JP2008185570A - プローブユニット及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブベースに係る曲げモーメントを小さくして撓みを抑え、各針部の位置を正確に保つ。
【解決手段】検査対象板の検査に用いるプローブユニットである。検査対象板の回路の電極に電気的に接触する針部を有するプローブ組立体と、当該プローブ組立体を支持する支持部と、当該支持部を一体的に支持するプローブベースとを有し、前記支持部は、前記プローブベースの先端側に取り付けられるサスペンションブロックと、当該サスペンションブロックの先端部に、前記針部が前記電極に接触したときの反発力を吸収するようにスライド可能に支持されて、前記プローブ組立体を支持するスライドブロックと、前記プローブベースの基端側に取り付けられて前記スライドブロックに延出され当該スライドブロックに当接して前記反発力を受けて支持する荷重受け部材とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル等の検査対象板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。

液晶パネルの製造工程においては、液晶が封入された液晶パネルについて、仕様書通りの性能を有するか否かの検査（試験）が行われる。この検査には、一般に、複数のプローブを有するプローブユニット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の電極に押圧した状態で、所定の電極に所定の電気信号を供給することにより行われる。

このような検査装置の一例を図２に示す。図示する検査装置１は主に、パネルセット部２と、測定部３とから構成されている。

パネルセット部２は、外部から挿入された液晶パネルやガラス基板等の検査対象板５を測定部３へ搬送し、検査終了後の検査対象板５を外部へ搬送するための装置である。パネルセット部２は、開口部６の奥にパネルセットステージ７を有し、このパネルセットステージ７で検査対象板５を支持して、測定部３へ搬送する。また、パネルセットステージ７は、測定部３で検査終了後の検査対象板５を受け取って外部へ搬送する。

測定部３は、パネルセット部２から渡された検査対象板５を支持して試験するための装置である。測定部３は、チャックトップ８やプローバ９等を備えて構成されている。

チャックトップ８は、検査対象板５を支持するための部材である。このチャックトップ８は、ＸＹＺθステージ(図示せず)に支持されて、ＸＹＺ軸方向への移動及び回転が制御されて、検査対象板５の位置が調整される。プローバ９は主に、ベースプレート１０、プローブユニット１１を備えて構成されている。プローブユニット１１は水平面に対して傾斜して設けられている。このプローブユニット１１は、ベースプレート１０の開口１０Ａに臨ませた状態でベースプレート１０に支持されている。

プローブユニット１１は、図３に示すように、プローブベース１２と、支持部１３と、この支持部１３に支持されたプローブ組立体１４と、前記支持部１３の内側面に支持されて前記プローブ組立体１４に電気的に接続される接続ケーブル部１５とを備えて構成されている。

前記プローブベース１２は、プローブ組立体１４を支持した複数の支持部１３を一体的に支持する板材である。このプローブベース１２で、複数のプローブ組立体１４が支持部１３を介して、ワークテーブル１６上の液晶パネル１７に面した状態で支持されている。

前記支持部１３は、その基端側が前記プローブベース１２に支持された状態で、その先端側で前記プローブ組立体１４を支持するための部材である。

この支持部１３は、図４に示すように、前記プローブベース１２に直接取り付けられて全体を支持するサスペンションブロック１８と、このサスペンションブロック１８の先端部に支持されるスライドブロック１９と、このスライドブロック１９の内側面（図４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２０とを備えて構成されている。

前記サスペンションブロック１８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１２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１２に固定されている。そして、このサスペンションブロック１８の先端部に前記スライドブロック１９が取り付けられている。

ところで、前記プローブユニット１１のプローブ組立体１４の各針部１４Ａを液晶パネル１７の電極に接触させてオーバードライブを掛けると、各針部１４Ａにかかる反発力によって支持部１３のサスペンションブロック１８を支持するプローブベース１２に曲げモーメントが作用して、このプローブベース１２が撓むことがある。液晶パネル１７の高精細化に伴って針部１４Ａの本数が増加してこの針部１４Ａと電極とのコンタクト荷重が増大すると、プローブベース１２に作用する曲げモーメントも大きくなって、プローブベース１２の撓みが大きくなる。

