CN107064706B - 导电体图案检查装置 - Google Patents

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Abstract

导电体图案检查装置中，第一传感器电极与供电了检查信号的第一导电体图案电容耦合而检测第一检测信号，第二传感器电极与没有供电检查信号的第二导电体图案电容耦合而在第二导电体图案中流过了检查信号时检测其作为第二检测信号，检测信号处理部算出将第一检测信号和第二检测信号相加后的和信号、和从第一检测信号减去了第二检测信号的差信号，将差信号除以和信号，生成判定用信号。将该判定用信号与阈值进行比较，判定有无短路的缺陷。

Description

导电体图案检查装置
技术领域
本发明涉及对在基板上形成的导电体图案使用非接触的检查电极进行电性检查的导电体图案检查装置。
背景技术
一般来说，在用于安装电子部件的由硬质树脂构成的电路基板、弯曲自由的柔性电路基板上，形成有用于连接部件间的导电体图案。此外，在太阳能电池、太阳发电用面板等中使用的电路基板中，例如，组合而形成用于从一根短路棒的侧方起电的多个电极梳齿状地延出的梳形状的导电体图案。
检测有无这些导电体图案中的短路、断线的以往的电性检查中，在将尖端形状的检查探头向成为检查对象的导电体图案、电极推压而进行了电性连接后，供电检查信号，检测相当于从该导电体图案供应的检查信号的检测信号，判定有无基于断线、短路的缺陷。
进而，为了实现检查的高效化，一边使检查电极侧或电路基板侧的其中一个移动，一边对多个电路基板连续地实施检查。在使该检查探头与导电体图案接触的情况下，为了实现接触电阻的降低而某种程度的按压起作用，所以给予刮削导电体图案的伤等损伤。
此外，作为防止在检查时给予的对导电体图案的损伤的检查装置，例如，在专利文献1：(日本)特开2004-191381号公报中，公开了对导电体图案以非接触的方式实施电性检查的导电体图案检查装置。
该导电体图案检查装置在至少使由供电电极和传感器电极构成的一组检查电极接近检查对象的导电体图案而电容耦合的状态下，从供电电极施加作为检查信号的交流检查信号，由传感器电极检测在导电体图案传播的交流检查信号，通过所检测的检测信号的电平，进行有无断线以及短路的检查。
在以前述的非接触的方式利用了电容耦合的检查装置中，检查电极空开预先决定的距离、所谓缝隙而与导电体图案对置，检测从导电体图案侧传播的交流检查信号。与将直流信号用作检查信号的检查装置的检测值相比，通过电容耦合来检测交流的检查信号的检测值成为微小的值。
特别是，在导电体图案和检查电极之间的距离即电容耦合中的电极间距离变动的情况下，所取得的检测信号的信号值较大地变动。这是相对于成为进行检查的好坏判定的基准的阈值，所取得的信号值较大地变动的情况，即使实际上导电体图案正常，若距离过远，则所检测的检测值比阈值低而判断为不良的状况被顾虑。
若提升检查电极的移动机构、或电路基板的输送机构的动作精度，则能够使这样的导电体图案和检查电极之间的距离的变动降低。但是，提高这些移动机构或输送机构的动作精度不容易，需要进一步的构成部位的尺寸的高精度化，还包含装配调整的提高等人的能力的提高。此外，设想为了实现生产效率的提高，形成导电体图案的基板也要求大型化，在大型基板上要求当前的检查精度或这以上的检查精度，所以技术的难易度变高，制造成本也大幅度提高。
发明内容
按照本发明的实施方式，提供使按照对置的导电体图案和检查电极的距离的变动的检测信号的值的变动减少，取得更准确的有无导电体图案的缺陷的检查结果的导电体图案检查装置。
实施方式的导电体图案检查装置具备：检查信号供应部，生成用于向以在电路基板上配置为列状的方式形成的多个导电体图案进行供电的交流的检查信号；供电电极部，与所述多个导电体图案电容耦合，向每隔一列的导电体图案供电所述检查信号；受电电极部，由第一传感器电极以及第二传感器电极构成，所述第一传感器电极与供电了所述检查信号的第一导电体图案电容耦合，检测所述检查信号作为第一检测信号，所述第二传感器电极与没有供电所述检查信号的第二导电体图案电容耦合，在该第二导电体图案中流过所述检查信号时，检测其作为第二检测信号；检测信号处理部，算出将所述第一检测信号和所述第二检测信号相加后的和信号、和从所述第一检测信号减去了所述第二检测信号的差信号，将所述差信号除以所述和信号，生成判定用信号；以及缺陷判定部，将所述判定用信号与预先设定的阈值进行比较，判定有无缺陷。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图。
