JP5305111B2

JP5305111B2 - 回路パターン検査装置

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Publication number: JP5305111B2
Application number: JP2011010707A
Authority: JP
Inventors: 寛羽森
Original assignee: OHT Inc
Current assignee: OHT Inc
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: CN102608516B; TWI427302B; TW201239375A; CN102608516A; KR20120085207A; KR101300962B1; JP2012150078A

Description

本発明は、基板上に形成された導電パターンの欠陥を非接触で検査可能な回路パターン検査装置に関する。

近年、表示デバイスは、ガラス基板上に液晶を用いた液晶表示デバイス又は、プラズマを利用したプラズマ表示デバイスが主流となっている。これらの表示デバスイの製造工程の中で、ガラス基板上に形成された回路配線となる導電パターンに対して、断線及び短絡の有無の欠陥検査を行っている。

導電パターンの検査手法として、例えば、特許文献１には、少なくとも２つの検査プローブを導体パターンに近接させて、導体パターンとは非接触で容量結合した状態で移動させつつ、一方の検査プローブから交流検査信号を印加し、他方の検査プローブで導体パターンを伝搬した交流検査信号を検出する。検出信号の波形の変化により、導電パターンにおける断線及び短絡の有無の検査を行っている。

特開２００４−１９１３８１号公報

前述した導体パターンに非接触で容量結合した検査電極を用いた検査装置は、導電パターンと対向する検査電極の離間距離が短いほど、又は対向面積が大きいほど、結合容量が大きくなるため、伝達時の損失が少なくなり、同じ検査信号を印加しても検出信号の値を大きくすることができる。

検査電極の離間距離においては、導体パターンに接触しない範囲内で近接して設定される。その離間距離は、検査対象の基板が大きくなるほど、基板自体の撓みや歪みが大きくなるため、その程度により最小距離が制限される。

従って、検査電極、特に、導体パターンに検査用交流信号を印加する給電電極は、対向する面積が大きくするほど、導体パターンに印加される検査信号が大きくなるため、センサ電極から得られる検出信号も大きくなり、外部から混入するノイズ成分による影響を少なくすることができる。しかし、給電電極の面積を大きくした場合、その給電電極と対向している導体パターン部分は、断線等の欠陥が生じていたとしても適正に検出できない事態が生じる。

そこで本発明は、検査部の給電電極に対する補完電極対を設けて、より大きな検査信号を印加し、得られた検出信号から導電パターンの良欠陥の適正な判定を実現する回路パターン検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態は、複数の導電パターンが列状に形成された基板を検査対象とし、前記導電パターンのうちの第１の導電パターンに対して、共に、対向する第１の給電電極及び第１のセンサ電極を有する検査電極対と、少なくとも前記第１の給電電極が対向した箇所の部分的導電パターンを挟むように離間して、同一導電パターン上で対向するように配置される第２の給電電極及び第２のセンサ電極を有する補完電極対と、前記検査電極対と前記補完電極対を一体的に保持し、前記導電パターンの上方に一定の距離で離間して、該導電パターンの列と交差する方向に移動させる移動部と、前記移動部による前記検査電極対と前記補完電極対の移動中に、前記第１の給電電極及び前記第２の給電電極に、交流信号からなる検査信号を供給し、前記第１の給電電極及び前記第２の給電電極が対向して容量結合した、それぞれの導電パターンに該検査信号を順次印加させる検査信号供給部と、前記検査信号が印加された前記導電パターンにそれぞれに容量結合して前記第１のセンサ電極により取得された第１の検出信号と、前記第２のセンサ電極により前記第１の給電電極が対向した箇所の部分的導電パターンを含む導電体パターンから取得された第２の検出信号とを併せた検出信号を、予め定めた判定基準値と比較して欠陥の有無を判断する欠陥判定部と、を具備する回路パターン検査装置を提供する。

本発明によれば、検査部の給電電極に対する補完電極対を設けて、より大きな検査信号を印加し、得られた検出信号から導電パターンの良欠陥の適正な判定を実現する回路パターン検査装置を提供することができる。

図１は、本発明に係る実施形態の補完電極を備える回路パターン検査装置の概念的な構成を示す図である。図２は、検査電極と補完電極の概念的な構成を示す図である。図３は、回路パターン検査装置の検出信号処理部の一構成例を示す図である。図４は、本発明に係る変形例として回路パターン検査装置の検査電極と補完電極の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明による回路パターン検査装置は、製造工程の中で、例えば、ガラス製の基板上に形成された複数列の導電パターン（配線パターン）の不良原因となる断線や短絡の欠陥を検出する。検査対象となる導電パターンは、例えば、液晶表示パネルやタッチ式パネル等に用いられている回路配線であり、複数列に平行配列で電気的に分離された導電パターン又は、全ての導電パターンの一端側が短絡バーにより接続されている櫛歯状の導電パターンである。尚、基板上に形成される各導電パターンは、パターンの位置が確定できるのであれば、平行及び等間隔の配置でなくても検査可能である。

