JP3592831B2 - プローブユニット及びその調節方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、矩形の被測定基板の周辺部に配置された多数の電極に接触子を接触させて被測定基板を検査するプローブユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プローバにおいて、液晶表示パネル基板（以下、液晶基板という。）の全ての電極（ＴＡＢパッド）に接触子（プローブ針等）が接触するように、接触子を位置決め固定したユニットをプローブユニットと呼んでいる。このようにプローブユニットと呼ぶことで、ウェーハプローバで使用するプローブカードと区別している。
【０００３】
図５は矩形の液晶基板を検査するための従来のプローブユニットの平面図であり、図６はその側面断面図（図５の６−６線断面図）である。矩形の枠状のプローブベース１０には、複数のプローブブロック１２が正確に位置決めされてネジ等で固定されている。液晶基板１８の電極（ＴＡＢパッド）に接触するための多数のプローブ針は、ＴＡＢ単位にグループ化されていて、各グループが一つのプローブブロック１２に取り付けられている。プローブブロック１２の後端にはフレキシブル配線板１４の一端が接続され、フレキシブル配線板１４の他端にはコネクタ１６が接続されている。このコネクタ１６はテスターに接続される。プローブブロック１２には、プローブブロックに対するプローブ針の取り付け位置を微調節するための位置調節機構を設けることもある。
【０００４】
図７は液晶基板に形成された配線図の一例である。なお、この図は、液晶基板の中心線３０、３２に挟まれた４分の１の領域の配線状態を示している。縦方向に延びるデータ線２０は、その両端部において、交互に信号入力用のＴＡＢパッド２２を有する。これらのパッド２２はＴＡＢ単位にグループ化されていて、ＴＡＢの配線パターンのピッチに適合するように集約化されている。パッド２２がこのように集約化された領域２４を、以下、パッド領域と呼ぶことにする。横方向に延びるゲート線２６は、左右どちらかの端部（図７では左端）にパッド領域２８を有する。
【０００５】
データ線２０のパッド領域２４の、パッド配列方向の寸法はＷｘであり、隣り合うパッド領域２４の間隔はＸ１である。また、ゲート線２６のパッド領域２８の、パッド配列方向の寸法はＷｙであり、隣り合うパッド領域２６の間隔はＹ１である。
【０００６】
図８は液晶基板のパッド領域の配置例を示す平面図である。液晶基板１８において、対向する二つのＸ辺３４（Ｘ方向に延びる辺）に沿って、データ線のパッド領域２４が各辺に４個並んでいる。また、一つのＹ辺３６（Ｙ方向に延びる辺）に沿って、ゲート線のパッド領域２６が３個並んでいる。Ｘ辺３４のパッド領域２４の中心間距離（すなわちピッチ）はＰｘであり、Ｙ辺３６のパッド領域２８の中心間距離はＰｙである。
【０００７】
図９は、同じタイプ（例えばＳＶＧＡタイプ）の液晶基板の、サイズの違いによるパッド領域の位置の違いを示す平面図である。同じタイプの液晶基板では、サイズが違っていても、同じ配線ピッチのＴＡＢを使用しているので、パッド領域の寸法は同じになる。ただし、隣り合うパッド領域の間隔が異なる。すなわち、Ｘ辺において、１０インチの液晶基板１８ａでは隣り合うパッド領域２４の間隔はＸ１であるが、１１インチの液晶基板１８ｂではこれがＸ２に広がり、１２インチの液晶基板１８ｃではさらにＸ３に広がる。したがって、パッド領域２４の中心間距離（ピッチ）も液晶基板のサイズに応じて異なってくる。Ｙ辺においても同様に、１０インチの液晶基板１８ａでは隣り合うパッド領域２８の間隔はＹ１であるが、１１インチの液晶基板１８ｂではこれがＹ２に広がり、１２インチの液晶基板１８ｃではさらにＹ３に広がる。なお、使用するＴＡＢは基板メーカによって異なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図９で示したように液晶基板のサイズが違うとパッド領域の位置が異なるので、図５で示した従来のプローブユニットは、液晶基板のサイズごとに別個のプローブユニットとして作られている。すなわち、同じタイプ（例えばＳＶＧＡタイプ）の液晶基板であっても、１０インチ基板用、１１インチ基板用、１２インチ基板用などのように、基板サイズごとにプローブユニットを準備する必要がある。そして、検査する液晶基板のサイズを変更するには、液晶プローバにおいてプローブユニットの交換作業が必要になる。このプローブユニットは、ウェーハ用のプローブカードと比較して非常に大きいので、その交換作業は二人がかりの作業になり、時間もかかる。また、作業時の事故によるプローブユニットの破損のおそれもある。
