CN105589231B - 非接触式探针信号加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种非接触式探针信号加载装置。该非接触式探针信号加载装置包括：探针金属片，电性连接至信号载入端，其下部朝向待载入信号的信号接入金属片；其中，探针金属片与信号接入金属片形成信号传输电容，由该信号传输电容作为媒介，由探针金属片将载入的信号传输至信号接入金属片。本发明利用电容“隔直流，通交流”的特性设计非接触式探针，探针与TFT玻璃不直接接触，通过电容效应传递信号，避免了探针划伤TFT玻璃或是扎坏TFT玻璃导致碎点(Crack)的问题。

Description

非接触式探针信号加载装置
技术领域
本发明涉及光电领域及电真空领域，尤其涉及一种非接触式探针信号加载装置。
背景技术
TFT-LCD工艺生产过程中，TFT玻璃在阵列端完成所有制程后会进行电学检，这时需要一个探针信号加载装置来给TFT玻璃的信号接入金属片(Pad)加载信号，信号接入金属片利用金属线传输信号，TFT开关的栅极金属线控制TFT开关打开，源极信号线对像素电极进行充电，充电完成后，电子枪发射电子轰击TFT玻璃表面，同性相斥，充电正常的像素可以返回二次电子，充电异常的像素无法返回相同数目的二次电子，收集二次电子就会形成不同灰阶的灰度图，通过灰阶差异来判断是否存在不良。
为保证检测结果的准确性，首先必须保证信号加载的可靠性，现有的探针信号加载装置是一种接触式探针信号加载装置。图1为现有技术接触式探针信号加载装置的结构示意图。如图1所示，该接触式探针信号加载装置100包括：支撑基座110、针支撑块120、探针130、信号线140。其中，探针130固定于针支撑块120上，而针固定块120固定在支撑基座120下部的凹槽内，探针130朝向下方设置。信号经信号线140传输至探针130，探针130与TFT玻璃300上的信号接入金属片310直接接触，从而将信号加载至信号接入金属片310。
然而，在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术接触式探针信号加载装置具有以下缺陷：
一、接触式信号加载，对TFT玻璃容易造成划伤或扎坏导致碎点(Crack)，导致面板不良率增加；
二、由于检测设备的检测型号经常切换，探针信号加载装置也要进行相应的切换，在搬送过程中极易导致探针的损坏(断或折)；
三、由于电子枪需要高真空环境才能正常工作，所以探针信号加载装置也工作在高真空环境中，一旦发生信号加载异常导致像素电极充电异常就无法正常测试，需破除设备高真空环境，并将探针信号加载装置抽取出来对其手动进行修改矫正，费时费力。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种不会扎坏或划伤TFT玻璃；搬送时探针不易损坏；出现信号加载异常时可自行调整，无需破除高真空环境即可手动进行调整的非接触式探针信号加载装置。
(二)技术方案
本发明非接触式探针信号加载装置包括：探针金属片260，电性连接至信号载入端，其下部朝向待载入信号的信号接入金属片310；其中，探针金属片260与信号接入金属片310形成信号传输电容，由该信号传输电容作为媒介，由探针金属片260将载入的信号传输至信号接入金属片310。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明非接触式探针信号加载装置具有以下有益效果：
(1)利用电容“隔直流，通交流”的特性设计非接触式探针，探针与TFT玻璃不直接接触，通过电容效应传递信号，避免了探针划伤TFT玻璃或是扎坏TFT玻璃导致碎点(Crack)的问题；
(2)在支撑基座上设置防护凹槽，并为探针配备了回旋装置，可使探针收回至防护凹槽内，同时由于探针呈片状，因此搬送运输过程中基本不会发生探针损坏(断、折)；
(3)利用下部位移传感器、伺服电机和控制***来自动调节信号传输电容两极板间的距离，保证每个信号加入的正常，避免了现有技术接触式探针信号加载装置出现接触问题导致信号加载异常时，需破除高真空测试环境后手动调整的缺陷；
(4)利用上部位移传感器探测探针座的顶部与防护凹槽底部的第一距离，将第一距离传输至控制***，保证探针座在回收过程中不会与支撑基座发生撞击。
附图说明
图1为现有技术接触式探针信号加载装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例非接触式探针信号加载装置的结构示意图；
图3为图2所示非接触式探针信号加载装置中支撑基座的结构示意图；
图4为图2所示非接触式探针信号加载装置中支撑基座和探针升降装置的结构示意图。
【元件附图标记】
[现有技术]
100-接触式探针信号加载装；
110-支撑基座； 120-针支撑块；
130-探针； 140-信号线。
300-TFT玻璃；
310-信号接入金属片。
[本发明]
200-非接触式探针信号加载装置；
210-支撑基座； 220-探针升降装置；
230-探针座； 240-控制***；
251-下部位移传感器； 252-上部位移传感器；
260-探针金属片 211-旋转底座。
具体实施方式
本发明利用电容传递信号原理设计一种真空电子枪检测设备可自动调节的非接触式探针信号加载装置，其通过位移传感器和伺服电机自动调节信号传输电容两极板间的距离，保证每个信号正常载入。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种非接触式探针信号加载装置。图2为根据本发明实施例非接触式探针信号加载装置的结构示意图。如图2所示，本实施例非接触式探针信号加载装置200用于向位于TFT玻璃300上的信号接入金属片310传递信号，其包括：
