專利名稱：探針卡的固定機構(gòu)、探針卡的固定方法以及探針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進行半導(dǎo)體晶片等被檢査體的電氣特性檢查的探 針裝置，更具體地說，涉及能夠使固定探針卡的機構(gòu)的驅(qū)動裝置緊湊 化，同時能夠?qū)⑻结樋ǖ墓潭偸蔷S持一定的探針卡的固定機構(gòu)以 及使用該固定機構(gòu)的探針卡的固定方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置，如圖11所示，包括探針裝置本體l、配設(shè)
在該探針裝置本體ii內(nèi)并可在x、 y、 z及e方向移動且裝載被檢查
體(例如，晶片W)的裝載臺2、具有多個接觸由裝載在該裝載臺2 上的晶片W形成的多個電極墊片的探針3A的探針卡3、通過卡保持 件(未圖示)固定該探針卡3的固定機構(gòu)4和通過連接環(huán)5與探針卡3 電氣連接的測試頭(test head) T。測試頭T被構(gòu)成為通過連接環(huán)5和 探針卡3在未圖示的測試器和晶片W的電極墊片之間接受發(fā)送測試器 信號并進行晶片W的電氣檢查。此外，在圖11中，6是與裝載臺聯(lián)動 以進行使晶片W與探針卡的位置定位的機構(gòu)，6A是上攝像機 (camera), 6B是下攝像機，7是使固定機構(gòu)4固定的頂板。
但是，探針卡3通過卡保持件被固定在固定機構(gòu)4上。作為現(xiàn)有 的固定方式，有例如專利文獻l、 2中記載的氣動方式的固定機構(gòu)。氣 動方式的固定機構(gòu)，利用壓縮空氣使活塞環(huán)上升，通過固定在活塞環(huán) 和頂板上的固定環(huán)固定卡保持件，此外，通過壓縮空氣的排氣使活塞 環(huán)下降，并取下探針卡。
然而，因為在氣動方式時使用壓縮空氣固定探針卡，因此由于壓 縮空氣的供給源的壓力變化而使探針卡的保持力不穩(wěn)定，最惡劣時， 不能夠保持探針卡而使之掉下。
因此，作為不受壓縮空氣的供給源的壓力變化影響的方式，有專 利文獻3記載的彈簧方式的固定機構(gòu)。該彈簧方式的固定機構(gòu)，包括
在固定于頂板的固定環(huán)的下面固定的缸體環(huán)、相對于缸體環(huán)可升降地 嵌合的活塞環(huán)和在兩者之間在外周方向隔開預(yù)定間隔配置的多個盤簧 (螺旋彈簧)。由多個盤簧的運動，通過活塞環(huán)舉起接受探針卡的卡接 受環(huán)，以將探針卡固定到固定環(huán)上。
此外，在專利文獻4中記載有包括探針卡的自動交換機構(gòu)的探針。 該自動交換機構(gòu)包括具有相對于探針卡固定部件可旋轉(zhuǎn)地被支撐，并 且旋轉(zhuǎn)時伴有上下方向的位置變化的導(dǎo)向槽的旋轉(zhuǎn)環(huán)；具有嵌入導(dǎo)向
槽的銷和對應(yīng)于在內(nèi)周的卡安裝環(huán)的切口的內(nèi)周凸緣，旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角
度后不進行以上的旋轉(zhuǎn)而沿導(dǎo)向槽在上下方向位置變化的夾緊環(huán)；和 使旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置。而且，利用驅(qū)動裝置，使旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)而得 到探針卡的接合力(保持力)。該驅(qū)動裝置由馬達和滾珠螺桿構(gòu)成。
專利文獻l:日本特開平08-139141
專利文獻2:日本特幵平08-172116
專利文獻3:日本特開平10-031035
專利文獻4:日本特開2000-150596
但是，因為專利文獻3的固定機構(gòu)是利用整個周長地跨在并夾于 缸體環(huán)和活塞環(huán)之間的盤簧來保持探針卡，因此不能省略提供給探針 卡保持力的多個盤簧，不能簡化保持機構(gòu)。此外，因為專利文獻4的 自動交換機構(gòu)用馬達以及滾珠螺桿作為驅(qū)動裝置，而且，因為需要用 于在馬達轉(zhuǎn)矩控制用的轉(zhuǎn)矩限制器或動力源切斷時的安全對策，因此， 作為驅(qū)動裝置的規(guī)模大并且造價高。此外，在調(diào)整探針卡的保持力時， 必須改變夾緊環(huán)的引導(dǎo)槽等的環(huán)結(jié)構(gòu)，從而不能簡單地改變探針卡的 保持力。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種由于驅(qū)動裝置具有 緊湊的結(jié)構(gòu)而降低成本，能夠總是以一定的固定力固定探針卡，而且 在驅(qū)動裝置中能夠簡單地改變探針卡的固定力的探針卡的固定機構(gòu)、 探針卡的固定方法以及探針裝置。
本發(fā)明的第一方面的探針卡的固定機構(gòu)包括固定在探針裝置的
頂板的開口部的鑲嵌墊環(huán)；利用該鑲嵌墊環(huán)可旋轉(zhuǎn)地被支撐的鎖定環(huán);