【０００９】
ところで、液晶プローバの種類としては、ガラス基板に形成されたトランジスタ等の回路素子の電気特性を検査するアレイプローバと、液晶基板の最終検査である点灯検査を実施する点灯検査プローバとがあリ、それぞれ専用のプローブユニットを必要とする。その理由は、プローブ針のコンタクト位置が同じでも、テスターが違うことによりプローブユニットの構成（ＴＡＢ・ＩＣの有無など）が違うためである。結局、液晶基板を検査するためのプローブユニットとしては、（ａ）液晶基板のタイプ、（ｂ）液晶基板のサイズ、（ｃ）アレイプローバと点灯検査プローバの区別、に応じてそれぞれ専用のプローブユニットが必要になる。例えば、液晶基板のタイプが２種類で、サイズが３種類あれば、これだけで合計６種類のプローブユニットが必要になり、さらに、アレイプローバ用と点灯検査用の２種類を揃えれば、合計で１２種類のプローブユニットが必要になる。そして、実際には、それぞれのプローブユニットに対して予備用のプローブユニットをもう１個準備しているので、２４個のプローブユニットを準備することになる。
【００１０】
このように、従来のプローブユニットは、基板サイズごとにプローブユニットを準備するので、（１）プローブユニットの個数が増えて高価になる、（２）使用していない多くのプローブユニットを安全に保管する必要がある、（３）サイズ変更に伴うプローブユニットの交換作業が必要になる、などの問題があった。
【００１１】
この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、その目的は、被測定基板のサイズが違っても共通のプローブユニットで対応できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明のプローブユニットは、矩形の被測定基板の周辺部に配置された多数の電極に接触子を接触させて被測定基板を検査するプローブユニットにおいて、次の（イ）〜（ホ）の構成を備える。（イ）Ｘ方向に延びるＸ辺と前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に延びるＹ辺とを備える枠状のプローブベース。（ロ）前記プローブベースの前記Ｘ辺においてＹ方向に位置調節可能に取り付けられた第１可動ベース。（ハ）前記プローブベースの前記Ｙ辺においてＸ方向に位置調節可能に取り付けられた第２可動ベース。（ニ）前記第１可動ベースに対してＸ方向に位置調節可能に取り付けられていて前記接触子を備える複数のプローブブロック。
（ホ）前記第２可動ベースに対してＹ方向に位置調節可能に取り付けられていて前記接触子を備える複数のプローブブロック。
【００１３】
また、この発明のプローブユニットの調節方法は、矩形の被測定基板の周辺部に配置された多数の電極に接触子を接触させて被測定基板を検査するプローブユニットの調節方法において、次の（イ）〜（ニ）の段階を備える。（イ）枠状のプローブベースのＸ方向に延びるＸ辺において、第１可動ベースを、前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に位置調節する段階。（ロ）前記プローブベースのＹ方向に延びるＹ辺において、第２可動ベースをＸ方向に位置調節する段階。（ハ）前記第１可動ベースに対して、前記接触子を備えた複数のプローブブロックをＸ方向に位置調節する段階。（ニ）前記第２可動ベースに対して、前記接触子を備えた複数のプローブブロックをＹ方向に位置調節する段階。
【００１４】
