JP5131962B2

JP5131962B2 - 非接触シングルサイドプローブ及び、これを用いたパターン電極の断線・短絡検査装置及びその方法

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Publication number: JP5131962B2
Application number: JP2007187036A
Authority: JP
Inventors: エウンタク; ジンキムセオン; ドクチョイヒー; ジュンリードン; インパークジョン; チュルチョーウー
Original assignee: マイクロインスペクション，インコーポレイテッド
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: US7746086B2; CN101109782A; US20080018339A1; JP2008026320A; TW200806994A; KR20080008689A; TWI345060B; KR100799161B1; CN101109782B

Description

本発明は、非接触シングルサイドプローブと、これを用いたパターン電極の断線・短絡検査装置及びその方法に関するもので、より詳細には、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで構成された非接触シングルサイドプローブを用いてパターン電極の一端で給電して電気的変化値をセンシングすることで、該当のパターン電極の断線及び短絡を検査できるようにした非接触シングルサイドプローブと、これを用いたパターン電極の断線・短絡検査装置及びその方法に関するものである。

一般的に、データ伝送線などの多線ケーブルの断線及び短絡を検査するためには、ケーブルを他の回路と分離した後、ケーブル両端間の抵抗を測定する方法を用いるが、このとき、必ず２人以上の作業人が必要となる。また、ケーブルの電線数が多い場合は、電線番号を忘れて反復的にチェックすべき場合が頻繁に発生し、信頼度が低下するのみならず、作業時間がより長くなるという問題点がある。

また、ＬＣＤやＰＤＰなどの平板表示素子の透明電極の断線及び短絡を検出するためには、図１に示すように、各パターン電極１５の一端で電流を印加した後、該当のパターン電極１５の反対端で電圧を測定してパターン電極１５の断線及び短絡を検査したり、顕微鏡などで導線を追跡して断線及び短絡を検出する。

したがって、一つのパターン電極の断線及び短絡を測定して異常の有無をチェックするためには、少なくとも２個以上のプローブが必要となり、多数のプローブが要されることで、原価が上昇するという問題点がある。さらに、パターン電極の長さが長くなる場合、互いに異なる位置で測定するために２人以上の測定者が必要となり、多くの時間及び人力が要されるという問題点がある。

また、接触式プローブの場合、パターン電極に加圧・接触することで、接触不良が発生するとともに、測定対象パターン電極にスクラッチが発生することで、他の不良要因が発生するという問題点がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで構成された非接触シングルサイドプローブを用いてパターン電極の一端で給電して電気的変化値をセンシングすることで、該当のパターン電極の断線及び短絡を検査できるようにした非接触シングルサイドプローブと、これを用いたパターン電極の断線・短絡検査装置及びその方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、非接触シングルサイドプローブの非接触探針電極の給電電極とセンサ電極をそれぞれ一対に構成し、位相が反対の電圧を一対の給電電極に印加し、一対のセンサ電極の間の差電圧を用いることで、空間解像度及び雑音対信号比を高めるようにした非接触シングルサイドプローブと、これを用いたパターン電極の断線・短絡検査装置及びその方法を提供することにある。

上記のような目的を実現するための本発明による非接触シングルサイドプローブは、検査対象パターン電極に非接触状態で給電してセンシングするための非接触探針電極と、非接触探針電極に交流電源を給電するための給電部と、非接触探針電極での電気的変化値を測定するための感知部を含んで構成されることを特徴とする。

本発明において、給電部は、交流電流を給電するための交流電流源を含み、感知部は、電圧変化値を測定することを特徴とする。

このとき、前記非接触探針電極は、前記給電部に連結されて交流電流を給電するための給電電極と、感知部に連結されて電圧変化値を感知するためのセンサ電極から構成されることを特徴とする。

本発明において、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極は、一体型に形成されることを特徴とする。

本発明において、給電部は、交流電圧を給電するための交流電圧源を含み、感知部は、電圧変化値を測定することを特徴とする。

このとき、非接触探針電極は、給電部に連結されて交流電圧を給電するための給電電極と、感知部に連結されて電圧変化値を測定するためのセンサ電極から構成されることを特徴とする。

本発明において、給電部は、交流電圧を給電するための交流電圧源を含み、感知部は、交流電圧源と非接触探針電極との間に流れる電流変化値を測定することを特徴とする。

本発明において、非接触探針電極は、交流電圧を給電するための第１〜第２給電電極と、電圧変化値を測定するための第１〜第２センサ電極を含んで構成されることを特徴とする。

