(57)【要約】【課題】プローブピンと基板の電極との接触を良好とする。【解決手段】ＴＦＴ基板検査装置は、プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行う装置であり、接点部をＴＦＴ基板の電極に対して相対的に滑らせる相対滑り機構を備える。相対滑り機構は、接点部とＴＦＴ基板の電極とを相対的に滑らせ、これによって接点部の接点と電極との電気的な接触抵抗を下げ、導通状態を良好なものとする。接点部は、弾性的に変形自在とするストリップ片の一端をプローバフレームに固定し、他端を自由端とて接点を設け、相対滑り機構を構成する。自由端の変位によって、接点は電極に対して相対滑りさせ、接点と電極との電気的な接触抵抗を低下させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、
前記接点部をＴＦＴ基板の電極に対して相対的に滑らせる相対滑り機構を備えることを特徴とするＴＦＴ基板検査装置。
【請求項２】
前記接点部は、弾性的に変形自在とするストリップ片の一端をプローバフレームに固定し、他端を自由端とし、当該自由端に接点を備え、
前記自由端を電極に当接させることによる前記ストリップ片の変形による、前記自由端のストリップ片の長手方向の変位により、前記接点を電極に対して相対滑りさせることを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【請求項３】
前記プローバは、プローバフレームにおいて前記接点部と同じ面に、電極との間隔を制限するスペーサを備え、
当該スペーサが制限するプローバフレームと電極との間隔は、自由状態における前記接点部の先端とプローバフレームとの距離よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【請求項４】
前記ストリップ片はカンチレバーとし、当該カンチレバーの一端をプローバフレームに固定し、他端の自由端に接点を備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【請求項５】
前記接点部は、プローバフレームに対してスライド移動自在とし、当該スライド移動により、接点を電極に対して相対滑りさせることを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアレイ状に配列してなるＴＦＴ基板の検査方法として、プローブによるものが知られている。このプローブによるＴＦＴ基板の検査では、ＴＦＴ基板を支持台上の載置し、ＴＦＴ基板の各電極にプローブピンを接触させ、このプローブピンを介してＴＦＴ基板の回路に通電し、断線や短絡等の検査を行う。
【０００３】
このプローブを用いたＴＦＴ基板検査では、ＴＦＴ基板上の電極とプローブピンの接点との電気的な接触状態が良好である必要がある。
【０００４】
一般に、プローブピンはスプリングを用いてピンを押圧する方向にストロークを持たせ、このスプリングの復元力によるピン圧によって、ピン先端を電極に押し付けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、プローブの先端をチップのボンディングパットに接触通電させ、この通電によってチップ動作をチェックするプロービングテストを実施する場合に、カンチレバー方式と呼ばれるプローブ形状のプローブを用いることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７４６８６号公報
【非特許文献１】6th Symposium on “Microjoining and Assembly Technology in Electronics”  February 3-4, 2000,Yokohama ウエハテスト用高信頼プローブの開発  前川滋樹  竹本めぐみ  加柴良裕  出口善宣  三木一伸  長田隆弘
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スプリングを用いたプローブピンでは、大きなストロークをとることができるため、大きな自由度で設計することができるという利点がある。一方、電極と接触する際の電気的な接触抵抗と、ピン圧との間には反比例の関係にあり、ピン圧が不十分である場合には良好な電気的導通が得られない場合があるため、電気的導通を良好とするには、大きなスプリング力によってピン圧を大きくする必要がある。