從該鎖定環(huán)徑向延伸設(shè)置的杠桿；和連接于該杠桿的延伸端部且設(shè)置 于上述頂板上的驅(qū)動裝置，通過由上述驅(qū)動裝置向上述杠桿提供推壓 力且使上述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)舉起探針卡，由上述鎖定環(huán)與上述鑲嵌墊環(huán)保 持上述探針卡并固定上述探針卡，其特征在于上述驅(qū)動裝置包括提 供給上述杠桿推壓力的彈簧機構(gòu)和連接于該彈簧機構(gòu)且使該彈簧機構(gòu) 伸縮的推壓機構(gòu)，上述推壓機構(gòu)在解除上述彈簧機構(gòu)的壓縮力時，從 彈簧機構(gòu)向上述杠桿提供推壓壓力，并且使上述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)。
此外，本發(fā)明的第二方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 一方面本發(fā)明中，利用連接體連接上述彈簧機構(gòu)和上述推壓機構(gòu)，同 時，設(shè)置引導(dǎo)上述連接體在上述彈簧機構(gòu)的伸縮方向移動的引導(dǎo)部件。
此外，本發(fā)明的第三方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 二方面的發(fā)明中，在上述連接體上設(shè)置閘門，同時，在上述引導(dǎo)部件 的附近設(shè)置檢測上述閘門的檢測器，通過上述檢測器檢測到上述閘門 時，使上述推壓機構(gòu)停止，并通過上述彈簧機構(gòu)固定上述探針卡。
此外，本發(fā)明的第四方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 一至第三方面的任一項發(fā)明中，上述彈簧機構(gòu)具有盤簧、貫通該盤簧 且連接于上述連接體的軸和該軸貫通且保持上述盤簧的保持件。
此外，本發(fā)明的第五方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 四方面的發(fā)明中，上述盤簧由第一、第二盤簧組成。
此外，本發(fā)明的第六方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 一至第五方面的任一項發(fā)明中，上述推壓機構(gòu)由缸體機構(gòu)組成。
此外，本發(fā)明的第七方面的探針卡固定機構(gòu)的特征在于在第六 方面的發(fā)明中，上述缸體機構(gòu)由具有控制排氣速度的功能的氣缸組成。
此外，本發(fā)明的第八方面的探針卡的固定機構(gòu)的特征在于在第 一至第七方面的任一項發(fā)明中，上述探針卡具有卡保持件。
此外，本發(fā)明第九方面的探針卡的固定方法，其探針卡包括固定 在探針裝置的頂板的開口部的鑲嵌墊環(huán)、利用該鑲嵌墊環(huán)可旋轉(zhuǎn)地被 支撐的鎖定環(huán)、從該鎖定環(huán)徑向延伸設(shè)置的杠桿和連接于該杠桿的延 伸端部的驅(qū)動裝置的固定裝置，通過由上述驅(qū)動裝置向上述杠桿提供 推壓力而使上述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)舉起探針卡，由上述鎖定環(huán)與上述鑲嵌墊 環(huán)保持上述探針卡并固定上述探針卡，其特征在于該方法包括在
用彈簧機構(gòu)和向該彈簧機構(gòu)提供壓縮力的推壓機構(gòu)作為上述驅(qū)動裝置 固定上述探針卡時，通過上述推壓機構(gòu)解除上述彈簧機構(gòu)的壓縮力的 工序；和通過解除上述彈簧機構(gòu)的壓縮力從上述彈簧機構(gòu)向上述杠桿 提供推壓力的工序。
此外，本發(fā)明的第十方面的探針卡的固定方法的特征在于在第 九方面的發(fā)明中，用缸體機構(gòu)作為上述推壓機構(gòu)。
此外，本發(fā)明的第十一方面的探針卡的固定方法的特征在于在 第十方面的發(fā)明中，使用具有控制排氣速度的功能的氣缸作為上述缸 體機構(gòu)。
此外，本發(fā)明的第十二方面的探針卡的固定方法的特征在于在 第九至第十一方面的任一項的發(fā)明中，通過卡保持件固定上述探針卡。
此外，本發(fā)明的第十三方面的探針裝置，包括裝載被檢查體的可 移動的裝載臺、具有配置在該裝載臺上方且與上述被檢査體電氣接觸 的多個探針的探針卡和在上述裝載臺的上方固定該探針卡的固定機 構(gòu)，其特征在于上述固定機構(gòu)由第一至第八方面任一項的探針卡的 固定機構(gòu)所構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種由于驅(qū)動裝置具有緊湊的結(jié)構(gòu)而降低 成本，能夠總是以一定的固定力固定探針卡，而且在驅(qū)動裝置中能夠 簡單地改變探針卡的固定力的探針卡的固定機構(gòu)、探針卡的固定方法 以及探針裝置。


圖1是表示作為本發(fā)明的探針卡的固定機構(gòu)的一種實施方式的主 要部分的驅(qū)動裝置的截面圖。
