KR102674074B1 - 터치센서 검사장치 - Google Patents

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Abstract

터치센서 검사장치는 검사기 본체, 검사기 본체에 결합하는 컨트롤 보드, 컨트롤 보드에 결합하는 구동 IC 칩, 컨트롤 보드에 결합하는 커넥터를 구비한다.

Description

터치센서 검사장치{Verifier for Touch Sensor}
본 발명은 검사장치에 관한 것으로, 상세하게는 터치센서의 성능을 검사하는 터치센서 검사장치에 관한 것이다.
터치센서는 영상표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 명령을 입력하는 장치로서, 영상표시 장치에 부착되어 사용된다.
터치센서 구현 방식은 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 있다. 이들 중 정전용량 방식의 터치센서는 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지하여 접촉위치를 판독한다.
이러한 터치센서는 대량생산 시스템에 의해 대량 생산되는데, 이러한 대량 생산에서는 생산된 터치센서의 불량여부를 판별하는 성능검사가 필수적이다. 터치센서 검사장치는, 터치센서의 본딩 패드부에 측정 전압을 인가하여 정전용량값을 측정하는 과정을 거치고, 해당 측정값과 기준범위의 데이터를 비교하여 차이가 발생할 경우 불량으로 판정할 수 있다.
특허공개 제2019-0005410호(터치센서 검사장치 및 방법)을 보면, 터치센서가 배치되는 스테이지, 스테이지보다 낮은 위치에 구비되며 커넥터의 제2 접촉부에 접착된 하부 검사 블록, 커넥터의 제2 접촉부에 접착된 하부 검사 블록을 누르는 상부 누름 블록, 상부 누름 블록에 의해 눌러진 하부 검사 블록이 스테이지를 향하여 이동하는 경로를 제공하는 레일 가이드부 등을 포함하고 있다.
도 1,2는 종래의 터치센서 검사장치를 도시하는 결합 및 분해 사시도이다. 도 1,2에 도시한 바와 같이, 종래의 터치센서 검사장치는 구동 IC 칩(130)을 커넥터(140)에 결합하여 사용하고 있다. 도 2에 도시한 바와, 커넥터(140)는 칩 접속부(147)를 구비하고 있다.
터치센서 검사장치는 수 회에서 10만 회까지 터치센서를 반복 측정할 수 있는데, 이때 검사장치의 커넥터로 기능하는 커넥터의 동막 부분, 즉 터치센서와 접촉하는 부분은 터치센서와 반복 접촉으로 손상이 발생할 수 있는데, 그 결과 커넥터는 상대적으로 자주 교체될 수 있다. 그런데, 커넥터에는 터치센서 구동을 위한 IC 칩이 실장되어 있는데, 커넥터가 교체되면 커넥터에 본딩된 구동 IC 칩도 커넥터와 함께 교체될 수밖에 없다.
아래의 표 1은 서로 다른 구동 IC 칩이 실장된 2개의 커넥터(No.1, No.2)를 이용하여 터치센서 성능검사를 진행한 결과를 보여주고 있다.
IC 칩 구분 CX2 Min. CX2 Max. CX2 Ave.
No.1 17 48 22
No.2 15 43 20
위의 표 1에서 보듯이, 동일 터치센서임에도 불구하고, 구동 IC 칩이 달라지면, CX2Max.에서 편차가 5까지 벌어지는 등, 성능 검사에서 측정값이 크게 변동(variation)되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 구동 IC 칩마다 특성이 조금씩 다르기 때문에, 구동 IC 칩이 교체되면, 터치센서의 성능검사에 편차가 발생하고, 그 결과 터치센서 검사장치의 검사 신뢰성을 크게 떨어뜨릴 수 있다.
[선행특허문헌] 특허공개 제2019-0005410호
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구동 IC 칩의 빈번한 교체를 방지함으로써, 성능검사의 신뢰성을 유지 내지 높일 수 있는, 터치센서 검사장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치센서 검사장치는, 검사기 본체, 컨트롤 보드, 구동 IC 칩, 커넥터 등을 포함하여 구성할 수 있다.
검사기 본체는 케이스 형태로 구성할 수 있고, 제어부, 디스플레이부 등을 포함할 수 있다.
컨트롤 보드는 검사기 본체에 결합할 수 있다.
구동 IC 칩은 컨트롤 보드에 결합할 수 있다.
커넥터는 컨트롤 보드에 결합할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 컨트롤 보드는 검사기 본체에 분리 가능하게 결합할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 검사기 본체는 컨트롤 보드를 상측이 개방되게 내장 결합하는 보드 안착홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 구동 IC 칩은 컨트롤 보드에 분리 가능하게 결합할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 구동 IC 칩은 다수의 터치센서에 대해 측정한 정전용량 평균값이 다수의 구동 IC 칩에 대해 각각 측정한 정전용량 평균값의 평균에서 5% 이내인 것을 선택할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 커넥터는 컨트롤 보드에 분리 가능하게 결합할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 검사기 본체는 커넥터를 상측이 개방되게 내장 결합하는 커넥터 안착홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 검사기 본체는 터치센서를 지지하는 터치센서 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 터치센서 검사장치에서, 터치센서 지지부는 터치센서를 상측이 개방되게 내장 결합하는 터치센서 안착홈을 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 터치센서 검사장치에 의하면, 구동 IC 칩의 교체가 빈번하지 않은 컨트롤 보드에 구동 IC 칩을 결합 사용함으로써, 커넥터의 교체에도 불구하고 구동 IC 칩을 그대로 사용할 수 있어, 터치센서 검사장치의 성능검사 신뢰성을 유지 내지 높일 수 있다.
도 1은 종래의 터치센서 검사장치를 도시하는 결합 사시도이다.
도 2는 종래의 터치센서 검사장치를 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치센서 검사장치의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치센서 검사장치의 분해 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 터치센서 검사장치의 결합 사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치센서 검사장치는 검사기 본체(110), 컨트롤 보드(120), 구동 IC 칩(130), 커넥터(140), 터치센서 지지부(150) 등을 포함하여 구성할 수 있다.
