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JP6855185B2 - 電気的接続装置 - Google Patents

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Description

本発明は、集積回路などに代表される被検査体の電気的検査に用いられる垂直動作式プローブカードなどの電気的接続装置に関する。
半導体ウエハに作り込まれた多数の集積回路は、一般的に、該ウエハから切断、分離される前に、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的検査を受ける。この種の検査に用いられる電気的接続装置として、複数のプローブを適用した垂直動作式プローブカードがある（例えば、特許文献１参照）。
垂直動作式プローブカードでは、プローブ基板から伸長する線状の各プローブがプローブ基板に保持されたプローブ支持体を経て下方の被検査体に向けて案内される。
プローブ支持体は、隣り合うプローブ間の接触による電気的短絡を防止すべく、各プローブの姿勢を制御するように構成され、また各プローブの先端を被検査体の対応する電極パッドに案内するように構成される。
また、この種のプローブ支持体１には、図１０（ａ）に示されているように、プローブ基板２に近接してその下方に該プローブ基板と平行に配置される板状の上方ガイド部３と、該上方ガイド部３に平行に配置される下方ガイド部５と、上方ガイド部３と下方ガイド部５との間に配置される板状の中間ガイド部４とを備えるものがある。
各ガイド部３、４及び５には、図１０（ａ）に示されているように、線状金属材料からなるプローブ６のためのガイド穴３ａ、４ａ及び５ａが貫通して設けられている。各プローブ６は、各ガイド穴３ａ、４ａ及び５ａを貫通して配置されている。上方ガイド部３のガイド穴３ａは、各プローブ６の上端部をプローブ基板２の対応する接続パッド（図示せず）に案内する。
中間ガイド部４及び下方ガイド部５の各ガイド穴４ａ及び５ａは、互いに整合するが、上方ガイド部３の対応するガイド穴３ａから一方向にずれた位置に配列されている。これにより、各プローブ６には、上方ガイド部３と中間ガイド部４との間で、図１０（ａ）に示すように、弾性変形による湾曲部６ａが形成されている。また、各プローブ６の下方ガイド部５から突出する各プローブ６の先端部は、中間ガイド部４及び下方ガイド部５の両ガイド穴４ａ及び５ａの共同によって、被検査体７の対応する電極パッド７ａに向けて垂直に方向付けられる。
被検査体７の電気的検査のために、例えば被検査体７がプローブ基板２に向けて移動されると、この移動によって、各プローブ６は、対応する電極パッド７ａから図１０（ｂ）に矢印８で示す押し上げ力を受ける。各プローブ６は、この押し上げ力によって各プローブ６の先端がプローブ基板２に向けて押し上げられると、それに伴って、各プローブ６の先端部は上方に移動する。
また、各プローブ６の基端はプローブ基板２に固定されることにより移動を規制されている。そのため、各プローブ６の先端部がプローブ基板２に向けて押し上げられるとき、図１０（ａ）に示した中間ガイド部４と下方ガイド部５との間で各プローブ６に形成された湾曲部６ａは、図１０（ｂ）に示したような撓み変形による大きな湾曲を生じる。この湾曲の大きさ及び方向を含む姿勢は、相互に同一となるように、プローブ支持体１により制御される。
したがって、各プローブ６は相互に電気的に短絡することなく、それ自体の弾性変形による適正なばね力でもって対応する電極パッド７ａに押圧される。また、被検査体７が離れると、各プローブ６の先端部の押し込みが解除されるため、各プローブ６が図１０（ａ）の形状に弾性復帰する。これにより、垂直動作式プローブカードを用いて、被検査体７の電気的検査を繰り返し行える。
特開平７−２９８３８号公報
しかしながら、従来技術に係る垂直動作式プローブカードでは、図１０（ｂ）に示すように、各プローブ６の先端部の押し込みが解除されて各プローブ６が弾性復帰するとき、各プローブ６の撓み変形によって各プローブ６の湾曲部６ａが、図１０（ｂ）に破線で示すように、中間ガイド部４のガイド穴４ａのエッジ部に強く押し付けられる。このように、プローブ６が、中間ガイド部４のガイド穴４ａのエッジ部に強く押し付けられると、押し付けられた状態で係止してしまう場合がある。
この場合、図１０（ｃ）に示すように、被検査体７が離間して各プローブ６の先端部の押し込みが解除されても、プローブ６の形状が図１０（ａ）に示すプローブ６の様に復帰せずに不戻り状態となるため、電気的検査を繰り返し行えなくなるという問題があった。
