专利名称：探针卡的固定机构、探针卡的固定方法以及探针装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行半导体晶片等被检査体的电气特性检查的探 针装置，更具体地说，涉及能够使固定探针卡的机构的驱动装置紧凑 化，同时能够将探针卡的固定力总是维持一定的探针卡的固定机构以 及使用该固定机构的探针卡的固定方法。
背景技术：
现有技术的探针装置，如图11所示，包括探针装置本体l、配设
在该探针装置本体ii内并可在x、 y、 z及e方向移动且装载被检查
体(例如，晶片W)的装载台2、具有多个接触由装载在该装载台2 上的晶片W形成的多个电极垫片的探针3A的探针卡3、通过卡保持 件(未图示)固定该探针卡3的固定机构4和通过连接环5与探针卡3 电气连接的测试头(test head) T。测试头T被构成为通过连接环5和 探针卡3在未图示的测试器和晶片W的电极垫片之间接受发送测试器 信号并进行晶片W的电气检查。此外，在图11中，6是与装载台联动 以进行使晶片W与探针卡的位置定位的机构，6A是上摄像机 (camera), 6B是下摄像机，7是使固定机构4固定的顶板。
但是，探针卡3通过卡保持件被固定在固定机构4上。作为现有 的固定方式，有例如专利文献l、 2中记载的气动方式的固定机构。气 动方式的固定机构，利用压缩空气使活塞环上升，通过固定在活塞环 和顶板上的固定环固定卡保持件，此外，通过压縮空气的排气使活塞 环下降，并取下探针卡。
然而，因为在气动方式时使用压縮空气固定探针卡，因此由于压 缩空气的供给源的压力变化而使探针卡的保持力不稳定，最恶劣时， 不能够保持探针卡而使之掉下。
因此，作为不受压缩空气的供给源的压力变化影响的方式，有专 利文献3记载的弹簧方式的固定机构。该弹簧方式的固定机构，包括
在固定于顶板的固定环的下面固定的缸体环、相对于缸体环可升降地 嵌合的活塞环和在两者之间在外周方向隔开预定间隔配置的多个盘簧 (螺旋弹簧)。由多个盘簧的运动，通过活塞环举起接受探针卡的卡接 受环，以将探针卡固定到固定环上。
此外，在专利文献4中记载有包括探针卡的自动交换机构的探针。 该自动交换机构包括具有相对于探针卡固定部件可旋转地被支撑，并 且旋转时伴有上下方向的位置变化的导向槽的旋转环；具有嵌入导向
槽的销和对应于在内周的卡安装环的切口的内周凸缘，旋转预定的角
度后不进行以上的旋转而沿导向槽在上下方向位置变化的夹紧环；和 使旋转环旋转的驱动装置。而且，利用驱动装置，使旋转环旋转而得 到探针卡的接合力(保持力)。该驱动装置由马达和滚珠螺杆构成。
专利文献l:日本特开平08-139141
专利文献2:日本特幵平08-172116
专利文献3:日本特开平10-031035
专利文献4:日本特开2000-150596
但是，因为专利文献3的固定机构是利用整个周长地跨在并夹于 缸体环和活塞环之间的盘簧来保持探针卡，因此不能省略提供给探针 卡保持力的多个盘簧，不能简化保持机构。此外，因为专利文献4的 自动交换机构用马达以及滚珠螺杆作为驱动装置，而且，因为需要用 于在马达转矩控制用的转矩限制器或动力源切断时的安全对策，因此， 作为驱动装置的规模大并且造价高。此外，在调整探针卡的保持力时， 必须改变夹紧环的引导槽等的环结构，从而不能简单地改变探针卡的 保持力。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种由于驱动装置具有 紧凑的结构而降低成本，能够总是以一定的固定力固定探针卡，而且 在驱动装置中能够简单地改变探针卡的固定力的探针卡的固定机构、 探针卡的固定方法以及探针装置。
本发明的第一方面的探针卡的固定机构包括固定在探针装置的
顶板的开口部的镶嵌垫环；利用该镶嵌垫环可旋转地被支撑的锁定环;
