JP2764062B2 - プローブ装置及びプロービング方法 - 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、プローブ装置及びプロービング方法に関す
る。

（従来の技術） プローブ装置として、例えばLCD（液晶ディスプレ
イ）基板の電気的特性を検査するものを挙げることがで
きる。

このLCD基板は、液晶駆動素子であるTFTをマトリック
ス状に多数配置し、その各列毎にTFTのソースを横方向
に配線した共通のソースライン（画面のソースライン対
応する）に接続し、このラインを基板の横方向の両端部
に設けたソースリード電極に接続している。

一方、各行毎にTFTのゲートを縦方向に配線した共通
のゲートライン（画面の信号ラインに対応する）に接続
し、このラインを基板の縦方向の両端部に設けたゲート
リード電極に接続している。

そして、この種のLCD基板に液晶を封入する前に、上
記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イン及び縦方向の信号ラインの各
ラインの断線検査，ライン間の短絡検査、さらにはライ
ン交点の抵抗値の測定検査等を行う必要ある。

上記の各種電気的特性検査を行うためのプローブ装置
の構成としては種々のものがあるが、最も簡易にはLCD
基板の四辺に沿ってそれぞれプローブヘッドを設けるも
のが一般的である。そして、このプローブヘッドとして
は、従来の半導体ウエハのプローブヘッドのように多数
のプローブ針を基板上に所定間隔で配列形成したものも
使用することが可能であるが、近年LCD基板の電極パッ
ドの微小面積化、あるいはパッドピッチの微細化に伴
い、このようなプローブ針を機械的に等間隔で配列形成
することが極めて困難となっている。そこで、プローブ
針を使用したプローブヘッドに代るものとして、FPCと
称されるフィルム状電極に所定ピッチ毎に電極パターン
を形成し、このフィルム状電極をLCD基板の電極パッド
に押圧してコンタクトを行うものが提供されている。

（発明が解決しようとする問題点） このようなフィルム状電極は、微小ピッチ間隔の電極
パターンを容易に形成できる点で、プローブ針を使用し
たプローブヘッドよりも優れているが、プローブ針とは
異なり面接触にて電極パッドにコンタクトするものであ
るから、このフィルム状電極を複数回繰返し使用するこ
とにより、その接触面にゴミ等が付着し、このためにコ
ンタクト不良が生ずるおそれがプローブ針の場合よりも
多くなっている。また、プローブ針方式のプローブヘッ
ドのコンタクト部をクリーニングするものとして、上記
プローブ針をセラミック材等に押し付けてその先端部分
をクリーニングするものがあったが、フィルム状電極に
これをそのまま適用すると、電極パターンの破損が発生
してしまう。

また、プローブ針、FPCいずれの場合でも、定期的に
クリーニングを行う場合には一旦装置より離脱させる必
要があった。

そこで、本発明の目的とするところは、被検査体の電
極パッドに対するコンタクトをプローブ針、FPC等の探
触子を用いて行いながらも、この探触子を装置より離脱
させずに、かつ、探触子の接触面に付着するゴミを電極
パターンを破損せずに除去することにより、常時確実な
コンタクトを行うことができるプローブ装置及びプロー
ビング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に記載の発明に係るプローブ装置は、探触子
と、この探触子に対して相対的に移動可能な載置台とを
有し、前記載置台上に支持された被検査体の電極パッド
に前記探触子を接触させて、被検査体の電気的特性を検
査するプローブ装置において、前記載置台の少なくとも
一辺に配設され、前記探触子の電極パッドに接触する部
位をクリーニングするブラシと、前記載置台を、載置面
の直交２軸方向であるＸ・Ｙ軸、該Ｘ・Ｙ軸に直交する
高さのＺ軸、にそれぞれ移動可能とする移動機構と、前
記探触子のクリーニング時に、前記ブラシを前記載置台
の載置面より上方へ突出させる昇降アームと、を有する
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係るプローブ装置は、請求項
１において、前記ブラシは、前記昇降アームに回転自在
に支持され、前記ブラシを回転駆動させる駆動部をさら
に有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係るプロービング方法は、請
求項１に記載のプローブ装置を用いて被検査体をプロー
ビング検査するにあたり、前記載置台をＸ軸・Ｙ軸方向
にアライメント動作させ、かつ、Ｚ軸方向に移動させ
て、前記探触子を前記載置台上に支持された被検査体の
電極パッドにコンタクトする工程と、前記探触子を介し
て前記被検査体に通電して前記被検査体の電気的特性を
検査する工程と、一又は複数枚の前記被検査体の検査工
程終了後に、前記載置台に備えられた前記移動機構によ
り前記ブラシを、前記探触子の対向位置に配置する工程
と、前記昇降アームにより、前記ブラシを前記載置台の
上方へ突出させて、前記ブラシを前記探触子に接触させ
て前記探触子をクリーニングする工程と、を有すること
を特徴とする。

