JPH08110356A

JPH08110356A - プローブユニット

Info

Publication number: JPH08110356A
Application number: JP6245300A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yuzutori; 登明柚鳥
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】プローブピンの屈曲加工を不要にしてピッチ
間隔の変動を回避でき、また接触圧のばらつきを吸収し
てフラットパネルへの荷重を一定にできるプローブユニ
ットを提供する。【構成】線径１００μm 以下の金属極細線からなるプ
ローブピン７を樹脂基台８上に所定ピッチごとに配置固
定するとともに、該プローブピン７の一部７ｂを樹脂基
台８から直線状に突出させる。また上記樹脂基台８をプ
ローブピン７の突出部７ｂがフラットパネルＡに対して
傾斜するようにホルダ５で支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の回路素子と該素
子を外部接点に導出する導体とを備えたフラットパネ
ル、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ），半導体集積回
路（ＩＣ）等の良否（電気的導通性）を検査するフラッ
トパネル検査装置において使用されるプローブユニット
に関する。

【０００２】近年、パソコン，テレビ等の表示装置とし
て、小型化，薄型化に対応できる液晶ディスプレイが広
く活用されている。この液晶ディスプレイは、液晶パネ
ルの表面に所定ピッチで電極線（導体）を格子状にパタ
ーン形成し、該電極線の交点に液晶素子（回路素子）を
配設した構造となっている。

【０００３】このような液晶ディスプレイを製造する場
合、その製造工程で各種の製品検査が行われており、例
えば液晶パネルの導通検査を行う場合、プローブユニッ
トが採用されている。これはプローブユニットのプロー
ブピンを液晶パネルの電極線の外部接点に当接させ、こ
れにより電気的導通性をチェックし、製品の良否を判定
するものである。

【０００４】ところで、上記液晶パネルの各電極線の外
部接点にプローブピンを確実に当接させるには、該プロ
ーブピンのピッチ精度を向上させるとともに、該プロー
ブピンの接触時のばらつきを防止することが重要であ
る。

【０００５】本件出願人は、上記プローブピンのピッチ
精度を向上でき、かつ接触時のばらつきを解消できるプ
ローブユニットを提案した（特願平４−２７２８６５号
参照）。これは、樹脂基台にプローブピンを固着すると
ともに、該プローブピンの一部を突出させ、該突出部を
被検査面に対して傾斜するよう屈曲形成した構造であ
る。これによれば、３００μm 以下のファインピッチに
対応できるとともに、プローブピンの先端部が外部接点
に当接した状態からさらにプローブユニットを押し付け
ることにより、プローブピンの突出部を弾性変形させ、
これにより接触時のばらつきを吸収でき、触圧荷重を一
定にできる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記プローブ
ユニットでは、プローブピンの突出部を屈曲成形して傾
斜させる構造であることから、屈曲加工時にピッチ間隔
が変化してピッチ精度が低下するという懸念がある。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、ピッチ精度の向上，及び接触時のばらつきを防止で
き、さらにはプローブピン加工時のピッチ精度の低下を
回避できるプローブユニットを提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、多数
の回路素子と、該回路素子を所定ピッチで配列された外
部接点に導出する導体とを備えたフラットパネルの良否
を検査するためのフラットパネル検査装置用プローブユ
ニットにおいて、金属極細線からなるプローブピンを絶
縁性基台上に上記外部接点に対応した所定ピッチごとに
配置固定するとともに、該プローブピンの一部を上記絶
縁性基台から略直線状に突出させ、上記絶縁性基台を該
基台上のプローブピンの軸線がフラットパネルに対して
所定の傾斜角度をなすようにホルダで支持したことを特
徴としている。

【０００９】ここで上記プローブピンの突出量は上述の
弾性変形が確保できる範囲で必要最小限に抑えるのが好
ましい。このプローブピンの突出量が大きくなるとそれ
だけピン自体の強度，剛性が低下し、安定した検査性能
が得られなくなるからである。

【００１０】一方、上記プローブピンの突出量をあまり
小さくすると、上記絶縁性基台を傾斜させたことに起因
してプローブピンの突出部がこれの垂直上方から見えな
くなるという問題が生じる。即ち、プローブピンの先端
部と電極線の外部接点との接触状態を例えば光学センサ
で検出することにより、接触ずれにより良否の誤判定が
生じるのを回避する必要があるが、上記接触部上方が絶
縁性基台で覆われているとセンサでの検査が困難にな
る。

