JPH10227811A - 平板状被検査体試験用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 針先に付着した金属屑が自然に除去され
るようにすることにある。 【解決手段】 試験用ヘッドは、針押えと、該針押えに
配置された複数のプローブであって針押えに支持された
針主体部および該針主体部に対し針押えと反対の側へ曲
げられた針先部を有する複数のプローブと、該プローブ
の針主体部に対して針押えと反対の側に配置された弾性
変形可能のガイド板とを含む。ガイド板はプローブの針
先部を貫通可能に受け入れた複数の切欠部を有し、各プ
ローブはその先端がガイド板の針主体部と反対の側の面
から突出しない位置とされている。これにより、プロー
ブの針先がガイド板から突出した後、元の位置に戻ると
き、針先の金属屑をプローブおよびガイド板の共同作用
により落す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル、
集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いるヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路（ＩＣ）は、回路が仕様書通り
に動作するか否かの通電試験（電気的特性試験）をされ
る。この種の検査すなわち試験は、一般に、プローブカ
ード、プローブボート等と称されている検査用ヘッドす
なわち試験用ヘッドを用いて行われる。液晶表示パネル
も、類似の試験用ヘッドを用いて、仕様書通りに動作す
るか否かの通電試験（点灯試験）をされる。

【０００３】この種の試験用ヘッドの１つとして、被検
査体の端子部すなわち電極部に通電可能の状態に接続さ
れる複数のプローブを備えるものがある。プローブは、
針押えに片持ち梁状に支持された針主体部と、針主体部
の先端側に続きかつ針主体部に対し下方へ曲げられた針
先部とを有する。被検査体の電極部はプローブの針先に
わずかに過剰に押圧され、それによりプローブはわずか
に弓状に反るいわゆるオーバードライブ状態におかれ
る。

【０００４】しかし、従来の試験用ヘッドでは、プロー
ブをオーバードライブ状態においたとき、プローブの針
先と被検査体の電極部との間に擦り作用が生じ、その結
果電極部に付着されている半田、酸化膜、インジウムと
鈴の合金等の金属の一部が針先によりかき取られて金属
屑として針先に付着することを避けることができない。
針先に付着した金属屑は、試験用ヘッドを繰り返し使用
することにより、漸次成長し、最終的には隣り合うプロ
ーブを電気的に短絡させるほどに大きくなり、その結果
試験不能になる。

【０００５】試験用ヘッドの他の１つとして、針先部を
受け入れた複数のガイド穴を有するガイド板をプローブ
の下側に配置したものがある（たとえば、特開平６−２
９３５９号公報、特開平６−２１１６８号公報）。しか
し、この試験用ヘッドでは、各プローブの針先をガイド
穴に貫通させてプローブの針先の移動をガイド穴により
規制するにすぎないから、針先に付着した金属屑が隣り
合うプローブを短絡する程に大きく成長することを避け
ることができない。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、針先に付着
した金属屑が自然に除去されるようにすることにある。

【０００７】

【解決手段、作用、効果】本発明の試験用ヘッドは、針
押えと、該針押えに配置された複数のプローブであって
針押えに支持された針主体部および該針主体部に対し針
押えと反対の側へ曲げられた針先部を有する複数のプロ
ーブと、該プローブの針主体部に対して針押えと反対の
側に配置された弾性変形可能のガイド板とを含む。ガイ
ド板はプローブの針先部を貫通可能に受け入れた複数の
切欠部を有し、各プローブはその先端がガイド板の針主
体部と反対の側の面から突出しない位置とされている。

【０００８】プローブが被検査体にわずかに過剰に押圧
されると、プローブがわずかに弧状に反るいわゆるオー
バードライブ状態になるとともに、ガイド板もわずかに
反る。このとき、プローブは、その針先で被検査体の電
極部を擦る。これにより、電極部に付着されていた金属
の一部が針先によりかき取られて金属屑として針先に付
着する。

