专利名称：探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使探测器与基板的电极垫电接触而测定该基板的电气 特性的探测装置，特别涉及将检测头安装在装置本体的顶板上的技术。
背景技术：
在半导体器件的制造工序中，集成电路芯片完成后在晶片的状态 下对各芯片进行电气特性的检査，由此判定是否优良。这样的检查， 通过被称为探测装置的检査装置进行，该探测装置具有在内部设置 有用于载置例如半导体晶片(以下称为晶片)的载置台的探测装置本 体；设置在该探测装置本体的头部板(head plate，顶板)上、在其下 表面形成有与芯片的电极垫接触的探测器的探测卡；和设置在该探测 卡的上方侧，通过在上下两面具有针(pogopin)的针环(pogoring) 与探测卡连接的箱型的检测头。
作为设置检测头的构造，通常是将具有围绕水平方向轴自由旋转 的旋转轴的转动机构设置在探测装置本体的侧面位置，并且利用从该 转动轴延伸的臂从侧面支承检测头，检测头在探测装置本体上能够从 水平位置向背面侧转动。
另一方面，为了使探测卡的探测器与芯片的电极垫相应地排列， 需要根据进行检査的晶片的种类更换探测卡。因此，已知下述结构 利用卡保持器保持探测卡，设置使该卡保持器上下移动的上下机构， 在进行晶片的检查时使探测卡上升，按压检测头侧的针环，并且，在 更换探测卡时使该探测卡下降，在从针环离开之后使卡保持器横向滑 动，并从探测装置本体的外侧抽出。检测头在该探测卡更换时保持水 平姿态，但在维护时进行转动，成为从头部板离开的状态，在维护结 束时恢复水平姿态。此外，为了使在检测头的转动中该检测头的下端 面、针环不与卡保持器、探测装置本体的头部板上的部件干涉，也存 在使升降机构与上述转动机构组合，在达到水平位置之前使转动的检测头下降的情况。
但是，为了使针环与探测卡可靠地电接触，需要施加一定的负载，因此在使检测头与探测卡接触之后，需要使检测头相对地被按下例如
比2mm略少的程度(从探测卡侧来看是向上按压)。通过检测头侧的机构使作为重量物的该检测头仅下降这样的微少的尺寸是很困难的，现实中无法实现，因此，如上所述在卡保持器侧设置上下机构，以确保微量的上升量。
但是，上述的探测装置需要使卡保持器横向滑动的机构、使卡保持器上下移动的机构，相应地成本变高。此外，也有在检测头从头部板离开的状态下操作员在头部板的上表面进行探测卡的更换的方法，但在该情况下也必须在卡保持器被安装在头部板上的状态下正确地进行微量的升降，因此需要复杂的上下机构。
在专利文献l、 2中记载有这样的检査装置，此外，在专利文献3、4中，记载有对检测头的位置和晶片的位置进行正确定位的机构、将检测头保持为水平的机构，但是对于上述问题并没有进行任何的研究。
专利文献1:日本特开平3—22546
专利文献2:日本特开平2-177343
专利文献3:日本特开平1—272982 (图1)
专利文献4:日本特开平10—50778 (图2)
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供能够价廉、简单、且高精度地进行基板的检査的探测装置。
本发明提供一种探测装置，在形成于探测装置本体的顶板的开口部安装探测卡，使检测头位于该探测卡的上方，并且使形成在该探测卡的下表面的探测器与基板的被检查芯片的电极垫接触，检查被检查芯片的电气特性，该探测装置的特征在于，包括
在上述探测卡的上方，使该检测头在其下表面成为水平的水平位置与从上述探测装置本体的顶板离幵的退避位置之间，围绕水平的转动轴转动的转动机构；
与上述转动轴连接，在上述检测头位于水平姿势时通过对上述检测头施加向上方侧的力的施力机构保持上述检测头的保持框；
在上述开口部的周边部沿周方向旋转自由地环状安装的环体；
沿着该环体的周方向设置有多个，分别围绕朝向该环体的旋转中心侧的水平轴旋转自由的凸轮随动件；
设置在上述检测头的下表面侧，用于使该检测头与上述探测卡的上表面电连接的中间连接部件；和