この発明は、被測定基板のサイズに合わせて複数のプローブブロックの位置を調節できるようにしたので、少なくとも２種類の基板サイズに対して共通のプローブユニットが使える。したがって、被測定基板のサイズを変更する場合に、プローブユニットの交換作業が不要になり、基板サイズの変更に伴うプローブユニットの調節作業は一人の作業者によって短時間で終了する。また、基板サイズごとにプローブユニットを準備したり保管したりする必要がない。なお、被測定基板として液晶基板を例にとると、本発明のプローブユニットを用いたとしても、液晶基板のタイプが違えば別個のプローブユニットが必要になり、また、アレイプローバと点灯検査プローバに対してもそれぞれ専用のプローブユニットが必要になることに変わりはない。それでも、例えば３種類の基板サイズに対して共通のプローブユニットを使用することにより、プローブユニットの必要個数は、従来構造のプローブユニットに比べて３分の１になる。
【００１５】
この発明が適用される被測定基板は、矩形であって周辺部に多数の電極が配置されているものであり、典型的には、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネルの基板が該当する。さらには、これらの基板の周辺部において、基板サイズが違っても、ＴＡＢごとに分割されたパッド領域の寸法が共通しているものに本発明は適用できる。
【００１６】
プローブブロックに取り付けられる接触子の形態は特に限定されないが、片持ち式のプローブ針や、配線パターン上に形成されたバンプ電極などが利用できる。
【００１７】
枠状のプローブベースには４つの辺があるが、どの辺にプローブブロックを配置するかは、被測定基板のパッド領域の配置形態に依存する。例えば、被測定基板において二つのＸ辺と一つのＹ辺にパッド領域が配置されていれば、これに対応してプローブベースの三つの辺にプローブブロックを配置することになる。矩形の被測定基板には縦と横に配線が形成されているのが普通であるから、基板上のパッド領域は少なくとも一つのＸ辺と一つのＹ辺に存在する。したがって、この発明では、プローブユニットの少なくとも一つのＸ辺と少なくとも一つのＹ辺とにプローブブロックを配置することになる。
【００１８】
この発明では、プローブブロックの位置を調節することによって、異なる基板サイズに対応するようにしているので、プローブブロックの位置決め精度が、プローブ針と被測定基板の電極との位置合わせ精度に影響してくる。そこで、各プローブブロックにプローブ針の位置調節機構を設ければ、プローブブロック自体の位置決め精度がそれほど高くなくても、プローブ針と被測定基板の電極との位置合わせ精度を確保できる。プローブブロックに設けることのできる、プローブ針の位置調節機構としては、特開平３−２１８４７２号公報に開示されたものがある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明のプローブユニットの一実施形態を示す平面図である。図２（Ａ）はその側面断面図（図１の２−２線断面図）であリ、図３はその正面図である。図１において、矩形の枠状のプローブベース４０の一つのＸ辺（Ｘ方向に延びる辺）４２には１対の第１静止ガイド４４が設けられていて、この第１静止ガイド４４はＹ方向に延びている。Ｘ方向とＹ方向は互いに垂直である。第１静止ガイド４４には、Ｘ方向に延びる第１可動ガイド４６が摺動可能に係合している。図３によく示されているように、第１可動ガイド４６には、矩形断面の第１静止ガイド４４に係合する溝が形成されており、この第１可動ガイド４６は第１静止ガイド４４に沿ってＹ方向に移動できる。図１に戻って、この第１可動ガイド４６には、Ｘ方向に延びる第１ガイド溝４８が形成されている。この第１ガイド溝４８には４個のプローブブロック５０が摺動可能に係合していて、このプローブブロック５０は第１ガイド溝４８に沿ってＸ方向に移動できる。図２（Ａ）によく示されているように、第１ガイド溝４８はアリ溝の形状であり、このアリ溝に適合するような断面形状を有する突部がプローブブロック５０に形成されている。
【００２０】
プローブベースのもう一方のＸ辺４３にも、上述のＸ辺４２と同様に、１対の第１静止ガイド４４と、一つの第１可動ガイド４６と、４個のプローブブロック５０とが設けられている。このＸ辺４３のところの図示では、プローブブロック５０を一点鎖線で示している。
