JP5193506B2 - プローブユニット及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネル等の被検査体の検査に用いるプローブユニット及び検査装置に関するものである。

液晶パネル等の製造工程においては種々の検査が行われる。この検査には、一般に、プローブ組立体を備えた検査装置が用いられる。この場合、検査装置の各プローブを液晶パネル等の被検査体の端子（電極）に押し当てた状態で、所定の電極に所定の電気信号を供給することにより検査が行われる。

このような検査装置は主に、パネルセット部と、測定部とから構成されている。測定部にはプローブユニットを備え、このプローブユニットで液晶パネルを試験する。プローブユニット１は図２に示すように、ベースプレート２に支持されている。プローブユニット１は複数のプローブ装置３を支持して構成されている。各プローブ装置３は、液晶パネル5に臨ませた状態で支持されている。

このプローブ装置３の例としては特許文献１がある。この特許文献１のプローブ装置３は図３に示すように、プローブブロック６を含んで構成されている。プローブブロック６は、プローブシート７を有しており、このプローブシート７に突起電極(図示せず)が設けられている。

プローブ装置３は、プローブベース８に連結されたアーム９と、アーム９の前端部に配置されてプローブシート７の前端部を下方へ押圧する押圧機構１０と、押圧機構１０がプローブシート７を押圧している状態に解除可能にアーム９を維持するねじ部材１１とを含む。

アーム９はプローブベース８に結合され、ねじ部材１１が貫通する穴を後部に有する。ねじ部材１１は、プローブベース８に形成されたねじ穴に螺合されている。

押圧機構１０は、アーム９の先端部下側に配置されたベース部材１３と、アーム９の前端部を上下方向に貫通してベース部材１３に螺合する１以上の調整ねじ(図示せず)と、アーム９とベース部材１３との間に配置されてベース部材１３をアーム９に対し下方へ付勢する１以上の第１の弾性体１４と、ベース部材１３に配置されてプローブシート７の前端部上面に接触する第２の弾性体１５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１６とを備える。
特開２００１−１４１７４７号公報

ところで、前記構成のプローブ装置３では、プローブシート７が片持ち状態に形成され、一列の突起電極が液晶パネル等の端子に接触して検査が行われる。さらに、アーム９の先端の押圧機構１０がプローブシート７の突起電極を液晶パネル等の端子に押圧する。このプローブ装置３の場合、信号用端子のみが設けられた液晶パネル等においては問題ないが、信号用端子のみならずVcom端子等を含めて、複数種類の端子が２列以上に配設された液晶パネル等に対しては対応することが難しい。端子の数が多くなれば、接触子が受ける反動でアーム９が撓んで、突起電極が液晶パネル等の端子からずれてしまうことがあり、正確な検査を行うことが難しいという問題がある。

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、複数種類の端子が２列以上に配設された被検査体に対して正確に検査することができるプローブユニット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組立体は、被検査体に配設された、信号用端子を含む端子群に電気的に接触されるプローブ組立体を備えたプローブユニットであって、前記プローブ組立体が、前記端子群に整合する位置に配設された少なくとも２列の接触子群と、ほとんど伸縮することなく柔軟に撓み得る材料で構成されて当該接触子群を支持するＦＰＣと、当該ＦＰＣが取り付けられるテンションブロックと、当該テンションブロックと前記ＦＰＣとの間に設けられ前記接触子群を弾性的に支持する弾性体とを備え、前記ＦＰＣが、前記弾性体を挟んだ両側を前記テンションブロックに固定されて前記弾性体を跨いでほぼ弓なりに張り渡されて支持され、前記ＦＰＣの張力、及び前記接触子群が前記被検査体の前記端子群に接触したときの反発力によって変形するダミーの弾性体片が、前記弾性体の前記信号用端子側に設けられたことを特徴とする。

