JP2709307B2 - レーザーリペア方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、レーザーリペア方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子機器の小型化に伴い、回路基板のパターン
は高密度化され、また、表示パネルとしてLCDのニーズ
が大きくなっている。

そして、例えばLCDを例に挙げれば、この種のLCDに液
晶を封入する前に、液晶駆動素子である例えばTFTの電
気的機能検査あるいはマトリックス状に形成される横方
向の走査ランイ及び縦方向の信号ラインまたはその交点
のショート，オープン検査等が不可欠となっている。

このため、従来よりLCDプローブ装置なる検査装置が
提供されており、このプローブ装置にてLCDの電気的特
性検査を実行し、その不良箇所，不良内容等のリペア情
報をリペア装置（あるいはレスキュー装置とも称する）
に伝達し、パータンショート，オープンなどを修理する
ようにしている。

ここで、パターンショートなどのリペアは、レーザー
光をショートしている部位に照射することで、この部分
をレーザーカットすることで可能となっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、マトリックス状に形成される走査ライン，
信号ラインの交点は本来絶縁されていなければならない
が、ここで短絡が生じた場合にも、上記と同様にしてレ
ーザーカットによるリペアが実行される。

ところが、交点の短絡をレーザーカットによりリペア
した場合には、いずれか一方のラインが断線してしまう
ことになる。

このような場合、後工程で例えばワイヤボンディング
などによって上記ラインの接続を行う必要がある。

ここで、このような後工程を忘れずに実施し、かつ、
その接続すべきラインが即座に判るようにするために
は、そのラインのアドレスを記憶したフロッピーディス
クまたはプリンター用紙等の媒体を利用することが考え
られるが、このような媒体による伝達では媒体の管理が
煩雑であり、管理不良により後工程の実施ミスなどが生
じやすい。

そこで、本発明の目的とするところは上述した従来の
問題点を解決し、不良箇所をレーザー光によってリペア
に際して、このリペアによって必要となる後工程の確実
な実施を確保できるレーザーリペア方法を提供すること
にある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 請求項１の発明に係るレーザーリペア方法は、基板上
のリペア部位を、レーザー光によりリペアするに際し
て、 このレーザーリペア工程の前または後に、前記リペア
部位の位置を前記基板上にて示すマーキングを、前記レ
ーザー光によって行うマーキング工程を設けたことを特
徴とする。

請求項２の発明装置は、レーザー光を照射するレーザ
ー源と、 レーザ照射領域に配置され、リペア対象の基板を支持
するステージと、 レーザー照射領域を撮像するカメラと、 を有するレーザーリペア装置において、 前記レーザー源に対して、予め設定された前記レーザ
ー源のレーザースポットと前記基板上のリペア部位とが
一致した状態でのリペア用のレーザー照射を設定制御
し、かつ、前記リペア用のレーザー照射の前または後
に、前記リペア部位の位置を前記基板上に付するマーキ
ング用のレーザー照射を設定制御する制御手段と、 を有することを特徴とする。

（作用） 例えば、絶縁されているべきライン交点に短絡が生じ
ている場合には、交差しているいずれか一方のラインを
レーザーカットにより切断してリペアする必要がある。
そして、このような場合にはレーザーカットされたライ
ンを後工程で接続する必要がある。

この交差ライン短絡のリペアの際に、レーザーカット
されるラインの位置を示すマーキングを同様にレーザー
によって実施すれば、このような工程はシーケンスのみ
を変えることで容易にでき、何等の特別な構成を必要と
せずに実施することができる。

このように、レーザーリペアに際して、後の後工程が
不可欠となる場合に、レーザーリペア工程の前又は後で
レーザー光によるリペア位置のマーキングを容易に実施
することができる。

そして、後工程によってこのマーキングを認識すれ
ば、何等の媒体なしに後工程の実施が必要なことと、そ
の後工程を実施すべき位置を認識できるので、媒体を管
理する煩わしさがなく、しかも後工程の実施ミスを防止
することができる。