【００２１】
プローブベース４０の一つのＹ辺（Ｙ方向に延びる辺）５２には１対の第２静止ガイド５４が設けられていて、この第２静止ガイド５４はＸ方向に延びている。この第２静止ガイド５４には、Ｙ方向に延びる第２可動ガイド５６が摺動可能に係合していて、この第２可動ガイド５６は第２静止ガイド５４に沿ってＸ方向に移動できる。この第２可動ガイド５６には、Ｙ方向に延びる第２ガイド溝５８が形成されている。この第２ガイド溝５８に３個のプローブブロック５０が摺動可能に係合していて、このプローブブロック５０は第２ガイド溝５８に沿ってＹ方向に移動できる。
【００２２】
二つのＸ辺４２、４３と一つのＹ辺５２に取り付けられている各プローブブロック５０には多数のプローブ針５１（図２（Ａ）参照）が取り付けられていて、これらのプローブ針は、液晶基板のパッド領域の電極と同じ配列ピッチになっている。これらのプローブ針は、ＴＡＢ単位にグループ化されていて、各グループが一つのプローブブロック５０に取り付けられている。プローブブロック５０の後端にはフレキシブル配線板６０の一端が接続され、フレキシブル配線板６０の他端にはコネクタ６２が接続されている。このコネクタ６２はテスターに接続される。プローブブロック５０には、プローブブロックに対するプローブ針の先端位置を微調整するための位置調節機構を設けてもよい。
【００２３】
第１可動ガイド４６と第２可動ガイド５６は、位置決めピンやプランジャ等の位置決め機構を用いて、液晶基板のサイズに応じた所定の位置（第１静止ガイド４４または第２静止ガイド５４に沿った所定の位置）に位置決めすることができ、また、ネジやクランプ等の固定機構を用いて第１静止ガイド４４または第２静止ガイド５４上に固定できる。また、プローブブロック５０も、位置決めピンやプランジャ等の位置決め機構を用いて、液晶基板のサイズに応じた所定の位置（第１ガイド溝４８または第２ガイド溝５８に沿った所定の位置）に位置決めすることができ、ネジやクランプ等の固定機構を用いて第１可動ガイド４６または第２可動ガイド５６に固定できる。
【００２４】
次に、このプローブユニットを用いてサイズの異なる液晶基板を検査する手順を説明する。図１に示す状態は、１０インチの液晶基板を測定するときのプローブユニットの状態である。各プローブブロック５０のプローブ針の位置は、図９の１０インチの液晶基板１８ａのパッド領域２４に対応している。この状態から、１１インチまたは１２インチの液晶基板を検査できるようにプローブユニットを調節するには、次のようにする。まず、第１可動ガイド４６と第２可動ガイド５６を、その固定を解除してから、第１静止ガイド４４または第２静止ガイド５４に沿って動かして、１１インチまたは１２インチの液晶基板に対応した位置まで移動し、固定機構を用いて固定する。これにより、第１可動ガイド４６と第２可動ガイド５６は、より大きな基板サイズに適合するように広がる。次に、各プローブブロック５０を、その固定を解除してから、第１ガイド溝４８または第２ガイド溝５８に沿って動かして、１１インチまたは１２インチの液晶基板に対応した位置まで移動し、固定機構を用いて固定する。これにより、各プローブブロック５０のプローブ針の位置は、図９の１１インチの液晶基板１８ｂまたは１２インチの液晶基板１８ｃのパッド領域２４に対応する。さらに、プローブブロック５０にプローブ針の位置調節機構を設けてあれば、引き続いて、プローブ針と液晶基板の電極との位置合わせ実施する。
【００２５】
同じタイプ（例えばＳＶＧＡタイプ）の液晶基板であれば、サイズが違っても、ＴＡＢごとに分割された個々のパッド領域が同じ寸法なので、各プローブブロックの位置を液晶基板のサイズに応じて（すなわちパッド領域の配置位置に応じて）調節すれば、本発明のように共通のプローブユニットで対応できる。
【００２６】
図４は、図１のプローブユニットを１２インチの液晶基板に対応するように調節した後の平面図であり、図２（Ｂ）はその側面断面図である。図１または図２（Ａ）と比較して、プローブブロック５０同士の間隔が広がっていることがよく分かる。
【００２７】