前記構成により、ＦＰＣが、弾性体を挟んだ両側を前記テンションブロックに固定された状態で前記弾性体を跨いで張られると、このＦＰＣが弾性体の隅部を多少押しつぶすことがある。また、ＦＰＣに支持された接触子群が被検査体の端子に接触する場合も弾性体の隅部が多少つぶれることがある。この場合、前記信号用端子側に広く形成された弾性体の隅部がつぶれて、信号用端子側の接触子群への影響を低く抑える。

前記プローブ組立体を前記被検査体の表面に対して垂直方向にスライド可能に支持するスライド機構を備えることが望ましい。前記弾性体が複数の弾性体片に分割して設けられ、各弾性体片が前記接触子群の各列毎に配設されると共に、前記信号用端子側にダミーの弾性体片を設けることが望ましい。前記接触子群は、千鳥状に交互にずらして配設されることが望ましい。前記接触子群は、前記被検査体の信号用端子に対応する一群の接触子と、Vcom端子に対応する一群の接触子を２列に配設して構成されることが望ましい。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ユニットとして、前記プローブユニットを用いることが望ましい。

前記信号用端子側に広く形成された弾性体の隅部がつぶれて、信号用端子側の接触子群への影響を低く抑えるため、比較的小さい信号用端子に対して接触子を確実に接触させて検査を行うことができる。

以下、本発明の実施形態に係るプローブユニット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。

本実施形態のプローブユニット及び検査装置は、全体的には前記従来のプローブユニット及び検査装置とほぼ同様であるので、ここでは同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。被検査体として液晶パネル５を例に説明する。この液晶パネル５の表面には、端子群が設けられている。この端子群は、一群の信号用端子（図６参照）と一群のVcom端子（図６参照）とを備えて構成されている。なお、本実施形態のプローブユニット及び検査装置は、被検査体として、前記信号用端子やVcom端子を含む各種の端子を備えた各種のパネルに適用することができる。また、他の端子群を備えたパネルにも適用することができる。

本実施形態に係るプローブユニット５１は、図１，４に示すように、プローブベース５２と、支持部５３と、この支持部５３に支持されたプローブ組立体５４と、前記支持部５３の内側面に支持されて前記プローブ組立体５４に電気的に接続される接続ケーブル部５５とを備えて構成されている。

前記プローブベース５２は、プローブ組立体５４を支持した複数の支持部５３を一体的に支持する板材である。このプローブベース５２で、複数のプローブ組立体５４が支持部５３を介して、ワークテーブル(図示せず)に面した状態で支持されている。

前記支持部５３は、その基端側が前記プローブベース５２に支持された状態で、その先端側で前記プローブ組立体５４を支持するための部材である。この支持部５３は、前記プローブベース５２に直接取り付けられて全体を支持するサスペンションベース５７と、このサスペンションベース５７の先端部に支持されるスライドブロック５８と、このスライドブロック５８の内側面（図１中の下側面）に一体的に取り付けられたプローブプレート５９とを備えて構成されている。

前記サスペンションベース５７は、ほぼ長方体状に形成され、その先端部を、前記プローブベース５２の内側縁部から内側に延出させた状態で、当該プローブベース５２に固定されている。前記サスペンションベース５７の先端部の内側には、前記スライドブロック５８が嵌合するための切り欠き６１が設けられている。この切り欠き６１には、レール６２と、ストッパ６３と、スプリングボルト６４とが設けられている。

レール６２は、前記サスペンションベース５７に対して前記スライドブロック５８をスライド可能に支持するための部材である。ストッパ６３は、後述するガイド６６のスライドを規制するための部材である。ストッパ６３は、具体的にはガイド６６の下方へのスライドの下限を規制している。スプリングボルト６４は、サスペンションベース５７の先端に設けられ、スライドブロック５８を付勢するスプリング６５を支持する部材である。

そして、レール６２とガイド６６とで、前記プローブ組立体５４を前記液晶パネル５の表面に対して垂直方向にスライド可能に支持するスライド機構を構成している。このレール６２とガイド６６からなるスライド機構によって、前記プローブ組立体５４が前記液晶パネル５の表面に対して垂直方向にスライドすることで、後述するダミーの弾性体片８９と相まって、接触子群７２のずれを防止するようになっている。

