JP3750831B2 - プローブ組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルのような平板状被検査体の検査に用いるプローブ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの検査に用いるプローブ組立体として、現在では、先端部（針先部）をテーパ状に形成して先端（針先）の直径寸法を小さくした多数の金属細線を液晶表示パネルの電極の配置パターンに対応させてブロックに配置し、接着剤で固定したニードルタイプのもの（特開平７−２２５２４５号公報）と、多数の穴を液晶表示パネルの電極の配置パターンに対応させてブロックに千鳥状に形成し、各穴にスプリングピンを配置したスプリングピンタイプのものとが販売されている。
【０００３】
針先がニードルタイプのものは、針先が液晶表示パネルの電極を擦るいわゆるスクラッチ作用により針先と電極とが電気的に確実に接触し、また針先と電極との接触状態を目で確認することができる、という利点を有する反面、製作煩雑で高価になり、またプローブの交換が難しい、という課題を有する。これに対し、スプリングピンタイプのものは、製作が容易で廉価であり、またプローブの交換が容易になる、という利点を有する反面、針先と電極との接触状態を目で確認することができず、またスプリングピンを千鳥状に配置するだけでは電極の配置ピッチが小さい場合に対応することができない、という課題を有する。
【０００４】
【解決しようとする課題】
本発明の目的は、容易にかつ廉価に製作することができ、針先を電極に確実に接触させることができ、プローブの交換を容易にすることにある。
【０００５】
【解決手段、作用、効果】
本発明のプローブ組立体は、ブロックと、帯状の中央領域ならびに該中央領域の先端および後端からそれぞれさらに前方および後方へ伸びる第１および第２の針先領域を備える複数のプローブであって中央領域の幅方向が上下方向となる状態に中央領域を対向させてブロックの下側に並列的に配置された複数のプローブと、プローブの中央領域を貫通して伸びかつブロックに支持された細長い１以上のガイドバーとを含む。
【０００６】
各プローブは、ガイドバーが貫通するガイド穴を中央領域に有し、また第１および第２の針先領域の端部を針先として用いられる。このようなプローブは、たとえば、薄い金属板にエッチング加工をすることにより製作することができる。このため、プローブ自体の製作が容易であり、廉価になる。
【０００７】
プローブ組立体は、たとえば、多数のプローブを液晶表示パネルのような平板状被検査体の電極の配置パターンに応じたパターンにブロックに並列的に配置し、ガイドバーをプローブのガイド穴に通し、その後ガイドバーをブロックに支持させることにより、組み立てることができる。このため、プローブ組立体の組立が容易になり、廉価になる。
【０００８】
完成したプローブ組立体は、たとえば、これをＴＡＢ(Tape Automated Bonding)テープに、第２の鉢先領域の先端（針先）がＴＡＢテープに設けられた駆動用集積回路の電極に接触した状態に組み付けることにより、検査用ヘッドに組み立てることができる。組み立てられた検査用ヘッドは、第１の針先領域の針先が被検査体の電極に対向するように試験装置に組み付けられる。
【０００９】
検査時、プローブ組立体は、第１の針先領域の針先を平板状被検査体の電極にわずかの過剰に押圧される。これにより、第１の針先領域がオーバードライブにより弧状に反るから、第１の針先領域の針先が被検査体の電極に対して滑る。このため、各プローブと電極とは電気的に確実に接触する。
【００１０】
プローブの交換は、たとえば、ガイドバーを抜き、交換すべきプローブを取り去り、その代わりに新たなプローブをブロックに配置し、ガイドバーを再度プローブに指し通し、ガイドバーをブロックに支持させることにより、行うことができる。このため、プローブの交換が容易になる。
【００１１】
本発明によれば、帯状の複数のプローブをブロックの下側にプローブの中央領域の幅方向が上下方向となる状態に中央領域を対向させて並列的に配置し、ガイドバーをプローブを貫通させてブロックに支持させたから、製作が容易で廉価になり、針先が電極に確実に接触し、プローブの交換が容易になる。
【００１２】