图2是表示在传感器电极和导电体图案之间的距离变化时的检查信号的输出变动的例子的图。
图3是用于说明导电体图案检查装置的缺陷判定中的判定用信号与阈值的关系的图。
图4是表示本发明的第二实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图。
图5是表示本发明的第三实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图，图2是表示在第一实施方式的导电体图案检查装置中的距离变化时的检查信号的输出变动、和用于比较的以往的导电体图案检查装置的检查信号的输出变动的图。此外，图3是用于说明导电体图案检查装置的缺陷判定中的判定用信号与阈值的关系的图。
在本实施方式中，作为导电体图案检查装置1的检查对象的一例，将在图1所示的太阳发电用面板等中利用的电路基板2上形成的由导电体构成的两个梳形状的导电体图案7设为对象。这些梳形状由多个梳齿部和一个短路棒部构成。
这些梳形状都形成为多个平行的梳齿部的一端被开路，各另一端与一个短路棒部共同连结。该导电体图案7中，一对梳形状被配置为将梳齿部交替地咬合。此时，相互的导电体图案7a、7b中的梳齿部与梳齿部空开一定的间隔，以使不具有接触、重合。
本实施方式的导电体图案检查装置1主要由以下部件构成：由进行交流的检查信号的供电的供电电极部3、以及进行该检查信号的检测的受电电极部5构成的检查电极部6；生成检查信号的检查信号供应部8；对所检测的检测信号进行包含检波以及放大的运算处理的检测信号处理部9；进行有无缺陷的好坏判定的缺陷判定部28；控制各构成部位的控制部10；以及在检查时输送电路基板的移动机构11以及驱动控制部12。在以下的说明中，将在检查时向导电体图案7供电的交流的信号称为检查信号，将从导电体图案检测的检查信号记载为检测信号。
以下，详细进行说明。检查电极部6在未图示的一个电极基板的与导电体图案7对置的面上，形成有供电电极部3和受电电极部5。另外，电极基板也可以对供电电极部3和受电电极部5独立地形成，但在该情况下，构成为位置关系被固定。将在该电路基板2上形成的导电体图案、和与电极基板的导电体图案7对置的面的间隙称为以下说明的间隔。
供电电极部3被配置在与一方的导电体图案7a的短路棒部上方对置的位置。从而，对于配置为列状的梳齿部的导电体图案7，向每隔一列的导电体图案、即在图1中仅导电体图案7a输入交流的检查信号。此外，在本实施方式中，是如后述那样一边输送电路基板一边实施检查的方式，所以在导电体图案7a的短路棒部通过供电电极部3的下方时电容耦合，从供电电极部3对导电体图案7a输入交流的检查信号。
受电电极部5由检测流过导电体图案7的检查信号作为检测信号的矩形形状的成对的传感器电极4(4a、4b)构成。这些传感器电极4由电阻率低的导电体材料例如金属材料通过公知的形成方法而形成。在供电电极部3处于短路棒部上方时，传感器电极4a、4b分别配置为在导电体图案7a、7b的邻接的梳齿部的上方处于对置的位置。此时，没有特别限定传感器电极4a、4b与梳齿部的哪个地方对置。
在图1中，以与导电体图案7a[第一导电体图案]的梳齿部对置的方式配置传感器电极4a[第一传感器电极]，以与邻接的导电体图案7b[第二导电体图案]的梳齿部对置的方式配置传感器电极4b[第二传感器电极]。传感器电极4需要至少一对且邻接配置的传感器电极4a以及传感器电极4b。另外，在通过电容耦合进行交流的检查信号的供应以及检测的情况下，为了使所传播的检查信号的信号值尽量大，期望供电电极部3以及传感器电极4形成为与导电体图案对置的面积变大。
检查信号供应部8生成用于向导电体图案7输入的检查信号，并向供电电极部3输出。该检查信号例如是200kHz～800kHz左右的波段内的交流信号，也可以在工场出厂时基于设计标准来设定，或使用者根据检查对象而适当选择设定。由传感器电极4检测的各个检测信号被输出至检测信号处理部9。
