JP2008256410A - プローブ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 プローブがこれの貫通穴に通されたガイドバーにより湾曲されることを防止することにある。
【解決手段】 プローブ組立体は、ブロックと、それぞれが、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板状の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る細長い少なくとも１つのガイドバーと、前記中央領域の先端側又は前記第1の針先領域を貫通して伸びる少なくとも１つの支持ピンと、前記ブロックの側部に取り外し可能に組み付けられた板状の一対のサイドカバーであって前記ガイドバー及び支持ピンをそれらの長手方向の端部において支持する一対のサイドカバーとを含む。
【選択図】図１

Description

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。

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の１つとして、図７に示すように、帯状の中央領域１０２、該中央領域１０２の先端からさらに前方へ伸びる第１の針先領域１０４、中央領域１０２の後端からさらに後方へ伸びる第２の針先領域１０６をそれぞれ備える板状の複数のプローブ１００を、それらの中央領域１０２の幅方向が上下方向となる状態にブロック１０８の下側に中央領域１０２を対向させて並列的に配置し、それらのプローブ１０２を、その中央領域１０２を貫通して伸びる細長い一対のガイドバー１１０と、ブロック１０８の側部に取り外し可能に組み付けられた板状の一対のサイドカバー１１２とにより、ブロック１０８に支持させたものがある（特許文献１）。

第１及び第２の針先領域１０４及び１０６は、それぞれ、ブロック１０８の先端側及び後端側に配置されてガイドバー１１０の長手方向へ伸びる第１及び第２のスリットバー１１４及び１１６のスリットに下方側から受け入れられて、ガイドバー１１０の長手方向への変位を防止されている。

両ガイドバー１１０は、電気絶縁性の金属材料から製作されており、またそれらの長手方向の端部において両サイドカバー１１２に変位不能に支持されている。

しかし、上記従来のプローブ組立体おいては、ガイドバー１１０にこれの長手方向における各プローブ１００の位置決め機能を持たせる目的で、各ガイドバー１１０の直径寸法と、これが貫通するプローブ１００のガイド穴の直径寸法とに、非常に小さい公差を持たせて、ガイドバー１１０をプローブ１００のガイド穴にきつく嵌合させている。

このため、上記従来のプローブ組立体では、各プローブ１００が、本来図７の最上部に示すプローブ１００のように直線状に伸びていなければならないにもかかわらず、ガイドバー１１０をプローブ１００の中央領域１０２に通したことにより他のプローブ１００のように湾曲し、その状態にブロック１０８に組み付けられてしまう。

そのように湾曲されたプローブ１００が存在すると、湾曲されたプローブ１００の第１の針先領域１０４が第２の針先領域１０６の側に引き寄せられているから、湾曲されたプローブ１００と湾曲されないプローブ１００との間に、プローブ１００の長手方向における針先１０４ａに位置にずれΔＬが発生し、針先１０４ａが被検査体の電極に接触しないプローブが存在することになる。そのようなプローブ組立体では、被検査体を正確に検査することができない。

特開平１０−１３２８５３号公報

本発明の目的は、プローブがこれの貫通穴に通されたガイドバーにより湾曲されることを防止することにある。

本発明のプローブ組立体は、ブロックと、それぞれが、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板状の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る細長い少なくとも１つのガイドバーと、前記中央領域の先端側又は前記第1の針先領域を貫通して伸びる少なくとも１つの支持ピンと、前記ブロックの側部に取り外し可能に組み付けられた板状の一対のサイドカバーであって前記ガイドバー及び支持ピンをそれらの長手方向の端部において支持する一対のサイドカバーとを含む。

プローブ組立体は、さらに、前記中央領域の後端側又は前記第２の針先領域を貫通して伸びる少なくとも１つの第２の支持ピンであって長手方向の端部において前記サイドカバーに支持された少なくとも１つの第２の支持ピンを含むことができる。

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ガイドバーの長手方向へ伸びる第１及び第２のスリットバーであってそれぞれが前後方向に伸びて下方側に開放する複数のスリットを長手方向に間隔をおいて有する第１及び第２のスリットバーを含み、該第１及び第２のスリットバーは、それぞれ、前記第１及び第２の針先領域を前記スリットにその下方側から受け入れていてもよい。

プローブ組立体には、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ていてもよい。

前記第１及び第２の針先領域は、それぞれ、その先端部及び後端部から下方及び上方へ突出する針先を有することができる。

各プローブは、ベリリウム・ニッケル合金から製作されていてもよい。

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すると共に支持ピンが貫通して伸びる貫通穴を中央領域の先端側又は第1の針先領域に有する。そのようなプローブは、第１及び第２の針先領域の端部を針先として用いられる。