また、湾曲部を有していないプローブ（例えば、垂直型のプローブ）でも、ガイド穴４ａのエッジ部に強く押し付けられると、プローブとガイド穴のエッジ部とが擦れて、プローブが損傷する場合がある。そのため、湾曲部の有無に関わらず、プローブがエッジ部に強く押し付けられないようにする対策が強く求められている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、プローブがガイド穴のエッジ部に強く押し付けられることを防止することが可能な電気的接続装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る電気的接続装置の第１の特徴は、先端部が被検査体に押圧される複数のプローブと、前記複数のプローブの基端部に接続されるプローブ基板と、前記複数のプローブの先端部が前記被検査体に押圧されたときに、前記複数のプローブの隣接するプローブ同士の干渉を防止するプローブ支持体と、を備える電気的接続装置であって、前記プローブ支持体は、前記プローブ基板の下方に配置され、前記複数のプローブが挿通される複数のガイド穴を有する板状のガイド部を備え、前記ガイド部は、上方ガイド部と、下方ガイド部と、前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に配置される中間ガイド部とを含み、前記上方ガイド部は複数の上方ガイド穴を有し、前記中間ガイド部は複数の中間ガイド穴を有し、及び前記下方ガイド部は複数の下方ガイド穴を有し、前記複数のプローブは、それぞれ前記上方ガイド穴、前記中間ガイド穴、及び前記下方ガイド穴に挿通することにより前記被検査体に向けて案内され、前記中間ガイド部は、前記中間ガイド部の厚み方向に直交する直交方向に移動可能に設けられていることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第２の特徴は、上記特徴に係り、前記複数のプローブは、それぞれ前記被検査体に押圧されたときに湾曲する湾曲部を前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に有していることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第３の特徴は、上記特徴に係り、前記中間ガイド部は、前記中間ガイド部の厚み方向に移動可能に設けられていることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第４の特徴は、上記特徴に係り、前記ガイド部は、前記中間ガイド部と前記下方ガイド部との間において固定して設けられる補助固定ガイド部をさらに含み、前記補助固定ガイド部は補助固定ガイド穴を有し、前記複数のプローブは、それぞれ前記上方ガイド穴、前記中間ガイド穴、前記補助固定ガイド穴、及び前記下方ガイド穴を挿通することにある。
本発明に係る電気的接続装置の第５の特徴は、上記特徴に係り、前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に、前記中間ガイド部の移動可能範囲を規定する可動室を備えることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第６の特徴は、上記特徴に係り、前記可動室に、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置を、前記下方ガイド穴の位置に合わせる位置調整部を備えることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第７の特徴は、上記特徴に係り、前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置を、前記下方ガイド穴の位置に合わせる位置調整部を備えることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第８の特徴は、上記特徴に係り、前記位置調整部は、前記中間ガイド部の厚み方向又は直交方向の少なくとも一方に向けて前記中間ガイド部を移動させる弾性体であることにある。
本発明に係る電気的接続装置の第９の特徴は、上記特徴に係り、前記可動室は、前記中間ガイド部を載置する載置面を有しており、前記中間ガイド部が前記載置面を滑ることにより、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置が前記下方ガイド穴の位置に合わせられるように、前記載置面は、前記下方ガイド穴に向けて傾斜することにある。
本発明に係る電気的接続装置の第１０の特徴は、上記特徴に係り、前記ガイド部は、前記中間ガイド部と前記上方ガイド部との間において、厚み方向に直交する直交方向に移動可能に設けられる他の中間ガイド部を含み、前記他の中間ガイド部は、前記湾曲部よりも厚み方向の上方に配置されることにある。
本発明に係る電気的接続装置によれば、プローブがガイド穴のエッジ部に強く押し付けられることを防止することができる。
本発明の実施形態１である電気的接続装置を示す概略側面図である。 本発明の実施形態１である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態１である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態１である電気的接続装置の他の例の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態２である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態３である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態４である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の実施形態４である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態である電気的接続装置の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。 （ａ）従来技術の電気的接続装置の一部を示す一部拡大断面図である。（ｂ）従来技術の電気的接続装置の一部を示す一部拡大断面図である。（ｃ）従来技術の電気的接続装置の一部を示す一部拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態に係る電気的接続装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電気的接続装置１０の概略構成を示す側面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る電気的接続装置１０は、垂直動作式プローブカードと称され、昇降可能なチャック１２の上方でフレーム（不図示）に保持される。図１の例に示すように、チャック１２上には、被検査体の一例として半導体ウエハ１４が保持されている。半導体ウエハ１４には多数の集積回路が組み込まれている。
半導体ウエハ１４は、集積回路の電的検査のために、該集積回路の多数の電極パッド１４ａを上方に向けて、チャック１２上に配置されている。
電気的接続装置１０は、プローブ基板１６と、プローブ支持体１８と、複数のプローブ２０とを備える。
プローブ基板１６は、例えば円形のリジッド配線基板からなる。プローブ基板１６は、プローブ２０の基端部２０ｂ（上端部）に接続される。
図１の例では、プローブ基板１６は、一方の面に接続器であるスペーストランスフォーマ２４を保持しており、スペーストランスフォーマ２４の対応する配線２４ａを介して、プローブ２０の基端部２０ｂと電気的に接続されている。
プローブ基板１６の一方の面（図１に示す上面）の周縁部には、図示しないテスタへの接続端となる多数のテスタランド２２が設けられ、各テスタランド２２は、プローブ基板１６に設けられた配線１６ａを経てプローブ基板１６の他方の面（図１に示す下面）に設けられたスペーストランスフォーマ２４に接続されている。
また、プローブ基板１６の一方の面には、プローブ基板１６を補強する例えば金属製の補強板２６が設けられており、該補強板はプローブ基板１６のテスタランド２２が設けられた周縁分を除く中央部に配置されている。
プローブ支持体１８は、スペーストランスフォーマ２４とともに、プローブ基板１６に保持されている。プローブ支持体１８は、プローブ２０の先端部２０ａ（下端部）が半導体ウエハ１４に押圧されたときに、隣接するプローブ２０同士の干渉を防止する。なお、プローブ支持体１８の詳細な構成は、後述する（図２参照）。
プローブ２０の先端部２０ａは、半導体ウエハ１４に押圧される。これにより、プローブ２０は、半導体ウエハ１４と電気的に接続されるため、半導体ウエハ１４は、プローブ２０と配線２４ａと配線１６ａとを経て、テスタランド２２に電気的に接続される。
プローブ２０は、線状の金属部材から成る。金属部材は、例えば、タングステンであってもよい。プローブ２０は、例えば、プローブ２０に外力が作用しない自由状態では所定形状に保持され、撓み変形を与える外力（以下、撓み外力）が与えられた状態では所定形状に変形し、撓み外力が取り除かれた状態では、元の所定形状に復帰する弾性を有する。
＜プローブ支持体の構成＞
次に、プローブ支持体１８の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態１である電気的接続装置１０の一部を拡大した一部拡大断面図である。なお、説明のため、図面において、上下方向を厚み方向Ｙとして規定し、左右方向を厚み方向Ｙに直交する直交方向Ｘとして規定する。
プローブ支持体１８は、プローブ基板１６の下方に配置され、複数のプローブ２０が挿通される複数のガイド穴を有する板状のガイド部３０を備える。ガイド部３０は、ガイド穴に挿通されるプローブ２０にガイド穴を当接することによりプローブ２０を案内するガイド作用を有する。
具体的に、ガイド部３０は、上方ガイド部３１と、下方ガイド部３２と、上方ガイド部３１と下方ガイド部３２との間に配置される中間ガイド部３３とを含む。
上方ガイド部３１と中間ガイド部３３と下方ガイド部３２とのそれぞれは、スペーサ部材３４などの部材によって、互いに平行に保持されている。上方ガイド部３１と中間ガイド部３３と下方ガイド部３２とのそれぞれは、例えばセラミック板あるいはポリイミド合成樹脂板で形成される。
上方ガイド部３１は、スペーストランスフォーマ２４に近接して配置される。上方ガイド部３１には、複数の上方ガイド穴３１ａが厚み方向Ｙに貫通して形成されている。上方ガイド穴３１ａは、各プローブ２０の基端部２０ｂをスペーストランスフォーマ２４の対応する配線２４ａへの接続位置に案内する。
中間ガイド部３３及び下方ガイド部３２には、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａに対応して、複数の中間ガイド穴３３ａ及び複数の下方ガイド穴３２ａが厚み方向Ｙに貫通するように形成されている。中間ガイド穴３３ａ及び下方ガイド穴３２ａには、プローブ２０の軸線方向の移動を許すように該プローブ２０が挿通される。