在该中间连接部件的外周沿着周方向与上述凸轮随动件对应地设置有多个，且上表面沿着上述环体的同心的圆而倾斜，作为在上述检测头为水平姿势时引导上述凸轮随动件的引导路径而形成的边沿部，
通过使上述环体旋转，上述凸轮随动件沿上述引导路径的倾斜面相对上升，而抵抗上述施力机构所施加的力，使上述中间连接部件按下并压接在探测卡。
也可以是，上述凸轮随动件设置在比上述检测头转动并成为水平姿势时的上述引导路径低的位置，
还设置有升降机构，其用于在上述检测头转动成为水平姿势之后，抵抗上述施力机构所施加的力而使上述检测头下降到上述凸轮随动件位于与上述引导路径对应的位置。
上述环体优选具有操作者用于进行转动操作的操作部。
上述中间连接部件可以是从其下表面与探测卡的电极相对应地多个针突出的环部件。
本发明在保持检测头的保持框上设置有对该检测头向上侧施力的施力机构，在使检测头转动至水平位置之后，利用检测头侧的边沿和探测卡侧的滑动环的共同作用，将该检测头向下方按压。因此，相对于从形成在检测头的下表面的中间连接部件与探测卡接触直到对探测卡施加压力的检测头下降的高度尺寸，能够将滑动环旋转的角度取得较大，因此能够以高尺寸精度使检测头下降。从而，即使例如在由于检测头较轻或探测卡较大型，相对于探测卡按压中间连接部件所需要的力较大的情况下，也能够在将中间连接部件以规定的压力按压在探测卡上的状态下确保可靠的电接触。因此，按压中间连接部件的机构简单，于是与现有技术的由包括电机等的驱动机构使探测卡上升的情
况相比，能够使机构部分成本变低，能够价廉地制造探测装置。
图1是表示本发明的探测装置的一个例子的立体图。
图2是表示上述探测装置的平面图。
图3是放大表示上述探测装置的检测头的立体图。
图4是表示上述探测装置的纵截面图。
图5是表示上述检测头的下表面侧的针环、滑动环和头部板的立体图。
图6是表示上述针环和滑动环的概略图。
图7是放大表示上述针环的纵截面图。
图8是表示上述探测装置的作用的示意图。
图9是表示上述探测装置的作用的示意图。
图IO是表示上述探测装置的作用的示意图。
图11是表示上述探测装置的作用的示意图。
图12是表示上述探测装置的作用的示意图。
图13是表示上述探测装置的作用的示意图。
图14是表示上述探测装置的作用的示意图。
图15是表示上述探测装置的另一例子的纵截面图。
图16是表示上述另一例子的探测装置的平面图。
图17是放大表示上述另一例子的探测装置中的针环的概略图。
图18是表示上述另一例子的探测装置的作用的示意图。
图19是表示上述探测装置的又一例子的纵截面图。
图20是表示上述又一例子的探测装置的平面图。
图21是表示上述又一例子的探测装置的作用的示意图。
图22是表示上述探测装置的再一例子的纵截面图。
符号说明
W晶片
11探测器本体
12检测头
24头部板
26探测卡31转动轴
34臂部
39把手
43气体弹簧
51针环
52边沿部
55引导路径
56倾斜面
57水平面
60操作杆
61滑动环
66内侧凸轮随动件
具体实施例方式
参照图1 图7说明本发明的探测装置。该探测装置包括作为探测装置本体的探测器本体11、检测头12和装载部13。与该探测器本体11邻接地设置有装载部13，在以后的说明中，以探测器本体11和装载部13的排列方向作为左右，以操作者看装载部13为右侧地朝向探测器本体11的站立侧作为前方侧。
探测器本体11具有构成外装部的框体20。该框体20的顶板21 ，如图1所示，例如形成有矩形的开口部22，以覆盖该开口部22的方式设置有矩形的头部板24。在顶板21上，该头部板24为了能够前后滑动而相对于探测器本体ll装卸，例如是，顶板21中的开口部22侧的下缘侧在前后方向伸出，成为引导机构23，该头部板24的上表面例如与顶板21的上表面成为表面拉平状。此外，框体20的前方侧的上端面，为了在头部板24装卸时不与该头部板24冲撞而被切为矩形，此外，该上端面的中央部，为了不与后述的探针27干涉，相比于两侧更向下方较大幅度地形成切口。该头部板24当安装在探测器本体11上时，例如通过未图示的螺栓等固定在该探测器本体ll上。另外，在该图1中，表示了切开头部板24的前方侧的一部分的状况。