圖2是圖1所示的驅(qū)動裝置的放大的截面圖。
圖3是表示圖1所示的探針卡的固定機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4 (a)、 (b)是分別表示圖3所示的鑲嵌墊環(huán)的圖，(a)是其下 面的平面圖，(b)是其截面圖。
圖5 (a)、 (b)是分別表示鑲嵌墊環(huán)和鎖定環(huán)的關(guān)系的主要部分的 截面圖，(a)是表示鑲嵌墊環(huán)的第一凸輪從動件和鎖定環(huán)的關(guān)系的截 面圖，(b)是表示鑲嵌墊環(huán)的第二凸輪從動件和鎖定環(huán)的關(guān)系。
圖6 (a)、 (b)是分別表示圖3所示的鎖定環(huán)的圖，(a)是其下面 的平面圖，(b)是其B-B線方向的截面圖。
圖7 (a)、 (b)是分別表示圖3所示的固定機構(gòu)與卡保持件的關(guān)系 的圖，(a)是其主要部分的截面圖，(b)是表示卡保持件的突出部與 支承凸輪從動件的關(guān)系的說明圖。
圖8 (a) (c)是分別表示用固定機構(gòu)固定探針卡的工序的圖
圖9是表示鑲嵌墊環(huán)的第二位置確定銷與卡保持件的關(guān)系的截面圖。
圖10 (a) (c)是分別表示卡保持件與鑲嵌墊環(huán)的關(guān)系的截面 圖，U)是表示旋轉(zhuǎn)停止銷嵌入鑲嵌墊環(huán)的退出孔的狀態(tài)的截面圖，(b) 是表示旋轉(zhuǎn)停止銷嵌入鑲嵌墊環(huán)的退出孔后的狀態(tài)的截面圖，(c)是 表示與(a)， (b)所示的旅行車停止銷相鄰的凸輪從動件的部分的截 面圖。
圖11是表示截斷探針裝置的一個實例的主要部分的正面圖。 符號說明
10固定機構(gòu)，11鑲嵌墊環(huán)，12鎖定環(huán)，14杠桿，15彈簧機構(gòu)， 16探針卡，17氣缸(推壓機構(gòu))，19直線導(dǎo)軌，21檢測器，151盤 簧，152軸，153保持件，154第一盤簧，155第二盤簧，161卡保 持件，183閘門
具體實施例方式
下面，根據(jù)圖1 圖IO所示的實施方式說明本發(fā)明。此外，各圖 中，圖1是表示作為本發(fā)明的探針卡的固定機構(gòu)的一種實施方式的主 要部分的驅(qū)動裝置的截面圖。圖2是圖1所示的驅(qū)動裝置的放大的截 面圖。圖3是表示圖1所示的探針卡的固定機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖4 (a)、 (b)是分別表示圖3所示的鑲嵌墊環(huán)的圖，(a)是其下面的 平面圖，(b)是其截面圖。圖5 (a)、 (b)是分別表示鑲嵌墊環(huán)和鎖定 環(huán)的關(guān)系的主要部分的截面圖，(a)是表示鑲嵌墊環(huán)的第一凸輪從動 件和鎖定環(huán)的關(guān)系的截面圖，(b)是表示鑲嵌墊環(huán)的第二凸輪從動件 和鎖定環(huán)的關(guān)系。圖6 (a)、 (b)是分別表示圖3所示的鎖定環(huán)的圖， (a)是其下面的平面圖，(b)是其B-B線方向的截面圖。圖7 (a)、
(b)是分別表示圖3所示的固定機構(gòu)與卡保持件的關(guān)系的圖，(a)是 其主要部分的截面圖，(b)是表示卡保持件的突出部與支撐凸輪從動 件的關(guān)系的說明圖。圖8 (a) (c)是分別表示用固定機構(gòu)固定探針 卡的工序的圖。圖9是表示鑲嵌墊環(huán)的第二位置確定銷與卡保持件的 關(guān)系的截面圖。圖10 (a) (c)是分別表示卡保持件與鑲嵌墊環(huán)的 關(guān)系的截面圖，(a)是表示旋轉(zhuǎn)停止銷嵌入鑲嵌墊環(huán)的退出孔的狀態(tài) 的截面圖，(b)是表示旋轉(zhuǎn)停止銷嵌入鑲嵌墊環(huán)的退出孔后的狀態(tài)的 截面圖，(c)是表示與(a)、 (b)所示的與旋轉(zhuǎn)停止銷相鄰的凸輪從 動件的部分的截面圖。
本實施方式的探針卡的固定機構(gòu)(正面簡單地稱為"固定機構(gòu)") 10，例如，如圖1 圖3所示，包括固定在探針裝置的(未圖示)的 頂板11的開口部上的鑲嵌墊環(huán)12;利用該鑲嵌墊環(huán)12可旋轉(zhuǎn)地被支 撐的鎖定環(huán)13 (參照圖3);從該鎖定環(huán)13向徑向延伸設(shè)置的杠桿14;
和連接于該杠桿4的延伸端部的彈簧機構(gòu)15。彈簧機構(gòu)15是與后述的 推壓機構(gòu)聯(lián)動，使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動裝置，被構(gòu)成為通過提供 給杠桿14推壓力，使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)，借助于卡保持件將探針卡16 (參 照圖3)舉起，而由鎖定環(huán)13和鑲嵌墊環(huán)12保持卡保持件而固定探針 卡16。鑲嵌墊環(huán)12與鎖定環(huán)13的關(guān)系在后面說明。
