JP3639828B2

JP3639828B2 - Ｌｃｄ検査プローブの位置合わせ方法及び装置

Info

Publication number: JP3639828B2
Application number: JP2002315946A
Authority: JP
Inventors: 利明岩田
Original assignee: Toshiba Teli Corp
Current assignee: Toshiba Teli Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP2003215528A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示デバイス（ＬＣＤ基板と称する）の接続パターン等にプローブを接触させて、試験、検査等を行うのに利用される装置に係わり、特に、接続精度を向上させたＬＣＤ検査プローブの位置合せ方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ基板の点灯状態を試験、検査する場合、ＬＣＤ基板をパレット上に平面的に載置し、このパレットを平面的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、回転（θ）方向に位置調整し、所定位置に設置されているプローブを近付けて、ＬＣＤ基板の接続パターンに電気的接触を行い、試験、検査を行っている。
【０００３】
ここで、パレットを調整する装置は、Ｘ軸方向用のステージ、Ｙ軸方向用のステージ、θ方向用のステージを積み重ねることにより構成されている。そして、パレット及びその上面のＬＣＤ基板を位置調整する場合、ビデオカメラにより監視しており、ＬＣＤ基板の位置パターンを写し出して調整作業を行っている。
【０００４】
ビデオカメラでＬＣＤ基板の位置調整を行う場合、その基準となる基準データは、メモリに記憶されており画像比較結果得られた誤差データにより調整を行っている。この調整が終わると、プローブ治具が下降されて、ＬＣＤ基板の接続パターンに電気的に接続される。よって、上記の調整作業のときに比較対象とされる基準データは、プローブ治具の位置をメモリのデータ上で表していることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来のシステムは、パレット上のＬＣＤ基板をビデオカメラで監視して、そのパターンをメモリの基準データと比較して、Ｘ、Ｙ、θ方向の調整を行い、この調整の完了の後、プローブ治具を下降させて接続パターンにプローブを接続している。しかし、この方式は、メモリの基準データが正確にプローブ治具の位置に対応していること、及びビデオカメラの撮影情報が正確であることが前提となる。
【０００６】
このために、ビデオカメラの取り付け位置とプローブ治具の位置との相互関係は極めて高精度でなければならず、組み立て精度に厳格なものが要求される。また温度ドリフト等によりビデオカメラの撮影条件に狂いが生じることがあり、そのときは再度初期設定処理を行うか、基準データの調整を行う必要が生じる。
【０００７】
そこでこの発明は、プローブ治具とＬＣＤ基板の位置合わせを、高精度で得ることができ、しかも温度ドリフトや外乱に影響を受けにくくしたＬＣＤ検査プローブの位置合せ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、パレットに位置決め保持されたＬＣＤ基板に対して、プローブ治具を近づけて、ＬＣＤ基板の端子群とプローブ治具のプローブ群とを電気的に接続して前記ＬＣＤ基板の検査を行なうために、前記パレットを通じて前記ＬＣＤ基板とプローブ治具との位置合わせを行なう方法として、前記パレットの内部に埋設され、反射部材を介して、前記プローブ治具に設けられたマークとＬＣＤ基板のマークとの重なり状態をビデオカメラで撮像し、前記撮影した両マーク間のずれ情報に基づいて両マークが所定の位置関係となるように、前記ＬＣＤ基板を保持している前記パレットを搭載した調整テーブルの位置制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