【００１１】そこで請求項２の発明は、上記プローブピ
ンの先端部が略垂直上方から視認可能となるように絶縁
性基台に面取り部を形成したことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明に係るプローブピンによれば、
プローブピンの一部を絶縁性基台から略直線状に突出さ
せるとともに、該基台を上記プローブピンの軸線がフラ
ットパネルに対して傾斜するようにホルダで支持したの
で、プローブピンの突出部を傾斜するように屈曲加工す
ることなく上記突出部の先端は被検査面に当接すると弾
性変形するとともに傾斜方向に摺動し、これにより接触
時のばらつきを吸収することとなる。その結果、被検査
面に突出部を同時にかつ均一な荷重でもって接触させる
ことができ、良好な電気的接触が得られる。

【００１３】また上述のようなプローブピンの突出部を
傾斜させるための屈曲加工を不要にできるので、該屈曲
加工に起因するピッチ間隔の変動を回避でき、高いピッ
チ精度を確保できる。

【００１４】請求項２の発明では、上記基台に面取り部
を形成したので、プローブピンの先端部をこれの上方か
ら見ることが可能となり、該突出部の接触状態を物理的
にセンサ等により検出することができ、ひいては接触ず
れによる良否の誤判定を回避できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。図１ないし図７は、請求項１，２の発明の一実
施例によるプローブユニットを説明するための図であ
り、図１は本実施例のプローブユニットの側面図、図２
はプローブピンの斜視図、図３，図４は上記プローブユ
ニットが配置された検査装置の側面図，底面図、図５は
上記プローブユニットの取付け状態を示す分解斜視図、
図６はプローブユニットの取付け状態を示す斜視図、図
７はプローブピンの位置決め装置を示す正面図である。
本実施例では、液晶ディスプレイの液晶パネルの導通検
査に採用されるプローブユニットを例にとって説明す
る。

【００１６】図において、１は本実施例の検査装置であ
り、この検査装置１は垂直方向（図１矢印ａ方向）に昇
降する矩形枠状のボード２と、該ボード２の下面２ａに
配設された８個のプローブユニット３と、図示しない測
定機器とを備えている。上記ボード２の開口２ｂは液晶
パネルＡの外形より少し大きく形成されており、該開口
２ｂの各辺部にそれぞれ一対のプローブユニット３が配
設されている。なお、上記プローブユニット３の個数は
８個に限定されないのは勿論である。上記液晶パネルＡ
は回路基板の上面に多数の回路素子としての液晶素子を
配設するとともに、該各液晶素子を回路基板の周縁に所
定ピッチで配置形成された外部接点に電極線（導体）で
導出した構造のものである。

【００１７】上記プローブユニット３は、直方体状のホ
ルダ５でピンユニット６を支持した構造のもので、この
ピンユニット６は８０〜３００本のプローブピン７を３
００μm 以下のピッチで、かつピッチ誤差±２０μm 以
下に配列し、これらを熱可塑性樹脂基台（絶縁性基台）
８上に固着して構成されている。

【００１８】上記プローブピン７は、線径２０〜５０μ
m の低炭素二相組織鋼線の表面にＮｉ膜を電気めっき等
により被覆形成し、該Ｎｉ膜の表面にＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ
等からなる導電性貴金属膜を同じくめっきにより被覆形
成した構造である。上記低炭素二相組織鋼線は、Ｆｅを
主成分とし、これにＣ，Ｓｉ，Ｍｎを添加してなる線材
を冷間伸線により強加工して製造されたものであり、こ
れにより生じた加工セルが一方向に繊維状に配列された
繊維状微細金属組織を有しており、引張強度が３００〜
６００Kgf/mm²である（特開昭６２−２０８２４号公報
参照）。なお、上記プローブピン用金属極細線には、上
記鋼線の他にステンレス線，ピアノ線，アモルファス線
が採用できる。

【００１９】上記プローブピン７は絶縁性基台としての
樹脂基台８上に位置する本体部７ａと該基台８から外方
に突出する突出部７ｂとから構成されている。上記本体
部７ａの直径方向の略１／２は樹脂基台８内に埋め込ま
れており、残りの部分は基台８の表面に露出している。
これは以下の方法により製造されたものである。上記樹
脂基台８のプローブピン７が当接する部分に凹溝を上述
のピッチ精度で形成し、該凹溝の両縁角で上記プローブ
ピン７の下部を挟持支持する。そしてプローブピン７を
緊張状態に張力を作用させ、この状態で接着固定したも
のである。なお、上記張力を作用させた状態で本体部７
ａを通電により加熱することにより該本体部７ａを当接
する樹脂基台８の凹溝部分に溶融埋設固定するようにし
ても良い。なお、係る製造方法は上述の特願平４−２８
１９３８号に詳細に記載されている。