【０００９】しかし、被検査体へのプローブの押圧が解
除されると、先ずプローブが元の状態に戻った後、ガイ
ド板が元の状態に戻る。これにより、プローブは、本質
的に、その先端がガイド板から針主体部と反対の側へ突
出した後、ガイド板の針主体部と反対の側の面から突出
しない位置へ戻ることになる。このため、針先に付着し
た金属屑は、ガイド板により針先から除去される。針先
に付着している金属屑は、プローブがオーバードライブ
状態と元の状態とに変位するたびに除去されるとは限ら
ないが、遅くとも隣り合うプローブを短絡するほどに大
きく成長する前に除去される。

【００１０】本発明によれば、弾性変形可能のガイド板
を用い、ガイド板およびプローブを押圧しないときに各
プローブの先端がガイド板の針押えと反対の側の面から
突出しないようにしたから、針先に付着した金属屑は、
弾性変形したプローブおよびガイド板が元の状態に戻る
とき、プローブおよびガイド板の共同作用により自然に
除去される。

【００１１】各切欠部を針押えからのプローブの針主体
部の突出方向へ伸びる長穴とすることができる。このよ
うにすれば、オーバードライブ時の針先の変位可能範囲
を長穴により規制することができる。各長穴の幅寸法
は、対応するプローブの針先部の最大直径寸法とほぼ同
じであってもよい。

【００１２】各プローブはその先端を対応する切欠部の
基端部を形成する面部分に当接させることができる。こ
のようにすれば、針先に付着している金属屑は、切欠部
の基端部を形成する部位により、確実に除去される。

【００１３】プローブは、高さ位置が同じになるように
一層に配置してもよいし、隣り合うプローブの高さ位置
が異なるように複数層に配置してもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図５を参照するに、試験用
ヘッド１０は、図５に示すように、液晶表示パネル１２
通電試験（点灯試験）のためのプローブユニット１４の
アダプタ１６に組み付けてプローブブロックすなわちプ
ローブ組立体を形成するための１つのヘッドとして利用
される。平板状被検査体すなわち液晶表示パネル１２
は、通電用の複数の端子部すなわち電極部１８が高密度
に配置されている。

【００１５】試験用ヘッド１０は、針押え２０と、針押
え２０に並列的に配置された複数のプローブ２２と、プ
ローブ２２に関して針押え２０と反対の側に配置された
弾性変形可能のガイド板２４とを含む。以下の説明で
は、プローブ２２に対し、針押え２０の側を上とし、ガ
イド板２４の側を下とする。

【００１６】針押え２０は、テーパ状の板部材により矩
形（図示の例では、ほぼ正方形）の楔の形に形成されて
おり、また複数のねじ穴２６を有する。ねじ穴２６は、
針押え２０の上面の側に開放する盲穴である。しかし、
各ねじ穴２６は、針押え２０を貫通する貫通穴であって
もよい。針押え２０は、セラミックのように電気絶縁性
すなわち非導電性の材料から形成されている。

【００１７】各プローブ２２は、接着剤２８により針押
え２０に支持された針主体部３０と、針主体部３０の先
端に続きかつ針主体部３０に対して下方へ曲げられた針
先部３２と、針主体部３０の後端に続きかつ針主体部３
０に対して上方へ曲げられた針後部３４とを有する。

【００１８】各プローブ２２は、導電性材料から形成さ
れている。針主体部３０の先端側の部位から針先まで
は、先端ほど細くなるテーパ部とされている。全てのプ
ローブ２２のテーパ部の長さ寸法は、図示の例ではほぼ
同じであるが、異なっていてもよい。

【００１９】プローブ２２は、針押え２０に対する高さ
位置が隣り合うプローブ２２で異なるように多層に配置
されているとともに、針先部３２および針後部３４の位
置が隣り合うプローブ２２で前後方向に異なるように配
置されている。しかし、プローブ２２をそのように配置
することなく、すべてのプローブ２２を同じ状態に配置
してもよい。

