(57)【要約】【課題】測定対象物が変更されるときに、簡単な作業で、それに対応してプローブカードの配置を変更して測定を進めることを可能とすることである。【解決手段】プローブカード配置ユニット３０は、プローブカードを着脱して装着可能なプローブユニット５０と、プローブユニット５０を、任意の横方向間隔で複数整列配置して取り付けたプローブベース３２と、プローブカード装着済みの複数のプローブユニット５０を取り付けたプローブベース３２を、プローブベース３２における整列方向と直交する方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定可能な直交配置ガイド４０，４２とを含んで構成される。これによって、複数のプローブカードを任意の位置に２次元配置できる。退避用シリンダ７０を用いて、特定のプローブカードを測定ステージ２２から退避させ、プローブカードの配置を変更することもできる。【選択図】図２
2007285727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードを着脱して装着可能なプローブユニットと、
複数のプローブユニットを一方向に任意の横方向間隔で整列配置して取り付け可能なプローブベースと、
プローブカード装着済みの複数のプローブユニットを取り付けたプローブベースを、プローブベースにおける整列方向と直交する方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定可能な直交配置ガイドと、
を含み、複数のプローブカードを任意の位置に２次元配置することを特徴とするプローブカード配置ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のプローブカード配置ユニットにおいて、
プローブベースは、予め任意の横方向間隔で複数のプローブユニットを整列配置するための位置決めを有し、外形が共通である複数の交換可能なベース板と、
任意のベース板を固定して保持し、直交配置ガイドに取り付けられる取付板と、
を含むことを特徴とするプローブカード配置ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載のプローブカード配置ユニットにおいて、
プローブベースは、プローブユニットの姿勢について、測定対象物に対する測定状態と、測定対象物から退避する退避状態との間で変更できる姿勢変更手段を有することを特徴とするプローブカード配置ユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のプローブカード配置ユニットにおいて、
プローブベースは、プローブユニットに装着されたプローブカードの装着高さを所定の高さに調整可能な高さ調整手段を有することを特徴とするプローブカード配置ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のプローブカード配置ユニットにおいて、
高さ調整手段は、導電体である高さ確認基準板にプローブカードのプローブを下ろす移動手段と、
プローブと高さ確認基準板との間の導通を検出して、プローブカードが所定の高さにあるか否かを判断する判断手段と、
を有することを特徴とするプローブカード配置ユニット。
【請求項６】
測定対象物を保持し、任意の位置に移動して位置決め可能な測定ステージと、
測定ステージに対し、プローブカードを配置して保持するプローブカード配置ユニットと、
を備え、測定対象物の測定パッドの配置に対応してプローブカードを位置決めして測定を行なう測定装置であって、
プローブカード配置ユニットは、
プローブカードを着脱して装着可能なプローブユニットと、
複数のプローブユニットを一方向に任意の横方向間隔で整列配置して取り付け可能なプローブベースと、
プローブカード装着済みの複数のプローブユニットを取り付けたプローブベースを、プローブベースにおける整列方向と直交する方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定可能な直交配置ガイドと、
を有し、複数のプローブカードを任意の位置に２次元配置することを特徴とするプローブカードを有する測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカード配置ユニット及びプローブカードを有する測定装置に係り、特に、測定対象物を保持して任意の位置に移動して位置決め可能な測定ステージに対し、プローブカードを配置して保持するプローブカード配置ユニット、及びプローブカードを有する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハあるいは液晶表示素子等における電極端子にプローブを接触等させて、半導体ウェハ上に製作されたＩＣチップの回路特性あるいは、ガラス基板上に製作された液晶表示素子の諸特性等を検査するために、いわゆるプローブカードが用いられる。
【０００３】
例えば特許文献１に、一般的なプローブカードとして、中央に開口部が設けられたディスク状のプローブカード基板にプリント配線が設けられ、各プリント配線端子にはそれぞれプローブの基端が接続固定され、これらのプローブの先端が半導体ウェハあるいは液晶表示素子等の検査対象の電極端子に向けて伸張することが述べられている。