【０００７】
基板の大型化するとプローブピンの本数が増大する。プローブピンの本数が増大すると、プローブピンのスプリングが総合して生じる反発力も増大することになる。この反発力は、プローブピンを設置したプローバフレーム自体を変形させる要因となり、複数のプローブピンの中には電極を良好に接触できないピンがでてくるという問題がある。
【０００８】
また、カンチレバー方式のプローブピンをプローバフレームに適用した場合には、プローブピンのスプリングのピン圧が小さいため、プローバフレームの重さを支えることができずにプローバフレームが変形し、その一部が基板に接触するおそれがある。カンチレバー方式のプローブピンは、半導体チップのテストに用いることを前提とする構成であるため、プローブピンを支持する支持部材は小型であり、その自重による変形は無視できる程度である。
【０００９】
これに対して、本発明のＴＦＴ基板検査装置のプローバフレームは、大型の基板を検査対象とするため、そのプローバフレームのサイズは例えば数メートルを単位とする大きさとなり、自重による変形は無視することはできない程度となる。そのため、このようなプローバフレームに半導体チップのテスト用に用いられるカンチレバー方式のプローブピンを適用した場合には、プローバフレームの変形による基板との接触を考慮する必要がある。
【００１０】
図７はスプリングを用いたプローブピンを備えるプローバを説明するための図である。図７（ａ）において、プローブ１０２はプローバフレーム１０３に複数本のプローブピン１０４を備え、ステージ２０上の基板１０に載置することによって、プローブピン１０４を基板１０上の電極１０に接触させる。
【００１１】
図７（ｂ）はスプリングによる反発力が大きい場合を示している。この場合のプローバフレーム１０３Ａは、基板１０から離れる方向に（図中の上方に）変形し、プローブピン１０４と電極（図示していない）との接触が不十分となり、接触抵抗が増大して導通状態が不良となる。
【００１２】
一方、図７（ｃ）はスプリングによる反発力が小さい場合を示している。この場合のプローバフレーム１０３Ｂは、基板１０に近づく方向に（図中の下方に）変形し、プローバフレーム１０３Ｂ自体が基板１０と接触して、プローブピン１０４が破損したり、電極が短絡するといった不良状態となる。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を解決し、プローブピンと基板の電極との接触を良好とすることを目的とする。
【００１４】
より詳細には、プローブピンが電極の当接する際の押圧力を小さくして、ピン圧によるプローバフレームの変形を低減するとともに、プローバフレームの自重で生じる変形によって基板と接触することを避け、これによってプローブピンと基板の電極との接触を良好とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を解決するために、本発明のＴＦＴ基板検査装置は、プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行う装置であり、接点部をＴＦＴ基板の電極に対して相対的に滑らせる相対滑り機構を備える。
【００１６】
この相対滑り機構は、接点部とＴＦＴ基板の電極とを相対的に滑らせ、これによって接点部の接点と電極との電気的な接触抵抗を下げ、導通状態を良好なものとする。
【００１７】
本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える相対滑り機構の第１の形態は、接点部に弾性変形を利用するものである。
【００１８】
この第１の形態では、接点部は、弾性的に変形自在とするストリップ片の一端をプローバフレームに固定し、他端を自由端とする。自由端には接点が設けられる。この構成の接点部は相対滑り機構を形成する。ストリップ片の自由端を基板の電極に当接させ更に押圧すると、ストリップ片は基板側からの反作用によって応力を受けて変形する。ストリップ片が変形すると、一端はプローバフレームに固定されているため、自由端は基板面に沿ってストリップ片の長手方向に変位する。この自由端の変位によって、接点は電極に対して相対滑りすることになる。接点が電極に対して相対滑りすることで、接点と電極との電気的な接触抵抗が低下する。
【００１９】
