JP2008275406A - プローブ装置及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルムタイププローブの各接触子と被検査体の電極とを確実に接触させる。
【解決手段】本体フレーム側に固定されるプローブベースと、フィルムタイププローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブブロックと、前記フィルムタイププローブの各接触子が被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを均一な圧力で加圧する加圧機構とを備え、前記加圧機構が、前記フィルムタイププローブに直接に接触してこのフィルムタイププローブの各接触子が前記被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを加圧する先端加圧部を備え、前記先端加圧部が、前記フィルムタイププローブを加圧する加圧プレートと、当該加圧プレートによる圧力を均等にならす弾性体と、前記フィルムタイププローブの前記接触子側に設けられ前記弾性体と相まって前記各接触子に付加される圧力を均一にするサポートフィルムとから構成した。
【選択図】図1
【解決手段】本体フレーム側に固定されるプローブベースと、フィルムタイププローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブブロックと、前記フィルムタイププローブの各接触子が被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを均一な圧力で加圧する加圧機構とを備え、前記加圧機構が、前記フィルムタイププローブに直接に接触してこのフィルムタイププローブの各接触子が前記被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを加圧する先端加圧部を備え、前記先端加圧部が、前記フィルムタイププローブを加圧する加圧プレートと、当該加圧プレートによる圧力を均等にならす弾性体と、前記フィルムタイププローブの前記接触子側に設けられ前記弾性体と相まって前記各接触子に付加される圧力を均一にするサポートフィルムとから構成した。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶パネル、集積回路等の平板状の被検査体の検査に用いるプローブ装置及び検査装置に関する。
液晶パネル等の平板状の被検査体は、一般に、プローブカードのようなプローブ装置を用いて検査される。この種のプローブ装置の1つとして、互いに平行に伸びる複数の配線を電気絶縁性フィルムの一方の面に形成し、各配線の一部をプローブ要素として利用するプローブシートを用いるものがある。この例としては特許文献1がある。この特許文献1の発明を以下に概説する。
プローブ装置1は、図2に示すように、プローブブロック2を含んで構成されている。プローブブロック2は、図示の例では、プローブシート3と、プローブシート3に接続されたシート状の第1の接続シート4と、第1の接続シート4に接続された第2の接続シート5と、それらシート3,4及び5が装着されたプローブホルダ6とにより形成されている。
プローブシート3は、その前端部を図3に示すように、互いに並列的に前後方向へ伸びる複数の配線8を電気絶縁性フィルム9の一方の面に形成したフィルムタイププローブユニットである。配線8の配列ピッチは、液晶パネル10の電極11(図2参照)の配列ピッチと同じである。
プローブシート3は、また、突起電極13を各配線8の前端部に有する。各突起電極13は半球状の形状を有する。
第1の接続シート4は、図4に示すように、複数の配線15及び16を電気絶縁性フィルム17の一方の面に形成したタブ(TAB)であり、また配線15,16に電気的に接続された駆動用集積回路18を一方の面に有する。
第1の接続シート4の各配線15は、プローブシート3の配線8に一対一の形に対応されており、対応する配線8に電気的に接続されている。集積回路18は、液晶パネル10の駆動に用いられ、駆動用制御信号を配線16から受けて、駆動信号を配線15に出力する。
第2の接続シート5は、複数の配線19を電気絶縁性フィルム20の一方の面に形成したフラットケーブル(FPC)である。第2の接続シート5の各配線19は、第1の接続シート4の配線16に一対一の形に対応されており、対応する配線16に電気的に接続されている。
