JP2013210247A - 絶縁検査装置及び絶縁検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 一対の櫛歯パターンの該歯部が交互に対向配置されて形成される基板における該櫛歯パターンの絶縁検査に関する絶縁検査装置及び絶縁検査方法の提供。
【解決手段】 歯部間の絶縁検査を行うための電力を印加する電源手段と、歯部間に電力を供給するために、一方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第一給電部と、歯部間に電力を供給するために、他方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第二給電部と、交互に配置された歯部間を非接触にて連続的に移動するとともに、該歯部間の電気信号を測定する測定電極部と、測定電極部が測定する電気信号を基に、歯部間の絶縁状態を判定する判定手段を有し、判定手段は、電気信号が所定間隔を有して極性が入れ替わる電気信号である場合に、歯部間の絶縁状態が良好であると判定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対の櫛歯パターンの該歯部が交互に対向配置されて形成される基板における該櫛歯パターンの絶縁検査に関する絶縁検査装置及び絶縁検査方法に関する。

従来、タッチパネル（又は、タッチスクリーンやタッチ画面）と呼ばれるITO膜上に形成されるｘ軸方向及びｙ軸方向に形成されるマトリクス状に配置される配線を有する検査対象物は、ｘ軸方向とｙ軸方向に配置される夫々の配線に夫々接触子（針状の導通プローブ）を接触させて、各配線の導通と隣接する配線との短絡の検査が実施されていた。

しかしながら、このように接触子を各配線に接触させて検査を実施する方法では、ITO膜に形成される配線と接触子に安定性がなく、酸化膜による接触抵抗の不安定性から電気的特性が正確に測定できないという問題を有していた。また、接触子が検査対象の配線と圧接されることになるため、配線に接触子が触れることによる打痕が形成されるという問題を有していた。

このような問題を解決するために、特許文献１に開示されるような非接触式の検査方法が提案されている。この特許文献１に開示される技術では、検査対象物を載置する載置部に配置するベース電極を準備し、このベース電極と検査対象の配線との静電容量と、ベース電極と検査対象以外の配線との静電容量とを利用して、検査対象の配線の絶縁の検査を実施している。

この特許文献１に開示される技術では、検査対象物を配置するベース電極との静電容量を検査しなければならないため、配線の大きさに応じたベース電極やこのベース電極との静電容量を検出しなければならない構成を具備させなければならず、装置の簡素化や簡略化を図ることができなかった。

また、特許文献１にも記載されているが、配線間の絶縁検査では、検査対象となる配線同士が高抵抗値（例えば、数ＭΩの抵抗値）を有する絶縁不良が生じている場合には、この絶縁不良を検出することができないという問題がある。これは、配線間の電気容量が極めて小さい静電容量値（例えば、数ｐＦの静電容量値）であるため、絶縁不良箇所のインピーダンスが測定誤差にしか検出できないという問題である。

特開２０００−３３８１６８号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、簡略化した構成を有するとともに、高抵抗値の絶縁不良であっても絶縁不良を検出することができる絶縁検査装置及びその方法を提案するものである。

請求項１記載の発明は、一の基部から複数の歯部が延設される一対の櫛歯パターンが、前記歯部が交互に配置されるように対向配置されるパターンの隣接する前記歯部間の絶縁検査装置であって、前記歯部間の絶縁検査を行うための電力を印加する電源手段と、前記歯部間に前記電力を供給するために、前記一方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第一給電部と、前記歯部間に前記電力を供給するために、前記他方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第二給電部と、前記交互に配置された歯部間を非接触にて連続的に移動するとともに、該歯部間の電気信号を測定する測定電極部と、前記測定電極部が測定する電気信号を基に、前記歯部間の絶縁状態を判定する判定手段を有し、前記判定手段は、前記電気信号が所定間隔を有して極性が入れ替わる電気信号である場合に、歯部間の絶縁状態が良好であると判定することを特徴とする絶縁検査装置を提供する。
請求項２記載の発明は、前記電源手段が供給する電力が交流信号であり、前記交流信号は、前記第一給電部と前記第二給電部により位相が180度相違して供給されることを特徴とする請求項1記載の絶縁検査装置を提供する。
請求項３記載の発明は、一の基部から複数の歯部が延設される一対の櫛歯パターンが、前記歯部が交互に配置されるように対向配置されるパターンの隣接する前記歯部間の絶縁検査方法であって、前記一方の基部と前記他方の基部に、前記隣接する歯部間の絶縁状態を検出するための電力を供給し、前記歯部間にて検出される電気信号を連続的に測定し、前記連続的に測定される電気信号が、所定間隔にて極性が入れ替わる電気信号である場合に、前記歯部間の絶縁状態が良好であると判定する絶縁検査方法を提供する。