【０００４】
例えば、ガラス基板上に製作された複数の液晶表示素子についてその各諸特性を順次測定するには、測定器の各端子をプローブカードの各プローブの基端に接続し、プローブカードに対しＸＹＺ方向に移動可能な測定ステージ上にガラス基板を保持することで行なわれる。具体的には、プローブカードのプローブの先端に液晶表示素子が接触しないＺ高さで測定ステージをＸＹ平面内で移動させて、液晶表示素子の各電極端子とプローブカードの各プローブの先端を位置決めし、そこで測定ステージをＺ方向に上昇させ、液晶表示素子の各電極端子と、プローブカードの各プローブの先端とを接触させる。このようにして１つの液晶表示素子の諸特性がプローブカードを介して測定器によって測定されると、測定ステージは、Ｚ方向に下降し、次の液晶表示素子に向けてＸＹ平面内で移動し、これを繰り返すことで、各液晶表示素子の諸特性が順次測定される。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プローブカードを用いて測定対象物の測定を行うには、上記のように、測定対象物の複数の電極パッドに先端を合わせた複数のプローブを配置したプローブカードを準備することになる。例えば、１つの液晶表示素子が６つの電極端子を有している場合は、その６つの電極端子に合わせて６つのプローブを有するプローブカードが用いられる。もちろん、測定器の処理能力が十分ある場合などは、１つのプローブカードに複数の液晶表示素子分のプローブを配置することが行なわれる。例えば上の例で、ガラス基板に横方向に５ｍｍピッチで液晶表示素子が配列されているときに、上記６つのプローブを、横方向に５ｍｍ離してもう１組配置したプローブカードを用い、１度に２つの液晶表示素子を測定するようにすることができる。この場合のプローブカードは、液晶表示素子の配置ピッチに合わせて複数のプローブセットが配置されることになる。
【０００７】
このように、プローブカードは、各測定対象物の電極端子配置に合わせ、場合によってはさらに、各測定対象物のＩＣウェハ上の、あるいはガラス基板上の平面配置に合わせて準備される。そして、測定ステージとプローブカードホルダと測定器とからなる測定システム、例えばＩＣテスタシステムや液晶表示パネル測定システムにおいて、プローブカードを交換することで、種類の異なる測定対象物の測定を行うことができる。このことで、測定システムの種類を少なくし、多種類の測定対象物の測定が可能になる。
【０００８】
しかしながら、上記のように、プローブカードは、測定対象物の電極端子の配置に応じてそれぞれ準備されるので、電極端子配置が若干異なっても、別々のプローブカードが必要になる。例えば、上記の例で、６つの電極端子を有する液晶表示素子であっても、電極端子間のピッチが異なれば、別々のプローブカードが準備される。また、１つのプローブカードに２以上の液晶表示素子用のプローブセットを配置するプローブカードにおいて、全く同じ電極端子の配置であっても、液晶表示素子の大きさが異なれば、プローブセットの配置間隔が異なるので、別々のプローブカードが準備される。
【０００９】
少量多機種の生産ラインにおいては、製品の仕様が若干異なるのみでもプローブカードは別のものになるので、測定システムにおけるプローブカードの交換が頻繁に行なわれることになる。例えば、毎日プローブカードの種類を交換し、あるいは１日のうちに何回もプローブカードの種類を交換することが行なわれる。したがって、測定対象物が変更になるたびに、プローブカードの種類の交換や、プローブカード再設定等の作業が頻繁に行なわれ、作業性が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、測定対象物が変更されるときに、簡単な作業で、それに対応して測定を進めることが可能となるプローブカード配置ユニット及びプローブカードを有する測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプローブカード配置ユニットは、プローブカードを着脱して装着可能なプローブユニットと、複数のプローブユニットを一方向に任意の横方向間隔で整列配置して取り付け可能なプローブベースと、プローブカード装着済みの複数のプローブユニットを取り付けたプローブベースを、プローブベースにおける整列方向と直交する方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定可能な直交配置ガイドと、を含み、複数のプローブカードを任意の位置に２次元配置することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るプローブカード配置ユニットにおいて、プローブベースは、予め任意の横方向間隔で複数のプローブユニットを整列配置するための位置決めを有し、外形が共通である複数の交換可能なベース板と、任意のベース板を固定して保持し、直交配置ガイドに取り付けられる取付板と、を含むことが好ましい。
【００１３】
また、プローブベースは、プローブユニットの姿勢について、測定対象物に対する測定状態と、測定対象物から退避する退避状態との間で変更できる姿勢変更手段を有することが好ましい。
