CN103765235A - 无接触式电容间距传感器 - Google Patents

无接触式电容间距传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN103765235A
CN103765235A CN201280041589.9A CN201280041589A CN103765235A CN 103765235 A CN103765235 A CN 103765235A CN 201280041589 A CN201280041589 A CN 201280041589A CN 103765235 A CN103765235 A CN 103765235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
substrate
electrical pole
face
conductive structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280041589.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103765235B (zh
Inventor
F.阿拉塔斯
M.克德尔
A.希克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN103765235A publication Critical patent/CN103765235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103765235B publication Critical patent/CN103765235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/08Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using capacitive means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605Measuring capacitance
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1306Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/312Contactless testing by capacitive methods

Abstract

本发明涉及用于简单地并且可靠地、电容式地、无接触地并且非破坏性地检查在衬底(1)上或中或浮动地在衬底(1)中产生的导电结构(3)的设备和方法。根据本发明使用具有至少两个传感器电极面(9)的电容传感器(11),这些传感器电极面以彼此不同的、恒定的间距平行于衬底(1)的表面并且相对于衬底(1)的表面并排地被布置。

Description

无接触式电容间距传感器
技术领域
本发明涉及用于导电结构的无接触的并且非破坏性的检查的设备和方法,这些导电结构在衬底上或中或在衬底中浮动地被产生。
本发明特别是涉及在分别沿着面延伸的衬底上的导电结构的无接触的并且非破坏性的检查。相应的衬底例如出现在所谓的显示器底板或印刷电路中。相应结构的电气检验在整个显示器完成之前只能有条件地进行。这首先适用于具有毫米或微米范围内的长度或与衬底的边缘没有直接接触的结构。
背景技术
导电结构在该导电结构被完全包围在衬底中、与衬底的边缘或表面没有直接的接触并且是电绝缘的时候是浮动的。
用于检验电气功能的一种可能性是使用常规的探针。在此将针按压到衬底中的相应的导电面上并且建立电连接。随后,针接触之间的结构可以关于导电性或在功能方面被研究。然而这样的方法具有一些缺点。非破坏性的接触是不可能的或仅能有条件地进行。此外,接触本身同样是相对昂贵的。因此必须精确地校准针并且以所定义的压力保证接触。在此针同样遭受到机械磨损。由于这个昂贵的过程,很多面的检查和因此“在线”检查只能有条件地有效地实现。
另一种常规的测量方法是光学检查。该光学检查不能作出关于电特性或关于没有缺陷的功能的任何陈述。然而,该光学检查适合于材料检查。由此可以检验结构的横向几何形状。然而不能可靠地识别导致错误行为的、导电结构中的裂纹或位于较深处的印制导线之间的下面的层中的短路。
另一种常规的解决方案是所谓的(zugenannt)无接触式电容检查。在此,在衬底表面和传感器之间构成依赖于地点的电容。借助该电容耦合随后可以探测电压和电容变化。由此可以对衬底的表面进行电容式扫描或计算在衬底表面上所施加的电压。为了相应的测量,必须相应地为衬底供应信号。在电容式表面扫描的情况下,到衬底的信号馈送同样可以电容式地通过导电的支承面来激励。由于电容耦合,测量信号对传导能力或电容的变化作出反应并且因此比相应的光学方法更好地适合于相应结构的电气检查。图2示出该常规的方法。然而,在该方法中不可能检查很小的、未电连接的、即浮动的结构。因此不能对这些结构直接加载信号。在这种情况下,通过衬底容器(Substrataufnahme)的电容耦合是不可能的。对于可测量的信号,衬底容器的耦合面必须决定性地大于传感器的耦合面,否则不能测量出测量结果“结构存在”和“结构不存在”之间的差别。
发明内容
