JP2000266779A - マルチプローブユニット - Google Patents

マルチプローブユニット

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JP2000266779A
JP2000266779A JP11073905A JP7390599A JP2000266779A JP 2000266779 A JP2000266779 A JP 2000266779A JP 11073905 A JP11073905 A JP 11073905A JP 7390599 A JP7390599 A JP 7390599A JP 2000266779 A JP2000266779 A JP 2000266779A
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layer
wire
shield
layers
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Shigeki Terada
田 茂 樹 寺
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Toshiba Corp
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    • G01R1/067—Measuring probes
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    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導線と絶縁物のみでなる被覆導線を使用して
も、実用上問題にならない程度まで外部から侵入するノ
イズやクロストークを低減することのできるマルチプロ
ーブユニットを提供する。 【解決手段】 外部からの保持が可能な基板と、端部を
除く中間部位に絶縁被覆のみが施された中心導線を有
し、この中心導線の一端部が鉤状に折曲げられると共
に、プローブが形成された多数の被覆導線と、被覆導線
のプローブの先端を、導電パターンと略等しいピッチで
整列させると共に、被覆導線の一端部に対して中間部が
放射状に広げられ、かつ、隣接する被覆導線の中間部が
基板からの距離を異ならせた複数の導線層を形成するよ
うに被覆導線の中間部を基板に固定する導線固定部材
と、導線層間に挿入され、導線層を電磁的にシールドす
るシールド板とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密集配置された多
数の導電パターンに、それぞれ導線の一端部に形成され
たプローブの先端を接触させ、導線の各他端部を測定機
器に電気的に接続するマルチプローブユニットに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子やＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）液晶表示素子をアレイ状に配置した基板を電気的
に検査するに当たり、これらの素子と外部電源及び測定
器とを電気的に接続するために、金属製の多数の微細な
針を使用して素子上に形成した電極に接触させる方法が
一般的に採用されている。
【０００３】最近は、半導体素子や液晶表示素子の高速
化、高性能化に伴い、プローブ部で発生する電気的ノイ
ズの侵入やプローブ間でのクロストークの発生を抑制す
るために、針をシールドすることが常識的になってきて
いる。
【０００４】図２（ａ）はプローブを形成するシールド
導線１の構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は多数の
シールド導線を固定したマルチプローブユニット１０の
概略構成を示す斜視図である。同図において、シールド
導線１は中心導体２、絶縁物３及び金属チューブ４で構
成されている。このうち、中心導体２は通常はタングス
テン又はその他硬質金属でなり、一端部２ａが絶縁物３
及び金属チューブ４から所定の長さだけ突出し、かつ、
その先端が鉤状に折曲げられると共に、針状に鋭利に研
磨されてプローブ針５が形成されている。一方、中心導
体２の他端部は電気的接続が可能な長さだけ絶縁物３及
び金属チューブ４よりも突出している。絶縁物３はポリ
エチレン等の絶縁性材料をチューブ状にして中心導体２
を包囲するもので、その外側にシールド部材としての金
属チューブ４が被覆され、この金属チューブ４を接地す
ることにより、電気的ノイズの侵入やプローブ間でのク
ロストークの発生を抑制する。
