JP2853045B2 - 基板用プローバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基板用プローバに関し、例えば液晶表示
パネル又はそれを構成するガラス基板の試験に用いられ
るものに利用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

液晶パネルの試験に用いられるプローブボードの例と
して、例えば特開昭63-173971号公報がある。この公報
に開示されているプローブボードは、ゴムに金を混入し
てちりばめて導電部分を持たせ、それをガラス基板の電
極へ接触させるプローブとして用いるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記構成のプローブボードでは、ゴムに金を混入させ
る必要があり、その製造に格別の技術ないし装置を必要
としその分コストが高くなるという問題を有する。ま
た、その電極の接触面積が広くなるため、単位面積当た
りの接触圧が小さくなる。このように接触圧が小さくな
ると、上記プローブ電極又は被試験液晶パネルの電極の
表面における絶縁性のゴミや酸化膜等により安定した電
気的接触が得られないという問題が存在する。

この発明の目的は、簡単な構成で安定した電気的接触
を得ることのできる基板用プローバを提供することにあ
る。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるで
あろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、
ほゞ円筒形とされた弾性体を芯として、その円周方向に
沿って測定すべき電極に適合したピッチの電極が設けら
れたプローブを用い、そのプローブ側か或いは上記プロ
ーブによって電気的試験が行われる測定物である基板を
保持する測定載置台を超音波振動させた状態で両者を接
触させる。プローブを構成する電極はフレキシブル配線
基板で構成し、測定すべき電極との接触部で配線を切断
している。

〔作用〕

上記した手段にれば、上記超音波振動によって接触面
が互いに摩れ合うので表面のゴミや酸化膜等が除去で
き、安定した電気的接触を得ることができる。また、プ
ローブを構成する電極をフレキシブル配線基板で構成し
て、測定すべき電極との接触部で配線を切断しているの
で、測定すべき電極がこの切断部分に接触するとフレキ
シブル配線基板に電流が流れて、測定すべき電極にプロ
ーブが接触したことを検出することができる。

〔実施例〕

第１図には、この発明に係る基板用プローバの一実施
例の要部斜視図が示されている。

同図では、図面が複雑化されてしまうのを防ぐため
に、５つのプローブとそれに対応した５つの電極を持つ
液晶パネル用のガラス基板が代表として例示的に示され
ている。

この実施例のプローブは、特に制限されないが、フレ
キシブル配線基板FPCが利用される。すなわち、フレキ
シブル配線基板FPCは、公知の配線基板技術により、適
当なフレキシブルなフィルム状の基板に配線パターンが
形成される。この配線パターンは、測定すべきガラス基
板LCDの電極のピッチに合わせて形成される。このフレ
キシブル配線基板FPCは帯状態にされ、そこに形成され
た配線がプローブとプローブをテスターに導く配線とし
て利用される。なお、同図では、実際と異なるがフィル
ム状の基板は配線の厚みの部分に含まれると理解された
い。

上記フレキシブル配線基板FPCは、その中央部が弾力
性を持つ円筒形のシリコンゴムに対して、その円周に沿
って配線が構成されるよう巻かれて接着される。すなわ
ち、フレキシブル配線基板FPCは、上記シリコンゴムを
芯として略円筒形に構成される。特に制限されないが、
上記フレキシブル配線基板FPCの配線が形成される側の
表面は、後述するような接触部分を除いて絶縁性の被膜
が形成される。図示しない絶縁ブロック等によって、円
筒形にされた配線基板の上部からシリコンゴムを押し潰
すように、同図に矢印で示したような圧着力Ｆを作用さ
せ、円筒形の下部分の配線がガラス基板LCDの電極に所
望の接触圧を持って接触させられる。このような接着力
Ｆの作用によって、もともと円筒形であったシリコンゴ
ムは、その断面部分が同図に示すような楕円形に変形す
るものとなる。このような接触部分における配線は、上
記のような絶縁被膜が形成されないからガラス基板LCD
の電極に対して電気的接続が行われる。

プローブ針のような接触尖を持つものでは、その単位
面積当たりの接触面積が小さいから電極表面のゴミや酸
化膜を除去しながら接触する。しかしながら、上記のよ
うな平面的な接触面を持つプローブでは、接触面におけ
るゴミや酸化膜の影響を受けて良好で安定した電気的接
触が得られない。そこで、この実施例では、特に制限さ
れないが、上記シリコンゴムの中に超音波振動素子を内
蔵させる。上記接着力Ｆを作用させたとき、超音波振動
素子を駆動して、プローブ側を超音波振動させる。この
超音波振動により、両電極が互いに摩れ合うため、上記
ゴミや酸化膜を除去して良好な電気的接触を得ることが
できる。このとき、シリコンゴムは、その弾性により超
音波振動を吸収するよう作用するから、上記超音波振動
素子はガラス基板LCDの電極に対応した電極の近くに内
蔵させるものである。

