JP4993871B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象板をワークテーブルに支持してその背面からバックライトで照明して検査する検査装置に関するものである。

液晶基板等の検査対象板を背面から照明して検査を行う検査装置は一般に知られている。このような検査装置では、ワークテーブルに検査対象板を支持し、この検査対象板の背面からバックライトで照明して、試験が行われる。

このような検査装置においては、これまでは、装置が小型で、検査対象板もあまり大きくなく、バックライトの輝度もあまり高くなかったので、特に熱に対する対策を採らなくても、バックライトの発する熱が問題になることはなかった。

ところで、上述した従来の検査装置では、装置が小型のときは、上記バックライトの発する熱の対策を採らなくても問題にならなかったが、装置が大型化すると、バックライトの発する熱も大きくなり、この熱により問題が生じるようになってきた。例えば、大画面の液晶テレビに使用される液晶基板に用いる検査装置においては、バックライト自体が大型化すると共に、その輝度も上げる必要がある。この結果、上記バックライトが発する熱で液晶基板が熱せられて膨張し、電極のピッチとプローブ針のピッチとがずれて接触不良を起こすことがある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、装置の大型化に伴う熱の問題を解消した検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る検査装置は、検査対象板を支持するワークテーブルと、当該ワークテーブルに支持された検査対象板を裏側から照明するバックライトと、これらワークテーブルとバックライトとを支持して上記検査対象板の位置合わせを行うアライメントステージとを備えた検査装置において、上記アライメントステージ内に、上記ワークテーブルのＺ軸方向の位置合わせを行うＺステージを備え、当該Ｚステージが、ＸＹθステージに固定される固定板部と、上記ワークテーブルとバックライトとを支持した状態で上記固定板部にスライド可能に支持されるスライド筺体部と、当該スライド筺体部をＺ軸方向に移動させる駆動部とを備え、上記スライド筺体部内に、その前面側から背面側まで貫通して設けられ上記バックライトで加熱された空気を背面側へ排出する空気通路を備えると共に、上記バックライトの光源を収納した光源収納室と、当該光源収納室の背面に位置し、熱伝導率の高い材料で構成されて上記光源が接した背面板によって上記光源収納室と仕切られ、かつ当該背面板の一側の全面を覆って設けられ当該背面板を介して伝わる上記光源からの熱を貯める貯熱室と、上記背面板に設けられた空気取り込み口と、上記バックライトの光源で加熱されて上記空気取り込み口を介して上記貯熱室に吸い込まれた空気及び上記背面板を介して伝わった上記光源からの熱によって加熱された上記貯熱室内の空気を上記スライド筺体部内の空気通路へ排出するファンとを、上記スライド筺体部が一体的にかつＺ軸方向にスライド可能に支持し、上記空気通路が、上記貯熱室に連通されて当該貯熱室から取り込んだ空気を背面側へ排出すると共に、上記ファンが、上記光源の周囲の加熱された空気を上記貯熱室内に引いて、上記背面板を介して加熱された当該貯熱室内の空気と一緒に上記空気通路から背面側へ排出して上記光源を冷却することを特徴とする。

上記空気通路によって、上記バックライトの光源で加熱された空気及び上記背面板を介して伝わった上記光源からの熱によって加熱された上記貯熱室内の空気が背面側へ排出されて、上記検査対象板が加熱されるのを防止する。

以上のように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。

上記空気通路によって、上記バックライトの光源で加熱された空気及び上記背面板を介して伝わった上記光源からの熱によって加熱された上記貯熱室内の空気が背面側へ排出されて、上記検査対象板が加熱されるのを防止するため、検査対象板の熱膨張によるプローブ針との接触不良等の熱による問題を解消することができる。