【００２０】このようにして各プローブピン７を樹脂基
台８に保持したので、３００μm 以下のファインピッチ
で、かつピッチ精度の誤差範囲±２０μm 以下が可能と
なり、近年の画素数の増大に対応できる。ちなみに、上
記液晶パネル４の画素数が８０万画素の場合、要求され
るプローブピンピッチは１５０μm となるが、本実施例
によればプローブピン７の線径を１００μm とすること
により実現できる。また３００万画素の場合、要求され
るプローブピンピッチは８０μm 程度となるが、本実施
例によれば線径を５０μm とすることで実現できる。さ
らに上記プローブピン７の線径を２０μm にすることも
可能であり、この場合は液晶パネル４の電極線ピッチ２
５μm に対応できる。

【００２１】また上記ピンユニット６の各プローブピン
７の本体部７ａには、図示しないＴＡＢ（Tape Automat
ed Bondig)が貼着されており、該ＴＡＢは上記検査装置
１の測定機器に接続されている。上記ＴＡＢは可撓性フ
ィルムに各プローブピン７が接続される配線をエッチン
グ法等によりパターン形成してなるもので、このＴＡＢ
の各配線と各プローブピン７とは一括にかつ同時に熱圧
着より接続されている。なお、上記ＴＡＢの他にフレキ
シブルプリント基板，ガラス基板等が採用できる。

【００２２】上記プローブピン７は本体部７ａから突出
部７ｂにかけて直線をなしており、該突出部７ｂの液晶
パネルＡに当接する先端部７ｃは基台８側にＲ状に屈曲
形成されている。この先端部７ｃは金型により押圧成形
して形成されたもので、該先端部７ｃのＲ外周面が接触
子となっている。

【００２３】上記ホルダ５の下面には上記樹脂基台８を
液晶パネルＡに対する傾斜各θで支持する切欠き部５ａ
が形成されている。該切欠き部５ａには上記樹脂基台８
が上記プローブピン７が下側に位置するように配置さ
れ、後述する方法でピッチ方向に位置決めされた後接着
固定されている。なお、上記樹脂基台８の傾斜角度θは
例えば３０度に設定されている。また上記プローブピン
７は突出部７ｂの先端部７ｃが液晶パネルに当接した状
態からさらにボード２を下降させた分だけ弾性変形する
自己弾性を有しており、また上記先端部７ｃは液晶パネ
ルＡに当接した位置から前方（矢印ｂ方向）に摺動する
こととなる。

【００２４】また上記樹脂基台８の突出部７ｂ側には面
取り部８ａが略垂直をなすように切り欠き形成されてい
る。これにより該検査装置１の垂直上方からプローブピ
ン７の先端部７ｃが見えるようになっており、その結
果、先端部７ｃが電極線の外部接点に外れることなく当
接しているか否かの判定が可能となっている。

【００２５】上記ボード２は、液晶パネルＡと熱膨張係
数の略等しい材質のもの、例えばセラミック系のものが
望ましい。そして図４に示すように、上記ボード２の下
面２ａには該ボード２の各外縁２ｃに沿う４本の第１位
置決め溝１１が形成されており、該第１位置決め溝１１
はボード下面２ａに配置されたプローブユニット３のプ
ローブピン７のピッチ方向（Ｘ方向）に延びている。ま
た上記ボード２の下面２ａには上記各第１位置決め溝１
１に直交する２本の第２位置決め溝１２が平行に形成さ
れており、該第２位置決め溝１２は各プローブピン７の
ピッチ方向と直交方向（Ｙ方向）に延びている。これら
全ての第１，第２位置決め溝１１，１２はそのＸ，Ｙ方
向の直角精度を高めるために、加工機械にセットした
後、全ての加工が終了するまで取り外すことなく加工す
ることにより形成されたものである。

【００２６】上記第１，第２位置決め溝１１，１２は横
断面で見た角度Ｂが９０度で、かつ中心線ｃに対称の角
度をなすようＶ字形に形成されており、この各位置決め
溝１１，１２の内面には研磨加工が施されている。な
お、１１ａ，１２ａは研磨時の砥石の逃げ溝である。

【００２７】上記各ホルダ５のボード２との対向面には
上記第１，第２位置決め溝１１，１２に対応した第１，
第２被位置決め溝１３，１４が形成されている。この各
被位置決め溝１３，１４は同じく９０度で中心線ｃに対
称の角度をなすようにＶ字形に形成されており、これの
内面には研磨加工が施されている。なお、１３ａ，１４
ａは砥石の逃げ溝である。