（作 用） 請求項１及び３に記載の各発明によれば、 （イ）探触子をクリーニングする時のみ、ブラシを取り
付けた昇降アームを載置台の載置面より突出させ、載置
台の移動や検査時等には載置面より下方位置、即ち探触
子と干渉しない位置に昇降アーム及びブラシを退避させ
ておくことができ、従来の例えば特開昭63−234545号、
特開昭57−59668号のように、載置面上に研磨台等が突
設される場合に比して、探触子に衝突する可能性を低く
し、さらには衝突を回避するために、特別な移動を要せ
ず、装置の簡素化が図れます。

（ロ）載置台に元々あるＸ・Ｙ・Ｚの各方向に移動でき
る移動機構と、載置台に設けられたＺ軸方向に移動でき
る昇降アームと、の双方を適宜利用して、クリーニング
用のブラシを探触子部分にコンタクトできるので、探触
子に過度の圧力を与えずにクリーニングでき、しかも探
触子に対するブラシの接触不良をも防止できる。従っ
て、昇降アームを移動機構と共に用いることで、コンタ
クト位置を精密に調整し、確実にコンタクト位置を設定
できる。

しかも、載置台及び昇降アームの移動のみによって接
触できるので、装置をさほど複雑にすることがない。

特に、請求項３では、電極パットと探触子とのコンタ
クトと、ブラシと探触子とのコンタクトの双方におい
て、載置台の移動機構を利用でき、探触子を取り外さず
にクリーニングが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、載置台の上方領域に
て、ブラシを回転駆動させることによってクリーニング
できるので、従来の例えば特開昭63−234545号、特開昭
57−59668号のように、載置台の移動のみでクリーニン
グする場合に比して、移動ストロークを大幅に縮小で
き、装置全体の小型化が図れる。

（実施例） 以下、本発明をLCD基板のプローブ装置に適用した一
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。

このプローブ装置の構成を説明する前に、LCD基板の
構成についてこの基板を模式化して表わした第３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70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
TFT81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。

尚、上記対向電極は各ライン，ライン間の短絡，断線
を検査するために用いるもので、一方、TFTの機能検査
に使用する電極としては、TFTのゲート，ソース，ドレ
インに接続された各電極であり、すなわちゲートリード
電極84a,84b,84c…，ソースリード電極85a,85b,85c…及
び透明電極である。

次に、上記構成のLCD基板70の各種電気的特性検査を
行うためのプローブ装置について、第１図（Ａ），
（Ｂ）を参照して説明する。まず、このプローブ装置
は、第１図（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記LCD基板7
0を載置して支持する載置台１を有し、この載置台１は
その載置面の直交２軸方向であるX,Y軸、このX,Y軸に直
交する高さ方向のＺ軸、このＺ軸の回りの回転方向であ
るθ方向にそれぞれ移動可能となっている。

次に、上記載置台１上に支持されたLCD基板70の電極
にコンタクトするための構成について、第１図（Ａ）を
参照して説明する。

本実施例装置では、LCD基板70の四辺に対応する位置
に、それぞれプローブヘッド10a,10b,10c,10dを配置し
ている。各プローブヘッドは同一の構成を有し、図示し
ないテスタに接続されるパターンを有する基板12と、こ
の基板12の裏面側に一端が支持され、他端側が前記LCD
基板の電極にコンタクトするフィルム電極14を有する構
成となっている。前記フィルム電極14は、LCD基板70の
各辺の電極ピッチと同一ピッチで多数の電極パターンを
有し、このフィルム電極14のコンタクト側は柔軟部材例
えばフェルト16に沿ってカールされている。