검사기 본체(110)는 케이스 형태로 구성할 수 있고, 제어부, 디스플레이부 등을 포함할 수 있다. 제어부는 검사장치의 각종 동작을 제어할 수 있고, 디스플레이부는 장치 상태, 검사 결과 등을 디스플레이할 수 있다.
검사기 본체(110)는 컨트롤 보드(120)를 결합하기 위한 보드 안착홈(R1)을 구비할 수 있다.
컨트롤 보드(120)는 검사기 본체(110)의 보드 안착홈(R1)에 삽입되어 결합할 수 있다.
컨트롤 보드(120)는 일측에 커넥터(140)와 접속하기 위한 커넥터 접속부(121)와 구동 IC 칩(130)을 표면 실장하기 위한 칩 접속부(123)를 구비할 수 있다. 커넥터 접속부(121)와 칩 접속부(123)는 다수의 접촉 전극을 포함할 수 있다.
구동 IC 칩(130)은 컨트롤 보드(120)에 결합하여 터치센서의 성능을 검사할 수 있다. 구동 IC 칩(130)은 충전부, 검출부, 검사부 등을 포함할 수 있다.
충전부는 다수의 센서전극을 충전 및 플로팅할 수 있다. 충전부는 트랜지스터 또는 스위치를 턴온하여 충전신호를 인가하고, 이후 턴오프하여 충전된 전하가 센서전극에 고립되게 할 수 있다. 센서전극에 충전된 전하가 고립되어 있는 상태를 플로팅(floating) 상태라 한다.
검출부는 다수의 센서전극 중 선택된 특정 센서전극을 제외한 인접 센서전극에 특정 크기의 전원 전압이나 접지를 인가하여 특정 센서전극의 정전용량값을 검출할 수 있다.
검사부는 검출된 정전용량값과 기준범위를 비교하여 특정 센서전극이 불량인지를 판정할 수 있다.
커넥터(140)는 구동 IC 칩(130)과 터치센서(200)를 연결하는 것으로, FPCB 형태로 구성할 수 있다. 커넥터(140)는 보드접속 패드부(141), 배선부(143), 검사 패드부(145) 등으로 구성할 수 있다.
보드접속 패드부(141)는 커넥터(140)의 일측 단부에 다수의 접촉 전극으로 구성할 수 있고, 컨트롤 보드(120)의 커넥터 접속부(121)에 접속할 수 있다.
배선부(143)는 보드접속 패드부(141)와 검사 패드부(145) 사이에 전원, 신호 등을 전달하는 것으로, 다수의 배선을 포함할 수 있다.
검사 패드부(145)는 터치센서(200)의 본딩 패드부(210)에 접속하는 것으로, 다수의 접촉 전극을 포함할 수 있다.
터치센서 지지부(150)는 상부에 터치센서(200)를 지지하는 것으로, 터치센서(200)의 본딩 패드부(210)를 커넥터(140) 방향으로 향하게 안착시킬 수 있다. 터치센서 지지부(150)는 검사기 본체(110)와 일체로 구성할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치센서 검사장치의 분해 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 검사기 본체(110)는 보드 안착홈(R1), 커넥터 안착홈(R2) 등을 형성할 수 있다. 보드 안착홈(R1), 커넥터 안착홈(R2)은 상방으로 개방되게 구성할 수 있고, 내측 가장자리를 따라 단턱부를 구비할 수 있다. 단턱부는 컨트롤 보드(120), 커넥터(140)를 안정되게 지지 고정할 수 있다.
컨트롤 보드(120)는 보드 안착홈(R1)에 분리 가능하게 결합되어 고정될 수 있다. 보드 안착홈(R1)에는 핀홀과 같은 접촉 전극을 다수 구비할 수 있고, 이에 대응하여 컨트롤 보드(120)는 돌출 핀과 같은 접촉 전극을 다수 구비할 수 있다.
커넥터(140)는 커넥터 안착홈(R2)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 터치센서 지지부(150)는 터치센서 안착홈(R3)을 형성할 수 있다.
터치센서(200)는 터치센서 안착홈(R3)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 터치센서 안착홈(R3)은 단턱부를 구비할 수 있다. 단턱부는 터치센서(200)를 안정되게 지지 고정할 수 있다.
구동 IC 칩(130)은 컨트롤 보드(120)에 본딩 결합되는 것이 보통이나, 도 4에 도시한 바와 같이, 핀 결합 등으로 분리 가능하게 결합할 수도 있다.
이와 같이, 구동 IC 칩(130)을 컨트롤 보드(120)에 결합할 경우, 상대적으로 빈번히 교체되는 커넥터(140)에 구동 IC 칩(130)을 결합하는 경우에 비해, 구동 IC 칩(130)의 교체 주기가 길어, 선택된 구동 IC 칩을 장시간 사용할 수 있고, 그 결과 검사장치의 검사 신뢰성을 유지하거나 높일 수 있다.
아래의 표 2는 구동 IC 칩(130)이 실장된 컨트롤 보드(120)를 이용하여 터치센서 성능검사를 진행한 결과를 보여주고 있다.
IC 칩 구분 CX2 Min. CX2 Max. CX2 Ave.
No.1 18 47 22.5
No.2 18 47 22.3
위의 표 2에서 보듯이, 구동 IC 칩을 변경하지 않음으로써, 성능검사 결과가 거의 동일하게 나타남을 확인할 수 있다.
성능검사에 사용할 구동 IC 칩(130)을 선별하는 것도 중요한데, 선별 방법은 아래와 같다.
먼저, Open-Short 테스트를 통해 이상이 없는 터치센서 10개를 준비한다.
둘째, 구동 IC 칩을 10개의 터치센서에 대해 정전용량값을 측정하여 각각 평균을 산출한다.
셋째, 산출한 평균 정전용량값을 구동 IC 칩 전체에 대해 다시 평균을 산출한다.
넷째, 개별 구동 IC 칩의 평균 정전용량값이 구동 IC 칩의 전체 평균 정전용량값의 5% 이내에 속하는 구동 IC 칩을 선정한다.
아래의 표 3은, 위에 4개 단계를 거쳐 구동 IC 칩을 선별한 결과를 보여주고 있다.
위의 표 3에서 보듯이, 20개의 구동 IC 칩들 중에서 4개의 구동 IC 칩(번호 IC7, IC10, IC18, IC20)은 각각 평균 정전용량값이 50,50,43,43으로 나타나, 구동 IC 칩의 전체 평균 정전용량값인 46.3을 기준으로 5% 범위를 벗어나므로, 터치센서의 성능검사에 사용하기에는 부적당한 것으로 판단하고, 사용에서 배제할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 이러한 실시예는 다른 형태로 변형되거나 수정될 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
110 : 검사기 본체 120 : 컨트롤 보드
121 : 커넥터 접속부 123 : 칩 접속부
130 : 구동 IC 칩 140 : 커넥터
141 : 보드접속 패드부 143 : 배선부
145 : 검사 패드부 147 : 칩 접속부
150 : 터치센서 지지부 200 : 터치센서
210 : 본딩 패드부 R1 : 보드 안착홈
R2 : 커넥터 안착홈 R3 : 터치센서 안착홈