检测信号处理部9由两个放大部21以及放大部22、差动放大部23、加法部24、两个检波部25以及检波部26、运算部27构成。
放大部21对传感器电极4a检测而输入的交流的检测信号A[第一检测信号]进行放大，并输出至加法部24。同样，放大部22对传感器电极4b检测而输入的交流的检测信号B[第二检测信号]进行放大，并输出至加法部24。设为放大部21和放大部22具有相同的特性，以相同的放大率来放大。加法部24分别将放大后的检测信号A和检测信号B相加(A+B)，并输出至检波部26。
差动放大部23取得从传感器电极4a以及传感器电极4b分别输入的检测信号A和检测信号B的差(A-B)，并输出至检波部25。
检波部26对来自加法部24的相加后的交流的检测信号施加检波处理，生成和信号(A+B)，并输出至运算部27。同样，检波部25对来自差动放大部23的取得差的交流的检测信号，通过检波处理而生成差信号(A-B)，并输出至运算部27。
在此，在导电体图案7a、7b都是没有短路的正常的导电体图案的情况下，来自传感器电极4b的检测值为0，仅从传感器电极4a检测。从而，仅从放大部21放大的检测信号通过加法部24，被输出至检波部26。此外，仅从传感器电极4a检测到的检测信号从差动放大部23被输出至检波部25。
相反，在导电体图案7a、7b短路的情况下，从传感器电极4a、4b分别检测到大致相同的值的交流的检测信号。从而，从放大部21、22分别放大后的检测信号通过加法部24，成为2倍的检测信号被输出至检波部26。此外，由于传感器电极4a与传感器电极4b的差而0等级(Level)的检测信号从差动放大部23被输出至检波部25。
运算部27进行将分别输入的差信号(A-B)除以和信号(A+B)的运算处理。此时，也可以作为前处理而对差信号以及和信号实施平滑化处理。进而，由于共模噪声N与和信号(A+B)重叠，所以在进行了扣除该噪声量的减去处理后，进行除法处理，生成判定用信号P。即，判定用信号P通过P＝(A-B)/(A+B-N)……式(1)来求得。
接着，运算部27将所生成的判定用信号P输出至缺陷判定部28。
如后述那样，缺陷判定部28预先设定判定用的阈值，通过所取得的判定用信号P与阈值的比较，判定有无缺陷。该有无缺陷的判定结果被输出至控制部10。
此外，电路基板2通过移动机构11在检查时向图1所示的箭头s的方向被输送。该箭头s的方向是与导电体图案7的梳部分延长的方向相同的方向。移动机构11通过按照来自控制部10的指示的驱动控制部12而被驱动控制。
控制部10由进行装置整体的各构成部分的控制的运算处理部(CPU)29、和存储与程序、数据相关的信息的存储器30构成。存储器30例如利用ROM、RAM或闪速存储器等通用存储器，存储控制用程序、各种运算用程序以及数据(表)等。运算处理部29按照所设定的程序等，对所输入或指示的信息进行运算处理，进行各构成部分的操作指示。
进而，在控制部10中，设置有显示部31以及输入部32。显示部31显示有无缺陷的判定结果、各构成部分的操作指示以及驱动状态等。此外，输入部32是用于进行操作指示、设定的由键盘、触摸面板等构成的输入设备。控制部10接受来自缺陷判定部28的判定结果，将其内容显示在显示部31的画面上。
接着，说明由检测信号处理部9的运算部27生成的判定用信号P。
关于该判定用信号P，若传感器电极4和导电体图案7的间隔(缝隙)变动，则式(1)中的分母和分子等同地变化。因此，基于缝隙变动的影响被消除，能够生成数值的变动少的判定用信号P。
在本实施方式中，例如，将传感器电极4和导电体图案7的间隔设定500μm作为检查时的基准间隔，在图2中示出在使移动的电路基板变动时的输出变动。在此，将本实施方式中的判定用信号设为P，仅将以往的差信号(A-B)，将以往的判定用信号设为Q。
参照图2所示的特性，说明传感器电极4和导电体图案7的间隔存在较大的变动的例子。
在相对于500μm的基准间隔，作为第一例，产生了350μm的变动、即传感器电极4和导电体图案7接近距离150μm的变动的情况下，判定用信号P的输出变动产生信号值中的+18％的输出变动。相对于此，在判定用信号Q中，产生+168％的输出变动。