スライドブロック５８は、その基端部が前記サスペンションベース５７の切り欠き６１に嵌合、支持された状態で、下側部で前記プローブプレート５９を支持するための部材である。スライドブロック５８は、前記レール６２にスライド可能に取り付けられたガイド６６を介して前記サスペンションベース５７にスライド可能に支持されている。このスライドブロック５８には、前記スプリング６５が嵌合してこのスプリング６５を支持するスプリング受け穴６７とが設けられている。

プローブプレート５９は、前記プローブ組立体５４と、前記接続ケーブル部５５の後述するＦＰＣベース９３とを支持するための部材である。このプローブプレート５９は、肉厚の板状に形成され、前記スライドブロック５８の下側面に固定されている。プローブプレート５９の下側面には、後述するプローブ組立体５４のプローブブロック６９と、接続ケーブル部５５のＦＰＣベース９３とが取り付けられている。

前記プローブ組立体５４は、液晶パネル５の回路の信号用端子７８（図６参照）及びVcom端子７９（図６参照）に電気的に接触して検査信号を液晶パネル５の回路に印加するための部材である。このプローブ組立体５４は、プローブブロック６９と、プローブ機構７０とから構成されている。

プローブブロック６９は、プローブプレート５９の下側面に直接に取り付けられる部材である。このプローブブロック６９は、プローブプレート５９の下側面に取り付けられた状態で、その下側面でプローブ機構７０を支持している。

プローブ機構７０は、液晶パネル５の各端子に電気的に接触するための機構である。このプローブ機構７０は、接触子群７２と、ＦＰＣ７３と、テンションブロック７４と、弾性体７５とを備えて構成されている。

接触子群７２は、前記液晶パネル５の端子群７７に個別にそれぞれ、直接に接触するための部材である。この接触子群７２は、図１、５〜７に示すように、前記液晶パネル５の端子群７７に整合する位置に配設されている。液晶パネル５の端子群７７としては、一群の信号用端子７８や一群のVcom端子７９がある。信号用端子７８は、液晶パネル５の辺に沿って一列に配設されている。Vcom端子７９は、液晶パネル５の角部付近に信号用端子７８と並列に配設されている。接触子群７２は、この一群の信号用端子７８と一群のVcom端子７９とにそれぞれ整合する位置に２列に並べて設けられている。なお、一群の接触子は千鳥状に交互にずらして配設される場合がある。また、３列以上の千鳥状に配設される場合もある。この場合は、接触子群７２もそれに合わせて複数列に配設される。ここでは、各信号用端子７８にそれぞれ対応して整合する一群の信号用接触子８１と、各Vcom端子７９にそれぞれ対応して整合する一群のVcom接触子８２とを有し、２列に配設して構成されている。

ＦＰＣ７３は、接触子群７２を支持する基板である。ＦＰＣ７３の表面に複数列の接触子群７２が設けられている。ＦＰＣ７３は、ほとんど伸縮することなく、柔軟に撓み得る合成樹脂等の材料で構成されている。ＦＰＣ７３は、接続ケーブル部５５に接続されて、接触子群７２と外部装置とを電気的に接続している。ＦＰＣ７３の上側面（テンションブロック７４側面）には、後述するＦＰＣ接着用溝８５に嵌合して固定されるＦＰＣ接着用嵌合片８４が設けられている。このＦＰＣ接着用嵌合片８４は、前記接触子群７２を挟んだ両側に設けられている。ＦＰＣ７３は、弾性体７５を挟んだ両側をテンションブロック７４に固定されることで、弾性体７５を跨いだ状態で張り渡されている。これにより、ＦＰＣ７３に設けられた二条の接触子群７２が正確な位置に支持されるようになっている。

テンションブロック７４は、ＦＰＣ７３を取り付けるための部材である。テンションブロック７４がプローブブロック６９の下側面に固定された状態で、このテンションブロック７４の下側面にＦＰＣ７３が取り付けられる。プローブブロック６９にＦＰＣ接着用溝８５が二条設けられている。この二条のＦＰＣ接着用溝８５にＦＰＣ接着用嵌合片８４が嵌合して接着剤等で固定されることで、ＦＰＣ７３がテンションブロック７４に固定されている。