【０００５】図２（ｂ）に示すマルチプローブユニット
１０は多数のシールド導線１をプリント配線基板（ＰＣ
Ｂ）１１の裏面部に固定して形成される。この場合、図
面の簡単化のために、一部のみを示したシールド導線１
の各プローブ針５が液晶表示基板２０の電極２１に対し
て、ピッチが略等しくなるように整列され、かつ、プロ
ーブ針５が形成された一端部に対してシールド導線１が
放射状に広がるように、例えば、射出成型によって形成
される導線固定部材１２によってプリント配線基板１１
に固定されている。この場合、導線固定部材１２はプリ
ント配線基板１１の先端部に設けられ、このプリント配
線基板１１の後端部にシールド導線１と同数のコネクタ
ジャック部１３が装着されその端子に中心導体２の他端
部２ｂが接続されている。
【０００６】図３は図２に示すマルチプローブユニット
１０を用いて液晶表示基板２０を電気的に検査する装置
全体の構成例であり、図２と同一の符号を付したものは
それぞれ同一の要素を示している。ここで、液晶表示基
板２０はチャック２２の上面に固定され、この液晶表示
基板２０の多数の電極２１にプローブ針５の先端がそれ
ぞれ当接するようにチャック２２が図示省略の位置決め
装置によって駆動される。また、電源回路や測定機器が
内蔵された外部装置３０から導出されたケーブル３１の
先端に接続されたコネクタプラグ部１４がプリント配線
基板１１に装着されたコネクタジャック部１３に結合さ
れる。これによって、液晶表示基板２０の電気的検査が
実行される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したシールド導線
１を構成する中心導体２の直径は０．２ｍｍ程度であ
り、シールド導線１の直径は略０．５ｍｍを超える太さ
を有している。一方、ＴＦＴ液晶表示素子をアレイ状に
配設した基板上の電極は、最近特にピッチが狭くなり、
５０μｍ程度で並んでいるものもある。これらの電極に
プローブ針５の先端をそれぞれ接触させることを目的と
して、シールド導線１を放射状に配置すると共に、上下
方向に俵積み式に積み上げるように密植させたとして
も、プローブ針５の先端を接触させることが可能な電極
のピッチは２００μｍ止まりであった。
【０００８】また、ピッチが２００μｍ程度で並んでい
る電極でも、電極数が２０を超える場合には、ノイズや
クロストークをある程度犠牲にして、金属チューブ４の
無い、つまり、中心導体２と絶縁物３のみでなる被覆導
線を用いてマルチプローブユニット１０を形成してい
た。従って、５０μｍのピッチで並んでいる電極に対し
ても、中心導体２と絶縁物３のみでなる被覆導線を使用
することによって対応せざるを得なかった。
【０００９】しかるに、最近発達してきたポリシリコン
でなるＴＦＴを構成要素とする液晶表示素子を駆動する
ための走査線駆動回路や映像信号線駆動回路を、液晶表
示素子と同一の基板上に一体的に形成したもの、あるい
は、ＴＡＢ（Tape AutomaticBonding）方式を用いて走
査線に走査パルスを、映像信号線に映像信号を印加する
ＬＳＩなどを電気的に検査する場合、上述した被覆導線
を使用したマルチプローブユニットではノイズやクロス
トークの影響を受け易く、検査項目が限定されて検査性
能が低下してしまうという解決しなければならない課題
を有していた。
【００１０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は導線と絶縁物のみでなる被覆導
線を使用しても、実用上問題にならない程度まで外部か
ら侵入するノイズやクロストークを低減することがで
き、これによって電気的検査性能を向上させることので
きるマルチプローブユニットを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、密集配置され
た多数の導電パターンに、それぞれ導線の一端部に形成
されたプローブの先端を接触させ、導線の各他端部を測
定機器に電気的に接続するマルチプローブユニットにお
いて、外部からの保持が可能な基板と、端部を除く中間
部位に絶縁被覆のみが施された中心導体を有し、この中
心導体の一端部が鉤状に折曲げられると共に、プローブ
が形成された多数の被覆導線と、被覆導線のプローブの
先端を、導電パターンと略等しいピッチで整列させると
共に、被覆導線の一端部に対して中間部が放射状に広げ
られ、かつ、隣接する被覆導線の中間部が基板からの距
離を異ならせた複数の導線層を形成するように被覆導線
の中間部を基板に固定する導線固定部材と、導線層間に
挿入され、導線層を互いに他から電磁的にシールドする
シールド板とを備えたことを特徴とする。