从该锁定环径向延伸设置的杠杆；和连接于该杠杆的延伸端部且设置 于上述顶板上的驱动装置，通过由上述驱动装置向上述杠杆提供推压 力且使上述锁定环旋转举起探针卡，由上述锁定环与上述镶嵌垫环保 持上述探针卡并固定上述探针卡，其特征在于上述驱动装置包括提 供给上述杠杆推压力的弹簧机构和连接于该弹簧机构且使该弹簧机构 伸縮的推压机构，上述推压机构在解除上述弹簧机构的压縮力时，从 弹簧机构向上述杠杆提供推压压力，并且使上述锁定环旋转。
此外，本发明的第二方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 一方面本发明中，利用连接体连接上述弹簧机构和上述推压机构，同 时，设置引导上述连接体在上述弹簧机构的伸缩方向移动的引导部件。
此外，本发明的第三方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 二方面的发明中，在上述连接体上设置闸门，同时，在上述引导部件 的附近设置检测上述闸门的检测器，通过上述检测器检测到上述闸门 时，使上述推压机构停止，并通过上述弹簧机构固定上述探针卡。
此外，本发明的第四方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 一至第三方面的任一项发明中，上述弹簧机构具有盘簧、贯通该盘簧 且连接于上述连接体的轴和该轴贯通且保持上述盘簧的保持件。
此外，本发明的第五方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 四方面的发明中，上述盘簧由第一、第二盘簧组成。
此外，本发明的第六方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 一至第五方面的任一项发明中，上述推压机构由缸体机构组成。
此外，本发明的第七方面的探针卡固定机构的特征在于在第六 方面的发明中，上述缸体机构由具有控制排气速度的功能的气缸组成。
此外，本发明的第八方面的探针卡的固定机构的特征在于在第 一至第七方面的任一项发明中，上述探针卡具有卡保持件。
此外，本发明第九方面的探针卡的固定方法，其探针卡包括固定 在探针装置的顶板的开口部的镶嵌垫环、利用该镶嵌垫环可旋转地被 支撑的锁定环、从该锁定环径向延伸设置的杠杆和连接于该杠杆的延 伸端部的驱动装置的固定装置，通过由上述驱动装置向上述杠杆提供 推压力而使上述锁定环旋转举起探针卡，由上述锁定环与上述镶嵌垫 环保持上述探针卡并固定上述探针卡，其特征在于该方法包括在
用弹簧机构和向该弹簧机构提供压縮力的推压机构作为上述驱动装置 固定上述探针卡时，通过上述推压机构解除上述弹簧机构的压縮力的 工序；和通过解除上述弹簧机构的压縮力从上述弹簧机构向上述杠杆 提供推压力的工序。
此外，本发明的第十方面的探针卡的固定方法的特征在于在第 九方面的发明中，用缸体机构作为上述推压机构。
此外，本发明的第十一方面的探针卡的固定方法的特征在于在 第十方面的发明中，使用具有控制排气速度的功能的气缸作为上述缸 体机构。
此外，本发明的第十二方面的探针卡的固定方法的特征在于在 第九至第十一方面的任一项的发明中，通过卡保持件固定上述探针卡。
此外，本发明的第十三方面的探针装置，包括装载被检查体的可 移动的装载台、具有配置在该装载台上方且与上述被检査体电气接触 的多个探针的探针卡和在上述装载台的上方固定该探针卡的固定机 构，其特征在于上述固定机构由第一至第八方面任一项的探针卡的 固定机构所构成。
根据本发明，能够提供一种由于驱动装置具有紧凑的结构而降低 成本，能够总是以一定的固定力固定探针卡，而且在驱动装置中能够 简单地改变探针卡的固定力的探针卡的固定机构、探针卡的固定方法 以及探针装置。
图1是表示作为本发明的探针卡的固定机构的一种实施方式的主 要部分的驱动装置的截面图。
图2是图1所示的驱动装置的放大的截面图。
图3是表示图1所示的探针卡的固定机构的整体结构的截面图。