上述の実施形態の説明では、１０インチ、１１インチ、１２インチの３種類のサイズの液晶基板の例を用いて説明したが、基板サイズはこれに限定されない。また、液晶基板以外の被測定基板に本発明を適用することもできる。
【００２８】
上述の実施形態では、静止ガイドと可動ガイドの間の可動機構や、可動ガイドとプローブブロックとの間の可動機構は、いずれも、溝を利用した摺動機構としているが、これ以外の可動機構であっても構わない。例えば、プローブブロックの側に、プローブブロックの移動範囲をカバーするだけの長孔を設けて、この長孔にネジを通して、このネジでプローブブロックを可動ガイドに固定することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、被測定基板のサイズに合わせて複数のプローブブロックの位置を調節できるようにしたので、被測定基板のサイズを変更する場合に、プローブユニットの交換作業が不要になる。したがって、基板サイズの変更に伴うプローブユニットの調節作業は一人の作業者によって短時間で終了する。また、基板サイズごとにプローブユニットを準備したり保管したりする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のプローブユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１のプローブユニットの正面図である。
【図４】図１のプローブユニットの別の状態を示す平面図である。
【図５】従来のプローブユニットの平面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】液晶基板に形成された配線図の一例である。
【図８】液晶基板のパッド領域の配置例を示す平面図である。
【図９】液晶基板のサイズの違いによるパッド領域の位置の違いを示す平面図である。
【符号の説明】
４０ プローブベース
４２、４３ Ｘ辺
４４ 第１静止ガイド
４６ 第１可動ガイド
４８ 第１ガイド溝
５０ プローブブロック
５２ Ｙ辺
５４ 第２静止ガイド
５６ 第２可動ガイド
５８ 第２ガイド溝

Claims (3)

1. 矩形の被測定基板の周辺部に配置された多数の電極に接触子を接触させて被測定基板を検査するプローブユニットにおいて、次の構成を備えるプローブユニット。
   （イ）Ｘ方向に延びるＸ辺と前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に延びるＹ辺とを備える枠状のプローブベース。
   （ロ）前記プローブベースの前記Ｘ辺においてＹ方向に位置調節可能に取り付けられた第１可動ベース。
   （ハ）前記プローブベースの前記Ｙ辺においてＸ方向に位置調節可能に取り付けられた第２可動ベース。
   （ニ）前記第１可動ベースに対してＸ方向に位置調節可能に取り付けられていて前記接触子を備える複数のプローブブロック。
   （ホ）前記第２可動ベースに対してＹ方向に位置調節可能に取り付けられていて前記接触子を備える複数のプローブブロック。
2. 矩形の被測定基板の周辺部に配置された多数の電極に接触子を接触させて被測定基板を検査するプローブユニットの調節方法において、次の段階を備える調節方法。
   （イ）枠状のプローブベースのＸ方向に延びるＸ辺において、第１可動ベースを、前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に位置調節する段階。
   （ロ）前記プローブベースのＹ方向に延びるＹ辺において、第２可動ベースをＸ方向に位置調節する段階。
   （ハ）前記第１可動ベースに対して、前記接触子を備えた複数のプローブブロックをＸ方向に位置調節する段階。
   （ニ）前記第２可動ベースに対して、前記接触子を備えた複数のプローブブロックをＹ方向に位置調節する段階。
3. 被測定基板のサイズに応じて、前記Ｘ辺におけるプローブブロック同士の間隔を調節するとともに前記Ｙ辺におけるプローブブロック同士の間隔を調節することを特徴とする請求項２記載の調節方法。

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