そして、プローブベース１２が大きく撓むと、前記プローブ組立体１４の各針部１４Ａの位置がずれてしまう。このプローブベース１２の撓みは、針部１４Ａの数が多くなればなるほど大きくなり、針部１４Ａと電極との接触にも悪影響を及ぼすことになる。

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、プローブベースの撓みを抑えて針部と電極の接触状態を正常に保つ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ユニットは、検査対象板の検査に用いるプローブユニットであって、検査対象板の回路の電極に電気的に接触して検査信号を前記回路に印加する針部を有するプローブ組立体と、当該プローブ組立体を支持する支持部と、当該支持部を一体的に支持するプローブベースとを有し、前記支持部は、前記プローブベースの先端側に取り付けられるサスペンションブロックと、当該サスペンションブロックの先端部に、前記プローブ組立体の針部が前記検査対象板の回路の電極に接触したときの反発力を吸収するようにスライド可能に支持されて、前記プローブ組立体を支持するスライドブロックと、前記プローブベースの基端側に取り付けられて前記スライドブロックに延出され当該スライドブロックに当接して支持する荷重受け部材とを備えたことを特徴とする。

これにより、前記支持部の荷重受け部材で、前記プローブベースの基端側から前記スライドブロックに当接して支持するため、前記プローブ組立体の針部の受ける反発力は、前記荷重受け部材で支持されて、前記プローブベースの先端側の前記サスペンションブロックには及ばない。これにより、前記プローブベースに係る曲げモーメントを小さくでき、プローブベースの撓みを抑えることができる。

前記荷重受け部材は、前記プローブベースの基端側に取り付けられる基端固定部と、前記サスペンションブロックの上側を覆って前記スライドブロックに延出され当該スライドブロックを支持する支持板部と、前記スライドブロックに固定された状態で前記支持板部の先端部にスライド可能に支持されたガイド棒と、当該ガイド棒に嵌め込まれた状態で前記支持板部と前記スライドブロックとの間を付勢するスプリングとから構成することが望ましい。また、前記荷重受け部材の支持板部は、前記スプリングの反発力によって撓まない剛性を備えることが望ましい。また、前記サスペンションブロックは、前記スライドブロックのスライドを許容して、前記プローブ組立体の針部が前記検査対象板の回路の電極に接触したときの反発力を逃がす反発力逃がし機構を備えることが望ましい。

また、検査対象板の検査に用いる検査装置において、外部から挿入された検査対象板を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するパネルセット部と、当該パネルセット部から渡された検査対象板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。

以上のように、前記プローブ組立体の針部の受ける反発力を、前記荷重受け部材で受けて、前記プローブベースの先端側の前記サスペンションブロックに及ばないようにして、前記プローブベースに係る曲げモーメントを小さくでき、プローブベースの撓みを抑えることができるため、前記プローブベースの撓みを抑えて針部と電極の接触状態を正常に保つことができる。

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。

本実施形態の検査装置は、全体的には前記従来の検査装置とほぼ同様であり、図５に示すように、ＸＹＺθステージ２５上に取り付けられたワークテーブル２６上に載置された液晶パネル２７の周縁に沿うように、プローブステージ２８が設けられている。このプローブステージ２８は、検査装置側のフレームに固定されている。プローブステージ２８のワークテーブル２６（液晶パネル２７）側に、プローブユニット３１が設けられている。

プローブユニット３１は、図１、６〜８に示すように、プローブベース３２と、支持部３３と、この支持部３３に支持されたプローブ組立体３４と、前記支持部３３の内側面に支持されて前記プローブ組立体３４に電気的に接続される接続ケーブル部３５とを備えて構成されている。

前記プローブベース３２は、プローブ組立体３４を支持した複数の支持部３３を一体的に支持する板材である。このプローブベース３２で、複数のプローブ組立体３４が支持部３３を介して、ワークテーブル２６上の液晶パネル２７に面した状態で支持されている。

前記支持部３３は、その基端側が前記プローブベース３２に支持された状態で、その先端側で前記プローブ組立体３４を支持するための部材である。この支持部３３は、前記プローブベース３２に直接取り付けられて全体を支持するサスペンションブロック３７と、このサスペンションブロック３７の先端部に支持されるスライドブロック３８と、このスライドブロック３８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３９と、前記プローブベース３２の基端側に取り付けられて前記スライドブロック３８に延出され当該スライドブロック３８に当接して支持する荷重受け部材４０とを備えて構成されている。