【００２８】上記ボード２の第１，第２位置決め溝１
１，１２とホルダ５の第１，第２被位置決め溝１３，１
４との間にはそれぞれ調芯部材としての円形棒状のピン
１５，１５が介設されており、各ピン１５は上記各位置
決め溝１１〜１４の内面に線接触している。そして上記
各ホルダ５はボード２の上面側から螺挿されたボルト１
６により締め付け固定されている。なお、上記各位置決
め溝１１，１３、又は１２，１４の深さ及び各ピン１５
の直径は、両溝１１，１３又は１２，１４間にピン１５
を介在させたときボード２の下面２ｄとホルダ５の対向
面５ｂとの間にホルダ５の調芯動作を妨げない程度の隙
間が生じるように設定される。

【００２９】ここで、上記ピンユニット６のホルダ５へ
の位置決めは、図７に示す位置決め装置２０により行っ
たものである。これは位置決め装置２０の固定ベース２
１の上面に上記第１，第２位置決め溝１１，１２に対応
した位置決め溝を形成し、これらの溝１１，１２と上記
ホルダ５の第１，第２被位置決め溝１３，１４との間に
ピン１５を介在させて該ホルダ５を位置決め固定する。
そしてホルダ５の切欠き部５ａにピンユニット６の樹脂
基台８を載置し、ピッチ方向中心に位置するプローブピ
ン７がホルダ５全体のピッチ方向中心に位置するように
合わせる。この位置合わせ作業は上記中心ピンとなるプ
ローブピンを顕微鏡で見ながら、左右のマイクロメータ
２２，２３でピンユニット６をピッチ方向に移動させて
行う。そして樹脂基台８を位置決めした状態で樹脂接着
剤により接着固定する。

【００３０】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の検査装置１にプローブユニット３を組み
付けるには、ボード２の第１，第２位置決め溝１１，１
２の交差部分にピン１５，１５をそれぞれ配置し、プロ
ーブユニット３のホルダ５をこれの第１，第２被位置決
め溝１３，１４が上記ピン１５，１５に当接するように
配置する。次いでこの状態でボード２に挿着したボルト
１６によりホルダ５を引き締めて固定する（図５，図６
参照）。このようにしてプローブユニット３を順次組み
付ける（図４参照）。

【００３１】上記プローブユニット３の組み付けにおい
て、まずピン１５を各位置決め溝１１，１２上に載置す
るとその軸線ｃ´が溝１１，１２の中心線ｃと一致する
ように自動調芯され、このピン１５にホルダ５の被位置
決め溝１３，１４を当接させると、この溝１３，１４の
中心線ｃが上記軸線ｃ´に自動調芯され、結局溝１１，
１３又は１２，１４の中心線ｃが一致する。

【００３２】そして上記検査装置１により液晶パネルＡ
の導通検査を行うには、該液晶パネルＡを検査装置１の
所定位置に搬送し、ボード２を下降させて各プローブピ
ン７の先端部７ｃを液晶パネルＡの各電極線に当接させ
る。これにより電気的導通性をチェックして製品の良否
を判定する。次いで、ボード２を上昇させ、次の液晶パ
ネルＡ´を搬送する（図３参照）。

【００３３】この場合、図１に示すように、ピンユニッ
ト６のプローブピン７は液晶パネルＡに対して角度θで
傾斜しており、かつ先端部７ｃがＲ状に屈曲している。
そのため、接触子である先端部７ｃが液晶パネルＡの電
極線に当接した状態からボード２をさらに下降させる
と、この下降に相当するオーバドライブ量の分だけ上記
プローブピン７の突出部７ｂが上方に屈曲変位するとと
もに、上記先端部７ｃが電極線上をｂ方向に摺動する。
これにより良好な接触が得られるとともに、液晶パネル
Ａにかかる荷重を一定にできる。

【００３４】図８は、本実施例のプローブピン７の屈曲
変位量（オーバドライブ量）と接触抵抗との関係を示す
特性図である。同図からも明らかなように、本実施例の
場合、上記プローブピン７の傾斜角度θを３０度とする
とともに先端部をＲ状にすることにより、プローブピン
７の屈曲変位量、つまり上記オーバドライブ量を１００
μm 程度とすることにより、接触抵抗を１Ω以下にする
ことができ、安定した検査性能が得られることがわか
る。