【００１４】
また、プローブベースは、プローブユニットに装着されたプローブカードの装着高さを所定の高さに調整可能な高さ調整手段を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るプローブカード配置ユニットにおいて、高さ調整手段は、導電体である高さ確認基準板にプローブカードのプローブを下ろす移動手段と、プローブと高さ確認基準板との間の導通を検出して、プローブカードが所定の高さにあるか否かを判断する判断手段と、を有することが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るプローブカードを有する測定装置は、測定対象物を保持し、任意の位置に移動して位置決め可能な測定ステージと、測定ステージに対し、プローブカードを配置して保持するプローブカード配置ユニットと、を備え、測定対象物の測定パッドの配置に対応してプローブカードを位置決めして測定を行なう測定装置であって、プローブカード配置ユニットは、プローブカードを着脱して装着可能なプローブユニットと、複数のプローブユニットを一方向に任意の横方向間隔で整列配置して取り付け可能なプローブベースと、プローブカード装着済みの複数のプローブユニットを取り付けたプローブベースを、プローブベースにおける整列方向と直交する方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定可能な直交配置ガイドと、を有し、複数のプローブカードを任意の位置に２次元配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成の少なくとも１つにより、プローブユニットは各種のプローブカードを着脱可能で、プローブベースはプローブユニットを横方向に任意の間隔で配置でき、直交配置ガイドはプローブベースを縦方向に任意の間隔で配置できる。ここで横方向、縦方向とは、測定対象物の配置方向に対応しているもので、たとえば、測定対象物がＸ方向とＹ方向に整列配置している場合は、縦方向が、Ｘ方向、横方向が、Ｙ方向である。
【００１８】
したがって、プローブベースにおける配置ピッチと、各プローブベースの配置ピッチを変更することで、複数のプローブカードの２次元的配置を容易に変更でき、測定対象物が変更されるときに、簡単な作業で、それに対応してプローブカードの配置を変更して、測定を進めることが可能となる。
【００１９】
また、プローブベースは、予め任意の横方向間隔で複数のプローブユニットを整列配置するための交換可能なベース板と、任意のベース板を固定して保持し直交配置ガイドに取り付けられる取付板とを含むので、標準的な配置のベース板を予め準備しておけば、ベース板の交換のみで、複数のプローブユニットを任意の横方向に配置することが容易となる。
【００２０】
また、プローブユニットの姿勢が、測定対象物に対する測定状態と、測定対象物から退避する退避状態との間で変更できるので、たとえば、４つのプローブユニットを横方向に配置されている状態から、そのうちの１つのプローブユニットを退避させ、３つのプローブユニットで測定を進めることにすることができる。あるいは、３つのプローブユニットを退避させれば、１つのプローブユニットで測定を進めることができる。このように、測定対象物の変更に応じ、使用するプローブユニットの数を容易に変更できる。
【００２１】
また、プローブユニットに装着されたプローブカードの装着高さを所定の高さに調整可能な高さ調整手段を有するので、プローブユニットの配置変更の際に必要があれば、その装着高さを容易に調整できる。
【００２２】
また、高さ調整手段として、導電体である高さ確認基準板と、プローブカードを下ろす移動手段と、プローブカードを下ろしていってプローブが高さ確認基準板と接触して導通することを検出する判断手段とを有するので、プローブカードの装着高さを所定の高さに容易に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、プローブカードを有する測定装置として、液晶表示パネルの特性等を検査する特性検査装置を説明するが、プローブカードを用いる装置であれば、それ以外の液晶表示素子用装置であってもよい。例えば、液晶表示パネルの点灯検査装置、特性測定装置等であってもよい。また、測定対象物が液晶表示素子以外の電子部品、例えばＩＣチップであってもよい。また、以下で述べる寸法等は説明のための例示であり、測定対象物に合わせ、それ以外の寸法等であってもよい。
【００２４】
最初に、本発明に係るプローブカード配置ユニットが解決しようとする課題の１例を図１で説明する。図１は、１枚のガラス基板に複数の液晶表示パネルを作りこむ２つの場合を示す図である。図１（ａ）は、ガラス基板１０に、６×５＝３０の液晶表示パネル１２を作りこみ、図１（ｂ）は、ガラス基板１１に、４×４＝１６の液晶表示パネル１３を作りこんである。液晶表示パネル１２は、表示画素部分１４と、６つの電極端子１６を有し、液晶表示パネル１３は、表示画素部分１５と７つの電極端子１７とを有している様子が示されている。このように、液晶表示パネル１２と液晶表示パネル１３とは、その外形の大きさも異なり、電極端子１６，１７においても、各電極端子の数、大きさ及び配置ピッチがそれぞれ異なっている。