上記の手段により、両マークが照準とされて読み取られるために、カメラの取り付け精度は関係なく、また、温度ドリフト等による電気的変化があっても、精度よくプローブをＬＣＤ基板の端子に位置合わせを行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。図１はこの発明の前提となる例を示す図である。１００はＬＣＤ基板であり、このＬＣＤ基板は、パレット２００上に精度良く位置決めされて保持されている。パレット２００は、さらに調整テーブル装置３００上に精度良く位置決めされて載置されている。このパレット２００は例えば透明な材質により構成されている。調整テーブル装置３００は、平面的に直交するＸ軸、Ｙ軸方向のテーブルと、回転方向（θ方向）のテーブルを有する（図３参照）。この調整テーブル装置３００は、パターン比較及び制御装置５０３により制御される。
【００１１】
プローブ治具４００は、図示矢印Ａ方向に下降して、そのプローブをＬＣＤ基板１００の端子に電気的に接続することができる。プローブ治具４００の機械的駆動装置及び調整テーブル装置３００の機械的駆動装置については図示していないが周知の機構がある。
【００１２】
プローブ治具４００のプローブがＬＣＤ基板１００の端子に電気的に接続する場合、その位置合わせが行われる。この位置合わせを行うための、監視位置情報は、次のように得られる。即ち、ビデオカメラ５０１、５０２がプローブ治具４００のマークと、ＬＣＤ基板１００のマークとを撮像して、そのマーク画像の位置誤差を監視することにより得られる。ビデオカメラ５０１、５０２からの撮像信号は、パターン比較及び制御装置５０３に入力される。パターン比較及び制御装置５０３は、プローブ治具４００のマークとこれに対応するＬＣＤ基板１００のマークとが所定の関係になるように、調整テーブル装置３００を制御する。
【００１３】
プローブ治具４００のマークとこれに対応するＬＣＤ基板１００のマークとは、例えばモニタ５０４に表示される。例えばマークＭ１１がビデオカメラ５０１により撮像されたプローブ治具４００のマークであり、マークＭ２１が同じくビデオカメラ５０１により撮像されたＬＣＤ基板１００のマークである。この例ではマークＭ１は格子状であり、マークＭ２１は四角形である。マークＭ２１が格子に合致した状態となったときに位置合わせが完了する。
【００１４】
位置合わせが行われ、プローブ治具４００のプローブとＬＣＤ基板１００の所定の端子とが接続されると、プローブを通して各種の電気的試験が行われる。例えば、所定の画像を表示させてその様子を別の監視カメラで撮像して画像処理により確認を行う等の試験である。このときは、バックライト６００がオンし、液晶表示機能が発揮されるように設定される。
【００１５】
このシステムは、ＬＣＤ基板１００に設けられているマークと、プローブ治具４００に設けられているマークとをビデオカメラで撮像し、照準媒体として利用しながら位置合わせをおこなっている点に特徴がある。
【００１６】
図２は、ＬＣＤ基板１００を取り出して原理的に示している。ＬＣＤ基板１００は、２枚の透明ガラス１０１、１０２間に液晶１０３を封じ込めたものであり、液晶セルを制御するために、ガラス１０２には透明電極から導出した多数の端子群が導出されている。端子群は、横２０００本、縦５００本程も存在する。ここでガラス１０２の４つの角部には、マークＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４が塗布されている。図２（Ｃ）は、ＬＣＤ基板１００がパレット２００に載置された状態を示している。
【００１７】
図３（Ｂ）は、プローブ治具４００とＬＣＤ基板１００とビデオカメラ５０１、５０２の配置例を示している。ビデオカメラ５０１、５０２は、それぞれＬＣＤ基板１００に設けられているマークとプローブ治具４００に設けられているマークとを重ねて撮像しなければならない。したがって、プローブ治具４００の角部には、例えば透明板（例えばガラス）４０１、４０２、４０３、４０４が設けられ、この透明板４０１、４０２、４０３、４０４に格子のマークが塗布されている。これにより、ビデオカメラ５０１、５０２は、プローブ治具４００に設けられているマークとＬＣＤ基板１００に設けられているマークとを重ねて撮像することができる。図３（Ａ）はビデオカメラ５０１が、透明板４０１に設けられている格子のマークとＬＣＤ基板１００に設けられているマークＭ２１とを重ねて撮像した状態を示している。この状態は理想的な位置合わせ状態を示しているが、位置ずれが生じている場合には、格子の四角形に対して四角形のマークＭ２１が傾いている。