如图1和图2所示，在头部板24的上方设置有重量例如为60kg左右的箱型的检测头12，该头部板24通过"〕"字型的保持框35从两侧被保持。另一方面，该头部板24的后边缘的靠左方(图1中X方向左侧)设置有成为转动机构的铰链机构32，保持框35的背面通过板状的转动臂33与从铰链机构32伸出的转动轴31连接。从而，构成为保持框35围绕转动轴31转动，由此，检测头12能够从头部板24向上方离开，在倾斜的退避位置、和接近头部板24并与头部板24水平相对的水平位置之间转动。该转动轴31的旋转中心设置于比顶板21的上表面高例如140mm的位置。
在检测头12的两侧面，贴有板状的加强板42，如图3所示，检测头12通过气体弹簧43、 43被保持在保持框35上，该气体弹簧43、 43在该加强板42与保持框35的臂部34之间分开为深处侧和前方侧而设置有两个，成为沿检测头12的厚度方向(铅直方向)延伸的施力机构。从而，在检测头12为水平姿势时，在上位置，气体弹簧43向上方侧的回复力(施加力)和检测头12的自重成为平衡的状态，当检测头12如后所述被施加向下方侧的按压力时，为下述动作抵抗气体弹簧43的回复力，被水平按压下例如31mm左右到检査位置。因此，例如在该上位置，在检测头12转动时，为了使得该检测头12与后述的探测卡26、加强件28等不干涉，采用足够的间隙。
此外，两臂部34、 34中，沿该臂部34的长度方向排列的气体弹簧43、 43间的部位向检测头12侧"〕"字形突出，成为突出部34a。在与该突出部34a相对的加强板42上，在前后两个位置设置有沿检测头12的厚度方向延伸的导轨46，并且，在突出部34a侧设置有用于引导这些导轨46、 46的引导部件45、 45。从而，检测头12在水平姿势时被引导部件45引导同时抵抗已述的气体弹簧43的回复力而下降。另外，图1中39是操作者用于转动检测头12的把手，在图1之外都省略图示。
此外，在两臂部34、 34和检测头12的两侧的加强板42、 42，在相互对应的位置开有贯通孔47a、 47b，被配置在探测器本体11侧的进退机构(未图示)支承的锁销48构成为能够贯通这些贯通孔47a、 47b或从这些孔中拔出。而且，在检测头12转动时，该锁销48贯通贯通孔47a、 47b，从而进行闭锁使得该检测头12不能够上下移动，在检测头12以水平姿势升降时，该锁销48后退，检测头12的闭锁被解开。 另外，在该图3中表示切开臂部34的一部分的状态。
在两臂部34、 34与探测器本体11之间，设置有对臂部34总是施 加使其向上方侧转动的力的按压机构36。该按压机构36具有与气体弹 簧组合，总是希望延伸的施力杆38，该施力杆38的基端在探测器本体 11的后部侧被安装为能够围绕水平轴自由转动，前端部被转动自由地 固定在设置在臂部34的下表面的支承部件37的下表面。
如图4所示，在检测头12的下表面侧，作为中间连接部件，设置 有用于使设置在头部板24上的后述的探测卡26与检测头12电连接的 环状的针环51。该针环51包括由绝缘材料例如树脂材料构成的环部 件54、和从该环部件54的下表面突出的多个针51a，针51a由设置在 基端部侧(检测头12侧)的未图示的弹簧等总是被按压向突出方向(探 测卡26侧)。该针51a与形成在后述的探测卡26的上表面的电极相对 应地配置。另外，在检测头12转动结束而成为水平姿势时，该针51a 的下端与探测卡26的上表面设定为例如离开30mm。
在该针环51的外周面，如图5的上侧和图6 (a)、 (b)所示，从 该外周面向外侧圆弧状地，沿针环51的外周面突出的突起状的边沿部 52在周方向上等间隔地隔着间隙52a形成在多个位置例如4个位置。 各边沿部52在从上侧看时以周方向上的两端与针环51的中心所成的 角度例如为70°左右的方式形成。边沿部52的上表面例如以顺时针变 高的方式倾斜为锥状，形成为引导后述的内侧凸轮随动件66的引导路 径55。该引导路径55由该倾斜面56、与从该倾斜面56的顶部进一步 顺时针水平延伸的水平面57构成。该倾斜面56的高度尺寸例如为 33mm。