同样，作为第二例，在相对于500μm的基准间隔，产生了600μm的变动、即传感器电极4和导电体图案7远离距离150μm的变动的情况下，判定用信号P的输出变动产生信号值中的-6％的变动，但以往的判定用信号Q的输出变动产生-48％的输出变动。
从而，在存在间隔大的变动的情况下，本实施方式的检测到的检测信号的值与以往的检测信号相比，能够使输出变动减少到1/8～1/9左右。此外，如图3所示，基于缺陷判定部28的判定中，预先设定判定用的阈值，通过与本实施方式的判定用信号P进行比较，判定有无缺陷。在以下的说明中，不考虑共模噪声N而进行说明。在此，设定为在导电体图案7a、7b短路的情况下，从传感器电极4a、4b检测到的检测信号A和检测信号B是相同电位的交流信号，放大部21、22的放大率也等同。在此，将阈值设定为“1”。
在缺陷判定部28中，在从运算部27输入的判定用信号P为“0”的情况下，在前述的式(1)中，分子的(A-B)为“0”。也就是说，认为来自传感器电极4a和传感器电极4b的检测信号A和检测信号B相等。这能够判定为导电体图案7a、7b之间短路，是有缺陷的导电体图案。另一方面，在从运算部27输入的判定用信号为“1”的情况下，在前述的式(1)中，分子的(A-B)为1。也就是说，考虑A＝1、B＝0，即，能够判定为没有导电体图案7a、7b的短路，是正常的导电体图案。
根据以上，如图3所示，在判定用信号POK达到作为阈值的“1”的情况下，判定为是正常的导电体图案，在判定用信号PNG为“0”或阈值以外的情况下，能够判定为是有缺陷的导电体图案。
另外，用于前述的判定的阈值设定为“1”的固定值，但不需要限定于固定值或固定的范围(图3所示的虚线)。例如，将阈值始终改写为在紧前判定为良好的判定用信号(其中，峰值)，设定为新的阈值。也可以将该新的阈值设为判定基准、或将以将该新的阈值设为中心的任意的数值的宽度而设定的判定范围内设为判定基准，对于适合于这些判定基准的判定用信号，判定为没有缺陷。
根据本实施方式的导电体图案检查装置，关于在从供应了检查信号的导电体图案检测到的检测信号，即使在检查电极部和成为检查对象的导电体图案的间隔有变动的情况下，与以往的输出变动相比，也能够格外地减少输出变动。因此，能够与检查电极部和导电体图案的间隔的变动的有无、大小无关地取得没有输出变动的判定用信号，能够准确地基于与成为判定基准的阈值的比较来判定有无缺陷。
[第二实施方式]
图4是表示本发明的第二实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图。另外，在本实施方式中，对与前述的第一实施方式等同的构成部位赋予相同的参照标号，省略其详细的说明。在前述的第一实施方式中，成为用于实现作用效果的最小结构是一个供电电极部3以及两个传感器电极4的结构，但实际上，需要配置能够与成为检查对象的导电体图案的数目对应的多个传感器电极4。
在本实施方式中，如图4所示，是在梳形状的导电体图案中的全部梳齿部的上方配置传感器电极4(4a、4b)的结构。传感器电极4a组向放大部21以及差动放大部23分别输出所检测到的交流的检测信号A。此外，传感器电极4b组向放大部22以及差动放大部23分别输出所检测到的交流的检测信号B。放大部21、22以及差动放大部23的以后的结构、信号处理与前述的第一实施方式等同。
此外，在缺陷判定部28的判定中，在多个导电体图案之中例如存在一处短路处的情况下，如第一实施方式那样，判定用信号P不成为“0”，成为小于“1”的数值。在本实施方式中，将考虑了重叠的共模噪声N的小于“1”的数值设定为阈值，将该阈值以下判定为有缺陷的导电体图案。
在本实施方式中，能够得到与前述的第一实施方式等同的作用效果。进而，是在梳形状的导电体图案中的全部梳齿部的上方配置传感器电极4的结构，所以通过将检查对象的电路基板一次输送，能够检查全部导电体图案中的短路的缺陷的有无。
[第三实施方式]
图5是表示本发明的第三实施方式所涉及的导电体图案检查装置的概念的结构的框图。另外，在本实施方式中，对与前述的第一实施方式等同的构成部位赋予相同的参照标号，省略其详细的说明。
在前述的第一实施方式以及第二实施方式中，是供电电极部3与梳形状的导电体图案7的短路棒部对置的配置结构，所以仅被应用于梳形状的导电体图案7。
