JPH10209250A

JPH10209250A - 試料体位置決め装置

Info

Publication number: JPH10209250A
Application number: JP2581997A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuichi Tanabe; 修市田那邊
Original assignee: Tabai Espec Co Ltd
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な装置で操作容易に確実に試料体の位置
決めをする。【解決手段】上下斜面２２、２３とこれらで形成する
のど部２１を持つ本体２に針受け６を固定し、下測定針
３を矢印ＡＢ方向にガイドしつつバネ４で支持する。針
３は、のど部から突出しその断面Ｚに平行に試料体１を
載せられる上面３１ａを有する。【効果】上面３１ａ上に試料体１を載せて上測定針５
をこれに接触させて押し下げると、試料体は、上斜面２
２で案内されてのど部２１に到達した段階で位置決めさ
れ、これを通過した下部空間Ｓ内で上下測定針によって
宙吊り状態で挟持・支持される。試料体を載せて押し下
げるだけの容易な操作で確実に位置決めできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の試料体を
位置決めするための試料体位置決め装置に関し、特に、
検査するために位置決めの必要な試料の検査用装置とし
て好都合に利用される。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体部品等から成るウエハ状の
試料体の検査では、試料体のコンタクトポイント等の特
定位置に測定針を正確に接触させて通電試験を行うため
に、試料体を所定位置に位置決めする必要がある。この
ような位置決めは、従来、作業者が見た目のバランスと
いう視覚的情報に基づいて手調整によって行われてい
た。しかしながら、このような方法では、位置決めのた
めに人手を必要とし、調整に時間がかかると共に位置精
度も不十分なものであった。

【０００３】機械的に試料体を位置調整できる装置とし
ては、例えば、エアシリンダで昇降される台座を中心に
して、四方に移動可能になっていて特定の試料体に対し
て一定位置を容易に選択できるように構成された傾斜面
を配置し、台座に試料体を載せて台座を下降させること
により、試料体の自重によって試料体を傾斜面に倣わせ
ることによって位置決めできるようにした装置（特開平
８ー１２４９６６号公報参照）、上記において傾斜面が
固定された装置（同公報の従来技術）、モータやエアシ
リンダ等を用いて試料体を側面から押すことによってそ
の位置調整を行うようにした装置（同公報の従来技術）
等がある。

【０００４】しかしながら、試料体を下降させて傾斜面
に倣わす装置では、試料体の位置調整を傾斜面のみで行
うため、位置決め精度が不十分になるおそれがある。
又、エアシリンダ等を用いて位置決めする装置では、機
構が複雑になり装置コストが高くなるという問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、簡単な構造で低コストで、容易
に精度良く且つ確実に位置決めでき、省力化の図れる試
料体位置決め装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、平板状の試料体を位置
決めするための試料体位置決め装置において、前記試料
体を位置規制して通過させられるのど部と該のど部から
一方側に開いた傾斜部と他方側に開いた空間形成部とを
備えた本体と、前記のど部の横断面に平行に前記試料体
を載せられる載置部を備え前記横断面に直角方向に移動
可能なように前記他方側で前記本体に案内される支持体
と、前記載置部が前記のど部の近傍を含みこれから前記
一方側の所定位置になるように前記支持体を弾性的に支
持する付勢部材と、前記試料体が前記載置部に載せられ
たときに前記試料体を前記載置部の方向に押すための接
触部材と、を有することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、上記に加えて、前記支
持体と前記接触部材とは前記試料体を検査するための電
気を供給可能な検査用部材であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した試料体位
置決め装置の構成例を示す。試料体位置決め装置は、平
板状の試料体１を検査のために位置決めするための装置
であり、本体２、支持体であり検査用部材である下測定
針３、付勢部材としてのバネ４、接触部材であり検査用
部材である上測定針５等を有する。試料体１は、通常、
セラミックを基材とするウエハ等の半導体部品である
が、平板状で検査等のために位置決めを必要とするもの
であればよい。形状は丸型、角形等何れでもよいが、本
例のものは、例えば円板状のウエハである。