本発明において、第１給電電極と第１センサ電極及び第２給電電極と第２センサ電極は、それぞれパターン電極の同一線軸上に配置され、第１〜第２給電電極及び第１〜第２センサ電極は、それぞれ並んで配置されることを特徴とする。

本発明において、第１給電電極と第１センサ電極及び第２給電電極と第２センサ電極は、それぞれパターン電極の同一線軸上に配置され、第１〜第２給電電極及び第１〜第２センサ電極は、それぞれ対角線上に対称的に配置されることを特徴とする。

このとき、給電部は、第１〜第２給電電極にそれぞれ同一の交流電圧を１８０度の位相で給電することを特徴とする。

また、感知部は、第１〜第２センサ電極で測定された電圧の差電圧値を測定することを特徴とする。

また、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置は、パネル上に形成された多数個のパターン電極をスキャンしながら断線及び短絡を検査するパターン電極の断線及び短絡検査装置において、パターン電極の一端で非接触探針電極に交流電源を入力し、非接触探針電極の電気的変化値を測定する非接触シングルサイドプローブと、非接触シングルサイドプローブで測定される電気的変化値を通して断線及び短絡を判断する信号処理部を含んで構成されることを特徴とする。

このとき、非接触シングルサイドプローブは、パターン電極に非接触状態で給電してセンシングするための非接触探針電極と、非接触探針電極に交流電源を給電するための給電部と、非接触探針電極での電気的変化値を測定するための感知部から構成されることを特徴とする。

このとき、非接触探針電極は、給電部に連結されて交流電流を給電するための給電電極と、感知部に連結されて電圧変化値を感知するためのセンサ電極から構成されることを特徴とする。

本発明において、第１給電電極と第１センサ電極及び第２給電電極と第２センサ電極は、それぞれ前記パターン電極の同一線軸上に配置され、第１〜第２給電電極及び第１〜第２センサ電極は、それぞれ並んで配置されることを特徴とする。

また、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の検査方法は、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで形成された非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置において、パネルに形成されたパターン電極の一端で非接触シングルサイドプローブの非接触探針電極を通して交流電源を印加しながら、非接触探針電極を通して電気的変化値を測定してパターン電極の断線及び短絡を検査することを特徴とする。

また、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の検査方法は、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで形成された非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置において、パネルに形成されたパターン電極の両端に非接触シングルサイドプローブをそれぞれ配置し、非接触探針電極に互いに異なる周波数を印加しながら、非接触探針電極を通して電気的変化値を測定してパターン電極の断線及び短絡を検査することを特徴とする。

また、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の検査方法は、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで形成された非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置において、パネルに形成されたパターン電極の両端に非接触シングルサイドプローブをそれぞれ配置し、互いに離れた非接触探針電極に同一の周波数を印加しながら、非接触探針電極を通して電気的変化値を測定してパターン電極の断線及び短絡を検査することを特徴とする。

上記のように構成された本発明は、非接触探針電極の給電電極と、これに隣接して配置されたセンサ電極が一つのモジュールで構成された非接触シングルサイドプローブを用いて検査対象物であるパターン電極の一端で非接触探針電極に交流電源を印加した後、非接触探針電極を通して電気的変化値を測定してパターン電極の断線及び短絡を判断することで、パターン電極の一端のみでスキャンして断線及び短絡を全て判断することができる。また、本発明は、非接触探針電極の給電電極とセンサ電極をそれぞれ一対に構成し、位相が反対の電圧を一対の給電電極に印加し、一対のセンサ電極の間の差電圧を用いることによって、鋭い境界を形成して連続的にスキャンするとき、隣接したパターン電極の間の区分を明確にして空間解像度を高めることができ、コモンモードノイズを除去する効果によって雑音対信号比を高めることができる。

本発明は、給電電極とセンサ電極が一つのモジュールで構成された非接触シングルサイドプローブを用いてパターン電極の一端で給電して電気的変化値をセンシングすることで、一回のスキャンで該当のパターン電極の断線及び短絡を検査できるという効果がある。

また、本発明は、非接触シングルサイドプローブを通してパターン電極の断線及び短絡を検査することで、接触不良や加圧接触によるパターン電極の損傷を防止するとともに、接触方式に比べてプローブの寿命を延長できるという効果がある。

また、本発明は、パターン電極の一端でスキャンして断線及び短絡を検査することで、装置の構成が容易になるとともに、直線でないパターン電極に対しても同一のパターン電極との比較を通して容易に検査できるという効果がある。

