JP5459646B2 - プローブユニット及び検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶パネル、集積回路等の平板状の被検査体の検査に用いるプローブユニット及び検査装置に関する。
液晶パネル等の平板状の被検査体は、一般にプローブユニットを用いて検査される。この種のプローブユニットとしては、薄い板状のブレード型プローブを複数枚並べて構成するタイプのものがある。この例としては特許文献1がある。この特許文献1の発明を以下に概説する。
プローブ組立体1は、図2及び図3に示すように、ブロック2と、ブロック2の下側に並列的に配置された帯状の複数のプローブ3と、プローブ3を貫通する細長い一対のガイドバー4と、プローブ3の一部を受け入れる一対のスリットバー5と、プローブ3の後端側に針先の位置を安定化させる長尺のガイド部材6と、ガイドバー4をブロック2に支持させる一対のサイドカバー7とを含んで構成されている。
各プローブ3は、帯状の中央領域3Aと、該中央領域の先端および後端から前方および後方へ伸びる一対の針先領域3Bおよび3Cとを備える。中央領域3Aは、ガイドバー4が貫通するガイド穴3Dを各端部に有する。各プローブ3は、そのガイド穴3Dにガイドバー4が通され、各針先領域3Bおよび3Cがスリットバー5に嵌合されて、ブロック2の下側に配設されている。
これにより、針先領域3Bのプローブが液晶パネル上に横一列に設けられた電極に接触されて電気的に接続され、制御信号送信等が行われる。
ところで、液晶パネル等においては、近年、集積化が進んで回路の電極を極めて狭い間隔で配列される場合がある。これに対応するプローブユニットとしては、接触子の位置が異なるブレード型プローブを組み合わせて配設して千鳥状のプローブを構成するプローブユニットがある。
特開平10−132853号公報
ところで、前記接触子の位置が異なるブレード型プローブを配設して千鳥状のプローブを構成するプローブユニットでは、前記接触子の位置が異なる複数種類のブレード型プローブを多数正確に配置して支持するのが容易でなく、ブレード型プローブのよれ、ゆがみ、破損等が生じてしまうことがあるという問題がある。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、ブレード型プローブのよれ、ゆがみ、破損等を抑えて各接触子を正確に支持して各電極に確実に接触させることができるプローブユニット及び検査装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本発明に係るプローブユニットは、ブレード型プローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブ組立体を備えたプローブユニットであって、(1)前記ブレード型プローブが、正確に位置決めされて支持される本体板部と、当該本体板部の先端側に支持されて接触子を支持する、片持ち方式の細長く伸びた先端側腕部と、前記本体板部のFPC側に支持されて接触子を支持する、片持ち方式の細長く伸びたFPC側腕部とを備えると共に、当該ブレード型プローブが第1列用ブレード型プローブと他列用ブレード型プローブとから構成され、(2)前記ブレード型プローブの先端側腕部を挿入する、同一形状のスリットを複数設けた先端側スリットバーと、前記ブレード型プローブのFPC側腕部を挿入する同一形状のスリットを複数設けたFPC側スリットバーを備え、(3)前記第1列用ブレード型プローブは、前記先端側腕部の接触子を、前記被検査体の電極の複数列千鳥状の配列のうちの1列目に整合する位置で且つ先端位置に設け、(4)前記他列用ブレード型プローブは、前記先端側腕部の接触子を、前記被検査体の電極の複数列千鳥状の配列のうちの2列目以降に整合する位置であって前記先端側腕部によって片持ち状態になる位置に設けると共に、前記接触子の先端側に、接触子を除き前記第1列用ブレード型プローブの先端側腕部と同じ形状になるように片持ち方式で細長く伸ばして設定された保持板部を備え、(5)前記先端側スリットバーの前記スリットによる当該他列用ブレード型プローブの保持状態と、前記先端側スリットバーの前記スリットによる前記第1列用ブレード型プローブの保持状態とを同様にするように、前記他列用ブレード型プローブの保持板部が機能することを特徴とする。
