JP2007127552A - 導電パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より正確にショート位置を特定する。
【解決手段】検査装置１０は、検査用の電気信号を出力する電源１４、ショートパターン１０４に接触する二つの接触子１２、および、非接触での電流検出ができる電流センサを備えている。第一ショートパターン１０４ａに接触する給電接触子１２ａは電源１４に、第二ショートパターン１０４ｂに接触するグランド接触子１２ｂはグランド１６に、それぞれ接続されている。その結果、第一ショートパターン１０４ａ，ショートブリッジ１１０、第二ショートパターン１０４ｂを経由する閉回路が形成されることになる。このショートパターン１０４に沿って非接触の電流センサ１８を移動させた場合、検出電流値は、ショート位置Ｐ２，Ｐ３近傍で激変するため容易に正確なショート位置を特定できる。
【選択図】図２

Description

本件発明は、基板上に複数配設された導電パターンのショート位置を検出する導電パターン検査装置に関する。

周知のとおり、液晶ディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの基板には、ゲートラインやデータライン、Ｃｓラインと呼ばれる導電パターンが多数配設されている。フラットパネルディスプレイの製造過程では、これらの導電パターンの状態を検査し、ショートやオープン（断線）といった問題が生じている場合には、これを修正する作業が行われている。

導電パターンの検査においては、まず、多数の導電パターンの中からショート等の問題のある導電パターンを特定する。そして、特定された問題のある導電パターンのどの位置にショート等が生じているかを特定する。

そのため、従来からショートおよびオープンの生じた導電パターンを特定する技術、および、特定された導電パターンのどの位置にショートおよびオープンが生じているかを特定する技術が多数提案されている。このうち、どの位置にショートおよびオープンが生じているかを特定する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術などがある。特許文献１には、複数の導電パターンの一端に静電結合された給電電極と、導電パターンの他端から一端側に移動するセンサ電極と、給電電極およびセンサ電極に接続された電源と、を備えた導電パターン検査装置が開示されている。この検査装置では、センサ電極の移動に伴う、センサ電極と電源との間に流れる電流値の変化に基づいて、欠陥（ショートまたはオープン）位置を特定している。センサ電極をオープンのある導電パターンに沿って移動させた場合、検出電流値は、オープン位置で激変する。また、センサ電極をショートのある導電パターンに沿って移動させた場合、検出電流値にはショート位置近傍で変曲点が生じる。この激変位置および変曲点位置を特定することにより欠陥位置を特定している。

また、他の従来技術としては、ショートのある導電パターン（ショートパターン）の両端にプローブを当接させて当該ショートパターンの抵抗値を測定し、この測定抵抗値に基づいてショート位置を特定する技術が知られている。これは、測定抵抗値が｛（ショート位置までのパターン抵抗値×２＋ショートブリッジの抵抗値）／パターン全体の抵抗値×２｝となることを利用したものである。

特開２００５−２４５１８号公報

ここで記述の従来技術は、いずれも、精度が低く、必ずしも、正確なショート位置を特定できないという問題があった。特に、ショートブリッジの抵抗が大きい場合には、ショート位置の特定精度が大きく低下する。すなわち、特許文献１に記載の技術では、検出電流値の変曲点を特定することによりショート位置を特定している。しかしながら、この変曲点前後での検出電流値の変動は緩やかであり、高精度で変曲点、ひいては、ショート位置を特定することは困難であった。この変曲点前後での検出電流値の変動は、ショートブリッジの抵抗値が大きいほど緩やかなものとなる。そのため、ショートブリッジの抵抗値が大きいほど、正確なショート位置の特定が困難であった。

また、測定抵抗値に基づくショート位置特定技術でも、正確なショート位置特定は困難であった。すなわち、当該技術においては、ショートパターンの測定抵抗値、パターン全体の抵抗値、ショートブリッジの抵抗値という三つのパラメータに基づいて、ショートブリッジまでのパターン抵抗値を求め、得られたショートブリッジまでのパターン抵抗値に基づいてショート位置を特定している。しかしながら、ショートブリッジまでのパターン抵抗値の算出に必要となる三つのパラメータのうち、ショートブリッジの抵抗値は、未知である。従来では、この未知のショートブリッジの抵抗値として、経験により得られる一般的なショートブリッジの抵抗値を用いていた。したがって、ショートブリッジの抵抗値が、一般的な値から大きくずれた場合には、ショート位置の特定精度が大きく低下することになる。

つまり、従来のショート位置特定技術では、ショートブリッジの抵抗値によって、位置特定精度が変動しており、結果として、信頼性の高いショート位置特定が出来ないという問題があった。