以下、本発明の実施形態に係る検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す図８のI−I線矢視断面図、図２は本発明の実施形態に係る検査装置を示す正面図、図３は本発明の実施形態に係る検査装置を示す図２のIII−III線矢視断面図、図４は本発明の実施形態に係る検査装置のバックライトを示す図５のIV−IV線矢視断面図、図５は本発明の実施形態に係る検査装置のバックライトを示す正面図、図６は本発明の実施形態に係る検査装置のバックライトを示す側面図、図７は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す斜視図、図８は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す正面図、図９は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す図８のIX−IX線矢視断面図、図１０は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す正面断面図、図１１は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す平面図、図１２は本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す底面図である。

本実施形態に係る検査装置は図２、３に示すように構成されている。この検査装置１は主に、ワークテーブル２と、バックライト３と、アライメントステージ４と、検査部５と、フレーム６から構成されている。

ワークテーブル２は、検査対象板である液晶パネル７を支持するための部材である。このワークテーブル２は、液晶パネル７を支持するための支持台部２Ａを備えている。支持台部２Ａには拡散板２Ｂが取り付けられている。液晶パネル７はこの拡散板２Ｂの外側に載置される。ワークテーブル２は、アライメントステージ４に取り付けられ、このアライメントステージ４でＸＹＺ方向及びθ回転方向が制御される。

バックライト３は、ワークテーブル２に支持された液晶パネル７を裏側から照明するための部材である。バックライト３は、図４に示すように主に、筐体８と、ランプ９と、ファン１０とから構成されている。

筐体８は、光源であるランプ９を収納するための部材である。この筐体８は、光源収納室１２と、貯熱室１３とから構成されている。

光源収納室１２は、内部に光源であるランプ９が収納される空間である。光源収納室１２は、筐体８内を背面板１５で仕切られた２つの空間のうちの外側（図４中の上側）に位置して設けられている。光源収納室１２の外側には開口部１６が設けられ、ランプ９からの光がこの開口部１６から液晶パネル７の背面を照明するようになっている。

貯熱室１３は、ランプ９からの熱を貯める空間である。貯熱室１３は、光源収納室１２の背面板１５に面して隣り合った状態で設けられている。これら光源収納室１２と貯熱室１３とは背面板１５で仕切られている。背面板１５は、熱伝導率の高い材料で構成され、ランプ９の熱が貯熱室１３内へ伝達しやすいようになっている。即ち、ランプ９の熱が背面板１５を加熱し、この背面板１５が貯熱室１３内の空気を加熱して、ランプ９の熱を貯熱室１３内に貯めるようになっている。背面板１５には、空気取り込み口１７が設けられ、光源収納室１２と貯熱室１３とを互いに連通している。空気取り込み口１７は、各ランプ９の背面にそれぞれ設けられて、各ランプ９の周囲の加熱された空気を効率的に貯熱室１３内に吸い込むようになっている。空気取り込み口１７は、ランプ９に合わせて細長い孔状に形成されている。

ランプ９は、液晶パネル７をその背面から照明するための光源である。ランプ９は、細い円柱状の蛍光管で構成されている。この細い円柱状のランプ９が、光源収納室１２内に複数本並べて設けられている。ランプ９の制御部(図示せず)は貯熱室１３内に設けられている。

ファン１０は、貯熱室１３内の空気を外部に排出するためのファンである。このファン１０は、貯熱室１３内の背面板１８に複数個設けられている。各ファン１０は、通風孔１９に面して設けられている。このファン１０により、貯熱室１３内の加熱された空気が外部に排出されると共に、空気取り込み口１７を介してランプ９の周囲の加熱された空気が貯熱室１３に吸い込まれて貯熱室１３内の空気と一緒にフレーム６内に排出されるようになっている。フレーム６内の空気は、ダクト(図示せず)を介して建物の外部に排出されたり、そのまま装置の外部に排出されたりする。