プローブホルダ6は、図5に示すように、板状部22と取付部23とにより形成されている。プローブシート3は、その前端部が取付部23の前方へ突出しかつ配線8がフィルム9より下方となる状態に、フィルム9において取付部23の下面に装着されている。接続シート4及び5は、配線16及び19が下側となる状態に、フィルム17において板状部22の下面に装着されている。
各配線8の前端部、その前端部に対応するフィルム9の部位及び突起電極13は、プローブ要素として作用する。したがって、プローブシート3の前端部、特に突起電極13が形成された領域は、プローブ領域として作用する。
プローブ装置1は、また、プローブホルダ6が結合された板状のブロックホルダすなわちプローブベース25と、複数のねじ部材によりプローブベース25の下側に結合された配線部材26と、プローブベース25に連結されたアーム27と、アーム27の前端部に配置されてプローブシート3の前端部を下方へ押圧する押圧機構28と、押圧機構28がプローブシート3を押圧している状態に解除可能にアーム27を維持するねじ部材29とを含む。
配線部材26は、図4に示すように、複数の配線31を電気絶縁性基板32の一方の面に平行に形成した接続基板である。配線部材26は、図5に示すように、配線31が下方となる状態にプローブベース25の下面にスペーサ34を介して組み付けられている。
配線部材26の各配線31は、第2の接続シート5の対応する配線19に電気的に接続されている。
アーム27はプローブベース25に結合され、ねじ部材29が貫通する穴を後部に有する。ねじ部材29は、プローブベース25に形成されたねじ穴に螺合されている。
押圧機構28は、図6に示すように、アーム27の先端部下側に配置されたベース部材35と、アーム27の前端部を上下方向に貫通してベース部材35に螺合する1以上の調整ねじ(図示せず)と、アーム27とベース部材35との間に配置されてベース部材35をアーム27に対し下方へ付勢する1以上の第1の弾性体36と、ベース部材35に配置されてプローブシート3の前端部上面に接触する第2の弾性体37と、調整ねじを間にして左右方向に間隔をおいて上下方向へ伸びる複数のガイドピン38とを備える。
ベース部材35は、左右方向へ伸びており、また調整ねじ及びガイドピン38によりアーム27に上下方向へ移動可能に組み付けられている。ガイドピン38は、アーム27及びベース部材35のいずれか一方に支持されていると共にアーム27及びベース部材35の他方に上下方向へ相対的移動可能に受け入れられており、また第1の弾性体36を貫通して伸びている。
特開2001−141747号公報
特開平8−254677号公報
ところで、前記押圧機構28では、図6に示すように、第2の弾性体37が第1の弾性体36で加圧されて、各突起電極13を液晶パネル10の各電極11に押圧する。このとき、一列に並んだ各突起電極13が半割の円柱状の弾性体37で加圧されることで、この各突起電極13が液晶パネル10の各電極11に均一の圧力で押圧されて電気的に接続される。
しかし、各突起電極13が一列でなく、図7に示すように交互にずれた配置(2列千鳥)や、図8の3列千鳥、図9の4列千鳥、その他の多数列千鳥の場合は、半割の円柱状の弾性体37で均一に加圧することはできない。
このような場合に対応する策として特許文献2に、シート状の弾性フィルムを用いて複数の接触子を均一に加圧することが提案されている。具体的には、図9及び図10に示すように、加圧プレート40とフィルムタイププローブ41の間に弾性フィルム42を設けて、フィルムタイププローブ41を均一な力で加圧することが提案されている。
しかしこの場合、多数列千鳥状に配設された接触子43をシート状の弾性フィルム42で加圧すると、図11に示すように、複数配設された接触子43の領域のうち中央部では各接触子43が押圧力を受け持つが、周縁部では、接触子43が少なくなり又は無くなって、均一に加わる押圧力でフィルムタイププローブ41が撓んでしまい、中央部の各接触子43Aが浮いて接触不良を起こすことがあるという問題がある。