本发明的任务是提供用于无接触地并且非破坏性地检查导电结构的设备和方法,使得在x,y,z笛卡尔坐标系中简单地并且可靠地检测导电结构沿着z轴的延伸和/或导电结构沿着x,y平面的延伸。应该能够有效地检查多个导电结构。应该可靠地识别例如导电结构中的裂纹或位于衬底中的印制导线之间的短路。应该能够检查衬底上或中的电气结构和浮动的电气结构。应该能够检查例如显示器衬底和印刷电路。
该任务通过根据主权利要求的装置和根据附加权利要求的所有方法来解决。
根据第一方面,提供用于电容式地无接触地并且非破坏性地检查多个在衬底上或中产生的导电结构的设备,具有定位衬底的导电的衬底支架,借助激励信号产生装置所产生的激励信号被施加到该衬底支架上;被定位在衬底的背离衬底支架的侧上的、具有至少两个以到衬底的表面的彼此不同的、恒定的间距平行于该表面并且相对于该表面并排地被布置的传感器电极面的电容传感器;用于检测相应的传感器电极面处的相应的传感器测量信号的测量装置;用于借助所检测的传感器测量信号确定导电结构的空间延伸的分析装置。
根据第二方面,提供用于电容式地无接触地并且非破坏性地检查多个在衬底上或中被产生的导电结构的方法,该方法具有下述步骤。借助导电的衬底支架定位衬底,在该衬底支架上施加借助激励信号产生装置所产生的激励信号;在衬底的背离衬底支架的侧上定位具有至少两个以彼此不同的、恒定的间距平行于衬底的表面并且相对于该表面并排地被布置的传感器电极面的电容传感器;借助测量装置检测相应的传感器电极面处的相应的传感器测量信号;借助分析装置来实施借助所检测的传感器测量信号对导电结构的空间延伸的确定。
根据本发明,使用具有传感器电极的三维构成的电容传感器。在此使用至少两个相邻的传感器电极,其中所述传感器电极互相垂直地具有偏移。根据本发明的设备为了测量必须在要测量的面之上以恒定的间距被定位或被移动。在此,在根据本发明的设备和衬底的导电面之间形成电容耦合。传感器电极和测量对象之间的电容耦合定义测量电容。该测量电容在高度偏移的传感器电极之间不同地得出结果。传感器电极的传感器电极面是垂直地高度偏移的。在否则相同的条件下,测量电容的该差别依赖于传感器电极面的高度偏移和在传感器和导电结构之间的间距。因为传感器电极面的高度偏移是已知的,所以可以由测量信号计算导电结构到传感器的间距并且可以确定导电结构是否存在。
根据本申请,相互高度偏移地布置传感器电极,使得电容传感器三维地构成。以这种方式可以由测量信号计算间距。根据本发明可以实现直接到导电结构的简单的绝对的间距测量并且由此推导地实现高度分布(Höhenprofil)的测量。这不要求直接接触衬底以便产生信号。同样可以由例如可以是卡盘的衬底容器电容地包含信号。同样可以在不导电的衬底中或穿过电气层测量和检查导电结构。只要传感器电极面完全或以相同的部分与导电结构重叠,根据本发明的方法就不依赖于结构大小进行测量。因为间距测量只依赖于两个测量电流的比值,所以可以在结构上施加任意的电信号。如果不施加信号,那么就没有再充电电流。在这种情况下,传感器必要时可以被保持在振荡电位上。本发明不需要对激励电压的高度的认识。依赖于工作间距,高度偏移可以适配于测量条件并且被优化。
结合从属权利要求来请求保护其它的有利的扩展方案。
根据一种有利的扩展方案,可以构造两个传感器电极面并且分析装置具有除法器并且借助两个传感器测量信号相互的比值确定传感器到导电结构的间距h。
根据另一种有利的扩展方案,分析装置可以确定,导电结构是否在传感器电极面之一和衬底支架之间延伸。
根据另一种有利的扩展方案,分析装置可以在确定间距h大于阈值的情况下确定,没有导电结构在被分配的传感器电极和衬底支架之间延伸。该阈值例如可以是传感器和衬底支架之间的最大可能的间距。
根据另一种有利的扩展方案,可以在传感器电极面之一的平面内在传感器上构造至少一个导电屏蔽层。可以在导电屏蔽层上施加地电位。
根据另一种有利的扩展方案,至少一个导电屏蔽层可以代替处于相同平面内的传感器电极面。
根据另一种有利的扩展方案,激励信号可以是交流电压和/或电流信号。
根据另一种有利的扩展方案,传感器测量信号可以分别是再充电电流。
根据另一种有利的扩展方案,传感器电极面和导电结构可以平行于正交坐标系的x,y平面延伸。
根据另一种有利的扩展方案,传感器电极面可以是同样大的。
根据另一种有利的扩展方案,传感器电极面可以是彼此完全一致的。
根据另一种有利的扩展方案,传感器电极面可以共同对应于衬底的表面。
根据另一种有利的扩展方案,衬底可以是液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)的屏幕玻璃衬底并且导电结构可以是印制导线或像素面。同样,衬底和导电结构可以构造印刷电子电路。导电结构可以是TFT电极(薄膜晶体管(Thin Film Transistor)电极)上的印制导线或像素面。
根据另一种有利的扩展方案,相对移动装置可以将衬底的表面和传感器以相对于彼此恒定的间距相对移动到多个测量位置中。
根据另一种有利的扩展方案,传感器可以具有多个传感器电极面组,并且同时提供多个测量位置,其中所述传感器电极面组以规则的图案覆盖衬底的表面。
根据另一种有利的扩展方案,规则的图案可以行状地覆盖衬底的表面。
附图说明
借助实施例,结合图进一步描述本发明。其中:
图1a和1b示出要检查的导电结构的实施例;
图2a到2c示出常规的无接触式电容检查的实施例;
图3示出根据本发明装置的一个实施例;
图4a到4c示出根据本发明的测量的实施例;
图5示出根据本发明的间距计算的一个实施例;
图6示出有利的传感器电极的实施例;
图7a和7b示出根据本发明的方法的两个测量实例。
具体实施方式