この実施例では、上記接触の有無を検出するために、
上記プローブとして作用する配線は、上記接触部で切断
される。それ故、上記シリコンゴムを境にして、上側の
配線と下側の配線とは電気的に分離された状態にされ
る。

したがって、適当な位置合わせ装置により、上記基板
用プローブ対して、測定すべき液晶パネル等のガラス基
板LCDを位置合わせした状態で、図示しない絶縁ブロッ
ク等により円筒形の上側から圧着力Ｆを作用させて、シ
リコンゴムの下側の配線部分をガラス基板の電極へ接触
させる。このとき、上記の超音波振動素子を駆動しなが
ら上側のフレキシブル配線基板FPCの配線側から電流Ｉ
を流す。上記プローブに正しくガラス基板が位置合わせ
されているならば、上記電流Ｉはガラス基板側の電極を
介して下側のフレキシブル配線基板FPCの配線に流れる
電流Ｉ′として検出される。この電流Ｉ′を検出する
と、特に制限されないが、上記プローブ側を振動させる
超音波振動素子の駆動を停止させる。

上記のようなプローブの電極構成を採ることにより、
対応する一対の配線間の通電を検出することにより、プ
ローブの電極への接触をモニターすることができる。ま
た、上記電流Ｉ′を検出した時点を基準にして、上記絶
縁ブロックによる追い込み量（接触圧）を設定すること
により、プローブが所望の接触圧を持ってガラス基板LC
Dの電極に接続されるよう制御できる。これにより、接
触圧不足による接触不良や過剰な圧着力Ｆをかけること
によるガラス基板LCDの破損等を防止することができ
る。また、上記のように上記超音波振動素子の駆動を停
止させることにより、無駄な超音波振動を停止できる。

もしも、位置ズレにより非接触状態なら、上記電流
Ｉ′が検出されないから、直ちに位置修正を指示するこ
とができる。これにより、無駄なテスト時間を費やすこ
となく、位置修正が可能となり、効率的な試験を実現で
きるものとなる。

上記位置ズレによってプローブがガラス基板LCDの隣
接する２つの電極にまたがって誤接触した場合でも、上
記電流Ｉが下側の２つの配線に分流して流れることから
そのような誤った接触も検出することができる。この場
合も、直ちに位置合わせ修正の指示がなされるものとな
り、みすみす不良となるような無駄な試験時間を費やす
ことがない。

第２図には、この発明に係る基板用プローバの他の一
実施例の要部概略断面図が示されている。この実施例で
は、上記のような絶縁ブロックによるプローブの圧着に
代え、板バネを上側のフレキシブル配線基板FPCに沿わ
せて、言い換えるならば、板バネにフレキシブル配線基
板を電気絶縁性をもって貼り付け、シリコンゴムを芯と
する先端部をガラス基板LCDに押し付けるようにする。
また、上記シリコンゴムを芯とするプローブ部分をガラ
ス基板LCDの電極表面に沿って矢印で示すように摺動さ
せながら圧着させる。この構成においては、プローブと
しての配線表面や、ガラス基板LCDの電極表面に生じる
酸化膜等やゴミ等の絶縁物を除くことができるから、良
好な電気的接触を得ることができるものである。この構
成では、上記板バネのバネ力Ｆに応じて接触圧力が決定
される。

この実施例では、上記良好な電気的接触を得るため
に、ガラス基板LCDが載置される測定載置台に、超音波
振動板が設けられる。この超音波振動板を、前記のよう
な超音波振動素子により超音波振動させ、上記プローブ
を接触させるときその上に載置させられたガラス基板LC
Dを超音波振動させる。これにより、前記同様に良好な
電気的接触を得ることができる。

この構成においても、上記プローブは接触部を切断さ
せることにより、前記同様に接触の有無の検出が可能に
なる。また、上記２つの配線をダブルコンタクト（ケル
ビンコンタクト）として用いるものであってもよい。例
えば、上記接触を有無を確認した後において、ガラス基
板に形成された電極等の配線抵抗値を測定する場合、例
えば、上側のフレキシブル配線基板FPCの配線を通して
電流を供給し、下側のフレキシブル配線基板FPCの配線
を通して電圧を測定する。ガラス基板に形成された配線
の両端に上記電流と電圧端子を設けるという４端子測定
法を行うことにって、ガラス基板側の電極（配線）の抵
抗値を上記フレキシブル配線基板等における配線抵抗値
に無関係に精度良く測定できるものである。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りで
ある。すなわち、 （１）弾力性を持つ円筒形のシリコンゴムを芯としてそ
こに超音波振動素子を内蔵させ、その円周方向に沿って
測定すべき電極に適合したピッチの配線が形成されたフ
レキシブル配線基板を巻いて接触電極を形成する。この
構成においては、フレキシブル配線基板技術をそのまま
利用して高密度のピッチで多数の測定用プローブを形成
できるともに、それを超音波振動させることにより良好
で安定した電気的接触を得ることができるという効果が
得られる。