（実施例） 以下、本発明方法をLCD基板の検査・リペア装置での
実施に適用した一実施例について、図面を参照して具体
的に説明する。

このLCD基板の検査・リペア装置は、第１図に示すよ
うに、筐体の右側面側に配置されたローダ装置１と、ロ
ーダ装置１の左側であって筐体のフロント面側に配置さ
れたプローブ装置２と、その後方に配置されたレーザー
リペア装置３とから構成され、プローブ装置２のフロン
ト側にはプローブ装置用の操作パネル４が、筐体の左側
面側にはレーザーリペア装置用の操作パネル５が、その
後方にはモニターTV6がそれぞれ配置されている。

ローダ装置１は、キャリアカセット内に収容したLCD
基板を一枚ずつ取り出してプローブ装置２に供給し、こ
のプローブ装置２より搬出される検査又は修理，再検査
済みのLCDをキャリアカセットに戻し搬送するものであ
る。

上記プローブ装置２は、本実施例の場合LCD基板の走
査ライン，信号ラインのオープン，上記各ライン間のシ
ョート及びライン交点の絶縁抵抗値を測定するものであ
り、このために第２図に示すようにLCD10の４辺に配置
された各電極領域11,12,13,14にそれぞれコンタクトで
きるように、４つのプローブボードが配置されている。

ここで、電極領域11,12はそれぞれ走査ラインリード
電極，信号ラインリード電極であり、電極領域13,14は
それぞれ上記電極領域11,12の対向電極となっている。

そして、本実施例では上記電極領域11,12用のプロー
ブボードとして、第３図（Ａ）に示すように、フレキシ
ブルなフィルム電極20の一端をカールさせ、基板21との
間に柔軟部材例えばフェルト22を介在させた電極構造と
し、フィルム電極21を前記電極領域11,12の各電極に圧
接して電気的接続を行うようになっている。

一方、前記対向電極の電極領域13,14に使用されるプ
ローブボードは、第３図（Ｂ）に示すように、基板25に
プローブ針26を多数固定し、この針26の先端を屈曲して
上記電極領域13,14の各電極に接触可能としたものであ
る。このように、２種のプローブボードを採用している
理由は、対向電極の電力領域13,14はこの種の検査のた
めにのみ設けられているもので、LCD10の高密度化によ
りそのパッドスペースが小さく制限されているので、小
スペースでも確実にコンタクト可能なプローブ針26によ
って導通を確保するようにしている。

また、この対向電極は信号ライン又は走査ラインの各
ラインの断線またはライン間の短絡の検査時に使用され
るものであり、この種の欠陥は比較的少なく検査の要求
も低くなっている。そして、このようにニーズの低いラ
インの短絡，断線の検査のために、フィルム電極方式を
４箇所に採用しようとすると、このフィルム電極を所定
幅に亘って均一圧力で電極に接触させるための調整機構
が大掛かりとなるので、支持機構が比較的簡易なプロー
ブ針方式を採用することで、コストダウンを図ってい
る。

そして、各プローブボードは、第４図に示すテスター
30に接続され、ここで各ラインのオープンまたはライン
間のショート，ライン交点の絶縁抵抗値等が判定可能と
なっている。

このプローブ装置２では、上記LCD10を載置支持する
ステージ40を、その載置面の直交２軸であるX,Y軸と、
この両軸に直交する高さ方向であるＺ軸と、このＺ軸の
周りの回転方向であって上記Ｘ−Ｙ平面を回転するθ方
向に移動可能となっていて、しかも、ステージ40はプロ
ーブ装置２内のプロービング位置Ａの他に、前述したリ
ペア装置３でリペアが実行されるリペア位置Ｂにも移動
機能となっている。そして、このステージ40の駆動はコ
ントローラ42によって制御されている。

また、このプローブ装置２での特徴として、上記プロ
ービング位置ＡでLCD10のアライメントを実行可能とな
っている。すなわち、上記テスト位置Ａの上方にはマイ
クロスコープ８が設けられ、このマイクロスコープ８接
眼部にマウントを介することで、CCDカメラ等のアライ
メントカメラ41が設置されている。そして、上記マイク
ロスコープ８を介してLCD10の一部の拡大像をアライメ
ントカメラ41に結像し、このアライメントカメラ41の撮
影情報は、第４図のコントローラ42に入力され、ビデオ
切り換えによってモニターTV6に影像表示可能となって
いる。