【００１８】
図４もこの発明の前提となる例である。上記した例では、ビデオカメラ５０１、５０２がプローブ治具４００の上部に設置されていた。しかし、図４（Ａ）の例では、プリズム７０１、７０２により光軸の向きを変えて、サイドからビデオカメラを配置できるようにした例である。この例では、マークを読み取るための照明は、自己照明でありビデオカメラ５０１、５０２側から照明光を照射している。
【００１９】
しかしこの照明方法に限らず図４（Ｂ）に示すように、本来備えらえているバックライト６００の光を照明として利用してもよい。この場合、当然、調整テーブル３００は、バックライト６００の光がマークの光路を通るようにフレーム枠となっている。
【００２０】
図５（Ａ）は、さらに他の例を示している。上記した実施例では、ビデオカメラ５０１、５０２は、プローブ治具４００の上側に配置されている。しかし、調整テーブルの下側に配置されてもよい。このような配置の場合、プローブ治具４００を移動させたり、パレット２００を移動させたりして作業を行う側にカメラがないので空間的な余裕があり作業が容易となる。図５（Ａ）の例の場合、プリズム７０１、ビデオカメラ５０１、７０２、ビデオカメラ５０２を調整テーブル３００の下側に配置している。また、プローブ治具４００の上側には、マークに対応する位置に、プリズム８０３、８０４を配置し、それぞれのプリズム８０３、８０４を介して光源８０１、８０２により照明を行うようにしている。光源８０１、８０２、プリズム８０３、８０４を省略して、カメラ側から自己照明をおこなってもよい。
【００２１】
図５（Ｂ）は、この発明に係る実施例である。この実施例は、パレット２００とビデオカメラ５０１、５０２を一体化して、周辺の簡素化を図ったものである。パレット２００は、厚みが大きくなるが、ビデオカメラ支持するための機構が不要となる。パレット２００において、ＬＣＤ基板１００のマークに対応する各位置には、厚み方向と側部方向に連続する断面Ｌ字状の穴が開設されている。穴２２１、２２２の角部にはプリズム７０１、７０２が配置されマーク位置を通る光をビデオカメラに導くようにしている。この実施例においても照明方法は、バックライトを利用してもよく、自己照明であってもよい。
【００２２】
図６（Ａ）は、さらにまた他の実施例である。図５（Ｂ）の実施例と若干異なる。この実施例は、先のプリズム７０１、７０２に変えてハーフミラー７１１、７１２が利用されている。さらにパレット２００の穴２２１、２２２は、ハーフミラー７１１、７１２を介してバックライト６００からの光も通過できるように構成されている。これによりバックライト６００の照明を利用してマークの位置合わせ作業を行うことができる。
【００２３】
上記した実施例においては、ビデオカメラ５０１、５０２は、対向する位置に配置されいるかのように示した。これは構成をわかり安くするためであり、実際にはビデオカメラ５０１、５０２は、図６（Ｂ）に示すすように、併設して配列されている。
【００２４】
上記した説明では、ＬＣＤ基板１００の大きさ（面積）については触れていない。したがって、図６（Ｂ）に示すビデオカメラ５０１、５０２間の距離Ｌ１（ＬＣＤ基板のマーク間の距離に対応）については説明していない。しかしこのシステムは、ＬＣＤ基板の大きさに応じて、各種の距離Ｌ２、Ｌ３でビデオカメラを配置可能なパレットが用意されている。即ち、図７に示すように、パレット２００Ａ、２００Ｂは、それぞれ異なる大きさのＬＣＤ基板１００Ａ、１００Ｂを保持することができる。そしてそれぞれのＬＣＤ基板１００Ａ、１００Ｂのマーク間隔は異なるので、それぞれに応じた間隔でビデオカメラ５５１、５５２、及び５６１、５６２を取り付けることができるようになっている。なお、試験装置において、このような大きさの異なるパレットに交換された場合は、当然、ＬＣＤ基板の端子に対応する大きさのプローブ治具に交換される。
【００２５】