ストリップ片が変形することで生じる復元力は、プローバフレームを上方に押し上げるが、ストリップ片の復元力は小さいため、プローバフレームを変形させるまでには至らず、プローバフレームの変形による接点の接触不良は避けられる。
【００２０】
また、第１の形態のプローバは、プローバフレームにおいて接点部が設けられていると同じ面に、電極との間隔を制限するスペーサを備える。このスペーサは、プローバフレームと基板との間に所定の間隔を確保する部材であり、これによって、プローバフレームが自重によって基板側に変形して懸架し、基板や基板上の電極と接触することを防ぐ。
【００２１】
スペーサが制限するプローバフレームと電極との間隔は、接点部が基板と接触しない自由状態においては、接点部の先端とプローバフレームとの距離よりも小さくなるように設定する。また、接点部が圧縮された際に、破損しない程度の距離よりも大きく設定する。
【００２２】
第１の形態のプローバが備えるストリップ片はカンチレバーによって形成してもよく、このカンチレバーの一端をプローバフレームに固定し、他端の自由端に接点を備える。
【００２３】
本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える相対滑り機構の第２の形態は、接点部を基板上の電極に対して移動させるものである。
【００２４】
この第２の形態では、接点部は、プローバフレームに対してスライド移動自在とし、このスライド移動により、接点を電極に対して相対滑りさせる。接点を電極に対して相対滑りさせることにより、第１の形態と同様に、接点と電極との電気的な接触抵抗を低下させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のＴＦＴ基板検査装置によれば、接点を電極に対して相対滑りさせることによって、接点部と基板の電極との接触を良好とする。
【００２６】
より詳細には、接点部が電極の当接する際の押圧力を小さくして、ピン圧によるプローバフレームの変形を低減し、スペーサによって、プローバフレームの自重で生じる変形によって基板と接触することを避ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、基板検査装置が検査対象とする基板は、液晶基板等のＴＦＴ基板や、有機ＥＬの基板、半導体基板など各種の基板に適用することができる。
【００２８】
図１は、本発明の基板検査装置の一構成例を説明するための概略図である。
【００２９】
本発明の基板検査装置１は、ＴＦＴ基板１０を支持しＸ方向，Ｙ方向、及びθ方向に移動可能なステージ２０と、ＴＦＴ基板１０に検査信号を通電して検出信号を検出するプローブ２を備える。
【００３０】
プローブ２は、複数本の接点部４を有したプローバフレーム３を備え、この接点部４をＴＦＴ基板１０の電極１１に接触させることによって、検査回路３０からＴＦＴ基板１０に検査信号を通電する。プローバ２は、ＴＦＴ基板１０から検出信号を取り出して検査回路３０でＴＦＴ基板の欠陥検査を行う。ＴＦＴ基板１０から検出信号の取得は、例えば、図示しない電子銃と二次電子検出器とによって行うことができる。電子銃から基板に電子ビームを照射し、基板から放出された二次電子を二次電子検出器で検出することによって、基板１０から検出信号を取得する方法、およびそのための構成は知られているため、ここでの説明は省略する。
【００３１】
ステージ２０は、プローバフレーム３と基板１０との位置合わせを行うアライメント機構を構成し、電極１１を接点部４に正確に位置合わせして接触状態を良好なものとする。なお、電極１１と接点部４との位置関係は、例えば、基板１０の所定位置にマークを設け、このマークを図示しないカメラで撮像することで求めることができる。電極１１と接点部４との位置合わせは、取得した位置関係に基づいてステージ２０を駆動することで行うことができる。ステージ２０は、Ｘ，Ｙ方向の並進移動、及びθ方向回転移動することによって、プローバフレーム３に対するＴＦＴ基板１０の位置ずれを補正する。
【００３２】
図１（ａ）はプローバフレーム３、基板１０、及びステージ２０が分離した状態を示し、図１（ｂ）はステージ２０上に載置したＴＦＴ基板１０をプローバフレーム３に位置合わせした状態を示している。
【００３３】