そして、この画面を見ながら操作パネル４のジョイス
ティックなどを操作してアライメントを行うか、あるい
はアライメントの自動化のために、上記影像パターン
（例えば走査ライン，信号ラインのマトリックスパター
ン）をコントローラ42に送出し、メモリ46で記憶してい
る正規の位置にある場合のパターンと比較し、この比較
結果に基づきステージ40のアライメント駆動を自動制御
することができる。

このように、プロービングポジションとアライメント
ポジションとを共通とすることで、従来のようにアライ
メントを別の場所で実行した後の移動系の機械的誤差に
起因する位置ずれを防止することができ、探針位置精度
を向上することができる。

なお、上記テスタ30での測定結果は、コントローラ42
を介して上記メモリ46に記憶され、不良内容及びそのア
ドレスがリペア情報として記憶されることになる。な
お、後述するホストCPU44に上記リペア情報を記憶する
ものでもよい。

次に、前記レーザーリペア装置３について説明する。

本実施例では、プローブ装置２に使用されるステージ
40をリペア装置３でも共用し、LCD10をステージ40の駆
動によって移動可能とすると共に、この上方に固定され
たレーザーリペアユニット50を設けている。

このレーザリペアユニット50は、LCD10上のショート
パターンをトリミングするためのレーザーを発するレー
ザ発振器51と、LCD10のアライメント用の情報又はオペ
レータのモニタ情報を収集するためのCCDカメラなどで
構成されるオートフォーカス機能付きのリペアモニタカ
メラ60とが設けられ、レーザー光軸とアライメント用及
びモニタ用の光軸は、基板上方で一致するように構成さ
れている。

すなわち、レーザー発振器51より発せられたレーザー
光は、N.Dフィルター52,アパチャー53を介して反射ミラ
ー54で直角に反射され、さらにシャッター55及びレンズ
56を介して、上記リペアモニタカメラ60の光軸上に配置
されたビームスプリッタ57に導かれる。そして、このビ
ームスプリッタ57によって反射されることで、同一光軸
上に配置された対物レンズ58を介してLCD10上にレーザ
ー光が照射されるようになっている。

一方、上記レーザーリペアユニット50内には、照明用
のランプ61が配置され、この照明ランプ61の光がLCD10
によって反射され、上記対物レンズ58,ビームスプリッ
タ57及び拡大レンズ系を介して、LCD10表面の一部拡大
像がリペアモニタカメラ60に結像され、LCD10上の影像
情報が収集可能となっている。

このように、レーザー発振器51より発せられるレーザ
ー光の光軸と、リペアモニタカメラ61のための光軸とを
一致させることで、アライメントされた位置に確実にレ
ーザー光を照射することができ、照射位置ずれを防止す
ることができる。また、一部の光学系を共用することが
できるので、装置の小型化とコストダウンとを図ること
ができる。

なお、上記レーザー発振器51でのレーザー光の出射
は、下記のようにして行われる。すなわち、前記操作パ
ネル５上には第５図に示すようにレーザーカットスイッ
チ70（詳細を後述する）が設けられ、このスイッチ70が
押下されるとレーザーON信号がレーザー電源62に出力さ
れ、このレーザー電極62よりレーザー励起信号が上記レ
ーザー発振器51に出力されることでレーザー光が出射さ
れる。

また、レーザーリペアユニット50内の照明ランプ61の
駆動も上記操作パネル５によって実行され、照明スイッ
チ71によってランプ61をON/OFFし、また、照度切り換え
スイッチ72によってランプ61の明るさを連続的に変更可
能となっている。

また、上記操作パネル５には、上記スイッチの他に、
第５図に示すような各種スイッチ等が設けられている。

電源スイッチ73…レーザリペア装置３の電源をON/OFFす
るものである。

カーソル移動スイッチ74（Ｘ軸,Y軸）…モニターTV6に
表示されるリペアパターンに重畳される直交カーソル5a
（第６図参照）を移動するためのものである。なお、イ
ニシャル時には上記レーザーを１回照射させ、第６図
（Ａ），（Ｂ）示すようにモニターTV6に表示される照
射ポイント5bにカーソル5aの交点を合わせ、以降固定す
るようにしている。すなわち、カーソル5aの交点がレー
ザー照射位置（レーザースポット）となる。