如圖1和圖2所示，在頂板11上設(shè)置有彈簧機構(gòu)15和推壓機構(gòu) (例如氣缸)17，如下面所述的，彈簧機構(gòu)15與氣缸17聯(lián)動，通過 使杠桿14在圖1、圖2的點劃線所示的位置和實線所示的位置之間擺 動，使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)，以裝卸探針卡16。點劃線所示的杠桿位置是氣 缸17的活塞桿伸至最大、盤簧(螺旋彈簧)151被壓縮至最小的位置， 以在該位置取下探針卡16。此外，實線所示的位置是氣缸17的活塞桿 縮至最小，解除盤簧151的壓縮力，盤簧151伸至至最大的位置，以 在該位置利用彈簧機構(gòu)15長久地以一定的彈簧力保持探針卡16?？?之，在本實施方式中，彈簧機構(gòu)15具有通過彈簧力保持探針卡16的 功能，當保持探針卡16時，氣缸17解除彈簧機構(gòu)15的盤簧151的壓 縮力，當取下探針卡16時，氣缸17具有向彈簧機構(gòu)15提供壓縮力的 功能。
下面，參照圖2對彈簧機構(gòu)15和氣缸17的關(guān)系進行詳細說明。
如圖2所示，彈簧機構(gòu)15包括盤簧151、貫通該盤簧151的軸152和 該盤簧151貫通且保持盤簧151的保持件153。軸152的右端通過連接 體18連接于氣缸17的活塞桿171 。軸152具有作為盤簧151的伸縮導(dǎo) 向的功能。此外，保持件153的右端有開口，其左端由端板153A封閉。 在該端板153A的中央部形成有軸152貫通的貫通孔。
上述盤簧151構(gòu)成有沿軸152串聯(lián)地配置第一、第二盤簧154、 155。 第一、第二盤簧154、 155可以相同，也可以不相同，可以根據(jù)探針卡 16的固定力適宜選擇相同的或不相同的。特別地，通過分別選擇第一、 第二盤簧154、 155的彈簧常數(shù)，而能夠適宜設(shè)定固定力。當然，盤簧 151有僅可以分成第一、第二盤簧154、 155，也可以是一體的。當調(diào) 整保持力時，優(yōu)選分成兩個。此外，探針卡16的固定力，能夠通過調(diào) 整杠桿14的長度來調(diào)整。
如圖2所示，上述第一盤簧154被收納在筒體156內(nèi)，第二盤簧 155被收納在保持件153內(nèi)。筒體156的右端由端板156A封閉，左端 有開口。連接體18的軸部件181的左端貫通筒體156的端板156A的 中央部，其左端與軸152的右端連接。連接體18的軸部件181的右端 連接于氣缸17的活塞桿171。筒體156的外徑被形成為比保持件153 的內(nèi)周面的內(nèi)徑稍小，以在盤簧151壓縮時，其一部分在保持件153 內(nèi)進出。此外，在第一盤簧154和第二盤簧155之間夾有圓筒狀的滑 塊157，該滑塊157通過第一、第二盤簧154、 155的伸縮在筒體156 內(nèi)和保持件153內(nèi)滑動?；瑝K157具有軸152貫通的中央孔?；瑝K157 的右端面形成有凹陷部，在該凹陷部接受第一盤簧154的左端。此外， 滑塊157的左端面彈性連接第二盤簧155的右端。
如圖2所示，將凸輪從動件182安裝于上述連接體18上，在杠桿 14的延伸端的端部形成有長圓形的貫通孔，通過將凸輪從動件182嵌 入杠桿14的貫通孔中，連接體18與杠桿14連接。在連接體18的側(cè) 面配置有與盤簧151的伸縮方向平行的直線導(dǎo)軌19，連接體18自由滑 動地與該直線導(dǎo)軌19連接。因此，連接體18獲得彈簧機構(gòu)15和氣缸 17的驅(qū)動力，沿直線導(dǎo)軌19往復(fù)運動。此外，在直線導(dǎo)軌19的左端 配置有防止連接體18向左方移動的止動件20，在直線導(dǎo)軌19的右端 配置有檢測安裝于連接體18上的閘門183的檢測器21。檢測器21檢
測閘門183并向控制裝置發(fā)送信號，通過控制裝置使氣缸17停止。氣
缸17能夠在控制裝置的控制下，通過主軸控制器而適宜地調(diào)整活塞桿 171的伸縮速度。
下面，對鑲嵌墊環(huán)12與鎖定環(huán)13的關(guān)系進行詳細說明。如圖3 所示，鑲嵌墊環(huán)12具有筒狀部12A，同時，具有從該筒狀部12A的上 端部擴徑形成的凸緣部12B，通過凸緣部12B固定于頂板11的開口部。 此外，鎖定環(huán)13的上端部嵌入在鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B的下面形 成的環(huán)狀槽12C中，通過杠桿14的擺動，沿環(huán)狀槽12C旋轉(zhuǎn)。鎖定環(huán) 13的內(nèi)周面上形成有整個跨過其寬度方向的大致中央的槽13A,該槽 13A具有如后所述的凸輪的功能。
此外，在鑲嵌墊環(huán)12的筒狀部12A上，如圖4 (a)以及圖5 (a) 所示，嵌入鎖定環(huán)13的槽13A內(nèi)的第一凸輪從動件22在圓周方向隔 開預(yù)定間隔，在至少三個部位(在本實施方式中是三個部位)上，每 個部件設(shè)置兩個，通過該第一凸輪從動件22，使鎖定環(huán)13保持在預(yù)定 的高度。在圖4(a)中，第一凸輪從動件22在三個部位，每兩個一組， 但是，也可以每個部件設(shè)置一個。通過在三個部位設(shè)置凸輪從動件22， 能夠通過整個的第一凸輪從動件22均勻地支持鎖定環(huán)13。此外，因為 在將探針卡16保持在第一凸輪從動件22上時，要承受較大的負荷， 因此，將第一凸輪從動件22在各部位上各設(shè)置兩個，以確保機械強度。