図８（Ａ）はマークの比較例を説明するために、原理的に示した例である。上記した実施例においては、ビデオカメラ５０１、５０２がパターンの画像情報を取り込み、この画像情報により位置合わせ制御を行うものとした。しかし、図８に示すように、粗調整と、精密な微調整とを区別して位置合わせを行ってもよい。即ち、９０１、９０２は粗調整用のビデオカメラである。粗調整が行われるときは、ビデオカメラ９０１、９０２により取り込まれた画像情報により調整テーブルの制御が行われる。この調整は、簡単な調整であり、例えば格子の中に四角のマークがほぼ位置すればよいものとされている。この調整が終わると、続いてビデオカメラ５０１、５０２により取り込まれた画像情報により調整テーブルの制御が行われる。この調整は高精度で位置合わせが行われる。
【００２６】
このような調整を行うために、例えば、図８（Ｂ）に示すように、格子マークに対して粗調整側では四角マークが十分小さく、微調整側では四角マークが大きく形成されている。
【００２７】
照準を合わせるためのマークの種類は、上記した例に限らず、図９に示すような各種のマークを利用することができる。斜線を付したマークが例えばＬＣＤ基板１００に設けられているマーク、白抜きのマークがプローブ治具４００のマークである。
【００２８】
さらにまた、上記した実施例では、透明材やガラス材にマークを塗布しておくものとして説明したが、開設穴による穴の形状を選定してマークとしてもよい。また切抜きによる形状でマークとしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によると、プローブ治具とＬＣＤ基板の位置合わせを高精度で得ることができ、しかも温度ドリフトや外乱に影響を受けにくいシステムを構築でいる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の前提となる例を示す図。
【図２】ＬＣＤ基板の説明図。
【図３】マークとＬＣＤ基板とプローブ治具の関係を示す説明図。
【図４】この発明の他の実施例を示す図。
【図５】同じくこの発明の前提となる例を示す図。
【図６】同じくこの発明の前提と、この発明に係る実施例を示す図。
【図７】同じくこの発明の他の実施例を示す図。
【図８】同じくこの発明のマークの比較例を示す図。
【図９】マークの例を示す図。
【符号の説明】
１００…ＬＣＤ基板、２００…パレット、３００…調整テーブル、４００…プローブ治具、５０１、５０２…ビデオカメラ、５０３…パターン比較及び制御装置、５０４…モニタ、６００…バックライト。

Claims

パレットに位置決め保持されたＬＣＤ基板に対して、プローブ治具を近づけて、ＬＣＤ基板の端子群とプローブ治具のプローブ群とを電気的に接続して前記ＬＣＤ基板の検査を行なうために、前記パレットを通じて前記ＬＣＤ基板とプローブ治具との位置合わせを行なう方法として、
前記パレットの内部に埋設され、反射部材を介して、前記プローブ治具に設けられたマークとＬＣＤ基板のマークとの重なり状態をビデオカメラで撮像し、
前記撮影した両マーク間のずれ情報に基づいて両マークが所定の位置関係となるように、前記ＬＣＤ基板を保持している前記パレットを搭載した調整テーブルの位置制御を行うことを特徴とするＬＣＤ検査プローブの位置合わせ方法。
平面的な直交するＸ軸、Ｙ軸方向及び回転方向への位置調整が可能な調整テーブル装置と、
前記調整テーブル装置の上面に載置されたパレットと、
前記パレットに保持されるＬＣＤ基板と、
前記ＬＣＤ基板の角部の少なくとも２箇所の光透過部に付された第１のマークと、
前記パレットの上側で、前記ＬＣＤ基板の端子に対応したプローブを有し、このプローブを前記ＬＣＤ基板に近接して接触することができる上下可動自在なプローブ装置と、
前記プローブ装置の一部の光透過部に設けられ、前記ＬＣＤ基板の第１のマークに対応した位置であって、前記第１のマークと組み合わせることができる第２のマークと、
前記パレットに埋設されており、反射部材を介して前記第１と第２のマークを光学的に重ねて撮影するビデオカメラと、
前記撮影手段により撮像された前記第１と第２のマークの画像情報から所定の位置関係のずれを検出して、前記ずれ量に応じて前記調整テーブル装置を制御し、前記ずれ量をなくすための制御手段と
を具備したことを特徴とするＬＣＤ検査プローブの位置合わせ装置。