图1a和1b示出要检查的导电结构的实施例。图1a示出作为导电结构的一个实施例的一个导电表面。附图标记3在此表示该导电表面。图1b示出导电结构3的其它的实施例。因此导电结构3可以在衬底1中被构造。替代地,导电结构同样可以在衬底1上或下被构造。该导电结构3同样可以浮动地被提供。本发明能够实现特别小的浮动的导电结构面3的无接触的检查并且此外从电容传感器到根据图1a的衬底1的结构化表面的间距的测量。通过这样的间距测量,可以测量作为根据图1a的三维地导电的结构化表面3的第三维度的高度。以这种方式可以实行分布测量。同样可以几何地、更确切地说同样在第三维度中测定根据图1b的电介质内部的导电结构3。
图2a到2c示出常规的无接触的电容检查的实施例。在衬底1的表面和传感器之间构造依赖于地点的电容。借助该电容耦合可以随后探测电压和电容变化。此外,在接地面8和衬底容器5之间构造有电容。图2a示出没有导电结构的装置,图2b示出具有导电结构3的装置并且图2c示出具有导电结构3的常规的装置,该导电结构的面对应于衬底容器5的面。
图3示出根据本发明的装置的一个实施例。
根据本发明使用电容传感器,该电容传感器提供至少两个相互平行的、不在一个平面内并且相对于要检查的结构并排的分离的传感器电极面。在该传感器处,在其朝向要检查的结构的侧上,特别有利地分别构造分离的传感器电极,以便产生每个根据本发明的传感器电极面。这样的传感器电极在此特别有利地沿着笛卡尔坐标系的x,y平面延伸,其中传感器电极在z方向上的空间延伸是较小的。该差别可以位于例如至少十的一次幂的范围内。以这种方式产生的传感器电极例如可以作为传感器电极层被完成。宽度和深度可以在毫米范围内并且厚度可以在微米范围内。电容传感器的朝向要检查的结构的表面的走向被构造,使得各个平行的传感器电极层在z方向上相互偏移并且相对于x,y平面并排。相应的传感器电极或传感器电极层由传感器承载,使得电场的场力线仅在传感器电极或传感器电极层的朝向衬底的沿着x,y平面在空间上延伸的面处终止或开始。这样的面被称为相应的传感器电极面。因此传感器电极特别有利地被构造为传感器电极层。
传感器11为了测量以恒定的间距在衬底1的表面之上被定位或被移动。在此,传感器11例如可以借助空气轴承被平放在气垫上。以这种方式得出恒定的平均的间距,其中间距的变化通过空气轴承来补偿、即被平均。假如要测量的导电结构3存在,那么该导电结构可以被构造在衬底1上或中。在传感器11和优选地沿着衬底1的与传感器电极的面9平行的面延伸的导电结构3之间形成电容耦合C1和C2。传感器电极11和测量对象1或3之间的电容耦合定义测量电容。所述测量电容C1和C2在第一和第二传感器电极面9之间是不同的。可选地,可以在传感器11的朝向测量对象1和3的侧上构造接地面8。测量电容C1和C2在高度偏移的(höhenversetzt)传感器电极面9之间是不同的。在否则相同的条件下,该差别依赖于传感器电极面9的高度偏移和在传感器11和导电结构3之间的间距。因为传感器电极面9的高度偏移d是已知的,所以可以由传感器测量信号计算导电结构3到传感器11的间距h。图3示出作为衬底支架5的承载并且固定衬底1的导电的衬底容器,在该衬底支架上施加借助激励信号产生装置7所产生的激励信号或激励信号被馈送到该衬底支架。在衬底1的背离衬底容器的侧上,定位具有至少两个以到衬底容器5的彼此不同的、恒定的间距被布置的传感器电极面9的电容传感器11。测量装置12检测相应传感器电极面9的相应传感器测量信号,其中借助分析装置13,借助激励信号和所检测的传感器测量信号的两个信号来确定导电结构3的空间延伸。
利用电容传感器11只能直接测量再充电电流。这些再充电电流通过以下等式来描述:
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
该等式(1)的第一个一半描述在传感器11悬浮在衬底1之上的情况下依赖于电容随时间的变化的再充电电流。第二个一半描述依赖于电压随时间的变化的再充电电流。因为电容变化典型地比所施加的信号电压变化慢很多地实行,所以在测量时可以忽略等式(1)的第一个一半并且公式被改变为等式
Figure DEST_PATH_IMAGE004AA
因为传感器电极9有共同的对应电极,所以两个再充电电流也依赖于相同的电压或电压变化。因此不同的测量电容C1和C2作为各个测量电流之间的唯一的不同的影响因素剩下。因为再充电电流直接与测量电容成比例,所以两个再充电电流相互的比值和两个测量电容相互的比值同样是相同的。即,尽管不能直接确定测量电容,但是可以计算再充电电流的比值并且因此直接由再充电电流计算测量电容的比值。在第一近似中,传感器电极和导电结构之间的测量电容被描述为平板电容器。平板电容器的电容通过以下公式(3)来描述:
在偏移的传感器电极的情况下,该公式近似地为:
Figure DEST_PATH_IMAGE008AA
测量电容的比值针对两个传感器电极9近似地利用下面的公式来计算:
因为只涉及近似值,所以必须借助校正因子来校正这些近似值。这样的校正因子可以或者通过模拟或者凭经验来确定。校正因子依赖于间距并且因此依赖于测量电容的比值。具有校正项的根据公式的方案可以如下被说明:
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
通过根据导电结构3到传感器11的间距h求解获得下面的公式:
Figure DEST_PATH_IMAGE014AA