图4 (a)、 (b)是分别表示图3所示的镶嵌垫环的图，(a)是其下 面的平面图，(b)是其截面图。
图5 (a)、 (b)是分别表示镶嵌垫环和锁定环的关系的主要部分的 截面图，(a)是表示镶嵌垫环的第一凸轮从动件和锁定环的关系的截 面图，(b)是表示镶嵌垫环的第二凸轮从动件和锁定环的关系。
图6 (a)、 (b)是分别表示图3所示的锁定环的图，(a)是其下面 的平面图，(b)是其B-B线方向的截面图。
图7 (a)、 (b)是分别表示图3所示的固定机构与卡保持件的关系 的图，(a)是其主要部分的截面图，(b)是表示卡保持件的突出部与 支承凸轮从动件的关系的说明图。
图8 (a) (c)是分别表示用固定机构固定探针卡的工序的图
图9是表示镶嵌垫环的第二位置确定销与卡保持件的关系的截面图。
图10 (a) (c)是分别表示卡保持件与镶嵌垫环的关系的截面 图，U)是表示旋转停止销嵌入镶嵌垫环的退出孔的状态的截面图，(b) 是表示旋转停止销嵌入镶嵌垫环的退出孔后的状态的截面图，(c)是 表示与(a)， (b)所示的旅行车停止销相邻的凸轮从动件的部分的截 面图。
图11是表示截断探针装置的一个实例的主要部分的正面图。 符号说明
10固定机构，11镶嵌垫环，12锁定环，14杠杆，15弹簧机构， 16探针卡，17气缸(推压机构)，19直线导轨，21检测器，151盘 簧，152轴，153保持件，154第一盘簧，155第二盘簧，161卡保 持件，183闸门
具体实施例方式
下面，根据图1 图IO所示的实施方式说明本发明。此外，各图 中，图1是表示作为本发明的探针卡的固定机构的一种实施方式的主 要部分的驱动装置的截面图。图2是图1所示的驱动装置的放大的截 面图。图3是表示图1所示的探针卡的固定机构的整体结构的截面图。 图4 (a)、 (b)是分别表示图3所示的镶嵌垫环的图，(a)是其下面的 平面图，(b)是其截面图。图5 (a)、 (b)是分别表示镶嵌垫环和锁定 环的关系的主要部分的截面图，(a)是表示镶嵌垫环的第一凸轮从动 件和锁定环的关系的截面图，(b)是表示镶嵌垫环的第二凸轮从动件 和锁定环的关系。图6 (a)、 (b)是分别表示图3所示的锁定环的图， (a)是其下面的平面图，(b)是其B-B线方向的截面图。图7 (a)、
(b)是分别表示图3所示的固定机构与卡保持件的关系的图，(a)是 其主要部分的截面图，(b)是表示卡保持件的突出部与支撑凸轮从动 件的关系的说明图。图8 (a) (c)是分别表示用固定机构固定探针 卡的工序的图。图9是表示镶嵌垫环的第二位置确定销与卡保持件的 关系的截面图。图10 (a) (c)是分别表示卡保持件与镶嵌垫环的 关系的截面图，(a)是表示旋转停止销嵌入镶嵌垫环的退出孔的状态 的截面图，(b)是表示旋转停止销嵌入镶嵌垫环的退出孔后的状态的 截面图，(c)是表示与(a)、 (b)所示的与旋转停止销相邻的凸轮从 动件的部分的截面图。
本实施方式的探针卡的固定机构(正面简单地称为"固定机构") 10，例如，如图1 图3所示，包括固定在探针装置的(未图示)的 顶板11的开口部上的镶嵌垫环12;利用该镶嵌垫环12可旋转地被支 撑的锁定环13 (参照图3);从该锁定环13向径向延伸设置的杠杆14;
和连接于该杠杆4的延伸端部的弹簧机构15。弹簧机构15是与后述的 推压机构联动，使锁定环13旋转驱动的驱动装置，被构成为通过提供 给杠杆14推压力，使锁定环13旋转，借助于卡保持件将探针卡16 (参 照图3)举起，而由锁定环13和镶嵌垫环12保持卡保持件而固定探针 卡16。镶嵌垫环12与锁定环13的关系在后面说明。