【００２５】
このような場合に、各液晶表示パネル１２，１３の特性検査を行なおうとすると、従来では、図１（ａ）において、液晶表示パネル１２の電極端子１６に合わせたプローブカードを準備し、図１（ｂ）において、液晶表示パネル１３の電極端子１７に合わせたプローブカードを準備する。
【００２６】
また、特性検査を１つ１つの液晶表示パネル毎に行なうのでなく、複数の液晶表示パネルについてまとめて行なうとするときは、複数の液晶表示パネルの各電極端子の配置に合わせた大き目のプローブカードを準備する。図１（ａ）で、特性検査を６×１＝６の液晶表示パネル群１８について一度に行なおうとするときは、６つの電極端子１６のガラス基板１１上の配置、すなわち６つの電極端子１６を液晶表示パネル１２の横方向配置ピッチで、６組配置したものに対応するプローブカードを準備する。同様に、図１（ｂ）の場合で特性検査を２×２＝４の単位の液晶表示パネル群１９で行なおうとするときは、７つの電極端子１７を液晶表示パネル１３の横方向配置ピッチで２行、縦方向ピッチで２列配置したものに対応するプローブカードを準備する。
【００２７】
ところで、図１（ａ），（ｂ）の場合、ガラス基板１０，１１は、ほとんど同じ外形である。実際、液晶表示パネルの製造工程では、多数種類の液晶表示パネルを作り分ける場合であっても、ほぼ同じ大きさのガラス基板を用いることが多い。すなわち、液晶表示パネルの製造工程は、ＩＣチップの製造工程と同様に、フォトレジスト被覆、露光、現像等のプロセス処理を行うので、出発素材であるガラス基板の大きさに合わせた製造装置を揃えるからである。したがって、多数種類の液晶表示パネルの製造工程では、ほぼ同じ大きさのガラス基板にほぼ同じような製造プロセスが施されるが、その後の特性検査は、各液晶表示パネルの種類に応じて、異なるプローブカードを頻繁に交換しながら、行なわれることになる。
【００２８】
例えば、図１（ａ）においては、６つの電極端子１６を有する液晶表示パネル１２を、６×１＝６単位で特性検査を行なうものとして、そのためのプローブカードが準備されるが、同じく６つの電極端子１６を有する液晶表示パネルであっても、横幅がやや大きく、ガラス基板１０の横方向に６つ配置することができない他の種類の液晶表示パネルについては、別のプローブカードを準備しなければならない。別のプローブカードを準備しなければいけない場合としては、同じ６つの電極端子１６を有するが、ガラス基板１０の横方向に５つしか並ばない液晶表示パネル、４つしか並ばない液晶表示パネル等がある。
【００２９】
同様に、図１（ａ）において、６×２＝１２単位で特性検査を行なおうとする場合にも、別のプローブカードを準備しなければならない。このような事情は、図１（ｂ）においても同様である。例えば、同じ７つの電極端子１７を有しているが、横方向寸法が異なる液晶表示パネルの場合、縦方向寸法長さが異なる液晶表示パネルの場合、２×２＝４以外で特性検査を行ないたい場合等において、それぞれ別のプローブカードを準備しなければならない。
【００３０】
上記のように、特性検査等において、測定対象物が変更となる場合に、従来ではそのたびごとにそれに対応したプローブカードを準備し、これを特性検査装置に装着しなければならない。そのことは、同じ電極端子の配置であっても、液晶表示パネルの寸法が異なる場合、あるいは測定対象物を構成する複数の液晶表示パネルの配置が異なっても同じである。
【００３１】
図２は、測定対象物が変更になっても、簡単な作業で、それに対応するプローブカードの配置を組み替えられる特性検査装置２０の構成図で、特に、プローブカード配置ユニット３０の周辺を示す図である。特性検査装置２０は、測定ステージ２２と、プローブカード配置ユニット３０を取り付けるプローブ台２３と、制御部２４とを含んで構成される。プローブカード配置ユニット３０には、後述するように、複数のプローブユニット５０が測定に適した任意の位置に配置されている。
【００３２】
測定ステージ２２は、図示されていないガラス基板を保持して、図２に示すＸＹＺ３軸方向の移動と、Ｚ軸周りのθ回転とが可能な測定対象物保持台である。なお、ガラス基板には、図１で説明したように、複数の液晶表示パネルが複数行複数列に整列配置されている。したがって、測定ステージ２２は、ＸＹ平面内の移動、およびθ回転を行なうことで、測定対象の液晶パネルあるいは液晶パネル群の各電極端子をプローブユニット５０のプローブ配置に合わせて位置決めし、位置決め後にＺ方向に上昇して測定対象物の各電極端子にそれぞれプローブユニット５０のプローブを接触させる機能を有する。かかる測定ステージ２２は、ＸＹＺ３軸方向の移動とＺ軸周りのθ回転とを行なう複数のテーブル移動アクチュエータを備え、各アクチュエータは、制御部２４に接続される。
【００３３】
制御部２４は、特性検査装置２０を構成する各要素の動作を全体として制御する機能を有する。すなわち、上記のように、測定ステージ２２の各アクチュエータの駆動を制御する。また、プローブカード配置ユニット３０の各プローブユニット５０の各プローブと接続し、各プローブの先端を経由して測定対象物である各液晶表示パネルの特性検査を行なう機能は、図示されていない測定部で実行されるが、この測定部の機能を制御部２４が有するものとしてもよい。