以下、図２〜図４を用いて本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える相対滑り機構の第１の形態について説明し、図５，図６を用いて本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える相対滑り機構の第２の形態について説明する。
【００３４】
はじめに、第１の形態の相対滑り機構について説明する。図２は第１の形態の相対滑り機構の断面図を示し、図３は第１の形態の相対滑り機構の一部分の斜視図を示し、図４は第１の形態の相対滑り機構の一部分の断面図を示している。
【００３５】
図２において、プローバ２は、プローバフレーム３に複数個の接点部４を配列して備える。図２（ａ）は、ステージ２０上に載置した基板１０とプローバフレーム３とが離れた位置にある状態を示し、ＴＦＴ基板検査装置において、基板１０をステージ２０上に載置する動作時、あるいは、基板１０をステージ２０上から取り外す動作時の状態を示している。
【００３６】
図２（ｂ）は、ステージ２０上に載置した基板１０に対してプローバフレーム３を取り付け、接点部４を基板１０の電極（図示していない）に接触させた状態を示している。
【００３７】
図３、図４は接点部４の一つを示している。図３（ａ），図４（ａ）は、接点４ｄを電極１１に接触する前の状態を示し、図３（ｂ）、図４（ｂ），図４（ｃ）は接点４ｄを電極１１に当接させて接触させた状態を示している。
【００３８】
接点部４は、弾性的に変形自在とするストリップ片４ａの一端を固定端４ｂとしてプローバフレーム３に固定し、他端を自由端４ｃとし、この自由端４ｃには接点４ｄを備える。また、この接点部４は、ストリップ片４ａの変形を制限するリング状のスペーサ５を備える。スペーサ５は、プローバフレーム３と基板１０との間に所定の間隔を確保する部材である。
【００３９】
スペーサ５の高さＨは、接点部４が基板１０と接触しない自由状態においては、接点部４の先端４ｃの接点４ｄとプローバフレームとの距離ｈよりも小さくなるように設定し、また、接点部４が圧縮されて接点４ｄが電極１１と接触した際に、接点部４が破損しない程度の距離よりも大きく設定する。
【００４０】
プローブ２のプローバフレーム３の基板１０への取り付けにおいて、接点部４を基板１０に近接させると、自由端４ｃの接点４ｄは電極１１に当接する。接点４ｄを当接させた後、さらに、接点部４を基板１０に近づけると、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように接点部４のストリップ片４ａは変形する。このストリップ片４ａの変形は、スペーサ５の先端が基板１０に当接するまで行われ、スペーサ５の先端が基板１０に当接した時点でストリップ片４ａの変形は停止する。これにより、ストリップ片４ａが過度に圧縮されることを防ぎ、プローバフレーム３が自重によって基板１０側に変形して懸架し、基板１０や基板１０上の電極１１と接触することを防ぐ。
【００４１】
ストリップ片４ａの固定端４ｂはプローバフレーム３に固定されているのに対して、自由端４ｃはストリップ片４ａの変形に伴って基板１０の面に沿って移動することができる。このとき、自由端４ｃの接点４ｄは、電極１１に当接してからスペーサ５の先端が基板１０に当接するまでの間、電極１１に当接した状態のまま電極１１の面に沿って滑ることになる。図４（ｃ）〜（ｅ）は接点部４の接点４ｄが電極１１に対して相対滑りする状態を示している。接点部４の接点４ｄは、図４（ｅ）に示す接点部４Ａの位置から接点部４Ｂの位置Ｂまで変形し、この間に、図４（ｄ）に示す位置Ａから図４（ｅ）に示す位置Ｂまで電極１１の面上を長さｄだけ相対滑りする。
【００４２】
この接点４ｄと電極１１との相対滑りによって接触抵抗が小さくなり、良好な導通を得ることができる。
【００４３】
次に、第２の形態の相対滑り機構について説明する。図５は第２の形態の相対滑り機構の断面図を示し、図６は第２の形態の相対滑り機構の一部分の断面図を示している。
【００４４】
図５において、プローバ２は、プローバフレーム３に複数個の接点部１４を配列して備える。図５（ａ）は、ステージ２０上に載置した基板１０とプローバフレーム３とが離れた位置にある状態を示し、ＴＦＴ基板検査装置において、基板１０をステージ２０上に載置する動作時、あるいは、基板１０をステージ２０上から取り外す動作時の状態を示している。
【００４５】