そこで、本発明では、より正確にショート位置を特定でき得る導電パターン検査装置を提供することを目的とする。

本発明の導電パターン検査装置は、基板上に複数配設された導電パターンのショート位置を検出する導電パターン検査装置であって、検査用の電気信号を出力する電源と、前記電源と接続されるとともに、ショートブリッジにより電気的に接続された第一導電パターンおよび第二導電パターンの一方の端部に接触する第一接触子と、第一導電パターンおよび第二導電パターンの他方の端部に接触することにより、前記第一接触子との間で、第一導電パターン、ショートブリッジ、および第二導電パターンを経由する閉回路を形成する第二接触子と、近接する導電パターンに流れる電流値を非接触で検出する電流検出手段と、第一導電パターンまたは第二導電パターンに近接させつつ第一導電パターンまたは第二導電パターンに沿って電流検出手段を相対移動させる移動手段と、を備え、電流検出手段の移動に伴う検出電流値の変動に基づいてショート位置を検出することを特徴とする。

好適な態様では、電流検出手段は、導電パターンに流れる電流が作る磁界の強さに基づいて電流値を検出する。

本発明によれば、電源、第一接触子および第二接触子により、第一導電パターン、ショートブリッジ、および第二導電パターンを経由する閉回路が形成される。換言すれば、第一導電パターンおよび第二導電パターンは、ショートブリッジとの交差位置（ショート位置）を境界として、電流値が激変する。かかる電流値を非接触の電流検出手段で検出することにより、より正確なショート位置特定が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態である導電パターン検査装置１０の概略側面図であり、図２は概略上面図である。本検査装置１０が検査対象とするのは、フラットパネルディスプレイの基板１００である。周知のとおり、フラットパネルディスプレイの基板１００には、ゲートパターンやＣｓパターンなどと呼ばれる多数（図１，２では、簡単のため四つのみを図示）の導電パターン１０２が配設されている。かかる基板１００において、導電パターンが一部途切れるオープン（断線）や、隣接する導電パターンと電気的に接触するショート（短絡）は、フラットパネルディスプレイの正常動作を阻害するため、製造過程におい除去される必要がある。そのため、フラットパネルディスプレイの製造過程では、ショートやオンープンの位置を特定したうえで、これらを修正している。本実施形態の検査装置１０は、このショートの位置特定に使用されるもので、ショートが存在する導電パターン（以下「ショートパターン」という）のどの位置にショートがあるかを特定する。なお、ショート位置を検出する場合は、基板上に多数配設された導電パターンの中からショートパターンを予め特定しておく必要がある。このショートパターンの特定は、従来の種々の技術、例えば、特許文献１に記載の技術などを利用することができる。本検査装置は、これら従来技術により、ショートパターンが特定された後に使用される装置であり、特定されたショートパターンのうち、どの部分にショートが存在するかを特定するための検査装置である。

本検査装置は、ショートパターン１０４の端部に接触する接触子１２ａ，１２ｂと、接触子１２ａ，１２ｂを介してショートパターン１０４に交流信号を供給する交流電源１４、ショートパターン１０４に流れる電流を非接触で検出する電流センサ１８、および、当該電流センサ１８を移動させる移動装置（図示せず）を備えている。

接触子１２ａ，１２ｂは、ショートブリッジ１１０で接続された二本のショートパターン１０４ａ，１０４ｂそれぞれの端部に接触する。接触子としては、電源１４に接続された給電接触子１２ａと、グランドに接続されたグランド接触子１２ｂとが設けられている。給電接触子１２ａは、導電性材料からなり、電源１４に接続されている。この給電接触子１２ａは、ショートパターン１０４の一端に物理的に接触することにより、電源１４から供給された交流信号をショートパターンに供給する。以下では、この給電接触子１２ａが接触するショートパターンを「第一ショートパターン１０４ａ」、ショートブリッジ１１０を介して第一ショートパターン１０４ａに電気的に接続された隣接ショートパターンを「第二ショートパターン１０４ｂ」という。グランド接触子１２ｂは、導電性材料からなり、グランド１６に接続された接触子である。このグランド接触子１２ｂは、第二ショートパターン１０４ｂの一端に物理的に接触することにより、第二ショートパターン１０４ｂに流れる交流信号をグランドへと導く。ここで、給電接触子１２ａおよびグランド接触子１２ｂは、第一、第二ショートパターン１０４ａ，１０４ｂの同じ側の端部に接触する。すなわち、給電接触子１２ａを、第一ショートパターン１０４ａの手前側端部に接触させる場合には、グランド接触子１２ｂも第二ショートパターン１０４ｂの手前側端部に接触させる。逆に、給電接触子１２ａを、第一ショートパターン１０４ａの奥側端部に接触させた場合には、グランド接触子１２ｂも第二ショートパターン１０４ｂの奥側端部に接触させる。