【００３４】
プローブ台２３は、プローブカード配置ユニット３０を測定ステージ２２の上方に支持する部材で、これによりプローブカード配置ユニット３０と接触することなく、測定ステージ２２がＸＹ平面内で自由に移動できる。
【００３５】
プローブカード配置ユニット３０は、複数のプローブカードを図２に示すＸ方向とＹ方向に沿って、任意の間隔で配置するための機構である。各プローブカードは、プローブユニット５０にそれぞれ取り付けられるので、プローブカード配置ユニット３０は、複数のプローブユニット５０をＸ方向とＹ方向に複数個配置する。そのために、プローブカード配置ユニット３０は、１以上のプローブユニット５０をＸ方向に沿って配置するためのプローブベース３２と、１以上のプローブベース３２をＹ方向に沿って配置するための直交配置ガイド４０，４２とを有する。図２では、各プローブベース３２には４つのプローブユニット５０が配置され、直交配置ガイド４０，４２を用いて２つのプローブベース３２が配置されており、これによって４×２＝８のプローブユニット５０が２次元的に配置される様子が示されている。もちろんこれ以外の数の２次元配置も可能であり、例えば、３つ、あるいは４つ以上のプローブベース３２を直交配置ガイド４０，４２に配置することができる。また、直交配置ガイド４０，４２に１つのプローブベース３２を配置する場合には、複数のプローブユニット５０の１次元配置が可能である。また、ただ１つのプローブユニット５０を配置することも可能である。
【００３６】
図３は、プローブカード配置ユニット３０の平面図及び側面図であり、図４は、プローブカード配置ユニット３０を一部分解して示す斜視図であり、図５は、プローブユニット５０周辺の詳細拡大図である。
【００３７】
上記のように、プローブベース３２は、複数のプローブユニット５０をＸ方向に任意の間隔で配置する機能を有し、取付板３４と、横方向ガイド３６と、ベース板３８とを含んで構成される。ここで横方向とはＸ方向をいうものとし、これに対し、Ｙ方向を縦方向というものとする。
【００３８】
ベース板３８は、長手方向に沿って所定の間隔で位置決め穴６３を有する部材で、この位置決め穴６３の間隔が、プローブユニット５０を配置する横方向間隔となる。この位置決め穴６３は、後述するように、プローブユニット５０にそれぞれ設けられる位置決めピン６２に対応する形状を有するものである。取付板３４は、プローブユニット５０の横方向の配置形態に応じてそれぞれ準備される。図３、図４の例における取付板３４は、４つのプローブユニット５０を一定の横方向ピッチで配置されているが、これは１例であって、その他の配置形態に応じて、様々なベース板３８が用意される。例えば、上記の図１（ａ）に対応するには、液晶表示パネル１２の横方向配置ピッチで、６つのプローブユニット５０を配置できる位置決め穴６３を有するベース板３８が準備され、図１（ｂ）に対応するには、液晶表示パネル１３の横方向配置ピッチで、２つのプローブユニット５０を配置できる位置決め穴６３を有するベース板３８が準備される。
【００３９】
各ベース板３８は、取付板３４に交換可能に取り付けられるように、その外形が標準化されている。すなわち、図４に示されるように、取付板３４にはベース板３８の外形に合わせて細長い切り欠き形状が設けられ、この切り欠き形状にベース板３８がはまり込むように配置される。そして、取付ネジ４４，４５によって、ベース板３８は取付板３４にしっかり固定され、一体化される。かかるベース板３８は、適当な金属板を所定の形状に加工したものを用いることができる。
【００４０】
横方向ガイド３６は、各プローブユニット５０を横方向の任意の位置に滑らせて案内する機能を有する部材で、取付板３４の裏側面に、すなわち取付板３４が測定ステージ２２に向かい合う面に、横方向に取り付けられて配置される細長いガイド板である。後述するように、各プローブユニット５０には、この横方向ガイド３６の断面形状に対応する溝断面形状を有する横方向溝部が設けられるので、各プローブユニット５０は、この横方向ガイド３６に沿って、取付板３４の横方向の任意の位置に案内して移動させることができる。
【００４１】
かかる横方向ガイド３６は、適当な金属材料を所定の形状に加工したものを用いることができる。取付板３４への固定は、例えばネジ止め等で行うことができる。あるいは、取付板３４と一体加工によって形成してもよい。この横方向ガイド３６の横方向案内機能と、ベース板３８の位置決め穴６３の位置決め機能とによって、一体化されたプローブベース３２において、各プローブユニット５０を、所定の横方向間隔で、正確に横方向に配置することができる。
【００４２】
取付板３４は、上記のように裏側面に横方向ガイド３６を横方向に配置し、かつベース板３８を交換可能に取り付けて一体化する部材であるが、さらに、直交配置ガイド４０，４２に対し、縦方向の任意の位置に固定し取り付ける機能を有する。そのために、取付板３４の両端部の裏側面にはそれぞれ縦方向の案内溝が設けられる。この縦方向案内溝の溝断面形状は、直交配置ガイド４０，４２のガイドレール部の断面形状に対応している。かかる取付板３４としては、適当な金属板を所定の形状に加工したものを用いることができる。縦方向案内溝の部分は、図３に示すように取付板の本体部と別部材で製作し、これを取付板本体部に取り付けて組み立てるものとしてもよい。