图4a到4c示出根据本发明的测量的实施例。不同的导电结构3被示出。图4a示出衬底1上的导电结构,图4b示出衬底1中的导电结构3,并且图4c具有导电结构3,该导电结构具有到传感器11的较大间距h,其中该导电结构3同样被构造在衬底1中并且因此图4a到4c直观地示出,两个测量信号的比值如何随着到导电面3的间距h而变化。为了相应传感器电极9处的每个传感器测量信号,借助测量装置12测量所述测量信号。分析装置13例如可以确定两个传感器测量信号的比值。以这种方式同样可以作出关于导电面存在或不存在的陈述。根据该实施例,两个不同的电介质、更确切地说空气和衬底1存在于传感器电极9的间距之内。不同电介质的使用引起有效地较大的间距d。这应该在计算间距h时一起被考虑。为了将所得出的公式保持为简单的,在结合图3的推导中简化地利用一种电介质来计算。但是,根据本发明的方法原则上同样可以利用不同的电介质来实施。
图5示出根据本发明的借助模拟的平板电容器电容的间距计算的一个实施例。图5示出模拟。示出了到衬底1的两个平板电容C1和C2以及关于实际距离hr所计算的距离hb。电容值C1和C2利用平板电容器公式来计算,因此这些值与真实值是不同的。在该模拟中, d=2μm作为传感器高度偏移并且2500μm2作为传感器面积来进行计算。
图6示出有利的传感器电极面9的实施例。为了传感器电极面9受到相同的测量条件并且该测量不失真,各个传感器电极面9必须与同一导电结构3的有效地同样大的衬底面部分重叠。理想地,两个测量电极面9的几何形状被适配于衬底1的几何结构。图6示出在根据本发明的具有两个传感器电极面9的扩展方案中有利的几何形状。图6示出传感器电极面9的可能的扩展方案的实施例。画斜阴影线的面表示两个相互高度偏移的传感器电极面9a和9b。
上述的计算和图分别只处理两个传感器电极面9。但是,本申请的保护范围同样包括具有多于两个的传感器电极面的实施方式。
图7a和7b示出根据本发明的用于无接触地并且非破坏性地检查多个导电结构3的方法的两个测量实例。利用第一步骤S1实行接触并且定位衬底1的导电衬底容器的提供,借助激励信号产生装置7所产生的激励信号被施加到该衬底容器上。利用第二步骤S2,布置在衬底1的背离衬底容器的侧上具有两个以彼此不同的、恒定的到衬底容器的间距被布置的传感器电极面9的电容传感器11。根据该实施例,最接近衬底1的传感器电极面9同时被构造为接地面8。利用第三步骤S3,借助测量装置12在相应传感器电极面9处测量相应的传感器测量信号,这些传感器测量信号有利地是再充电电流。利用第四步骤S4,借助分析装置13实行两个传感器测量信号的分析。利用这样的方法例如可以执行以下的测量:
a)拓扑形貌测量:
通过传感器在X和Y方向上的行进可以实行在整个衬底1上的扫描。以这种方式尤其可以测量要测量的对象或结构1和3的拓扑形貌。
b)检验印制导线是否存在或测量导电面的横向几何形状:
特别小的结构的这样的测量同样可以利用具有仅仅一个传感器电极面9的传感器11来实行。于是该传感器电极面9必须相对于接地面8被偏移。于是在这种情况下接地面8承担第二传感器电极面9的功能。图7a示出第一种情况,在该情况下没有导电结构被布置在传感器11之下。如果没有导电结构被布置在传感器11之下,那么不仅接地面8而且传感器电极面9以大约每单位面积相同的电容耦合到衬底容器上,该衬底容器例如可以被实施为卡盘。每单位面积的电容大约是同样大的,因为相对于到衬底容器的间距,电极面9和接地面8之间的相对小的高度偏移d是可忽略不计的。相应地,每单位面积的电流同样是大致同样大的。图7b示出第二种情况,在该情况下导电结构3被布置在传感器11之下。一旦导电结构3被定位在传感器电极11之下,该传感器电极就构成等位面。在此,衬底容器和传感器11之间的总电容微不足道地变化,因为例如仅被蒸镀的相应的导电面通常是很薄的并且因此仅最小限度地缩短传感器11和衬底容器或衬底支架5之间的有效间距。然而,构成等位面的导电结构3和传感器电极面9或接地面8之间的电容比值变化。这是由于以下原因而造成的,即传感器电极面9的偏移d相对于传感器11到导电结构3的间距h不能再被忽略不计。每单位面积的电流的比值对应于每单位面积的电容的比值,而总电流几乎不变化。因此,在根据图7a和7b上面的传感器电极面9的情况下,当导电结构3处于该传感器电极面9之下时,较小的电流流动。因此可以通过电流强度检查该结构3以及其横向尺寸。
本发明的在此所描述的实施例示出向上的偏移d。替代地,该偏移d同样可以向下被构造。在这样的情况下,电容和电流的比值相应地变化。在图7中被示出的两种情况在图7中附加地以数学方式被描述。
本发明涉及用于简单地并且可靠地无接触地并且非破坏性地检查导电结构、特别是绝缘的结构3的设备和方法,这些结构在衬底1上或中或浮动地在衬底1中被产生。根据本发明使用具有至少两个传感器电极面9的电容传感器11,这些传感器电极面以彼此不同的、恒定的间距平行于衬底1的表面并且相对于该表面并排地被布置。

Claims (32)

1.用于电容式地、无接触地并且非破坏性地检查多个在衬底(1)上或中产生的导电结构(3)的设备,具有:
-定位所述衬底(1)的导电的衬底支架(5),借助激励信号产生装置(7)所产生的激励信号被施加到所述衬底支架上;
-被定位在衬底(1)的背离所述衬底支架(5)的侧上的、具有至少两个以彼此不同的、恒定的间距平行于所述衬底(1)的表面并且相对于所述衬底(1)的表面并排地被布置的传感器电极面(9)的电容传感器(11);
-用于检测相应传感器电极面(9)处的相应传感器测量信号的测量装置(12);