次に、本実施例装置の特徴的構成について説明する
と、前記載置台１のＸ方向の一辺及びＹ方向の一辺に
は、前記フィルム電極14の接触面をクリーニングするた
めのブラシ20が支持されている。すなわち、載置台１の
上記２辺の両端には、それぞれ支持台22が突出形成さ
れ、この支持台22上にはＺ方向に昇降自在な２本の昇降
アーム24,24が取付けられ、この昇降アーム24,24の間に
前記ブラシ20が回転自在に支持されている。そして、図
示しない駆動部の動作によって昇降アーム24を昇降移動
させ、かつ、ブラシ20を回転駆動できるようにしてい
る。

次に、作用について説明する。

まず、載置台１上にLCD基板70を載置し、この載置台
１のX,Y,θ方向の移動により、LCD基板70のアライメン
ト動作を実行する。このアライメント動作終了後、前記
載置台１をＺ方向に移動することで、４つのプローブヘ
ッド10a,10b,10c,10dの電極パターンと、前記LCD基板70
の４辺に沿って形成された電極パッドとのコンタクトを
実現することができる。

このようなコンタクトの終了後、上記４つのプローブ
ヘッドを使用することで、下記の検査が実行可能とな
る。すなわち、相対向するプローブヘッド10a,10cの使
用によりテスタより選択的に通電することで、各ゲート
ラインの断線の有無，隣接するゲートライン間の短絡の
有無を検査することができる。同様にして、相対向する
２つのプローブヘッド10b,10dを使用することにより、
テスタから選択的に通電することで、各ソースラインの
断線の有無及び隣接するソースライン間の短絡の有無を
検査することができる。さらに、相隣り合う２つのプロ
ーブヘッド例えばプローブヘッド10a,10bを使用するこ
とで、テスタからの選択的な通電によりゲートライン，
ソースラインの交点における絶縁抵抗の値の検査を実行
することができる。

このようにして１枚のLCD基板70についての全ての検
査が終了した後には、載置台１を下降し、図示しない基
板の搬入出系を利用することで、走査終了後の基板70を
搬出し、新たな基板70を載置台１にセットすることにな
り、その後同様の動作を繰返すことで、同一種に関する
LCD基板70の電気的特性検査を連続して実行することが
できる。

ここで、本実施例では１枚のLCD基板70に対する上記
検査の終了の後あるいは複数枚のLCD基板の上記検査終
了後には、下記のような手順でフィルム電極14のクリー
ニング動作を実行することになる。

このために、まず載置台１を移動して、この載置台１
の２辺に沿って配置されているブラシ20,20を、プロー
ブヘッド10a,10bのフィルム電極14のコンタクト部分の
真下に設定する。この後、第２図に示すように支持台22
に支持されている昇降アーム24を上方に向けて移動し、
この昇降アーム24に支持されている前記ブラシ20をフィ
ルム電極14のコンタクト部分に接触させる。そして、こ
の接触状態にて前記ブラシ20を回転駆動することによ
り、フィルム電極14のコンタクト部分をブラシ20によっ
てクリーニングすることができる。ここで、このブラシ
20のブラシ材質を所望に選択することにより、フィルム
電極14に過度の圧力を与えずに、すなわちフィルム電極
14上の電極パターンに損傷を与えることなくこの面に付
着しているゴミを除去することが可能となる。

そして、本実施例の場合には前記ブラシ20が載置台１
の２辺に沿って２つ配置されているのみであるから、他
のプローブヘッド10c,10dのフィルム電極14のコンタク
ト部分をクリーニングするために、載置台１を移動して
このクリーニングを実現することになる。即ち、もしこ
の載置台１が90度回転可能である場合には、載置台１を
一旦下降させた状態で、これを90度回転し、この結果プ
ローブヘッド10c,10dに支持されているフィルム電極14
の真下に前記ブラシ20を設定することができ、以降は同
様に昇降アーム24の駆動によってブラシ20をフィルム電
極14のコンタクト部分に接触させ、その後回転駆動する
ことにより、クリーニグを実施することができる。ある
いは、載置台１が90度回転できない場合には、例えば載
置台１を第１図（Ａ）に示す状態よりＹ方向に移動し、
プローブヘッド10cに支持されているフィルム電極14の
真下に一つのブラシ20を配置することができ、あるい
は、第１図（Ａ）に示す状態より載置台１をＸ方向に移
動することで、プローブヘッド10dに支持されているフ
ィルム電極14の真下にブラシ20を配置することができ、
この後同様にしてフィルム電極14のクリーニング動作を
実行することが可能となる。