支撑基座210，其下部设置防护凹槽；
至少一探针金属片260，电性连接至信号载入端，其下部朝向TFT玻璃，该探针金属片260与位于TFT玻璃300上的信号接入金属片310形成信号传输电容，由该信号传输电容作为媒介向信号接入金属片传输信号；
探针座230，探针金属片260固定于该探针座并与该探针座230电性隔离，探针座230与固定于其上的探针金属片260容置于防护凹槽内；
控制***240，用于产生控制探针座升降的控制指令；
探针升降装置220，其末端穿过防护凹槽上部的支撑基座部分伸入所述防护凹槽内，固定于探针座230的上部，用于根据接收到的控制指令带动所述探针座升降。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图3为图2所示非接触式探针信号加载装置中支撑基座的结构示意图。请参照图3，该支撑基座210具有一定的厚度，在其下方开设有防护凹槽，用于容置探针座230和探针金属片260。在防护凹槽上部的支撑基座部分开设有供探针升降装置的升降杆穿过的通孔。
并且，在支撑基座210的上表面设置有一旋转底座211。该旋转底座211可绕垂直于TFT玻璃的一旋转轴旋转，其将于探针升降装置220的相关部件配合，将在下文中进行详细描述。
图4为图2所示非接触式探针信号加载装置中支撑基座和探针升降装置的结构示意图。请参照图2和图4，该探针升降装置220包括：
伺服电机221，固定于支撑基座的旋转底座的上方；
螺纹丝杠222，沿垂直于TFT玻璃的方向设置，其上端固定于伺服电机221的输出轴，其下端固定于支撑基座的旋转底座211；
螺纹滑块223，套设于螺纹丝杠的外部，其内螺纹与螺纹丝杠的外螺纹相啮合；
升降杆224，呈“7”字形，其前端固定于螺纹滑块223上，其末端穿过防护凹槽上部的支撑基座部分的通孔伸入所述防护凹槽内，固定于探针座的上部；
其中，伺服电机221、旋转底座211、螺纹丝杠222、螺纹滑块223、升降杆224形成自旋结构。在该自旋结构中，伺服电机221转动时，螺纹丝杠222与旋转底座211进行旋转，螺纹滑块223在螺纹丝杆222上下滑动，进而通过升降杆224带动防护凹槽内的探针座230和探针金属片240上下移动。
需要说明的是，本实施例采用自旋结构实现探针座的上下移动，但本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，还可以采用其他结构的升降装置，此处不再一一列举。
请参照图2，探针金属片260固定在探针座230的下部。在使用过程中，探针金属片260与下方的TFT玻璃上的信号接入金属片310形成信号传输电容，通过该信号传输电容向信号接入金属片310传输信号。
可以理解的是，在信号传输过程中，探针金属片260与下方的TFT玻璃上的信号接入金属片310始终是不接触的，从而避免了探针划伤TFT玻璃或是扎坏TFT玻璃导致碎点(Crack)的问题。
本实施例中，在探针座230上，仅设置一探针金属片260，该探针金属片呈10mm×2mm的长方形。而在本发明其他实施例中，探针金属片在探针座的下部阵列排布，排布规律与下方TFT玻璃上信号接入金属片的排布规律相同。阵列排布的探针金属片通过各自的信号线接收信号，可独立的一次性的相下方的信号接入金属片载入信号。
本实施例，探针座230和探针金属片260的总厚度小于防护凹槽的深度。通过探针升降装置220的带动，探针座230和固定于其上的探针金属片260可以上下移动，可处于以下两个状态其中之一：
(1)伸出状态，所述探针座与固定于其上的探针金属片从所述防护凹槽中伸出；
(2)回收状态，所述探针座与固定于其上的探针金属片回收至所述防护凹槽内。
本领域技术人员可以理解的是，在对非接触式探针信号加载装置进行搬运过程中，探针座230和探针金属片260可以完全回收至防护凹槽内，从而不会因移动导致探针的损坏，例如断或者折等，安全性大大提高。
在探针座的下部设置有下部位移传感器251，用于探测探针座下部与下方信号接入金属片310之间的第二距离，即探针金属片260与信号接入金属片310形成信号传输电容的两金属板之间的距离。该第二距离被传输至控制***，将用于保证两金属板之间的距离介于100μm～120μm之间，保证载入信号的正常。
在该探针座的上部具有上部位移传感器252，用于实时探测探针座的顶部与防护凹槽底部的第一距离。该第一距离被传输至控制***，将用于保证探针座230在升起过程中不会与支撑基座发生撞击，且能正常回收至防护凹槽内部。
控制***240与探针金属片260、下部位移传感器251和上部位移传感器252之间通过信号线270传输信号。在升降杆224和探针座230的内部，开设有专门的路径孔供信号线穿过。
关于第一距离和第二距离的信息被传输至控制***240。控制***240用于根据第一距离和第二距离来控制伺服电机221，进而控制探针座230和探针金属片260的上升和下降：在工作过程中，保证信号传输电容的两金属板之间的距离满足信号载入的要求；在回收过程中，保证探针座230不会与支撑基座210发生撞击。
可见，本实施例中，利用位移传感器和伺服电机来自动调节每个信号传输电容两极板间的距离，保证每个信号加入的正常，避免了现有技术接触式探针信号加载装置出现接触问题导致信号加载异常时，需破除高真空测试环境后手动调整的缺陷。
请参照图1，控制***240将信号通过信号线270传输至探针金属片260，探针金属片260通过电容效应向信号接入金属片310传输信号，在信号载入至信号接入金属片后，经由面板内部金属线的传播，实现控制薄膜晶体管(TFT)打开或关闭，像素电极充电的功能。