電源１４は、ショートパターン１０４ａ、１０４ｂへ供給する交流信号を生成、出力するものである。この電源１４で生成、出力される交流信号は、具体的には、一定電圧の交流電流である。

電源１４から生成、出力された交流信号は、給電接触子１２ａを介して第一ショートパターン１０４ａへと供給される。供給された交流信号は、第一ショートパターン１０４ａからショートブリッジ１１０へ、ショートブリッジ１１０から第二ショートパターン１０４ｂへと流れる。そして、第二ショートパターン１０４ａへ流れた交流信号は、グランド接触子１２ｂを介してグランド１６へと導かれる。

ここで、図２から明らかなように、給電接触子１２ａおよびグランド接触子１２ｂを、第一、第二ショートパターン１０４ａ，１０４ｂそれぞれに接触させた場合、ショートブリッジ１１０を一部とする閉回路が形成される。その結果、第一ショートパターン１０４ａのうち、給電接触子１２ａの接触点Ｐ１からショートブリッジ１１０との交差点Ｐ２までの間には、一定の値の電流が流れることになる。また、同様に、第二ショートパターン１０４ｂのうち、ショートブリッジ１１０との交差点Ｐ３からグランド接触子１２ｂの接触点Ｐ４までの間には、一定の値の電流が流れることになる。後に詳説するが、本検査装置では、このショートパターン１０４ａ，１０４ｂに流れる電流値を利用してショート位置を検出している。

電流センサ１８は、ショートパターン１０４に流れる電流の値を非接触で検出するセンサである。この電流センサ１８は、近接するショートパターン１０４に流れる電流が作る磁界を、その磁界の強さに応じた電流に変換することで非接触での電流値検出を行っている。図３は、電流センサ１８の概略上面図である。電流センサ１８は、鉄やフェライトなどの磁性材料からなるコア３０と、当該コア３０に巻回されたコイル３２と、を備えている。コア３０は、略環状部材の一部に切り込み３０ａを施した略Ｃ字形状である。コイル３２は、コア３０のうち切り込み部分３０ａに対向する位置に巻回されている。この電流センサ３０の切り込み部分３０ａを電流が流れている導線（ショートパターン１０４）に近接させると、電磁誘導によりコイル３２には二次電流が誘起される。このコイル３２に誘起される電流値は、導線に流れる電流の大きさに比例している。したがって、このコイル３２に誘起された電流値を計測することにより、導線に流れる電流値を非接触で計測することができる。本実施形態では、コイル３２に流れた電流を増幅器２０で増幅し、電流計２２で計測している。なお、ここで説明した電流センサ１８の構成は一例であり、非接触で電流値を計測できるのであれば、当然、他の構成でもよい。したがって、ホイール素子などの電磁変換素子を用いた他の非接触電流センサを用いてもよい。

移動装置（図示せず）は、この電流センサ１８を、ショートパターン１０４に近接させつつ、ショートパターン１０４に沿って相対移動させる。この移動装置は、電流センサ１８をショートパターン１０４に対して相対移動させることができるのであれば、その構成は特に限定されない。例えば、モータに接続されたリードスクリュー、当該リードスクリューに螺合されるとともに電流センサに接続された移動体、および、移動体の移動方向を案内するガイドレールから構成される装置などが適用できる。もちろん、他の構成、例えば、油圧シリンダやエアシリンダを駆動源とする構成であってもより。さらに、電流センサ１８ではなく、基板１００を移動させる装置であってもよい。すなわち、基板１００を水平方向に移動させるＸＹテーブル等が、電流センサ１８を相対移動させる移動装置として機能してもよい。電流センサ１８での検出電流値、および、移動装置による電流センサ１８の移動位置は、図示しない制御部へと出力され、互いに関連付けられて記憶される。すなわち、ショートパターン１０４に対する電流センサ１８の位置移動に伴う検出電流値の変動が記憶される。

次に、以上のように構成された検査装置１０によるショート位置検出の流れについて説明する。ショート位置を検出する場合は、予め、ショートパターン１０４を特定しておく。このショートパターン１０４の特定は、従来の種々の技術、例えば、特許文献1に記載の技術等を用いることができるので、ここではその説明は省略する。ここで、「ショート」とは、隣接する二以上の導体パターンがショートブリッジ１１０により電気的に接続されることをいう。したがって、一つのショートに対して二以上のショートパターン１０４が特定されることになる。