アライメントステージ４（図３参照）は、その前面でワークテーブル２とバックライト３とを支持して検査対象板である液晶パネル７の位置合わせを行う部材である。このアライメントステージ４は、図１及び図５〜７に示すように、ＸＹθステージ４Ａと、Ｚステージ４Ｂとから構成されている。ＸＹθステージ４Ａは、液晶パネル７のＸＹ軸方向の調整とθ回転方向の調整とを行う部分である。ＸＹθステージ４Ａは、ワークテーブル２をＸ軸方向とＹ軸方向へ移動させる移動機構(図示せず)と、ワークテーブル２を回転させる回転機構(図示せず)とを備えて構成されている。ＸＹθステージ４Ａは、ステージ取り付けベース２０に、上記移動機構及び回転機構を介して支持されている。

Ｚステージ４Ｂは、ワークテーブル２をＺ軸方向へ移動させるための部材である。Ｚステージ４Ｂは、ＸＹθステージ４Ａに支持された状態でワークテーブル２及びバックライト３を直接支持している。これにより、ＸＹθステージ４ＡとＺステージ４Ｂとが協働してワークテーブル２をＸＹＺ方向に移動させ、θ方向に回転させる。Ｚステージ４Ｂは、固定板部２３と、レール２４と、ガイド２５と、スライド筐体部２６と、駆動部２７とから構成されている。

固定板部２３は、スライド筐体部２６をその両側から挟むように配設されて、ＸＹθステージ４Ａに固定されている。これにより、固定板部２３は、ＸＹθステージ４ＡによってＸＹ軸方向に移動され、θ方向に回転される。

レール２４は、スライド筐体部２６をＺ軸方向にスライドさせるための部材である。レール２４は、各固定板部２３の内側面にＺ軸方向に向けて取り付けられている。

ガイド２５は、レール２４に嵌合してスライド筐体部２６のＺ軸方向のスライドを案内するための部材である。ガイド２５は、スライド筐体部２６の側面に固定された状態で、レール２４にスライド可能に嵌合されている。

スライド筐体部２６は、ワークテーブル２及びバックライト３を支持してＺ軸方向にスライドさせるための部材である。スライド筐体部２６は、固定板部２３に対してスライド可能に支持されている。具体的には、スライド筐体部２６にガイド２５が固定されて、レール２４とガイド２５とを介して固定板部２３にスライド可能に支持されている。スライド筐体部２６の中央部には、駆動部２７が設けられている。スライド筐体部２６の両側には、空気取り込み口１９から取り込んだ空気を案内して排出する空気通路２８が設けられている。この空気通路２８は、これまで使用されていなかったスライド筐体部２６の両側の空間を利用して形成されている。スライド筐体部２６の両側の空間の前面側（バックライト３側）に連通孔２８Ａを設け、背面側にも連通孔２８Ｂを設けて、空気通路２８が形成されている。連通孔２８Ａは、空気取り込み口１９に面して設けられている。連通孔２８Ｂにはファン２９が設けられ、空気通路２８内の空気を外部に排出するようになっている。

駆動部２７は、スライド筐体部２６をＺ軸方向に移動させるための部材である。駆動部２７は主に、Ｚ軸モータ３１と、ボールネジ３２と、ナット３３とから構成されている。

Ｚ軸モータ３１は、固定板部２３の横板部２３Ａに固定されてボールネジ３２を回転させる。ボールネジ３２は、Ｚ軸モータ３１の回転軸と一体的に形成され、固定板部２３側の横板部２３Ａにカップリング３４によって回転可能に支持されている。ナット３３は、スライド筐体部２６をＺ軸方向に移動させるための部材である。ナット３３はボールネジ３２にねじ込まれて設けられている。さらに、ナット３３は、スライド筐体部２６に固定されている。これにより、ボールネジ３２が回転すると、ナット３３は回転することなく、ボールネジ３２に沿ってＺ軸方向に移動して、スライド筐体部２６をＺ軸方向に移動させる。