【００２０】針主体部３０は、ほぼ一定の断面積の部分
において針押え２０の下面に接着されており、また針押
え２０の下面とほぼ平行に伸びる。針先部３２は、先端
ほど細い円錐状の形状を有する。これに対し、針後部３
４は、後端ほど細い円錐状の形状を有する。しかし、先
端部３２および針後部３４は、それぞれ、先端および後
端が針主体部３０の軸線方向はまたはその軸線と交差ま
たは直交する方向へ伸びる楔状の形状を有していてもよ
い。

【００２１】ガイド板２４は、非導電性のばね材により
矩形（図示の例では、長方形）の形状に形成されてお
り、またプローブ２２の針先部３２を貫通可能に受け入
れる複数の切欠部３６を長手方向の一端縁部に有する。
各切欠部３６は、ガイド板２４を厚さ方向に貫通する貫
通穴であり、またプローブ２２の針主体部３０の伸長方
向（針押え２０からの針主体部３０の突出方向）へ長い
長穴である。

【００２２】長穴すなわち切欠部３６は、たとえば、レ
ーザビームを用いて形成することができる。図２および
図４に示す例では、各切欠部３６は、その幅寸法および
長さ寸法がガイド板２４の下面ほど小さくなるＶ字状の
断面形状を有する。切欠部３６は、プローブ２２に対応
されており、したがってガイド板２４の長手方向の一端
部のジグザグ状の部位に形成されている。

【００２３】各切欠部３６の幅寸法の最小部分はプロー
ブ２２の針先部３２の最大寸法程度とすることができ、
各切欠部３６の長さ寸法はプローブ２２がオーバードラ
イブ状態におかれたときの針先の移動許容範囲の値とす
ることができる。

【００２４】ガイド板２４は、Ｌ型の取付け具３８によ
り、プローブ２２の針主体部３０の下側を針主体部３０
および針押え２０の下面とほぼ平行に伸びる状態に、針
押え２０に装着されている。しかし、ガイド板２４を接
着剤２８によりプローブ２２とともに針押え２０に接着
してもよい。

【００２５】ヘッド１０に組み立てられた状態におい
て、各プローブ２２およびガイド板２４は、図６に示す
ように無負荷状態において、プローブ２２の端が対応す
る切欠部３６の基端部（針押えの側の部分）を形成する
面部分５０に当接し、かつ、プローブ２２の先端の高さ
位置がほぼガイド板２４の下面の高さ位置となるように
維持されている。しかし、各プローブ２２とガイド板２
４とは、プローブ２２の先端の高さ位置がガイド板２４
の下面の高さ位置以上となる関係、換言すればプローブ
２２の針先がガイド板２４から下方へ突出しない関係を
有していればよい。

【００２６】図５に示すように、試験用ヘッド１０は、
各ねじ穴２６に螺合される図示しない複数のボルトをア
ダプタ１６に形成された貫通穴に通し、各ボルトを針押
え２０に形成されたねじ穴２６に螺合させることによ
り、アダプタ１６とともにプローブブロックに組み立て
られる。組み立てられたプローブブロックは、プローブ
ユニット１４のプローブベース４０に接着剤または複数
のねじ部材により装着される。

【００２７】プローブブロックは、プローブベース４０
に装着されるとき、各プローブ２２の後端がタブ（ＴＡ
Ｂ）テープ４２に設けられた駆動用集積回路４４の電極
にわずかに過剰に押圧された状態に接触するように、取
り付けられる。タブテープ４２はアダプタ１６に結合さ
れた支持体４６に支持されており、駆動用集積回路４４
はフラットケーブル４８の配線を介して電気回路に接続
される。

【００２８】試験時、先ず図６に示すように、ガイド板
２４の先端縁が液晶表示パネル１２の上面に当接した状
態に液晶表示パネル１２がプローブユニットに配置さ
れ、次いで試験用ヘッド１０と液晶表示パネル１２とが
相対的に押圧される。これにより、ガイド板２４の先端
部が弾性変形するから、図７に示すようにプローブ２２
の先端すなわち針先が電極部１８に当接し、ガイド板２
４の先端部下面が液晶表示パネル１２の上面に接触す
る。この状態においても、プローブ２２の針先部３２
は、図７に示すように切欠部３６の面部分５０に当接し
ている。