図５（ｂ）は、ステージ２０上に載置した基板１０に対してプローバフレーム３を取り付け、接点部１４を基板１０の電極（図示していない）に接触させた状態を示し、図５（ｃ）は基板１０の電極に接触させた状態において接点部１４を電極に沿って滑らせた状態を示している。
【００４６】
図６は接点部１４の一つを示している。図６（ａ）は、接点１４ｄを電極１１に接触する前の状態を示し、図６（ｂ）、（ｃ）は接点４ｄを電極１１に当接させて接触させた状態を示し、図６（ｄ）は接触させた状態のまま接点４ｄを電極１１に沿って移動させた状態を示している。
【００４７】
接点部１４は、弾性的に変形自在とするピン片１４ａの一端を固定端１４ｂとしてプローバフレーム３に固定し、他端を自由端１４ｃとし、この自由端１４ｃには接点１４ｄを備える。また、この接点部１４は、第１の形態と同様に、ピン片１４ａの変形を制限するリング状のスペーサ１５を設けても良い。スペーサ１５は、プローバフレーム３と基板１０との間に所定の間隔を確保する。
【００４８】
スペーサ１５の高さＨは、接点部１４が基板１０と接触しない自由状態においては、接点部１４の先端１４ｃの接点１４ｄとプローバフレーム３との距離ｈよりも小さくなるように設定し、また、接点部１４が圧縮されて接点１４ｄが電極１１と接触した際に、接点部１４が破損しない程度の距離よりも大きく設定する。
【００４９】
また、接点部１４は、プローバフレーム３に対して基板面１０に並行なスライド駆動自在とする。
【００５０】
プローブ２のプローバフレーム３の基板１０への取り付けにおいて、接点部１４を基板１０に近接させると、図６（ｂ）に示すように、自由端１４ｃの接点１４ｄは電極１１に当接する。接点１４ｄを当接させた後、さらに、接点部１４を基板１０に近づけると、図６（ｃ）に示すように接点部１４の先端１４ｃは電極１１に当接する。さらに接近させると、図６（ｃ）に示すように接点部１４のピン片１４ａは変形し、スペーサ５の先端が基板１０に当接した時点でピン片１４ａの変形は停止する。これにより、ストリップ片１４ａが過度に圧縮されることを防ぎ、プローバフレーム３が自重によって基板１０側に変形して懸架し、基板１０や基板１０上の電極１１と接触することを防ぐ。
【００５１】
接点１４ｄを電極１１に当接させた後、接点部１４をプローバフレーム３に対して基板１０の面に沿って移動させる。図６（ｄ）の移動状態を示している。この接点部１４の移動によって、接点部１４の接点１４ｄは電極１１に当接した状態のまま電極１１の面に沿って滑ることになる。この接点１４ｄと電極１１との相対滑りによって接触抵抗が小さくなり、良好な導通を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のＴＦＴ基板検査装置は、液晶基板の他、有機ＥＬ基板に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の形態の相対滑り機構を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の形態の相対滑り機構を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１の形態の相対滑り機構を説明するための一部分の斜視図である。
【図４】本発明の第１の形態の相対滑り機構を説明するための一部分の断面図である。
【図５】本発明の第２の形態の相対滑り機構を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２の形態の相対滑り機構を説明するための一部分の断面図である。
【図７】スプリングを用いたプローブピンを備えるプローバを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＴＦＴ基板検査装置、２…プローブ、３…プローバフレーム、４…接点部、４ａ…ストリップ片、４ｂ…固定端、４ｃ…自由端、４ｄ…接点、５…スペーサ、６…ライド機構、１０…基板、１１…電極、１４…接点部、１４ａ…ピン片、１４ｂ…固定端、１４ｃ…自由端、１４ｄ…接点、１５…スペーサ。２０…ステージ、２１…ステージ駆動部、３０…検査手段、１０２…プローブ、１０３…プローバフレーム、１０４…ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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