さらに、ブロックの先端側および後端側にそれぞれ配置されてガイドバーの長手方向へ伸びる第１および第２のスリットバーであってプローブの先端側および後端側の部位をそれぞれ受け入れるべく長手方向に間隔をおいた複数のスリットをそれぞれ有する第１および第２のスリットバーを含むことができる。これにより、プローブがスリットバーによりガイドバーの長手方向における所定の位置に維持されるから、組立作業がより容易になり、より廉価になる。また、組立後においても、ガイドバーの長手方向へのプローブの変位がプローブの両端部においてスリットバーにより阻止されるから、ガイドバーの長手方向における両針先領域の位置が安定し、各プローブの針先が所定の電極に確実に接触する。
【００１３】
それぞれがガイドバーの長手方向の端部を受け入れる板状の一対のサイドカバーであってそれぞれがブロックの側部に取り外し可能に組み付けられた一対のサイドカバーを含むことができる。これにより、サイドバーを介してガイドバーをブロックに支持させることができる。
【００１４】
プローブの中央領域の長手方向に間隔をおいた部位、好ましくは先端部および後端部を貫通して伸びる一対のガイドバーを設けることができる。これにより、ブロックに対する各プローブの姿勢が安定する。
【００１５】
好ましい実施例においては、第１および第２の針先領域の針先は、それぞれ、その先端部および後端部から下方および上方へ突出する。
【００１６】
さらに、ガイドバーの長手方向へ伸びる状態にブロックの後端に組み付けられた長い板状のガイド部材であって第２の針先領域の針先が貫通する複数の穴を有するガイド部材を含むことができる。これにより、第２の針先領域の針先がガイド部材によりガイドバーの長手方向における所定の位置に維持されるから、第２の針先領域の針先の位置がより安定する。
【００１７】
本発明のプローブは、帯状の中央領域と、該中央領域の一端に続く第１の針先領域と、中央領域の他端に続く第２の針先領域と、中央領域に形成されたガイド穴とを備える。第１および第２の針先領域の針先は、中央領域の幅方向の外側におよび互いに反対の側に突出されている。このため、前記したようにガイドバーによりブロックに組み付けることにより前記したプローブ組立体を製作することができる。
【００１８】
さらに、中央領域に形成されて中央領域をその長手方向へ伸びる１以上の長穴を有することができる。これにより、複数のプローブを前記したようにブロックに組み付けても、隣り合うプローブ間の静電容量または浮遊容量が小さくなり、電気信号の漏洩が小さくなる。
【００１９】
好ましい実施例においては、第１および第２の針先領域は、それぞれ、中央領域の幅方向における一方の縁部の側および他方の縁部の側から伸びている。
【００２０】
第１の針先領域は、中央領域の幅寸法より小さい幅寸法とすることができる。これにより、針先が被検査体の電極に押圧されたとき、第１の針先領域が弧状に確実に反り、針先と電極とが確実に接触する。
【００２１】
ガイドバーを貫通させるガイド穴を、中央領域の長手方向に間隔をおいた箇所のそれぞれに、好ましくは先端部と後端部とに形成することができる。これにより、複数のプローブをガイドバーによりブロックに組み付けた状態において、ブロックに対する各プローブの姿勢が安定する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図６を参照するに、プローブ組立体１０は、ブロック１２と、ブロック１２の下側に並列的に配置された帯状の複数のプローブ１４と、プローブ１４を貫通する細長い一対のガイドバー１６と、プローブ１４の一部を受け入れる一対のスリットバー１８と、プローブ１４の後端側に針先の位置を安定化させる長尺のガイド部材２０と、ガイドバー１６をブロック１２に支持させる一対のサイドカバー２２とを含む。
【００２３】
なお、本発明においては、ブロック１２の厚さ方向（図１において上下の方向）を上下方向といい、プローブの伸長方向すなわち長手方向（図１において左右方向）を前後方向といい、ガイドバー１６の伸長方向すなわち長手方向（図１において左上から右下およびその逆の方向）を左右方向という。
【００２４】
ブロック１２は、ねじ穴２４および一対のガイド穴２６を上面の側に有するとともに、一対のガイド穴２８を各側面の側に有する。ブロック１２の下面は、図４に示すように、複数の段部により階段状に形成されている。ブロック１２は、電気を通さないいわゆる非導電性の、金属材料、セラミックまたは合成樹脂から製作することができる。
【００２５】
各プローブ１４は、図４〜図６に示すように、帯状の中央領域３０と、該中央領域の前端すなわち先端および後端からそれぞれからさらに前方および後方へ伸びる一対の針先領域３２および３４とを備える。中央領域３０は、ガイドバー１６が貫通するガイド穴３６を各端部に有するとともに、中央領域３０の長手方向に間隔をおいた部位を貫通する複数の長穴３８をガイド穴３６の間の部位に有する。各長穴３８は、中央領域３０の長手方向へ伸びているとともに、中央領域３０の長手方向に間隔をおいている。