该边沿部52，如后所述，为了与设置在探测器本体ll上的滑动环 61共同动作，将针环51 (检测头12)从后述的水平位置按压至检测位 置而设置。以下详细叙述该滑动环61和头部板24的构造。
在己述的头部板24的中央部，如图4和图5所示，形成有用于定 位后述的探测卡26、针环51和滑动环61的例如圆形的开口部25，该 开口部25的下端侧的周缘向内侧突出成为凸缘部25a。在该凸缘部25a 上，能够自由装卸地固定有在内部支承例如直径为440mm左右的圆形的探测卡26的卡保持器29。另外，图4表示该安装有卡保持器29 (探 测卡26)的状态，图5表示卸下卡保持器29的状态。
此外，在该探测卡26的下表面，例如在整个面上例如垂直地形成 有探测器例如探针27，该探针27的前端相比于头部板24的下表面位 置更稍向下侧突出。另外，作为探针27，可以使用横针型的探针。此 外，在该图4、后述的图7中，简略表示该探针27。
在该探测卡26的上表面，与该探测卡26同心状地，设置有例如 用于抑制探测卡26的变形的圆板状的加强件28，已述的针环51形成 为其内径比该加强件28的外侧稍大，此外，其外径比探测卡26的外 径稍小。
在开口部25的凸缘部25a的外方侧，如已述的图5和图6 (a)所 示，设置有以能够将针环51和边沿部52收纳于内部的方式与针环51 同心地形成的环体，即滑动环61。此外，在开口部25的外边缘的垂直 壁上，朝向环动环61的旋转中心侧的围绕水平轴旋转自由的辊，即外 侧凸轮随动件63在周方向上等间隔地例如设置在8个位置，该外侧凸 轮随动件63，如图7所示利用从该外侧凸轮随动件63的旋转中心延伸 的中心轴63a固定在该垂直壁上。
上述滑动环61通过该外侧凸轮随动件63构成为围绕铅直轴旋转 自由。即，在滑动环61的外周面的上端，形成有在周方向上向外方伸 出的环面部61a，如图7所示，外侧凸轮随动件63与该环面部61a的 下表面抵接，由此滑动环61被旋转自由地支承。此外，在该滑动环61 的外周面的下端，与环面部61a同样地形成有在周方向上向外方伸出 的固定环61b，使得，在如后所述抵抗气体弹簧43的回复力使检测头 12下降时，由于该回复力与外侧凸轮随动件63的下侧低接，而不从头 部板24浮起。另外，虽然省略了图示，但该滑动环61由包括环面部 61a的上方侧部件和包括固定环61b的下方侧部件的上下两个分割构造 构成，以下述方式设置在开口部25内收纳滑动环61的下方侧部件 之后，将外侧凸轮随动件63固定在开口部25的内壁上，接着将上方 侧部件收纳于开口部25内，例如通过螺栓等接合下方侧部件和上方侧 部件。
此外，如图5和图7所示，在该滑动环61的内周侧，以与边沿部52间的间隙52a的配置对应的方式，在周方向上等间隔地在例如4个 位置埋设有从滑动环61的下端侧延伸至上方位置的爪部65，在该爪部 65的内侧的比滑动环61的上表面高的高度位置，设置有由例如朝向滑 动环61的旋转中心侧围绕水平轴旋转自由的辊等构成的内侧凸轮随动 件66。该内侧凸轮随动件66通过从该内侧凸轮随动件66的旋转中心 延伸的中心轴66a被固定在爪部65上。该爪部65的上端向内侧弯曲， 以起到保护部件的效果，使得例如操作者不会接触到内侧凸轮随动件 66。该内侧凸轮随动件66的下表面与探测卡26的上表面间的尺寸例 如为37mm。此外，如后述的图17所示，爪部65的高度尺寸h例如为 54mm。另外，这些凸轮从动件63、 66均同样构成为围绕水平轴，但 为了区别用语而简单地标注以"内侧"和"外侧"。
在该爪部65的外周围的侧面位置，作为操作部的操作杆60突出， 滑动环61构成为通过该操作杆60能够旋转。
此外，在检测头12在臂部34中位于水平位置(上位置)时的边 沿部52的倾斜面56的下侧的高度位置，比该内侧凸轮随动件66的下 端的高度位置低。该内侧凸轮随动件66，如后所述，随着滑动环61 的旋转沿己述的引导路径55相对上升，从而起到抵抗气体弹簧43的 回复力将针环51 (检测头12)向下侧按压的作用，使得检测头12位 于检査位置。另外，在已述的图1 图3中，省略了边沿部52、滑动 环61的记载。
