JP2008039774A - ボールを用いた接触式プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】小さい力でも容易に回転可能にし、パターン電極をスキャンしながら断線及び短絡を検査することができる。
【解決手段】ボールを用いた接触式プローブに関するもので、２つの小さい鋼球間で、磁力によって、いずれか一方の鋼球に接するようにした、大きい鋼球を探針子として用い、小さい鋼球と点接触で連結され、上下に自由な変位が可能であるとともに、小さい力でも容易に回転可能にし、パターン電極をひっかき傷等の損傷無しに断線及び短絡を測定することができるプローブである。また、探針子の小さい接触抵抗により磨耗が少なくプローブの寿命が長くなる利点があり、探針子である鋼球を小さい直径で製作できるので、微細パターンの測定にも対応できると言った利点を持っている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボールを用いた接触式プローブに関するもので、より詳細には、２つの小さい鋼球間でいずれか一つの鋼球に磁力によって接するようにした大きい鋼球を探針子とすることによって、探針子が小さい鋼球と点接触で連結され、上下に自由な変位が可能であるとともに、小さい力でも容易に回転可能にし、パターン電極をスキャンしながら断線及び短絡を検査することができる、ボールを用いた接触式プローブに関する。

現在使用されている画像表示素子には、陰極線管（ＣＲＴ）、平板表示素子である液晶表示素子（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などがある。

なかでも、陰極線管は、画質及び明るさの側面では他の素子に比べて格段と優れた性能を持っているが、体積と重さが大きいため大型スクリーンには適合していない。

一方、平板表示素子は、陰極線管に比べて体積と重さが非常に小さいため、その使用範囲が益々拡大されつつあり、次世代表示素子としてそれに対する研究が活発になされている。

一般に、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は、上板ガラスと下板ガラス及びそれらの間の仕切りによって密閉されたガラス間にＮｅ＋Ａｒ、Ｎｅ＋Ｘｅなどのガスを入れ、陽極と陰極の電極によって電圧を印加しネオン光を発光させて表示光として用いる電子表示装置のことをいう。

したがって、ＰＤＰは、向かい合う上板ガラスと下板ガラスの縦パターン電極と横パターン電極間に構成交差点を放電セルとし、放電をオン／オフすることによって各種の文字やパターンを表示する。

したがって、ＰＤＰは発光型で、鮮明な大型表示が可能なため、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）用に多く使用されてきたが、現在は表示装置の小型軽量化、高性能化に伴ってパーソナルコンピューターなどのＯＡ（オフィスオートメーション）用に多く使用されており、大型表示装置パネルでありながら表示品位が高い他、応答速度が速いことから壁掛けＴＶに採用されたことをきっかけに需要が急増してきた。

また、液晶は取扱が容易で、外部電界印加によって結晶の配列が変化する固有の特性があるため、液晶を用いる表示素子、例えば、ＦＬＣＤ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤ、プラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；電界発光素子）などに広く使われている。

一般に、このような平板ディスプレイパネルを駆動するための駆動ドライバＩＣは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）形態に直接装着されるか、または、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＰＣＢ）やＴＳ（Ｔａｐｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）にあらかじめ組み込まれたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）形態でパネルに装着される。

現在、４２インチＰＤＰの場合、パターン電極一つの線幅とピッチ（ｐｉｔｃｈ）がそれぞれ５０μｍ及び３００μｍに達しており、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルのパターン電極ピッチも略７０μｍに達しており、よって、このような大型化に対応して駆動ＩＣを搭載した回路基板のパターン電極も微細化及び多ピン化しつつある。

上記のようにパネルに形成されたパターン電極やＴＳ回路基板に形成されたパターン電極の断線及び短絡を検査するためには、図１に示すように、複数のピンプローブ３０を配列してプローブブロック２０を形成し、これをパターン電極１５に加圧接触させたのち、信号発生器（図示せず）からの信号をパターン電極１５の片側に印加して、もう片側で測定することによって断線及び短絡を検査する。