【０００９】本体２は、のど部２１、傾斜部としての上
斜面２２、空間形成部としての下斜面２３等を備えてい
る。のど部２１は、試料体１を位置規制して通過させら
れるように、試料体１が僅かな間隙をもって通過可能な
横断面Ｚを形成する。この間隙は、試料体１の寸法精度
や要求される位置決め精度等によって決められるが、試
料体１が容易に通過できる範囲でできるだけ少なく設定
される。のど部２１は、通常、試料体１の形状と同じ形
状に形成される。即ち、試料体１が回路基板等で角形や
円形のときはそのような形状になり、ウエハのように円
形で一部に切欠を有するものでは、そのような形状にな
る。

【００１０】上斜面２２は、のど部２１から一方側であ
る矢印Ａ方向に開いた形状になっている。この面は、試
料体１の周縁の一部分をのど部２１まで案内できる形状
であればよく、例えば、四角錐面や円錐面状に形成され
る。図示の例では、上斜面２２が上端まで一様に大きく
設けられているが、のど部２１から少し上まで適当な寸
法だけあればよい。上斜面２２が四角錐面や円錐面のと
きの母線の傾斜角θは、上傾斜面２２と試料体１との間
の摩擦係数、試料体１を支持体２上に載置するときの取
扱性等によって定められるが、例えば１５°〜３５°程
度である。

【００１１】上斜面２２はできるだけ摩擦係数が小さく
なるように仕上げられる。本体２自体の材料も、試料体
１との関係で摩擦係数の小さいものが望ましい。なお、
上斜面２２は、本体２に摩擦係数の小さい材料をライニ
ングしたりメッキすることによって形成されてもよい。
下斜面２３は、他方側である矢印Ｂ方向に開いていて、
下部空間Ｓを形成するためのものである。従って、空間
形成部であるこの部分は、必ずしも傾斜面２３のような
形状になっている必要はない。

【００１２】下測定針３は、接触部３１及びこれから延
設された筒状部３２を備えている。図示の例では、下測
定針３が中心位置に１個だけ設けられていて、接触部３
１は、のど部２１の断面Ｚに平行に試料体１を載せられ
る載置部としての上面３１ａを備えている。円筒部３２
には電線３３が結合される。

【００１３】本体２には針受け６が固定されている。筒
状部３２は、のど部２１に対して矢印Ｂ方向の位置にお
いて、断面Ｚに直角方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動可
能なように、針受け６を介して本体２によって案内され
ている。針受け６は本体１と下測定針３との間を絶縁す
る機能も有する。

【００１４】接触部３１の上面３１ａは、試料体１を位
置決めするときにこれと摺動するので、試料体１との間
の摩擦係数の小さい材料であると共に、試料体１を傷付
けないようにそれよりも軟質な材料であることが望まし
い。本例では、接触部３１をリン青銅にして、この上に
ニッケルメッキすることによって上面３１ａを形成して
いる。

【００１５】バネ４は下測定針３の筒状部３２の外周に
嵌まっていて、その両端は針受け６及び接触部３１に係
止されている。その結果、ばね４は下測定針３を弾性的
に支持している。このバネ４に支持された下測定針３の
上面３１ａの位置は、のど部２１の近傍を含みこれから
矢印Ａ方向の所定位置であればよいが、図１の例では、
のど部２１から矢印Ａ方向に少し突出した位置になって
いる。バネ４のバネ力は、試料体１が上面３１ａに載せ
られて下部空間Ｓ内まで押し下げられたときに、試料体
１に設けられる図示しないコンタクトポイントと上面３
１ａとの間を電気的に接続するために十分な接触圧の得
られる程度の力である。

【００１６】上測定針５は、試料体１が上面３１ａに載
せられたときに試料体１を上面３１ａの方向に押すため
のもので、先端が曲面状になった接触子５１を備え、こ
れに電線５２が接続される。上測定針５は、試料体１が
位置決めされたときに、これと電気的に接続するように
そのコンタクトポイントに圧接される。このときには、
バネ４のバネ力が作用する。図示の例では、上測定針５
が１個だけ示されているが、複数個あってもよい。接触
子５１も下測定針３の接触部３１と同様の材料でできて
いる。