プローブ２０の基端部２０ｂは、上方ガイド部３１と中間ガイド部３３と下方ガイド部３２によって、対応する配線２４ａへの接続位置に案内され、該配線２４ａの対応する接続パッド（不図示）に例えばはんだを用いて固着されている。また、複数のプローブ２０は、それぞれ上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａ、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａ、及び下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａに挿通することにより半導体ウエハ１４に向けて案内される。具体的に、プローブ２０の先端部が半導体ウエハ１４の対応する電極パッド１４ａに向けて案内される。これにより、各プローブ２０は、半導体ウエハ１４の接続すべき各電極パッド１４ａに対応した位置に配置される。
また、図２に示すように、上方ガイド穴３１ａと、中間ガイド穴３３ａ及び下方ガイド穴３２ａとの間には、直交方向Ｘに所定量のずれが与えられている。これにより、プローブ２０は、半導体ウエハ１４に押圧されたときに湾曲する湾曲部２０ｚを上方ガイド部３１と下方ガイド部３２との間に有する。具体的に、図２に示すように、プローブ２０は、湾曲部２０ｚを上方ガイド部３１と中間ガイド部３３との間に有している。
複数のプローブ２０の湾曲部２０ｚは、同一の形状かつ同一姿勢の弾性変形となるように形成されている。これにより、プローブ２０は、プローブ支持体１８により、滑らかなクランク状態を描くように配置されるとともに、プローブ２０の先端部２０ａが、プローブ支持体１８から厚み方向Ｙの下方に所定長さで突出する。
そして、チャック１２の上昇によって、プローブ２０のプローブ支持体１８から突出するプローブ２０の先端部２０ａに半導体ウエハ１４の電極パッド１４ａが当接した後、引き続きチャック１２の上昇に伴って電極パッド１４ａがプローブ２０の先端部２０ａを厚み方向Ｙの上方に押し上げる。この押し上げによってプローブ２０の先端部２０ａは上方へ変位するが、このとき上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａと、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａと、下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａとのそれぞれのガイド作用により、プローブ２０の先端部２０ａは、厚み方向Ｙへの直線的な移動動作が保証される。
また、プローブ２０の基端部２０ｂは、スペーストランスフォーマ２４により移動を阻止されていることから、電極パッド１４ａによるプローブ２０の先端部２０ａの押し上げによって、プローブ２０の湾曲部２０ｚは、直交方向Ｘの一方向に大きく弾性変形する。
複数のプローブ２０の湾曲部２０ｚが一方向に弾性変形することによって、各プローブ２０間の電気的短絡が防止される。また、各プローブ２０の先端部２０ａは、プローブ２０の弾性による適正なしなやかさによって、対応する電極パッド１４ａに押圧されるため、電極パッド１４ａに確実に接続される。これにより、各電極パッド１４ａは、プローブ基板１６の対応するテスタランド２２を経てテスタ（不図示）に電気的に接続され、半導体ウエハ１４の電気的検査が行われる。
＜中間ガイド部の構成＞
次に、中間ガイド部３３の構成について説明する。中間ガイド部３３は、中間ガイド部３３の厚み方向Ｙに直交する直交方向Ｘ（すなわち、上方ガイド部３１及び下方ガイド部３２に平行な平行面）に移動可能に設けられる。さらに、中間ガイド部３３は、中間ガイド部３３の厚み方向Ｙにも移動可能に設けられている。
具体的に、図２に示すように、中間ガイド部３３は、スペーサ部材３４から内側に向けて突出する下方支持部材３５の上面に載置されている。このため、中間ガイド部３３は、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａを挿通するプローブ２０の動きに応じて、下方支持部材３５の上面において移動可能に設けられている。
また、プローブ支持体１８は、上方ガイド部３１と下方ガイド部３２との間に、中間ガイド部３３の移動可能範囲を規定する可動室３３ｓを備えており、中間ガイド部３３は、可動室３３ｓの内部において移動可能に構成される。可動室３３ｓは、スペーサ部材３４と、中間ガイド部３３の下方においてスペーサ部材３４から内側に突出する下方支持部材３５と、中間ガイド部３３の上方においてスペーサ部材３４から内側に突出する上方支持部材３８とによって形成される。
スペーサ部材３４は、直交方向Ｘにおいて、中間ガイド部３３から距離Ｌ１だけ離間するように配置されており、中間ガイド部３３の直交方向Ｘにおける移動を規制する。また、上方支持部材３８は、厚み方向Ｙにおいて、中間ガイド部３３から距離Ｌ２だけ離間するように配置されており、中間ガイド部３３の厚み方向Ｙにおける移動を規制する。