しかしながら、上記のようにピンプローブによるパターン電極の検査方式には、次のような問題点があった。

第一に、ピンプローブは反復的な接触作業によってピンプローブの接触脚が変形し、接触不良を招いてしまう。

第二に、このような問題点を解決するために、高解像力の狭い電極の接触面に対応するようにピンプローブの直径を相対的に非常に小さいものとする場合、ピンプローブの剛性から曲げモーメントに弱くなり、ワイヤーに曲げ変形が生じるため、電極の接触面に接触不良が生じてしまう。

第三に、ピンプローブによる検査方式は、ピンプローブとパターン電極との加圧接触方式を用いるため、高価でありながら、耐久性のないピンプローブが加圧接触時に損傷しやすく、その取替に多くの費用がかかってしまう。

第四に、製品モデルや設計が変更されパターン電極の位置及びピッチなどが変わる場合、ピンプローブの位置及びピッチは固定されているため、これと関連した機構部を全て取り替えなければならず、モデルや設計変更への対応性に欠け、汎用的に使用することができない。

第五に、ピンプローブをパターン電極に加圧接触させなければならず、接触によるスクラッチ（ｓｃｒａｔｃｈ）などのパターン電極の損傷が起き、さらなる不良要因となる。

一方、このようなピンプローブの問題点を解決した転がり方式のディスクホイールタイプのプローブにおいても、ディスクホイールを転動させる際に発生する摩擦を減少させるためにボールベアリングを使用しているため、一定大きさ以下のプローブは製作しにくいという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、２つの小さい鋼球間でいずれか一つの鋼球と磁力によって接するようにした大きい鋼球を探針子とすることによって、探針子が小さい鋼球と点接触によって連結され上下に自由な変位を可能にし、小さい力でも容易に回転可能にし、パターン電極をスキャンしながら断線及び短絡を検査することができる、ボールを用いた接触式プローブを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、第１鋼球と第２鋼球間でいずれか一つの鋼球と磁力によって接触して電気的に連結される第３鋼球と、第１鋼球と第２鋼球を固定させるとともに、第１鋼球や第２鋼球を電気的に連結させる第１支持部材及び第２支持部材と、第１，第２及び第３鋼球の任意の二つの間隔が維持されるように、第１及び第２支持部材を一定の間隔で維持させる隔離手段と、第１鋼球と第２鋼球を磁化させる磁石とからなるボールを用いた接触式プローブを提供する。

本発明において、第３鋼球の直径は、第１及び第２鋼球の直径よりも大きいことを特徴とする。

本発明において、隔離手段は、第１及び第２支持部材間に設けられることを特徴とする。

本発明において、第１及び第２支持部材は、磁性体であることを特徴とする。

本発明において、磁石は、第１及び第２支持部材間に設けられることを特徴とする。

本発明において、第１鋼球及び第２鋼球は、第１及び第２支持部材にそれぞれ埋め込まれて固定されることを特徴とする。

本発明において、第１，第２及び第３鋼球の中心線が一直線上に位置することを特徴とする。

本発明は、第１支持部材と第２支持部材を介して電気的にインターフェースされることを特徴とする。

また、本発明のボールを用いた接触式プローブは、相対向して配置され、下部側面に凹部がそれぞれ形成された第１支持部材及び第２支持部材と、凹部にそれぞれはめ込まれた第１鋼球及び第２鋼球と、第１鋼球及び第２鋼球間の中心線上に中心線がくるように配置され、第１及び第２支持部材の下部に突出するように配置される第３鋼球と、第１支持部材と第２支持部材間に配置されて磁力を印加するだけではなく、第１，第２及び第３鋼球の任意の二つの距離を維持させる磁石からなることを特徴とする。