前記構成により、前記第1列用ブレード型プローブの前記先端側腕部の接触子が、前記被検査体の複数列千鳥状の電極の1列目に接触し、前記他列用ブレード型プローブの前記先端側腕部の接触子が、前記被検査体の複数列千鳥状の電極の2列目以降に接触して、制御信号を送信する。このとき、前記他列用ブレード型プローブの保持板部によって、当該他列用ブレード型プローブの先端側腕部と前記第1列用ブレード型プローブの先端側腕部とがほぼ同じ長さになる。
被検査体を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するセット部と、当該セット部から渡された被検査体を支持して試験する測定部とを備えた検査装置であって、前記測定部のプローブユニットとして、前記プローブユニットを用いることが望ましい。
以上のように、前記他列用ブレード型プローブの保持板部によって、当該他列用ブレード型プローブの先端側腕部と前記第1列用ブレード型プローブの先端側腕部とがほぼ同じ長さになるため、各ブレード型プローブのよれ、ゆがみ、破損等を抑えて各接触子を正確に支持して各電極に確実に接触させることができる。
以下、本発明の実施形態に係るプローブユニット及び検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態の検査装置は、被検査体の検査に用いる検査装置であって、被検査体を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するセット部と、当該セット部から渡された被検査体を支持して試験する測定部とを備えものである。この検査装置の前記測定部のプローブユニットとして、本実施形態に係るプローブユニットを用いる。なお、本実施形態の検査装置は、前記従来の検査装置とほぼ同様であるため、ここではプローブユニットを中心に説明する。また、本発明に係る検査装置としては、本実施形態に係るプローブユニットを用いることができる装置すべてに適用することができる。
本実施形態のプローブユニット11は、図4に示すように、被検査体としての液晶パネル12の検査装置に用いられる装置である。液晶パネル12は、長方形の形状をしており、また複数の電極(図示せず)を長方形の隣り合う2つの辺に対応する縁部に所定のピッチで形成している。各電極は、液晶パネル12の表面の回路の高集積化に伴って複数段の千鳥状に配設されている。
プローブユニット11は主に、プローブベース13と、プローブ組立体14とを備えて構成されている。
プローブベース13は、検査装置の本体フレーム側に固定される部材である。プローブベース13は、本体フレーム側に固定された状態で、プローブ組立体14を支持している。
プローブ組立体14は、プローブを支持して液晶パネル12の電極に電気的に接触させるための装置である。プローブ組立体14は図5に示すように主に、サスペンションベース16と、スライドブロック17と、プローブプレート18と、FPCベース19と、プローブブロック20とを備えて構成されている。
サスペンションベース16は、スライドブロック17等を介して後述するプローブブロック20のブレード型プローブ38を支持するための部材である。サスペンションベース16は、全体をほぼ立方体状に形成されてプローブベース13に固定されている。サスペンションベース16の先端側には、スライドブロック17を上側から付勢するための庇部16Aが設けられている。庇部16Aにはボルト穴22が設けられ、ボルト23がねじ込まれている。このボルト23の先端側が後述するスライドブロック17のスプリング穴17Bに挿入されている。サスペンションベース16の先端側面の前記庇部16Aの下側には、スライドブロック17を上下方向にスライド可能に案内するレール24が設けられている。
スライドブロック17は、上下へスライドしてプローブブロック20を支持するための部材である。スライドブロック17はおおむね立方体状に形成されている。スライドブロック17の下部には、プローブプレート18を覆う大きさの庇部17Aが形成されている。プローブプレート18は、この庇部17Aを含むスライドブロック17の下側面に当接して支持される。スライドブロック17の基端面(図5中の右側面)には、サスペンションベース16のレール24に嵌合してスライドブロック17の上下への移動を支持するガイド26が取り付けられている。スライドブロック17の上側面には、スプリング28を挿入するためのスプリング穴17Bが設けられている。スプリング28は、ボルト23に支持されてスプリング穴17B内に挿入され、スライドブロック17を下方へ付勢している。このスプリング28による付勢力によって、後述する各接触子56,64が液晶パネル12の各電極に接触した状態で各接触子56,64を各電極側に付勢している。
