專利名稱：探測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使探測器與基板的電極墊電接觸而測定該基板的電氣 特性的探測裝置，特別涉及將檢測頭安裝在裝置本體的頂板上的技術。
背景技術：
在半導體器件的制造工序中，集成電路芯片完成后在晶片的狀態 下對各芯片進行電氣特性的檢査，由此判定是否優良。這樣的檢查， 通過被稱為探測裝置的檢査裝置進行，該探測裝置具有在內部設置 有用于載置例如半導體晶片(以下稱為晶片)的載置臺的探測裝置本 體；設置在該探測裝置本體的頭部板(head plate，頂板)上、在其下 表面形成有與芯片的電極墊接觸的探測器的探測卡；和設置在該探測 卡的上方側，通過在上下兩面具有針(pogopin)的針環(pogoring) 與探測卡連接的箱型的檢測頭。
作為設置檢測頭的構造，通常是將具有圍繞水平方向軸自由旋轉 的旋轉軸的轉動機構設置在探測裝置本體的側面位置，并且利用從該 轉動軸延伸的臂從側面支承檢測頭，檢測頭在探測裝置本體上能夠從 水平位置向背面側轉動。
另一方面，為了使探測卡的探測器與芯片的電極墊相應地排列， 需要根據進行檢査的晶片的種類更換探測卡。因此，已知下述結構 利用卡保持器保持探測卡，設置使該卡保持器上下移動的上下機構， 在進行晶片的檢查時使探測卡上升，按壓檢測頭側的針環，并且，在 更換探測卡時使該探測卡下降，在從針環離開之后使卡保持器橫向滑 動，并從探測裝置本體的外側抽出。檢測頭在該探測卡更換時保持水 平姿態，但在維護時進行轉動，成為從頭部板離開的狀態，在維護結 束時恢復水平姿態。此外，為了使在檢測頭的轉動中該檢測頭的下端 面、針環不與卡保持器、探測裝置本體的頭部板上的部件干涉，也存 在使升降機構與上述轉動機構組合，在達到水平位置之前使轉動的檢測頭下降的情況。
但是，為了使針環與探測卡可靠地電接觸，需要施加一定的負載，因此在使檢測頭與探測卡接觸之后，需要使檢測頭相對地被按下例如
比2mm略少的程度(從探測卡側來看是向上按壓)。通過檢測頭側的機構使作為重量物的該檢測頭僅下降這樣的微少的尺寸是很困難的，現實中無法實現，因此，如上所述在卡保持器側設置上下機構，以確保微量的上升量。
但是，上述的探測裝置需要使卡保持器橫向滑動的機構、使卡保持器上下移動的機構，相應地成本變高。此外，也有在檢測頭從頭部板離開的狀態下操作員在頭部板的上表面進行探測卡的更換的方法，但在該情況下也必須在卡保持器被安裝在頭部板上的狀態下正確地進行微量的升降，因此需要復雜的上下機構。
在專利文獻l、 2中記載有這樣的檢査裝置，此外，在專利文獻3、4中，記載有對檢測頭的位置和晶片的位置進行正確定位的機構、將檢測頭保持為水平的機構，但是對于上述問題并沒有進行任何的研究。
專利文獻1:日本特開平3—22546
專利文獻2:日本特開平2-177343
專利文獻3:日本特開平1—272982 (圖1)
專利文獻4:日本特開平10—50778 (圖2)
發明內容
本發明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供能夠價廉、簡單、且高精度地進行基板的檢査的探測裝置。
本發明提供一種探測裝置，在形成于探測裝置本體的頂板的開口部安裝探測卡，使檢測頭位于該探測卡的上方，并且使形成在該探測卡的下表面的探測器與基板的被檢查芯片的電極墊接觸，檢查被檢查芯片的電氣特性，該探測裝置的特征在于，包括
在上述探測卡的上方，使該檢測頭在其下表面成為水平的水平位置與從上述探測裝置本體的頂板離幵的退避位置之間，圍繞水平的轉動軸轉動的轉動機構；
與上述轉動軸連接，在上述檢測頭位于水平姿勢時通過對上述檢測頭施加向上方側的力的施力機構保持上述檢測頭的保持框；
在上述開口部的周邊部沿周方向旋轉自由地環狀安裝的環體；
沿著該環體的周方向設置有多個，分別圍繞朝向該環體的旋轉中心側的水平軸旋轉自由的凸輪隨動件；
設置在上述檢測頭的下表面側，用于使該檢測頭與上述探測卡的上表面電連接的中間連接部件；和