如图1和图2所示，在顶板11上设置有弹簧机构15和推压机构 (例如气缸)17，如下面所述的，弹簧机构15与气缸17联动，通过 使杠杆14在图1、图2的点划线所示的位置和实线所示的位置之间摆 动，使锁定环13旋转，以装卸探针卡16。点划线所示的杠杆位置是气 缸17的活塞杆伸至最大、盘簧(螺旋弹簧)151被压縮至最小的位置， 以在该位置取下探针卡16。此外，实线所示的位置是气缸17的活塞杆 縮至最小，解除盘簧151的压縮力，盘簧151伸至至最大的位置，以 在该位置利用弹簧机构15长久地以一定的弹簧力保持探针卡16。总 之，在本实施方式中，弹簧机构15具有通过弹簧力保持探针卡16的 功能，当保持探针卡16时，气缸17解除弹簧机构15的盘簧151的压 縮力，当取下探针卡16时，气缸17具有向弹簧机构15提供压縮力的 功能。
下面，参照图2对弹簧机构15和气缸17的关系进行详细说明。
如图2所示，弹簧机构15包括盘簧151、贯通该盘簧151的轴152和 该盘簧151贯通且保持盘簧151的保持件153。轴152的右端通过连接 体18连接于气缸17的活塞杆171 。轴152具有作为盘簧151的伸縮导 向的功能。此外，保持件153的右端有开口，其左端由端板153A封闭。 在该端板153A的中央部形成有轴152贯通的贯通孔。
上述盘簧151构成有沿轴152串联地配置第一、第二盘簧154、 155。 第一、第二盘簧154、 155可以相同，也可以不相同，可以根据探针卡 16的固定力适宜选择相同的或不相同的。特别地，通过分别选择第一、 第二盘簧154、 155的弹簧常数，而能够适宜设定固定力。当然，盘簧 151有仅可以分成第一、第二盘簧154、 155，也可以是一体的。当调 整保持力时，优选分成两个。此外，探针卡16的固定力，能够通过调 整杠杆14的长度来调整。
如图2所示，上述第一盘簧154被收纳在筒体156内，第二盘簧 155被收纳在保持件153内。筒体156的右端由端板156A封闭，左端 有开口。连接体18的轴部件181的左端贯通筒体156的端板156A的 中央部，其左端与轴152的右端连接。连接体18的轴部件181的右端 连接于气缸17的活塞杆171。筒体156的外径被形成为比保持件153 的内周面的内径稍小，以在盘簧151压縮时，其一部分在保持件153 内进出。此外，在第一盘簧154和第二盘簧155之间夹有圆筒状的滑 块157，该滑块157通过第一、第二盘簧154、 155的伸縮在筒体156 内和保持件153内滑动。滑块157具有轴152贯通的中央孔。滑块157 的右端面形成有凹陷部，在该凹陷部接受第一盘簧154的左端。此外， 滑块157的左端面弹性连接第二盘簧155的右端。
如图2所示，将凸轮从动件182安装于上述连接体18上，在杠杆 14的延伸端的端部形成有长圆形的贯通孔，通过将凸轮从动件182嵌 入杠杆14的贯通孔中，连接体18与杠杆14连接。在连接体18的侧 面配置有与盘簧151的伸缩方向平行的直线导轨19，连接体18自由滑 动地与该直线导轨19连接。因此，连接体18获得弹簧机构15和气缸 17的驱动力，沿直线导轨19往复运动。此外，在直线导轨19的左端 配置有防止连接体18向左方移动的止动件20，在直线导轨19的右端 配置有检测安装于连接体18上的闸门183的检测器21。检测器21检
测闸门183并向控制装置发送信号，通过控制装置使气缸17停止。气
缸17能够在控制装置的控制下，通过主轴控制器而适宜地调整活塞杆 171的伸縮速度。
下面，对镶嵌垫环12与锁定环13的关系进行详细说明。如图3 所示，镶嵌垫环12具有筒状部12A，同时，具有从该筒状部12A的上 端部扩径形成的凸缘部12B，通过凸缘部12B固定于顶板11的开口部。 此外，锁定环13的上端部嵌入在镶嵌垫环12的凸缘部12B的下面形 成的环状槽12C中，通过杠杆14的摆动，沿环状槽12C旋转。锁定环 13的内周面上形成有整个跨过其宽度方向的大致中央的槽13A,该槽 13A具有如后所述的凸轮的功能。