-用于借助所检测的传感器测量信号来确定导电结构(3)的空间延伸的分析装置(13)。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,两个传感器电极面(9a、9b)被构造并且所述分析装置(13)具有除法器并且借助两个传感器测量信号相互的比值确定所述传感器(11)到导电结构(3)的间距(h)。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其特征在于,所述分析装置(13)确定,导电结构(3)是否在所述传感器电极面之一(9a)和所述衬底支架(5)之间延伸。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,所述分析装置(13)在确定间距(h)大于阈值的情况下确定,没有导电结构(3)在被分配的传感器电极(9a)和所述衬底支架(5)之间延伸。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,在所述传感器电极面之一(9b)的平面内,至少一个导电屏蔽层(8)在所述传感器(11)上被构造。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述至少一个导电屏蔽层(8)代替位于相同平面内的传感器电极面(9b)。
7.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述激励信号是交流电压和/或电流信号。
8.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,传感器测量信号分别是再充电电流。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)和所述导电结构(3)平行于正交坐标系的x,y平面延伸。
10.根据权利要求1或9所述的设备,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)是同样大的。
11.根据权利要求9或10所述的设备,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)是彼此完全一致的。
12.根据权利要求10或11所述的设备,其特征在于,所述传感器电极面(9)共同对应于所述衬底(1)的表面。
13.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述衬底(1)是液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)的屏幕玻璃衬底并且所述导电结构(3)是印制导线或像素面。
14.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,相对移动装置将所述衬底(1)的表面和所述传感器(11)以相对于彼此恒定的间距相对移动到多个测量位置中。
15.根据权利要求1或14所述的设备,其特征在于,所述传感器(11)具有多个传感器电极面(9a、9b)组,并且同时提供多个测量位置,其中所述传感器电极面组以规则的图案覆盖所述衬底(1)的表面。
16.根据权利要求15所述的设备,其特征在于,所述规则的图案行状地覆盖所述衬底(1)的表面。
17.用于电容式地、无接触地并且非破坏性地检查多个在衬底(1)上或中产生的导电结构(3)的方法,具有以下步骤:
-借助导电的衬底支架(5)定位所述衬底(1),借助激励信号产生装置(7)所产生的激励信号被施加到所述衬底支架上;
-在所述衬底(1)的背离所述衬底支架(5)的侧上定位具有至少两个以到所述衬底(1)的表面的彼此不同的、恒定的间距并且相对于所述衬底(1)的表面并排地被布置的传感器电极面(9)的电容传感器(11);
-借助测量装置(12)检测相应传感器电极面(9)处的相应传感器测量信号;
-借助分析装置(13)来实施借助所检测的传感器测量信号对导电结构(3)的空间延伸的确定。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,两个传感器电极面(9a、9b)被构造并且所述分析装置(13)具有除法器并且借助两个传感器测量信号相互的比值确定所述传感器(11)到导电结构(3)的间距(h)。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述分析装置(13)确定,导电结构(3)是否在所述传感器电极面之一(9a)和所述衬底支架(5)之间延伸。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述分析装置(13)在确定间距(h)大于阈值的情况下确定,没有导电结构(3)在被分配的传感器电极(9a)和所述衬底支架(5)之间延伸。
21.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在所述传感器电极面之一(9b)的平面内,至少一个导电屏蔽层(8)在传感器(11)上被构造,其中地电位被施加在所述导电屏蔽层(8)上。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述至少一个导电屏蔽层(8)代替位于相同平面内的传感器电极面(9b)。
23.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,交流电压和/或电流信号作为所述激励信号被注入。
24.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,传感器测量信号分别是再充电电流。