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、千鳥状等の変則的な並びの各接触子に対して均一に押圧して各接触子を各電極に確実に接触させることができるプローブ装置及び検査装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本発明に係るプローブ装置は、本体フレーム側に固定されるプローブベースと、フィルムタイププローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブブロックと、前記フィルムタイププローブの各接触子が被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを均一な圧力で加圧する加圧機構とを備え、前記加圧機構が、前記フィルムタイププローブに直接に接触してこのフィルムタイププローブの各接触子が前記被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを加圧する先端加圧部を備え、前記先端加圧部が、前記フィルムタイププローブを加圧する加圧プレートと、当該加圧プレートによる圧力を均等にならす弾性体と、前記フィルムタイププローブの前記接触子側に設けられ前記弾性体と相まって前記各接触子に付加される圧力を均一にするサポートフィルムとから構成されたことを特徴とする。
前記構成により、前記加圧機構の前記先端加圧部が、その加圧プレートで弾性体を加圧し、この弾性体が圧力を均等にならし各接触子に均一な圧力を加える。さらに、サポートフィルムが前記フィルムタイププローブの前記接触子側からフィルムタイププローブを支持して、前記各接触子に付加される圧力を均一にする。
前記サポートフィルムは、前記フィルムタイププローブの接触子側の、ひとかたまりの接触子の周囲に設けられることが望ましい。これにより、前記弾性体による圧力をひとかたまりの接触子とその周囲のサポートフィルムとで支持して各接触子に付加される圧力を均一にする。
被検査体を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するセット部と、当該セット部から渡された被検査体を支持して試験する測定部とを備えて、被検査体の検査に用いる検査装置においては、前記測定部のプローブ装置として、前記プローブ装置を用いることが望ましい。
以上のように、前記弾性体による圧力を各接触子とサポートフィルムとで支持して各接触子に付加される圧力を均一にするため、前記フィルムタイププローブの各接触子と前記被検査体の電極とを確実に接触させることができる。
以下、本発明の実施形態に係るプローブ装置及び検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態の検査装置は、前記従来の検査装置とほぼ同様であるため、ここではプローブ装置を中心に説明する。なお、検査装置としては、本実施形態に係るプローブ装置を用いることができる装置すべてに適用することができる。
本実施形態のプローブ装置1は、液晶パネルの検査装置に用いられる装置である。液晶パネルは、長方形の形状をしており、また複数の電極(図示せず)を長方形の隣り合う2つの辺に対応する縁部に所定のピッチで形成している。
プローブ装置51は、図12〜14に示すように、プローブベース52と、プローブブロック53と、加圧機構54とを備えて構成されている。
プローブベース52は、検査装置の本体フレーム側に固定される部材である。プローブベース52は、本体フレーム側に固定された状態で、プローブブロック53及び加圧機構54を支持している。プローブベース52の下側面には、プローブブロック53の凸部65が嵌合するガイド56が設けられている。
プローブベース52の上側面には、プローブブロック固定ネジ57と、ネジ穴58と、ヒンジ受け部59とが設けられている。プローブブロック固定ネジ57は、その頭部がプローブブロック53の凸部65内に設けられた嵌合溝66に嵌合してプローブブロック53をプローブベース52に固定するためのネジである。ネジ穴58は、後述する加圧機構54の固定ネジ82がねじ込まれるためのネジ穴である。ヒンジ受け部59は、後述する加圧アーム81の基端平板部85のヒンジ嵌合部89が嵌合する部分である。
プローブブロック53は、その先端等でプローブを支持して液晶パネル61の電極(図示せず)に電気的に接触させるための部材である。プローブブロック53は主に、FPCプレート62と、配線部材63とを備えて構成されている。FPCプレート62は、プローブベース52の下側面のガイド56に嵌合する凸部65、この凸部65内に設けられた嵌合溝66、凸部65がガイド56に嵌合した状態でプローブベース52の縁部に当接してプローブブロック53の位置決めをするストッパ67等を備えている。