さらに、後述する検査部が移動した際に、同じ導電パターン上に、給電電極とセンサ電極が対向できるパターンであれば、導電パターンの途中で曲がりや幅の変化があっても同等に検査可能である。以下の説明では、理解しやすくするために、一定間隔で直線的な列状に形成される導電パターンを検査対象として説明する。

図１は、本発明に係る補完電極を備える回路パターン検査装置の概念的な構成を示す図である。図２は、検査電極と補完電極の概念的な構成を示す図である。図３は、回路パターン検査装置の検出信号処理部の一構成例を示す図である。

図１に示すように、回路パターン検査装置１は、ガラス基板等の絶縁性を有する基板１００上に形成された複数列の導電体パターン１０１上方に所定距離を離間して設けられる検査部２と、検査部２の離間（非接触）状態を維持し、導電体パターン１０１上方を交差する方向ｍに移動させる移動機構３と、移動機構３を駆動制御する駆動制御部４と、検査部２に交流からなる検査信号を供給する検査信号供給部１３と、検査部２から検出された検出信号に後述する信号処理を施す検出信号処理部５と、装置全体を制御する制御部６と、検査結果を含む検査情報を表示する表示部８と、動作指示や各種データ等を入力するためのキーボードやタッチパネル等からなる入力部１４と、を備えている。

制御部６は、信号処理された検出信号に含まれる特徴信号（ピーク値の変化）に基づき、導電パターンが欠陥か否かを判断する欠陥判定部７と、ユーザのよる設定条件や検査用プログラム等を記憶するメモリ９と、プログラムや設定された演算条件により演算処理を行う中央処理部（ＣＰＵ）１０とを備えている。

メモリ９は、一般的なメモリであり、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリ等を利用して、制御用プログラム、各種演算用プログラム及びデータ（テーブル）等を記憶している。中央処理部（ＣＰＵ）１０は、パーソナルコンピュータを利用してもよい。

図２に示すように、検査部２は、導電パターンの欠陥を検出するための検査電極対２１と、検査電極対２１と対向する部分的導電パターンの欠陥を検出するための補完電極対２２と、で構成される。また、検査部２は、２つの電極基板（第１の電極基板）１１及び電極基板（第２の電極基板）１２に分割されている。

これらの電極基板１１，１２は、例えば、スカラーロボットで一体的に連結され、同時に移動する。図１においては、導電パターンの両端に配置された例を示しているが、勿論、配置される位置は、両端に限定されるものではなく、何れか一方又は、両方を導電パターンの内側に配置してもよい。つまり、導電パターンと、給電電極及びセンサ電極とが対向する位置であれば、検査対象の基板上で離れて（例えば、導電パターンの両端）配置されてもよいし、逆に、近接する位置に配置されてもよい。これは、検査部２が容量結合により、検出信号を検出しているため、断線により導電パターンにおける容量が変化すると、正常なパターンと異なっているため、検出信号のピーク値の変化として現れる。

検査電極対２１は、電極基板１２に給電電極（第１の給電電極）２１ａを配置し、電極基板１１にセンサ電極（第１のセンサ電極）２１ｂを配置している。給電電極２１ａとセンサ電極２１ｂは、同じ導電パターン上方に存在するように電極基板１１，１２に設けられている。尚、検査電極対２１は、一対でもよいし、複数対の検査電極対を設けてもよい。また、給電電極２１ａは、複数、例えば２つの導電パターンに掛かる幅を有していてもよい。センサ電極２１ｂは、欠陥の導電パターンを個別に検出するため、隣接する導電パターンに掛からなければ、１つの導電パターンの幅以上であってもよい。

補完電極対２２は、給電電極（第１の給電電極）２２ａとセンサ電極（第２のセンサ電極）２２ｂとで構成され、給電電極２１ａと並設されるように電極基板１２に配置されている。給電電極２２ａとセンサ電極２２ｂは、同じ導電パターンと対向し、且つ給電電極２１ａと対向している導電パターンの部分（部分的導電パターンとする）を挟むように間隔を空けて、その部分的導電パターンを検査できるように配置されている。好ましくは、その部分的導電パターン全部を空けて配置されることがよいが、センサ電極２２ｂを小さくすることで、少なくとも給電電極２２ａが部分的導電パターンと対向しないように離れて配置されればよい。また、検査電極対２１の給電電極２１ａと補完電極対２２とは、供に導電パターン上方で対向する位置で、電気的な影響を受けないパターン数以上離れて配置される。

