コイルと、 上記フレームにより支持され、少なくとも上記コイルの
   一部を横断する磁場を生成する手段であって、上記コイ
   ルの活動化に際して上記ビーム及び上記電機子にたわみ
   を発生させることにより、上記プローブを移動させる上
   記磁場生成手段と、 を含む、アクチュエータ。
2. 【請求項２】少なくとも上記可撓性ビームの一方が、少
   なくとも上記プローブまたは上記コイルのいずれかのた
   めの少なくとも幾つかの電気導体を支持する可撓性回路
   材料を含む、請求項１記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】他方の上記可撓性ビームが、上記プローブ
   または上記コイルのいずれかのための、少なくとも幾つ
   かの電気導体を支持する可撓性回路材料を含む、請求項
   ２記載のアクチュエータ。
4. 【請求項４】上記プローブに関連付けられ、上記コイル
   の活動化に際して少なくとも上記プローブのたわみを示
   すセンサ手段を含む、請求項１記載のアクチュエータ。
5. 【請求項５】上記たわみに応答して上記コイルを活動化
   するフィードバック制御手段を含む、請求項４記載のア
   クチュエータ。
6. 【請求項６】上記磁場生成手段が、上記フレーム上に上
   記コイルの軸に垂直に、かつ上記コイルの両側に実装さ
   れる１対の永久磁石を含み、上記磁石の上記コイルに面
   する側が反対の極性になるように上記磁石を磁気的に方
   向付けることにより、上記コイルを横断する上記磁場を
   生成する、請求項１記載のアクチュエータ。
7. 【請求項７】素子を電気的にテストするために、プロー
   ブを上記素子の表面に接触させるように、正確かつ選択
   的に位置決めするアクチュエータであって、上記素子が
   Ｘ−Ｙ位置決め装置内に受け取られるように適応化さ
   れ、上記アクチュエータが上記テスト素子面に平行な平
   面内の正確な位置に適応化され、上記アクチュエータが
   上記テスト素子に重ねられてオーバラップする関係で位
   置決めされるものにおいて、 フレームと、 上記フレームに取り付けられ、間隔をあけて横方向に伸
   びる少なくとも１対の可撓性ビームであって、少なくと
   も上記ビームの一方が可撓性導体を含む、上記可撓性ビ
   ームと、 上記ビームの終端近傍に取り付けられる、非磁性材料か
   ら成る電機子と、 上記電機子に取り付けられて、上記テスト素子面上の選
   択ポイントに接触するプローブと、 それぞれの軸が間隔をあけて互いに平行な関係に構成さ
   れる１対のコイルであって、上記コイルが互いに絶縁さ
   れて半径方向に伸びた点で互いに接続され、上記各コイ
   ルが上記ビームまたは上記電機子のいずれかに接続され
   る、上記コイルと、 上記フレームにより支持され、少なくとも上記コイルの
   一部を横断する磁場を生成する手段であって、上記コイ
   ルの活動化に際して上記ビーム及び上記電機子にたわみ
   を発生させることにより上記プローブを上記テスト素子
   面の選択部分に接触させるように移動させる、上記磁場
   生成手段と、 を含む、アクチュエータ。
8. 【請求項８】少なくとも上記可撓性ビームの一方が複数
   の電気導体を支持する可撓性回路材料を含み、少なくと
   も上記プローブまたは上記コイルの一方が上記選択導体
   に接続される、請求項７記載のアクチュエータ。
9. 【請求項９】他方の上記可撓性ビームが上記プローブま
   たは上記コイルのための複数の電気導体を支持する可撓
   性回路材料を含む、請求項８記載のアクチュエータ。
10. 【請求項１０】上記プローブに関連付けられ、上記コイ
    ルの活動化に際して少なくとも上記プローブのたわみを
    示すセンサ手段を含む、請求項９記載のアクチュエー
    タ。
11. 【請求項１１】上記磁場生成手段が、上記フレーム上に
    上記コイルの上記軸に垂直に、かつ上記コイルの両側に
    実装される１対の永久磁石を含み、上記磁石の上記コイ
    ルに面する側が反対の極性になるように上記磁石を磁気
    的に方向付けることにより、上記コイルを横断する上記
    磁場を生成する、請求項７記載のアクチュエータ。
12. 【請求項１２】上記たわみに応答して、上記コイルを活
    動化するフィードバック制御手段を含む、請求項１０記
    載のアクチュエータ。