プローブプレート18は、スライドブロック17に支持された状態で、FPCベース19とプローブブロック20とを支持するための部材である。プローブプレート18は、その上側面がスライドブロック17の下側面に固定された状態で、下側面にFPCベース19とプローブブロック20とが固定されている。
FPCベース19は、FPCケーブル27を支持して外部装置と後述するブレード型プローブ38とを電気的に接続するための部材である。FPCケーブル27は、その基端部がプローブベース13の下側面に取り付けられた中継基板29に接続され、先端部がFPCベース19の下側面に取り付けられている。FPCベース19の先端部には、後述するブレード型プローブ38のFPC側の接触子57に電気的に接触する端子(図示せず)、この端子を保護するガイドフィルム30、駆動用集積回路(図示せず)等が設けられている。
プローブブロック20は、液晶パネル12の回路(図示せず)に検査信号送信等を行うために液晶パネル12の電極に電気的に接触するための部材である。プローブブロック20は、図6,7に示すように、ブロック片33と、スリットバー34と、ガイドバー35と、サポートピン36と、カバー37と、ブレード型プローブ38とから構成されている。
ブロック片33は、その下側面に複数のブレード型プローブ38を一定間隔を空けて一体的に支持するための部材である。ブロック片33は、その下側面がブレード型プローブ38の上側面形状に合わせて凹ませて形成されている。ブロック片33の左右両側(図6中の左上右下方向の両側)には、カバー37を固定するためのネジ穴40が複数設けられている。ブロック片33の上側面には、プローブブロック20をプローブプレート18に固定するためのネジ穴41が複数設けられている。
スリットバー34は、多数配設されるブレード型プローブ38のうち後述する各先端側腕部51,61と各FPC側腕部52,62とをそれぞれ正確に位置決めして支持するための部材である。このスリットバー34は、セラミックスで形成され、熱による影響を受けずにブレード型プローブ38を正確に支持するようになっている。先端側スリットバー34Aはブレード型プローブ38の各先端側腕部51,61を支持し、FPC側スリットバー34Bはブレード型プローブ38の各FPC側腕部52,62を支持する。各スリットバー34A,34Bは、多数のスリット43を設けて構成されている。各スリット43は、ブレード型プローブ38の各先端側腕部51,61及び各FPC側腕部52,62を設定間隔を空けて支持するためのスリットである。先端側スリットバー34Aの各スリット43の間隔は、各スリット43に嵌合する先端側腕部51,61の後述する接触子56,64が液晶パネル12の各電極の間隔に整合するように設定されている。FPC側スリットバー34Bのスリット43の間隔は、各スリット43に嵌合するFPC側腕部52,62の後述する接触子57がFPCケーブル27の端子の間隔に整合するように設定されている。
ガイドバー35は、ブレード型プローブ38を支持するための部材である。ガイドバー35は大径円柱状に形成されている。大径円柱状のガイドバー35の直径は、ブレード型プローブ38の後述する位置決め穴53の内径に整合する寸法に設定されている。これは、ガイドバー35を介してブレード型プローブ38の位置決めをするためである。即ち、ブレード型プローブ38の位置決め穴53にガイドバー35が嵌合した状態でこのガイドバー35を位置決めすると、このガイドバー35の中心軸に直交する方向のブレード型プローブ38の位置が正確に決まる。このため、ガイドバー35の直径をブレード型プローブ38の位置決め穴53の内径に整合する寸法に設定して、ガイドバー35を位置決めすることで、このガイドバー35の中心軸に直交する方向のブレード型プローブ38の位置決めが正確にできるようになっている。