本発明において、第１及び第２支持部材は、磁性体であることを特徴とする。

本発明において、第３鋼球の直径は、第１及び第２鋼球の直径よりも大きいことを特徴とする。

本発明は、第１支持部材と第２支持部材を介して電気的にインターフェースされることを特徴とする。

上記のような方法で構成された本発明は第１鋼球と第２鋼球の間に位置した第３鋼球が磁力により、第１鋼球と第２鋼球の間を外れることなく、第１鋼球と第２鋼球のいずれか一つの鋼球を基準として、上下に自由に動けるだけでなく、小さい接触抵抗で滑ることなく、パターン電極と点接触しながら回転することが可能であり、鋼球の直径を小さくして微細なピッチのパターン電極にも対応が可能になる。

本発明は、２つの小さい鋼球間でいずれか一つの鋼球と磁力によって接するようにした大きい鋼球を探針子とするため、この探針子が小さい鋼球と点接触で連結され上下に自由な変位が可能になり、小さい力でも容易に回転が可能になるという利点を持つ。

本発明は、探針子が上下に自由な変位が可能で、小さい力でも容易に回転可能なため、パターン電極を損傷することなく接触し、断線及び短絡を測定できるという利点がある。

また、本発明は、探針子の小さい接触抵抗によって摩耗が少なく、プローブの寿命が長くなるという利点がある。

また、本発明は、回転摩擦を低減するためにボールベアリングを使用する従来技術と違い、鋼球が磁力によって点接触で連結されて回転するため、鋼球を小さい直径で製作して微細パターンの測定にも対応できるという利点がある。

以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ説明する。ただし、下記の実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、本発明を例示するために提示されたもので、当分野における通常の知識を持つ者にとっては本発明の技術的思想内で様々な変形実施が可能である。

図２は、本発明によるボールを用いた接触式プローブの使用状態を示す斜視図であり、図３は、図２の側面図である。

図２及び図３に示すように、ボールを用いた接触式プローブ４０は、パターン電極１５の断線及び短絡検査装置（図示せず）の移送手段５０に取り付けられてパターン電極１５とボール５３とを接触させ、パターン電極１５の垂直方向へ移動することによりボール５３が回転しパターン電極１５と転がり接触しながら、断線及び短絡を検査する。

図４は、図３に示すボール５３を用いた接触式プローブ４０のＡ−Ａ線断面図である。

図４に示すように、接触式プローブ４０には、相対向して設けられ、それぞれ下部側面に凹部４５が形成された磁性体の第１支持部材４１及び第２支持部材４２と、凹部４５にはめ込まれた第１鋼球５１及び第２鋼球５２と、第１鋼球５１及び第２鋼球５２間の中心線上に中心線がくるように配置され、第１及び第２支持部材４１，４２よりも下部に突出するように、第１及び第２鋼球５１，５２の直径よりも大きい直径を持つ第３鋼球５３が備えられる。

なお、第１支持部材４１と第２支持部材４２間に配置され、第１，第２及び第３鋼球５１，５２，５３の任意の二つ間の距離を維持させる隔離手段の役割を果たすだけではなく、第１及び第２鋼球５１，５２を磁化させる磁石６０がさらに備えられる。

他の実施例として、図５に示すように、第１及び第２支持部材４１，４２間に隔離手段７０を配設し、これらの隔離手段７０の間に、第１及び第２鋼球５１，５２を磁化させる磁石６０を第１及び第２支持部材４１，４２の内側に接触するように設置しても良い。

この場合、第１及び第２支持部材４１，４２と磁石６０は磁力によって固定されるが、外力によって押されるのを防止するために磁石６０と第１及び第２支持部材４１，４２を接着剤を用いて固定させても良い。

なお、パターン電極１５と接触する第３鋼球５３と断線及び短絡検査装置との電気的インターフェースのために、第３鋼球５３と連結される第１及び第２鋼球５１，５２を支持する第１及び第２支持部材４１，４２を介して電気的にインターフェースを行う。

このように第１支持部材４１と第２支持部材４２に支持される第１及び第２鋼球５１，５２間に配置された第３鋼球５３が、磁力線内で第１及び第２鋼球５１，５２間を外れることなく、第１及び第２鋼球５１，５２のいずれか一つの鋼球と点接触し、残りの鋼球とは隔離されるため、点接触しているいずれか一つの鋼球を基準に上下の変位自由度も持つようになる。