此外，在镶嵌垫环12的筒状部12A上，如图4 (a)以及图5 (a) 所示，嵌入锁定环13的槽13A内的第一凸轮从动件22在圆周方向隔 开预定间隔，在至少三个部位(在本实施方式中是三个部位)上，每 个部件设置两个，通过该第一凸轮从动件22，使锁定环13保持在预定 的高度。在图4(a)中，第一凸轮从动件22在三个部位，每两个一组， 但是，也可以每个部件设置一个。通过在三个部位设置凸轮从动件22， 能够通过整个的第一凸轮从动件22均匀地支持锁定环13。此外，因为 在将探针卡16保持在第一凸轮从动件22上时，要承受较大的负荷， 因此，将第一凸轮从动件22在各部位上各设置两个，以确保机械强度。
此外，如图4 (a)和图5 (b)所示，在镶嵌垫环12的凸缘部12B 上，在圆周方向隔开预定间隔的至少三个部位(在图4 (a)中是三个 部位)设置有与锁定环13的槽13A的上侧内周面接触的第二凸轮从动 件23，该第二凸轮从动件23被构成为第一凸轮从动件22以预定的高 度保持锁定环13的状态，如图5 (b)所示，调整与锁定环13的内周 面的接触程度。总之，如图5 (b)所示，第二凸轮从动件23连接于在 镶嵌垫环12的凸缘部12B上面可旋转地配置的位置调整部件23A，通 过使位置调整部件23A旋转，被构成为使第二凸轮从动件23与锁定环 13分离接触。如图5 (b)所示，第二凸轮从动件23的轴部在从轴芯 偏离的位置与位置调整部件23A的轴部螺纹结合，通过位置调整部件 23A的旋转，第二凸轮从动件23以位置调整部件23A的轴芯为中心与 锁定环13的内周面靠近，或分离。因此，通过旋转操作位置调整部件
23A，调整第二凸轮从动件23与锁定环13的内周面接触的状态，相对 于镶嵌垫环12调整锁定环13的水平位置(X、 Y位置)，使该两者12、 13的轴芯一致。
此外，如图6(a)所示，在锁定环13上，在圆周方向隔开预定间 隔(例如，每120° )形成对应于第一凸轮从动件22的切口部13B， 当在镶嵌垫环12上安装锁定环13时，镶嵌垫环12侧的第一凸轮从动 件22进入切口部13B，在锁定环13的上端嵌入镶嵌垫环12的环状槽 12C的状态，使锁定环13旋转时，第一凸轮从动件22进入锁定环13 的环状槽13A中。
而且，在锁定环13上，以相互1S0。的间隔的位置，形成有插入 进行与镶嵌垫环12之间的位置确定的第一位置确定销(未图示)的两 个孔13C，此外，在镶嵌垫环12上还形成有对应于该位置确定用孔13C 的位置确定用孔(未图示)。而且，在锁定环13相对于镶嵌垫环12自 由旋转地一体化的状态，通过在该位置确定用孔13C上安装第一位置 确定销，而能够以预定的位置关系使镶嵌垫环12与锁定环13 —体化。 在镶嵌垫环12与锁定环13在位置确定状态，如图3所示，通过杠杆 14连接用于旋转操作锁定环13的连接体18与锁定环13。如图6 (a) 所示，在锁定环13的槽13A的下侧，形成有在径向方向贯通的两个内 螺纹部13D，在这里，如图l、图2所示，锁定环13与杠杆14连接。
此外，如图6 (a)所示，在锁定环13上，在圆周方向隔开预定的 间隔安装有多个(在图6 (a)中是6个)支撑凸轮从动件24，此外， 如图7 (a)所示，卡支持件161上形成有对应于支撑凸轮从动件24的 突出部161A。而且，探针卡16通过卡支撑件161，由支撑凸轮从动件 24支撑，通过旋转，锁定环13相对于镶嵌垫环12的筒状部12A分离连接。
艮P,卡支持件161的突出部161A,如图7 (b)所示，具有一端部 (图中的右端部)最薄形成的薄厚度部161B、在另一端部(图中的左 端部)最厚形成的厚厚度部161C和从薄厚度部161B向厚厚度部161C 以两阶段改变倾斜角而形成的第一、第二倾斜部161D， 161E。而且， 旋转地连接锁定环13，支撑凸轮从动件24从薄厚度部161B向厚厚度 就161C移动，慢慢举起探针卡16 (对照图6)，最终，如图7 (a)所
示，由支撑凸轮从动件24和镶嵌垫环12的凸缘部12B保持探针卡16。