スライド筐体部２６には、バックライト取り付けベース３５が取り付けられている。このバックライト取り付けベース３５の周囲には多数の支柱３６が設けられている。支柱３６の上側にはワークテーブルベース３７が取り付けられている。このワークテーブルベース３７にワークテーブル２が取り付けられる。バックライト３は、バックライト取り付けベース３５と支柱３６とワークテーブルベース３７とで囲まれた空間に装着された状態で、バックライト取り付けベース３５に固定されている。バックライト取り付けベース３５には、空気取り込み口１９及び連通孔２８Ａに対向する位置に連通孔３５Ａがそれぞれ設けられている。この連通孔３５Ａ、空気取り込み口１９及び連通孔２８Ａとで、バックライト３の貯熱室１３と空気通路２８とが互いに連通されている。これにより、ファン１０、２９で、貯熱室１３内の空気を空気通路２８に吸い込んで連通孔２８Ｂから外部に排出するようになっている。

検査部５は、液晶パネル７に検査用の信号を流して表示状態を検査するための部材である。検査部５は主にプローブユニット４１によって構成されている。プローブユニット４１は、図２、３に示すように主に、プローブベース４２と、プローブブロック４３と、カメラ４４と、プローブステージ４５から構成されている。

プローブベース４２は、プローブブロック４３及びカメラ４４を支持するための部材である。プローブベース４２は、ワークテーブル２に載置された液晶パネル７に望ませた状態でプローブステージ４５を介してフレーム６に固定されている。プローブブロック４３は、その先端のプローブ針(図示せず)が液晶パネル７に望ませた状態で、プローブベース４２に固定されている。カメラ４４は、液晶パネル７に設けたれたマークを見ながら液晶パネル７の位置合わせをするためのカメラである。ここでは、カメラ４４を３台設けているが、２台の場合もある。プローブステージ４５は、フレーム６に固定された状態で、プローブベース４２を支持している。

フレーム６は、ワークテーブル２、バックライト３、アライメントステージ４及び検査部５等を支持するための外殻である。バックライト３等の配置の仕方に応じて全体の構成が組み上げられる。

［動作］
以上のように構成された検査装置は、次のように動作する。

まず、検査装置１が立ち上げられて、バックライト３が点灯される。次に、液晶パネル７がワークテーブル２に自動的に又は手動で搬送される。次に、アライメントステージ４で液晶パネル７が位置合わせされて、液晶パネル７の電極(図示せず)がプローブブロック４３のプローブ針に接触される。次に、液晶パネル７がバックライト３で背後から照明された状態で、検査信号が流されて点灯試験が行われる。このとき、アライメントステージ４内では、ファン１０、２９が作動されている。

バックライト３の光源収納室１２内ではランプ９の発光に伴って熱が発生する。そして、検査時間の経過に伴って周囲が加熱されていく。これにより、光源収納室１２内が加熱され、ワークテーブル２に載置した液晶パネル７も加熱される。

一方、ランプ９で発生する熱は、液晶パネル７側へ伝わると共に背面板１５側へも伝わる。背面板１５に伝わった熱は貯熱室１３内の空気を加熱する。

このとき、ファン１０、２９の作動によって、貯熱室１３内の空気は、空気通路２８を通って外部に排出されている。さらに、貯熱室１３内の空気の排出に伴って、背面板１５の空気取り込み口１７からランプ９の周囲の加熱された空気が吸い込まれる。そして、空気通路２８から外部に排出される。クリーンルーム等においては、フレーム６からクリーンルーム外までダクトを設けて、クリーンルーム外に熱を排出することもなる。

これにより、ランプ９によって直接に加熱されたランプ９の周囲の空気を外部に排出すると共に、背面板１５から貯熱室１３に伝わった熱も同時に外部に排出するため、ランプ９の周囲の加熱を最小限に抑えることができる。

この結果、検査装置の大型化に伴って大量に発生する熱を効率的に冷却して、液晶パネル７が熱膨張するのを防止して接触不良等を解消し、測定精度の向上、検査装置１に対する信頼性の向上を図ることができる。

［変形例］
上記実施形態では、背面板１５を平面板状に形成したが、熱伝導率を向上させるために、背面板１５の両側面又は一側面に放熱フィンを設けても良い。ランプ９側に設ける放熱フィンはランプ９の発する熱を吸収し、貯熱室１３側に設けた放熱フィンは貯熱室１３内の空気中に熱を放出して空気を加熱する。これにより、より効率的にランプ９の発する熱を外部に排除することができる。このとき、放熱フィンは、貯熱室１３内の前面に設けても良い。

上記実施形態では、ワークテーブル２を斜めにした検査装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、ワークテーブル２を縦にして検査装置、ワークテーブル２を横にした検査装置にも適用することができる。これによっても、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す図８のI−I線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置を示す図２のIII−III線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のバックライトを示す図５のIV−IV線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のバックライトを示す正面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のバックライ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アライメントステージ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アライメントステージを示す正面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す図８のIX−IX線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージを示す正面断面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置のアライメントステージ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アライメントステージを示す底面図である。

符号の説明

１：検査装置、２：ワークテーブル、２Ａ：支持台部、２Ｂ：拡散板、３：バックライト、４：アライメントステージ、４Ａ：ＸＹθステージ、４Ｂ：Ｚステージ、５：検査部、６：フレーム、７：液晶パネル、８：筐体、９：ランプ、１０：ファン、１２：光源収納室、１３：貯熱室、１５：背面板、１６：開口部、１７：空気取り込み口、１８：背面板、１９：空気取り込み口、２０：ステージ取り付けベース、２１：２３：固定筐体部、２３Ａ：横板部、２４：レール、２５：ガイド、２６：スライド筐体部、２７：駆動部、２８：空気通路、２８Ａ、２８Ｂ：連通孔、２９：ファン、３１：Ｚ軸モータ、３２：ボールネジ、３３：ナット、３５：バックライト取り付けベース、３５Ａ：連通孔、３６：支柱、３７：ワークテーブルベース、４１：プローブユニット、４２：プローブベース、４３：プローブブロック、４４：カメラ、４５：プローブステージ。

Claims (1)

1. 検査対象板を支持するワークテーブルと、当該ワークテーブルに支持された検査対象板を裏側から照明するバックライトと、これらワークテーブルとバックライトとを支持して上記検査対象板の位置合わせを行うアライメントステージとを備えた検査装置において、
   上記アライメントステージ内に、上記ワークテーブルのＺ軸方向の位置合わせを行うＺステージを備え、当該Ｚステージが、ＸＹθステージに固定される固定板部と、上記ワークテーブルとバックライトとを支持した状態で上記固定板部にスライド可能に支持されるスライド筺体部と、当該スライド筺体部をＺ軸方向に移動させる駆動部とを備え、
   上記スライド筺体部内に、その前面側から背面側まで貫通して設けられ上記バックライトで加熱された空気を背面側へ排出する空気通路を備えると共に、
   上記バックライトの光源を収納した光源収納室と、当該光源収納室の背面に位置し、熱伝導率の高い材料で構成されて上記光源が接した背面板によって上記光源収納室と仕切られ、かつ当該背面板の一側の全面を覆って設けられ当該背面板を介して伝わる上記光源からの熱を貯める貯熱室と、上記背面板に設けられた空気取り込み口と、上記バックライトの光源で加熱されて上記空気取り込み口を介して上記貯熱室に吸い込まれた空気及び上記背面板を介して伝わった上記光源からの熱によって加熱された上記貯熱室内の空気を上記スライド筺体部内の空気通路へ排出するファンとを、上記スライド筺体部が一体的にかつＺ軸方向にスライド可能に支持し、
   上記空気通路が、上記貯熱室に連通されて当該貯熱室から取り込んだ空気を背面側へ排出すると共に、
   上記ファンが、上記光源の周囲の加熱された空気を上記貯熱室内に引いて、上記背面板を介して加熱された当該貯熱室内の空気と一緒に上記空気通路から背面側へ排出して上記光源を冷却することを特徴とする検査装置。

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