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。

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。

プローブの交換は、たとえば、ガイドバー及び支持ピンを抜き、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、ガイドバー及び支持ピンを再度プローブに指し通し、ガイドバー及び支持ピンをサイドカバーにより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。

本発明によれば、例えば、プローブの中央領域の幅方向が上下方向となりかつ中央領域が対向されて並列的となる状態に支持ピンを帯状の複数のプローブに通し、ガイドバーをプローブに通し、その後ガイドバー及び支持ピンをサイドカバーによりブロックに支持させればよいから、ガイドバーがプローブの貫通穴に通されたことによるプローブの湾曲が防止され、プローブ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。

請求項２のプローブ組立体によれば、の第２の支持ピンにより、ガイドバーがプローブの貫通穴に通されたことによるプローブの湾曲がより確実に防止される。また、プローブの長手方向における両針先領域の位置がより安定し、各プローブの針先が所定の電極により確実に接触する。

請求項３のプローブ組立体によれば、プローブが両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。

請求項４のプローブ組立体によれば、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により、ブロックに対する各プローブの姿勢が安定化される。

好ましい実施例においては、第１及び第２の針先領域の針先は、それぞれ、その先端部及び後端部から下方及び上方へ突出する。

各プローブは、ベリリウム・ニッケル合金から製作することができる。

図１及び図２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の先端側及び後端側をそれぞれ貫通して伸びる一対の支持ピン２０と、ガイドバー１６及び支持ピン２０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。

なお、本発明においては、ブロック１２の厚さ方向（図２において上下の方向）を上下方向といい、プローブ１４の長手方向（図２において左右方向）を前後方向といい、ガイドバー１６の長手方向（図２において紙背方向）を左右方向という。

ブロック１２は、一対のねじ穴２４を上面の側に有すると共に、複数のねじ穴２６を各側面の側に有する。ブロック１２の下面は、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。

各プローブ１４は、帯状の中央領域２６と、中央領域２６の前端（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一対の針先領域２８及び３０とを備える。中央領域２６は、ガイドバー１６が貫通する貫通穴３２を前後方向に間隔をおいて有すると共に、支持ピン２０の端部を受け入れる支持用穴３４を各端部に有する。

図示の例では、各貫通穴３２及び各支持用穴３４は、円形であるが、それぞれ、ガイドバー１６及び支持ピン２０の断面形状に対応した形状とすることができる。また、貫通穴３２を針先領域２８又は３０に形成してもよい。

針先領域２８は中央領域２６の幅方向における一方の下端部から前方へ伸びており、針先領域３０は中央領域２６の幅方向における中間部から後方へ伸びている。針先領域２８及び３０は中央領域２６の幅寸法より小さい幅寸法を有する。針先領域２８及び３０の針先２８ａ及び３０ａは、それぞれ、針先領域２８及び３０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１４は、所定の厚さ寸法を有する導電性の薄い金属板、好ましくはベリリウム・ニッケル合金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。

プローブ１４は、中央領域２６の幅方向が上下方向となる状態に、中央領域２６、貫通穴３２及び支持穴３４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。

各ガイドバー１６は、図示の例では、支持ピン２０より大きい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の貫通穴３２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。

各スリットバー１８には、複数のスリット３６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３６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（前後方向）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３６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。

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３６が下方に向く状態にブロック１２の前端下面に接着されている。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３６が下方に向く状態にブロック１２の後端下面に接着されている。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。

各プローブ１４は、針先２８ａ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２８を一方のスリットバー１８のスリット３６に受け入れられており、また針先３０ａ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、針先領域３０を他方のスリットバー１８のスリット３６に受け入れられている。

各支持ピン２０は、図示の例では、ガイドバー１６より小さい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。各支持ピン２０は、ガイドバー１６を各プローブ１４の貫通穴３２に押し込む前に、プローブ１４の支持用穴３４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。

各サイドカバー２２は、金属、セラミック、樹脂等から製作された板状の形状を有しており、またサイドカバー２２を貫通してブロック１２のねじ穴２６に螺合された複数のねじ部材３８によりブロック１２の左右方向の側面に取り外し可能に取り付けられている。各サイドカバー２２は、両ガイドバー１６の端部を受け入れる一対の貫通穴４０と、両支持ピン２０の端部を受け入れる支持穴４２とを有する。