請求項１又は３記載の発明によれば、複数の周波数の電力を用いてインピーダンスを算出し、これらインピーダンスを基に絶縁検査を実施することによって、絶縁異常である短絡が高抵抗値であっても正確に検出することができるとともに、複雑な機器を使用することなく、廉価な装置構成で検出を可能にする。また、本発明によれば、測定される電気信号の極性の入れ替わりにより良不良を判定するため、基板と測定電極部との離間距離に影響を受けることなく判定することができる。
請求項２記載の発明によれば、インピーダンスの変位量を利用して絶縁状態を判定するので、複数のインピーダンスを用いることにより、より高精度な絶縁検査を実施することができる。

本発明が検査対象とする検査対象物の一実施形態の平面図である。 本発明に係る絶縁検査装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の絶縁検査方法を説明するための概略図である。 測定電極部が測定する電気信号の一実施例を示す図であり、（ａ）は櫛歯パターンの絶縁状態が全て良好な場合を示しており、（ｂ）は櫛歯パターンに二箇所絶縁不良が存在する場合（点線円Ａと点線円Ｂの箇所）を示している。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の絶縁検査装置や絶縁検査方法が検査対象とする検査対象物Ｔは、図１で示される如く、棒形状の基部Ｔ１ｂから複数の棒形状の歯部Ｔ１ａが一方向に延設される櫛歯パターンＴ１と、この櫛歯パターンＴ１と同様の形状を有する櫛歯パターンＴ２が、一対の歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａが交互に配置されるように形成されている。なお、図１で示される検査対象物Ｔは、櫛歯パターンＴ１の歯部Ｔ１ａが８本形成され、櫛歯パターンＴ２の歯部Ｔ２ａが７本形成されており、櫛歯パターンＴ１と櫛歯パターンＴ２の理解がし易いように異なる斜線模様を使用している。
本発明の絶縁検査装置や絶縁検査方法では、これらの歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａの形成状態を検査するものであり、これらが短絡している不良を検出しようとするものである。
なお、本明細書中では、櫛歯パターンＴ１の歯部Ｔ１ａと櫛歯パターン歯部Ｔ２ａが交互に配置される箇所を検査対象領域ＴＡと称する。

本発明の絶縁検査装置１について説明する。本絶縁検査装置１は、図２で示される如く、電源手段２、第一給電部３、第二給電部４、測定電極部５、判定手段６、制御手段７と異動手段８を備えてなる。なお、検査対象となる配線間とは、櫛歯パターンＴ１の歯部Ｔ１ａが選択された場合には、両隣の櫛歯パターンＴ２の歯部Ｔ２ａとの間を指し、櫛歯パターンＴ２の歯部Ｔ２ａが選択された場合には、両隣の櫛歯パターンＴ１の歯部Ｔ１ａとの間を指す。これらの配線間の絶縁状態の検査が実施されることになる。

