TW201638602A - 線路檢測裝置及方法及其所應用之線路 - Google Patents

Abstract

一種線路檢測裝置包含一交流電源、一阻抗量測裝置以及一缺損判斷單元。交流電源係用以提供交流電至一線路。阻抗量測裝置係用以量測線路之阻抗。缺損判斷單元係用以在線路之阻抗的虛部阻抗為負值時，判定線路具有至少一缺損。

Description

線路檢測裝置及方法及其所應用之線路

本發明係關於一種線路檢測技術，且特別係關於一種檢測線路缺損之技術方案。

隨著科技日新月異的進步，觸控面板已廣泛成為各式電子裝置的輸入介面。舉凡智慧型手機、平板電腦等電子裝置均裝設有觸控面板，以供使用者操作。觸控面板包含位於中央的導電圖案以及位於周邊的線路。線路係電性連接導電圖案，以將導電圖案所感測到的觸控訊號傳遞給訊號處理IC，而利於得到使用者的觸碰位置。

為了確保觸控面板能夠正常工作，製造者在製造完成觸控面板後，會檢測觸控面板的導電圖案及線路是否缺損。一般來說，在檢測觸控面板的線路時，部份製造者係採用非接觸式自動光學檢測機(Automated Optical Inspection；AOI)來觀察線路是否缺損。部份製造者係對線路施加直流電，並採用接觸式探針來偵測線路的電阻，再藉由偵測到的電阻來判斷線路是否缺損。

近年來，觸控面板的邊框設計得越來越窄，使得線路寬度越來越小。然而，當線路窄到一定程度時，上述非接 觸式自動光學檢測機容易將線路的粗糙表面誤判為缺損。此外，當線路窄到一定程度時，無缺損線路與有缺損線路在施加直流電的情況下，量測到的電阻並無明顯差異，故也難以判斷線路是否缺損。因此，當線路窄到一定程度時，並不容易判斷線路是否缺損。

有鑑於此，本發明之一目的係在於幫助判斷窄線路是否具有缺損。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種線路檢測裝置包含一交流電源、一阻抗量測裝置以及一缺損判斷單元。交流電源係用以提供交流電至一線路。阻抗量測裝置係用以量測線路之阻抗。缺損判斷單元係用以在線路之阻抗的虛部阻抗為負值時，判定線路具有至少一缺損。

依據本發明之另一實施方式，一種線路檢測方法包含以下步驟。提供交流電至一線路。量測線路之阻抗。在線路之阻抗的虛部阻抗為負值時，判定線路具有至少一缺損。

於上述實施方式中，由於施加交流電的線路會基於電流的變化而產生虛部阻抗，且經實驗發現，具有缺損的線路之虛部阻抗與無缺損的線路之虛部阻抗的正負值相反。因此，上述實施方式可藉由虛部阻抗的正負值，來判斷線路是否具有缺損。

依據本發明之另一實施方式，一種線路包含一走線部以及一連接墊。連接墊係位於走線部之一端。連接墊之寬 度係大於走線部之寬度。當連接墊被施加交流電時，具有正值的虛部阻抗。

於上述實施方式中，由於連接墊與走線部的寬度不同，故可能產生電容效應而造成負值的虛部阻抗，從而被誤判誤判為缺損。因此，上述實施方式可藉由將連接墊的虛部阻抗控制為正值，來防止連接墊被誤判為缺損。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