【００３５】このように本実施例によれば、ボード２の
ピッチ方向Ｘ及びこれと直交方向ＹにそれぞれＶ字形の
第１，第２位置決め溝１１，１２を形成し、プローブユ
ニット３のホルダ５に上記各位置決め溝１１，１２に対
応する第１，第２被位置決め溝１３，１４を形成し、該
各位置決め溝１１，１２と被位置決め溝１３，１４との
間に円形のピン１５を介在させて固定したので、該ピン
１５を配置してホルダ５をボルト締めするだけでプロー
ブユニット３を精度良く位置決めでき、熟練による作業
を不要にして作業性及び生産性を向上できる。これによ
り液晶パネルＡの画素数の増大に伴う電極線ピッチの狭
小化に対応できるとともに、画面の大型化に伴ってプロ
ーブユニット３の個数が増大しても安定した取付け精度
が得られる。

【００３６】また上記各位置決め溝１１〜１４の内面に
円形のピン１５を線接触させて位置決めする構造であ
り、ピンの圧入による位置決めに比べて加工性，加工精
度を向上できる。ここで、上記ピン１５の外径が変化し
ても位置決め溝の中心線ｃとピン軸線ｃ´とのＸ，Ｙ方
向の位置関係は変わらないので、配置位置が狂うという
ことはない。この場合、ピン１５の外径が変化した分だ
けプローブユニット３の上下方向の取付け位置が変化す
るが、この変化分は上述のオーバドライブ量に対応した
プローブピンの自己弾性により吸収され、接触抵抗への
影響はほとんど生じない。

【００３７】また、本実施例では、プローブピン７の突
出部７ｂを樹脂基台８から直線状に突出させ、該突出部
７ｂが液晶パネルＡに対して傾斜するように樹脂基台８
を支持したので、当接時の荷重を一定にし、かつ接触抵
抗を低減しながら、従来の突出部を自己弾性を有するよ
うに屈曲成形する場合に比べてピッチ精度への信頼性を
向上できる。

【００３８】さらに上記樹脂基台８に面取り部８ａを形
成し、プローブピン７の先端部７ｃが垂直上方から見え
るようにしたので、該突出部７ｂの接触状態をセンサ等
により物理的に確認することが可能となり、接触不良に
よる誤認を回避できる。また上記突出部７ｂの突出量を
必要最小限にできるので、接触圧に対する強度，剛性を
確保できる。

【００３９】なお、上記実施例では、プローブピン７の
本体部７ａと突出部７ｂとが直線をなしている場合を説
明したが、突出部７ｂを本体部７ａに対して例えばフラ
ットパネルＡ側に屈曲成形することも可能である。この
屈曲形成により、上記自己弾性がさらに大きくなる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係るプロ
ーブユニットによれば、プローブピンの一部を絶縁性基
台から直線状に突出させ、該基台をプローブピンの突出
部がフラットパネルに対して傾斜するようにホルダで支
持したので、プローブピンの屈曲加工を不要にしてピッ
チ間隔の変動を回避でき、高いピッチ精度を確保できる
効果があり、また接触圧のばらつきを弾性変形で吸収し
てフラットパネルへの荷重を一定にでき、良好な電気的
接触が得られる効果がある。

【００４１】請求項２の発明では、上記絶縁性基台に面
取り部を形成したので、プローブピンの先端部をこれの
上方から見ることが可能となり、該先端部の接触ずれに
よる良否の誤判定を回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプローブユニットを説
明するための側面図である。

【図２】上記実施例のプローブピンを示す斜視図であ
る。

【図３】上記実施例の検査装置の側面図である。

【図４】上記実施例装置の底面図である。

【図５】上記プローブユニットの取付け状態を示す分解
斜視図である。

【図６】上記プローブユニットの取付け状態を示す斜視
図である。

【図７】上記プローブピンの位置決め装置を示す正面図
である。

【図８】上記プローブピンの摺動変位量と接触抵抗との
関係を示す特性図である。

【符号の説明】

３プローブユニット５ホルダ５ａ面取り部７プローブピン７ｂ突出部８樹脂基台（絶縁性基台）Ａ液晶パネル（フラットパネル）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の回路素子と、該回路素子を所定ピ
ッチで配列された外部接点に導出する導体とを備えたフ
ラットパネルの良否を検査するためのフラットパネル検
査装置用プローブユニットにおいて、金属極細線からな
るプローブピンを絶縁性基台上に上記外部接点に対応し
た所定ピッチごとに配置固定するとともに、該プローブ
ピンの一部を上記絶縁性基台から略直線状に突出させ、
上記絶縁性基台を該基台上のプローブピンの軸線がフラ
ットパネルに対して所定の傾斜角度をなすようにホルダ
で支持したことを特徴とするプローブユニット。
【請求項２】請求項１において、上記プローブピンの
先端部が略垂直上方から視認可能となるように樹脂基台
の先端部に面取り部を形成したことを特徴とするプロー
ブユニット。