KR100868746B1 - 배선 결함 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법은 전계에 의해 액정 분자들이 구동하는 디텍터와, 전계 형성을 위해 디텍터와 피검사체에 바이어스 전압을 인가하는 직류 전원 및 디텍터의 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환하는 카메라를 포함한다. 결함 검사 방법은 피검사체와 디텍터 사이에 전계를 형성시켜 액정 분자들을 구동시킨 후, 액정 분자들에 빛을 조사하여 디텍터를 투과한 빛을 카메라에서 획득하여 전기적 신호로 변환한 후, 이를 비교하여 결함 여부를 판단한다. 이와 같은 장치 및 방법에 의하면, 결함의 유무 판단과, 결함이 발생된 위치를 정확히 파악할 수 있고, 피검사체의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
디텍터

Description

배선 결함 검사 방법{METHOD FOR WIRING DEFECTING TEST}
본 발명은 제품의 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 특히 액정표시장치(LCD), 전계 발광 표시장치(ELD), 플라스마 표시 패널(PDP) 등과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 배선 결함을 검사하기 위한 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법에 관한 것이다.
최근 전자 제품은 초소형화, 다기능화되어 가고 있는데, 이는 전자 제품에 내장되는 부품의 초소형화, 다기능화가 이루어져 가능하게 되었다.
전자 부품의 초소형화, 다기능화는 전자 부품에 전기적 신호를 인가하는 배선 등의 초소형화를 이끌었다.
배선 등의 초소형화는 전자 제품을 더 작게 만들 수는 있었으나, 배선 불량 등에 의한 전자 제품의 불량 발생률을 증가시키게 되었다.
이에 제조 공정 단계에서 배선 등의 불량을 검사하기 위한 장치와 방법 등이 제시되었다.
도 1은 종래 LCD 패널의 배선 불량을 검사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 복수의 배선(13) 각각에는 전기적 신호가 입력되는 입력 패드부(11)와 입력된 전기적 신호가 출력되는 출력 패드부(12)가 마련된다.
LCD 패널의 배선 불량 검사는 입력 패드부(11)와 출력 패드부(12) 각각에 프로브(probe;14)를 꽂은 후, 입력 패드부(11)에 전기적 신호를 인가하여 출력 패드부(12)로 시그널(signal)이 들어오면 정상(a), 시그널이 들어오지 않으면 단선(b), 다른 배선의 시그널이 들어오면 쇼트(short;c)로 판명한다.
상기의 방법에 의하면, 패드부(11,12)에 프로브(14)를 꽂으므로, 패드부(11,12)가 파손되고, 배선(13)의 불량은 판단할 수 있으나, 정확한 위치는 판단할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 배선(13)이 비정상적으로 얇아지거나, 꺾이는 등의 왜곡된 형태를 가진 경우(d), 양불 판정을 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배선의 불량 여부 및 불량 위치를 판단할 수 있는 배선 결함 검사 장치 및 배선 결함 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배선 결함 검사 장치는 전계에 의해 액정 분자들이 구동하는 디텍터와, 전계 형성을 위해 디텍터와 피검사체에 바이어스 전압을 인가하는 직류 전원 및 디텍터의 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환하는 카메라를 포함한다.
상기의 장치에 의한 배선 결함 검사 방법은 피검사체와 디텍터 사이에 전계를 형성시켜 액정 분자들을 구동시킨다. 피검사체와 디텍터 사이의 전계는 피검사체의 상태에 따라 다르게 나타나고, 이는 액정 분자들의 구동 차이를 일으킨다. 액정 분자들의 구동 차이는 빛의 투과성 등과 같은 특성의 차이를 일으킨다. 구동의 차이가 생긴 액정 분자들을 경유하여 투과된 빛은 카메라에 의해 획득되어 전기적 신호로 바뀐 후, 이 전기적 신호의 차이를 비교하여 피검사체의 결함 등을 검사한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 배선 결함 검사 장치 및 배선 결함 검사 방법에 의하면, 피검사체와 디텍터 사이에 형성되는 전계 차이에 의해 디텍터의 액정층을 투과하는 빛의 투과도 비교로 피검사체의 결함을 검사하므로, 결함의 유무 판단과, 결함이 발생된 위치를 정확히 파악할 수 있고, 피검사체의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 배선 결함 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 배선 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120) 및 카메라(130)를 포함할 수 있다.
상기 디텍터(110)는 상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 실링된 액정층(112)과, 상부 기판(114)과 액정층(112) 사이에 개재된 투명 전극(113)을 포함할 수 있다.
상기 상부 기판(114) 상에는 편광판(115)이 더 마련될 수 있다.