これにより、中間ガイド部３３の直交方向Ｘにおける移動可能範囲を距離Ｌ１とし、中間ガイド部３３の厚み方向Ｙにおける移動可能範囲を距離Ｌ２として規定した可動室３３ｓが形成される。
＜本発明の実施形態１の効果＞
次に、本発明の実施形態１である電気的接続装置１０の効果について説明する。
図３は、本発明の実施形態１である電気的接続装置１０において、プローブ２０が半導体ウエハ１４に押圧された状態を示す一部拡大断面図である。
図３に示すように、チャック１２の上昇によって、半導体ウエハ１４の電極パッド１４ａが、プローブ２０の先端部２０ａを符号４０ａで示す矢印方向へ押し上げる。この押し上げによってプローブ２０の先端部２０ａは上方へ変位する。
また、電極パッド１４ａによるプローブ２０の先端部２０ａの押し上げによって、プローブ２０の湾曲部２０ｚは、符号４０ｂで示す直交方向Ｘの一方向に大きく弾性変形、すなわち大きく湾曲する。プローブ２０の湾曲部２０ｚが大きく湾曲すると、プローブ２０は、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂを摺動しながら、このエッジ部３３ｂに押し付けられる。
本発明の実施形態１である電気的接続装置１０では、中間ガイド部３３は、直交方向Ｘにおいて移動可能に設けられている。これにより、湾曲部２０ｚが湾曲することによって、湾曲部２０ｚが中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに押し付けられても、中間ガイド部３３は、湾曲部２０ｚの湾曲に伴って、図３に符号４０ｃで示す「直交方向Ｘ、及び厚み方向Ｙに移動」することができる。よって、中間ガイド部３３が固定されている場合に比べて、プローブ２０が、中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに強く押し付けられることを防止できる。
これにより、プローブ２０の先端部２０ａの押込が解除された際に、プローブ２０がエッジ部３３ｂに係止されることを防止できる。すなわち、プローブ２０の先端部２０ａの押込が解除された際に、プローブ２０が円滑に弾性復帰できるため、プローブ２０の形状をより確実に復帰させて不戻り状態を防止できる。
更に、プローブ２０が中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに強く押し付けられることを防止できるため、プローブ２０が中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに擦れて損傷することも防止できる。
ここで、「直交方向Ｘ、及び厚み方向Ｙに移動」とは、直交方向Ｘに対して平行に移動する場合、厚み方向Ｙに平行に移動する場合、及び直交方向Ｘと厚み方向Ｙの重ね合わせによって得られる方向（例えば、直交方向Ｘに対して斜めの方向）に移動する場合が含まれる。
また、図３において、中間ガイド部３３の直交方向Ｘにおける移動可能範囲として設定される距離Ｌ１は、プローブ２０の押圧に伴って変形する湾曲部２０ｚの直交方向Ｘへの変形量Ｌ３よりも大きいことが好ましい。これにより、中間ガイド部３３は、湾曲部２０ｚに押し付けられても、スペーサ部材３４に突き当たることを防止できるため、プローブ２０が、中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに強く押し付けられることをより確実に防止できる。
また、本発明の実施形態１である電気的接続装置１０では、中間ガイド部３３の厚み方向Ｙにおける移動可能範囲として設定される距離Ｌ２が、必ずしも設けられなくてもよい。例えば、図４に示すように、距離Ｌ２を設けずに、距離Ｌ１のみを設けてもよい。すなわち、中間ガイド部３３は、厚み方向Ｙに移動せず、直交方向Ｘにのみ移動可能に構成されてもよい。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２である電気的接続装置１０の構成について説明する。図５は、本発明の実施形態２である電気的接続装置１０の一部を拡大した一部拡大断面図である。
ここで、上述した本発明の実施形態１では、ガイド部３０が上方ガイド部３１と中間ガイド部３３と下方ガイド部３２との３つを含む電気的接続装置１０を例に挙げて説明した。
本発明の実施形態２である電気的接続装置１０では、図５に示すように、ガイド部３０が、補助固定ガイド部１３３をさらに含む。補助固定ガイド部１３３は、中間ガイド部３３と下方ガイド部３２との間において固定して設けられる。補助固定ガイド部１３３には、補助固定ガイド穴１３３ａが形成されており、プローブ２０は、補助固定ガイド部１３３の補助固定ガイド穴１３３ａを挿通する。
補助固定ガイド部１３３の補助固定ガイド穴１３３ａの位置は、直交方向Ｘにおいて、下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａの位置と一致するように配置されており、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａの位置と所定量のずれを有するように配置される。
そして、プローブ２０の湾曲部２０ｚは、上方ガイド部３１と中間ガイド部３３との間に形成されている。