また、本発明は、位相が反対の一対の給電電極と、差電圧を用いる一対のセンサ電極を通して検査感度を高められるという効果がある。

以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面に基づいて説明する。図面において従来の構成と同一の部分には、同一の符号及び名称を使用する。また、本実施例は、本発明の権利範囲を限定するものでなく、例示として提示されたものであり、当該分野で通常の知識を持つ者であれば、本発明の技術的思想内で多様に変形可能である。

図２は、本発明の第１実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。

図２に示すように、本実施例による非接触シングルサイドプローブ４０は、検査対象パターン電極１５に非接触状態で交流電流を給電するための給電電極４４１と、パターン電極１５の電圧変化値を感知するためのセンサ電極４４２とを含む非接触探針電極４４と、非接触探針電極４４の給電電極４４１に交流電流を給電するための交流電流源４２１と、非接触探針電極４４のセンサ電極４４２で感知される電圧変化値を測定するための感知部４６から構成される。

このとき、非接触探針電極４４は、図３に示すように、給電電極４４１とセンサ電極４４２を一体型に形成することもできる。

給電部４２は、交流電流を印加するための交流電流源４２１を含み、この交流電流源４２１は、非接触探針電極４４に交流電流を給電した後、非接触探針電極４４で測定される電圧変化値を通してパターン電極１５の断線及び短絡を判断できるようにする。

図４は、本発明の第３実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。

図４に示すように、本実施例による非接触シングルサイドプローブ４０は、検査対象パターン電極１５に非接触状態で交流電圧を給電するための給電電極４４１と、パターン電極１５の電圧変化値を感知するためのセンサ電極４４２とを含む非接触探針電極４４と、非接触探針電極４４の給電電極４４１に交流電圧を給電するための交流電圧源４２２と、非接触探針電極４４のセンサ電極４４２で感知される電圧変化値を測定するための感知部４６から構成される。

給電部４２は、交流電圧を印加するための交流電圧源４２２を含み、この交流電圧源４２２は、非接触探針電極４４に交流電圧を給電した後、非接触探針電極４４で測定される電圧変化値を通してパターン電極１５の断線及び短絡を判断できるようにする。

図５は、本発明の第４実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。

図５に示すように、本実施例による非接触シングルサイドプローブ４０は、検査対象パターン電極１５に非接触状態で給電してセンシングするための非接触探針電極４４と、非接触探針電極４４に交流電圧を給電するための交流電圧源４２２と、交流電圧源４２２と非接触探針電極４４との間に流れる電流変化値を測定するための感知部４６とから構成される。

給電部４２は、交流電圧を印加するための交流電圧源４２２を含み、交流電圧源４２２と非接触探針電極４４との間に流れる電流変化値を測定し、パターン電極１５の断線及び短絡を判断できるようにする。

図６は、本発明の第５実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。

図６に示すように、本実施例による非接触シングルサイドプローブ４０は、検査対象パターン電極１５に非接触状態で交流電源を給電するための第１〜第２給電電極４４３，４４４と、パターン電極１５の電気的変化値を感知するための第１〜第２センサ電極４４５，４４６とを含む非接触探針電極４４と、第１〜第２給電電極４４３，４４４にそれぞれ同一の交流電圧を１８０度の位相で給電する交流電圧源４２２と、第１〜第２センサ電極４４５，４４６で測定された電圧の差電圧値を測定する感知部４６から構成される。

このとき、第１給電電極４４３と第１センサ電極４４５及び第２給電電極４４４と第２センサ電極４４６は、それぞれパターン電極１５の同一線軸上に配置され、第１〜第２給電電極４４３，４４４及び第１〜第２センサ電極４４５，４４６は、それぞれ並んで配置される。

また、図７に示すように、第１給電電極４４３と第１センサ電極４４５及び第２給電電極４４４と第２センサ電極４４６は、それぞれパターン電極１５の同一線軸上に配置され、第１〜第２給電電極４４３，４４４及び第１〜第２センサ電極４４５，４４６は、それぞれ対角線上に対称的に配置されることもある。