本实施方式的导电体图案检查装置1将在液晶面板、触摸面板等中使用的电路基板41上形成的平行地配置为列状而电分离的多个导电体图案42设为检查对象。对这些导电体图案42进行电性检查，判定有无短路以及断线的缺陷。另外，各导电体图案42只要能够在电路基板41上确定图案的位置，不是必须平行以及等间隔的配置也能够检查。
本实施方式的检查电极部6由供电电极部3和受电电极部5构成。如图5所示，供电电极部3由多个供电电极3a构成，各供电电极3a被配置在与列状的被配置的导电体图案42的每隔一列对置的位置，以不邻接的方式被配置。此外，受电电极部5由多个传感器电极4(4a、4b)构成，以与在检查范围内存在的全部导电体图案42对置的方式配置传感器电极4a。供电电极3a和传感器电极4a的间隔没有特别限定，即使在导电体图案42的两端，也可以以成为接近的位置的方式配置。
另外，虽不是必须，但在检查电极部6中空开任意的间隔、例如1至2cm的间隔而配置了供电电极3a和传感器电极4a的情况下，还能够根据检测信号A检测与其对置的导电体图案42中的断线的缺陷。也就是说，通过在通过断线处时，暂时地从供电电极3a输入的检查信号没有到达传感器电极4a，从传感器电极4a输出的检测信号A断绝，从而能够探测基于断线的缺陷。
作为该一例，如图5所示，设置仅对从放大部21输出的交流的检测信号A进行检波处理的检波部43，通过缺陷判定部28来判定该检波处理后的判定用信号R的信号变化，从而能够判定有无断线的缺陷。从而，虽没有图示，但将两个第一、第二检查电极部6在导电体图案42的长边方向上空开一根量以上的导电体图案42的长度而并排配置，将第一检查电极部和第二检查电极以错开导电体图案42的一条线的方式配置相互的供电电极3a。进而，通过追加对从放大部21、22输出的交流的检测信号A、B分别进行检波处理的两个检波部43，从而能够判定对于全部导电体图案的短路和断线的有无。
如上说明，本实施方式的导电体图案检查装置中，检测信号处理部9输出与前述的第一实施方式等同的判定用信号P，从而能够判定有无导电体图案42中的短路的缺陷。进而，通过追加检查电极部6以及检波部43，能够判定对于全部导电体图案的短路和断线的有无。
根据本发明的实施方式的导电体图案检查装置，能够使由对置的导电体图案和检查电极的距离的变动引起的检测信号的值的变动减少，取得更准确的有无导电体图案的缺陷的检查结果。

Claims (4)

1.一种导电体图案检查装置，其中，具备：
检查信号供应部，生成用于向以在电路基板上配置为列状的方式形成的多个导电体图案进行供电的交流的检查信号；
供电电极部，与所述多个导电体图案电容耦合，向每隔一列的导电体图案供电所述检查信号；
受电电极部，由第一传感器电极以及第二传感器电极构成，所述第一传感器电极与供电了所述检查信号的第一导电体图案电容耦合，检测所述检查信号作为第一检测信号，所述第二传感器电极与没有供电所述检查信号的与所述第一导电体图案邻接的第二导电体图案电容耦合，在该第二导电体图案中流过所述检查信号时，检测其作为第二检测信号；
检测信号处理部，算出将所述第一检测信号和所述第二检测信号相加后的和信号、和从所述第一检测信号减去了所述第二检测信号的差信号，将所述差信号除以所述和信号，在存在短路的缺陷时，生成为0值的判定用信号；以及
缺陷判定部，将所述判定用信号与预先设定的阈值进行比较，判定有无缺陷。
2.如权利要求1所述的导电体图案检查装置，其中，
从将所述第一检测信号和所述第二检测信号相加后的和信号，减去与该和信号重叠的共模噪声。
3.如权利要求1所述的导电体图案检查装置，其中，具备：
移动机构控制部，在检查时将所述电路基板沿着所述多个导电体图案的延伸方向输送。
4.如权利要求1所述的导电体图案检查装置，其特征在于，
所述多个导电体图案中，所述第一导电体图案被形成为梳形状，作为梳齿部其各一端侧由第一短路棒部短路连接，
所述第二导电体图案被形成为梳形状，作为梳齿部其所述第一短路棒部的相反侧的各另一端侧由第二短路棒部短路连接，
配置为所述第一短路棒部以及所述第二短路棒部都位于外侧，将所述梳齿部交替地空开等间隔而咬合从而成对，
进而，在所述第一短路棒部上配置所述供电电极部。
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