以上のように、本発明の実施形態２である電気的接続装置１０によれば、ガイド部３０は、中間ガイド部３３と下方ガイド部３２との間において、固定して設けられる補助固定ガイド部１３３をさらに含む。補助固定ガイド部１３３は、プローブ２０を挿通する補助固定ガイド穴１３３ａを有する。
よって、プローブ２０は、中間ガイド部３３の下方において、補助固定ガイド部１３３の補助固定ガイド穴１３３ａと下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａとの２つのガイド穴を挿通するため、プローブ２０は、厚み方向Ｙにおける直進性を保ちながら半導体ウエハ１４に向けて案内される。これにより、プローブ２０の厚み方向Ｙにおける移動動作を安定させることができる。
すなわち、本発明の実施形態２である電気的接続装置１０によれば、プローブ２０が中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに強く押し付けられることを防止しつつ、中間ガイド部３３の下方におけるプローブ２０の移動動作を安定させることができる。
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３である電気的接続装置１０について説明する。図６は、本発明の実施形態３である電気的接続装置１０の一部を拡大した一部拡大断面図である。
ここで、本発明の実施形態１〜２では、ガイド部３０が直交方向Ｘ及び厚み方向Ｙに移動可能に設けられる中間ガイド部３３を一つ含む電気的接続装置１０を例に挙げて説明したが、これに限らない。
図６に示すように、本発明の実施形態３である電気的接続装置１０は、ガイド部３０が、中間ガイド部３３（以下、第１中間ガイド部３３）と上方ガイド部３１との間に配置される他の中間ガイド部１４０（以下、第２中間ガイド部１４０）をさらに含む。
第２中間ガイド部１４０は、第１中間ガイド部３３と同様に、直交方向Ｘに移動可能に設けられる。第２中間ガイド部１４０は、湾曲部２０ｚよりも厚み方向Ｙの上方に配置される。具体的に、第２中間ガイド部１４０は、スペーサ部材３４から直交方向Ｘに突出する下方支持部材４８の上面に載置される。このため、第２中間ガイド部１４０は、第２中間ガイド穴１４０ａを挿通するプローブ２０の動きに応じて、下方支持部材４８の上面において第１中間ガイド部３３と同様に直交方向Ｘ及び厚み方向Ｙに自在に移動可能に設けられている。
これにより、プローブ２０の湾曲部２０ｚの湾曲により、プローブ２０が第２中間ガイド穴１４０ａのエッジ部１４０ｂに押し付けられても、第２中間ガイド部１４０が移動できるため、プローブ２０の湾曲部２０ｚの厚み方向Ｙの上方においても、プローブ２０がエッジ部１４０ｂに係止されることを防止できる。
また、本発明の実施形態３である電気的接続装置１０では、第１中間ガイド部３３は、湾曲部２０ｚよりも厚み方向Ｙの下方に配置され、第２中間ガイド部１４０は、湾曲部２０ｚよりも厚み方向Ｙの上方に配置される。よって、プローブ２０の湾曲部２０ｚは、第１中間ガイド部３３と第２中間ガイド部１４０との間に配置されるため、プローブ２０の湾曲部２０ｚの厚み方向Ｙの上方と下方の両側において、プローブ２０がエッジ部３３ｂ、１４０ｂに強く押し付けられることを防止できる。これにより、プローブ２０がエッジ部３３ｂ、１４０ｂに係止されることを防止できるため、プローブ２０の形状をより確実に復帰させて不戻り状態を防止できる。また、プローブ２０がエッジ部３３ｂ、１４０ｂに擦れて損傷することも防止できる。
また、上方ガイド穴３１ａ、第２中間ガイド穴１４０ａ、中間ガイド穴３３ａ、下方ガイド穴３２ａのガイド作用により、プローブ２０の先端部２０ａは、厚み方向Ｙへの直線的な移動動作がより一層保証される。
なお、図６の例では、ガイド部３０が、移動可能な第１中間ガイド部３３と第２中間ガイド部１４０との２つを含む電気的接続装置１０を示しているが、３つ以上の移動可能な中間ガイドを含んでいてもよい。例えば、下方ガイド部の上端部に、厚み方向において中間ガイド穴３３ａと一致するガイド穴を有する第３中間ガイド部を有してもよい。また、図６の例では、ガイド部３０は、補助固定ガイド部１３３を含む電気的接続装置１０を示しているが、補助固定ガイド部１３３を必ずしも含まなくてもよい。
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４である電気的接続装置１０について説明する。図７は、本発明の実施形態３である電気的接続装置１０の一部を拡大した一部拡大断面図である。
ここで、図７に示すように、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａと、中間ガイド部３３及び下方ガイド部３２のそれぞれの中間ガイド穴３３ａ及び３２ａとの間には、直交方向Ｘに所定量のずれが与えられているが、プローブ２０の交換時には、所定量のずれを無くすように、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａを移動させる。
そして、上方ガイド部３１と中間ガイド部３３と下方ガイド部３２とのそれぞれの上方ガイド穴３１ａ、中間ガイド穴３３ａ、下方ガイド穴３２ａの位置を合わせた状態で、プローブ２０を交換する。