在該中間連接部件的外周沿著周方向與上述凸輪隨動件對應地設置有多個，且上表面沿著上述環體的同心的圓而傾斜，作為在上述檢測頭為水平姿勢時引導上述凸輪隨動件的引導路徑而形成的邊沿部，
通過使上述環體旋轉，上述凸輪隨動件沿上述引導路徑的傾斜面相對上升，而抵抗上述施力機構所施加的力，使上述中間連接部件按下并壓接在探測卡。
也可以是，上述凸輪隨動件設置在比上述檢測頭轉動并成為水平姿勢時的上述引導路徑低的位置，
還設置有升降機構，其用于在上述檢測頭轉動成為水平姿勢之后，抵抗上述施力機構所施加的力而使上述檢測頭下降到上述凸輪隨動件位于與上述引導路徑對應的位置。
上述環體優選具有操作者用于進行轉動操作的操作部。
上述中間連接部件可以是從其下表面與探測卡的電極相對應地多個針突出的環部件。
本發明在保持檢測頭的保持框上設置有對該檢測頭向上側施力的施力機構，在使檢測頭轉動至水平位置之后，利用檢測頭側的邊沿和探測卡側的滑動環的共同作用，將該檢測頭向下方按壓。因此，相對于從形成在檢測頭的下表面的中間連接部件與探測卡接觸直到對探測卡施加壓力的檢測頭下降的高度尺寸，能夠將滑動環旋轉的角度取得較大，因此能夠以高尺寸精度使檢測頭下降。從而，即使例如在由于檢測頭較輕或探測卡較大型，相對于探測卡按壓中間連接部件所需要的力較大的情況下，也能夠在將中間連接部件以規定的壓力按壓在探測卡上的狀態下確保可靠的電接觸。因此，按壓中間連接部件的機構簡單，于是與現有技術的由包括電機等的驅動機構使探測卡上升的情
況相比，能夠使機構部分成本變低，能夠價廉地制造探測裝置。
圖1是表示本發明的探測裝置的一個例子的立體圖。
圖2是表示上述探測裝置的平面圖。
圖3是放大表示上述探測裝置的檢測頭的立體圖。
圖4是表示上述探測裝置的縱截面圖。
圖5是表示上述檢測頭的下表面側的針環、滑動環和頭部板的立體圖。
圖6是表示上述針環和滑動環的概略圖。
圖7是放大表示上述針環的縱截面圖。
圖8是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖9是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖IO是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖11是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖12是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖13是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖14是表示上述探測裝置的作用的示意圖。
圖15是表示上述探測裝置的另一例子的縱截面圖。
圖16是表示上述另一例子的探測裝置的平面圖。
圖17是放大表示上述另一例子的探測裝置中的針環的概略圖。
圖18是表示上述另一例子的探測裝置的作用的示意圖。
圖19是表示上述探測裝置的又一例子的縱截面圖。
圖20是表示上述又一例子的探測裝置的平面圖。
圖21是表示上述又一例子的探測裝置的作用的示意圖。
圖22是表示上述探測裝置的再一例子的縱截面圖。
符號說明
W晶片
11探測器本體
12檢測頭
24頭部板
26探測卡31轉動軸
34臂部
39把手
43氣體彈簧
51針環
52邊沿部
55引導路徑
56傾斜面
57水平面
60操作桿
61滑動環
66內側凸輪隨動件
具體實施例方式
參照圖1 圖7說明本發明的探測裝置。該探測裝置包括作為探測裝置本體的探測器本體11、檢測頭12和裝載部13。與該探測器本體11鄰接地設置有裝載部13，在以后的說明中，以探測器本體11和裝載部13的排列方向作為左右，以操作者看裝載部13為右側地朝向探測器本體11的站立側作為前方側。