【００２９】プローブ２２およびガイド板２４がさらに
押圧されて、わずかに過剰の状態になると、図８に示す
ように、プローブ２２がわずかに弧状に反ってオーバー
ドライブ状態になり、またガイド板２４がさらに反る。
これにより、プローブ２２の針先は切欠部の面部分５０
から離れ、プローブ２２はその針先で液晶表示パネル１
２の電極部１８を擦る。その結果、電極部１８に塗布さ
れていた金属の一部が針先によりかき取られて針先に金
属屑として付着する。

【００３０】検査用ヘッド１０と液晶表示パネル１２と
の間の押圧が解除されると、先ずプローブ２２が元の状
態に戻った後、ガイド板２４が元の状態に戻り、さらに
検査用ヘッド１０と液晶表示パネル１２とが離される。
これにより、プローブ２２は、実質的に、その先端が図
９に示すようにガイド板２４から下方へ突出した後、図
１０に示すように切欠部３６の面部分５０に当接した状
態でガイド板２４の下面から突出しない位置へ戻ること
になる。

【００３１】上記のようにプローブ２２の針先がガイド
板２４の下面から突出した後、元の位置へ戻ることによ
り、針先に付着している金属屑は、ガイド板２４の下
面、特に切欠部３６の周りの部位により針先から除去さ
れる。針先に付着している金属屑は、プローブ２２がオ
ーバードライブ状態と元の状態とに変位するたびに除去
されるとは限らないが、遅くとも隣り合うプローブ２２
を短絡するほどに大きく成長する前に除去される。針先
の金属屑は、針先から剥ぎ取られる形で除去されるもの
と推定される。

【００３２】試験用ヘッド１０によれば、上記のよう
に、針先に付着した金属屑がプローブおよびガイド板の
共同作用により自然に除去されるのみならず、オーバー
ドライブ時の電極部に対する針先の滑り量が切欠部の長
さ寸法により制限される。また、待機時に針先部が面部
分５０に接触しているから、針先部が被検査体に対し変
位せず、したがって電極部と針先との位置合わせが容易
になるとともに、正確になる。

【００３３】図１１および図１２を参照するに、試験用
ヘッド６０は、プローブカード、プローブボート等と称
されている試験用ヘッドであり、集積回路のような平板
状の被検査体の電気的特性試験（通電試験）に用いられ
る。被検査体は、半導体ウエーハに形成された集積回
路、切断された集積回路チップおよび実装を終了した集
積回路のいずれであってもよい。

【００３４】試験用ヘッド６０は、円板状の基板６２
と、基板６２に組み付けられた針押え６４と、基板６２
の半径方向へ伸びるように針押え６４に片持ち梁状に支
持された複数のプローブ６６と、プローブ６６の下側に
配置されたガイド板６８とを含む。針押え６４を基板６
２に直接的に組み付ける代わりに、針押え６４を基板６
２に支持板のような適宜な手段を介して間接的に組み付
けてもよい。

【００３５】基板６２は、セラミック、合成樹脂のよう
な電気的絶縁材料で製作することができる。基板６２
は、被検査体を目視可能の開口７０を中心部に有すると
ともに、針押え６４を受け入れる下向きの段部７２を開
口７０の周りに有する。開口７０および段部７２は、被
検査体の平面形状に類似した形状を有しており、図示の
例ではほぼ四角形の形状を有する。開口７０は、基板６
２を厚さ方向に貫通する貫通穴である。段部７２は、下
面と開口７０を形成する内側面に形成されており、また
針押え６４とほぼ同じ大きさを有する。