此外，如圖4 (a)和圖5 (b)所示，在鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B 上，在圓周方向隔開預(yù)定間隔的至少三個部位(在圖4 (a)中是三個 部位)設(shè)置有與鎖定環(huán)13的槽13A的上側(cè)內(nèi)周面接觸的第二凸輪從動 件23，該第二凸輪從動件23被構(gòu)成為第一凸輪從動件22以預(yù)定的高 度保持鎖定環(huán)13的狀態(tài)，如圖5 (b)所示，調(diào)整與鎖定環(huán)13的內(nèi)周 面的接觸程度?？傊?，如圖5 (b)所示，第二凸輪從動件23連接于在 鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B上面可旋轉(zhuǎn)地配置的位置調(diào)整部件23A，通 過使位置調(diào)整部件23A旋轉(zhuǎn)，被構(gòu)成為使第二凸輪從動件23與鎖定環(huán) 13分離接觸。如圖5 (b)所示，第二凸輪從動件23的軸部在從軸芯 偏離的位置與位置調(diào)整部件23A的軸部螺紋結(jié)合，通過位置調(diào)整部件 23A的旋轉(zhuǎn)，第二凸輪從動件23以位置調(diào)整部件23A的軸芯為中心與 鎖定環(huán)13的內(nèi)周面靠近，或分離。因此，通過旋轉(zhuǎn)操作位置調(diào)整部件
23A，調(diào)整第二凸輪從動件23與鎖定環(huán)13的內(nèi)周面接觸的狀態(tài)，相對 于鑲嵌墊環(huán)12調(diào)整鎖定環(huán)13的水平位置(X、 Y位置)，使該兩者12、 13的軸芯一致。
此外，如圖6(a)所示，在鎖定環(huán)13上，在圓周方向隔開預(yù)定間 隔(例如，每120° )形成對應(yīng)于第一凸輪從動件22的切口部13B， 當在鑲嵌墊環(huán)12上安裝鎖定環(huán)13時，鑲嵌墊環(huán)12側(cè)的第一凸輪從動 件22進入切口部13B，在鎖定環(huán)13的上端嵌入鑲嵌墊環(huán)12的環(huán)狀槽 12C的狀態(tài)，使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)時，第一凸輪從動件22進入鎖定環(huán)13 的環(huán)狀槽13A中。
而且，在鎖定環(huán)13上，以相互1S0。的間隔的位置，形成有插入 進行與鑲嵌墊環(huán)12之間的位置確定的第一位置確定銷(未圖示)的兩 個孔13C，此外，在鑲嵌墊環(huán)12上還形成有對應(yīng)于該位置確定用孔13C 的位置確定用孔(未圖示)。而且，在鎖定環(huán)13相對于鑲嵌墊環(huán)12自 由旋轉(zhuǎn)地一體化的狀態(tài)，通過在該位置確定用孔13C上安裝第一位置 確定銷，而能夠以預(yù)定的位置關(guān)系使鑲嵌墊環(huán)12與鎖定環(huán)13 —體化。 在鑲嵌墊環(huán)12與鎖定環(huán)13在位置確定狀態(tài)，如圖3所示，通過杠桿 14連接用于旋轉(zhuǎn)操作鎖定環(huán)13的連接體18與鎖定環(huán)13。如圖6 (a) 所示，在鎖定環(huán)13的槽13A的下側(cè)，形成有在徑向方向貫通的兩個內(nèi) 螺紋部13D，在這里，如圖l、圖2所示，鎖定環(huán)13與杠桿14連接。
此外，如圖6 (a)所示，在鎖定環(huán)13上，在圓周方向隔開預(yù)定的 間隔安裝有多個(在圖6 (a)中是6個)支撐凸輪從動件24，此外， 如圖7 (a)所示，卡支持件161上形成有對應(yīng)于支撐凸輪從動件24的 突出部161A。而且，探針卡16通過卡支撐件161，由支撐凸輪從動件 24支撐，通過旋轉(zhuǎn)，鎖定環(huán)13相對于鑲嵌墊環(huán)12的筒狀部12A分離連接。
艮P,卡支持件161的突出部161A,如圖7 (b)所示，具有一端部 (圖中的右端部)最薄形成的薄厚度部161B、在另一端部(圖中的左 端部)最厚形成的厚厚度部161C和從薄厚度部161B向厚厚度部161C 以兩階段改變傾斜角而形成的第一、第二傾斜部161D， 161E。而且， 旋轉(zhuǎn)地連接鎖定環(huán)13，支撐凸輪從動件24從薄厚度部161B向厚厚度 就161C移動，慢慢舉起探針卡16 (對照圖6)，最終，如圖7 (a)所
示，由支撐凸輪從動件24和鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B保持探針卡16。