【００１７】図２は、本例の試料体位置決め装置によっ
て試料体１を検査できるように位置決めするときの状態
を示す。（ａ）に示す如く、のど部２１から少し矢印Ａ
方向に突出した位置にある下測定針３の上面３１ａ上
に、試料体１が目分量でほぼ中央位置になるように適当
に載せる。このときには、図示の如く試料体１が中心か
ら偏っていてもよい。この状態で、上測定針５の接触子
５１を試料体１の図示しないコンタクトポイントに接触
させ、図において下方に少しづつ押し下げる。

【００１８】このとき、試料体１は上斜面２２によって
案内されると共に、接触子５１の押し下げ力に伴う上斜
面２２からの反力のうちの横方向分力を受け、上面３１
ａ上で矢印ＡＢ方向に直角の方向である図において水平
のＨ方向に横移動する。この間、試料体１は、上斜面２
２及び上面３１ａとの間で摺動移動する。上測定針５
は、手操作の場合には水平方向に移動できるので、試料
体１と摺動することなく、試料体１のコンタクトポイン
トに接触した状態で移動する。

【００１９】（ｂ）は、試料体１が上斜面２２で案内さ
れ、上面３１ａに沿って横移動しつつこれと共に下降
し、センタリングされてのど部２１に到達した状態を示
す。このとき、試料体１は目的とする位置に位置決めさ
れる。（ｃ）は、試料体１がのど部２１を通過して下部
空間Ｓまで更に下降した状態を示す。このときには、バ
ネ４がかなり圧縮されて適当なバネ力を発生させ、試料
体１は上下測定針３、５間でバネ力によって挟持され
る。その結果、上下測定針３、５と試料体１のコンタク
トポイントとが正確に位置合わせされると共に、必要且
つ十分な力で圧接され、確実に目的とする電気的接続が
図られる。そして試料体１の検査を行うことができる。

【００２０】このような試料体位置決め装置によれば、
のど部２１が試料体１を僅かな間隙をもって通過できる
ように形成されていると共に、バネ４を介して下測定針
３で試料体１を弾性的に支持するので、上測定針５で試
料体１を押し下げても、試料体１がのど部２１を通過す
るため試料体１に大きな力が加わることがない。その結
果、試料体１をその自重に頼ることなく積極的に外力を
加えて押し下げ、上斜面２２の傾斜案内力を利用して試
料体１をのど部２１まで導き、確実に位置決めすること
ができる。

【００２１】又、試料体１を下測定針３上に載せるだけ
で、上測定針５を押し下げることによって試料体１が自
動的に位置決めされるので、人の操作による位置調整の
必要がなくなり、省力化が図られる。更に、人の操作は
試料体１を押し下げるだけであるから、簡単である。
又、このような試料体位置決め装置は、傾斜面とバネを
介した下測定針の支持構造のみで形成されるので、極め
て簡単な構造で低コストのものである。

【００２２】図３はのど部及び傾斜面の他の形状例を示
す。のど部２１は、試料体１を位置規制して通過させら
れればよく、必ずしも試料体１と同じ形状でなくてもよ
い。試料体１が４角形状の場合には、例えば（ａ）に示
す如く、のど部２１の断面Ｚのうちの二点鎖線で示す四
隅部を省略し、４つの直線状の中間のど部２１ａ及び平
面状の中間上斜面２２ａによってのど部を形成させても
よい。このような形状にすれば、中間上斜面２２ａを矢
印の方向に動かすことができ、種々の異なった大きさの
試料体に用いることができる。

【００２３】又、（ｂ）に示す如く、試料体１がウエハ
のように位置合わせ用の端面１ａを持つ場合には、例え
ば２つの円弧状のど部２１ｂ及び部分円錐面状上斜面２
２ｂ並びに１つの直線と円弧の組合せのど部２１ｃ及び
平面と部分円錐面の組合せ上斜面２２ｃによってのど部
を形成させてもよい。

【００２４】（ｃ）はのど部２１の縦断面形状の他の例
を示す。のど部２１は、図１に示すように両斜面２２、
２３の尖端のみで形成されることなく、図４（ａ）に示
す如く、一定の長さを持った例えば円筒状部分２１´に
なっていてもよい。又、（ｄ）に示す如く、下傾斜面２
３に代えて、水平面２３ａ及び垂直面２３ｂによって下
部空間Ｓを形成するようにしてもよい。