電源手段２は、検査対象となる配線間の絶縁検査を行うために、所定周波数の電力を印加する。この電源手段２は、後述する制御手段７からの電気信号に応じて所定の周波数を有する交流信号を供給する。この電源手段２が供給する所定周波数の交流信号により、配線間の検査を実施することができる。なお、電源手段２が供給する電力は特に限定されないが、例えば、１０Ｈｚ〜１００ＭＨｚの交流信号を用いることができ、更に好ましくは、１００Ｈｚ〜２ＭＨｚの交流信号を用いることが好ましい。

第一給電部３は、櫛歯パターンＴ１の基部Ｔ１ｂに非接触で配置される。この第一給電部３は、基部Ｔ１ｂと略同じ幅を有する板状に形成される。この第一給電部３は、櫛歯パターンＴ１の基部Ｔ１ｂと対向するように配置される。この第一給電部３が、櫛歯パターンＴ１の基部Ｔ１ｂと静電容量結合することで、櫛歯パターンＴ１に電力を供給することができる。なお、第一給電部３の長さは、特に限定されないが、基部Ｔ１ｂに対して安定して、電源手段２からの電力を供給することができる長さが必要である。

第二給電部４は、櫛歯パターンＴ２の基部Ｔ２ｂに非接触で配置される。この第二給電部４は、基部Ｔ２ｂと略同じ幅を有する板状に形成される。この第一給電部４は、櫛歯パターンＴ２の基部Ｔ２ｂと対向するように配置される。この第一給電部４が、櫛歯パターンＴ２の基部Ｔ２ｂと静電容量結合することで、櫛歯パターンＴ２に電力を供給することができる。なお、第二給電部４の長さは、特に限定されないが、基部Ｔ２ｂに対して安定して、電源手段２からの電力を供給することができる長さが必要である。

第一給電部３と第二給電部４は、電源手段２の上流側と下流側に夫々接続されている。このため、第一給電部３に供給される交流信号と第二給電部４に供給される交流信号は、１８０度位相の相違する電力（電気信号）が供給されることになる。つまり、櫛歯パターンＴ１と櫛歯パターンＴ２には、１８０度位相の相違する電気信号が供給されることになる。

測定電極部５は、交互に配置された歯部間（検査対象領域ＴＡ）を非接触にて連続的に移動するとともに、歯部間ＴＡの電気信号を測定する。この測定電極部５は、櫛歯パターンＴ１の歯部Ｔ１ａの幅と略同じ又は小さい幅に形成されている。測定電極部５がこの幅に形成され且つ歯部と所定空間を有して非接触で配置されることにより、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａ夫々一本から静電容量結合することで電気信号を測定することができる。なお、測定電極部５の長さは、上記の条件に形成されていれば特に限定されない。

測定電極部５は、検査対象領域ＴＡを基板（歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａ）に対して所定空間を有して、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａと平行になるように移動する。このように測定電極部５が移動することによって、歯部Ｔ１ａ、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａの間の部位、歯部Ｔ２ａと歯部Ｔ２ａと次の歯部Ｔ１ａの間の部位とを順番に移動することになる。

判定手段６は、測定電極部５が測定する電気信号を基に、歯部間の絶縁状態を判定する。この判定手段６が行う判定方法は、測定電極部５からの電気信号が所定間隔を有して、極性が入れ替わる電気信号である場合には、歯部間の絶縁状態が良好であると判定する。また、一方、判定手段６は、所定間隔を有して極性が入れ替わる電気信号ではない場合には、歯部間の絶縁状態が不良であると判定する。

この判定手段６が判定の基となる所定間隔とは、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａのパターン間の距離であり、この距離に対応する間隔での電気信号の変化（極性の入れ替わり）を利用して、歯部間の絶縁状態を判定する。つまり、第一給電部３と第二給電部４から供給される交流信号により、歯部Ｔ１ａと隣接する歯部Ｔ２ａは、１８０度位相の相違する電気信号が供給されることになるため、測定電極部５からの測定される電気信号も所定間隔において１８０度位相の異なる電気信号が測定されることになる。一方、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａが短絡している（絶縁異常が存在する）場合には、お互いに供給される交流信号が打ち消されることになるので、測定電極部５からの測定される電気信号は略出力ゼロの状態で測定されることになる。