此外，如圖8 (a) (c)所示，在鑲嵌墊環(huán)12上，檢測卡保持 件161的傳感器機構(gòu)25被安裝在位于上述突出部161A的厚厚度部 161C上。如該圖所示，該傳感器機構(gòu)25具有被收納在形成于鑲嵌墊 環(huán)12的凸緣部12B的貫通孔中的銷25A、由U字形切口部被配置成夾 住貫通孔的板傳感器25B、和被彈性安裝于該兩者25A和25B之間的 彈簧25C，通過銷25A檢測卡保持件161A。在貫通孔的下端，形成有 向內(nèi)側(cè)的突出部，銷25A通過形成于直體部的凸緣部而止于突出部。 板傳感器25B在切口部具有傳感部，通過該傳感部構(gòu)成為不接觸可檢 測出入切口部的銷25A的透過型傳感器。傳感部由例如發(fā)光元件和受 光元件組成，通過由受光元件是否檢測到從發(fā)光元件發(fā)出的光而檢測 出有無卡保持件161。
此外，如圖9所示，在鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B上，以在圓周方 向相互隔開180度沿著筒狀部12A的方式安裝兩個第二位置確定銷26， 此外，在卡保持件161上，形成有與第二位置確定銷26相對應(yīng)的兩個 嵌入孔161F。當將探針卡16安裝于固定機構(gòu)10上時，鑲嵌墊環(huán)12 側(cè)的第二位置確定銷26嵌入卡保持件161的嵌入孔161F中，由此， 能夠正確設(shè)定探針卡16和鑲嵌墊環(huán)12的周邊方向的位置。
此外，如圖10 (a)、 (b)所示，在從保持件161的鑲嵌墊環(huán)12的 筒狀部12A突出的突出部上，以相互在圓周方向成180度的間隔立設(shè) 兩個旋轉(zhuǎn)止動銷27，此外，在鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B的下面安裝 有塊28。在該塊28和凸緣部12B上形成有旋轉(zhuǎn)止動銷27自由嵌入的 退出孔28A、 12D，此外，在塊28上，在圓周方向可調(diào)整位置地安裝 凸輪從動件29，該凸輪從動件29從筒狀部IIA側(cè)突出，與旋轉(zhuǎn)止動 銷27結(jié)合，確定鑲嵌墊環(huán)12的圓周方向的位置。
因此，如圖8 (a)所示，卡保持件161的突出部161A進入鑲嵌 墊環(huán)12的筒狀部12A與鎖定環(huán)13的間隙之間，在該狀態(tài)，氣缸17通 過由主軸控制器控制壓縮彈簧機構(gòu)15的氣缸的驅(qū)動氣體的速度排氣， 而解除彈簧機構(gòu)15的壓縮，當從彈簧機構(gòu)15向連接體18提供推壓力 時，連接體18沿直線導(dǎo)軌19以期望的速度移動，當通過連接體18向 杠桿14提供推壓力時，鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)，突出部161A的薄厚度部161B
與支撐凸輪從動件24接觸。而且，鎖定環(huán)13受到彈簧機構(gòu)15的推壓 力而旋轉(zhuǎn)，如圖7 (b)所示，支撐凸輪從動件24從薄厚度部161B沿 第一、第二傾斜部161C、 161D連續(xù)地轉(zhuǎn)動，探針卡16被慢慢地舉起 時，如圖8 (b)所示，傳感器機構(gòu)25的銷25A與突出部161A的上面 接觸，卡保持件161抵抗彈簧25B的彈力慢慢上升，最終，如圖7 (a)、 圖8(c)所示，到達上升端，由鎖定環(huán)13的支撐凸輪從動件24和鑲 嵌墊環(huán)12的凸緣部12B保持卡保持件161，固定探針卡165。
此時，連接體18接近氣缸17，當檢測器21非接觸地檢測到連接 體18的閘門183時，氣缸17停止，設(shè)定鎖定環(huán)13的位置。氣缸17 停止時，由支撐凸輪從動件24和鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B保持卡保 持件161的突出部161A，結(jié)果，由固定機構(gòu)10固定卡保持件161。此 時，鑲嵌墊環(huán)12的第二位置確定銷26嵌入形成于卡保持件161的嵌 入孔161F中。由傳感器機構(gòu)25，如圖8 (c)所示，檢測傳感器25B 進入切口部的銷25A。
下面，對使用探針卡的固定機構(gòu)10的本發(fā)明的探針卡的固定方法 進行說明。首先，通過搬送機構(gòu)，在將帶有卡保持件的探針卡16搬送 至鑲嵌墊環(huán)12的正下方后，上升，如圖8 (a)所示，卡保持件161的 突出部161A到達鑲嵌墊環(huán)12的筒狀部12A和鎖定環(huán)13的間隙之間。 此時，氣缸17的活塞桿171伸至最大，彈簧機構(gòu)15的盤簧151變?yōu)?壓縮狀態(tài)。
這里，通過由主軸控制器控制壓縮彈簧機構(gòu)15的氣缸的驅(qū)動空氣 的速度而進行的排氣，氣缸17收縮活塞桿171，解除彈簧機構(gòu)15的壓 縮力，當從彈簧機構(gòu)15向連接體18提供推壓力時，連接體18開始沿 著直線導(dǎo)軌19從左端向右以期望的速度移動。這樣，杠桿14開始從 圖1、圖2中點劃線所示的位置順時針方向旋轉(zhuǎn)，通過杠桿14將連接 體18的直線運動變換成鎖定環(huán)13的旋轉(zhuǎn)運動。