【００２６】
図示の例では、各ガイド穴３６は、円形であるが、ガイドバー１６の断面形状に対応した形状とすることができる。また、ガイド穴３６を、中央領域３０の長手方向に間隔をおいた他の箇所に形成してもよいし、中央領域３０の長手方向へ伸びる長穴としてもよく、この場合長穴３８に続く長い穴としてもよい。
【００２７】
針先領域３２および３４は、それぞれ、中央領域３０の幅方向における一方の縁部の側および他方の縁部の側から前方および後方へ伸びており、また中央領域３０の幅寸法より小さい幅寸法を有する。針先領域３２および３４の針先３２ａおよび３４ａは、それぞれ、針先領域３２および３４の先端部および後端部から下方および上方へ突出している。プローブ１４をその厚さ方向から見たとき、針先３２ａは半円形の形状を有するが、針先３４ａは三角形の形状を有する。
【００２８】
プローブ１４は、導電性の薄い金属板にエッチング加工をしてプローブを作成し、次いでポリイミド材のような電気絶縁性材料によるコーティングをプローブの針先となる部分を除いて形成することにより、製作することができる。
【００２９】
プローブ１４は、中央領域３０の幅方向が上下方向となる状態に、中央領域３０、ガイド穴３６および長穴３８を対向させて、ブロック１２の下側に並列的に配置されている。
【００３０】
各ガイドバー１６は、図示の例では、円形の断面形状を有しており、また非導電性の金属材料により形成されている。各ガイドバー１６は、プローブ１４のガイド穴３６に押し込まれ、各端部がサイドカバー２２を貫通することにより、両サイドカバー２２によりブロック１２に組み付けられる。
【００３１】
各スリットバー１８には、複数のスリット４０が長手方向に所定のピッチで形成されている。各スリット４０は、プローブ１４の厚さ寸法とほぼ同じ幅寸法を有しており、またスリットバー１８の幅方向全体にわたって伸びている。スリットバー１８はセラミックのような非導電性材料から製作することができる。また、各スリット４０は、スリットバー１８をブロック１２に装着する前または装着した後に、形成することができる。
【００３２】
一方のスリットバー１８は、これがプローブ１４の配列方向へ伸びてスリット４０が下方に向く状態にブロック１２の前端下面に接着される。他方のスリットバー１８は、これがプローブ１４の配列方向へ伸びてスリット４０が下方に向く状態にブロック１２の後端下面に接着される。しかし、各スリットバー１８をブロック１２に、１以上のねじ部材によりまたは嵌合により取り付けてもよい。
【００３３】
各プローブ１４は、針先３２ａが一方のスリットバー１８から前方および下方へ突出するように、針先領域３２を一方のスリットバー１８のスリット４０に受け入れられており、また針先３４ａが他方のスリットバー１８から後方および上方へ突出するように、中央領域３０と針先領域３４との境界近傍を他方のスリットバー１８のスリット４０に受け入れられている。
【００３４】
ガイド部材２０は、Ｌ字型の断面形状を有しており、またガイド部材２０の長手方向に間隔をおいた複数の貫通穴４２（図６参照）をＬ字の一方の辺部分に有する。ガイド部材２０はポリイミド材のような非導電性のフィルムから製作することができ、また穴４２はエッチング加工により形成することができる。
【００３５】
ガイド部材２０は、各針先３４ａが穴４２を貫通するように、Ｌ字の他方の辺部分おいてプローブ１４の配列方向へ伸びる状態に複数のねじ部材４４によりブロック１２の後端面下部に取り外し可能に取り付けられている。しかし、ガイド部材２０をブロック１２に、嵌合によりまたは接着により取り付けてもよい。
【００３６】
各サイドカバー２２は、ブロック１２の側面と対応した形状の板部材から形成されており、また一対のガイドピン４６と複数のねじ部材４８とによりブロック１２の側面に取り外し可能に取り付けられている。各ガイドピン４６は、ブロック１２に形成されたガイド穴２８に脱出不能に嵌合されており、端部をサイドカバー２２に形成されたガイド穴に嵌合される。しかし、ガイドピン４６をサイドカバー２２に固定してもよい。サイドカバー２２は、両ガイドバー１６の端部を受け入れる貫通穴を有する。
【００３７】
図においては、隣り合うプローブ１４が大きく間隔をおいているように示しているが、実際にはプローブ１４の配列ピッチは小さい。プローブ１４の厚さ寸法および配列ピッチ、ならびに、スリット４０の配置ピッチおよび幅寸法は、被検査体の種類、特に電極の配置ピッチと幅寸法により異なる。
【００３８】