110‧‧‧交流電源

120、120a‧‧‧阻抗量測裝置

121‧‧‧探針

130‧‧‧缺損判斷單元

140‧‧‧缺損分析單元

150‧‧‧輔助電源

200、200a、200b、200c、200d‧‧‧線路

210‧‧‧走線部

211‧‧‧側面

212‧‧‧缺損

2121‧‧‧底面

2122、2123‧‧‧內側面

220、220a、220b、220c、220d‧‧‧連接墊

221、221a、221b、221c、221d‧‧‧鄰接面

300‧‧‧基板

C‧‧‧電容

L‧‧‧電感

R‧‧‧電阻

W1、W2‧‧‧寬度

θ‧‧‧夾角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖；第2圖繪示無缺損之線路的局部俯視圖；第3圖繪示第2圖所示無缺損之線路的等效電路圖；第4圖繪示具有缺損之線路的局部俯視圖；第5圖繪示第4圖所示具有缺損之線路的等效電路圖；第6圖繪示依據本發明一實施方式之無缺損線路所量到的虛部阻抗與交流電頻率之實驗數據圖；第7圖繪示依據本發明一實施方式之有缺損線路所量到的虛部阻抗與交流電頻率之實驗數據圖；第8圖繪示依據本發明一實施方式之線路的局部俯視圖； 第9圖繪示依據本發明另一實施方式之線路的局部俯視圖；第10圖繪示依據本發明另一實施方式之線路的局部俯視圖；第11圖繪示依據本發明另一實施方式之線路的局部俯視圖；第12圖繪示依據本發明另一實施方式之線路的局部俯視圖；第13圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖；第14圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖；以及第15圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之線路檢測裝 置的操作示意圖。如第1圖所示，線路檢測裝置包含交流電源110、阻抗量測裝置120以及缺損判斷單元130。線路200包含走線部210以及連接墊220。連接墊220係位於走線部210之一端。交流電源110係電性接觸連接墊220，以提供交流電至線路200。於部份實施方式中，阻抗量測裝置120具有兩探針121，這兩探針121係電性接觸不同連接墊220，以量測線路200之阻抗。每一探針121均兼具提供電壓與量測電流的功能。舉例來說，其中一探針121係用以提供正電壓與量測對應電流，另一探針121係用以提供負電壓與量測對應電流，以共同量測線路200之阻抗。缺損判斷單元130係電性連接於阻抗量測裝置120，以得到線路200之阻抗，且缺損判斷單元130係根據線路200阻抗的虛部阻抗，來判斷線路200是否具有缺損，具體原理如下。

本文所述之具有缺損的線路200與無缺損的線路可分別參閱第2圖及第4圖所示，其中第2圖繪示無缺損之線路200的局部俯視圖，第4圖繪示具有缺損212之線路200的局部俯視圖。如第2及4圖所示，走線部210具有側面211。在第2圖所示的線路200中，走線部210之側面211係平順的，而無形成缺損。相對地，在第4圖所示的線路200中，側面211係局部凹陷的，而形成一缺損212。

第3圖繪示第2圖所示無缺損之線路200的等效電路圖。如第3圖所示，當無缺損的線路200被施加交流電時，由於線路200的電流改變，故線路200會產生電感效應，使得線路200的等效電路包含電阻R以及電感L。因此，被施加交流 電之線路200的阻抗包含實部阻抗及虛部阻抗，其中實部阻抗為線路200材料本身所產生的電阻R，虛部阻抗包含電感L所產生的感抗。經實驗發現，當無缺損的線路200被施加交流電時，虛部阻抗(亦即，感抗)為正值，如第6圖所示之虛部阻抗與交流電頻率之實驗數據圖所示，於此圖中，在每一個交流電頻率下，虛部阻抗均為正值。

第5圖繪示第4圖所示具有缺損212之線路200的等效電路圖。如第5圖所示，當具有缺損212之線路200被施加交流電時，線路200不僅會產生電感效應，還會產生電容效應。進一步來說，如第4圖所示，於部份實施方式中，缺損212為凹陷於側面211的缺口，其包含底面2121以及兩內側面2122以及2123。底面2121連接內側面2122與2123。內側面2122與2123係彼此分隔且互相面對的。由於內側面2122與2123係相分隔的，故內側面2122旁與內側面2123旁會累積電荷，因此，根據平行板電容之原理，位於內側面2122旁的電荷與位於內側面2123旁的電荷會產生電容。故具有缺損212的線路200在被施加交流電時，其等效電路不僅包含電阻R以及電感L，還包含電容C。因此，被施加交流電之線路200的虛部阻抗不僅包含電感L所產生的感抗，還包含電容C所產生的容抗。經實驗發現，當具有缺損212的線路200被施加交流電時，虛部阻抗(亦即，感抗及容抗之和)為負值，如第7圖所示之虛部阻抗與交流電頻率之實驗數據圖所示，於此圖中，在每一個交流電頻率下，虛部阻抗均為負值。

由此可知，當被施加交流電的線路200不具有缺 損212時，線路200會產生電感效應但不會產生電容效應，電感效應會產生正值的感抗，使得線路200的虛部阻抗為正值；相對地，當被施加交流電的線路200具有缺損212時，線路200不僅會產生電感效應，且缺損212周遭會產生電容效應，而電容效應所產生的容抗會使得線路200的虛部阻抗為負值。

如此一來，缺損判斷單元130只要得知阻抗量測裝置120量測到的虛部阻抗的正負值，即可判斷線路200是否具有缺損212。進一步來說，當阻抗量測裝置120量測到的線路200之虛部阻抗為負值時，缺損判斷單元130即可判定線路200具有缺損212。相對地，當阻抗量測裝置120量測到的線路200之虛部阻抗為正值時，缺損判斷單元130即可判定線路200不具有缺損212。於部份實施方式中，缺損判斷單元130可由寫在積體電路或電腦的軟體或韌體來實現。