前記サスペンションブロック３７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３２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３２に固定されている。前記サスペンションブロック３７の先端部の内側には、前記スライドブロック３８が嵌合するための切り欠き４１が設けられている。この切り欠き４１には、レール４２と、ガイド棒挿入穴４３とが設けられている。

レール４２は、前記サスペンションブロック３７に対して前記スライドブロック３８をスライド可能に支持するための部材である。ガイド棒挿入穴４３は、後述するガイド棒５３を挿入してスライド可能に支持するための穴である。このガイド棒挿入穴４３に、ガイド棒５３が、このガイド棒５３に嵌め込まれた後述のスプリング５４と共にスライド可能に挿入されている。このガイド棒挿入穴４３とレール４２と後述のガイド４５とによって、反発力逃がし機構を構成している。即ち、スライドブロック３８のスライドを許容するレール４２及びガイド４５と、ガイド棒５３及びスプリング５４のスライドを許容するガイド棒挿入穴４３とで、プローブ組立体３４の針部４９Ａが液晶パネル２７の回路の電極に接触したときの反発力を逃がす反発力逃がし機構を構成している。これにより、サスペンションブロック３７は、スライドブロック３８をスライド可能に支持するだけで、針部４９Ａに作用する反発力は荷重受け部材４０側へ逃がす構成になっている。

スライドブロック３８は、その基端部が前記サスペンションブロック３７の切り欠き４１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３９を支持するための部材である。スライドブロック３８は、前記レール４２にスライド可能に取り付けられたガイド４５を介して前記サスペンションブロック３７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３８には、ガイド棒５３がねじ込まれるネジ穴４６が設けられている。

プローブプレート３９は、前記プローブ組立体３４と、前記接続ケーブル部３５の後述するＦＰＣプレート５９とを支持するための部材である。このプローブプレート３９は、肉厚の板状に形成され、前記スライドブロック３８の下側面に固定されている。プローブプレート３９の下側面には、後述するプローブ組立体３４のプローブブロック４８と、接続ケーブル部３５のＦＰＣプレート５９とが取り付けられている。

前記プローブ組立体３４は、液晶パネル２７の回路の電極(図示せず)に電気的に接触して検査信号を液晶パネル２７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３４は、プローブブロック４８と、プローブ４９とから構成されている。

プローブブロック４８は、プローブプレート３９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４８は、プローブプレート３９の下側面に取り付けられた状態で、その下側面にプローブ４９を支持している。

プローブ４９は、液晶パネル２７の回路の電極に直接接触する部材である。プローブ４９は、その先端部に針部４９Ａを備え、この針部４９Ａが液晶パネル２７の回路の電極に接触される。

荷重受け部材４０は、前記プローブベース３２の基端側（図１中の右奥側）に取り付けられる基端固定部５１と、前記サスペンションブロック３７の上側を覆って前記スライドブロック３８に延出されてスライドブロック３８に当接して支持する支持板部５２と、スライドブロック３８に固定された状態で支持板部５２の先端部にスライド可能に支持されたガイド棒５３と、このガイド棒５３に嵌め込まれた状態で支持板部５２とスライドブロック３８との間を付勢するスプリング５４とから構成されている。

基端固定部５１は、プローブベース３２の基端側に固定された状態で、支持板部５２をスライドブロック３８側に延出して支持している。この基端固定部５１は、プローブベース３２の上面のうちなるべく基端側に固定する。これは、プローブベース３２の撓みを防止するためである。例えば、針部４９Ａが液晶パネル２７の電極に接触したときに液晶パネル２７側から針部４９Ａに作用する針圧（反発力）が４ｋｇであったとき、曲げモーメントＭの式（Ｍ＝４Ｌ）により、長さＬが短い方が曲げモーメントＭは小さくなり、プローブベース３２の撓みを抑えることができる。そして、針部４９Ａに作用する反発力を荷重受け部材４０側で受ければ、この反発力は、基端固定部５１を介してプローブベース３２の基端側に作用する。これにより、前記曲げモーメントＭの式（Ｍ＝４Ｌ）のＬが小さくなる。この結果、基端部をプローブステージ２８に支持されたプローブベース３２に作用する力が小さくなり、プローブベース３２の撓みを防止して、各針部４９Ａを正確な位置に保持する。