【００３６】基板６２は、周方向に間隔をおいて段部７
２の周りを半径方向へ伸びる複数の配線（図示せず）を
上下の両面に有する配線基板である。配線は、印刷配線
技術により基板６２に形成された配線パターンの一部で
ある。基板６２は、通電用および信号処理用の電気回路
に接続される複数の端子部すなわちランド（図示せず）
を上面の周縁部に有する。上面の配線はランドに電気的
に接続されており、上下の配線は互いに電気的に接続さ
れている。

【００３７】基板６２は、電気絶縁性のフィルム状の板
材に配線技術により形成された１または２以上の配線パ
ターンを厚さ方向の中間部に有する多層構造のものであ
ってもよい。また、配線パターンを形成したフィルム状
の部材を基板の上下の両面に配置することにより、配線
を基板６２に形成してもよい。

【００３８】針押え６４は、セラミックのような電気的
な絶縁材料で四角形の枠の形に製作されており、また複
数のプローブ６６を四角形の対向する一対の辺に対応す
る部位に支持している。針押え６４の内側の開口７４
は、基板６２の開口７０とほぼ同じ大きさのほぼ四角形
である。針押え６４の下端部は、基板６２の下面より下
方へ突出している。

【００３９】針押え６４は、図示の例では、基板６２の
段部７２に接着剤により装着されている。しかし、針押
え６４を複数のねじ部材により基板６２に取り外し可能
に取り付けてもよい。また、針押え６４を基板６２に直
接的に組み付ける代わりに、針押え６４を基板６２に、
補強板、取り付け板等の適宜な手段を介して、間接的に
組み付けてもよい。さらに、基板６２の一部を針押え６
４として用いてもよい。

【００４０】各プローブ６６は、導電性材料から形成さ
れており、また、針押え６４に支持された針主体部７６
と、この針主体部７６の先端側に続きかつ針主体部７６
に対し基板６２と反対の側（下方）へ曲げられた針先部
７８と、針主体部７６の後端側に続く針後部８０とを有
する。針先部７８は、針主体部７６に対して下方に曲げ
られている。針主体部７６の先端側の部位から針先まで
は、先端ほど細くなるテーパ部とされている。全てのプ
ローブ６６のテーパ部の長さ寸法は、図示の例ではほぼ
同じであるが、異なっていてもよい。

【００４１】プローブ６６は、針押え６４により形成さ
れる四角形の対応する一対の辺に対応する部位を対応す
る辺に沿う方向へ間隔をおいて針押え６４の幅方向へ伸
びており、また針主体部７６の同じ直径寸法の部位にお
いて電気絶縁性の接着剤８２により針押え６４の下側に
取り付けられている。各プローブ６６は、針後部８０に
おいて、基板６２の下面に形成された配線に金属屑付け
されている。

【００４２】プローブ６６は、図示の例では、針押えに
対する高さ位置および針先の位置が隣り合うプローブ６
６で同じになるように１層に配置されているが、基板６
２に対する高さ位置および針先の位置が隣り合うプロー
ブ６６で異なるように、多層に配置してもよい。

【００４３】各ガイド板６８は、試験用ヘッド１０にお
けるガイド板２４と同様に、非導電性のばね材により矩
形（図示の例では、長方形）の形状に形成されており、
またプローブ６６の針先部７８を貫通可能に受け入れる
複数の切欠部８４を長手方向の一端縁部に有する。各切
欠部８４は、試験用ヘッド１０におけるガイド板２４の
切欠部３６と同じ形状を有する長穴である。

【００４４】各ガイド板６８は、接着剤８２により、プ
ローブ６６の針主体部７６の下側を針主体部７６および
針押え６４の下面とほぼ平行に伸びる状態に、針押え６
４に取り付けられている。各ガイド板６８は複数の貫通
穴を針押え６４への装着部に有しており、それらの貫通
穴を貫通する接着剤８２によりプローブ６６とともに針
押え６４に接着されている。