（２）弾力性を持つ円筒形の芯の円周方向に沿って測定
すべき電極に適合したピッチの配線が形成されたフレキ
シブル配線基板を巻くとともに、それに対応した電極を
持つ測定物が載せられた測定載置台に超音波振動板を設
け、上記測定物を超音波振動させる。この構成において
は、フレキシブル配線基板技術をそのまま利用して高密
度のピッチで多数の測定用プローブを形成できるととも
に、測定物側が超音波振動させられることにより良好で
安定した電気的接触を得ることができるという効果が得
られる。

（３）上記プローブとして作用させられるフレキシブル
配線を接触部で切断させ、その両配線の通電の有無によ
りその接触部が測定すべき基板の電極に接触したか否か
の検出信号により、上記超音波振動素子又は測定物が載
置された測定台に設けられた超音波振動板の振動動作を
停止させる。これにより、確実な電気的接触を検出する
とともに測定中に被測定物に超音波振動が与えられるこ
とを防止することができるという効果が得られる。

（４）上記（３）により、プローブと測定すべき基板と
の位置ずれを試験開始前に知ることができるから、直ち
に位置修正を行うことによって実質的な試験時間の短縮
化、高効率化を実現できるという効果が得られる。

（５）上記（３）により、接触開始時点が判るから、プ
ローブの測定電極への追い込み量（接触圧力）を所望の
接触圧に高い精度を持って設定できるという効果が得ら
れる。

（６）上記（３）により、ダブルコンタクトが可能にな
るから、測定において四端子法を採ることができ、測定
すべき基板の配線抵抗値を高精度で測定できるという効
果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、フレキシブル
基板にシフトレジスタ等の半導体集積回路装置を搭載
し、フレキシブル配線基板に構成され、テスター側との
接続を行う配線数を削減するものとしてもよい。あるい
は、簡単な試験回路を搭載させて、試験結果のみをテス
ター側に転送させるものとしてもよい。プローブを基板
の電極に押し付けるための芯となる弾性体は、前記のよ
うなシリコンゴムの他、同様な性質を持つものであれば
何であってもよい。フレキシブル配線基板の配線が形成
された表面は、前記接触部を除いて絶縁被膜をコーティ
ングすることが取り扱いを簡便にする上で望ましいがそ
れに限定されるものではない。

上記フレキシブル配線基板が巻かれる芯となる弾性体
を比較的硬く構成し、その上から配線基板の電極に押し
つける絶縁ブロックにより大きい弾性を持たせて、ガラ
ス基板への接触を和らげる構成としてもよい。上記電極
としては、フレキシブル配線基板を用いるもの他、前記
のような適当な芯に類似の電極を形成するものであって
もよい。

上記プローブ側又は測定が行われる基板側を超音波振
動させる手段は、種々の実施形態を採ることができるも
のである。

被測定物である液晶パネルは、完成された表示パネル
の他、信号線電極や走査線電極及びTFTや画素電極が形
成された半完成状態のガラス基板であってもよい。

この発明に係るプローバは、前記液晶パネル等のガラ
ス基板の他、電子部品を実装させるための各種配線基板
の試験に利用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。すなわち、弾力性を持つ円筒形のシリコンゴムを芯
としてそこに超音波振動素子を内蔵させ、その円周方向
に沿って測定すべき電極に適合したピッチの配線が形成
されたフレキシブル配線基板を巻いて接触電極を形成す
る。この構成においては、フレキシブル配線基板技術を
そのまま利用して高密度のピッチで多数の測定用プロー
ブを形成できるとともに、それを超音波振動させること
により良好で安定した電気的接触を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る基板用プローバの一実施例を
示す要部概略斜視図、 第２図は、この発明に係る基板用フローバの他の一実施
例を示す要部概略断面図である。 LCD……ガラス基板（液晶パネル）、FPC……フレキシブ
ル配線基板、I,I′……電流

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 1/073 G01R 31/28 H01L 21/66

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほゞ円筒形とされた弾性体を芯として、そ
   の円周方向に沿って測定すべき電極に適合したピッチの
   電極が設けられたプローブと、上記プローブによって電
   気的試験が行われる少なくとも配線と電極が形成された
   基板を保持する測定載置台と、上記プローブ又は測定載
   置台を超音波振動させる手段を備えていて、 上記プローブを構成する電極は、弾性体の円周方向に沿
   って測定すべき電極に適合したピッチの配線が形成され
   たフレキシブル配線基板により構成されると共に、その
   接触部で配線が切断されるものであることを特徴とする
   基板用プローバ。
2. 【請求項２】上記接触部で切断された一対の配線は、そ
   の接触部が測定すべき電極に接触した際の通電試験を行
   うためにも用いられるものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の基板用プローバ。
3. 【請求項３】上記弾性体の内部に超音波振動素子を内蔵
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の基板用プローバ。