【００４３】
そして、取付板３４の両端の案内溝を直交配置ガイド４０，４２のガイドレール部に合わせることで、取付板３４は、縦方向に平行に配置された直交配置ガイド４０，４２に滑らせて案内され、縦方向の任意の位置に移動することができる。すなわち、一体化されたプローブベース３２は、直交配置ガイド４０，４２に案内されて、長手方向を横方向にした状態で、縦方向の任意の位置に移動することができる。そして、取付ネジ４６，４７，４８，４９によって、プローブベース３２は、直交配置ガイド４０，４２にしっかり固定され、一体化される。
【００４４】
直交配置ガイド４０，４２は、プローブ台２３に取り付けられる１対の直線案内部材で、具体的には、細長く延びるガイドレール部が上面に配置される部材である。上記のように、ガイドレール部の断面形状と、取付板３４の案内溝の溝断面形状とは対応している。直交配置ガイド４０，４２は、このガイドレール部によって、複数のプローブベース３２をそれぞれ横方向の姿勢を維持させたままで縦方向の任意の位置に移動させる機能を有する。したがって、プローブカードを装着済みの複数のプローブユニット５０を任意の横方向間隔で整列配置して取り付けたプローブベース３２を、プローブベース３２における整列方向と直交する縦方向に、任意の縦方向間隔で複数配置して固定することができる機能を有し、これにより、複数のプローブカードを、２次元的に任意の間隔で配置することが可能となる。
【００４５】
かかる直交配置ガイド４０，４２は、適当な金属板を所定の形状に加工して直交配置ガイド本体部を製作し、これと別に適当な金属材料を所定の形状に加工してガイドレール部を製作し、これらをネジ止め等の固定手段で結合することで得ることができる。あるいは、適当な金属材料を加工し、ガイドレール部も一体化したものを用いてもよい。
【００４６】
プローブユニット５０は、プローブカードを交換可能に保持し、プローブベース３２に対し、横方向の任意の位置に取り付ける機能を有する。図４には、プローブユニット５０について、プローブユニット本体部５４からプローブカード５２が交換可能に分離されている様子が示されている。プローブユニット５０は、図５、図６に示されるように、プローブカード５２、プローブユニット本体部５４、横方向取付部５５、プローブカード取付ネジ５６、プローブユニット本体部５４を横方向取付部５５に対して回転自在に支持する回転軸５７、横方向ガイド３６に案内される横方向案内部５８、ベース板３８の位置決め穴６３に対応する位置決めピン６２を有する位置決め台６０、高さ基準面を有する高さ決め台６４を含んで構成される。ここで、横方向案内部５８と位置決め台６０とは横方向取付部５５の上に搭載され、高さ決め台６４はプローブユニット本体部５４の上に搭載される。
【００４７】
プローブカード５２は、複数のプローブが所定の配置位置で固定されている配線基板で、各プローブの基部が配線パターンに接続され、適当な信号線を用いて図示されていない測定部に接続されるものである。ここでは、１つのプローブカード５２が、１つの液晶表示パネルに対応するものとできる。例えば、図１（ａ）のガラス基板１０においては、所定の先端ピッチで６本のプローブが配置されるプローブカードとでき、（ｂ）のガラス基板１１においては、７本のプローブが配置されるプローブカードとできる。図１（ａ）の場合に、横方向に配置された６つの液晶表示パネル群１８の特性を一度に検査するには、このプローブカード５２をプローブユニット本体部５４に取り付けたプローブユニット５０を６つ用い、これらを所定の横方向ピッチでプローブベース３２に配置して行うのである。
【００４８】
プローブユニット本体部５４は、先端部にプローブカード取付ネジ５６を用いてプローブカード５２を交換自在に取り付ける機能を有し、後端部の一部に高さ決め台６４を搭載し、中央部に横方向取付部５５を収容できる開口を有するフレーム部材である。また、横方向取付部５５を収容する開口の前方側の両端に、すなわちプローブカード５２側の両端に、回転軸５７を支持する穴がそれぞれ設けられる。これらの穴の中心軸はＹ軸に平行で、穴の大きさは回転軸５７の外径に対応している。かかるプローブユニット本体部５４には、適当な金属材料を所定の形状に加工したもの、あるいはプラスチック材料で成形したものを用いることができる。なお、高さ決め台６４の作用については後述する。
【００４９】
回転軸５７は、横方向取付部５５に固定、あるいは回転自在に取り付けられる軸である。回転軸５７の両端は、上記のようにプローブユニット本体部５４に設けられる１対の穴によって回転自在に支持される。このようにして、図６に示されるように、横方向取付部５５と、プローブユニット本体部５４とは、回転軸５７の軸周りに相対的に回転可能とされる。なお、上記では、回転軸５７が横方向取付部５５に固定、あるいは回転自在に取り付けられる軸としたが、これとは逆に、回転軸をプローブユニット本体部５４に固定、あるいは回転自在に取り付けられる１対の軸とし、これらに対応して横方向取付部５５に１対の穴を設けるものとしてもよい。かかる、回転軸５７には、精度よく加工された適当な材質の金属軸又はプラスチック軸を用いることができる。
