JP4235280B2 - プローブ組立体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル、集積回路等の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】
この種のプローブ組立体として、金属細線からなるプローブを用いたニードルタイプのもの、帯状のプローブを用いたブレードタイプのもの、スプリングピンをプローブとして用いたスプリングピンタイプのもの等が提案され、販売されている。これらのうち、ブレードタイプのプローブを用いた組立体は、プローブ自体の製作及びプローブ組立体への組み立てが容易で廉価になる等、多くの利点を有する。
【0003】
しかし、従来のプローブ組立体、特にプレードタイプのプローブを用いたものは、隣り合うプローブの対向面積が大きいから、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩の影響を大きく受け、従って試験用信号として高周波信号を用いるいわゆる高周波試験に適さない。
【0004】
【解決しようとする課題】
それゆえに、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩を可能な限り小さくすることは、特に高周波試験において重要である。
【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、複数のプローブとを含む。各プローブは、帯状の中央領域と、該中央領域の先端及び後端からそれぞれさらに前方及び後方へ伸びる第1及び第2の針先領域と、前記中央領域に形成されて前記中央領域をその長手方向へ伸びる1以上の切欠部であって前記中央領域の幅方向における少なくとも一方又は他方に開放する切欠部とを備える。
【0012】
これらのプローブは、前記幅方向が上下方向とされた状態に前記ブロックの下側に並列的に配置されており、また、隣り合うプローブの前記切欠部を前記幅方向に変位させている。
【0013】
本発明のプローブ組立体によれば、隣り合うプローブの切欠部が中央領域の幅方向に互いにずれているから、ブレードタイプのプローブを用いているにもかかわらず、隣り合うプローブの切欠部を対向させた場合に比べ、隣り合うプローブの対向する部分の面積が両プローブの切欠部の面積の和に対応するだけ小さくなり、その結果隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩が小さくなる。
【0014】
各プローブにさらに前記幅方向における前記切欠部の隣を前記中央領域の長手方向へ伸びる1以上の長穴を形成し、隣り合うプローブの前記長穴を前記幅方向に変位させることができる。これにより、隣り合うプローブの対向する部分の面積が両プローブの長穴の面積の和に対応する分だけさらに小さくなるから、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩がさらに小さくなる。
【0015】
前記幅方向の一方に開放する前記切欠部及び前記幅方向の他方に開放する前記切欠部を有するプローブを、前記切欠部が前記幅方向の一方に開放するプローブと、前記切欠部が前記幅方向の他方に開放するプローブとの間に配置することができる。これにより、各プローブの幅寸法を切欠部の部分においてより小さくすることができるから、隣り合うプローブの対向する部分の面積がより小さくなり、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩がさらに小さくなる。
【0016】
プローブ組立体は、さらに、前記プローブの中央領域を貫通して伸びる1以上のガイドバーであって前記ブロックに支持されたガイドバーを含むことができる。これにより、例えば、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となるようにブロックに配置し、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から、組立が容易になる。
【0017】
プローブ組立体は、さらに、前記ブロックの先端側及び後端側にそれぞれ配置されて前記プローブの配列方向へ伸びる第1及び第2のスリットバーであって前記プローブの先端側及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及び第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(すなわち、プローブの入れる方向)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。
【0018】
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。
【0019】
さらに、プローブの中央領域の長手方向に間隔をおいた部位、好ましくは先端部及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。
【0020】
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。
【0021】
【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の下側に交互に並列的に配置された帯状の複数のプローブ14a,14bと、プローブ14a,14bを貫通する細長い一対のガイドバー16と、プローブ14a,14bの一部を受け入れる一対のスリットバー18と、プローブ14a,14b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。
【0022】
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14a,14bの伸長方向すなわち長手方向(図1において左下から右上の方向及びその逆の方向)を前後方向といい、ガイドバー16の長手方向(図1において左上から右下及びその逆の方向)を左右方向という。
【0023】
ブロック12は、ねじ穴24及び一対のガイド穴26を上面の側に有すると共に、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、セラミック又は合成樹脂から製作することができる。
【0024】
プローブ14a,14bのそれぞれは、図4〜図7に示すように、帯状の中央領域30と、該中央領域の先端(前端)及び後端からそれぞれさらに前方及び後方へ伸びる一対の針先領域32及び34とを備える。
【0025】
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共に、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共に、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】
図6(A)及び(B)にそれぞれ示すように、プローブ14a及び14bは、さらにそれぞれ、中央領域30の幅方向における長穴38の隣をその長手方向へ伸びる細長い切欠部40a及び40bを有する。切欠部40a及び40bは、それぞれ、中央領域30の幅方向における一方及び他方に開放していると共に、中央領域30を厚さ方向へ貫通している。
【0028】
針先領域32及び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及び他方の縁部の側から前方及び後方へ伸びており、また中央領域30の最大幅寸法より小さい最大幅寸法を有する。針先領域32及び34の針先32a及び34aは、それぞれ、針先領域32及び34の先端部及び後端部から下方及び上方へ突出している。プローブ14a,14b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。
【0029】
プローブ14a,14b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14a,14b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。