サポートピン36は、ガイドバー35と共に、ブレード型プローブ38を支持するための部材である。サポートピン36は円形棒状に形成されている。このサポートピン36の直径は、ブレード型プローブ38の後述するサポートピン穴54の内径に整合する寸法に設定されている。これは、ガイドバー35と共にサポートピン36を介してブレード型プローブ38の位置決めをするためである。
カバー37は、ガイドバー35とサポートピン36を支持するための板材である。カバー37は2枚用いられ、ブロック片33の両側に取り付けられている。カバー37には、カバー固定用ネジ穴45と、ガイドバー固定用ネジ穴46と、サポートピン固定用ネジ穴47とが設けられている。カバー固定用ネジ穴45は8個、ガイドバー固定用ネジ穴46は2個、サポートピン固定用ネジ穴47は2個設けられている。各ネジ穴は正確に位置決めして設けられ、ブロック片33に対してガイドバー35とサポートピン36を正確に位置決めして支持するようになっている。各ネジ穴45にネジ48がねじ込まれてカバー37がブロック片33に固定される。
ブレード型プローブ38は、液晶パネル12の回路の電極に直接に接触して検査信号送信等を行うため部材である。ブレード型プローブ38は、図1,8,9に示すように構成されている。なお、図1においては、本願発明と従来のプローブとの比較のために、本実施形態に係る2種類のブレード型プローブ38と、従来のブレード型プローブとを並べて記載している。
本実施形態に係るブレード型プローブ38は、第1列用ブレード型プローブ38Aと第2列用ブレード型プローブ38Bとから構成されている。
第1列用ブレード型プローブ38Aは、複数列千鳥状に配設された電極の1列目に整合するプローブである。ここでは、電極が2列千鳥状に配設されているが、3列以上に配列される場合もある。第1列用ブレード型プローブ38Aは、図1(a)に示すように、本体板部50と、先端側腕部51と、FPC側腕部52とから構成されている。
本体板部50は、ガイドバー35とサポートピン36とを通すための位置決め穴53と、サポートピン穴54とが設けられている。位置決め穴53は、その内径がガイドバー35の外径寸法と整合する寸法に設定されている。サポートピン穴54は、その内径がサポートピン36の外径寸法と整合する寸法に設定されている。これにより、本体板部50は、正確に位置決めされて支持される。
先端側腕部51は、その先端部で下側に向いた接触子56を支持するための部材である。先端側腕部51では、2列千鳥状に配設される液晶パネル12の電極の1列目に整合する先端位置に接触子56が設けられている。
FPC側腕部52は、その基端部(図1中の右側端部)で上側に向いた接触子57を支持するための部材である。FPC側腕部52では、FPCケーブル27の端子に整合する位置に接触子57が設けられている。
第2列用ブレード型プローブ38Bは、複数列千鳥状に配設された電極の2列目に整合する他列用ブレード型プローブである。ここでは、電極を2列千鳥状に配設しているため、他列用ブレード型プローブは、第2列用ブレード型プローブ38Bだけとなる。第2列用ブレード型プローブ38Bは、図1(c)に示すように、本体板部60と、先端側腕部61と、FPC側腕部62とから構成されている。
本体板部60は、前記第1列用ブレード型プローブ38Aの本体板部50と同様に構成されている。
先端側腕部61は、その先端近傍で下側に向いた接触子64を支持するための部材である。先端側腕部61は、その全長を第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51と同じ位置まで延ばして形成されている。先端側腕部61の先端部には、図9に示すように、接触子64と保持板部65が設けられている。接触子64は、2列千鳥状に配設される液晶パネル12の電極の2列目に整合する位置(先端側腕部61の先端部から電極1列分ずれた位置)に設けられている。この接触子64の位置は、図1(b)の従来のブレード型プローブの接触子と同じ位置である。なお、液晶パネル12の電極が3列千鳥状に配設されているときは、それぞれの列の電極に整合するように接触子64を設けたブレード型プローブ38が構成される。