二以上のショートパターン１０４が特定されれば、そのうち一つのショートパターン（第一ショートパターン１０４ａ）の端部に給電接触子１２ａを、他のショートパターン（第二ショートパターン１０４ｂ）の端部にグランド接触子１２ｂを接触させる。このとき、給電接触子１２ａおよびグランド接触子１２ｂは、同じ側の端部に接触させる。すなわち、第一ショートパターン１０４ａの手前側端部に給電接触子１２ａを接触させるのであれば、グランド接触子１２ｂも第二ショートパターン１０４ｂの手前側端部に接触させる。逆に、第一ショートパターン１０４ａの奥側端部に給電接触子１２ａを接触させるのであれば、グランド接触子１２ｂも第二ショートパターン１０４ｂの奥側端部に接触させる。

この状態で電源１４をＯＮにし、給電接触子１２ａを介して第一ショートパターン１０４ａに交流信号を供給する。給電接触子１２ａを介して供給された交流信号は、第一ショートパターン１０４ａ、ショートブリッジ１１０、第二ショートパターン１０４ｂを経由した後、グランド接触子１２ｂを介してグランド１６へと導かれる。つまり、給電接触子１２ａおよびグランド接触子１２ｂをショートパターン１０４ａ，１０４ｂの端部に接触させることにより、ショートブリッジ１１０を通る閉回路が形成されることになる。

この状態で、電流センサ１８をショートパターン１０４に近接させながら、ショートパターン１０４に沿って移動させる。このとき、電流センサ１８を近接させるのは第一ショートパターン１０４ａ、第二ショートパターン１０４ｂのいずれでもよい。また、移動方向は、ショートパターン１０４に沿っているのであれば、接触子１２が接触している端部側から接触子１２が接触していない端部側方向（図２における右向き方向）、接触子１２が接触していない端部側から接触子１２が接触している端部側方向（図２における左向き方向）のいずれでもよい。そして、この電流センサ１８の移動の際、電流センサ１８の位置と、電流センサ１８で検出された検出電流値と、を対応づけてモニタリングする。

図２の下段には、電流センサ１８の位置移動に伴う検出電流値の変動の一例を示している。既述したように、ショートパターン１０４の端部に接触子１２を接触させることにより、ショートブリッジ１１０を一部とする閉回路が形成される。そのため、第一ショートパターン１０４ａのうち給電接触子１２ａの接触点Ｐ１からショートブリッジ１１０との交差点Ｐ２までの間、および、第二ショートパターン１０４ｂのうちショートブリッジ１１０との交差点Ｐ３からグランド接触子１２ｂの接触点Ｐ４までの間には、一定の大きさの電流が流れることになる。逆に、第一ショートパターン１０４ａのうちショートブリッジとの交差点Ｐ２から給電接触子１２ａが接触していない側の端部Ｐ５までの間、および、第二ショートパターン１０４ｂのうちショートブリッジ１１０との交差点Ｐ３からグランド接触子１２ｂが接触していない側の端部Ｐ６までの間には、電流は流れないことになる。つまり、第一ショートパターン１０４ａおよび第二ショートパターン１０４ｂに流れる電流値は、ショートブリッジ１１０との交差位置Ｐ２，Ｐ３（ショート位置）を境として大きく変化することになる。

かかるショートパターン１０４に沿って電流センサ１８を移動させた場合、検出電流値は、図２の下段に図示するように、ショート位置Ｐ２，Ｐ３を境として激変する。検査者は、この検出電流値の激変位置を特定することで、ショート位置を特定することができる。

ここで、従来のショート位置特定技術としては、特許文献１に記載の技術や、ショートパターンの測定抵抗値に基づいてショート位置を特定する技術が知られている。特許文献１では、ショートパターンに沿って移動するセンサ電極、当該ショートパターン、および、当該ショートパターンの他端に静電結合された給電電極で閉回路を形成し、当該閉回路に流れる電流値の変化に基づいてショート位置を特定していた。この場合、センサ電極がショート位置近傍まで移動した際、検出電流値には、変曲点が生じる。しかしながら、この変曲点前後での検出電流値の変化は緩やかであり、当該変曲点を明確に特定が困難であった。特に、ショートブリッジの抵抗が大きい場合、ショート位置前後での電流値変化が小さくなり、ショート位置を特定できない場合があった。別の従来技術としては、ショートパターンの両端にプローブを当接させてショートパターンの抵抗を検出することによりショート位置を特定する技術も知られている。これは、検出抵抗値が｛（ショート位置までの抵抗値×２＋ショートブリッジの抵抗）／ショートパターンの平均抵抗×２｝となることを利用したもので、得られた検出抵抗値からショート位置の概略位置を特定する。しかし、一般にショートブリッジの抵抗値は未知であるため、この技術では誤差が避けられない。特に、ショートブリッジの抵抗が大きい場合には、誤差が大きくなり、ショート位置を特定できないという問題があった。