このとき、それぞれの上方ガイド穴３１ａ、中間ガイド穴３３ａ、下方ガイド穴３２ａの位置を合わせ易くするため、本発明の実施形態４である電気的接続装置１０では、中間ガイド部３３の位置を調整するための機能を有する。
具体的に、図７に示すように、本発明の実施形態４である電気的接続装置１０は、上方ガイド部３１のガイド穴３１ａを図６の符号５０ａで示す矢印の方向に移動させた後に、厚み方向Ｙに直交する直交方向Ｘにおける中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａの位置を、下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａの位置に合わせる位置調整部２００を備える。
位置調整部２００は、上方ガイド部３１と下方ガイド部３２との間に配置される。位置調整部２００は、可動室３３ｓに備えられていてもよい。例えば、位置調整部２００は、直交方向Ｘに向けて中間ガイド部３３を移動させる弾性体２１０であってもよい。弾性体２１０は、例えば、コイルバネや板バネなどである。弾性体２１０は、中間ガイド部３３とスペーサ部材３４との間に配置される。弾性体２１０は、中間ガイド部３３の直交方向Ｘの端部に一つ又は複数配置される。
これにより、プローブ２０の先端部２０ａの半導体ウエハ１４による押込を解除して、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａを移動させたときに、中間ガイド部３３は、弾性体２１０の復元力により図７の符号５０ｂで示す矢印の方向に移動するため、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａの位置を下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａの位置に合わせることができる。すなわち、直交方向Ｘにおいて、上方ガイド部３１の上方ガイド穴３１ａの位置と、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａの位置と、下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａの位置とを直線ＣＬに沿って合わせることができる。
なお、中間ガイド部３３を直交方向Ｘだけでなく厚み方向Ｙにも移動させるように、中間ガイド部３３と上方支持部材３８との間にも弾性体２１０を設けてもよい。すなわち、弾性体２１０は、厚み方向Ｙ又は直交方向の少なくとも一方に向けて中間ガイド部３３を移動させるように設けられていてもよい。
また、弾性体２１０には、電圧により伸縮するピエゾ素子（圧電素子）を適用してもよい。この場合、位置調整部２００は、ピエゾ素子に与える電圧を制御する制御部（不図示）をさらに備え、制御部の制御により任意のタイミングで中間ガイド部３３の位置を合わせてもよい。
また、図８に示すように、位置調整部２００は、直交方向Ｘに向けて中間ガイド部３３を移動させるネジ部２２０を備えていてもよい。具体的に、位置調整部２００は、中間ガイド部３３の直交方向Ｘの端部において、スペーサ部材３４に形成されるねじ穴２２０ａと、ねじ穴２２０ａに螺合するネジ部２２０とを一つ又は複数備えていてもよい。この場合、プローブ２０の交換時にのみネジ部２２０を取り付けて、ネジ部２２０の締め付け量を調整することにより中間ガイド部３３の位置を合わせればよい。
［本発明のその他の実施形態］
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。
例えば、図９は、本発明の他の実施形態である電気的接続装置１０の一部を概略的に示す一部拡大断面図である。図９に示すように、可動室３３ｓは、中間ガイド部３３を載置する載置面として下方支持部材３５の上面３５ｘを有しており、この上面３５ｘが、傾斜するように構成されていてもよい。
図９の例では、上面３５ｘは、下方ガイド穴３２ａに向けて傾斜する。そして、中間ガイド部３３が上面３５ｘを滑ることにより、直交方向Ｘにおける中間ガイド穴３３ａの位置が下方ガイド穴３２ａの位置に合わせられる。
具体的に、下方支持部材３５の上面３５Ｘが、下方ガイド穴３２ａを中心とするすり鉢状に傾斜するとともに、中間ガイド部３３の側面３３ｘが、下方ガイド部３２の上面３５ｘに対向するように傾斜する。
これにより、プローブ２０の先端部２０ａの押込が解除された際、中間ガイド部３３は、下方支持部材３５の上面３５ｘに沿って滑るため、中間ガイド部３３を所定位置に移動させることができる。すなわち、中間ガイド部３３の中間ガイド穴３３ａの位置と下方ガイド部３２の下方ガイド穴３２ａの位置とを合わせるように、中間ガイド部３３を移動させることができる。
また、上述の実施形態では、プローブ２０が湾曲部２０ｚを有している場合を例に挙げて説明したが、本発明は、かかる構成に限定されるものではない。本発明に係る電気的接続装置では、プローブ２０は、必ずしも湾曲部２０ｚを有していなくてもよい。例えば、プローブ２０は、直線状に延びる形状であってもよい。