判定手段６は、演算処理装置や記憶装置を用いて構築することができるが、上記の如き機能を有することができれば特に限定されるものではない。

制御手段７は、電源手段へ所定電力を供給するよう促し、判定手段６へ上記の如き判定を算出するように促し、後述する移動手段８へ動作するよう促す。この制御手段７は、検査が実施されると、まず電源手段２へその動作を促し、そして移動手段８へその動作を促し、次いで判定手段６へその動作を促すことになる。

移動手段８は、検査対象領域ＴＡを測定電極部５が歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａが交互に繰り返されるように移動させる。この移動手段８により、検査対象領域ＴＡの全ての歯部を移動する。移動手段８は、検査対象領域ＴＡの表面をリニア駆動できる機構であれば特に限定されるものではない。

本発明の測定電極部５は、移動手段７により検査対象領域ＴＡを移動することになるが、判定手段６の判定方法が測定電極部５による電気信号の極性の入れ替わりを利用して絶縁状態を判定するため、検査対象領域ＴＡとの所定間隔に多少のずれが存在する場合であっても、その影響を受けずに判定を行うことができる。
以上が、本発明の絶縁検査装置の構成に関する説明である。

次に、本発明の絶縁検査装置の動作について説明する。
図３は、本発明の絶縁検査方法を説明するための概略図である。この図３では、検査対象物Ｔが配置され、第一給電部３、第二給電部４と測定電極部５が配置されている。なお、図３は検査の途中を示した一実施形態の平面図である。

先ず、第一給電部３を櫛歯パターンＴ１の基部Ｔ１ｂと対向して非接触に配置させ、第二給電部４を櫛歯パターンＴ２の基部Ｔ２ｂと対向して非接触に配置させる。次に、測定電極部５を検査対象物Ｔの検査対象領域ＴＡの端に配置する。

第一給電部３、第二給電部４と測定電極部５を上記の如き配置が完了すると、制御手段７は電源手段２へ交流信号を供給するよう促す。電源手段２は、この制御手段７からの制御信号を受け、所定の交流信号を供給する。このとき、第一給電部３は電源手段２の一方端子に接続され、第二給電部４は電源手段２の他方端子に接続されており、第一給電部３と第二給電部４は１８０度位相の相違する交流信号を供給することになる。

電源手段２により交流信号が供給されると、制御手段７は移動手段８に移動するよう促す。移動手段８は、この制御手段７からの制御信号を受け、測定電極部５を所定の移動をさせる。測定電極部５は、検査対象領域ＴＡの端から検査対象領域の端まで、歯部間を横断移動することになる。

測定電極部５は、移動手段８により、検査対象領域ＴＡを移動する際に、歯部からの電気信号を測定しながら移動することになる。この測定電極部５が測定する電気信号は、判定手段６へ送信される。

判定手段６は、測定電極部５からの測定された電気信号に基づいて、歯部間の絶縁状態を判定する。このとき、判定手段６は、測定電極部５からの電気信号が所定間隔を有して、極性が入れ替わる電気信号である場合には、歯部間の絶縁状態が良好であると判定し、一方、所定間隔を有して極性が入れ替わる電気信号ではない場合には、歯部間の絶縁状態が不良であると判定する。

図４は、測定電極部が測定する電気信号の一実施例を示す図であり、（ａ）は櫛歯パターンの絶縁状態が全て良好な場合を示しており、（ｂ）は櫛歯パターンに二箇所絶縁不良が存在する場合（点線円Ａと点線円Ｂの箇所）を示している。なお、この図４で示される検査結果は、図１に示される検査対象物Ｔを検査した結果であり、櫛歯パターンＴ１の8本の歯部Ｔ１ａと櫛歯パターンＴ２の7本歯部Ｔ２ａの絶縁状況を示している。