如已述的图4所示，在探测器本体11的框体20内，设置有载 置作为表面排列有多个被检查芯片的基板的例如半导体晶片(以下称 为晶片)W的载置台71;使该载置台71向X、 Y、 Z方向移动，此外 使其围绕铅直方向轴旋转的移动机构72。在该图中，73是X方向移动 部，74是Y方向移动部，75是Z方向移动部。在该Z方向移动部75， 设置有用于对已述的探针27进行摄像的摄像机(未图示)，此外，在 框体20内的上方，用于对晶片W的表面进行摄像的摄像机(未图示) 设置为在水平方向上能够自由移动，采用利用这些摄像机进行定位的 结构。
在探测器本体11的右侧，连接有装载部13，该装载部13具有成 为外装体的框体81。该框体81内的深处侧利用划分壁82划分为上方区域83和下方区域84。在该上方区域83设置有载置台85,该载置台 85载置作为收纳有例如25块晶片W的密闭型的搬送容器的F0UP2。 FOUP2的右侧的框体81成为开口部86，通过该开口部86在未图示的 搬送机构与载置台85之间进行FOUP2的交接。
在框体81的前方侧的区域，设置有围绕铅直轴自由旋转、自由升 降和在水平方向上自由伸縮的搬送臂87，并构成为通过形成在探测器 本体11与装置部13之间的开口部88，在上方区域83的FOUP2与探 测器本体11的载置台71之间进行晶片W的交接。
如图2所示，在该探测装置设置有例如由计算机构成的控制部5， 该控制部5具有程序存储部、存储器、CPU构成的数据处理部等。存 储在该程序存储部中的程序包括用于实施向头部板24上的检测头12 的装卸的步骤组；用于进行晶片W的搬送和定位等的步骤组、和用于 对晶片W进行规定的检査的步骤组。此外，例如在存储器中设置有写 入有移动机构72的移动步骤、或者移动量等的处理参数的值的区域， 在CPU实施程序的各命令时，这些处理参数被读出，对应于该参数值 的控制信号被送至该探测装置的各部位。该程序(也包括关于处理参 数的输入操作、显示的程序)被存储在计算机存储介质例如软盘、光 盘、MO (光磁盘)、硬盘等存储部6中，并安装在控制部5中。
接着，说明使用本发明的探测装置的探测方法。此时，设是使检 测头12向上方侧转动，更换安装在开口部25的探测卡26的操作已结 束的状态。首先，操作者握住把手39从图8 (a)所示的退避位置向下 侧使检测头12转动。由此，检测头12成为图8 (b)所示的水平姿势。 在该水平位置，如上所述形成在针环51的侧周面的边沿部52进入内 侧凸轮随动件66、 66间，如图9所示，该边沿部52的倾斜面56的下 端位置成为比内侧凸轮随动件66的下表面更低的高度位置。
而且，如该图9所示将锁销48从贯通孔47a、 47b抽出，解除检 测头12的闭锁。接着，如图10 (a)、 (b)所示，当操作者使操作杆 60顺时针旋转时，如上所述内侧凸轮随动件66被边沿部52的引导路 径55的倾斜面56引导，沿该倾斜面56相对上升。由此，如图11 (a)、 (b)所示，抵抗气体弹簧43的回复力，针环51和检测头12在被引 导部件45引导的过程中被垂直按下。然后，当从图9的水平位置使针环51下降例如30mm左右时，如 图12 (a)所示，针环51的针51a与探测卡26接触。之后，当使操作 杆60从图10 (a)的位置顺时针旋转70。，使得如图10 (c)所示， 内侧凸轮随动件66到达边沿部52的引导路径55的上端侧的水平面 57，如图12 (b)所示针环51进一步下降1.7mm左右，在探测卡26 上施加例如250kg/cm2的压力，检测头12成为针环51与探测卡26可 靠地电接触的检査位置。此外，内侧凸轮随动件66位于边沿部52的 水平面57，因此检测头12抵抗气体弹簧43的回复力而固定在该高度 位置(检査位置)。