25.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)和所述导电结构(3)平行于正交坐标系的x,y平面延伸。
26.根据权利要求17或25所述的方法,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)是同样大的。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,所述传感器电极面(9a、9b)是彼此完全一致的。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述传感器电极面(9)共同对应于所述衬底(1)的表面。
29.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述衬底(1)是液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)的屏幕玻璃衬底并且所述导电结构(3)是印制导线或像素面。
30.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,相对移动装置将所述衬底(1)的表面和所述传感器(11)以相对于彼此恒定的间距相对移动到多个测量位置中。
31.根据权利要求17或30所述的方法,其特征在于,所述传感器(11)具有多个传感器电极面(9a、9b)组,并且同时提供多个测量位置,其中所述传感器电极面组以规则的图案覆盖所述衬底(1)的表面。
32.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,所述规则的图案行状地覆盖所述衬底(1)的表面。
CN201280041589.9A 2011-08-26 2012-08-02 无接触式电容间距传感器 Active CN103765235B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011081666.6 2011-08-26
DE102011081666A DE102011081666A1 (de) 2011-08-26 2011-08-26 Kontaktloser kapazitiver Abstandssensor
PCT/EP2012/065170 WO2013029915A1 (de) 2011-08-26 2012-08-02 Kontaktloser kapazitiver abstandssensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103765235A true CN103765235A (zh) 2014-04-30
CN103765235B CN103765235B (zh) 2016-04-20

Family

ID=46750292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280041589.9A Active CN103765235B (zh) 2011-08-26 2012-08-02 无接触式电容间距传感器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9410999B2 (zh)
EP (1) EP2707734B1 (zh)
JP (1) JP5989120B2 (zh)
CN (1) CN103765235B (zh)
DE (1) DE102011081666A1 (zh)
WO (1) WO2013029915A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272947A (zh) * 2017-06-09 2017-10-20 奇酷互联网络科技(深圳)有限公司 触摸屏贴膜厚度的确定方法、装置和终端
CN110749274A (zh) * 2019-10-15 2020-02-04 上海摩软通讯技术有限公司 一种压合参数的检验方法
US20210018339A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detection apparatus and electronic device

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011081666A1 (de) 2011-08-26 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktloser kapazitiver Abstandssensor
WO2014208129A1 (ja) * 2013-06-28 2014-12-31 シャープ株式会社 タッチパネル用電極基板の検査方法
ITMI20131703A1 (it) * 2013-10-15 2015-04-16 Syncro S R L Metodo di misura dello spessore di un film di materiale dielettrico noto e relativo dispositivo di misura
CN105589231B (zh) * 2016-03-09 2019-04-30 京东方科技集团股份有限公司 非接触式探针信号加载装置