상기 액정층(112) 상하부에는 소정 방향으로 러빙(rubbing)된 배향막(미도시)이 형성되어, 액정층(112) 내의 액정 분자(미도시)들의 배향 방향을 결정할 수 있다.
상기의 액정 분자들은 저전압으로 구동이 용이한 TN 모드(twisted nematic mode) 액정 분자로 이루어질 수 있고, 또한 STN 모드(super twisted nematic mode), IPS 모드(in-plane switching mode), VA 모드(vertical alignment mode), OCB 모드(optically compensated bend mode) 액정 분자 등으로도 이루어질 수 있다.
상기 투명 전극(113)은 직류 전원(120)에 의하여 피검사체(200)의 배선들(미 도시)과 연결된 테스트 전극(미도시)에 접속될 수 있다.
구체적으로, 2개의 전극으로 이루어진 직류 전원(120)은 투명 전극(113)에 제1 전극이 연결되고, 제2 전극이 피검사체(200)의 테스트 전극과 연결될 수 있다.
상기 카메라(130)는 디텍터(110) 상부에 위치하며, 디텍터(110)의 영상을 획득하여 광학적 신호를 전기적 신호로 변환할 수 있다.
상기와 같은 배선 결함 검사 장치(100)에 의해 피검사체(200)의 결함, 즉 배선(210)의 결함을 검사하기 위하여는 투명 전극(113)과 피검사체(200)의 테스트 전극에 직류 전원(120)을 연결한다.
상기 연결에 의해 배선(210)과 투명 전극(113) 사이에 형성되는 전계는 피검사체(200)의 배선(210) 상태에 따라 차이가 생길 수 있다.
즉, 배선(210)이 단선, 쇼트, 형태 변형 등과 같이 정상적인 형태와 다른 경우, 전계 세기나 방향 등과 같은 특성에 있어서, 정상적인 배선(210)과 차이가 생길 수 있다.
상기 전계는 액정층(112)의 액정 분자들을 구동시킬 수 있는데, 피검사체(200)의 배선(210) 상태에 따른 전계 차이는 액정 분자들의 구동에 있어서도 차이를 발생시킬 수 있다.
구동 차이가 난 액정 분자들에 빛을 조사하면, 액정 분자들의 배향 방향에 따라 빛이 투과되어 배선(210)의 상태가 디텍터(110)의 영상으로 카메라(130)에 의해 획득될 수 있다.
상기 카메라(130)에 획득된 빛은 전기적 신호들로 변환되어 피검사체(200)의 배선(210) 상태를 검사하기 위한 기준이 된다.
즉, 변환된 전기적 신호들을 정상적인 상태에서의 전기적 신호와 비교하거나, 변환된 전기적 신호들을 상호 비교하여, 예컨데 전기적 신호가 A=1, B=0, C=1,D=1로 나타난 경우, A,B,C,D를 서로 비교하여 동일한 값을 나타내는 A,C,D는 정상으로 판독하고, 동일하지 않은 B는 불량으로 판독하여 결함 여부를 파악할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배선 결함 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 배선 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120)과, 광원(140)과, 카메라(130)를 포함할 수 있다.
디텍터(110)는 상부 기판(114)과 하부 기판(111)을 포함한다.
상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 액정층(112)이 주입되어 있고, 상부 기판(114)과 액정층(112) 사이에는 투명 전극(114)이 개재되어 있다.
직류 전원(120)의 두 전극이 각각 디텍터(110)와 피검사체(200)에 접속된다.
구체적으로, 직류 전원(120)의 제1 전극은 투명 전극(113)에 접속되고, 제2 전극은 피검사체(200)의 배선(210)들과 전기적으로 연결된 테스트 전극(미도시)에 접속될 수 있다.
디텍터(110)에는 상부 기판(114) 상부에 편광판(115)과, 하부 기판(111) 하부에 반사판(116)이 더 포함될 수 있다.
광원(140)으로부터 조사되는 빛은 편광판(115)을 투과하고, 액정층(112)을 거쳐 반사판(116)에서 반사되며, 반사된 빛은 다시 액정층(112)과 편광판(115)을 투과하여 카메라(130)로 입사될 수 있다.
구조적으로 이 검사 장치(100)는 디텍터(110)에 입사되는 빛과 디텍터(110)로부터 반사되는 빛의 경로를 분리하기 위해 광 분리기(150)를 사용할 수 있다.
광 분리기(150)는 입사광과 반사광 중 어느 하나는 전반사하고, 다른 하나는 투과하는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서 광 분리기(150)는 디텍터(110) 상부에 마련될 수 있다.
광 분리기(150)는 광원(140)으로부터 입사되는 빛을 디텍터(110)로 반사하고, 디텍터(110)에서 반사되는 빛을 카메라(130)로 투과한다.