图13 (a) (c)概略表示上述通过针环51和滑动环61的旋转 而进行按压的状态，该图13 (a)表示内侧凸轮随动件66进入了边沿 52、 52之间的状态，图13 (b)表示通过滑动环61的旋转，内侧凸轮 随动件66引导路径55的倾斜面56相对上升的状态，图13 (c)表示 该内侧凸轮随动件66到达引导路径55的水平面57，检测头12位于检 查位置，并固定为该高度位置的状态。
这样完成探测卡26的安装、检测头12的配置(转动和下降)之 后进行晶片W的检査。具体地说，从搬入至载置台85的FOUP2通过 搬送臂87取出晶片W，并载置在探测器本体ll内的载置台71上。接 着，如上所述，进行探针27和晶片W的定位，使探针27与在该晶片 W上的被检查芯片上形成的电极垫接触(图14)，从检测头12经由针 51、探测卡26和探针27向该电极垫供给规定的电信号，从而进行电 气特性的检查。
而且，例如在晶片W的各批次间，在更换探测卡26时或进行检 测头12的维护等时，例如操作者使操作杆60逆时针旋转至已述的图 10 (a)所示的位置，并且如上述的图8 (a)所示，使检测头12从顶 板21的上方的水平位置转动至远离的退避位置。此外，在更换探测卡 26时，在使检测头12转动至退避位置后，在该例中将头部板24抽出 至前方侧，操作者将探测卡26举至上方到不与爪部65干涉的高度位 置。
根据上述实施方式，在保持框35设置对检测头12向上侧施力的 气体弹簧43，使检测头12转动至从水平位置之后，通过针环51侧的边沿部52和头部板24侧的滑动环61的共同作用按下检测头12。因此， 相对于从针环51与探测卡26接触到对探测卡26施加压力的检测头12 下降的高度尺寸(1.7mm)，能够将旋转滑动环61的角度(70° )即操 作杆60的转动尺寸取得较大，因此，能够以高尺寸精度使检测头12 下降。从而，即使例如在由于检测头12较轻或探测卡26较大型，相 对于探测卡26按压针环51所需要的力(压力)较大的情况下，也能 够在将针环51以规定的压力按压在探测卡26上的状态下确保可靠的 电接触。即，能够可靠且简便地使检测头12与探测卡26电接触。而 且，按压针环51的机构简单，因此与现有技术的由包括电机等的驱动 机构使探测卡26上升的情况相比，能够使机构部分成本变低，能够价 廉地制造探测装置。
此外，为了使检测头12与探测卡26可靠地电接触的设置在头部 板24的周围的机构仅为滑动环61。因此，在使检测头12转动至退避 位置之后，例如在将探测卡26抽出至前方侧并进行更换时，存在妨碍 该更换操作的可能性的部件仅是该滑动环61，因此，能够将更换探测 卡26时担心会产生干涉的部件的个数限制为最小限度，从而即使在上 述由操作者的手动操作进行探测卡26的更换时，也能够抑制该探测卡 26、探针27的损伤。因此，能够由这样的操作者的手动操作安全地更 换探测卡26，因此不需要用于更换探测卡26的机构、装置，能够价廉 地构成探测装置，而且能够达到探测装置的小型化。
在上述的例子中，从水平位置到检査位置由边沿部52和滑动环61 使检测头12正确地垂直下降，但也可以是，例如在针51a接近探测卡 26的高度位置之前大致垂直下降，从该位置到检査位置与上述同样利 用边沿部52和滑动环61正确地垂直下降。以下对于这样的例子进行 说明。
如图15和图16所示，该实施方式的探测装置具有升降机构91， 其使检测头12大致垂直下降到检测头12的下表面(针51a)和探测卡 26的上表面接近的位置。如该图15所示，该升降机构91包括棒状 的杆93，其形成为在从加强板42侧看检测头12时的形状为大概Z形 状，构成为以设置在检测头12的侧面例如加强板42的上位置的水平 转动轴92作为基点，沿着与该加强板42平等的铅直面能够自由转动；和引导件96，其与从该水平转动轴92延伸的杆93的弯曲部94连接， 利用例如在臂部34的上方位置沿着臂部34的长度方向设置的轨道95 使该弯曲部分94在前后方向自由进退。从该弯曲部分94向前方侧延 伸的杆93形成为比水平转动轴92与该弯曲部分94之间的尺寸长，此 外，前端部从途中开始向下方弯曲。该升降机构91设置在检测头12 的两侧，检测头12的两侧面的杆93、 93如图16所示在前方侧利用水 平延伸的升降轴97被连接。