至此，已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明非接触式探针信号加载装置有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)探针升降装置还可以采用上述实施例结构之外的其他结构；
(2)关于防护凹槽、探针座的形状，可以为方块形或圆柱形，或是其他规则或不规则的形状，本发明不对其进行限制；
(3)除了TFT基板制作过程之外，该非接触式探针信号加载装置还可以应用于其他需要进行探针信号传输的场景；
(4)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
(5)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
综上所述，本发明通过电容效应传递信号，避免了探针划伤TFT玻璃或是扎坏TFT玻璃导致碎点的问题。同时，在支撑基座上设置防护凹槽，可使探针收回至防护凹槽内，搬送运输过程中不会发生探针损坏(断、折)。此外，利用位移传感器和伺服电机来自动调节每个信号传输电容两极板间的距离，保证每个信号加入的正常，避免了现有技术出现接触问题导致信号加载异常时，需破除高真空测试环境后手动调整的缺陷。可见，本发明非接触式探针信号加载装置具备多项目前探针信号加载装置所不具备优点，具有广阔的应用前景和较好的市场价值。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非接触式探针信号加载装置，其特征在于，包括：
探针金属片(260)，电性连接至信号载入端，其下部朝向待载入信号的信号接入金属片(310)；
其中，所述探针金属片(260)与信号接入金属片(310)形成信号传输电容，由该信号传输电容作为媒介，由探针金属片(260)将载入的信号传输至所述信号接入金属片(310)，
所述非接触式探针信号加载装置还包括：
探针座(230)，所述探针金属片固定于该探针座并与该探针座(230)电性隔离；
支撑基座(210)，其下部具有防护凹槽，该防护凹槽供所述探针座与固定于其上的探针金属片容置；以及
探针升降装置(220)，用于带动所述探针座的升降；
其中，在该探针升降装置(220)的带动下，所述探针座与固定于其上的探针金属片可处于以下两个状态其中之一：伸出状态，所述探针座与固定于其上的探针金属片从所述防护凹槽中伸出；回收状态，所述探针座与固定于其上的探针金属片回收至所述防护凹槽内。
2.根据权利要求1所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，所述探针升降装置(220)包括：
升降杆(224)，其末端通过开设于防护凹槽上部的支撑基座部分的通孔伸入所述防护凹槽内，固定于所述探针座上。
3.根据权利要求2所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，所述探针升降装置(220)还包括：
螺纹丝杠(222)，沿垂直于所述信号接入金属片(310)的方向设置；
螺丝滑块(223)，套设于所述螺纹丝杠的外部，其内螺纹与其内螺纹相啮合；
其中，所述升降杆(224)呈“7”字形，其前端固定在螺丝滑块上，通过螺纹丝杠(222)带动探针座(230)和探针金属片(240)上下移动。
4.根据权利要求3所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，所述探针升降装置(220)还包括：
伺服电机(221)，固定于所述支撑基座的上方；
其中，所述螺纹丝杠(222)的上端固定于所述伺服电机的输出轴，下端固定于所述支撑基座对应位置的旋转底座(221)。
5.根据权利要求1所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，还包括：
控制***(240)，用于产生控制探针座升降的控制指令；
其中，所述探针升降装置(220)根据接收到的控制指令带动所述探针座升降。
6.根据权利要求5所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，还包括：
下部位移传感器(251)，设置于探针座的下部，用于探测所述探针金属片(260)与下方的信号接入金属片(310)之间的第二距离；
所述控制***(240)根据所述下部位移传感器的反馈通过探针升降装置(220)控制探针座的升降，以保证第二距离满足信号传输的需要。
7.根据权利要求5所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，还包括：
上部位移传感器(252)，设置于所述探针座的上部，用于探测探针座的顶部与防护凹槽底部的第一距离；
所述控制***(240)根据所述上部位移传感器反馈的第一距离通过探针升降装置(220)控制探针座的升起，以保证第一距离始终大于零。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，所述探针金属片(260)与下方的信号接入金属片(310)之间的距离介于100μm～120μm之间。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，所述探针金属片呈与下方信号接入金属片(310)对应的阵列排布。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的非接触式探针信号加载装置，其特征在于，应用于TFT-LCD工艺生产过程中TFT玻璃的检测；
其中，所述信号接入金属片(310)为TFT玻璃上的信号接入金属片(310)。
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