スタートスイッチ75…レーザーリペア装置３に起動をか
けるスイッチであり、不良パターンカット後に、本スイ
ッチを押下することで次の不良パターンに移動するよう
になっている。

ストップスイッチ76…レーザーリペア装置３に終了をか
ける場合、または動作の中断をかける場合に操作される
スイッチである。

Ｚ軸移動スイッチ77…ステージ40をＺ方向に移動させる
スイッチである。

表示器78…リペアに必要な情報を表示するものである。

ジョイスティック79…モニターTV6に表示されたLCD10の
画素をX,Y方向に移動させるものである。

なお、前記レーザーカットスイッチ70は、予め設定さ
れたカットパターンに従い、自動的にレーザーカットを
実行するためのもので、“ワンアクション”でカットで
きるように各モード毎にスイッチが取り付けられてい
る。

また、このプローブ・リペア装置の全制御を司どるた
めにホストCPU44が設けられ、このホストCPU44にはテス
トシーケンス，各種テスト条件が設定されることにな
る。

次に、作用について第７図のフローチャートを参照し
て説明する。

まず、ステップ１〜４にしたがって、初期設定を行
う。ステップ１では、レーザリペア装置３の操作パネル
５を操作して、各種初期設定を実行する。ここで、第７
図のステップ１中の（２），（３）の設定は、前述した
ように第６図（Ａ），（Ｂ）の手順にしたがって実行さ
れるものである。そして、本実施例では基板10の上方に
おいてレーザー光軸とカメラ光軸とが一致しているの
で、上記のような設定を行うことで、レーザー発振器51
からのレーザー光の実際の照射位置が、モニターTV6上
でカーソル交点として確実に一致するので、以降はこの
カーソル交点に不良パターンを一致させれば、常時確実
にレーザ光を不良パターンに照射することができる。

次に、ステップ２〜ステップ４にて、レーザー光学系
の初期設定，ホストCPU44の初期設定及びローダ装置１
への基板カセットのセットなどをそれぞれ実行する。

次に、ローダ装置１よりLCD基板10をプローブ装置２
にロードし（ステップ５）、ステップ６ではテスト＆リ
ペアが選択されるので、以降プローブ装置２でのプロー
ビング検査が実行されることになる（ステップ７）。

ここで、このプローブ装置２の動作を説明する前に、
前記LCD基板10の構成について第８図を参照して説明す
る。

アクティブマトリックス方式の液晶基板上には、透明
電極，パッシベイト膜，配向膜などを備えた多数のピク
セル80が形成されている。

これらのピクセル80には、それぞれMOS型TFT81が配置
されており、このMOS型TFT81のゲートは、それぞれゲー
トライン（信号ラインとも称する）82a,82b,82c…に、
ソースは、それぞれソースライン（走査ラインとも称す
る）83a,83b,83c…に接続されている。また、MOS型TFT8
1のドレインは、それぞれピクセル80内の透明電極に接
続されている。

さらに、前記ゲートライン83a,83b,83c…は、基板10
の端部に形成したゲートリード電極84a,84b,84c…と、
その対向電極84a′,84b′,84c′…にそれぞれ接続され
ている。また、前記ソースライン83a,83b,83cも同様
に、ソースリード電極85a,85b,85c…と、その対向電極8
5a′,85b′,85c′にそれぞれ接続されている。

そして、上記プローブ装置２では、上記ゲートライ
ン，ソースラインの交点における絶縁抵抗の値の検査、
隣接するライン間の短絡の有無の検査、各ライン断線の
有無の検査等を実行している。

このため、第３図に示すプローブボードを上記電極に
接触させ、通電するラインを切り換えながら上述した各
検査を実行している。

例えば、ソースラインとゲートラインの交点の絶縁抵
抗値の検査の場合には、ソースリード電極85aに10〜12V
の電圧を印加し、ソースライン83a,ゲートライン82aの
交点を介してゲートライン82aに流れる電流を測定する
ことで実行できる。以下、同様にして各交点の絶縁抵抗
値を測定することができる。