【００５０】
回転軸５７に関連して、プローブユニット本体部５４と横方向取付部５５との間には、図示されていない付勢バネが内蔵、あるいは取り付けられている。上記のように、プローブユニット本体部５４は、横方向取付部５５に対し、回転軸５７の周りに回転自在であるが、この付勢バネによって、プローブベース３２に対し、離れる方向に付勢されている。すなわち、この付勢バネと回転軸５７の作用により、プローブユニット５０の先端部であるプローブカード５２は、測定ステージ２２に対し押し付け方向に付勢されている。かかる付勢バネの１例としては、回転軸の周りに取り付けられるコイルバネ等を用いることができる。
【００５１】
プローブユニット本体部５４の後端部の一部に接触するように設けられる退避用シリンダ７０は、この付勢力に抗するもので、退避用シリンダ７０の押し付け力と、付勢バネの復元力との釣り合いで、プローブユニット５０の先端のプローブカード５２の高さ位置が定まっている。したがって、図６の矢印で示すように、退避用シリンダ７０の押付力を強くすることで、プローブユニット５０のプローブカード５２を測定ステージ２２から退避させ、測定に用いなくすることができる。図４の例では、通常は４つのプローブカードで測定を行うことができるが、退避用シリンダ７０を作動させて、そのプローブカードを測定ステージ２２から退避させることで、３つのプローブカードの測定の態様に変更することができる。このように、退避用シリンダ７０を用いることで、測定対象物の変更に応じて特定のプローブカードを退避させることができ、プローブカードの配置を変更することが容易となる。このように、退避用シリンダ７０は、プローブユニット５０の姿勢について、測定対象物に対する測定状態と、測定対象物から退避する退避状態との間で変更できる姿勢変更手段である。
【００５２】
横方向取付部５５は、プローブユニット本体部５４の中央の開口の中に納まる大きさを有する部材で、その上の中央部に横方向案内部５８が取り付けられ、後方部に位置決め台６０が搭載される。そして、前方部、すなわち、横方向案内部５８を挟んで位置決め台６０が配置される側とは反対の側に、上記の回転軸５７が設けられる。上記のように、回転軸５７の軸方向は、横方向案内部５８が横方向ガイド３６に案内される方向と平行である。すなわちＹ方向に平行である。ここで、図５に示されるように、プローブベース３２に横方向ガイド３６が取り付けられ、横方向ガイド３６に対しＹ方向に移動自在に横方向取付部５５が案内される。したがって、回転軸５７を介して、プローブユニット本体部５４およびプローブカード５２も、横方向ガイド３６に対しＹ方向に移動自在に移動できるが、位置決めピン６２がプローブベース３２の位置決め穴６３と合う位置で、Ｙ方向の位置決めが行われることになる。かかる横方向取付部５５は、適当な金属材料を所定の形状に加工したもの、あるいはプラスチック材料で成形したものを用いることができる。
【００５３】
横方向案内部５８は、プローブユニット本体部５４に取り付けられ、横方向の案内溝を有し、横方向ガイド３６に対し、プローブユニット５０をプローブベース３２に対し横方向に移動可能に案内する機能を有する部材である。横方向案内溝の溝断面形状は、横方向ガイド３６の断面形状に対応している。かかる横方向案内部５８は、適当な金属材料を所定の形状に加工したもの、あるいはプラスチック材料で成形したものを用いることができる。
【００５４】
位置決め台６０は、プローブユニット本体部５４に取り付けられ、その上面に位置決めピン６２を有するブロック部材である。上記のように、位置決めピン６２の形状は、ベース板３８の位置決め穴６３の穴形状に対応する。位置決めピン６２と、横方向案内部５８との配置関係は、プローブベース３２における位置決め穴６３と横方向ガイド３６との配置関係と正確に対応付けて設定される。これによって、複数のプローブユニット５０を、位置決め穴６３のピッチで、正確に横方向に整列配置することができる。かかる位置決め台６０は、適当な金属材料を所定の形状に加工したもの、あるいはプラスチック材料で成形したものを用いることができる。位置決めピン６２は、適当な金属材料を所定の精度で加工したものを用いることができる。
【００５５】
ここで、プローブユニット本体部５４に搭載される高さ決め台６４について説明する。高さ決め台６４は、プローブユニット本体部５４に取り付けられ、その上面が高さ基準面となるブロック部材である。かかる高さ決め台６４は、適当な金属材料を所定の形状に加工したもの、あるいはプラスチック材料で成形したものを用いることができる。位置決めピン６２は、適当な金属材料を所定の精度で加工したものを用いることができる。
【００５６】
高さ決め台６４の上面には、プローブベース３２に設けられる高さ調整用マイクロメータ７２の先端が押し当てられる。高さ調整用マイクロメータ７２は、プローブベース３２に配置される各プローブユニット５０の高さを調整するためのものであり、上記のように、位置決め穴６３を用いて各プローブユニット５０がベース板３８に位置決めされるとき、高さ調整用マイクロメータ７２の先端がちょうどプローブユニット５０の高さ調整用基準面に接触するように配置が行なわれる。したがって、図６の矢印で示されるように、高さ調整用マイクロメータ７２を操作してその先端部をベース板３８に対して突き出し、あるいは退避させて、上記の付勢バネの付勢力と釣り合わせることで、対応するプローブユニット５０の高さを調整することができる。