本実施形態では、容量結合による検査信号の印加を利用しているため、検査信号供給部１３は、給電電極２１ａ，２２ａに供給される検査信号が、供に同電圧値で同じ周波数である交流信号、又は矩形波（パルス）信号である。印加する検査信号の位相は、同期していても良いし、位相差があってもよい。

これらの電極基板１１，１２は、移動機構３により、給電電極２１ａ，２２ａから検査信号を導電パターン１０１に対して印加し、センサ電極２１ｂ，２２ｂが導電パターン１０１を伝搬した検査信号を検出信号として検出している状態であって、且つ導電パターン上方に同じ離間距離（測定ギャップ）を維持した状態で、導電パターンの列と交差（横断）するように移動される。また、電極基板１１，１２等に距離センサを搭載して、移動時に検査対象の基板までの距離を計測して、その測定値に追従するように、電極の高さ（基板までの距離）を変化させる昇降機能を備えてもよい。

検出信号処理部５は、センサ電極２１ｂで検出された検出信号及びセンサ電極２２ｂで検出された補完検出信号からなる、それぞれの微小なアナログ検出信号を所定の電圧レベル（良否の判断可能なレベル）まで増幅する増幅回路１８と、増幅回路１８により増幅された検出信号の雑音成分を除去し、必要な帯域を通過させるバンドパスフィルタ１９と、バンドパスフィルタ１９からの検出信号を全波整流する整流回路２０と、全波整流された検出信号を平滑する平滑回路２１とで構成される。尚、全波整流を行う整流回路２０及び検出信号を平滑する平滑回路２１は必ずしも備える必要はない。

検出信号及び補完検出信号は、検査信号処理部５により、所定の信号処理（増幅、ノイズ除去等）が施された欠陥判定信号に変換されて、欠陥判定を行う欠陥判定部７に送出される。欠陥判定部７では、導電パターン毎の欠陥判定信号に対して欠陥の有無を判断して基づき、全ての導電パターン１０１における判断結果を表示部８の画面上に表示する。

また、欠陥が生じている導電パターンにおける欠陥発生位置を特定するに対して、欠陥位置判定手段として、そのパターンに沿って上方を非接触で移動する同様な電極対（給電電極及びセンサ電極）が設けられたパターン縦貫移動機構１５を別途、備えている。このパターン縦貫移動機構は、例えば、移動機構３における給電電極２１ａとセンサ電極２１ｂを繋いでいる支柱（または、アーム部材）上にガイドレール等を設けて、そのガイドレール上をパターン方向ｎに沿って、移動する機構である。

尚、本実施形態の補完電極対２２は、給電電極２１ａと分離できるように電極基板１２を分割構造にしてパターン縦貫移動機構を備え、補完電極対２２に不良導電パターンにおける欠陥位置を検出する機能を持たせてもよい。つまり、導電パターンにおける欠陥検査の場合には、給電電極２１ａと一体的に移動し、導電パターンにおける欠陥発生位置を特定する場合には、給電電極２１ａとは分離して移動する。

また、図示していないが、センサ電極２１ｂよりも数パターン（給電電極２１ａより印加された検査信号から電気的に影響されないパターン数）を離れた導電パターンに対向するようにノイズ用センサ電極が設けられている。検出信号処理部５は、センサ電極２１ｂで検出された検出信号からノイズ用センサ電極により得られた検出信号即ち、ノイズ信号を差し引いたノイズ除去処理を行っている。

以上説明した本実施形態の回路パターン検査装置は、導電パターンの欠陥を検出する検査電極対は、導電パターンと対向する給電電極の面積を大きくすることで、より大きい検出信号を検出することにより、発生したノイズの影響を排除し、欠陥検査における適正な良否判定を行うことができる。また、検査電極対の給電電極と対向する部分的導電パターンについては、補完電極対により欠陥検出を行い、良否判定を行う。よって、検査電極対の給電電極の対向面積を増大したとしても、補完電極により検査電極対の非検出箇所に対する検査を補完するため、正確な欠陥検査及び良否判定を実現することができる。
さらに、補完電極対は、パターン縦貫移動機構を備えることにより、欠陥を有すると判定された導電パターンに対して、その欠陥位置を検出する機能を併せ持つことができる。

次に、本発明の第１の実施形態の変形例について説明する。
本変形例の構成は、前述した実施形態の回路パターン検査装置とは、検査電極対と補完電極対の配置が異なっている。他の構成部位は、実施形態と同等であり、その説明は省略し、同等の部位には同じ参照符号を付している。