また、磁力によって第３鋼球５３が第１及び第２鋼球５１，５２のいずれかと点接触で連結しながら残りの鋼球とは隔離されるため、小さい力でも接触点を基準に容易に回転可能になる。

したがって、パターン電極１５の断線及び短絡を検査するために第３鋼球５３をパターン電極１５と点接触させて転がり方式で回転させる場合、様々な高さのパターン電極１５に対しても第３鋼球５３の上下移動で接触がなされるだけでなく、スキャン時にも第３鋼球５３が滑らかに回転して、ひっかき傷等の損傷なくパターン電極１５と接触しつつ電気的検査を行うことが可能になる。

このように磁力によって連結された鋼球を用いてパターン電極と点接触し転がり方式で回転しつつ断線及び短絡を検査できるため、小さい直径の鋼球を製作する場合、微細なピッチのパターン電極に対しても検査を行うことができる。

一般的なピンプローブブロックを示す図である。 本発明によるボールを用いた接触式プローブの使用状態を示す斜視図である。 同側面図である。 本発明の一実施例によるボールを用いた接触式プローブを示す断面図である。 本発明の他の実施例によるボールを用いた接触式プローブを示す断面図である。

符号の説明

１０ 回路基板
１５ パターン電極
２０ プローブブロック
３０ ピンプローブ
４０ ボールを用いた接触式プローブ
４１ 第１支持部材
４２ 第２支持部材
４５ 凹部
５０ 移送手段
５１ 第１鋼球
５２ 第２鋼球
５３ 第３鋼球
６０ 磁石
７０ 隔離手段

Claims (12)

1. 第１鋼球と第２鋼球間で、磁力によっていずれか一つの鋼球と接触して電気的に連結される第３鋼球と、
   前記第１鋼球と前記第２鋼球を固定させるとともに、前記第１鋼球や前記第２鋼球を電気的に連結させる第１支持部材及び第２支持部材と、
   前記第１，第２及び第３鋼球の任意の二つの間隔が維持されるように、前記第１及び第２支持部材を一定の間隔で維持させる隔離手段と、
   前記第１鋼球と前記第２鋼球を磁化させる磁石からなることを特徴とする、ボールを用いた接触式プローブ。
2. 前記第３鋼球の直径は、前記第１及び第２鋼球の直径よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
3. 前記隔離手段は、前記第１及び第２支持部材間に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
4. 前記第１及び第２支持部材は、磁性体であることを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
5. 前記磁石は、前記第１及び第２支持部材間に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
6. 第１鋼球及び第２鋼球は、前記第１及び第２支持部材にそれぞれ埋め込まれて固定されることを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
7. 前記第１，第２及び第３鋼球の中心線が一直線上に位置することを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
8. 前記第１支持部材と前記第２支持部材を介して電気的にインターフェースされることを特徴とする、請求項１に記載のボールを用いた接触式プローブ。
9. 相対向して配置され、下部側面に凹部がそれぞれ形成された第１支持部材及び第２支持部材と、
   前記凹部にそれぞれはめ込まれた第１鋼球及び第２鋼球と、
   前記第１鋼球及び前記第２鋼球間の中心線上に中心線がくるように配置され、前記第１及び第２支持部材の下部に突出するように配置される第３鋼球と、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材間に配置されて磁力を印加するだけではなく、前記第１及び第３鋼球の距離を維持させる磁石からなることを特徴とする、ボールを用いた接触式プローブ。
10. 前記第１及び第２支持部材は、磁性体であることを特徴とする、請求項９に記載のボールを用いた接触式プローブ。
11. 前記第３鋼球の直径は、前記第１及び第２鋼球の直径よりも大きいことを特徴とする、請求項９に記載のボールを用いた接触式プローブ。
12. 前記第１支持部材と前記第２支持部材を介して電気的にインターフェースされることを特徴とする、請求項９に記載のボールを用いた接触式プローブ。