【００１２】好適には、被覆導線が並列に配置され、一
方の側端から数えて奇数番目の被覆導線を第１の導線層
とし、一方の側端から数えて偶数番目の被覆導線を第２
の導線層とし、第１及び第２の導線層間にシールド板を
配置する。
【００１３】また、基板に装着されたコネクタと、導線
層に対応した複数の配線層と、これらの配線層間に形成
されたシールド層とを有し、配線層の一方の配線端を対
応する導線層の各導線の他端部に接続し、配線層の他方
の配線端をコネクタの端子に接続し、シールド層を導線
層間に挿入されたシールド板に接続してなるフレキシブ
ルプリント配線板を備えた構成とすることもできる。
【００１４】さらに、シールド板を接地することが好ま
しい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施形態に
基づいて詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）
は本発明に係るマルチプローブユニットの一実施形態の
構成を主要な構成要素と併せて示した縦断面図及び底面
図である。ここで、被覆導線６は中心導体７に絶縁被覆
８を施したもので、中心導体７の一端部７ａと他端部７
ｂは絶縁被覆８が除去されて露呈している。このうち、
一端部７ａは鉤形に折曲げられ、かつ、針状に研磨され
てプローブ針９が形成されている。
【００１６】マルチプローブユニット４０は図示を省略
した保持装置に保持されるもので、接地配線等を有して
いる。多数の被覆導線６がプリント配線基板４１の先端
部の底面に固着された導線固定部材４２によって固定さ
れている。この場合、被覆導線６の各プローブ針９は密
集配置された電極等の導電パターンと略等しいピッチで
整列させられ、かつ、被覆導線６の中間部がプローブ針
９から見て放射状に広がるように固定される。また、多
数の被覆導線６は隣接するものどうしが上の導線層と下
の導線層とに分かれるように、すなわち、プリント配線
基板４１の底面からの距離が異なるように被覆導線６の
中間部が２段に俵積みされた状態で導線固定部材４２に
よって固定されている。
【００１７】そして、中間部が放射状に広げられた導線
層の間に、平面形状がほぼ台形をなし、上の導線層と下
の導線層とを電磁的に遮断するシールド板４３が挿入さ
れ、その両側に設けられた保持部４３ａによってプリン
ト配線基板４１に固定される。また、プリント配線基板
４１の基端部の底面にフレキシブルプリント配線板５０
が装着されている。このフレキシブルプリント配線板５
０は配線層５１、シールド層５３及び配線層５２が絶縁
層５４を介して順次積層されたものでなり、このうち、
配線層５１及び配線層５２は平行に配置された配線５１
ａ及び配線５２ａを有し、シールド層５３は配線層５１
及び配線層５２を互いに他から電磁的に遮断するように
板状に形成されている。そして、配線層５１の一端部の
各配線５１ａに、上段の導線層の各被覆導線６の他端が
接続されて、配線層５２の一端部の各配線５２ａに、下
段の導線層の各被覆導線６の他端が接続されている。ま
た、上下の導線層間に挿入されたシールド板４３と、フ
レキシブルプリント配線板５０のシールド層５３とが接
続線４４によって接続されている。なお、フレキシブル
プリント配線板５０は理解を容易にするために各層を厚
く記載したが、実際には０．１ｍｍ以下で、全体の厚み
でも０．３ｍｍ程度に形成されている。
【００１８】次に、プリント配線基板４１の基端部には
コネクタジャック部６０が装着されている。このコネク
タジャック部６０は２列に配置された多数の端子６１を
有し、一方の列の端子６１に配線層５１の各配線の端部
が接続され、他方の列の端子６１に配線層５２の各配線
の端部が接続されている。また、図示を省略するが、シ
ールド層５３もコネクタジャック６０の接地端子に接続
される。
【００１９】ここで、被覆導線６として中心導体７の直
径が０．２ｍｍのものに厚みが０．０２〜０．０５ｍｍ
程度の絶縁被覆８を施したものを用い、上段の導線層と
下段の導線層とに分離されるように俵積みすることによ
って、ピッチが１５０μｍで、１００個程度の電極が並
んだ、いわゆる、狭ピッチ、多極電極にプローブ針９の
先端を接触させることのできるマルチプローブユニット
４０が得られる。また、被覆導線６を上段の導線層と下
段の導線層とに分け、その間にシールド板４３を挿入
し、かつ、フレキシブルプリント配線板５０において、
上の配線層５１と下の配線層５２との間にシールド層５
３を設け、シールド板４３及びシールド層５３を接地す
ることによって、隣接する被覆導線６間で発生しやすか