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の厚さ寸法及び配列ピッチ、ならびに、スリット３６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。

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１４及びスリット３６の配置ピッチを５５μｍ、スリット３６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。

プローブ組立体１０は、例えば、以下のように組み立てることができる。

先ず、両スリットバー１８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の一方の針先領域２８が一方のスリットバー１８のスリット３６に挿し込まれると共に、他方の針先領域３０が他方のスリットバー１８のスリット３６に挿し込まれる。

次いで、各支持ピン２０がプローブ１４の支持用穴３４に挿し通される。このとき、針先２８ａ及び３０ａは、それぞれ、先端側及び後端側のスリットバー１８により、支持ピン２０の長手方向への変位を防止される。

次いで、各ガイドバー１６がプローブ１４の貫通穴３２に挿し通される。このとき、針先２８ａ及び３０ａは、それぞれ、先端側及び後端側の支持ピン２０により支持ピン２０の長手方向への変位を防止されて、針先２８ａ及び３０ａが中央領域２６側の変位することを防止される。

次いで、各支持ピン２０の端部及びガイドバー１６の端部が、それぞれ、サイドカバー２２の支持穴４２及び貫通穴４０に挿し通される。

その後、サイドカバー２２が複数のねじ部材３８によりブロック１２に取り付けられる。これにより、プローブ１４、ガイドバー１６及び支持ピン２０は、サイドカバー２２を介してブロック１２に支持される。

上記のように組み立てられた状態において、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２８ａは一方のスリットバー１８から前方及び下方へ突出され、針先３０ａは他方のスリットバー１８から後方及び上方へ突出してガイド部材２０から上方へ突出されている。

図３及び図４を参照するに、組み立てられた複数のプローブ組立体１０は、プローブユニット５０として、再度組み立てられる。

プローブユニット５０は、液晶表示パネルのような平板状の被検査体５２の検査装置のフレームに取り付けられるプローブベース５４と、プローブベース５４の上に取り付けられたサスペンションベース５６と、サスペンションベース５６に支持されたスライドブロック５８と、スライドブロック５８の下側に取り付けられたプローブプレート６０と、プローブベース５４の下面に取り付けられた中継基板６２と、プローブプレート６０の後端部下面に取り付けられた梁状のＦＰＣベース６４と、中継基板６２及びＦＰＣベース６４の下面に取り付けられたＦＰＣ６６とを備えている。

プローブベース５４及びプローブプレート６０は、左右方向に長い平板とされている。プローブ組立体１０は、左右方向に間隔をおいてプローブプレート６０の下面に取り付けられている。

サスペンションベース５６は、上下方向に伸びるレール６８と、スライドブロック５８の上方を前後方向に伸びる延長部７０とを前面に有している。スライドブロック５８は、後方に開放して上下方向に伸びるコ字状のガイド７２を後面に有している。ガイド７２は、レール６８に滑動可能に嵌合されている。このため、スライドブロック５８は、サスペンションベース５６に対し、上下動可能である。

しかし、サスペンションベース５６に対するスライドブロック５８の上下動は、サスペンションベース５６を上方から貫通してスライドブロック５８のねじ穴７４に螺合されたねじ部材７６により阻止されている。ねじ穴７２へのねじ部材７４のねじ込み量を変更することにより、サスペンションベース５６に対するスライドブロック５８ひいてはプローブ組立体１０の高さ位置を変更又は調整することができる。

ＦＰＣ６６は、可撓性を有する樹脂フィルムの一方の面に複数の配線を設けたいわゆるフレキシブルなフラットケーブルであり、またプローブ組立体１０毎に設けられている。

各ＦＰＣ６６は、検査装置の電気回路に接続される駆動用集積回路７８をプローブ組立体１０の側に備えており、先端部下面にガイドフィルム８０を備えている。各ＦＰＣ６６の各配線の後端側は、中継基板６２の配線に一対一の形に電気的に接続されている。

ガイドフィルム８０は、ＦＰＣ６６の配線を下方に露出させる複数のスロットが設けられている。各プローブ組立体１０は、各プローブ１４の後端側の針先３０ａの一部がガイドフィルム８０のスロットに受け入れられてＦＰＣ６６の配線に押圧されるようにプローブユニット５０に組み立てられている。

プローブユニット５０は、針先２８ａが被検査体５４の電極に対向するように図示しない検査装置に組み付けられる。被検査体５４の検査時、プローブ組立体１０は、針先２８ａが被検査体５４の電極にわずかに過剰に押圧されて、各プローブ１４の針先領域２８において弧状に反る。