配線部材63は、液晶パネル61の制御信号や検出信号等をやり取りする外部装置と、液晶パネル61の表面に形成された回路とを電気的に接続するための部材である。配線部材63は主に、ベース側基板70と、FPC71と、FPC基板72と、フィルムタイププローブ73とを備えて構成されている。
ベース側基板70は、プローブベース52側に取り付けられて、前記外部装置に電気的に接続されている。FPC71は、ベース側基板70とフィルムタイププローブ73とを、FPC基板72を介して電気的に接続するための部材である。FPC71の基端部は、FPCプレート62の基端部に設けられた円柱状の弾性体74によって、ベース側基板70に接続されている。具体的には、FPC71の配線側の接点と、ベース側基板70の配線側の接点とが互いに当接された状態で、前記弾性体74によってFPC71側から押圧されて、互いに電気的に接続されている。FPC基板72は、駆動用集積回路75等を搭載した基板である。FPC基板72は、FPC71の途中に設けられている。
フィルムタイププローブ73は、液晶パネル61の各電極に電気的に接続するための部材である。フィルムタイププローブ73は、FPC71の先端部に設けられている。フィルムタイププローブ73は図1に示すように主に、基板77と、接触子78とから構成されている。基板77は、FPC71の一部をそのまま利用して構成されている。FPC71を用いることで柔軟に撓み得る基板となっている。接触子78は、基板77の下側面の、液晶パネル61の各電極に対応する位置に設けられている。接触子78は具体的には、図1,7に示すように、交互にずれた配置(2列千鳥)や、図8の3列千鳥、図9の4列千鳥に適宜配設される。
加圧機構54は、プローブブロック53のフィルムタイププローブ73の接触子78が液晶パネル61の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブ73を均一な圧力で加圧するための機構である。千鳥状に配設された接触子78全体を覆う範囲を加圧範囲80(図7,8参照)として、加圧機構54は、この範囲を加圧するように設定されている。加圧機構54は、図13,14に示すように、加圧アーム81と、固定ネジ82と、先端加圧部83とから構成されている。
加圧アーム81は、先端加圧部83を支持して、この先端加圧部83を介して前記フィルムタイププローブ73を加圧するための部材である。加圧アーム81は、基端平板部85と、斜板部86と、先端押圧板部87とから構成されている。
基端平板部85は、プローブベース52に回転可能に支持される部材である。基端平板部85の基端には、ヒンジ嵌合部89が設けられている。このヒンジ嵌合部89がプローブベース52のヒンジ受け部59に嵌合することによって基端平板部85はプローブベース52に対して回動可能に取り付けられている。
斜板部86は、先端押圧板部87を支持する部材である。斜板部86は、その基端を基端平板部85に支持されてその先端で先端押圧板部87を支持している。
先端押圧板部87は、先端加圧部83を支持する部材である。この先端押圧板部87は、前記加圧範囲80を覆う寸法の長方形状に形成されて、フィルムタイププローブ73に面して位置する先端加圧部83を支持する。
固定ネジ82は、加圧アーム81を設定位置で固定するためのネジである。本実施形態では、加圧アーム81の基端平板部85がプローブベース52の上側面に当接した状態で、固定ネジ82が、加圧アーム81を固定している。
先端加圧部83は、前記フィルムタイププローブ73に直接に接触してこのフィルムタイププローブ73の接触子78が前記液晶パネル61の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブ73を加圧するための部材である。この先端加圧部83は、図1に示すように、加圧プレート91と、弾性支持部92と、弾性体93と、サポートフィルム94とから構成されている。
加圧プレート91は、弾性体93を介して前記フィルムタイププローブ73を加圧するための部材である。加圧プレート91は、加圧範囲80に合わせた寸法の長方形状に形成されている。加圧プレート91には、後述する弾性支持部92のスライドピン97がねじ込まれるネジ穴96が3つ設けられている。