디텍터(110)와 카메라(130) 사이에는 렌즈(160)가 더 마련될 수 있고, 카메라(130)는 전기적 신호를 화상 처리화하기 위해 더 마련될 수 있는 영상 처리부(170)에 연결될 수 있다.
영상 처리부(170)는 카메라(130)에서 획득한 디텍터(110)의 영상을 화상 처리기법에 의해 화상 처리화하여 불량 유무를 판단할 수 있다.
즉, 화상 처리된 내용을 영상 처리부(170) 내의 불량 판독 프로그램을 통하여 자동으로, 또는 사용자의 육안을 통하여 수동으로 비교하여 불량 유무를 판단할 수 있다.
비교는 화상 처리된 내용 상호간을 서로 비교하여, 예컨데 화상 처리된 내용이 A=1, B=0, C=1, D=1로 나타난 경우, A,B,C,D를 서로 비교하여 동일한 값을 나타내는 A,C,D는 정상으로 판독하고, 동일하지 않은 B는 불량으로 판독하여 정상 유무 를 판단할 수도 있고, 미리 설정된 정상치와 비교하여 정상 유무를 판단할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배선 결함 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 배선 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120)과, 광원(140) 및 카메라(130)를 포함할 수 있다.
디텍터(110)는 상부 기판(114)과 하부 기판(111)을 포함한다.
상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 액정층(112)이 주입되어 있고, 상부 기판(114)과 액정층(112) 사이에는 투명 전극(113)이 개재되어 있다.
직류 전원(120)의 두 전극이 각각 디텍터(110)와 피검사체(200)에 접속된다.
구체적으로, 직류 전원(120)의 제1 전극은 투명 전극(113)에 접속되고, 제2 전극은 피검사체(200)의 배선(210)들과 전기적으로 연결된 테스트 전극(미도시)에 접속될 수 있다.
디텍터(110)에는 상부 기판(114) 상부에 편광판(115)이 더 포함될 수 있다.
광원(140)은 디텍터(110) 하부에 마련되며, 광원(140)으로부터 조사되는 빛은 액정층(112) 및 편광판(115)을 투과하여 카메라(130)로 입사될 수 있다.
디텍터(110)와 카메라(130) 사이에는 렌즈(160)가 더 마련될 수 있고, 카메라(130)는 전기적 신호를 화상 처리화하기 위해 더 마련될 수 있는 영상 처리부(170)에 연결될 수 있다.
영상 처리부(170)는 카메라(130)에서 획득한 디텍터(110)의 영상을 화상 처 리기법에 의해 화상 처리화하여, 화상 처리된 내용을 자동 또는 수동에 의해 비교하여 피검사체의 불량 유무를 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 결함 검사 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 배선 결함 검사 방법은 액정 분자들을 구동하는 단계와, 빛을 조사하는 단계와, 영상 획득 및 전기적 신호로 변화하는 단계 및 비교 판독 단계를 포함할 수 있다.
상기 액정 분자들을 구동하는 단계(S1)는 피검사체와 도 2의 배선 결함 검사 장치에 바이어스 전압을 인가함으로써 실행될 수 있다.
즉, 피검사체의 배선들과 연결된 테스트 전극과 디텍터의 투명 전극을 직류 전원으로 연결하여, 피검사체와 액정층 사이에 전계를 형성함으로써 액정층의 액정 분자들을 구동시킬 수 있다.
만일 피검사체의 특정 부분에 대해 결함을 검사할 경우, 예컨데 X축 방향으로 배선이 배열된 피검사체에 대하여 결함을 검사할 경우, 배선이 배열된 X축 방향으로 디텍터를 이동시키면서 각 배선에 대응하는 액정 분자들을 개별적으로 구동시킬 수 있다.
상기 빛을 조사하는 단계(S2)는 전계 형성에 의해 구동된 액정 분자들에 빛을 조사하여 액정 분자들의 배향 방향을 따라 빛을 진행시키고, 디텍터 외부로 투과시키는 단계이다.
이는 피검사체의 배선들의 상태에 따라 각각의 배선에 대응하는 전계의 형성 및 액정 분자들의 구동 차이를 빛을 조사하여 광학적으로 나타내기 위함이다.
상기 영상 획득 및 전기적 신호로 변환하는 단계(S3)는 구동된 액정 분자들의 배향에 따라 투과된 빛을 카메라에서 획득하여 전기적 신호로 변환하는 단계이다.
상기 비교 판독 단계(S4)는 변환된 전기적 신호들을 미리 설정된 정상치와 비교하거나, 또는 변환된 전기적 신호들 각각을 서로 비교하여, 예컨데 전기적 신호가 A=1, B=0, C=1, D=1로 나타난 경우, A,B,C,D를 서로 비교하여 동일한 값을 나타내는 A,C,D는 정상으로 판독하고, 동일하지 않은 B는 불량으로 판독하여 불량의 배선을 찾는 단계이다.