このように、本実施例によればフィルム電極14のクリ
ーニグに最適な回転ブラシ20を用いることにより、フィ
ルム電極14のパターンを損傷せずにその面上に付着して
いるゴミを確実に除去することができ、このフィルム電
極14の電極パターンとLCD基板70の電極パッドとの間に
ゴミが介在することによって生ずるコンタクト不良を確
実に防止することができる。しかも、このフィルム電極
14のクリーニング動作を実行するに当り、載置台１の移
動及び昇降アーム24の移動のみによって達成することが
できるので、装置の構成をさほど複雑にすることがな
い。尚、上記実施例では昇降アームによってブラシ20を
昇降自在とする構成としたが、このようなものに限らず
載置台１の移動のみによってもブラシ20をフィルム電極
14に接触させることが可能である。

以上、本発明の一実施例について説明したが、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、上記実施例では２つのブラシ20を載置台１の
２辺にそれぞれ配置したが、載置台１が例えば360゜回
転可能である場合には、載置台１の一辺にのみ上記のよ
うなブラシ20を有するものであってもよく、あるいは４
つのプローブヘッド10a,10b,10c,10dにそれぞれ対応さ
せて、載置台１の４辺に上記のようなブラシ20を配置す
るものであってもよい。また、本発明はプローブヘッド
としてフィルム電極を用いるものであれば、そのフィル
ム電極によって検査される被検査体としては上記のよう
なLCDに限定されるものではなく、半導体ウエハのよう
な種々の被検査体についても同様に適用することが可能
である。

［発明の効果］ 請求項１及び３の各発明によれば、クリーニングする
時のみ、昇降アームを突出させることができ、昇降アー
ム及びブラシを退避させておくことができる。また、探
触子のクリーニングに最適なブラシによって、この探触
子の電極パターンを損傷せずに確実にクリーニングする
ことができ、しかも、既存の載置台の移動機構及び昇降
アームを利用して、コンタクト位置を精密に調整し、ブ
ラシを最適かつ確実に探触子に接触でき、探触子の適切
なクリーニングができる。また、載置台及び昇降アーム
を利用して探触子を取り外さずにクリーニングが可能と
なる。

請求項２の発明によれば、ブラシを回転駆動させるこ
とによりクリーニングできるので、載置台の移動のみで
クリーニングする場合に比して、移動ストロークを大幅
に縮小でき、装置全体の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明をLCD基板のプローブ装置に適用した
一例を示すもので、同図（Ａ）はプローブ装置の平面
図、同図（Ｂ）はプローブ装置の正面図、第２図は、フ
ィルム電極を回転ブラシによりクリーニングする際の動
作を説明するための概略説明図、第３図は、LCD基板の
パターン構成例を説明するための概略説明図である。 １……載置台、14……フィルム電極、 20……回転ブラシ、70……被検査体。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】探触子と、この探触子に対して相対的に移
   動可能な載置台とを有し、前記載置台上に支持された被
   検査体の電極パッドに前記探触子を接触させて、被検査
   体の電気的特性を検査するプローブ装置において、 前記載置台の少なくとも一辺に配設され、前記探触子の
   電極パッドに接触する部位をクリーニングするブラシ
   と、 前記載置台を、載置面の直交２軸方向であるＸ・Ｙ軸、
   該Ｘ・Ｙ軸に直交する高さのＺ軸、にそれぞれ移動可能
   とする移動機構と、 前記探触子のクリーニング時に、前記ブラシを前記載置
   台の載置面より上方へ突出させる昇降アームと、 を有することを特徴とするプローブ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ブラシは、前記昇降アームに回転自在に支持され、 前記ブラシを回転駆動させる駆動部をさらに有すること
   を特徴とするプローブ装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のプローブ装置を用いて被
   検査体をプロービング検査するにあたり、 前記載置台をＸ軸・Ｙ軸方向にアライメント動作させ、
   かつ、Ｚ軸方向に移動させて、前記探触子を前記載置台
   上に支持された被検査体の電極パッドにコンタクトする
   工程と、 前記探触子を介して前記被検査体に通電して前記被検査
   体の電気的特性を検査する工程と、 一又は複数枚の前記被検査体の検査工程終了後に、前記
   載置台に備えられた前記移動機構により前記ブラシを、
   前記探触子の対向位置に配置する工程と、 前記昇降アームにより、前記ブラシを前記載置台の上方
   へ突出させて、前記ブラシを前記探触子に接触させて前
   記探触子をクリーニングする工程と、 を有することを特徴とするプロービング方法。