弾性体７５は、接触子群７２を弾性的に支持するための部材である。弾性体７５は、テンションブロック７４とＦＰＣ７３との間に設けられ、直接的にＦＰＣ７３を弾性的に支持することで、間接的に接触子群７２を弾性的に支持している。

弾性体７５は、複数の弾性体片７５Ａに分割されている。各弾性体片７５Ａは、接触子群７２の配列長さに合わせた棒状に形成され、一列の接触子群７２を支持している。ここでは、２列の接触子群７２に合わせて２つの弾性体片７５Ａが配設されている。２つの弾性体片７５Ａは、テンションブロック７４の支持用凸条８７を挟んでその両側に取り付けられている。一方、この２つの弾性体片７５Ａだけで弾性体７５を構成してＦＰＣ７３を支持すると、図５，６のように、ＦＰＣ７３の張力や、接触子群７２が液晶パネル５の端子群７７に接触したときの反発力によって、２つの弾性体片７５Ａの両端部が変形して各接触子８１，８２がずれてしまうことがある。このとき、Vcom端子７９は面積が広いので、Vcom端子７９に対応する各接触子８２は多少ずれてもほとんど問題ないが、信号用端子７８は面積が狭いので、信号用端子７８側の各接触子８１は多少ずれても問題となる。このため、信号用端子７８側の各接触子８１は、極力ずれないようにする必要がある。このため、図７のように、弾性体７５が、信号用端子７８側に広く形成されている。具体的には、信号用端子７８側の各接触子８１を支持する弾性体片７５Ａの外側にダミーの弾性体片８９を設けて、信号用端子７８側に広く形成されている。ダミーの弾性体片８９でＦＰＣ７３の張力等を受けてこの弾性体片８９を変形させて弾性体７５Ａが変形しないようにして、信号用端子７８側の各接触子８１が、極力ずれないようにしている。

また、ＦＰＣ７３の両側には、図８に示すように、位置決め用穴９０が設けられている。この位置決め用穴９０は、液晶パネル５側に設けられた目印と整合させることで、各接触子群７２を各端子群７７に対して整合させるための穴である。プローブ組立体５４の両側には、位置決め用スリット９１が設けられている。この位置決め用スリット９１は、前記位置決め用穴９０に整合する位置に設けられ、プローブユニット５１の上方から位置決め用穴９０を確認して、各接触子群を信号用端子７８等に対して自動又は手動で整合させるためのスリットである。

前記接続ケーブル部５５は、前記プローブ機構７０と外部装置のテスタ(図示せず)とを電気的に接続するための部材である。この接続ケーブル部５５は、図１，５，７に示すように、前記プローブプレート５９等の下側面に支持されて、前記プローブ組立体５４と外部装置とを電気的に接続する。この接続ケーブル部５５は具体的には、ＦＰＣベース９３と、ＦＰＣケーブル９４とから構成されている。

ＦＰＣベース９３は、前記プローブプレート５９に直接固定される部材である。ＦＰＣケーブル９４は、ＦＰＣベース９３からプローブベース５２の下側面へ配設されている。

以上のように構成された検査装置は次のように作用する。なお、検査装置の全体的な作用は従来の検査装置と同様であるので、ここではプローブユニット５１のプローブ組立体５４を中心に説明する。

検査装置での検査に際して、支持部５３の支持されたプローブ組立体５４が液晶パネル５に面して配設され、前記位置決め用穴９０と目印とを合わせられることで、プローブ組立体５４の接触子群７２が液晶パネル５の端子群７７に整合される。

次いで、接触子群７２の信号用接触子８１が端子群７７の信号用端子７８に、接触子群７２のVcom接触子８２が端子群７７のVcom端子７９にそれぞれ接触されて、オーバードライブがかけられると、弾性体７５が変形することがある。また、ＦＰＣ７３の張力によって変形することもある。