此外，虽然省略了图示，但在该例中，引导部件45、导轨46、边 沿部52、滑动环61等与上述例子为同样的结构。此处，如上所述利用 升降机构91使针环51升降到针51a与探测卡26接近的位置，因此， 利用边沿52和滑动环61使针环51升降的高度尺寸比上述例子短。因 此，如图17所示，边沿部52的高度尺寸H和滑动环61的爪部65的 高度尺寸h分别例如为4mm、 35mm。此外，内侧凸轮随动件66的下 端位置与探测卡26的上表面之间的尺寸d为12mm。另外，在该图17 中，为了方便，将边沿部52和滑动环61记载为在横方向上离开。
然后，如上所述使检测头12从退避位置转动至水平位置，如图18 所示，例如操作者将杆93的前端部抽拉至前方侧，由此弯曲部分94 沿着轨道95后退至前方侧，因此以该弯曲部分94为支点根据杠杆原 理检测头12被按向下方侧。而且，当检针51a与探测卡26相接近， 测头12下降至例如两者离开2mm左右的接近位置时，内侧凸轮随动 件66的下端位置比边沿部52的倾斜面56的下端位置高，之后与上述 例子同样，通过边沿部52和滑动环61的共同作用，使检测头12下降 至检测头12与探测卡26电接触的检查位置。这样，即使在利用升降 机构91大致垂直地使检测头12下降的情况下，在检测头12与探测卡 26接触时也是利用边沿部52和滑动环61使检测头12正确地垂直下 降，因此，例如针51a在探测卡26上滑动、或产生错位等情况不会发 生。
在该实施方式中也能够得到与上述例子同样的效果。此外，相比 于上述例子，能够将边沿部52的高度尺寸H和滑动环61的爪部65的 高度尺寸h抑制得较低。因此，例如在操作者将头部板24向前方侧抽 出、更换探测卡26的情况下，爪部65的上端位置不会从探测卡26的上表面位置大幅离幵，因此在从头部板24将该探测卡26举起时，操 作者使该探测卡26向上方上升的距离较短。由此，探测卡26、探针 27难以与爪部65干涉，因此，相比于上述例子，能够进一步抑制探测 卡26、探针27的损伤。
此外，作为这样的升降机构91，在上述的例子以外，例如也可以 采用图19和图20所示的结构。在该例中，在加强板42的侧面，贴设 有从前方侧朝向深处侧锥状倾斜而变高的轨道101，在该轨道101上设 置有沿着该轨道101行走自由的滚轮102。例如棒状的杆103的一端侧 转动自由地被连接在该滚轮102的旋转中心的未图示的旋转轴上，该 杆103的另一端侧，通过构成为与嵌合轨道104嵌合、在前后方向上 行走自由的引导件105，向前方侧水平弯曲并伸长，其中嵌合轨道104 在臂部34上与轨道101平行地设置。这些轨道101、 104、滚轮102、 杆103、和引导件105成为升降机构91。此外，该升降机构91设置在 检测头12的两侧，检测头12的两侧的杆103、 103同样在前方侧通过 升降轴106被连接。在该例中，虽然省略了图示，但已述的引导部件 45和导轨46设置在轨道101与气体弹簧43之间。
而且，如图21所示，由于将该杆103向深处侧水平按压，因为引 导件105与轨道104嵌合，所以在抑制杆103的上升的状态下滚轮102 沿轨道101相对上升，从而，向下方侧按压到在臂部34检测头12 (针 51a)与探测卡26接近的位置。在该例中，之后也与上述图15和图16 的例子同样，利用边沿部52与滑动环61的共同作用，检测头12下降 至检査位置，并进行晶片W的检査，能够得到同样的效果。
作为如上所述在臂部34将检测头12向上侧施力并保持的机构， 在已述的气体弹簧43之外，例如也可以使用图22所示的弹簧110等。 此外，在上述各例子中，在本发明中应用的探测装置具有重量为60kg 以下、且是在位于探测卡26之上时施加至该探测卡26的压力为 250kg/cm2以下的轻量的检测头12，例如60kg左右的检测头12，但是 在本发明中也能够应用具有例如600kg 700kg左右或这之上的重量的 检测头12的探测装置。在这样的情况下，也能够使检测头12正确下 降，而且检测头12的升降机构简单，因此能够制造价廉的探测装置。