探測器本體11具有構成外裝部的框體20。該框體20的頂板21 ，如圖1所示，例如形成有矩形的開口部22，以覆蓋該開口部22的方式設置有矩形的頭部板24。在頂板21上，該頭部板24為了能夠前后滑動而相對于探測器本體ll裝卸，例如是，頂板21中的開口部22側的下緣側在前后方向伸出，成為引導機構23，該頭部板24的上表面例如與頂板21的上表面成為表面拉平狀。此外，框體20的前方側的上端面，為了在頭部板24裝卸時不與該頭部板24沖撞而被切為矩形，此外，該上端面的中央部，為了不與后述的探針27干涉，相比于兩側更向下方較大幅度地形成切口。該頭部板24當安裝在探測器本體11上時，例如通過未圖示的螺栓等固定在該探測器本體ll上。另外，在該圖1中，表示了切開頭部板24的前方側的一部分的狀況。
如圖1和圖2所示，在頭部板24的上方設置有重量例如為60kg左右的箱型的檢測頭12，該頭部板24通過"〕"字型的保持框35從兩側被保持。另一方面，該頭部板24的后邊緣的靠左方(圖1中X方向左側)設置有成為轉動機構的鉸鏈機構32，保持框35的背面通過板狀的轉動臂33與從鉸鏈機構32伸出的轉動軸31連接。從而，構成為保持框35圍繞轉動軸31轉動，由此，檢測頭12能夠從頭部板24向上方離開，在傾斜的退避位置、和接近頭部板24并與頭部板24水平相對的水平位置之間轉動。該轉動軸31的旋轉中心設置于比頂板21的上表面高例如140mm的位置。
在檢測頭12的兩側面，貼有板狀的加強板42，如圖3所示，檢測頭12通過氣體彈簧43、 43被保持在保持框35上，該氣體彈簧43、 43在該加強板42與保持框35的臂部34之間分開為深處側和前方側而設置有兩個，成為沿檢測頭12的厚度方向(鉛直方向)延伸的施力機構。從而，在檢測頭12為水平姿勢時，在上位置，氣體彈簧43向上方側的回復力(施加力)和檢測頭12的自重成為平衡的狀態，當檢測頭12如后所述被施加向下方側的按壓力時，為下述動作抵抗氣體彈簧43的回復力，被水平按壓下例如31mm左右到檢査位置。因此，例如在該上位置，在檢測頭12轉動時，為了使得該檢測頭12與后述的探測卡26、加強件28等不干涉，采用足夠的間隙。
此外，兩臂部34、 34中，沿該臂部34的長度方向排列的氣體彈簧43、 43間的部位向檢測頭12側"〕"字形突出，成為突出部34a。在與該突出部34a相對的加強板42上，在前后兩個位置設置有沿檢測頭12的厚度方向延伸的導軌46，并且，在突出部34a側設置有用于引導這些導軌46、 46的引導部件45、 45。從而，檢測頭12在水平姿勢時被引導部件45引導同時抵抗已述的氣體彈簧43的回復力而下降。另外，圖1中39是操作者用于轉動檢測頭12的把手，在圖1之外都省略圖示。
此外，在兩臂部34、 34和檢測頭12的兩側的加強板42、 42，在相互對應的位置開有貫通孔47a、 47b，被配置在探測器本體11側的進退機構(未圖示)支承的鎖銷48構成為能夠貫通這些貫通孔47a、 47b或從這些孔中拔出。而且，在檢測頭12轉動時，該鎖銷48貫通貫通孔47a、 47b，從而進行閉鎖使得該檢測頭12不能夠上下移動，在檢測頭12以水平姿勢升降時，該鎖銷48后退，檢測頭12的閉鎖被解開。 另外，在該圖3中表示切開臂部34的一部分的狀態。
在兩臂部34、 34與探測器本體11之間，設置有對臂部34總是施 加使其向上方側轉動的力的按壓機構36。該按壓機構36具有與氣體彈 簧組合，總是希望延伸的施力桿38，該施力桿38的基端在探測器本體 11的后部側被安裝為能夠圍繞水平軸自由轉動，前端部被轉動自由地 固定在設置在臂部34的下表面的支承部件37的下表面。
如圖4所示，在檢測頭12的下表面側，作為中間連接部件，設置 有用于使設置在頭部板24上的后述的探測卡26與檢測頭12電連接的 環狀的針環51。該針環51包括由絕緣材料例如樹脂材料構成的環部 件54、和從該環部件54的下表面突出的多個針51a，針51a由設置在 基端部側(檢測頭12側)的未圖示的彈簧等總是被按壓向突出方向(探 測卡26側)。該針51a與形成在后述的探測卡26的上表面的電極相對 應地配置。另外，在檢測頭12轉動結束而成為水平姿勢時，該針51a 的下端與探測卡26的上表面設定為例如離開30mm。
在該針環51的外周面，如圖5的上側和圖6 (a)、 (b)所示，從 該外周面向外側圓弧狀地，沿針環51的外周面突出的突起狀的邊沿部 52在周方向上等間隔地隔著間隙52a形成在多個位置例如4個位置。 各邊沿部52在從上側看時以周方向上的兩端與針環51的中心所成的 角度例如為70°左右的方式形成。邊沿部52的上表面例如以順時針變 高的方式傾斜為錐狀，形成為引導后述的內側凸輪隨動件66的引導路 徑55。該引導路徑55由該傾斜面56、與從該傾斜面56的頂部進一步 順時針水平延伸的水平面57構成。該傾斜面56的高度尺寸例如為 33mm。
該邊沿部52，如后所述，為了與設置在探測器本體ll上的滑動環 61共同動作，將針環51 (檢測頭12)從后述的水平位置按壓至檢測位 置而設置。以下詳細敘述該滑動環61和頭部板24的構造。
在己述的頭部板24的中央部，如圖4和圖5所示，形成有用于定 位后述的探測卡26、針環51和滑動環61的例如圓形的開口部25，該 開口部25的下端側的周緣向內側突出成為凸緣部25a。在該凸緣部25a 上，能夠自由裝卸地固定有在內部支承例如直徑為440mm左右的圓形的探測卡26的卡保持器29。另外，圖4表示該安裝有卡保持器29 (探 測卡26)的狀態，圖5表示卸下卡保持器29的狀態。
此外，在該探測卡26的下表面，例如在整個面上例如垂直地形成 有探測器例如探針27，該探針27的前端相比于頭部板24的下表面位 置更稍向下側突出。另外，作為探針27，可以使用橫針型的探針。此 外，在該圖4、后述的圖7中，簡略表示該探針27。
在該探測卡26的上表面，與該探測卡26同心狀地，設置有例如 用于抑制探測卡26的變形的圓板狀的加強件28，已述的針環51形成 為其內徑比該加強件28的外側稍大，此外，其外徑比探測卡26的外 徑稍小。
在開口部25的凸緣部25a的外方側，如已述的圖5和圖6 (a)所 示，設置有以能夠將針環51和邊沿部52收納于內部的方式與針環51 同心地形成的環體，即滑動環61。此外，在開口部25的外邊緣的垂直 壁上，朝向環動環61的旋轉中心側的圍繞水平軸旋轉自由的輥，即外 側凸輪隨動件63在周方向上等間隔地例如設置在8個位置，該外側凸 輪隨動件63，如圖7所示利用從該外側凸輪隨動件63的旋轉中心延伸 的中心軸63a固定在該垂直壁上。
上述滑動環61通過該外側凸輪隨動件63構成為圍繞鉛直軸旋轉 自由。即，在滑動環61的外周面的上端，形成有在周方向上向外方伸 出的環面部61a，如圖7所示，外側凸輪隨動件63與該環面部61a的 下表面抵接，由此滑動環61被旋轉自由地支承。此外，在該滑動環61 的外周面的下端，與環面部61a同樣地形成有在周方向上向外方伸出 的固定環61b，使得，在如后所述抵抗氣體彈簧43的回復力使檢測頭 12下降時，由于該回復力與外側凸輪隨動件63的下側低接，而不從頭 部板24浮起。另外，雖然省略了圖示，但該滑動環61由包括環面部 61a的上方側部件和包括固定環61b的下方側部件的上下兩個分割構造 構成，以下述方式設置在開口部25內收納滑動環61的下方側部件 之后，將外側凸輪隨動件63固定在開口部25的內壁上，接著將上方 側部件收納于開口部25內，例如通過螺栓等接合下方側部件和上方側 部件。
此外，如圖5和圖7所示，在該滑動環61的內周側，以與邊沿部52間的間隙52a的配置對應的方式，在周方向上等間隔地在例如4個 位置埋設有從滑動環61的下端側延伸至上方位置的爪部65，在該爪部 65的內側的比滑動環61的上表面高的高度位置，設置有由例如朝向滑 動環61的旋轉中心側圍繞水平軸旋轉自由的輥等構成的內側凸輪隨動 件66。該內側凸輪隨動件66通過從該內側凸輪隨動件66的旋轉中心 延伸的中心軸66a被固定在爪部65上。該爪部65的上端向內側彎曲， 以起到保護部件的效果，使得例如操作者不會接觸到內側凸輪隨動件 66。該內側凸輪隨動件66的下表面與探測卡26的上表面間的尺寸例 如為37mm。此外，如后述的圖17所示，爪部65的高度尺寸h例如為 54mm。另外，這些凸輪從動件63、 66均同樣構成為圍繞水平軸，但 為了區別用語而簡單地標注以"內側"和"外側"。
在該爪部65的外周圍的側面位置，作為操作部的操作桿60突出， 滑動環61構成為通過該操作桿60能夠旋轉。
此外，在檢測頭12在臂部34中位于水平位置(上位置)時的邊 沿部52的傾斜面56的下側的高度位置，比該內側凸輪隨動件66的下 端的高度位置低。該內側凸輪隨動件66，如后所述，隨著滑動環61 的旋轉沿己述的引導路徑55相對上升，從而起到抵抗氣體彈簧43的 回復力將針環51 (檢測頭12)向下側按壓的作用，使得檢測頭12位 于檢査位置。另外，在已述的圖1 圖3中，省略了邊沿部52、滑動 環61的記載。
如已述的圖4所示，在探測器本體11的框體20內，設置有載 置作為表面排列有多個被檢查芯片的基板的例如半導體晶片(以下稱 為晶片)W的載置臺71;使該載置臺71向X、 Y、 Z方向移動，此外 使其圍繞鉛直方向軸旋轉的移動機構72。在該圖中，73是X方向移動 部，74是Y方向移動部，75是Z方向移動部。在該Z方向移動部75， 設置有用于對已述的探針27進行攝像的攝像機(未圖示)，此外，在 框體20內的上方，用于對晶片W的表面進行攝像的攝像機(未圖示) 設置為在水平方向上能夠自由移動，采用利用這些攝像機進行定位的 結構。
在探測器本體11的右側，連接有裝載部13，該裝載部13具有成 為外裝體的框體81。該框體81內的深處側利用劃分壁82劃分為上方區域83和下方區域84。在該上方區域83設置有載置臺85,該載置臺 85載置作為收納有例如25塊晶片W的密閉型的搬送容器的F0UP2。 FOUP2的右側的框體81成為開口部86，通過該開口部86在未圖示的 搬送機構與載置臺85之間進行FOUP2的交接。
在框體81的前方側的區域，設置有圍繞鉛直軸自由旋轉、自由升 降和在水平方向上自由伸縮的搬送臂87，并構成為通過形成在探測器 本體11與裝置部13之間的開口部88，在上方區域83的FOUP2與探 測器本體11的載置臺71之間進行晶片W的交接。
如圖2所示，在該探測裝置設置有例如由計算機構成的控制部5， 該控制部5具有程序存儲部、存儲器、CPU構成的數據處理部等。存 儲在該程序存儲部中的程序包括用于實施向頭部板24上的檢測頭12 的裝卸的步驟組；用于進行晶片W的搬送和定位等的步驟組、和用于 對晶片W進行規定的檢査的步驟組。此外，例如在存儲器中設置有寫 入有移動機構72的移動步驟、或者移動量等的處理參數的值的區域， 在CPU實施程序的各命令時，這些處理參數被讀出，對應于該參數值 的控制信號被送至該探測裝置的各部位。該程序(也包括關于處理參 數的輸入操作、顯示的程序)被存儲在計算機存儲介質例如軟盤、光 盤、MO (光磁盤)、硬盤等存儲部6中，并安裝在控制部5中。
接著，說明使用本發明的探測裝置的探測方法。此時，設是使檢 測頭12向上方側轉動，更換安裝在開口部25的探測卡26的操作已結 束的狀態。首先，操作者握住把手39從圖8 (a)所示的退避位置向下 側使檢測頭12轉動。由此，檢測頭12成為圖8 (b)所示的水平姿勢。 在該水平位置，如上所述形成在針環51的側周面的邊沿部52進入內 側凸輪隨動件66、 66間，如圖9所示，該邊沿部52的傾斜面56的下 端位置成為比內側凸輪隨動件66的下表面更低的高度位置。
而且，如該圖9所示將鎖銷48從貫通孔47a、 47b抽出，解除檢 測頭12的閉鎖。接著，如圖10 (a)、 (b)所示，當操作者使操作桿 60順時針旋轉時，如上所述內側凸輪隨動件66被邊沿部52的引導路 徑55的傾斜面56引導，沿該傾斜面56相對上升。由此，如圖11 (a)、 (b)所示，抵抗氣體彈簧43的回復力，針環51和檢測頭12在被引 導部件45引導的過程中被垂直按下。然后，當從圖9的水平位置使針環51下降例如30mm左右時，如 圖12 (a)所示，針環51的針51a與探測卡26接觸。之后，當使操作 桿60從圖10 (a)的位置順時針旋轉70。，使得如圖10 (c)所示， 內側凸輪隨動件66到達邊沿部52的引導路徑55的上端側的水平面 57，如圖12 (b)所示針環51進一步下降1.7mm左右，在探測卡26 上施加例如250kg/cm2的壓力，檢測頭12成為針環51與探測卡26可 靠地電接觸的檢査位置。此外，內側凸輪隨動件66位于邊沿部52的 水平面57，因此檢測頭12抵抗氣體彈簧43的回復力而固定在該高度 位置(檢査位置)。
圖13 (a) (c)概略表示上述通過針環51和滑動環61的旋轉 而進行按壓的狀態，該圖13 (a)表示內側凸輪隨動件66進入了邊沿 52、 52之間的狀態，圖13 (b)表示通過滑動環61的旋轉，內側凸輪 隨動件66引導路徑55的傾斜面56相對上升的狀態，圖13 (c)表示 該內側凸輪隨動件66到達引導路徑55的水平面57，檢測頭12位于檢 查位置，并固定為該高度位置的狀態。
這樣完成探測卡26的安裝、檢測頭12的配置(轉動和下降)之 后進行晶片W的檢査。具體地說，從搬入至載置臺85的FOUP2通過 搬送臂87取出晶片W，并載置在探測器本體ll內的載置臺71上。接 著，如上所述，進行探針27和晶片W的定位，使探針27與在該晶片 W上的被檢查芯片上形成的電極墊接觸(圖14)，從檢測頭12經由針 51、探測卡26和探針27向該電極墊供給規定的電信號，從而進行電 氣特性的檢查。
而且，例如在晶片W的各批次間，在更換探測卡26時或進行檢 測頭12的維護等時，例如操作者使操作桿60逆時針旋轉至已述的圖 10 (a)所示的位置，并且如上述的圖8 (a)所示，使檢測頭12從頂 板21的上方的水平位置轉動至遠離的退避位置。此外，在更換探測卡 26時，在使檢測頭12轉動至退避位置后，在該例中將頭部板24抽出 至前方側，操作者將探測卡26舉至上方到不與爪部65干涉的高度位 置。
根據上述實施方式，在保持框35設置對檢測頭12向上側施力的 氣體彈簧43，使檢測頭12轉動至從水平位置之后，通過針環51側的邊沿部52和頭部板24側的滑動環61的共同作用按下檢測頭12。因此， 相對于從針環51與探測卡26接觸到對探測卡26施加壓力的檢測頭12 下降的高度尺寸(1.7mm)，能夠將旋轉滑動環61的角度(70° )即操 作桿60的轉動尺寸取得較大，因此，能夠以高尺寸精度使檢測頭12 下降。從而，即使例如在由于檢測頭12較輕或探測卡26較大型，相 對于探測卡26按壓針環51所需要的力(壓力)較大的情況下，也能 夠在將針環51以規定的壓力按壓在探測卡26上的狀態下確保可靠的 電接觸。即，能夠可靠且簡便地使檢測頭12與探測卡26電接觸。而 且，按壓針環51的機構簡單，因此與現有技術的由包括電機等的驅動 機構使探測卡26上升的情況相比，能夠使機構部分成本變低，能夠價 廉地制造探測裝置。
此外，為了使檢測頭12與探測卡26可靠地電接觸的設置在頭部 板24的周圍的機構僅為滑動環61。因此，在使檢測頭12轉動至退避 位置之后，例如在將探測卡26抽出至前方側并進行更換時，存在妨礙 該更換操作的可能性的部件僅是該滑動環61，因此，能夠將更換探測 卡26時擔心會產生干涉的部件的個數限制為最小限度，從而即使在上 述由操作者的手動操作進行探測卡26的更換時，也能夠抑制該探測卡 26、探針27的損傷。因此，能夠由這樣的操作者的手動操作安全地更 換探測卡26，因此不需要用于更換探測卡26的機構、裝置，能夠價廉 地構成探測裝置，而且能夠達到探測裝置的小型化。
在上述的例子中，從水平位置到檢査位置由邊沿部52和滑動環61 使檢測頭12正確地垂直下降，但也可以是，例如在針51a接近探測卡 26的高度位置之前大致垂直下降，從該位置到檢査位置與上述同樣利 用邊沿部52和滑動環61正確地垂直下降。以下對于這樣的例子進行 說明。
如圖15和圖16所示，該實施方式的探測裝置具有升降機構91， 其使檢測頭12大致垂直下降到檢測頭12的下表面(針51a)和探測卡 26的上表面接近的位置。如該圖15所示，該升降機構91包括棒狀 的桿93，其形成為在從加強板42側看檢測頭12時的形狀為大概Z形 狀，構成為以設置在檢測頭12的側面例如加強板42的上位置的水平 轉動軸92作為基點，沿著與該加強板42平等的鉛直面能夠自由轉動；和引導件96，其與從該水平轉動軸92延伸的桿93的彎曲部94連接， 利用例如在臂部34的上方位置沿著臂部34的長度方向設置的軌道95 使該彎曲部分94在前后方向自由進退。從該彎曲部分94向前方側延 伸的桿93形成為比水平轉動軸92與該彎曲部分94之間的尺寸長，此 外，前端部從途中開始向下方彎曲。該升降機構91設置在檢測頭12 的兩側，檢測頭12的兩側面的桿93、 93如圖16所示在前方側利用水 平延伸的升降軸97被連接。
此外，雖然省略了圖示，但在該例中，引導部件45、導軌46、邊 沿部52、滑動環61等與上述例子為同樣的結構。此處，如上所述利用 升降機構91使針環51升降到針51a與探測卡26接近的位置，因此， 利用邊沿52和滑動環61使針環51升降的高度尺寸比上述例子短。因 此，如圖17所示，邊沿部52的高度尺寸H和滑動環61的爪部65的 高度尺寸h分別例如為4mm、 35mm。此外，內側凸輪隨動件66的下 端位置與探測卡26的上表面之間的尺寸d為12mm。另外，在該圖17 中，為了方便，將邊沿部52和滑動環61記載為在橫方向上離開。
然后，如上所述使檢測頭12從退避位置轉動至水平位置，如圖18 所示，例如操作者將桿93的前端部抽拉至前方側，由此彎曲部分94 沿著軌道95后退至前方側，因此以該彎曲部分94為支點根據杠桿原 理檢測頭12被按向下方側。而且，當檢針51a與探測卡26相接近， 測頭12下降至例如兩者離開2mm左右的接近位置時，內側凸輪隨動 件66的下端位置比邊沿部52的傾斜面56的下端位置高，之后與上述 例子同樣，通過邊沿部52和滑動環61的共同作用，使檢測頭12下降 至檢測頭12與探測卡26電接觸的檢查位置。這樣，即使在利用升降 機構91大致垂直地使檢測頭12下降的情況下，在檢測頭12與探測卡 26接觸時也是利用邊沿部52和滑動環61使檢測頭12正確地垂直下 降，因此，例如針51a在探測卡26上滑動、或產生錯位等情況不會發 生。
在該實施方式中也能夠得到與上述例子同樣的效果。此外，相比 于上述例子，能夠將邊沿部52的高度尺寸H和滑動環61的爪部65的 高度尺寸h抑制得較低。因此，例如在操作者將頭部板24向前方側抽 出、更換探測卡26的情況下，爪部65的上端位置不會從探測卡26的上表面位置大幅離幵，因此在從頭部板24將該探測卡26舉起時，操 作者使該探測卡26向上方上升的距離較短。由此，探測卡26、探針 27難以與爪部65干涉，因此，相比于上述例子，能夠進一步抑制探測 卡26、探針27的損傷。
此外，作為這樣的升降機構91，在上述的例子以外，例如也可以 采用圖19和圖20所示的結構。在該例中，在加強板42的側面，貼設 有從前方側朝向深處側錐狀傾斜而變高的軌道101，在該軌道101上設 置有沿著該軌道101行走自由的滾輪102。例如棒狀的桿103的一端側 轉動自由地被連接在該滾輪102的旋轉中心的未圖示的旋轉軸上，該 桿103的另一端側，通過構成為與嵌合軌道104嵌合、在前后方向上 行走自由的引導件105，向前方側水平彎曲并伸長，其中嵌合軌道104 在臂部34上與軌道101平行地設置。這些軌道101、 104、滾輪102、 桿103、和引導件105成為升降機構91。此外，該升降機構91設置在 檢測頭12的兩側，檢測頭12的兩側的桿103、 103同樣在前方側通過 升降軸106被連接。在該例中，雖然省略了圖示，但已述的引導部件 45和導軌46設置在軌道101與氣體彈簧43之間。
而且，如圖21所示，由于將該桿103向深處側水平按壓，因為引 導件105與軌道104嵌合，所以在抑制桿103的上升的狀態下滾輪102 沿軌道101相對上升，從而，向下方側按壓到在臂部34檢測頭12 (針 51a)與探測卡26接近的位置。在該例中，之后也與上述圖15和圖16 的例子同樣，利用邊沿部52與滑動環61的共同作用，檢測頭12下降 至檢査位置，并進行晶片W的檢査，能夠得到同樣的效果。
作為如上所述在臂部34將檢測頭12向上側施力并保持的機構， 在已述的氣體彈簧43之外，例如也可以使用圖22所示的彈簧110等。 此外，在上述各例子中，在本發明中應用的探測裝置具有重量為60kg 以下、且是在位于探測卡26之上時施加至該探測卡26的壓力為 250kg/cm2以下的輕量的檢測頭12，例如60kg左右的檢測頭12，但是 在本發明中也能夠應用具有例如600kg 700kg左右或這之上的重量的 檢測頭12的探測裝置。在這樣的情況下，也能夠使檢測頭12正確下 降，而且檢測頭12的升降機構簡單，因此能夠制造價廉的探測裝置。
另外，在上述各例子中省略了圖示，但在探測裝置的后端側，鄰接設置有電源部，該電源部跨從探測裝置的底面位置到比檢測頭12的 上表面位置高的高度位置而設置。此外，為了對該檢測頭12的內部的 部件進行空冷，檢測頭12具有從背面側(鉸鏈機構32側)朝向前方 側(把手39側)，在檢測頭12內使大氣流通的未圖示的空冷機構。因 此，例如在檢測頭12上升至退避位置時，從檢測頭12的內部排出的 排氣流不會滯留在上述電源部與頭部板24之間的空間(設置有鉸鏈機 構32、轉動臂33的區域)。此外，在上述的各例子中，分別在4個設 置有邊沿部52和內側凸輪隨動件66,但多個位置例如也可以為2個位 置以上。進一步，在上述的各例子中說明了一臺探測裝置，但也可以 是多臺例如兩臺探測裝置鄰接配置。
權利要求
1.一種探測裝置，在形成于探測裝置本體的頂板的開口部安裝探測卡，使檢測頭位于該探測卡的上方，并且使形成在該探測卡的下表面的探測器與基板的被檢查芯片的電極墊接觸，檢查被檢查芯片的電氣特性，其特征在于，包括在所述探測卡的上方，使該檢測頭在其下表面成為水平的水平位置與從所述探測裝置本體的頂板離開的退避位置之間，圍繞水平的轉動軸轉動的轉動機構；與所述轉動軸連接，在所述檢測頭位于水平姿勢時通過對所述檢測頭施加向上方側的力的施力機構保持所述檢測頭的保持框；在所述開口部的周邊部沿周方向旋轉自由地環狀安裝的環體；沿著該環體的周方向設置有多個、分別圍繞朝向該環體的旋轉中心側的水平軸旋轉自由的凸輪隨動件；設置在所述檢測頭的下表面側，用于使該檢測頭與所述探測卡的上表面電連接的中間連接部件；和在該中間連接部件的外周沿著周方向與所述凸輪隨動件對應地設置有多個，且上表面沿著所述環體的同心的圓而傾斜，作為在所述檢測頭為水平姿勢時引導所述凸輪隨動件的引導路徑而形成的邊沿部，通過使所述環體旋轉，所述凸輪隨動件沿所述引導路徑的傾斜面相對上升，而抵抗所述施力機構所施加的力，使所述中間連接部件按下并壓接于探測卡。
2. 如權利要求l所述的探測裝置，其特征在于 在比引導路徑的傾斜面的上端更靠所述圓的周方向側的位置，形成有在按下所述中間連接部件時所述凸輪隨動件停止的水平面。
3. 如權利要求1或2所述的探測裝置，其特征在于 所述凸輪隨動件設置在比所述檢測頭轉動并成為水平姿勢時的所述引導路徑低的位置，還設置有升降機構，其用于在所述檢測頭轉動成為水平姿勢之后，抵抗所述施力機構所施加的力而使所述檢測頭下降到所述凸輪隨動件 與所述引導路徑對應的位置。
4. 如權利要求1 3中任一項所述的探測裝置，其特征在于-所述環體具有用于使操作者進行轉動操作的操作部。
5. 如權利要求1 4中任一項所述的探測裝置，其特征在于 所述中間連接部件是從其下表面與探測卡的電極相對應地突出有多個針的環部件。
全文摘要
本發明提供探測裝置，目的在于，在使檢測頭從上側與探測卡接觸、使探測卡的探測器與基板的電極墊電接觸而測定該基板的電氣特性時，高尺寸精度使檢測頭下降，使檢測器與探測卡可靠地電接觸，此外達到探測裝置的小型化。該探測裝置中，在保持檢測頭的保持部設置有對該檢測頭向上側施力的氣體彈簧，在探測卡的上方，在檢測頭成為水平的水平位置，凸輪隨動件沿錐狀的邊沿部相對上升，從而使檢測頭下降，其中，邊沿部在檢測頭的下表面的針的側周面，在周方向上形成于多個位置，凸輪隨動件在頂板上設置為圍繞鉛直軸自由旋轉的滑動環的內周側，在周方向上設置在多個位置。
文檔編號G01R31/26GK101685132SQ20091016908
公開日2010年3月31日 申請日期2009年9月21日 優先權日2008年9月22日
發明者山縣一美, 山田浩史, 遠藤朋也 申請人:東京毅力科創株式會社