【0030】
プローブ14a,14bは、中央領域30の幅方向が上下方向となり、プローブ14a及び14bがそれらの配列方向に交互となる状態に、ブロック12の下側に並列的に配置されている。このため、隣り合うプローブ14a,14bの長穴38及び切欠部40a,40bは中央領域30の幅方向にずれている(図4、図6(C)及び図7参照)。しかし、隣り合うプローブ14a,14bのガイド穴36は、一致している。
【0031】
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14a,14b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。
【0032】
各スリットバー18には、複数のスリット42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42は、プローブ14a,14b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42は、スリットバー18をブロック12に装着する前又は装着した後に、形成することができる。
【0033】
一方のスリットバー18は、これがプローブ14a,14bの配列方向へ伸びてスリット42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14a,14bの配列方向へ伸びてスリット42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又は嵌合により取り付けてもよい。
【0034】
各プローブは、針先32aが一方のスリットバー18から前方及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42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から後方及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42に受け入れられている。
【0035】
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44(図5参照)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44は例えばレーザ加工により形成することができる。
【0036】
ガイド部材20は、各針先34aが穴44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46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、嵌合又は接着により取り付けてもよい。
【0037】
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48と複数のねじ部材50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。
【0038】
各ガイドピン48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48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。
【0039】
図においては、隣り合うプローブ14a,14b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14a,14bの配列ピッチは小さい。プローブ14a,14bの厚さ寸法及び配列ピッチ、ならびに、スリット42の配置ピッチ及び幅寸法は、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。
【0040】
たとえば、被検査体の電極の配置ピッチ及び幅寸法がそれぞれ55μm及び40μmである場合、プローブ14a,14b及びスリット42の配置ピッチを55μm、スリット42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。
【0041】
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、プローブ14a,14bの両端部をスリットバー18のスリット42に挿し込むと共に針先34aをガイド部材20の穴40に通し、次いでガイドバー16をプローブ14a,14bのガイド穴36に挿し通し、次いでガイドピン48をサイドカバー22とブロック12とに挿し通すと共にガイドバー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50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。
【0042】
これにより、プローブ14a,14b及びガイドバー16は、サイドカバー22を介してブロック12に支持されており、また、プローブ14a,14bは、中央領域30の幅方向が上下方向となり、プローブ14a及び14がそれらの配列方向に交互となる状態に、ブロック12の下側に並列的に配置されている。
【0043】
プローブ組立体10において、隣り合うプローブ14a,14bの長穴38及び切欠部40a,40bは中央領域30の幅方向にずれている。換言すれば、隣り合うプローブ14a,14bの中央領域30のうち、長穴38及び切欠部40a又は40bが形成された部分の残存部分(導電性の残存部分)は対向することなく、幅方向へずれている。それゆえに、これらの残存部分は、隣のプローブの長穴38及び切欠部40a又は40bと対向する。
【0044】
上記のように組み立てた状態において、プローブ14a,14bは液晶表示パネルのような平板状被検査体70(図4参照)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から前方及び下方へ突出し、針先34aはスリットバー18から後方及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42の底面との間に空間が形成されている。
【0045】
検査用ヘッド52に組み付けるとき、プローブ組立体10は、図4及び図5に示すように、針先34aがTAB(Tape Automated Bonding)テープ54に設けられた駆動用集積回路56の電極に接触し、かつ、針先34aが駆動用集積回路56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52の取付体58に組み付けられる。
【0046】
これにより、プローブ14a,14b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56は、可撓性の配線基板60に形成された配線に接続されている。
【0047】
図5に示すように、ガイド部材20の貫通穴44に対応する微小な複数のガイド穴64を有するガイドフィルム62を駆動用集積回路56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56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64により防止される。
【0048】
プローブ組立体10を取付体58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58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58に取り外し可能に組み付けられる。
【0049】
プローブ組立体10を取付体58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14a,14b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内で変位することにより吸収される。
【0050】
完成した検査用ヘッド52は、針先32aが被検査体70(図5参照)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。
