(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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６−２９３５９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３０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３４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２４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（ＴＡＢ）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２４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１２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６２に直接的に組み付ける代わりに、針押え６４を基板６２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６２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７２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６４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６６で同じになるように１層に配置されているが、基板６２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６４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
【図１】
0003813285.tif 000002
【図２】
0003813285.tif 000003
【図３】
0003813285.tif 000004
【図４】
0003813285.tif 000005
【図５】
0003813285.tif 000006
【図６】
0003813285.tif 000007
【図７】
0003813285.tif 000008
【図８】
0003813285.tif 000009
【図９】
0003813285.tif 000010
【図１０】
0003813285.tif 000011
【図１１】
0003813285.tif 000012
【図１２】
0003813285.tif 000013