弾性支持部92は、加圧プレート91を弾性的に支持するための部材である。弾性支持部92は、スライドピン97と、バネ98とから構成されている。スライドピン97は、加圧アーム81の先端押圧板部87に設けられたピン穴99にスライド可能に挿入されている。スライドピン97の先端には、加圧プレート91のネジ穴58にねじ込まれるネジ山が設けられている。
バネ98は、前記先端押圧板部87に支持されて加圧プレート91を液晶パネル61側へ押圧するための部材である。バネ98はスライドピン97に取り付けられている。この状態でスライドピン97が加圧プレート91のネジ穴96にねじ込まれることによって、前記バネ98は、その基端が先端押圧板部87に支持されて先端で加圧プレート91を液晶パネル61側へ押圧している。
弾性支持部92は、先端押圧板部87に3つ並んで配設されている。この弾性支持部92の配置位置は、弾性体93を介して全ての接触子78を各電極に対して均一な圧力で加圧できるように配置される。具体的には、各接触子78の座標上の位置を基にして統計的に求めた各接触子78の中心位置に弾性支持部92が設定されている。例えば各接触子78を複数のグループに分けて、各グループ毎に各接触子78の統計的な中心位置を特定して、その位置に弾性支持部92を設けている。
弾性体93は、加圧プレート91側の圧力を均等にならし各接触子78に均一な圧力を加えるための部材である。弾性体93は、弾性を有するシート状部材で構成されている。例えば、絶縁性のシート状エラストマー等の高分子材料を用いることができる。
サポートフィルム94は、弾性体93と相まってフィルムタイププローブ73の各接触子78に付加される圧力を均一にするための部材である。このサポートフィルム94は、フィルムタイププローブ73の基板77の接触子78側の、近くに集まったひとかたまりの接触子78の周囲に設けられている。サポートフィルム94は、弾性体93で押圧されるフィルムタイププローブ73の基板77のうち撓みやすい周囲(接触子78が少ない、又はない部分)を支持して、フィルムタイププローブ73の基板77の撓み(図11参照)を抑えて、図15,16に示すように、各接触子78に付加される圧力を均一にする。サポートフィルム94の厚さは、各接触子78の高さとほぼ同じ高さに設定する。
サポートフィルム94の位置は、図15のように、各接触子78を挟んだ両側(図7,8の左右両側)に細長く配設されている。また、サポートフィルム94の配設位置としては、図17に示すように、フィルムタイププローブ73の両側のFPC71まで広げて、広い範囲をサポートするようにしてもよい。さらに、サポートフィルム94の内側端の位置は、図15に示すように、弾性体93の周縁部よりも内側に位置するようにしてもよく、図17,18に示すように、弾性体93の周縁部よりも外側に位置するように設けてもよい。特に、図17の4列千鳥のように接触子78の数が多い場合は、サポートフィルム94の内側端の位置が、弾性体93の周縁部よりも外側に位置するように設けて、弾性体93からの圧力が、サポートフィルム94の内側で基板77を加圧し、各接触子78に集中させるようにすることが望ましい。この場合、弾性体93による圧力を、多くの接触子78が広い範囲で支持して、基板77が図11のように撓む可能性が低いため、弾性体93による圧力を各接触子78に集中させるのが望ましい。このため、サポートフィルム94の内側端の位置を、弾性体93の周縁部よりも外側に位置するように設定する。なお、接触子78の形状としては、図15,16のように尖ったものや、図17,18のように丸くしたもの等がある。
サポートフィルム94は、絶縁性のシート状エラストマー等の高分子材料で構成されている。サポートフィルム94の硬さは、加圧プレート91による圧力に対して僅かに押し潰れる程度に設定されている。これにより、サポートフィルム94は、弾性体93が基板77を介して各接触子78を充分な圧力で押圧した状態で、基板77の周縁部(各接触子78の外側)が撓むのを抑えて、各接触子78に付加される圧力を均一にする。
以上のように構成されたプローブ装置51では、液晶パネル61がワークテーブルに載置されて、各接触子78と液晶パネル61の各電極とが互いに接触された状態で、オーバードライブが掛けられると、弾性支持部92で弾性的に支持された弾性体93でフィルムタイププローブ73の基板77が均等に加圧される。そして、均等に加圧された基板77は、各接触子78とサポートフィルム94とを加圧する。そして、ひとかたまりの各接触子78の周囲をサポートフィルム94で支持するため、基板77は撓むことがなく、各接触子78を加圧する。そして、この弾性体93での加圧は、基板77に均等にかかるため、各接触子78に同じ圧力が作用する。