【００２５】図４は、上測定針５にガイド機構を設けた
例を示す。この例では、上測定針５に絶縁体７を固定
し、これにロッド８を取り付け、これを適当に固定され
たガイドシリンダ９で矢印ＡＢ方向に移動可能に案内す
るようにしている。ロッド８の上端には、ネジによって
調整可能で押し下げ位置を定められるナット１０を設け
る。更に、このような構造では、自動測定の可能なよう
に、ロッド８をボールネジナット等の直線駆動装置によ
り、自動的に往復移動及び停止させるような構造にする
ことも可能である。本例のようなガイド機構を設けれ
ば、操作が一層容易になる。

【００２６】図５は、下測定針の他の例を示す。（ａ）
及び（ｂ）では、１つの下測定針３の接触部３１からか
ら３つの接触端３１−１〜３が突出している。それぞれ
の接触端は、のど部２１と平行な線Ｌに対して同じ高さ
になっている。このような接触端でも、図において二点
鎖線で示す一定範囲の上面３１ａ´を形成するので、こ
の上に試料体１を載せることができる。（ｃ）では、下
測定針自体が３−１〜３として３個設けられている。こ
の場合には、上測定針５で試料体１を押し下げる位置に
よっては、下測定針が不等下降するが、下降量が大きく
なればバネ力が大きくなるので、下降時の試料体１の傾
斜は修正され、実用上問題はない。なお、上測定針５も
下測定針３と同様の構造であっもよい。

【００２７】図６は、下測定針３の上面３１ａをのど部
２１の近傍でその下方位置に設定した状態を示す。この
場合には、（ａ）に示す如く、試料体１を上斜面２２内
に入れて適当に置くと、試料体１は、最初実線で示すよ
うに上斜面２２と上面３１ａの一端側とに当たり、これ
らに案内されて矢印で示す如くその一端側が上斜面２２
に沿って移動し、二点鎖線Ｌ₁で示すようにのど部２１
に到達して位置調整され、更に二点鎖線Ｌ₂で示すよう
に上面３１ａに沿った状態でその上に載り、横方向位置
が定められる。

【００２８】（ｂ）は、図３（ｃ）のようにのど部が一
定の幅を持つ円筒状部分２１´になっている場合であ
る。このときにも（ａ）と同様に位置調整されるが、試
料体１が上面３１ａに載ったときにその側面が円筒状部
分２１´によって位置規制されるので、一層確実に位置
決めされることになる。

【００２９】このように下測定針３の上面３１ａをのど
部２１の下方位置に設定する場合には、試料体１の横方
向位置が調整された後に、上測定針をこれに接触させ、
試料体１を押し下げることになる。その結果、図１の場
合と同様に、試料体１を宙吊り状態で位置決め支持する
ことができる。

【００３０】なお以上では、支持体及び接触部材が、試
料体１を検査するための電気を供給できる検査用部材と
しての上、下測定針３、５である場合について説明した
が、本発明の試料体位置決め装置は、上、下測定針が単
に位置決めのみに用いられる場合にも適用可能である。
その場合にも、試料体１を精度良く簡単に位置決めする
ことができる。その結果、この定められた位置により、
他の検査や測定等を容易に行うことができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は次のような作用効果を
有する。支持体が、のど部の断面に平行に試料体を載せ
られる載置部を備え、付勢部材により、載置部がのど部
の近傍を含みこれから一方側の所定位置になるよう支持
されているので、所定位置がのど部から開いた傾斜部の
ある方向に突出した位置であるときには、傾斜部内で載
置部上に試料体を載せることができる。この載せる位置
は、位置決めしようとする目的の位置でなくてもよいの
で、適当に目分量で簡単に載せることができる。従っ
て、この載せる操作は容易である。

【００３２】一方、支持体は、本体からのど部の横断面
に直角の方向に案内されていると共に、付勢部材で弾性
的に支持されているので、横断面方向に位置保持された
状態で、その直角方向に移動可能である。従って、載置
部に試料体を載せ、接触部材でこれを載置部の方向に押
すと、試料体を載置部上に接触させた状態で、載置部を
位置保持して直角方向に移動させることができる。この
とき、載置部上で試料体が目的とする位置になっていな
いときには、試料体が傾斜部に接触し、傾斜部から反力
を受ける。