ったクロストークが低減され、また、外部からから侵入
するノイズをも低減することができる。
【００２０】なお、上記実施形態ではプローブとして、
導体の端部を針状に研磨したプローブ針を有する被覆導
線を２段に俵積みするものについて説明したが、先端が
スプリングになったスプリングコンタクト形のプローブ
においても、被覆導線の一端部に対して中間部を放射状
に広げ、かつ、隣接する被覆導線の中間部が複数の導線
層を形成するように固定し、これらの導線層間にシール
ド板を挿入することによって同様な効果が得られる。ま
た、導線層をコネクタに接続するフレキシブルプリント
配線板の配線層間に接地されたシールド層を設けること
によって外部から侵入するノイズやクロストークを低減
する効果がより高められる。
【００２１】また、上記実施形態では被覆導線を２段に
俵積みする場合について説明したが３段以上に俵積みし
て、各導線層間にシールド板を挿入する構成としても、
上述したと同様な効果が得られる。
【００２２】さらにまた、上記実施形態ではプローブの
先端を電極に接触させる場合について説明したが、接触
対象は電極に限らず導線を含む導電パターンの殆どに適
用可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、導線と絶縁物のみでなる被覆導線を使用
しても、実用上問題にならない程度まで外部から侵入す
るノイズやクロストークを低減することができ、これに
よって電気的検査性能を向上させることのできるマルチ
プローブユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチプローブユニットの一実施
形態の構成を、主要な構成要素と併せて示した縦断面図
及び底面図。
【図２】従来のマルチプローブユニットの構成を、主要
な構成要素と併せて示した斜視図。
【図３】図２に示したマルチプローブユニットを用いて
液晶表示基板を電気的に検査する装置全体の構成例。
【符号の説明】
６ 被覆導線 ７ 中心導体 ８ 絶縁被覆 ４０ マルチプローブユニット ４１ プリント配線基板 ４３ シールド板 ４４ 接続線 ５０ フレキシブルプリント配線板 ５１，５２ 配線層 ５３ シールド層 ５４ 絶縁層 ６０ コネクタジャック部 ６１ 端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密集配置された多数の導電パターンに、そ
    れぞれ導線の一端部に形成されたプローブの先端を接触
    させ、前記導線の各他端部を測定機器に電気的に接続す
    るマルチプローブユニットにおいて、 外部からの保持が可能な基板と、 端部を除く中間部位に絶縁被覆のみが施された中心導体
    を有し、この中心導体の一端部が鉤状に折曲げられると
    共に、プローブが形成された多数の被覆導線と、 前記被覆導線のプローブの先端を、前記導電パターンと
    略等しいピッチで整列させると共に、前記被覆導線の一
    端部に対して中間部が放射状に広げられ、かつ、隣接す
    る前記被覆導線の中間部が前記基板からの距離を異なら
    せた複数の導線層を形成するように前記被覆導線の中間
    部を前記基板に固定する導線固定部材と、 前記導線層間に挿入され、前記導線層を互いに他から電
    磁的にシールドするシールド板と、 を備えたことを特徴とするマルチプローブユニット。
  2. 【請求項２】前記被覆導線が並列に配置され、一方の側
    端から数えて奇数番目の前記被覆導線を第１の導線層と
    し、一方の側端から数えて偶数番目の前記被覆導線を第
    ２の導線層とし、前記第１及び第２の導線層間に前記シ
    ールド板を配置したことを特徴とする請求項１に記載の
    マルチプローブユニット。
  3. 【請求項３】前記基板に装着されたコネクタと、 前記導線層に対応した複数の配線層と、これらの配線層
    間に形成されたシールド層とを有し、前記配線層の一方
    の配線端を対応する前記導線層の各導線の他端部に接続
    し、前記配線層の他方の配線端を前記コネクタの端子に
    接続し、前記シールド層を前記導線層間に挿入されたシ
    ールド板に接続してなるフレキシブルプリント配線板を
    備えた請求項１又は２に記載のマルチプローブユニッ
    ト。
  4. 【請求項４】前記シールド板を接地したことを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチプローブユ
    ニット。
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