【００４５】試験用ヘッド６０に組み立てられた状態に
おいて、各プローブ６６およびガイド板６８は、図１１
に示すように無負荷状態において、プローブ６６の先端
が対応する切欠部８４の基端部（針押えの側の部分）を
形成する面部分に当接し、かつ、プローブ６６の先端の
高さ位置がほぼガイド板６８の下面の高さ位置となるよ
うに維持されている。

【００４６】試験用ヘッド６０においても、検査用ヘッ
ド６０と被検査体とが相対的に押圧されると、プローブ
６６とガイド板６８とが反り、それによりプローブ６６
の針先がガイド板６８の下面から突出する。これに対
し、検査用ヘッド６０と被検査体とが相対的に押圧が解
除されると、プローブ６６とガイド板６８とが元の状態
に戻り、それによりプローブ６６の先端はほぼガイド板
６８の下面の高さ位置に後退する。このため、上記のよ
うにプローブ６６の針先がガイド板６８の下面から突出
した後、元の位置へ戻ることにより、針先に付着してい
る金属屑は、ガイド板６８の下面、特に切欠部８４の周
りの部位により剥ぎ落される。

【００４７】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、ガイド板を厚さ方向へ貫通する長穴を切欠部と
する代わりに、単なる円形の貫通穴を切欠部としてもよ
いし、先端側にも開放する切込みを切欠部として用いて
もよい。また、ガイド板を非導電性のばね材で形成する
代わりに、弾性変形可能の導電性の板材に切欠部を形成
し、その板材に非導電性の被覆を形成したガイド板を用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の試験用ヘッドの一実施例を示す斜視図
である。

【図２】図１に示す試験用ヘッドの縦断面図である。

【図３】図１に示す試験用ヘッドの一部を拡大して示す
平面図である。

【図４】図１に示す試験用ヘッドの針先部分を説明する
ための断面図である。

【図５】図１に示す試験用ヘッドをプローブユニットに
取り付けた状態を説明するための正面図である。

【図６】図１に示す試験用ヘッドの動作の第１段階を示
す断面図である。

【図７】図１に示す試験用ヘッドの動作の第２段階を示
す断面図である。

【図８】図１に示す試験用ヘッドの動作の第３段階を示
す断面図である。

【図９】図１に示す試験用ヘッドの動作の第４段階を示
す断面図である。

【図１０】図１に示す試験用ヘッドの動作の第５段階を
示す断面図である。

【図１１】本発明の試験用ヘッドの他の実施例を示す縦
断面図である。

【図１２】図１１に示す試験用ヘッドの主要部を示す平
面図である。

【符号の説明】

１０，６０ 試験用ヘッド １２ 被検査体 ２０，６４ 針押え ２２，６６ プローブ ２４，６８ ガイド板 ２８，８２ 接着剤 ３０，７６ 針主体部 ３２，７８ 針先部 ３４，８０ 針後部 ３６，８４ 切欠部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 針押えと、該針押えに配置された複数の
   プローブであって前記針押えに支持された針主体部およ
   び該針主体部に対し前記針押えと反対の側へ曲げられた
   針先部を有する複数のプローブと、該プローブの針主体
   部に対して前記針押えと反対の側に配置された弾性変形
   可能のガイド板とを含み、該ガイド板は前記プローブの
   針先部を貫通可能に受け入れた複数の切欠部を有し、各
   プローブはその先端が前記ガイド板の前記針主体部と反
   対の側の面から突出しない位置とされている、平板状被
   検査体試験用ヘッド。
2. 【請求項２】 各切欠部は、前記針押えからの前記プロ
   ーブの針主体部の突出方向へ伸びる長穴である、請求項
   １に記載の試験用ヘッド。
3. 【請求項３】 各プローブは、その先端を対応する切欠
   部の基端部を形成する面部分に当接させている、請求項
   １または２記載の試験用ヘッド。
4. 【請求項４】 前記プローブは、前記針押えに対する隣
   り合うプローブの高さ位置が異なるように、複数層に配
   置されている、請求項１，２または３記載の試験用ヘッ
   ド。