【００３３】この反力の垂直分力は接触部材の押す力で
押さえられるので、試料体は載置部と接触状態を維持す
る。即ち、試料体の安定状態が保たれる。斜面反力のう
ちの水平分力は、試料体を載置部上でこれに沿って移動
させる。その結果、試料体は、開いた傾斜部においてこ
れに接触しつつその閉じる方向に案内され、のど部に到
達する。そしてのど部は、試料体を位置規制して通過さ
せられるように構成されているので、試料体は、最終的
にのど部で位置決めされる。又、支持体との位置関係も
定められる。

【００３４】のど部を通過した他方側には、開いた空間
形成部が設けられているので、試料体はもはや本体と接
触することなく、宙吊り状態になる。このときには、接
触部材で試料体を押す力に対抗して同じ力が付勢部材に
生じるので、この力を加減することにより、試料体を位
置決めした状態において、支持部と接触部材との間で試
料体を目的とする力で挟持・支持することができる。そ
して、この位置決めされ支持された状態を、検査や測定
等の目的に利用することができる。

【００３５】このような試料体位置決め装置によれば、
試料体がのど部を通過可能であるため、接触部材を接触
させて積極的に外力を加えて試料体を押し下げられるの
で、確実に位置決めすることができる。又、試料体を載
置部上に載せるだけで、接触部材を押し下げることによ
って試料体が自動的に位置決めされるので、人の操作に
よる位置調整の必要がなくなり、省力化が図られる。更
に、人の操作は試料体を押し下げるだけであるから、簡
単である。なお、接触部材を適当な手段で案内すると共
に自動的に昇降、停止させるようにすれば、位置決めの
無人化も可能になる。更に、このような試料体位置決め
装置は、傾斜面と弾性部材を介した支持部の支持構造に
よって形成されるので、極めて簡単な構造で低コストの
ものである。

【００３６】なお、所定位置がのど部の近傍でそれより
も少し空間形成部側であるときには、試料体を直接載置
部上に載せることはできないが、これを傾斜部内に適当
に置くと、試料体は傾斜部と載置部との両方によって案
内されてのど部を通過し、ここで横方向位置を調整され
て載置部上に載ることになる。従って、このときには、
位置調整が更に容易になる。

【００３７】請求項２の発明によれば、上記に加えて、
支持体と接触部材とを、試料体検査用の電気を供給可能
な検査用部材にするので、上記のように試料体を位置決
め支持することにより、電気的接続に必要な接触力を自
動的に得ることができる。従って、試料体の検査が極め
て容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した試料体位置決め装置の一例を
示す断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、上記装置で試料体が位置
決めされる過程を示す説明図である。

【図３】のど部及び傾斜部の他の例を示し、（ａ）及び
（ｂ）は平面図で、（ｃ）及び（ｄ）は断面図である。

【図４】上測定針の移動を案内する構造の一例を示す断
面図である。

【図５】下測定針の他の例を示し、（ａ）はその上部の
正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は一部断面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は上測定針の上面をのど部の
下に設定したときの試料体の位置調整作用の説明図であ
る。

【符号の説明】

１試料体２本体３下測定針（支持部、検査用部材）４バネ（付勢部材）５上測定針（接触部材）２１のど部２２上斜面（傾斜部）２３下斜面（空間形成部）３１接触部（載置部）Ａ一方側Ｂ他方側Ｚのど部の横断面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の試料体を位置決めするための試
料体位置決め装置において、前記試料体を位置規制して通過させられるのど部と該の
ど部から一方側に開いた傾斜部と他方側に開いた空間形
成部とを備えた本体と、前記のど部の横断面に平行に前
記試料体を載せられる載置部を備え前記横断面に直角方
向に移動可能なように前記他方側で前記本体に案内され
る支持体と、前記載置部が前記のど部の近傍を含みこれ
から前記一方側の所定位置になるように前記支持体を弾
性的に支持する付勢部材と、前記試料体が前記載置部に
載せられたときに前記試料体を前記載置部の方向に押す
ための接触部材と、を有することを特徴とする試料体位
置決め装置。
【請求項２】前記支持体と前記接触部材とは前記試料
体を検査するための電気を供給可能な検査用部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の試料体位置決め装
置。