図４は、本変形例における検査電極対４１と補完電極対４２の構成例を示している。検査電極対４１は、前述したと同様に、電極基板１１にセンサ電極４１ｂが設けられ、電極基板１２には、給電電極４１ａが設けられている。これに対して、補完電極４２は、検査電極対４１とは反対に、電極基板１１に給電電極４２ａが設けられ、電極基板１２には、センサ電極４２ｂが設けられている。つまり、検査電極対４１及び補完電極対４２の給電電極と補完電極とが互い入れ違いになっている構成である。

この構成により、検査電極対４１の給電電極４１ａと対向する導電パターンの部分は、補完電極対４２により検査を行うことができる。また、前述したノイズ用センサ電極を設けて、センサ電極４２ｂから得られた検出信号からノイズ信号を差し引いたノイズ除去処理を行うことができる。

本変形例においても、前述した実施形態と同様に、検査電極対の給電電極の面積を大きくしてより大きな検査信号入力して、従来よりも大きい検出信号を検出することにより、発生したノイズの影響を排除し、欠陥検査における適正な良否判定を行うことができる。また、検査電極対の給電電極と対向する部分的導電パターンについては、補完電極対により欠陥検出を行い、良否判定を行う。よって、検査電極対の給電電極の対向面積を増大したとしても、補完電極により検査電極対の非検出箇所に対する検査を補完するため、正確な欠陥検査及び良否判定を実現することができる。

１…回路パターン検査装置、２…検査部、３…移動機構、４…駆動制御部、５…検査信号処理部、６…制御部、７…欠陥判定部、８…表示部、９…メモリ、１０…ＣＰＵ、１１，１２…電極基板、１３…検査信号供給部、１４…入力部、１５…パターン縦貫移動機構、２１，４１…検査電極対、２２，４２…補完電極対、２１ａ，２２ａ，４１ａ，４２ａ…給電電極、２１ｂ，２２ｂ，４１ｂ，４２ｂ…センサ電極、３１…増幅回路、３２…整流回路、３３…フィルタ処理回路、３４…平滑回路、１００…基板、１０１…導電パターン。

Claims

複数の導電パターンが列状に形成された基板を検査対象とし、前記導電パターンのうちの第１の導電パターンに対して、共に、対向する第１の給電電極及び第１のセンサ電極を有する検査電極対と、
少なくとも前記第１の給電電極が対向した箇所の部分的導電パターンを挟むように離間して、同一導電パターン上で対向するように配置される第２の給電電極及び第２のセンサ電極を有する補完電極対と、
前記検査電極対と前記補完電極対を一体的に保持し、前記導電パターンの上方に一定の距離で離間して、該導電パターンの列と交差する方向に移動させる移動部と、
前記移動部による前記検査電極対と前記補完電極対の移動中に、前記第１の給電電極及び前記第２の給電電極に、交流信号からなる検査信号を供給し、前記第１の給電電極及び前記第２の給電電極が対向して容量結合した、それぞれの導電パターンに該検査信号を順次印加させる検査信号供給部と、
前記検査信号が印加された前記導電パターンにそれぞれに容量結合して前記第１のセンサ電極により取得された第１の検出信号と、前記第２のセンサ電極により前記第１の給電電極が対向した箇所の部分的導電パターンを含む導電体パターンから取得された第２の検出信号とを併せた検出信号を、予め定めた判定基準値と比較して欠陥の有無を判断する欠陥判定部と、
を具備することを特徴とする回路パターン検査装置。
前記回路パターン検査装置において、
前記移動部は、一体的に保持し、前記導電パターン上方に一定の距離で離間する第１の電極基板と第２の電極基板を有し、
前記検査電極対は、前記第１のセンサ電極を前記第１の電極基板に配置し、前記第１の給電電極を第２の電極基板を配置し、
前記補完電極対は、前記第１の給電電極の延伸方向と同方向に並設し、前記第１の導電パターンから電気的な影響を受けないパターン数に相当する距離を離れ、且つ前記部分的導電パターンの距離を空けて前記第２のセンサ電極及び前記第２の給電電極を前記第２の電極基板に配置することを特徴とする請求項１に記載の回路パターン検査装置。
前記回路パターン検査装置において、
前記移動部は、一体的に保持し、前記導電パターン上方に一定の距離で離間する第１の電極基板と第２の電極基板を有し、
前記検査電極対は、前記第１のセンサ電極を前記第１の電極基板に配置し、前記第１の給電電極を第２の電極基板を配置し、
前記補完電極対は、前記第２のセンサ電極を前記第２の電極基板に配置し、前記第２の給電電極を前記第１の電極基板に配置することを特徴とする請求項１に記載の回路パターン検査装置。