これにより、上下方向における針先２８ａ相互の間の高さ位置に多少のずれがあっても、そのようなずれは針先領域２８ａの反りにより修正されて、各針先２８ａは被検査体５４の電極に確実に接触する。

被検査体５４の検査時、針先領域２８，３０がスリットバー１８のスリットに受け入れられているから、針先２８ａ及び３０ａが、それぞれ、被検査体５４の電極及びＦＰＣ６６の配線に対して滑ることが防止されて、それに起因する針先２８ａ及び３０ａと被検査体５４の電極及びＦＰＣ６６の配線との接触位置ずれがガイド穴６２により防止される。

また、被検査体５４の検査時、針先３０ａがガイドフィルム８０のスロットに受け入れられているから、針先３０ａがＦＰＣ６６の配線に対して滑ることがより確実に防止されて、それに起因する針先３０ａとＦＰＣ６６の配線との接触位置ずれがガイド穴６２により、確実に防止される。

針先２８ａを被検査体５４の電極にわずかに過剰に押圧されると、針先領域２８の反りにより、針先２８ａが被検査体５４の電極に対してわずかに滑る。そのような滑り作用により、針先２８ａは、被検査体２８の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１４と被検査体５４の電極とは電気的に確実に接触する。

針先領域２８が弧状に反ったとき、針先２８ａは、先端側のスリットバー１８及び支持ピン２０により、支持ピン２０の長手方向への変位を防止される。

検査時、プローブ１４は、被検査体５４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。

プローブ１４の交換は、プローブ組立体１０をプローブプレート６０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及び支持ピン２０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をプローブプレート６０に取り付ければよい。

上記の実施例では、一対のガイドバー１６を設けているが、図５に示すように１つのガイドバー１６を設けるだけであってもよい。同様に、後端側の支持ピン２０を省略してもよい。

ガイドバー１６の断面形状は、上記のような円形である必要はなく、図６に示すように矩形で会ってもよいし、三角形、五角形等の多角形であってもよい。この場合、貫通穴３２はガイドバー１６と同じ断面形状を有する。

本発明は、液晶表示パネルの検査に用いるプローブ組立体のみならず、表示用パネル基板のガラス基板のような他の平板状被検査体の検査に用いるプローブ組立体にも適用することができる。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。

本発明のプローブ組立体の一実施例を示す分解斜視図である。 図１に示すプローブ組立体の縦断面図である。 図１に示すプローブ組立体を用いたプローブユニットの一実施例を示す斜視図である。 図３に示すプローブユニットの一部を断面で示す側面図である。 本発明の係るプローブ組立体の第２の実施例を示す断面図である。 本発明の係るプローブ組立体の第３の実施例を示す断面図である。 従来のプローブ組立体の一実施例を示す図である。

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 支持ピン
２２ サイドカバー
２６ 中央領域
２８，３０ 針先領域
２８ａ，３０ａ 針先
３２ 貫通穴
３４ 支持用穴
３６ スリット
３８ ねじ部材
４０ 貫通穴
４２ 支持用穴

Claims (6)

1. ブロックと、
   それぞれが、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板状の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る細長い少なくとも１つのガイドバーと、
   前記中央領域の先端側又は前記第1の針先領域を貫通して伸びる少なくとも１つの支持ピンと、
   前記ブロックの側部に取り外し可能に組み付けられた板状の一対のサイドカバーであって前記ガイドバー及び支持ピンをそれらの長手方向の端部において支持する一対のサイドカバーとを含む、プローブ組立体。
2. さらに、前記中央領域の後端側又は前記第２の針先領域を貫通して伸びる少なくとも１つの第２の支持ピンであって長手方向の端部において前記サイドカバーに支持された少なくとも１つの第２の支持ピンを含む、請求項１に記載のプローブ組立体。
3. 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ガイドバーの長手方向へ伸びる第１及び第２のスリットバーであってそれぞれが前後方向に伸びて下方側に開放する複数のスリットを長手方向に間隔をおいて有する第１及び第２のスリットバーを含み、該第１及び第２のスリットバーは、それぞれ、前記第１及び第２の針先領域を前記スリットにその下方側から受け入れている、請求項１に記載のプローブ組立体。
4. 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。
5. 前記第１及び第２の針先領域は、それぞれ、その先端部及び後端部から下方及び上方へ突出する針先を有する、請求項１に記載のプローブ組立体。
6. 各プローブは、ベリリウム・ニッケル合金から製作されている、請求項１に記載のプローブ組立体。

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