【００５７】
ここで図２に戻り、高さ確認基準板２６について説明する。プローブユニット５０の高さが正確に揃っているか否かについて、測定ステージ２２の上に設けられる高さ確認基準板２６を用いることができる。高さ確認基準板２６は平坦な導電体の板である。具体的には、制御部２４がプローブ高さ確認のための指令を出して、測定ステージ２２を移動させ、各プローブユニット５０の真下に高さ確認基準板２６を配置し、そこで測定ステージ２２を上昇させたときの各プローブと高さ確認基準板２６との間の導通の有無を検出することで、高さ確認基準板２６に対する各プローブの高さが揃っているか否かを確認することができる。そして、高さが揃っていないと判断されるときには、プローブユニット５０の高さ調整用マイクロメータ７２を用いて、各プローブユニットの高さを調整することができる。
【００５８】
このように、高さ確認基準板２６と、測定ステージ２２に対しプローブユニット５０を上下させる移動手段と、各プローブと高さ確認基準板２６との間の導通を判断する判断手段とを用いて、プローブの高さ確認を行なうことができる。
【００５９】
図２において、測定ステージ２２の上に設けられる配置確認カメラ２８は、プローブユニット５０を交換したとき等において、プローブベース３２が測定ステージ２２の基準座標に対し、正しく取り付けられているか否かを確認するための測定カメラである。配置確認カメラ２８は、プローブベース３２の両端部分の裏側面に設けられるアライメントマークを観察し、その結果を制御部２４に転送し、制御部２４は、転送されたデータを解析して取付誤差の有無の判断を行う。具体的には、制御部２４が配置確認のための指令を出して、測定ステージ２２を移動させ、プローブベース３２の両端部の一方側に配置確認カメラ２８を配置し、プローブベース３２の裏側面のアライメントマークを読み取り、そのデータを制御部２４に転送する。次に、測定ステージ２２を横方向に移動させ、プローブベース３２の両端部の他方側に配置確認カメラ２８を配置し、プローブベース３２のもう一方のアライメントマークを読み取り、そのデータを制御部２４に転送する。制御部２４は、これら２つのアライメントマークのデータに基づいて、測定ステージ２２の基準座標に対するプローブベース３２の位置を検出し、それを制御データに反映することで補正を行わせることができる。
【００６０】
このように、直交配置ガイドに案内されて縦方向に移動可能なプローブベースを複数用い、各プローブベースにそれぞれ所定の横方向ピッチで複数のプローブユニットを配置し、各プローブベースを、直交配置ガイドに沿って所定の縦方向ピッチで配置することで、簡単な操作で、複数のプローブカードを任意の配置関係で２次元的に配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る実施の形態のプローブカード配置ユニットが解決しようとする課題の１例を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における特性検査装置の構成図で、特に、プローブカード配置ユニットの周辺を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態におけるプローブカード配置ユニットの平面図及び側面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態におけるプローブカード配置ユニットを一部分解して示す斜視図である。
【図５】本発明に係る実施の形態におけるプローブユニット周辺の詳細拡大図である。
【図６】本発明に係る実施の形態におけるプローブユニットの詳細拡大図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０，１１  ガラス基板、１２，１３  液晶表示パネル、１４，１５  表示画素部分、１６，１７  電極端子、１８，１９  液晶表示パネル群、２０  特性検査装置、２２  測定ステージ、２３  プローブ台、２４  制御部、２６  確認基準板、２８  配置確認カメラ、３０  プローブカード配置ユニット、３２  プローブベース、３４  取付板、３６  横方向ガイド、３８  ベース板、４０，４２  直交配置ガイド、４４，４５，４６，４７，４８，４９  取付ネジ、５０  プローブユニット、５２  プローブカード、５４  プローブユニット本体部、５５  横方向取付部、５６  プローブカード取付ネジ、５７  回転軸、５８  横方向案内部、６０  位置決め台、６２  位置決めピン、６３  位置決め穴、６４  高さ決め台、７０  退避用シリンダ、７２  高さ調整用マイクロメータ。
【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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