たとえば、被検査体の電極の配置ピッチおよび幅寸法がそれぞれ５５μｍおよび４０μｍである場合、プローブ１４およびスリット４０の配置ピッチを５５μｍ、スリット４０の幅寸法を３５μｍ、プローブ１４用の薄い金属板素材の厚さ寸法を３０μｍとすることができる。
【００３９】
プローブ組立体１０は、先ず、両スリットバー１８とガイド部材２０とを上記した状態にブロック１２に取り付けた状態で、各プローブ１４の両端部をスリットバー１８のスリット４０に挿し込むとともに針先３４ａをガイド部材２０の貫通穴４２に通し、次いでガイドバー１６をプローブ１４のガイド穴３６に挿し通し、次いでガイドピン４６をサイドカバー２２とブロック１２とに挿し通すとともにガイドバー１６の端部をサイドカバー２２に挿し通し、その後サイドカバー２２をねじ部材４８でブロック１２に取り付けることにより、組み立てることができる。これにより、プローブ１４およびガイドバー１６は、サイドカバー２２を介してブロック１２に支持される。
【００４０】
上記のように組み立てた状態において、プローブ１４は液晶表示パネルのような平板状被検査体の電極の配置パターンに応じたパターンにブロック１２の下側に並列的に配置され、針先３２ａはスリットバー１８から前方および下方へ突出し、針先３４ａはスリットバー１８から後方および上方へ突出してガイド部材２０から上方へ突出しており、針先領域３２のスリット４０の底面との間に空間が形成されている。
【００４１】
検査用ヘッド５０に組み付けるとき、プローブ組立体１０は、図５および図６に示すように、針先３４ａがＴＡＢテープ５２に設けられた駆動用集積回路５４の電極に接触し、かつ、針先３４ａが駆動用集積回路５４の電極にわずかに過剰に押圧された状態に、検査用ヘッド５０の取付体５６に組み付けられる。これにより、各プローブ１４は針先領域３４の幅寸法が中央領域３０のそれより小さいから弧状に反り、各針先３４ａは電極に確実に接触する。駆動用集積回路５４は、可撓性の配線基板５８に形成された配線に接続されている。
【００４２】
ガイド部材２０の貫通穴４２に対応する微小な複数のガイド穴６２を有するガイドフィルム６０を駆動用集積回路５４の電極の下面に貼着することが好ましい。これにより、針先３４ａが駆動用集積回路５４の電極に押圧されたときに針先３４ａが電極に対して滑ることに起因する針先３４ａと電極との接触位置ずれがガイド穴６２により防止される。
【００４３】
プローブ組立体１０を取付体５６に組み付けるとき、プローブ組立体１０は、図１に示すガイド穴２６に差し込まれるガイドピンにより取付体５６に対する位置決めをされ、またねじ穴２４に螺合されるねじ部材により取付体５６に取り外し可能に組み付けられる。プローブ組立体１０を取付体５６に組み付けるとき、上下方向における針先３４ａの位置に多少のずれがあると、そのようなずれは、プローブ１４がガイドバー１６に対し、針先領域３４側のガイドバー１６とガイド穴３６との間のわずかな間隙の間内で変位することにより吸収される。
【００４４】
完成した検査用ヘッド５０は、針先３２ａが被検査体７０（図６参照）の電極に対向するように図示しない試験装置に組み付けられる。検査時、プローブ組立体１０は、針先３２ａを被検査体７０の電極にわずかに過剰に押圧される。このとき、上下方向における針先３２ａ相互間の位置に多少のずれがあると、そのようなずれは、プローブ１４がガイドバー１６に対し、針先領域３２側のガイドバー１６とガイド穴３６との間のわずかな間隙の間内で変位することにより吸収される。
【００４５】
針先３２ａを被検査体７０の電極にわずかに過剰に押圧されると、針先領域３２の上方に空間を有することとあいまって、針先領域３２が図６に示すように弧状に反るから、針先３２ａが被検査体の電極に対してわずかに滑る。そのような擦り作用により、針先３２ａは、電極表面の酸化膜を掻き取るか、または電極内にわずかに食い込む。このため、各プローブと電極とは電気的に確実に接触する。プローブの反り量および滑り量を図６にそれぞれＬ1 およびＬ2 で示す。
【００４６】
針先領域３２が図６に示すように弧状に反ったとき、針先３２ａが半円形の形状を有すると、被検査体の電極への針先３２ａ当接部位が変位するから、電極に対する針先３２ａの滑り量Ｌ2 が小さくなり、電極の削り屑が少なくなる。しかし、針先３２ａを、三角形、平坦面等、他の形状に形成してもよい。
【００４７】
検査時、プローブ１４は、被検査体７０への通電用として用いられるか、被検査体７０からの電気信号の取出し用として用いられる。いずれの場合も、隣り合うプローブ間の静電容量または浮遊容量が長穴３８により小さく押えられ、プローブ１４からの電気信号の漏洩が小さくなる。
【００４８】