また、ライン間の短絡，各ラインの断線を検査する場
合には、対向電極を使用して検査することができる。

なお、上記検査を実行するに際しては、本出願人が先
に提案した検査方法（特願昭62−286872,特願昭62−303
951）を好適に採用することができる。

ここで、上記のように各種検査を実行するにあたっ
て、その前提としてプローブボードの接触部が上記各電
極に正しく接触していることが必要となる。このために
は、LCD基板10のアライメントが成されている必要があ
る。

本実施例では、上記のアライメントをプロービング位
置ＡにLCD10を設定した状態で、マイクロスコープ８を
介してアライメントカメラ41によってLCD10の一部の表
面を拡大して撮影し、これをモニターTV6に表示してジ
ョイスティック等により手動調整するか、あるいは撮影
パターンと予め記憶されている正規な位置でのパターン
とを比較して、それが一致するように自動調整するかし
て、アライメントを行うようにしている。

このように、プロービングポジションとアライメント
ポジションとを同一とすることで、従来のICプローブ装
置のようにプロービングポジションに達する前でアライ
メントを実行するものと比較すれば、アライメント後の
搬送ルートの機械的誤差の重畳による探針位置精度の悪
化を防止することができる。

上記検査において断線不良，短絡不良等が生じた場合
には、この不良のアドレス及びその内容がテスター30よ
りコントローラ42を介してメモリ46に記憶されることに
なる。

全検査が終了した場合には、このLCD基板10に対して
不良があるか否かを判別し（ステップ８）、不良が生じ
た場合には次にリペア装置３での動作が開始される。

すなわち、この不良特に短絡の生じているLCD基板10
をステージ40の駆動によってリペア装置３のレーザーイ
ニシャル位置にロードする（ステップ９）。

次に、上記メモリ46の内のアドレス情報にしたがって
ステージ40を移動させ、最初の不良パターン位置がレー
ザスポット位置に一致するように設定する（ステップ1
0）。ここで、オートかマニュアルかが判別され（ステ
ップ11）、マニュアルの場合にはＺ軸移動スイッチ77に
よってステージ40をＺ方向に駆動してリペアモニタカメ
ラ60の焦点合わせを行って焦点が合うまでこれを繰り返
す（ステップ12,13）。

マニュアルモードにて焦点が合った場合及びオートモ
ードが選択されている場合には、次にジョイスティック
79によってレーザースポット位置と不良パターン位置と
のファインアライメントを実行する（ステップ14）。

このファインアライメントにあたって、リペアモニタ
カメラ60によって不良パターンを拡大して撮影し、これ
をモニターTV6に表示し、このモニターTV6に重畳して表
示されているカーソル5aの交点に前記不良パターンが一
致するように、ジョイスティック79を操作することにな
る。

位置があった場合には（ステップ16）、次にカットモ
ードが選択され、レーザーカットスイッチ70が押下され
る（ステップ17）。

次に、ステップ駆動か又は連続駆動かが判断され、連
続駆動であればカット後にさらに不良パターンがあるか
否かが判断され（ステップ20）、不良パターンが存在す
る場合にはステップ10に戻って同様な動作を繰り返す。

ステップ駆動の場合には、カットOKか否かが判断され
（ステップ18）、OKであればスタートスイッチ76を押下
することで（ステップ19）ステップ20に移行し、不良パ
ターンが存在する場合にはステップ10に戻って同様な動
作を繰り返すことになる。

なお、上述したレーザー光によるパターンカットにあ
たっては、本実施例の場合アライメントカメラ60を使用
して行った不良パターンのアライメント位置に確実にレ
ーザーを照射することができ、したがってレーザー照射
の位置ずれがないので確実なレーザーカットを実行する
ことができる。

これは、上記アライメントカメラ60の光軸と、レーザ
ー光の光軸とが、第４図に示すように同軸となっている
からであり、しかも光軸の一致により光学系の構成が一
部共通化されるので、装置の小型化とコストダウンとを
図ることができる。