US10837803B2 (en) * 2019-04-12 2020-11-17 Kla Corporation Inspection system with grounded capacitive sample proximity sensor
US11262651B2 (en) 2020-05-28 2022-03-01 Canon Kabushiki Kaisha System for detecting accumulated material on a faceplate of a dispenser and method of inspecting the faceplate
US11935319B2 (en) 2020-11-05 2024-03-19 Fingerprint Cards Anacatum Ip Ab Method and system for fingerprint sensor evaluation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958129A (en) * 1989-03-07 1990-09-18 Ade Corporation Prealigner probe
CN1782721A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 阿尔卑斯电气株式会社 电容检测型传感器
CN101685119A (zh) * 2008-09-24 2010-03-31 中国科学院电子学研究所 谐振式微型电场传感器
WO2010136330A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Messung eines substrats mit elektrisch leitenden strukturen
CN101978466A (zh) * 2008-03-20 2011-02-16 诺发系统公司 具有电容敏感特性的静电卡盘装置,以及相关的操作方法
CN102103445A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 索尼公司 传感器装置及信息处理装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181183A (ja) 1984-09-26 1986-04-24 Toshiba Corp 電車用ブレーキ制御装置
JPS6181183U (zh) * 1984-10-31 1986-05-29
US4924172A (en) * 1988-08-25 1990-05-08 Kaman Instrumentation Corporation Capacitive sensor and electronic circuit for non-contact distance measurement
CA2041231C (fr) * 1991-04-25 1999-02-16 Marius Cloutier Mesure dynamique et sans contact de deplacement ou de permittivite a l'aide d'un capteur capacitif
JPH06308530A (ja) 1993-04-23 1994-11-04 Tokyo Kasoode Kenkyusho:Kk 基板の検査装置
JP3396525B2 (ja) 1993-12-08 2003-04-14 サンクス株式会社 導電体の位置検出方法及び電子部品のリード検査装置
JPH07161789A (ja) * 1993-12-08 1995-06-23 Sunx Ltd 電子部品のリード検査装置
DE9421122U1 (de) 1994-11-10 1995-04-27 Siedle Horst Kg Vorrichtung zur Bestimmung einer jeweiligen örtlichen Position eines Körpers
JP2001221824A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Oht Inc 検査装置及び検査方法、検査ユニット
JP4331383B2 (ja) 2000-05-19 2009-09-16 富士通株式会社 間隔測定方法
JP2002005981A (ja) * 2000-06-16 2002-01-09 Oht Inc 検査装置及び検査方法
US20060043153A1 (en) * 2002-11-30 2006-03-02 Shuji Yamaoka Circuit pattern inspection device and circuit pattern inspection method
JP2010224011A (ja) 2009-03-19 2010-10-07 Olympus Corp エタロン装置及びそれを備えた光学ユニット
DE102011081666A1 (de) 2011-08-26 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktloser kapazitiver Abstandssensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958129A (en) * 1989-03-07 1990-09-18 Ade Corporation Prealigner probe