第１〜第２給電電極４４３，４４４を通して位相が反対の交流電圧を印加して第１〜第２給電電極４４３，４４４の間の位相境界を形成し、第１〜第２センサ電極４４５，４４６の差電圧を測定することで、第１〜第２給電電極４４３，４４４の間と第１〜第２センサ電極４４５，４４６の間に鋭い境界を形成して空間解像度を高めることができ、コモンモードノイズを除去する効果によって雑音対信号比を高めることができる。このような効果によって隣接したパターン電極１５の電圧変化を明確にすることで、微細なパターン電極１５の微細な探針効果を通して、パターン電極１５の断線及び短絡を一層高い空間解像度で判断できるようにする。

図８は、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置を示したブロック構成図である。

図８に示すように、パターン電極１５の一端で非接触状態でスキャンしながらパターン電極１５に給電電極４４１によって交流電源を印加し、給電電極４４１と隣接して設置されたセンサ電極４４２によって電気的変化値を測定する非接触シングルサイドプローブ４０と、非接触シングルサイドプローブ４０で測定される電気的変化値を通して断線及び短絡を判断する信号処理部５０と、信号処理部５０の作動状態及び非接触シングルサイドプローブ４０で測定される電気的変化値を表示するための表示部７０と、信号処理部５０の作動状態を選択するためのキー入力部６０から構成される。

図９は、本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置の検査例示図である。

図９に示した非接触シングルサイドプローブ４０は、第１〜第２給電電極４４３，４４４と第１〜第２センサ電極４４５，４４６とを含み、パターン電極１５の一端で非接触状態でスキャンしながら断線及び短絡を検査する。

このとき、第１〜第２給電電極４４３，４４４及び第１〜第２センサ電極４４５，４４６は、それぞれ並んで配置され、第１給電電極４４３と第１センサ電極４４５及び第２給電電極４４４と第２センサ電極４４６は、同一線軸上にそれぞれ配置される。

非接触シングルサイドプローブ４０の第１給電電極４４３及び第２給電電極４４４に印加される交流電圧源４２２としては、１ＫＨｚ以上で数十ＫＨｚ未満の２００Ｖ〜３００Ｖの電圧が使われる。

交流電圧源４２２として１ＫＨｚ未満の低い周波数を用いる場合、プローブ４０の走行速度に制限を受けるため実現しにくく、交流電圧源４２２として数十ＫＨｚ以上の高い周波数を用いる場合、パターン電極１５の間のインピーダンスが低くなり、検査解像度を害するという問題が発生する。

また、１ＫＨｚ以上で数十ＫＨｚ未満の交流電圧源４２２を用いる場合、第１〜第２給電電極４４３，４４４と第１〜第２センサ電極４４５，４４６とを連結する線として、シールドされた同軸線や三軸線を用いることで、信号が外部に放出されることを防止する。

したがって、パターン電極１５を走行する非接触シングルサイドプローブ４０の第１給電電極４４３に交流電圧を印加すると、交流電圧の大きさに相応する電荷がパターン電極１５に帯電し、第１センサ電極４４５によって電気的変化値を測定してパターン電極１５の断線及び短絡を判断する。

ところが、本発明では、第１〜第２センサ電極４４５，４４６を用いて第１〜第２センサ電極４４５，４４６でそれぞれ測定された電圧の差電圧を読み、電圧変化に基づいて電極パターン１５の断線及び短絡を判断することで、第１〜第２センサ電極４４５，４４６の差電圧を通して、給電されるパターン電極１５と給電されない隣接したパターン電極１５との間の境界が明確に区分され、感度を向上させることができる。また、断線及び短絡の発生時、電圧変化の幅が大きくなり、不良発生を一層効果的に感知できるようになる。

一方、第１〜第２給電電極４４３，４４４を通して隣接したパターン電極１５に異なる位相の電圧を印加することで、パターン電極１５の間の区分を明確にして感度を向上させることもできる。

図１０は、パターン電極１５をスキャンしながら断線及び短絡によって交流電圧を給電した後、測定される電圧を示している。

このとき、（イ）のように、正常なパターン電極１５に非接触シングルサイドプローブ４０によって交流電圧を印加した後、測定される電圧値Ｖ_ＰＰ＿Ｎは正常値である。また、（ロ)のようにパターン電極１５が断線された場合、パターン電極１５の全体的な面積が減少するにつれて、パターン電極１５周囲のアンビエントグラウンド（ＡｍｂｉｅｎｔＧｒｏｕｎｄ）によって生成される寄生キャパシタ４５の静電容量が減少することで、同一量の電荷が狭い面積に形成されて電圧上昇効果が発生し、正常値より高いＶ_ＰＰ＿Ｏ値が測定される。