前記接触子64の先端側の保持板部65は、スリットバー34の各スリット43との間での保持面積を増やすための部材である。保持板部65は、接触子64の先端側に角状に突き出して設けられている。この保持板部65の寸法は、その先端部が第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51の先端部と同じ位置になるように設定されている。保持板部65の寸法を第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51の寸法と同じにするのは、コンタクト位置の精度を確保すると共に、ブレード型プローブ38のよれ、歪みを抑えて、スリットバー34の各スリット43の破損を防止するためである。図10のように、保持板部65を設けない先端側腕部61の場合は、スリットバー34に対してガイドバー35及びサポートピン36が多少ずれると、短い先端側腕部61に比べて長い先端側腕部51が相対的に大きく移動してずれてしまう。これにより、先端側腕部51のよれ、歪みが大きくなってしまい、またスリットバー34のスリット43がよれたり、歪んだり、破損したりしてしまうことがある。
これに対して図8のように、第1列用ブレード型プローブ38A及び第2列用ブレード型プローブ38Bの全てのブレード型プローブ38が同じ長さになると、全てのブレード型プローブ38が均等にスリットバー34のスリット43に接触して局部的な応力の集中を防止できる。これにより、スリットバー34の各スリット43に対して各先端側腕部51,61のズレを抑えて、プローブコンタクト位置精度を確保すると共に、各ブレード型プローブ38の各先端側腕部51,61のよれ、歪みを抑えて、スリット43の破損を防止している。
保持板部65は接触子64の先端部(下端部)に対して十分な高さを確保できる形状にする。具体的には、接触子64の先端部が液晶パネル12の電極に接触したときに、保持板部65の先端部が液晶パネル12の表面の回路に接触しないように、十分な高さを確保できる形状にする。さらに、スリットバー34のスリット43に確実に挿入される形状にする。保持板部65の厚さは、先端側腕部61と同様に、スリット43に挿入できる厚さである。
なお、保持板部65の寸法は、その先端部が第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51の先端部と同じ位置になるように設定する場合以外に、保持板部65の寸法を、第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51よりも多少短く又は長くなるように設定しても良い。ミクロン単位で見た場合に、スリット43の幅、先端側腕部51の寸法等の諸条件で、多少の違いが出るため、それに合わせて保持板部65の寸法を設定する。
FPC側腕部62は、前記第1列用ブレード型プローブ38AのFPC側腕部52と同様に構成されている。
以上のように構成されたプローブユニット11は次のように作用する。なお、検査装置全体の作用は従来の検査装置と同様であるため、ここでは、プローブユニット11の作用のみを説明する。
ブレード型プローブ38がガイドバー35とサポートピン36とに通されて、ガイドバー35とサポートピン36が2つのカバー37に固定され、さらに、各カバー37がブロック片33に固定されてプローブ組立体14が構成される。そして、プローブ組立体14がプローブベース13に固定されて、プローブ組立体14のブレード型プローブ38の接触子56,64が液晶パネル12の各電極に接触される。
この状態で、第1列用ブレード型プローブ38Aの接触子56の先端側腕部51と、第2列用ブレード型プローブ38Bの接触子64の先端側腕部61は、スリットバー34の各スリット43にそれぞれ嵌合されて支持されている。
このとき、第1列用ブレード型プローブ38Aの先端側腕部51の最先端部である接触子56と、第2列用ブレード型プローブ38Bの先端側腕部61の最先端部である保持板部65がほぼ同じ長さになる。このため、先端側腕部51,61は、スリットバー34の各スリット43に嵌合した状態で、ほぼ同じ面積、ほぼ同じ力で各スリット43に接触している。
これにより、各ブレード型プローブ38A,38Bのよれ、ゆがみ、破損等が抑えられる。この結果、各接触子56,64を正確に支持して液晶パネル12の各電極に確実に接触させることができる。
[変形例]
前記実施形態では、ガイドバー35と共にサポートピン36を設けたが、サポートピン36は設けない場合もある。精度を高める必要がある場合にサポートピン36を設ける。
前記実施形態では、液晶パネル12の電極が2列千鳥状に配設された場合を例に説明したが、3列以上の千鳥状に配設される場合も、前記同様の作用、効果を奏することができる。