CN1782721A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 阿尔卑斯电气株式会社 电容检测型传感器
CN101978466A (zh) * 2008-03-20 2011-02-16 诺发系统公司 具有电容敏感特性的静电卡盘装置,以及相关的操作方法
CN101685119A (zh) * 2008-09-24 2010-03-31 中国科学院电子学研究所 谐振式微型电场传感器
WO2010136330A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Messung eines substrats mit elektrisch leitenden strukturen
CN102103445A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 索尼公司 传感器装置及信息处理装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272947A (zh) * 2017-06-09 2017-10-20 奇酷互联网络科技(深圳)有限公司 触摸屏贴膜厚度的确定方法、装置和终端
CN107272947B (zh) * 2017-06-09 2020-04-17 奇酷互联网络科技(深圳)有限公司 触摸屏贴膜厚度的确定方法、装置和终端
US20210018339A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detection apparatus and electronic device
US11953350B2 (en) * 2019-07-16 2024-04-09 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detection apparatus and electronic device
CN110749274A (zh) * 2019-10-15 2020-02-04 上海摩软通讯技术有限公司 一种压合参数的检验方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2707734B1 (de) 2019-09-25
JP5989120B2 (ja) 2016-09-07
CN103765235B (zh) 2016-04-20
US9410999B2 (en) 2016-08-09
JP2014525573A (ja) 2014-09-29
WO2013029915A1 (de) 2013-03-07
EP2707734A1 (de) 2014-03-19
US20140218056A1 (en) 2014-08-07
DE102011081666A1 (de) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103765235B (zh) 无接触式电容间距传感器
CN101109782B (zh) 非接触型单面探测设备及测试开路或短路的装置和方法
CN107518851B (zh) 洗碗机及其液位检测装置和液位检测方法
CN107167163B (zh) 减轻来自电容性传感器的数据中的空间相关噪声
KR100883994B1 (ko) 패턴 검사장치
KR100599499B1 (ko) 기판검사 장치 및 기판검사 방법
US10048801B2 (en) Adaptive mechanical change compensation for force detector
CN103257741B (zh) 触摸面板和使用该触摸面板的显示装置
CN108089047A (zh) 使用多个电容器的非接触式电压测量系统
CN104457907B (zh) 一种用于测量绝缘容器内液位的非接触式检测装置
CN103985189A (zh) 纸币厚度的测量装置
US20160139191A1 (en) Inspection device
CN105185283A (zh) 检测装置、基板架、检测基板架上基板位置的方法
JP5533169B2 (ja) 検査装置
JP2011222809A5 (ja) 基板相対位置検出方法、積層デバイス製造方法および検出装置
US20150091589A1 (en) Capacitive positioning device
CN103460057B (zh) 无接触地确定电势的方法以及设备
CN105182081A (zh) 一种薄层材料方块电阻测试方法
CN103534948B (zh) 检测若干物体的电容式传感器及方法
KR101233070B1 (ko) 비접촉 프로브
KR20080098088A (ko) 비접촉 싱글사이드 프로브와 이를 이용한 패턴전극의 단선및 단락 검사장치 및 그 방법
CN103026169A (zh) 确定层厚
KR101933547B1 (ko) 비접촉 저항 검사기
CN109839250A (zh) 防渗层的漏洞检测系统
CN108896133A (zh) 用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant