專利名稱：探針卡的平行調整機構和檢查裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使探針卡與晶片等的被檢查體電接觸、進行被檢查體的電特性檢查時，能夠調整探針卡與載置臺上的被檢查體的平行度的探針卡平行調整機構和檢查裝置。
背景技術：
專利文獻1所述的探針裝置是現有的該種檢查裝置。參照圖4、圖5概要說明該探針裝置。該探針裝置具備搬送被檢查體(例如，晶片)的裝載室；與裝載室鄰接并且對從裝載室接受的晶片進行電特性檢查的探針室。如圖4所示，探針室具備載置被檢查體(晶片)W并且能夠在X、Y、Z方向移動的載置臺(晶片夾具)1 ；配置在晶片夾具1的上方并具有探針2A的探針卡2 ；通過卡夾3將探針卡2以能夠安裝拆卸的方式保持的卡夾緊機構4 ； 通過卡夾緊機構4支承探針卡2的插入環5 ；支承插入環5的頂板6，使測試頭(未圖示) 向頂板6側旋轉，通過連結環R使測試頭與探針卡2電連結。近年來，探針卡2的開發不斷進展，能夠同時檢查多個設備。特別是，探針卡2和晶片W的全部設備同時一起接觸進行檢查的情況下，在探針卡2的整個面形成的多個探針 2A與在晶片W的整個面形成的全部的設備接觸，因此，探針卡2與晶片W的平行度成為問題。如果這些兩者之間的平行度差，探針卡2的全部探針2A與晶片W不能以均勻針壓的方式接觸，產生接觸負荷過多或不足，有損于檢查的可靠性，有時，有可能損壞探針卡2或晶片W等。因此，圖4所示的檢查裝置，具備調整探針卡2與晶片W的平行度的平行調整機構 7。如圖4、圖5所示，該平行調整機構7在至少3個位置支承插入環5，在2個位置向上下方向移動，由此調整探針卡2的平行度。該平行調整機構7，如同圖所示具備在一個位置支承插入環5的第一支承機構7A ；從第一支承機構7A分別在周方向相互離開一定間隔配置的、在其他兩個位置支承插入環5的2個第二支承機構7B，第一、第二支承機構7A、7B配置在包圍探針卡2的插入環5的中央孔上形成的臺階部上。第一支承機構7A構成為支承插入環5的支承點，其他的第二支承機構7B構成為分別使得插入環5升降的升降機構。支承插入環5的頂板6，如圖4所示，四個角由支承柱8水平支承。即，配置測試頭的頂板，分割為支承探針卡2的插入環5和由支承柱8支承的頂板6。本來從強度上來講， 優選一體形成頂板6。但是，為了使用平行調整機構7來使探針卡2成為可動的結構，才從頂板6中將插入環5分離出來。專利文獻1特開2006-317302號公報
發明內容
但是，專利文獻1所述的平行調整機構7，插入環5被從頂板6分割，插入環5由在頂板6的內端面形成的矩形狀的臺階部支承，因此，加上頂板的分割結構，插入環5比頂板6薄，作為測試頭的支承結構存在剛性下降的問題。由于支承結構的剛性下降，來自配置在插入環5上的測試頭的大的負荷或者檢查時的探針卡2與晶片W的大的接觸負荷等造成插入環5彎曲，多個探針的針頭位置在上下方向發生變位。其結果，難以得到正確的過驅動量，此外，難以得到穩定的觀察檢查時的接觸狀況用的探針痕(probe mark)。再者，平行調整機構7，第一、第二支承機構7A、7B如圖5所示，在探針卡2附近配置，因此，為了在插入環 5和頂板6之間安裝第一、第二支承機構7A、7B，在插入環5和頂板6上需要獨立的支承機構等，存在無法使用通用的頂板6的問題。本發明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種探針卡的平行調整機構和檢查裝置，能夠得到適當的過驅動量和穩定的探針痕、能夠使用通用的頂板并且平行度的調整有充裕。本發明的第一方面所述的探針卡的平行調整機構，將裝載有探針卡的頂板在四角支承的4個位置的支承柱中的至少三個位置使上述頂板升降，上述探針卡與配置在其下方的載置臺上的被檢查體的平行度進行調整，其特征在于，具備在上述至少三個位置的支承柱和上述頂板之間存在的升降機構，上述升降機構具有沿著上述支承柱的上表面能夠移動而配置的具有傾斜面的移動體；與上述頂板連結并且沿著上述移動體的傾斜面能夠升降而配置的升降體；和使得上述移動體沿著上述支承柱的上面移動的驅動機構。此外，本發明的第二方面所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于，在第一方面所述的發明中，上述驅動機構具有與上述移動體螺合的滾珠絲桿；對上述滾珠絲桿進行驅動的電動機。此外，本發明的第三方面所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于，在第一方面或第二方面所述的發明中，在上述支承柱與上述移動體的邊界、上述移動體的傾斜面與上述升降體的傾斜面的邊界，分別介設有移動引導機構。此外，本發明的第四方面所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于，在第三方面所述的發明中，上述移動弓I導機構具有交叉滾子軸承。此外，本發明第五方面所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于，在第一方面 第四方面中的任一方面所述的發明中，設置對上述升降體進行升降引導的升降引導機構。此外，本發明第六方面所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于，在第一方面 第五方面中任一方面所述的發明中，相互結合的上述移動體和上述升降體，在各自的傾斜面結合，形成為矩形狀的塊體。此外，本發明第七方面所述的檢查裝置具備載置被檢查體的載置臺；配置在上述載置臺的上方的探針卡；裝載上述探針卡的頂板；在四角支承上述頂板的4個位置的支承柱；在上述4個位置的支承柱中的至少三個位置使上述頂板升降、調整上述探針卡和其下方配置的載置臺上的被檢查體的平行度的探針卡的平行調整機構，上述平行調整機構具備在上述至少三個位置的支承柱與上述頂板之間介設的升降機構，上述升降機構具有 沿著上述支承柱的上表面能夠移動而配置的具有傾斜面的移動體；與上述頂板連結、沿著上述移動體的傾斜面能夠升降配置的升降體；沿著上述支承柱的上表面使上述移動體移動的驅動機構。此外，本發明第八方面所述的檢查裝置，其特征在于，在第七方面所述的發明中， 上述驅動機構具有與上述移動體螺合的滾珠絲桿和驅動上述滾珠絲桿的電動機。此外，本發明第九方面所述的檢查裝置，其特征在于，在第七方面或第八方面所述的發明中，上述支承柱與上述移動體的邊界，以及上述移動體的傾斜面與上述升降體的傾斜面的邊界分別介設有移動引導機構。此外，本發明第十方面所述的檢查裝置，其特征在于，在第九方面所述的發明中， 上述移動弓I導機構具有交叉滾子軸承。此外，本發明第十一方面所述的檢查裝置，其特征在于，在第七方面 第十方面中任一方面所述的發明中，設置對上述升降體進行升降引導的升降引導機構。此外，本發明第十二方面所述的檢查裝置，其特征在于，在第七方面 第十一方面中任一方面所述的發明中，相互結合的上述移動體和上述升降體，在各自的傾斜面結合，形成為矩形狀的塊體。根據本發明，能夠提供一種探針卡的平行調整機構和檢查裝置，能夠得到適當的過驅動量和穩定的探針痕，能夠使用通用的頂板，并且能夠在平行度的調整時有余地。
圖1為表示本發明的檢查裝置的一個實施方式的關鍵部分的側面圖。圖2為圖1所示的檢查裝置的俯視圖。圖3(a)、(b)分別為表示圖1所示的檢查裝置的平行調整機構的圖，(a)為其截面圖，(b)為表示(a)所示的平行調整機構中使用的移動機構的一例的截面圖。圖4為表示現有的檢查裝置的關鍵部分的側面圖。
圖5為圖4所示的檢查裝置的俯視圖。
符號說明
10檢查裝置
11晶片夾具(載置臺)
12探針卡
12A探針
14卡夾緊機構
15頂板
16支承柱
17平行調整機構
17A升降機構
17C移動體
17E升降體
17F驅動機構
171第一移動引導機構
17J第二移動引導機構
17K升降引導機構
W晶片(被檢查體)
具體實施例方式以下，基于圖1 圖3所示的實施方式說明本發明。例如如圖1、圖2所示，本實施方式的檢查裝置10具備載置晶片W的能夠移動的載置臺(晶片夾具)11 ；配置在晶片夾具11的上方的探針卡12 ；通過卡夾13固定探針卡12 的卡夾緊機構14 ；在下面固定卡夾緊機構14的頂板15 ；在四角支承頂板15的支承柱16 ； 調整晶片夾具11上的晶片W與探針卡12的平行度的平行調整機構17，探針卡12通過連接環R與測試頭(未圖示)連接后，在控制裝置的控制下進行晶片W的電特性檢查。此外，探針卡12，裝載在設置在頂板15的下表面的卡夾緊機構14上。由于頂板 15不像現有技術那樣被分割，頂板15具備原有的高剛性。結果，在頂板15的上表面配置測試頭(未圖示)，此外，探針卡12和晶片W之間即使作用大的接觸負荷，頂板15也難以向上下方向彎曲，探針卡12的多個探針12A的針頭位置穩定，能夠維持一定的高度，通常能夠得到適當的過驅動量，并且能夠得到穩定的探針痕，能夠進行可靠性高的穩定的檢查。如圖1、圖2所示，平行調整機構17，由在頂板15的四角與4個位置的支承柱16 之間分別存在的4個位置的升降機構17A構成，使用4個位置的升降機構17A，調整探針卡 12與晶片夾具11上的晶片W的平行度。