當鎖定環(huán)13開始旋轉(zhuǎn)時，支撐凸輪從動件24與突出部161A的薄 厚度部161B接觸。于是，氣缸17的活塞桿171收縮，彈簧機構(gòu)15的 盤簧151伸長，使連接體18移動，當檢測器21檢測到連接體18的閘 門183時，使氣缸17停止，盤簧151為伸至最長的狀態(tài)，向連接體18 提供一定的推壓力。
在此期間，杠桿14從圖1、圖2的點劃線所示的位置擺動至實線
所示的位置。該杠桿14使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)，如圖7 (b)所示，當支撐 凸輪從動件24從薄厚度部161B沿著第一、第二傾斜部161C、 161D 連續(xù)轉(zhuǎn)動時，如圖8 (b)所示，傳感器機構(gòu)25的銷25A與突出部161A 的上面接觸，抵抗彈簧25B的彈力，卡保持件161慢慢上升，最終， 卡保持件161如圖7 (a)、圖8 (c)所示，到達上升端，由鎖定環(huán)13 的支撐凸輪從動件24和鑲嵌墊環(huán)12的凸緣部12B保持卡保持器161, 固定探針卡16。當探針卡16被固定在頂板11上時，能夠使用該探針 卡16進行半導(dǎo)體晶片的電氣特性的檢查。
檢査完成后，在為了更換探針卡16而取下探針卡時，氣缸17工 作，當通過連接體18使彈簧機構(gòu)15的盤簧151壓縮時，鎖定環(huán)13通 過連接體18和杠桿14反方向旋轉(zhuǎn)。于是，氣缸17的活塞桿171向彈 簧機構(gòu)15提供壓縮力并伸長，在伸至最長時，利用止動件20使連接 體18停止。在此期間，鎖定環(huán)13的支撐凸輪從動件24經(jīng)由卡保持件 161的第二傾斜面161E、第二傾斜面161D及薄厚度部161B而離開鎖 定環(huán)13，將探針卡16裝載到等待的搬送機構(gòu)上。
根據(jù)上述的該實施方式，由彈簧機構(gòu)15向連接體18提供推壓力， 使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)至探針卡16的固定位置，因為以彈簧機構(gòu)15的彈簧 力將探針卡保持在該位置，因此，能夠由彈簧機構(gòu)15產(chǎn)生總是一定的 彈簧力將探針卡16可靠地固定到鑲嵌墊環(huán)12上。此外，因為鎖定環(huán) 13的驅(qū)動裝置由彈簧機構(gòu)15和氣缸17構(gòu)成，故由于結(jié)構(gòu)緊湊而降低 了成本，并且能夠利用彈簧機構(gòu)15長久地以一定的固定力可靠地固定 探針卡16。此外，在改變探針卡16的固定力時，能夠變換彈簧機構(gòu) 15的盤簧151，通過變換杠桿14簡單地變換。
此外，根據(jù)本發(fā)明，因為設(shè)置有引導(dǎo)連接體18在彈簧機構(gòu)15的 伸縮方向移動的直線導(dǎo)軌19，因此，能夠從彈簧機構(gòu)15向連接體18 提供穩(wěn)定的直線運動，能夠穩(wěn)定杠桿14的擺動動作，進而能夠使鎖定 環(huán)13順滑地旋轉(zhuǎn)。此外，因為在連接體18上設(shè)置有閘門183，同時在 直線導(dǎo)軌19的一端設(shè)置有檢測閘門183的檢測器21，因此，能夠用鎖 定環(huán)13在固定探針卡16時可靠地使氣缸17停止。而且，因為彈簧機 構(gòu)15具有盤簧151、貫通該盤簧151且連接于連接體18的軸152和該
軸152貫通且保持盤簧151的保持件153，因此，能夠使盤簧151順滑 地伸縮。此外，因為盤簧151由第一、第二盤簧154、 155組成，所以 能夠具體確定地設(shè)定彈簧力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，因為氣缸具有主軸控制器控制器， 故能夠通過主軸控制器適宜地控制驅(qū)動空氣的排氣速度，控制彈簧機 構(gòu)15的推壓力，并使鎖定環(huán)13旋轉(zhuǎn)，順滑地固定探針卡16。
此外，本發(fā)明不局限于上述實施方式，能夠根據(jù)需要適當設(shè)計改 變各結(jié)構(gòu)部件。例如，在上述實施方式中，對具有卡保持件161的探 針卡6進行了說明，但是，也可以直接固定沒有卡保持件的探針卡。 此外，作為推壓機構(gòu)，優(yōu)選使用氣缸等缸體機構(gòu)，但是推壓機構(gòu)也可 以是能夠適當調(diào)整彈簧機構(gòu)的推壓力的除缸體機構(gòu)以外的其它的機 構(gòu)。
產(chǎn)業(yè)的可利用性
本發(fā)明能夠適宜地用于探針裝置。
權(quán)利要求