検査対象物Ｔに絶縁不良が存在しない場合には、図４（ａ）で示される如く、歯部間の距離に対応する所定間隔ｄに電気信号の最大値（プラスの値）と最小値（マイナスの値）が交互に存在することになる。つまり、±の基準を軸として、8個の山型波形と7個の谷型波形が出力されており、所定間隔ｄ毎に山型波形と谷型波形の入れ替わることになる。

検査対象物Ｔに絶縁不良が存在する場合には、図４（ｂ）で示される如く、歯部Ｔ１ａと歯部Ｔ２ａが短絡している状態となるため、測定される電気信号はゼロ状態となる。図４（ｂ）の実施例では、点線部Ａの場所では間隔ｄ１を有して山型波形と谷型波形が存在しており、所定間隔ｄ以上の長さの間隔で存在している。また、点線部Ｂの場所では間隔ｄ２を有して山型波形と谷型波形が存在しており、所定間隔ｄ以上の長さの間隔で存在している。これら点線部Ａと点線部Ｂでは、所定間隔ｄの範囲内に山型波形と谷型波形が存在していない。これは、歯部間に短絡が生じていることになる。
なお、この波形の最大値と最小値が所定間隔ｄ内に存在することによって、絶縁状態を判定することができるので、最大値や最小値の大きさの影響を受けることなく、絶縁状態の判定を行うことができる。

判定手段６は、上記の如く、測定電極部５からの電気信号を受信し、所定間隔ｄの範囲内に極性の相違する山型波形（最大値）と谷型波形（最小値）が存在するかどうかを基に、歯部間の絶縁状態を判定することになる。判定手段６が絶縁状態を判定するとこの結果が、記憶手段や表示手段などへ通知されることになる。
以上が本発明に関する絶縁検査方法の説明である。

１・・・絶縁検査装置
２・・・電源手段
３・・・第一給電部
４・・・第二給電部
５・・・測定電極部
６・・・判定手段
７・・・制御手段
Ｔ１・・櫛歯パターン
Ｔ１ａ・歯部
Ｔ１ｂ・基部
Ｔ２・・櫛歯パターン
Ｔ２ａ・歯部
Ｔ２ｂ・基部

Claims (3)

1. 一の基部から複数の歯部が延設される一対の櫛歯パターンが、前記歯部が交互に配置されるように対向配置されるパターンの隣接する前記歯部間の絶縁検査装置であって、
   前記歯部間の絶縁検査を行うための電力を印加する電源手段と、
   前記歯部間に前記電力を供給するために、前記一方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第一給電部と、
   前記歯部間に前記電力を供給するために、前記他方の櫛歯パターンの基部に非接触で配置される第二給電部と、
   前記交互に配置された歯部間を非接触にて連続的に移動するとともに、該歯部間の電気信号を測定する測定電極部と、
   前記測定電極部が測定する電気信号を基に、前記歯部間の絶縁状態を判定する判定手段を有し、
   前記判定手段は、前記電気信号が所定間隔を有して極性が入れ替わる電気信号である場合に、歯部間の絶縁状態が良好であると判定することを特徴とする絶縁検査装置。
2. 前記電源手段が供給する電力が交流信号であり、
   前記交流信号は、前記第一給電部と前記第二給電部により位相が180度相違して供給されることを特徴とする請求項1記載の絶縁検査装置。
3. 一の基部から複数の歯部が延設される一対の櫛歯パターンが、前記歯部が交互に配置されるように対向配置されるパターンの隣接する前記歯部間の絶縁検査方法であって、
   前記一方の基部と前記他方の基部に、前記隣接する歯部間の絶縁状態を検出するための電力を供給し、
   前記歯部間にて検出される電気信号を連続的に測定し、
   前記連続的に測定される電気信号が、所定間隔にて極性が入れ替わる電気信号である場合に、前記歯部間の絶縁状態が良好であると判定する絶縁検査方法。

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