此時，探針卡12與晶片W的平行度，使用容量傳感器或激光測長器等的測定儀器進行測定。如圖2所示，本實施方式中，升降機構17A配置在4個位置，但是只要升降機構17A 配置在4個支承柱16的至少三個位置就可以。升降機構17A配置在三個位置的情況下，例如剩下的一個支承柱16上，在一定高度能夠傾斜的支承頂板15即可。只要升降機構17A 配置在至少3個位置，各升降機構17A被分別控制，相比2個位置的情況，頂板15的傾斜角更大，探針卡12和晶片夾具11上的晶片W的調整角度能夠充裕進行。如圖1 圖3所示，4個位置的升降機構17A，均作為整體形成為大致矩形狀的塊狀，各升降機構17A，在各自的下表面，固定在4個位置的支承柱16的上表面，并且在各自的上表面，分別與頂板15的四角連結。如圖1 圖3所示，升降機構17A具備固定在支承柱16的上表面的基體17B ；沿著基體17B的上表面能夠移動而配置的具有傾斜面的移動體17C ；具有通過緊固部件17D 與頂板15連結并且沿著移動體17C的傾斜面能夠升降而配置的傾斜件的升降體17E ；沿著支承柱16的上表面使移動體17C移動的驅動機構17F，驅動機構17F在控制裝置的控制下驅動，使移動體17C向著前后方向(圖1 圖3為左右方向)僅移動規定的尺寸，由此，升降體17E通過移動體17C的傾斜面僅升降規定尺寸。控制裝置，基于測定機器的測定結果， 控制驅動機構17F。如圖1、圖3所示，移動體17C和升降體17E，側面形狀均為大致的梯形，各自的傾斜面相互結合，形成為收納于支承柱16上的矩形狀的塊體，各自相互相對的前后左右的平行面與支承柱16的側面實質上一致，上下兩面固定在支承柱16的上表面和頂板15。位于檢查裝置10的后方(圖1為右側)的移動體17C，上端部向檢查裝置10的正面側(圖1為左側)延設，具有檐狀部分。如圖3(a)所示，移動移動體17C的驅動機構17F具有在移動體17C的前后方向形成的與陰螺紋螺合的滾珠絲桿17G ；和驅動滾珠絲桿17G的電動機17H，使移動體17C沿著基體17B的上表面向前后方向移動。在基體17B和移動體17C之間設置第一移動引導機構171，通過該移動引導機構171，移動體17C在基體17B上向前后方向順暢地移動。此外，在移動體17C的傾斜面與升降體17E的傾斜面之間設置第二移動引導機構17J，通過該移動引導機構17J，升降體17E沿著移動體17C的傾斜面向前后方向移動，滑動升降。如圖3 (b)所示，這些移動引導機構171、17J均至少具有2列交叉滾子軸承，沿著各自的線性導引移動。第一、第二移動引導機構17I、17J，各自至少具有2個交叉滾子軸承，因此，耐負荷性優異，在高負荷下也能夠順暢地進行移動引導。此外，基體17B，如圖3(a)所示，從支承柱16的側面突出，在突出部設置電動機 17H。在該基體17B的突出部設有對升降體17E進行升降引導的升降引導機構17K，使其位于電動機17H與支承柱16的側面之間。該升降引導機構17K具有立設在基體17B上的線性導引17L;和至少通過2列的交叉滾子軸承(參照圖3(b))與線性導引17L結合的、隨著線性導引17L對升降體17E進行升降引導的結合體17M。因此，升降體17E，通過驅動機構 17F使移動體17C在前后移動，通過具有至少2列的交叉滾子軸承的升降引導機構17K能夠升降。接著，說明動作。首先，為了進行晶片W的檢查，將探針卡12裝載在卡夾緊機構14 上。在裝載探針卡12的狀態下，探針卡12與晶片夾具11上的晶片W并不一定平行。因此， 使用測定機器測定探針卡12與晶片W的平行度。即，使用該測定機器，在多個位置測定探針卡12與晶片W之間的距離，測定相對于晶片夾具11上的晶片W的探針卡12的傾斜度。 將測定機器的測定結構輸送到控制裝置。控制裝置，基于測定結果，分別將固有的測定信號輸送到平行調整機構17的4個位置的驅動機構17F，分別控制驅動機構17F。各驅動機構17F驅動，各個移動體17C通過第一移動引導機構171，僅移動規定的尺寸。伴隨之，各升降體17E通過第二移動引導機構 17J各自分別僅升降規定的尺寸，各升降體17E將頂板15的四角僅升降規定的尺寸，調整頂板15的傾斜程度，使得探針卡12與晶片夾具11上的晶片W平行。以上說明的本實施方式，探針卡12設置于頂板15，并且構成平行調整機構17的升降機構17A設置在頂板15與4個位置的支承柱16之間，因此，由于頂板15的剛性被強化， 能夠得到適宜的過驅動量和穩定的探針痕，能夠使用通用的頂板，而且通過在頂板15的四角調整頂板15的平行度，能夠使頂板15與晶片W的平行度調整有余地。此外，構成平行調整機構17的升降機構17A設置在頂板15和4個位置的支承柱 16之間，因此安裝平行調整機構17不需要特別的支承機構，能夠以低成本安裝在各種檢查