【0051】
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14a,14b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内で変位することにより吸収される。
【0052】
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5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、又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。プローブの反り量及び滑り量を図5にそれぞれL1 及びL2 で示す。
【0053】
針先領域32が図5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の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。
【0054】
検査時、プローブ14a,14b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14a,14bの長穴38及び切欠部40a,40bは中央領域30の幅方向にずれているから、隣り合うプローブの長穴及び切欠部を対向させた場合に比べ、プローブがブレードタイプであるにもかかわらず、隣り合うプローブ14a,14bの対向する部分の面積が両プローブの長穴38及び切欠部40a又は40bの面積の和に対応するだけ小さくなる。
【0055】
上記の結果、プローブ14a及び14b並びにこれらを用いたプローブ組立体10は、隣り合うプローブの長穴及び切欠部を対向させた場合に比べ、隣り合うプローブ間の静電容量又は浮遊容量が小さく、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩が小さい。しかし、長穴38を各プローブに設けなくてもよい。
【0056】
プローブの交換は、プローブ組立体10を取付体58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58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。
【0057】
プローブ組立体10によれば、プローブ組立体10及びその部品の製作が従来のプローブ組立体に比べて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。
【0058】
プローブ組立体10の組立時、プローブがスリットバー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の変位がプローブ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。
【0059】
上記実施例のように、プローブの中央領域30の長手方向に間隔をおいた部位、好ましくは先端部及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12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。
【0060】
針先領域34の針先が貫通する複数の穴44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。
【0061】
図8及び図9を参照するに、プローブ72aは中央領域30の幅方向の一方に開放する切欠部74aを有しており、プローブ72bは中央領域30の幅方向の一方及び他方にそれぞれ開放する2つの切欠部74b及び74bを有しており、プローブ72cは中央領域30の幅方向の他方に開放する切欠部74cを有している。
【0062】
切欠部74a,74b及び74cは、中央領域30を厚さ方向へ貫通していると共に、中央領域30の長手方向へ連続して伸びている。切欠部74a及び74cの深さ寸法は、切欠部74bのそれより大きい。
【0063】
プローブ72a,72b,72cは、図8(D)及び図9に示すように、同じプローブがそれらの配列方向へ連続しないように、例えばプローブ72bがプローブ72a,72cの間となるように、プローブの配列方向に交互にかつ並列的にブロックに配置される。
【0064】
プローブ72a,72b,72cも、プローブ組立体に組み立てられた状態において、同じプローブがそれらの配列方向へ連続しないから、隣り合うプローブ72a,72b,72cの切欠部74a,74b,74cは中央領域30の幅方向にずれている。換言すれば、隣り合うプローブ72a,72b,72cの中央領域30のうち、切欠部74a,74b又は74cが形成された部分の残存部分(導電性の残存部分)は対向することなく、幅方向へずれている。それゆえに、前記残存部分は、隣のプローブの切欠部74a,74b又は74cと対向する。
【0065】
上記の結果、プローブ72a,72b及び72c並びにこれらを用いたプローブ組立体は、プローブがブレードタイプであるにもかかわらず、隣り合うプローブの切欠部を対向させた場合に比べ、隣り合うプローブ間の静電容量又は浮遊容量が小さく、隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩が小さい。
【0066】
本発明は、液晶表示パネルの検査に用いるプローブ及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及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】 本発明に係る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5】 図4におけるプローブの端部近傍を拡大して示す図である。
【図6】 図1に示すプローブ組立体で用いるプローブの一実施例を示す図であって、(A)及び(B)はそれぞれ第1及び第2のプローブを示す図、(C)はそれらのプローブの配置例を示す図である。
【図7】 図6における7−7線に沿って得た断面図である。
【図8】 プローブの他の実施例を示す図であって、(A),(B)及び(C)はそれぞれ第1,第2及び第3のプローブを示す図、(D)はそれらのプローブの配置例を示す図である。
【図9】 図8における9−9線に沿って得た断面図である。
【符号の説明】
10 プローブ組立体
12 ブロック
14a,14b 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 ガイド穴
30 中央領域
32,34 針先領域
36 ガイド穴
38 長穴
40a,40b 切欠部
42 スリット
72a,72b,72c プローブ
74a,74b,74c 切欠部
Claims (3)
- ブロックと、帯状の中央領域並びに該中央領域の先端及び後端からそれぞれさらに前方及び後方へ伸びる第1及び第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並列的に配置された複数のプローブとを含み、各プローブは、さらに、前記中央領域に形成されて前記中央領域をその長手方向へ伸びる1以上の切欠部であって前記幅方向における少なくとも一方又は他方に開放する切欠部を備え、隣り合うプローブの前記切欠部は前記幅方向に変位されている、プローブ組立体。
- 各プローブは、さらに、前記幅方向における前記切欠部の隣を前記中央領域の長手方向へ伸びる1以上の長穴を備え、隣り合うプローブの前記長穴は前記幅方向に変位している、請求項1に記載のプローブ組立体。
- 前記幅方向における一方に開放する前記切欠部及び前記幅方向における他方に開放する前記切欠部を有するプローブが、前記切欠部が前記幅方向における一方に開放するプローブと、前記切欠部が前記幅方向における他方に開放するプローブとの間に配置されている、請求項1に記載のプローブ組立体。
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