支持板部５２は、スライドブロック３８を支持するための部材である。支持板部５２は、基端固定部５１に支持され、サスペンションブロック３７の上側を非接触状態で覆ってスライドブロック３８に延出されて、このスライドブロック３８にスプリング５４を介して当接して、スライドブロック３８を支持する。これにより、針部４９Ａが液晶パネル２７の電極に接触したときに針部４９Ａに作用する反発力を、支持板部５２で受けて、基端固定部５１を介して、プローブベース３２の基端側に逃がし、プローブベース３２に大きな曲げモーメントが作用しないようにしている。支持板部５２の先端部には、ガイド棒支持穴５６が設けられている。ガイド棒支持穴５６は、ガイド棒５３をスライド可能に支持している。支持板部５２は、スプリング５４を介して伝わる反発力（針部４９Ａに作用する反発力）によって撓まないように高い剛性を有する板材で構成されている。支持板部５２は金属で構成されているため、通常は肉厚にすることでこの剛性を得ることができる。ガイド棒５３と共に支持板部５２を、剛性の高き金属材料で構成しても良い。

ガイド棒５３は、スライドブロック３８のスライドと共に移動する部材である。このガイド棒５３は、支持板部５２の先端のガイド棒支持穴５６にスライド可能に支持された状態でスライドブロック３８に固定されて、このスライドブロック３８のスライドと共に移動する。ガイド棒５３は、スプリング５４が嵌め込まれた状態でスライドブロック３８のネジ穴４６にねじ込まれて固定される。

スプリング５４は、針部４９Ａが液晶パネル２７の電極に接触したときに液晶パネル２７側から針部４９Ａに作用する反発力を直接受ける部材である。スプリング５４は、ガイド棒５３に嵌め込まれた状態で、支持板部５２とスライドブロック３８との間を付勢する。スプリング５４は、ガイド棒５３に嵌め込まれた状態で、その下端部がスライドブロック３８の上側面に当接し、その上端部が支持板部５２の下側面に当接して、支持板部５２とスライドブロック３８との間を付勢する。

前記接続ケーブル部３５は、前記プローブ４９と外部装置 (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３５は、前記プローブプレート３９の下側面に支持されて、前記プローブ組立体３４と外部装置とを、プローブベース３２の信号基板５８を介して電気的に接続する。この接続ケーブル部３５は具体的には、図８に示すように、ＦＰＣプレート５９と、ＦＰＣケーブル６０とから構成されている。

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。

液晶パネル２７を検査装置内に搬入して、その液晶パネル２７の回路に検査信号を印加して点灯検査を行い、検査終了後に検査装置外に搬出する一連の動作は前記従来の検査装置と同様である。液晶パネル２７の回路の電極にプローブ組立体３４の針部４９Ａを接触させて、プローブユニット３１に接続した外部のテスタにより検査信号を流して電気的試験を行う。例えば、検査用電源からの電気的な検査信号により液晶パネル２７を全面点灯させ、テストパターンを映し出して、液晶パネル２７の良品、不良品を判断する。

この検査信号の印加の際に、オーバードライブによって生じる大きな反発力、即ちプローブ組立体３４の針部４９Ａを液晶パネル２７の回路の電極に接触させてオーバードライブをかけるときに生じる大きな反発力は、次のようにして受け止められる。

まず、サスペンションブロック３７では、針部４９Ａに作用する反発力は、反発力逃がし機構によって荷重受け部材４０側へ逃がす。

荷重受け部材４０は、ガイド棒５３及びレール４２に案内されて支持されたスライドブロック３８が受ける前記反発力によって押される。これによりスライドブロック３８は、サスペンションブロック３７とガイド棒５３で支持されて、支持板部５２側に押されて移動する。この際に、スライドブロック３８でスプリング５４が押される。このスプリング５４は、支持板部５２の下側面に当接して支持されているため、スライドブロック３８の移動は、スプリング５４を介して支持板部５２で受け止められる。そして、この支持板部５２は、その基端部を基端固定部５１で支持され、この基端固定部５１がプローブベース３２の基端部に固定されているため、プローブベース３２に係る曲げモーメントは小さくなる。これにより、プローブベース３２の撓みを防止する。