상기 비교 판단 단계는 카메라에서 전환된 전기적 신호를 화상 처리화하는 단계 및 화상 처리화된 데이터들을 비교 및 판단하여 불량의 배선을 찾는 단계를 포함할 수 있다.
상기 화상 처리된 데이터들의 비교도 정상치와의 비교 또는 화상 처리된 데이터들을 서로 비교하는 방법에 의할 수 있다.
상기와 같은 단계를 거쳐 피검사체의 배선 결함을 검사하게 되면, 배선 결함의 종류를 알 수 있다.
즉, 배선이 단선되거나, 배선의 일부가 떨어져 나가는 등의 형태 변형이 발생된 경우, 단선이나 형태 변형된 부분에서 전계 형성이 안되거나 미약하여 액정층에 조사된 빛의 투과도가 정상치보다 작게 나올 수 있다.
배선이 쇼트된 경우, 쇼트된 부분에서 정상적인 배선에서보다 더 큰 세기의 전계가 형성되어 액정층에 조사된 빛의 투과도가 정상치보다 더 크게 나올 수 있다.
상기의 투과도 값은 일례로 제시한 것일 뿐, 그 반대의 경우도 가능하다.
상기와 같은 방법에 의하여 불량의 배선을 찾아낸 경우, 그 배선에서 불량의 위치를 찾기 위하여 불량 배선을 소정의 간격으로 세분화할 수 있다.
상기의 세분화된 영역을 영역별로 상기에 서술한 단계에 의해 각각 재실행하면, 세분화된 영역 중 불량 영역에서 전계가 비정상적으로 형성되므로, 배선에서의 불량 위치를 정확히 찾을 수 있다.
재실행 시, 디텍터는 처음 불량 배선을 발견하기 위한 방향에 수직한 방향, 즉 Y축 방향으로 이동하면서 검사할 수 있다.
상기와 같이 Y축 방향으로 이동하는 이유는 세분화된 영역 각각을 개별적으로 검사하기 위한 것이다.
이와 같은 배선 결함 검사 방법에 의하면, 피검사체에 대해 디텍터가 X축과 Y축 양 방향으로 이동하며 전계를 형성할 수 있으므로, 배선의 경우, 불량 배선뿐만 아니라 그 배선에서 불량의 위치까지도 정확히 발견할 수 있다.
불량 영역에 대한 좌표값은 배선에서의 각 영역 상을 이동하는 디텍터의 좌표값으로부터 알 수 있다.
또한, 단선이나 쇼트와 같은 불량뿐만 아니라 비정상적인 형태에 의한 불량도 아울러 발견할 수 있다.
또한, 피검사체와 상기 장치 사이에 전계를 형성한 후, 광학적 방법 및 전기 적 방법에 의하므로, 종래 프로브에 의한 피검사체의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 액정표시장치의 배선 결함 검사를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 결함 검사 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결함 검사 장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 결함 검사 장치를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 결함 검사 방법을 순차적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100... 결함 검사 장치 110... 디텍터
111... 하부 기판 112... 액정층
113... 투명 전극 114... 상부 기판
115... 편광판 116... 반사판
120... 직류 전원 130... 카메라
140... 광원 150... 광 분리기
160... 렌즈 170... 영상 처리부
200... 피검사체 210... 배선

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (1) 액정층을 구비한 디텍터와 피검사체 사이에 전계를 형성하여 상기 액정층의 액정 분자들을 구동시키는 단계;
    (2) 상기 구동된 액정 분자들에 빛을 조사하는 단계;
    (3) 상기 액정 분자들을 통과한 빛을 전기적 신호로 변환하는 단계; 및
    (4) 상기 전기적 신호를 비교하여 불량을 판독하는 단계를 포함하고,
    상기 불량으로 판독된 부분을 세분화하여, 순차적으로 상기 세분화된 부분 각각에 대해 상기 (1) 내지 (4) 단계를 재실행하는 것을 특징으로 하는 배선 결함 검사 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 재실행 시, 상기 피검사체에 대한 상기 디텍터의 검사 방향은 상기 불량 판독 시의 검사 방향에 수직인 방향인 것을 특징으로 하는 배선 결함 검사 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (4) 단계는:
    상기 전기적 신호를 화상 처리화하는 단계; 및
    상기 화상 처리화된 데이터들을 비교하여 불량을 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 결함 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비교는 상기 화상 처리화된 데이터들 각각을 서로 비교하여 차이가 나는 데이터들을 찾는 것을 특징으로 하는 배선 결함 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 비교는 미리 설정된 설정치와 비교하는 것을 특징으로 하는 배선 결함 검사 방법.
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