このとき、信号用接触子８１側においては、弾性体片７５Ａ自体は変形せず、ダミーの弾性体片８９が変形する。さらに、レール６２とガイド６６からなるスライド機構によって、プローブ機構７０をオーバードライブの方向と同じ方向に逃がす。オーバードライブによって弾性体片７５Ａに許容限度を超える圧力が作用した場合は、スライド機構によって、プローブ機構７０をオーバードライブの方向に逃がし、オーバードライブによる接触子群７２と端子群７７とのずれを抑える。

これにより、信号用接触子８１のずれを最小限に抑えて、信号用接触子８１と信号用端子７８とを正確に位置あわせして互いに接触させることができる。

この結果、比較的小さい信号用端子７８に対して信号用接触子８１を確実に接触させて、正確な検査を行うことができるようになる。

本発明の実施形態に係るプローブユニットの要部を示す側面図である。 従来の検査装置のプローブユニットを示す平面図である。 従来の検査装置のプローブ装置を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットの要部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に対応するプローブユニットのプローブ機構を示す側面図である。 本発明の実施形態に対応するプローブユニットのプローブ機構の要部を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ機構を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ組立体を示す底面図である。

符号の説明

５１：プローブユニット、５２：プローブベース、５３：支持部、５４：プローブ組立体、５５：接続ケーブル部、５７：サスペンションベース、５８：スライドブロック、５９：プローブプレート、６１：切り欠き、６２：レール、６３：ストッパ、６４：スプリングボルト、６５：スプリング、６６：ガイド、６７：スプリング受け穴、６９：プローブブロック、７０：プローブ機構、７２：接触子群、７３：ＦＰＣ、７４：テンションブロック、７５：弾性体、７５Ａ：弾性体片、７７：端子群、７８：信号用端子、７９：Vcom端子、８１：信号用接触子、８２： Vcom接触子、８４：ＦＰＣ接着用嵌合片、８５：接着用溝、８７：支持用凸条、８９：ダミーの弾性体片、９０：位置決め用穴、９１：位置決め用スリット。

Claims (6)

1. 被検査体に配設された、信号用端子を含む端子群に電気的に接触されるプローブ組立体を備えたプローブユニットであって、
   前記プローブ組立体が、
   前記端子群に整合する位置に配設された少なくとも２列の接触子群と、
   ほとんど伸縮することなく柔軟に撓み得る材料で構成されて当該接触子群を支持するＦＰＣと、
   当該ＦＰＣが取り付けられるテンションブロックと、
   当該テンションブロックと前記ＦＰＣとの間に設けられ前記接触子群を弾性的に支持する弾性体とを備え、
   前記ＦＰＣが、前記弾性体を挟んだ両側を前記テンションブロックに固定されて前記弾性体を跨いでほぼ弓なりに張り渡されて支持され、
   前記ＦＰＣの張力、及び前記接触子群が前記被検査体の前記端子群に接触したときの反発力によって変形するダミーの弾性体片が、前記弾性体の前記信号用端子側に設けられたことを特徴とするプローブユニット。
2. 請求項１に記載のプローブユニットにおいて、
   前記プローブ組立体を前記被検査体の表面に対して垂直方向にスライド可能に支持するスライド機構を備えたことを特徴とするプローブユニット。
3. 請求項１又は２に記載のプローブユニットにおいて、
   前記弾性体が複数の弾性体片に分割して設けられ、各弾性体片が前記接触子群の各列毎に配設されると共に、前記信号用端子側にダミーの弾性体片を設けたことを特徴とするプローブユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプローブユニットにおいて、
   前記接触子群が、千鳥状に交互にずらして配設されたことを特徴とするプローブユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプローブユニットにおいて、
   前記接触子群が、前記被検査体の信号用端子に対応する一群の接触子と、Vcom端子に対応する一群の接触子を２列に配設して構成されたことを特徴とするプローブユニット。
6. 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ユニットとして、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプローブユニットを用いたことを特徴とする検査装置。

Images