本発明に係る電気的接続装置では、中間ガイド部３３が移動可能に設けられているため、湾曲部２０ｚを有していないプローブ２０が中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂを摺動する場合も、中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに強く押し付けられることを防止できる。これにより、プローブ２０が中間ガイド穴３３ａのエッジ部３３ｂに擦れて損傷することを防止できる。
このように、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。
１０…電気的接続装置
１２…チャック
１４…半導体ウエハ
１６…プローブ基板
１８…プローブ支持体
２０…プローブ
２０ａ…先端部
２０ｂ…基端部
２０ｚ…湾曲部
２２…テスタランド
２４…スペーストランスフォーマ
３０…ガイド部
３１…上方ガイド部
３２…下方ガイド部
３３…中間ガイド部
３４…スペーサ部材
３５…下方支持部材
３８…上方支持部材
４８…下方支持部材
１３３…補助固定ガイド部
１４０…中間ガイド部
２００…位置調整部
２１０…弾性体
２２０…ネジ部

Claims (8)

  1. 先端部が被検査体に押圧される複数のプローブと、
    前記複数のプローブの基端部に接続されるプローブ基板と、
    前記複数のプローブの先端部が前記被検査体に押圧されたときに、前記複数のプローブの隣接するプローブ同士の干渉を防止するプローブ支持体と、を備える電気的接続装置であって、
    前記プローブ支持体は、前記プローブ基板の下方に配置され、前記複数のプローブが挿通される複数のガイド穴を有する板状のガイド部を備え、
    前記ガイド部は、上方ガイド部と、下方ガイド部と、前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に配置される中間ガイド部とを含み、
    前記上方ガイド部は複数の上方ガイド穴を有し、前記中間ガイド部は複数の中間ガイド穴を有し、及び前記下方ガイド部は複数の下方ガイド穴を有し、
    前記複数のプローブは、それぞれ前記上方ガイド穴、前記中間ガイド穴、及び前記下方ガイド穴に挿通することにより前記被検査体に向けて案内され、
    前記中間ガイド部は、前記中間ガイド部の厚み方向に直交する直交方向に移動可能に設けられており、
    前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に、前記中間ガイド部の移動可能範囲を規定する可動室を備え、
    前記可動室は、前記中間ガイド部を載置する載置面を有しており、
    前記中間ガイド部が前記載置面を滑ることにより、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置が前記下方ガイド穴の位置に合わせられるように、前記載置面は、前記下方ガイド穴に向けて傾斜する
    ことを特徴とする電気的接続装置。
  2. 前記複数のプローブは、それぞれ前記被検査体に押圧されたときに湾曲する湾曲部を前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に有している
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  3. 前記中間ガイド部は、前記中間ガイド部の厚み方向に移動可能に設けられている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
  4. 前記ガイド部は、前記中間ガイド部と前記下方ガイド部との間において固定して設けられる補助固定ガイド部をさらに含み、
    前記補助固定ガイド部は補助固定ガイド穴を有し、
    前記複数のプローブは、それぞれ前記上方ガイド穴、前記中間ガイド穴、前記補助固定ガイド穴、及び前記下方ガイド穴を挿通する
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
  5. 前記可動室に、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置を、前記下方ガイド穴の位置に合わせる位置調整部を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  6. 前記上方ガイド部と前記下方ガイド部との間に、厚み方向に直交する直交方向における前記中間ガイド穴の位置を、前記下方ガイド穴の位置に合わせる位置調整部を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  7. 前記位置調整部は、前記中間ガイド部の厚み方向又は直交方向の少なくとも一方に向けて前記中間ガイド部を移動させる弾性体である
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の電気的接続装置。
  8. 前記ガイド部は、前記中間ガイド部と前記上方ガイド部との間において、厚み方向に直交する直交方向に移動可能に設けられる他の中間ガイド部を含み、
    前記他の中間ガイド部は、前記湾曲部よりも厚み方向の上方に配置される
    ことを特徴とする請求項２に記載の電気的接続装置。
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