プローブ１４の交換は、プローブ組立体１０を取付体５６から外し、サイドカバー２２をブロック１２から外し、ガイドバー１６を抜き、交換すべきプローブを取り去り、その代わりに新たなプローブをブロック１２に配置し、その後既に述べた手法で、プローブ組立体１０を組み立て、そのプローブ組立体１０を取付体５６に取り付ければよい。このため、プローブの交換が容易になる。
【００４９】
プローブ組立体１０によれば、プローブ組立体１０およびその部品の製作が従来のプローブ組立体に比べ著しく容易であるから、プローブ組立体１０が廉価になり、また針先３２ａが被検査体の電極に確実に接触し、さらにプローブ１４の交換が従来のプローブ組立体に比べ著しく容易になる。
【００５０】
プローブ組立体１０の組立時、プローブ１４がスリットバー１８によりガイドバー１６の長手方向における所定の位置に維持されるから、組立作業が容易になり、廉価になる。また、組立後においても、ガイドバー１６の長手方向へのプローブ１４の変位がプローブ１４の両端部においてスリットバー１８により阻止されるから、ガイドバー１６の長手方向における針先領域３２，３４の位置が安定し、各プローブ１４の針先３２ａ，３４ａが所定の電極に確実に接触する。しかし、スリットバー１８を設けなくてもよい。
【００５１】
上記実施例のように、プローブ１４の中央領域３０の長手方向に間隔をおいた部位、好ましくは先端部および後端部を貫通して伸びる一対のガイドバー１６を設けるならば、ブロック１２に対する各プローブ１４の姿勢が安定する。しかし、１つのガイドバー１６を用いてもよい。
【００５２】
第２の針先領域の針先が貫通する複数の穴を有するガイド部材２０を備えるならば、針先３４ａがガイド部材２０によりガイドバー１６の長手方向における所定の位置に維持されるから、針先３４ａの位置がより安定する。しかし、ガイド部材２０を備えなくてもよい。
【００５３】
本発明は、液晶表示パネルの検査に用いるプローブおよびプローブ組立体のみならず、集積回路のような他の平板状被検査体の検査に用いるプローブおよびプローブ組立体にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブ組立体の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプローブ組立体の平面図である。
【図３】図２の左側面図である。
【図４】図２における４−４線に沿って得た断面図である。
【図５】図１に示すプローブ組立体を検査用ヘッドの取付体に取り付けた状態の一実施例を示す図である。
【図６】プローブの一実施例を示す拡大図である。
【符号の説明】
１０ プローブ組立体
１２ ブロック
１４ プローブ
１６ ガイドバー
１８ スリットバー
２０ ガイド部材
２２ サイドカバー
２８ ガイドピン
３０ 中央領域
３２，３４ 針先領域
３６ ガイド穴
３８ 長穴
４０ スリット

Claims (4)

1. ブロックと、
   帯状の中央領域ならびに該中央領域の先端および後端からそれぞれさらに前方および後方へ伸びる第１および第２の針先領域を備える複数のプローブであって前記中央領域の幅方向が上下方向となる状態に前記ブロックの下側に前記中央領域を対向させて並列的に配置された複数のプローブと、
   前記プローブの中央領域を貫通して伸びかつ前記ブロックに支持された細長い１以上のガイドバーと、
   前記ブロックの先端側および後端側にそれぞれ配置されて前記ガイドバーの長手方向へ伸びる第１および第２のスリットバーであって前記プローブの先端側および後端側の部位をそれぞれ下方から受け入れることができる長手方向に間隔をおいた複数のスリットをそれぞれ有する第１および第２のスリットバーと、
   前記ガイドバーの長手方向の端部を受け入れる板状の一対のサイドカバーであって前記ブロックの側部に取り外し可能に組み付けられた一対のサイドカバーとを含む、プローブ組立体。
2. 一対の前記ガイドバーが設けられており、両ガイドバーは前記中央領域の長手方向に間隔をおいた部位を貫通して伸びる、請求項１に記載のプローブ組立体。
3. 前記第１および第２の針先領域は、それぞれ、その先端部および後端部から下方および上方へ突出する針先を有する、請求項１または２に記載のプローブ組立体。
4. さらに、前記ブロックの後端に前記ガイドバーの長手方向へ伸びる状態に組み付けられた長い板状のガイド部材であって前記第２の針先領域の針先が貫通する複数の穴を有するガイド部材を含む、請求項３に記載のプローブ組立体。

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