此外，如图8 (a) (c)所示，在镶嵌垫环12上，检测卡保持 件161的传感器机构25被安装在位于上述突出部161A的厚厚度部 161C上。如该图所示，该传感器机构25具有被收纳在形成于镶嵌垫 环12的凸缘部12B的贯通孔中的销25A、由U字形切口部被配置成夹 住贯通孔的板传感器25B、和被弹性安装于该两者25A和25B之间的 弹簧25C，通过销25A检测卡保持件161A。在贯通孔的下端，形成有 向内侧的突出部，销25A通过形成于直体部的凸缘部而止于突出部。 板传感器25B在切口部具有传感部，通过该传感部构成为不接触可检 测出入切口部的销25A的透过型传感器。传感部由例如发光元件和受 光元件组成，通过由受光元件是否检测到从发光元件发出的光而检测 出有无卡保持件161。
此外，如图9所示，在镶嵌垫环12的凸缘部12B上，以在圆周方 向相互隔开180度沿着筒状部12A的方式安装两个第二位置确定销26， 此外，在卡保持件161上，形成有与第二位置确定销26相对应的两个 嵌入孔161F。当将探针卡16安装于固定机构10上时，镶嵌垫环12 侧的第二位置确定销26嵌入卡保持件161的嵌入孔161F中，由此， 能够正确设定探针卡16和镶嵌垫环12的周边方向的位置。
此外，如图10 (a)、 (b)所示，在从保持件161的镶嵌垫环12的 筒状部12A突出的突出部上，以相互在圆周方向成180度的间隔立设 两个旋转止动销27，此外，在镶嵌垫环12的凸缘部12B的下面安装 有块28。在该块28和凸缘部12B上形成有旋转止动销27自由嵌入的 退出孔28A、 12D，此外，在块28上，在圆周方向可调整位置地安装 凸轮从动件29，该凸轮从动件29从筒状部IIA侧突出，与旋转止动 销27结合，确定镶嵌垫环12的圆周方向的位置。
因此，如图8 (a)所示，卡保持件161的突出部161A进入镶嵌 垫环12的筒状部12A与锁定环13的间隙之间，在该状态，气缸17通 过由主轴控制器控制压缩弹簧机构15的气缸的驱动气体的速度排气， 而解除弹簧机构15的压縮，当从弹簧机构15向连接体18提供推压力 时，连接体18沿直线导轨19以期望的速度移动，当通过连接体18向 杠杆14提供推压力时，锁定环13旋转，突出部161A的薄厚度部161B
与支撑凸轮从动件24接触。而且，锁定环13受到弹簧机构15的推压 力而旋转，如图7 (b)所示，支撑凸轮从动件24从薄厚度部161B沿 第一、第二倾斜部161C、 161D连续地转动，探针卡16被慢慢地举起 时，如图8 (b)所示，传感器机构25的销25A与突出部161A的上面 接触，卡保持件161抵抗弹簧25B的弹力慢慢上升，最终，如图7 (a)、 图8(c)所示，到达上升端，由锁定环13的支撑凸轮从动件24和镶 嵌垫环12的凸缘部12B保持卡保持件161，固定探针卡165。
此时，连接体18接近气缸17，当检测器21非接触地检测到连接 体18的闸门183时，气缸17停止，设定锁定环13的位置。气缸17 停止时，由支撑凸轮从动件24和镶嵌垫环12的凸缘部12B保持卡保 持件161的突出部161A，结果，由固定机构10固定卡保持件161。此 时，镶嵌垫环12的第二位置确定销26嵌入形成于卡保持件161的嵌 入孔161F中。由传感器机构25，如图8 (c)所示，检测传感器25B 进入切口部的销25A。
下面，对使用探针卡的固定机构10的本发明的探针卡的固定方法 进行说明。首先，通过搬送机构，在将带有卡保持件的探针卡16搬送 至镶嵌垫环12的正下方后，上升，如图8 (a)所示，卡保持件161的 突出部161A到达镶嵌垫环12的筒状部12A和锁定环13的间隙之间。 此时，气缸17的活塞杆171伸至最大，弹簧机构15的盘簧151变为 压缩状态。
这里，通过由主轴控制器控制压缩弹簧机构15的气缸的驱动空气 的速度而进行的排气，气缸17收縮活塞杆171，解除弹簧机构15的压 縮力，当从弹簧机构15向连接体18提供推压力时，连接体18开始沿 着直线导轨19从左端向右以期望的速度移动。这样，杠杆14开始从 图1、图2中点划线所示的位置顺时针方向旋转，通过杠杆14将连接 体18的直线运动变换成锁定环13的旋转运动。