その反面、（ハ）のようにパターン電極１５が隣接したパターン電極１５と短絡された場合、パターン電極１５の全体面積が増加するにつれて、パターン電極１５周囲のアンビエントグラウンド（ＡｍｂｉｅｎｔＧｒｏｕｎｄ）によって生成される寄生キャパシタ４５の静電容量が増加することで、同一量の電荷が広い面積に形成されて電圧下降効果が発生し、正常値より低いＶ_ＰＰ＿Ｓ値が測定される。

パターン電極１５の一端で非接触シングルサイドプローブ４０をスキャンしながら交流電圧を印加した後、測定される電圧変化を通して、正常なパターン電極１５で測定された電圧値より高い場合には、断線されたと判断して結果を表示する一方、正常なパターン電極１５で測定された電圧値より低い場合には、短絡されたと判断して結果を表示する。

また、キー入力部６０を通して制御命令を入力し、信号処理部５０の処理状態を制御する。

一方、パターン電極１５の一端のみで非接触シングルサイドプローブ４０を通してスキャンしながら電圧変化を測定するとき、断線がパターン電極１５の反対端の近くで発生して面積減少が少なく、電圧上昇効果が小さく表れる場合、断線を感知できないという問題点がある。このような問題点を解決するために、図１１に示すように、パターン電極１５の一端及び反対端でそれぞれ非接触シングルサイドプローブ４０を同時にスキャンしながらパターン電極１５の断線及び短絡検査を実施することで、検査の正確度を高めることもできる。

このとき、同一のパターン電極１５を異なる周波数を用いて検査することもでき、互いに離れた非接触探針電極に同一の周波数が印加されるように、異なるパターン電極１５を同一の周波数を用いて同時に検査することもできる。

一般的なパターン電極の断線及び短絡検査方式を説明するための図である。本発明の第１実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明の第２実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明の第３実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明の第４実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明の第５実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明の第６実施例による非接触シングルサイドプローブを示した構成図である。本発明による非接触シングルサイドプローブを用いた断線及び短絡検査装置を示したブロック構成図である。本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置の検査例示図である。本発明による非接触シングルサイドプローブを用いた断線及び短絡検査装置によって測定される波形を示した図である。本発明による非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置の他の検査例示図である。

符号の説明

１５パターン電極
４０非接触シングルサイドプローブ
４２給電部
４４非接触探針電極
４６感知部
５０信号処理部
６０キー入力部
７０表示部
４２１交流電流源
４２２交流電圧源
４４１給電電極
４４３第１給電電極
４４４第２給電電極
４４２センサ電極
４４５第１センサ電極
４４６第２センサ電極

Claims

検査対象パターン電極に非接触状態で給電してセンシングするための非接触探針電極と、
前記非接触探針電極に交流電源を給電するための給電部と、
前記非接触探針電極での電気的変化値を測定するための感知部を含んで構成される非接触シングルサイドプローブであって、
前記非接触探針電極は、
交流電圧を給電するための第１〜第２給電電極と、
電圧変化値を測定するための第１〜第２センサ電極を含んで構成され、
前記第１給電電極と第１センサ電極及び前記第２給電電極と第２センサ電極は、それぞれ前記パターン電極の同一線軸上に配置され、前記第１〜第２給電電極及び前記第１〜第２センサ電極は、それぞれ並んで配置され、
前記感知部は、前記第１〜第２センサ電極で測定された電圧の差電圧値を測定することを特徴とする非接触シングルサイドプローブ。
パネル上に形成された多数個のパターン電極をスキャンしながら断線及び短絡を検査するパターン電極の断線及び短絡検査装置において、
前記パターン電極の一端で非接触探針電極に交流電源を入力し、非接触探針電極の電気的変化値を測定する非接触シングルサイドプローブと、
前記非接触シングルサイドプローブで測定される電気的変化値を通して断線及び短絡を判断する信号処理部を含んで構成される非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置であって、
前記非接触探針電極は、
交流電圧を給電するための第１〜第２給電電極と、
電圧変化値を測定するための第１〜第２センサ電極を含んで構成され、
前記第１給電電極と第１センサ電極及び前記第２給電電極と第２センサ電極は、それぞれ前記パターン電極の同一線軸上に配置され、前記第１〜第２給電電極及び前記第１〜第２センサ電極は、それぞれ並んで配置され、
前記感知部は、前記第１〜第２センサ電極で測定された電圧の差電圧値を測定することを特徴とする非接触シングルサイドプローブを用いたパターン電極の断線及び短絡検査装置。