另外，在上述各例子中省略了图示，但在探测装置的后端侧，邻接设置有电源部，该电源部跨从探测装置的底面位置到比检测头12的 上表面位置高的高度位置而设置。此外，为了对该检测头12的内部的 部件进行空冷，检测头12具有从背面侧(铰链机构32侧)朝向前方 侧(把手39侧)，在检测头12内使大气流通的未图示的空冷机构。因 此，例如在检测头12上升至退避位置时，从检测头12的内部排出的 排气流不会滞留在上述电源部与头部板24之间的空间(设置有铰链机 构32、转动臂33的区域)。此外，在上述的各例子中，分别在4个设 置有边沿部52和内侧凸轮随动件66,但多个位置例如也可以为2个位 置以上。进一步，在上述的各例子中说明了一台探测装置，但也可以 是多台例如两台探测装置邻接配置。
权利要求
1.一种探测装置，在形成于探测装置本体的顶板的开口部安装探测卡，使检测头位于该探测卡的上方，并且使形成在该探测卡的下表面的探测器与基板的被检查芯片的电极垫接触，检查被检查芯片的电气特性，其特征在于，包括在所述探测卡的上方，使该检测头在其下表面成为水平的水平位置与从所述探测装置本体的顶板离开的退避位置之间，围绕水平的转动轴转动的转动机构；与所述转动轴连接，在所述检测头位于水平姿势时通过对所述检测头施加向上方侧的力的施力机构保持所述检测头的保持框；在所述开口部的周边部沿周方向旋转自由地环状安装的环体；沿着该环体的周方向设置有多个、分别围绕朝向该环体的旋转中心侧的水平轴旋转自由的凸轮随动件；设置在所述检测头的下表面侧，用于使该检测头与所述探测卡的上表面电连接的中间连接部件；和在该中间连接部件的外周沿着周方向与所述凸轮随动件对应地设置有多个，且上表面沿着所述环体的同心的圆而倾斜，作为在所述检测头为水平姿势时引导所述凸轮随动件的引导路径而形成的边沿部，通过使所述环体旋转，所述凸轮随动件沿所述引导路径的倾斜面相对上升，而抵抗所述施力机构所施加的力，使所述中间连接部件按下并压接于探测卡。
2. 如权利要求l所述的探测装置，其特征在于 在比引导路径的倾斜面的上端更靠所述圆的周方向侧的位置，形成有在按下所述中间连接部件时所述凸轮随动件停止的水平面。
3. 如权利要求1或2所述的探测装置，其特征在于 所述凸轮随动件设置在比所述检测头转动并成为水平姿势时的所述引导路径低的位置，还设置有升降机构，其用于在所述检测头转动成为水平姿势之后，抵抗所述施力机构所施加的力而使所述检测头下降到所述凸轮随动件 与所述引导路径对应的位置。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的探测装置，其特征在于-所述环体具有用于使操作者进行转动操作的操作部。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的探测装置，其特征在于 所述中间连接部件是从其下表面与探测卡的电极相对应地突出有多个针的环部件。
全文摘要
本发明提供探测装置，目的在于，在使检测头从上侧与探测卡接触、使探测卡的探测器与基板的电极垫电接触而测定该基板的电气特性时，高尺寸精度使检测头下降，使检测器与探测卡可靠地电接触，此外达到探测装置的小型化。该探测装置中，在保持检测头的保持部设置有对该检测头向上侧施力的气体弹簧，在探测卡的上方，在检测头成为水平的水平位置，凸轮随动件沿锥状的边沿部相对上升，从而使检测头下降，其中，边沿部在检测头的下表面的针的侧周面，在周方向上形成于多个位置，凸轮随动件在顶板上设置为围绕铅直轴自由旋转的滑动环的内周侧，在周方向上设置在多个位置。
文档编号G01R31/26GK101685132SQ20091016908
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月21日 优先权日2008年9月22日
发明者山县一美, 山田浩史, 远藤朋也 申请人:东京毅力科创株式会社