Claims (9)

  1. 검사기 본체;
    상기 검사기 본체에 결합하는 컨트롤 보드;
    상기 컨트롤 보드에 결합하는 구동 IC 칩;
    상기 컨트롤 보드에 결합하는 커넥터를 포함하고,
    상기 구동 IC 칩은 a) 개방/단락(Open-Short) 테스트를 통해 이상이 없는 다수의 터치센서를 준비하고, b) 선별 대상인 다수의 구동 IC 칩으로 상기 다수의 터치센서에 대해 정전용량값을 측정하여 구동 IC 칩마다 평균을 산출하고, c) 상기 구동 IC 칩의 개별 정전용량 평균값을 상기 다수의 구동 IC 칩에 대해 평균을 산출하여 전체 정전용량 평균값을 도출한 후, d) 상기 개별 정전용량 평균값이 상기 전체 정전용량 평균값의 5% 이내에 속하는 구동 IC 칩을 선택하여 터치센서 성능검사에 사용하는, 터치센서 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 보드는
    상기 검사기 본체에 분리 가능하게 결합하는, 터치센서 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검사기 본체는
    상기 컨트롤 보드를 상측이 개방되게 내장 결합하는 보드 안착홈을 포함하는, 터치센서 검사장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동 IC 칩은
    상기 컨트롤 보드에 분리 가능하게 결합하는, 터치센서 검사장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커넥터는
    상기 컨트롤 보드에 분리 가능하게 결합하는, 터치센서 검사장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검사기 본체는
    상기 커넥터를 상측이 개방되게 내장 결합하는 커넥터 안착홈을 포함하는, 터치센서 검사장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 검사기 본체는
    터치센서를 지지하는 터치센서 지지부를 포함하는, 터치센서 검사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 터치센서 지지부는
    상기 터치센서를 상측이 개방되게 내장 결합하는 터치센서 안착홈을 포함하는, 터치센서 검사장치.
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