これに対して本実施形態では、記述の説明から明らかなように、ショート位置Ｐ２，Ｐ３で電流値が激変するべくショートパターン１０４に交流信号を給電した上で、ショートパターン１０４に流れる電流値を検出することでショート位置Ｐ２，Ｐ３を特定している。検出電流値がショート位置Ｐ２，Ｐ３で激変するため、極めて簡易に、かつ、正確に、ショート位置Ｐ２，Ｐ３を特定することができる。また、実際にショートパターン１０４に流れる電流値の変動に基づいてショート位置Ｐ２，Ｐ３を特定している。換言すれば、ショートブリッジの抵抗値のような未知のパラメータを考慮する必要がない。その結果、常に正確にショート位置を特定できる。つまり、本実施形態によれば、簡易に、かつ、正確にショート位置Ｐ２，Ｐ３を特定できる。

なお、本実施形態の検査装置は、図４に図示するようなコモンバー１２０を備えた導電パターン１０２にも適用できる。コモンバー１２０とは、静電気による導電パターン１０２の損傷防止のために、複数の導電パターン１０２全ての一端を接続する導電性プレートである。このコモンバー１２０は、基板を出荷する際には切り落とされ、各導電パターン１０２は電気的に独立させられる。しかしながら、製造の過程では各導電パターン１０２は当該コモンバー１２０により電気的に接続されている。

かかるコモンバー１２０が存在する導電パターン１０２であっても、ショート位置を特定する際には、既述の実施例と同様に、ショートパターン１０４ａ，１０４ｂの一端に給電接触子１２ａおよびグランド接触子１２ｂを接触させて、ショートパターン１０４ａ，１０４ｂに交流信号を給電する。この状態で電流センサ１８を、ショートパターン１０４に近接させつつ、ショートパターン１０４に沿って相対移動させる。そして、この電流センサ１８の相対移動に伴う検出電流値変化に基づいてショート位置Ｐ２，Ｐ３を特定する。この場合の検出電流値の一例を図４の下段に示す。図４から明らかなように、コモンバー１２０を備える場合であっても、検出電流値は、ショート位置前後で激変するため、容易に、かつ、正確にショート位置を特定することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、ショート位置前後で電流値が激変するべく交流信号を給電したうえで、ショートパターンに流れる電流値を非接触電流センサで検出している。その結果、ショート位置は、検出電流値の激変位置として現れるため、簡易に、かつ、正確にショート位置を特定することができる。

本発明の実施形態である導電パターンの検査装置の概略側面図である。 検査装置の概略上面図および検出電流値を示す図である。 電流センサの概略上面図である。 本実施形態の検査装置をコモンバーを備えた導電パターンに適用した場合の装置の概略上面図および検出電流値を示す図である。

符号の説明

１０ 検査装置、１２ａ 給電接触子、１２ｂ グランド接触子、１４ 電源、１６ グランド、１８ 電流センサ、２０ 増幅器、２２ 電流計、３０ コア、３２ コイル、１００ 基板、１０２ 導電パターン、１０４ ショートパターン、１１０ ショートブリッジ、１２０ コモンバー。

Claims (2)

1. 基板上に複数配設された導電パターンのショート位置を検出する導電パターン検査装置であって、
   検査用の電気信号を出力する電源と、
   前記電源と接続されるとともに、ショートブリッジにより電気的に接続された第一導電パターンおよび第二導電パターンの一方の端部に接触する第一接触子と、
   第一導電パターンおよび第二導電パターンの他方の端部に接触することにより、前記第一接触子との間で、第一導電パターン、ショートブリッジ、および第二導電パターンを経由する閉回路を形成する第二接触子と、
   近接する導電パターンに流れる電流値を非接触で検出する電流検出手段と、
   第一導電パターンまたは第二導電パターンに近接させつつ第一導電パターンまたは第二導電パターンに沿って電流検出手段を相対移動させる移動手段と、
   を備え、電流検出手段の移動に伴う検出電流値の変動に基づいてショート位置を検出することを特徴とする導電パターン検査装置。
2. 請求項１に記載の導電パターン検査装置であって、
   電流検出手段は、導電パターンに流れる電流が作る磁界の強さに基づいて電流値を検出することを特徴とする導電パターン検査装置。

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