本発明の実施形態に係るプローブユニットのブレード型プローブを示す側面図である。 従来の検査装置のプローブ組立体を示す斜視図である。 従来の検査装置のプローブ組立体を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットを示す一部破断側面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ組立体を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ組立体をその裏面から示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ組立体の先端側腕部を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットのプローブ組立体の先端側腕部を示す側面図である。 従来のプローブユニットのプローブ組立体の先端側腕部を示す平面図である。
符号の説明
11:プローブユニット、12:液晶パネル、13:プローブベース、14:プローブ組立体、16:サスペンションベース、17:スライドブロック、18:プローブプレート、19:FPCベース、20:プローブブロック、22:ボルト穴、23:ボルト、24:レール、26:ガイド、27:FPCケーブル、28:スプリング、29:中継基板、30:ガイドフィルム、33:ブロック片、34:スリットバー、34A:先端側スリットバー、34B:FPC側スリットバー、35:ガイドバー、36:サポートピン、37:カバー、38:ブレード型プローブ、38A:第1列用ブレード型プローブ、38B:第2列用ブレード型プローブ、40:ネジ穴、41:ネジ穴、43:スリット、45:カバー固定用ネジ穴、46:ガイドバー固定用ネジ穴、47:サポートピン固定用ネジ穴、48:ネジ、50:本体板部、51,61:先端側腕部、52,62:各FPC側腕部、53:位置決め穴、54:サポートピン穴、56,64:接触子、57:接触子、60:本体板部、62:FPC側腕部、65:保持板部

Claims (2)

  1. ブレード型プローブを支持して被検査体の電極に電気的に接触させるプローブ組立体を備えたプローブユニットであって、
    前記ブレード型プローブが、正確に位置決めされて支持される本体板部と、当該本体板部の先端側に支持されて接触子を支持する、片持ち方式の細長く伸びた先端側腕部と、前記本体板部のFPC側に支持されて接触子を支持する、片持ち方式の細長く伸びたFPC側腕部とを備えると共に、当該ブレード型プローブが第1列用ブレード型プローブと他列用ブレード型プローブとから構成され、
    前記ブレード型プローブの先端側腕部を挿入する、同一形状のスリットを複数設けた先端側スリットバーと、前記ブレード型プローブのFPC側腕部を挿入する同一形状のスリットを複数設けたFPC側スリットバーを備え、
    前記第1列用ブレード型プローブは、前記先端側腕部の接触子を、前記被検査体の電極の複数列千鳥状の配列のうちの1列目に整合する位置で且つ先端位置に設け、
    前記他列用ブレード型プローブは、前記先端側腕部の接触子を、前記被検査体の電極の複数列千鳥状の配列のうちの2列目以降に整合する位置であって前記先端側腕部によって片持ち状態になる位置に設けると共に、前記接触子の先端側に、接触子を除き前記第1列用ブレード型プローブの先端側腕部と同じ形状になるように片持ち方式で細長く伸ばして設定された保持板部を備え、
    前記先端側スリットバーの前記スリットによる当該他列用ブレード型プローブの保持状態と、前記先端側スリットバーの前記スリットによる前記第1列用ブレード型プローブの保持状態とを同様にするように、前記他列用ブレード型プローブの保持板部が機能することを特徴とするプローブユニット。
  2. 被検査体の検査に用いる検査装置であって、
    被検査体を外部から搬入し、検査終了後に外部へ搬送するセット部と、当該セット部から渡された被検査体を支持して試験する測定部とを備え、
    前記測定部のプローブユニットとして、請求項1に記載のプローブユニットを用いたことを特徴とする検査装置。
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