当锁定环13开始旋转时，支撑凸轮从动件24与突出部161A的薄 厚度部161B接触。于是，气缸17的活塞杆171收缩，弹簧机构15的 盘簧151伸长，使连接体18移动，当检测器21检测到连接体18的闸 门183时，使气缸17停止，盘簧151为伸至最长的状态，向连接体18 提供一定的推压力。
在此期间，杠杆14从图1、图2的点划线所示的位置摆动至实线
所示的位置。该杠杆14使锁定环13旋转，如图7 (b)所示，当支撑 凸轮从动件24从薄厚度部161B沿着第一、第二倾斜部161C、 161D 连续转动时，如图8 (b)所示，传感器机构25的销25A与突出部161A 的上面接触，抵抗弹簧25B的弹力，卡保持件161慢慢上升，最终， 卡保持件161如图7 (a)、图8 (c)所示，到达上升端，由锁定环13 的支撑凸轮从动件24和镶嵌垫环12的凸缘部12B保持卡保持器161, 固定探针卡16。当探针卡16被固定在顶板11上时，能够使用该探针 卡16进行半导体晶片的电气特性的检查。
检査完成后，在为了更换探针卡16而取下探针卡时，气缸17工 作，当通过连接体18使弹簧机构15的盘簧151压縮时，锁定环13通 过连接体18和杠杆14反方向旋转。于是，气缸17的活塞杆171向弹 簧机构15提供压縮力并伸长，在伸至最长时，利用止动件20使连接 体18停止。在此期间，锁定环13的支撑凸轮从动件24经由卡保持件 161的第二倾斜面161E、第二倾斜面161D及薄厚度部161B而离开锁 定环13，将探针卡16装载到等待的搬送机构上。
根据上述的该实施方式，由弹簧机构15向连接体18提供推压力， 使锁定环13旋转至探针卡16的固定位置，因为以弹簧机构15的弹簧 力将探针卡保持在该位置，因此，能够由弹簧机构15产生总是一定的 弹簧力将探针卡16可靠地固定到镶嵌垫环12上。此外，因为锁定环 13的驱动装置由弹簧机构15和气缸17构成，故由于结构紧凑而降低 了成本，并且能够利用弹簧机构15长久地以一定的固定力可靠地固定 探针卡16。此外，在改变探针卡16的固定力时，能够变换弹簧机构 15的盘簧151，通过变换杠杆14简单地变换。
此外，根据本发明，因为设置有引导连接体18在弹簧机构15的 伸縮方向移动的直线导轨19，因此，能够从弹簧机构15向连接体18 提供稳定的直线运动，能够稳定杠杆14的摆动动作，进而能够使锁定 环13顺滑地旋转。此外，因为在连接体18上设置有闸门183，同时在 直线导轨19的一端设置有检测闸门183的检测器21，因此，能够用锁 定环13在固定探针卡16时可靠地使气缸17停止。而且，因为弹簧机 构15具有盘簧151、贯通该盘簧151且连接于连接体18的轴152和该
轴152贯通且保持盘簧151的保持件153，因此，能够使盘簧151顺滑 地伸縮。此外，因为盘簧151由第一、第二盘簧154、 155组成，所以 能够具体确定地设定弹簧力。
此外，根据本发明的实施方式，因为气缸具有主轴控制器控制器， 故能够通过主轴控制器适宜地控制驱动空气的排气速度，控制弹簧机 构15的推压力，并使锁定环13旋转，顺滑地固定探针卡16。
此外，本发明不局限于上述实施方式，能够根据需要适当设计改 变各结构部件。例如，在上述实施方式中，对具有卡保持件161的探 针卡6进行了说明，但是，也可以直接固定没有卡保持件的探针卡。 此外，作为推压机构，优选使用气缸等缸体机构，但是推压机构也可 以是能够适当调整弹簧机构的推压力的除缸体机构以外的其它的机 构。
产业的可利用性
本发明能够适宜地用于探针装置。
权利要求