これにより、各接触子78は均一な圧力で加圧され、すべての接触子78が液晶パネル61の各電極に確実に接触し、高い精度で液晶パネル61を検査することができる。
[変形例]
前記実施形態では、サポートフィルム94を弾性を有する部材で構成したが、サポートフィルム94を、厚さが接触子78の高さよりも僅かに薄い寸法に設定して、ほとんど弾性を有さない部材で構成してもよい。この場合、図16の状態のとき、各接触子78の周囲がサポートフィルム94で支持されてほとんど撓まないため、フィルムタイププローブ73の基板77のうちサポートフィルム94の内側が重点的に加圧され、各接触子78が液晶パネル61の各電極に十分な力で押し付けられる。これにより、各接触子78を液晶パネル61の電極に確実に接触させることができる。
前記実施形態では、サポートフィルム94を弾性を有する部材で構成したが、サポートフィルム94を、厚さが接触子78の高さよりも僅かに薄い寸法に設定して、ほとんど弾性を有さない部材で構成してもよい。この場合、図16の状態のとき、各接触子78の周囲がサポートフィルム94で支持されてほとんど撓まないため、フィルムタイププローブ73の基板77のうちサポートフィルム94の内側が重点的に加圧され、各接触子78が液晶パネル61の各電極に十分な力で押し付けられる。これにより、各接触子78を液晶パネル61の電極に確実に接触させることができる。
前記サポートフィルム94は、ひとかたまりの接触子78の周囲の一部に設けてもよく、全周を覆うように設けてもよい。前記サポートフィルム94は、フィルムタイププローブ73の基板77の撓みやすい部分に設ける。
51:プローブ装置、52:プローブベース、53:プローブブロック、54:加圧機構、56:ガイド、57:プローブブロック固定ネジ、58:ネジ穴、59:ヒンジ受け部、61:液晶パネル、62:FPCプレート、63:配線部材、65:凸部、66:嵌合溝、67:ストッパ67、70:ベース側基板、71:FPC、72:FPC基板、73:フィルムタイププローブ、74:弾性体、75:駆動用集積回路、77:基板、78:接触子、81:加圧アーム、82:固定ネジ、83:先端加圧部、85:基端平板部、86:斜板部、87:先端押圧板部、89:ヒンジ嵌合部、91:加圧プレート、92:弾性支持部、93:弾性体、94:サポートフィルム、96:ネジ穴、97:スライドピン、98:バネ。
Claims (3)
- 本体フレーム側に固定されるプローブベースと、フィルムタイププローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブブロックと、前記フィルムタイププローブの各接触子が被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを均一な圧力で加圧する加圧機構とを備え、
前記加圧機構が、前記フィルムタイププローブに直接に接触してこのフィルムタイププローブの各接触子が前記被検査体の電極に接触した状態でこのフィルムタイププローブを加圧する先端加圧部を備え、
前記先端加圧部が、前記フィルムタイププローブを加圧する加圧プレートと、当該加圧プレートによる圧力を均等にならす弾性体と、前記フィルムタイププローブの前記接触子側に設けられ前記弾性体と相まって前記各接触子に付加される圧力を均一にするサポートフィルムとから構成されたことを特徴とするプローブ装置。 - 請求項1に記載のプローブ装置において、
前記サポートフィルムが、前記フィルムタイププローブの接触子側の、ひとかたまりの接触子の周囲に設けられ、前記弾性体による圧力をひとかたまりの接触子とその周囲のサポートフィルムとで支持して各接触子に付加される圧力を均一にすることを特徴とするプローブ装置。 - 被検査体の検査に用いる検査装置であって、
被検査体を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するセット部と、当該セット部から渡された被検査体を支持して試験する測定部とを備え、
前記測定部のプローブ装置として、請求項1又は2に記載のプローブ装置を用いたことを特徴とする検査装置。
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