1.一種探針卡的固定機構(gòu)，包括固定在探針裝置的頂板的開口部的鑲嵌墊環(huán)、由該鑲嵌墊環(huán)可旋轉(zhuǎn)地支撐的鎖定環(huán)、從該鎖定環(huán)徑向延伸設(shè)置的杠桿和連接于該杠桿的延伸端部且設(shè)置于所述頂板上的驅(qū)動裝置，通過由所述驅(qū)動裝置向所述杠桿提供推壓力而使所述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)并舉起探針卡，由所述鎖定環(huán)與所述鑲嵌墊環(huán)保持所述探針卡并固定所述探針卡，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括向所述杠桿提供推壓力的彈簧機構(gòu)和連接于該彈簧機構(gòu)且使該彈簧機構(gòu)伸縮的推壓機構(gòu)，所述推壓機構(gòu)在解除所述彈簧機構(gòu)的壓縮力時從所述彈簧機構(gòu)向所述杠桿提供推壓壓力，并且使所述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于 利用連接體連接所述彈簧機構(gòu)和所述推壓機構(gòu)，同時，設(shè)置有引導(dǎo)所述連接體在所述彈簧機構(gòu)的伸縮方向移動的引導(dǎo)部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于 在所述連接體上設(shè)置閘門，同時，在所述引導(dǎo)部件的附近設(shè)置檢測所述閘門的檢測器，通過所述檢測器檢測到所述閘門時使所述推壓 機構(gòu)停止，并通過所述彈簧機構(gòu)固定所述探針卡。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于所述彈簧機構(gòu)具有盤簧、貫通該盤簧且連接于所述連接體的軸和 該軸貫通的且保持所述盤簧的保持件。
5. 如權(quán)利要求4所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于 所述盤簧由第一、第二盤簧組成。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于 所述推壓機構(gòu)由缸體機構(gòu)組成。
7. 如權(quán)利要求6所述的探針卡固定機構(gòu)，其特征在于 所述缸體機構(gòu)由具有排氣速度控制功能的氣缸組成。
8. 如權(quán)利要求1 7中任一項所述的探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于所述探針卡具有卡保持件。
9. 一種探針卡的固定方法，該探針卡包括固定在探針裝置的頂板的幵口部的鑲嵌墊環(huán)、由該鑲嵌墊環(huán)可旋轉(zhuǎn)地支撐的鎖定環(huán)、從該鎖 定環(huán)徑向延伸設(shè)置的杠桿和連接于該杠桿的延伸端部的驅(qū)動裝置，通 過由所述驅(qū)動裝置向所述杠桿提供推壓力而使所述鎖定環(huán)旋轉(zhuǎn)并舉起 探針卡，由所述鎖定環(huán)與所述鑲嵌墊環(huán)保持所述探針卡并固定所述探 針卡，其特征在于.-所述方法包括在使用彈簧機構(gòu)和向該彈簧機構(gòu)提供壓縮力的推 壓機構(gòu)作為所述驅(qū)動裝置固定所述探針卡時，通過所述推壓機構(gòu)解除所述彈簧機構(gòu)的壓縮力的工序；和通過解除所述彈簧機構(gòu)的壓縮力從所述彈簧機構(gòu)向所述杠桿提供推壓力的工序。
10. 如權(quán)利要求9所述的探針卡的固定方法，其特征在于使用缸體機構(gòu)作為所述推壓機構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求10所述的探針卡的固定方法，其特征在于 使用具有控制排氣速度的功能的氣缸作為所述缸體機構(gòu)。
12. 如權(quán)利要求9 11中任一項所述的探針卡的固定方法，其特征在于.-通過卡保持件固定所述探針卡。
13. —種探針裝置，包括裝載被檢查體的可移動的裝載臺、具有配置在該裝載臺的上方且與所述被檢查體電氣接觸的多個探針的探針卡 和在所述裝載臺的上方固定該探針卡的固定機構(gòu)，其特征在于所述固定機構(gòu)由權(quán)利要求1 8中任一項所述的探針卡的固定機構(gòu) 所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉，能以穩(wěn)定固定力固定探針卡且在驅(qū)動裝置中能簡單改變探針卡保持力的探針卡固定機構(gòu)。本發(fā)明的探針卡的固定機構(gòu)(10)包括固定于頂板(11)的開口部的鑲嵌墊環(huán)(12)、可旋轉(zhuǎn)地被支撐在該鑲嵌墊環(huán)上的鎖定環(huán)(13)、從該鎖定環(huán)(13)徑向延伸的杠桿(14)和分別與該杠桿(14)連接的彈簧機構(gòu)(15)以及氣缸(17)，通過氣缸(17)在解除彈簧機構(gòu)(15)的壓縮力時從彈簧機構(gòu)(15)向杠桿(14)提供推壓力，使鎖定環(huán)(13)旋轉(zhuǎn)，由保持件(16)舉起探針卡(161)，用鎖定環(huán)(13)和鑲嵌墊環(huán)(12)保持卡保持件(161)而固定探針卡(16)。
文檔編號G01R31/26GK101109766SQ20071010552
公開日2008年1月23日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者中村茂木 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社