1 ο此外，本發明不限于上述實施方式，根據需要能夠適宜地設計變更各種構成要素。
權利要求
1.一種探針卡的平行調整機構，其于在四角支承裝載有探針卡的頂板的4個位置的支承柱中的至少三個位置使所述頂板升降，對所述探針卡與配置在其下方的載置臺上的被檢查體的平行度進行調整，該探針卡的平行調整機構的特征在于包括介設在所述至少三個位置的支承柱與所述頂板之間的升降機構，所述升降機構具有以沿著所述支承柱的上表面能夠移動的方式配置的具有傾斜面的移動體；與所述頂板連結并且以沿著所述移動體的傾斜面能夠升降的方式配置的升降體； 和使所述移動體沿著所述支承柱的上表面移動的驅動機構。
2.如權利要求1所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于所述驅動機構包括與所述移動體螺合的滾珠絲桿；和使所述滾珠絲桿驅動的電動機。
3.如權利要求1或2所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于在所述支承柱與所述移動體的邊界、和所述移動體的傾斜面與所述升降體的傾斜面的邊界，分別介設有移動引導機構。
4.如權利要求3所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于 所述移動弓I導機構具有交叉滾子軸承。
5.如權利要求1 4中的任一項所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于 設置有對所述升降體進行升降引導的升降引導機構。
6.如權利要求1 4中任一項所述的探針卡的平行調整機構，其特征在于相互結合的所述移動體與所述升降體，分別在各自的傾斜面結合而形成為矩形狀的塊體。
7.—種檢查裝置，其具有探針卡的平行調整機構，所述探針卡的平行調整機構包括 載置被檢查體的載置臺；配置在所述載置臺上方的探針卡；裝載有所述探針卡的頂板；在四角支承所述頂板的4個位置的支承柱；和在所述4個位置的支承柱中的至少三個位置使所述頂板升降、來對所述探針卡與配置在其下方的載置臺上的被檢查體的平行度進行調整的探針卡的平行調整機構，該檢查裝置的特征在于所述平行調整機構包括介設于所述至少三個位置的支承柱與所述頂板之間的升降機構，所述升降機構具有以沿著所述支承柱的上表面能夠移動的方式配置的具有傾斜面的移動體；與所述頂板連結、并以沿著所述移動體的傾斜面能夠升降的方式配置的升降體； 和使所述移動體沿著所述支承柱的上表面移動的驅動機構。
8.如權利要求7所述的檢查裝置，其特征在于所述驅動機構包括與所述移動體螺合的滾珠絲桿；和驅動所述滾珠絲桿的電動機。
9.如權利要求7或8所述的檢查裝置，其特征在于在所述支承柱與所述移動體的邊界，以及所述移動體的傾斜面與所述升降體的傾斜面的邊界，分別介設有移動引導機構。
10.如權利要求9所述的檢查裝置，其特征在于 所述移動弓I導機構具有交叉滾子軸承。
11.如權利要求7 10中任一項所述的檢查裝置，其特征在于 設置有對所述升降體進行升降引導的升降引導機構。
12.如權利要求7 10中任一項所述的檢查裝置，其特征在于相互結合的所述移動體和所述升降體，分別在各自的傾斜面結合而形成為矩形狀的塊體。
全文摘要
本發明提供一種能夠得到適當的過驅動量和穩定的探針痕、能夠使用通用的頂板的探針卡的平行調整機構。本發明的探針卡的平行調整機構是在四角支承頂板(15)的四個位置的支承柱(16)中的4個位置使頂板(15)升降，調整探針卡(12)與在其下方配置的晶片夾具(11)上的晶片W的平行度的機構，包括介設在4個位置的支承柱16與頂板(15)之間的升降機構(17A)，升降機構(17A)具有以沿著支承柱(16)的上表面能夠移動的方式配置的具有傾斜面的移動體(17C)；與頂板(15)連結并且以沿著移動體(17C)的傾斜面能夠升降的方式配置的升降體(17E)；和沿著支承柱(16)的上表面使移動體(17C)移動的驅動機構(17F)。
文檔編號G01R1/067GK102298079SQ201110179929
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年6月25日
發明者秋山收司, 野口政幸 申請人:東京毅力科創株式會社