ここで、ライン交点の配線の絶縁不良が発生した場合
には、片側のラインがレーザーカットされ、後に別の工
程においてワイヤボンディング等の方法により再配線処
理が必要となる。この後工程を確実に実行するために、
何等らかの媒体（フロッピディスク，プリンター用紙）
等により伝達すると、管理が煩雑であり不便であるばか
りか、後工程の実施ミスが生じ易い。

そこで、本実施例ではこのようにライン交点の絶縁不
良により一方のラインをレーザーカットした場合には、
そのカットされたラインの例えば端部（パターン以外の
領域）にレーザー光を照射し、これをマーカーとして使
用するようにしている。例えば、第８図においてソース
ライン83bとゲートライン82bとの交点Ｐで短絡が合った
場合であって、ゲートライン82bをレーザーカットして
リペアする場合にあっては、同図のマーカー100で示す
位置にレーザーによるマーキングを施すことができる。
なお、このレーザーによるマーキング工程は上記リペア
工程の前であっても後ろであってもよい。そして、後工
程によってこのマーカーを識別して不良アドレスを認識
することができるので、何等の媒体を要せずに確実に再
配線工程を実施することが可能となる。なお、後工程用
のマーカーとして切断用レーザーを用いる場合、そのマ
ーキング位置は種々の変形実施が可能であり、少なくと
もラインカットがあったことと、そのカット位置を容易
に判別できるような位置であればよい。

全ての不良パターンについてのレーザーカットが終了
した場合には、ステージ40の駆動によってこのLCD基板1
0をプローバ装置２に戻し搬送し、不良パターンであっ
た場所のみ再テストを実行する（ステップ21）。

このようにして検査，リペアが終了し、かつ、再テス
トOKの場合には（ステップ22）、基板10をローダ装置１
のキャリアカセットに戻し搬送し（ステップ23）、ロー
ダ装置内にセットされた全基板10に対して同様な検査，
リペアを繰り返し、全ロットが終了することでシーケン
スが終了する（ステップ24）。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。

例えば、本発明方法は液晶基板のリペアに限定される
ものではなく、また、交差ラインの交点の短絡をレーザ
ーカットにより実施するレーザーリペアに限らず、レー
ザーリペアにより後工程が不可欠となる他の種々のリペ
アに適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればレーザーリペア
により後工程が不可欠となる場合に、後工程の必要性及
びそのリペア位置を認識させるマーキングをレーザーに
よって施すことで、後工程の実施ミスを確実に防止で
き、かつ、何等の媒体を要せずに簡易に実施できるの
で、媒体管理等の煩わしさもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施に適用したLCD基板の検査
・リペア装置の外観斜視図、 第２図は、LCDの電極領域を説明するための概略説明
図、 第３図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ２種のプローブボー
ドを説明するため概略説明図、 第４図は、第１図に示す装置のブロック図、 第５図は、リペア装置用の操作パネルを示す概略平面
図、 第６図は（Ａ），（Ｂ）は、イニシャル時のレーザース
ポットとカーソル交点とを一致させる動作を説明するた
めの概略説明図、 第７図は、実施例装置の動作を説明するためのフローチ
ャート、 第８図は、LCD基板のパターン構成を説明するための概
略説明図である。 ３……レーザーリペア装置、 10……LCD基板、 51……レーザ光源、 52〜58……レーザー光学系、 100……マーカー、 Ｐ……ライン交点の短絡箇所。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上のリペア部位を、レーザー光により
   リペアするに際して、 このレーザーリペア工程の前または後に、前記リペア部
   位の位置を前記基板上にて示すマーキングを、前記レー
   ザー光によって行うマーキング工程を設けたことを特徴
   とするレーザーリペア方法。
2. 【請求項２】レーザー光を照射するレーザー源と、 レーザ照射領域に配置され、リペア対象の基板を支持す
   るステージと、 レーザー照射領域を撮像するカメラと、 を有するレーザリペア装置において、 前記レーザー源に対して、予め設定された前記レーザー
   源のレーザースポットと前記基板上のリペア部位とが一
   致した状態でのリペア用のレーザー照射を設定制御し、
   かつ、前記リペア用のレーザー照射の前または後に、前
   記リペア部位の位置を前記基板上に付すマーキング用の
   レーザー照射を設定制御する制御手段と、 を有することを特徴とするレーザーリペア装置。