1.一种探针卡的固定机构，包括固定在探针装置的顶板的开口部的镶嵌垫环、由该镶嵌垫环可旋转地支撑的锁定环、从该锁定环径向延伸设置的杠杆和连接于该杠杆的延伸端部且设置于所述顶板上的驱动装置，通过由所述驱动装置向所述杠杆提供推压力而使所述锁定环旋转并举起探针卡，由所述锁定环与所述镶嵌垫环保持所述探针卡并固定所述探针卡，其特征在于所述驱动装置包括向所述杠杆提供推压力的弹簧机构和连接于该弹簧机构且使该弹簧机构伸缩的推压机构，所述推压机构在解除所述弹簧机构的压缩力时从所述弹簧机构向所述杠杆提供推压压力，并且使所述锁定环旋转。
2. 如权利要求l所述的探针卡的固定机构，其特征在于 利用连接体连接所述弹簧机构和所述推压机构，同时，设置有引导所述连接体在所述弹簧机构的伸縮方向移动的引导部件。
3. 如权利要求2所述的探针卡的固定机构，其特征在于 在所述连接体上设置闸门，同时，在所述引导部件的附近设置检测所述闸门的检测器，通过所述检测器检测到所述闸门时使所述推压 机构停止，并通过所述弹簧机构固定所述探针卡。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的探针卡的固定机构，其特征在于所述弹簧机构具有盘簧、贯通该盘簧且连接于所述连接体的轴和 该轴贯通的且保持所述盘簧的保持件。
5. 如权利要求4所述的探针卡的固定机构，其特征在于 所述盘簧由第一、第二盘簧组成。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的探针卡的固定机构，其特征在于 所述推压机构由缸体机构组成。
7. 如权利要求6所述的探针卡固定机构，其特征在于 所述缸体机构由具有排气速度控制功能的气缸组成。
8. 如权利要求1 7中任一项所述的探针卡的固定机构，其特征在于所述探针卡具有卡保持件。
9. 一种探针卡的固定方法，该探针卡包括固定在探针装置的顶板的幵口部的镶嵌垫环、由该镶嵌垫环可旋转地支撑的锁定环、从该锁 定环径向延伸设置的杠杆和连接于该杠杆的延伸端部的驱动装置，通 过由所述驱动装置向所述杠杆提供推压力而使所述锁定环旋转并举起 探针卡，由所述锁定环与所述镶嵌垫环保持所述探针卡并固定所述探 针卡，其特征在于.-所述方法包括在使用弹簧机构和向该弹簧机构提供压缩力的推 压机构作为所述驱动装置固定所述探针卡时，通过所述推压机构解除所述弹簧机构的压缩力的工序；和通过解除所述弹簧机构的压縮力从所述弹簧机构向所述杠杆提供推压力的工序。
10. 如权利要求9所述的探针卡的固定方法，其特征在于使用缸体机构作为所述推压机构。
11. 如权利要求10所述的探针卡的固定方法，其特征在于 使用具有控制排气速度的功能的气缸作为所述缸体机构。
12. 如权利要求9 11中任一项所述的探针卡的固定方法，其特征在于.-通过卡保持件固定所述探针卡。
13. —种探针装置，包括装载被检查体的可移动的装载台、具有配置在该装载台的上方且与所述被检查体电气接触的多个探针的探针卡 和在所述装载台的上方固定该探针卡的固定机构，其特征在于所述固定机构由权利要求1 8中任一项所述的探针卡的固定机构 所构成。
全文摘要
本发明提供一种结构紧凑、成本低廉，能以稳定固定力固定探针卡且在驱动装置中能简单改变探针卡保持力的探针卡固定机构。本发明的探针卡的固定机构(10)包括固定于顶板(11)的开口部的镶嵌垫环(12)、可旋转地被支撑在该镶嵌垫环上的锁定环(13)、从该锁定环(13)径向延伸的杠杆(14)和分别与该杠杆(14)连接的弹簧机构(15)以及气缸(17)，通过气缸(17)在解除弹簧机构(15)的压缩力时从弹簧机构(15)向杠杆(14)提供推压力，使锁定环(13)旋转，由保持件(16)举起探针卡(161)，用锁定环(13)和镶嵌垫环(12)保持卡保持件(161)而固定探针卡(16)。
文档编号G01R31/26GK101109766SQ20071010552
公开日2008年1月23日 申请日期2007年5月25日 优先权日2006年7月19日
发明者中村茂木 申请人:东京毅力科创株式会社