以上のように、プローブ組立体３４の針部４９Ａの受ける反発力を、荷重受け部材４０で受けてプローブベース３２に係る曲げモーメントを小さくして、プローブベース３２の撓みを抑えることができるため、各針部４９Ａの位置を正確に保ってこの各針部４９Ａと電極との接触状態を正常に保つことができる。

さらに、前記構成のプローブユニット３１は、従来のプローブユニットに対して、荷重受け部材４０を追加すると共にサスペンションブロック３７を僅かに改良した構成であるため、既存の検査装置にも容易に使用することができる。

［変形例］
前記実施形態に係るプローブユニット３１では、荷重受け部材４０を、基端固定部５１と支持板部５２とを備えて構成したが、基端固定部５１と支持板部５２とを一体的に構成しても良い。即ち、プローブベース３２の基端側に取り付けられてスライドブロック３８に延出され当該スライドブロック３８に当接して前記各針部４９Ａの受ける反発力を支持する構成であればよく、基端固定部５１と支持板部５２とを一体的に構成しても良い。

前記実施形態では、前記各針部４９Ａの受ける反発力をスプリング５４で受けるようにしたが、このスプリング５４の代わりに、支持板部５２自体を弾性体で構成しても良い。基端固定部５１と支持板部５２とを一体的に構成した上で、全体を弾性体で構成しても良い。

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。 従来の検査装置を示す正面図である。 従来の検査装置のプローブユニットを示す斜視図である。 従来の検査装置の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係る検査装置のプローブユニットを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のプローブユニットを示す側面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のプローブユニットを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のプローブユニットを示す側面断面図（図７のＡ−Ａ線矢視断面図）である。

符号の説明

３１：プローブユニット、３２：プローブベース、３３：支持部、３４：プローブ組立体、３５：接続ケーブル部、３７：サスペンションブロック、３８：スライドブロック、３９：プローブプレート、４１：切り欠き、４２：レール、４３：ガイド棒挿入穴、４５：ガイド、４６：ネジ穴、４８：プローブブロック、４９：プローブ、４９Ａ：針部、５１：基端固定部、５２：支持板部、５３：ガイド棒、５４：スプリング、５６：ガイド棒支持穴、５８：信号基板、５９：ＦＰＣプレート、６０：ＦＰＣケーブル。

Claims (5)

1. 検査対象板の検査に用いるプローブユニットであって、
   検査対象板の回路の電極に電気的に接触して検査信号を前記回路に印加する針部を有するプローブ組立体と、
   当該プローブ組立体を支持する支持部と、
   当該支持部を一体的に支持するプローブベースとを有し、
   前記支持部は、前記プローブベースの先端側に取り付けられるサスペンションブロックと、当該サスペンションブロックの先端部に、前記プローブ組立体の針部が前記検査対象板の回路の電極に接触したときの反発力を吸収するようにスライド可能に支持されて、前記プローブ組立体を支持するスライドブロックと、前記プローブベースの基端側に取り付けられて前記スライドブロックに延出され当該スライドブロックに当接して前記反発力を受けて支持する荷重受け部材とを備え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、
   前記荷重受け部材が、前記プローブベースの基端側に取り付けられる基端固定部と、前記サスペンションブロックの上側を覆って前記スライドブロックに延出され当該スライドブロックを支持する支持板部と、前記スライドブロックに固定された状態で前記支持板部の先端部にスライド可能に支持されたガイド棒と、当該ガイド棒に嵌め込まれた状態で前記支持板部と前記スライドブロックとの間を付勢するスプリングとから構成されたことを特徴とするプローブユニット。
3. 請求項２に記載のプローブユニットにおいて、
   前記荷重受け部材の支持板部が、前記スプリングの反発力によって撓まない剛性を備え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、
   前記サスペンションブロックが、前記スライドブロックのスライドを許容して、前記プローブ組立体の針部が前記検査対象板の回路の電極に接触したときの反発力を逃がす反発力逃がし機構を備えたことを特徴とするプローブユニット。
5. 検査対象板の検査に用いる検査装置であって、
   外部から挿入された検査対象板を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するパネルセット部と、当該パネルセット部から渡された検査対象板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４のいずれか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。

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