於部份實施方式中，如第2圖所示，走線部210具有寬度W1。寬度W1係小於30微米(μm)，以利應用於窄邊框的觸控面板。於部份實施方式中，當寬度W1係小於30微米時，交流電源110所提供之交流電之電壓不小於0.5伏特。當交流電之電壓至少為0.5伏特時，阻抗量測裝置120即可量測到此相對窄之線路200的虛部阻抗。於部份實施方式中，當寬度W1係小於30微米時，交流電源110所提供之交流電之電壓不大於2伏特。當交流電之電壓不小於0.5伏特，且不大於2伏特時，阻抗量測裝置120即可量測到此相對窄之線路200的虛部阻抗，而無須提供高電壓的交流電至線路200，如此可在省電的情況下，實現檢測缺損212的效果。

於部份實施方式中，交流電源110所提供之交流電之頻率不小於100赫茲。換句話說，施加於線路200的交流電之頻率至少為100赫茲，以利更準確地根據虛部阻抗的正負值來判斷是否具有缺損212。

於部份實施方式中，如第1圖所示，線路200係設置於基板300上。基板300可為玻璃基板或塑膠基板，但本發明並不以此為限。於部份實施方式中，線路200之材質可為透光導電材料，如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、奈米銀線(AgNW)、導電高分子材料(PEDOT)或奈米碳管(CNT)，但本發明並不以此為限。於部份實施方式中，線路200之材質可為不透光導電材料，如銅(Cu)、鉻(Cr)、銀(Ag)、鋁(Al)或複合金屬，但本發明並不以此為限。

第8圖繪示依據本發明一實施方式之線路200的局部俯視圖。如第8圖所示，連接墊220具有寬度W2。連接墊220之寬度W2係大於走線部210之寬度W1，以利連接其他電子元件(例如：在連接墊220上設置可撓性電路板，但本發明並不以此為限)。於本實施方式中，連接墊220具有鄰接面221。鄰接面221係鄰接於側面211。鄰接面221與側面211定義夾角θ。換句話說，夾角θ係相夾於鄰接面221與側面211之間的角。當夾角θ為直角時，鄰接面221係垂直地鄰接於側面211，故可能造成電荷傳遞的阻塞，使得電荷累積於鄰接面221旁，而產生電容效應。由於電容效應的產生會導致虛部阻抗包含容抗，而可能導致虛部阻抗為負值，故即使線路200無缺損212(可參閱第4圖)，阻抗量測裝置120(可參閱第1圖)也可能會 量測到負值的虛部阻抗，而導致缺損判斷單元130(可參閱第1圖)將線路200誤判為有缺損212。

因此，本發明提出以下技術方案來防止誤判。於此可參閱第9圖，本圖繪示依據本發明另一實施方式之線路200a的局部俯視圖。如第9圖所示，線路200a與前述線路200之間的主要差異係在於：連接墊220a的形狀與前述連接墊220的形狀不同，使得連接墊220a被施加交流電時，具有正值的虛部阻抗。如此一來，當線路200a無缺損時，可確保阻抗量測裝置120(可參閱第1圖)不會量測到負值的虛部阻抗，而防止缺損判斷單元130(可參閱第1圖)將線路200a誤判成有缺損。

具體來說，如第9圖所示，於部份實施方式中，連接墊220a的鄰接面221a與走線部210的側面211定義夾角θ，夾角θ為鈍角，藉此可防止電荷在連接墊220a與走線部210之間傳遞時發生阻塞的狀況，從而防止電容效應的產生，使得連接墊220a被施加交流電時，虛部阻抗不包含容抗，而為正值。

於部份實施方式中，如第9圖所示，鄰接面221a為平直的，另由於夾角θ為鈍角，故鄰接面221a係由側面211所延伸並向外傾斜的。換句話說，連接墊220a的寬度W2係沿著遠離走線部210的方向漸增的。再換句話說，連接墊220a的上表面為梯形狀，且此梯形狀上表面的底邊係遠離走線部210的。

第10圖繪示依據本發明另一實施方式之線路200b的局部俯視圖。如第10圖所示，線路200b與前述線路 200a之間的主要差異係在於：連接墊220b的形狀與前述連接墊220a的形狀不同。具體來說，鄰接面221b係彎曲的，而非平直的。更具體地說，鄰接面221b係以向外凸出的形式彎曲的，以更進一步地防止電荷在連接墊220b與走線部210之間傳遞時發生阻塞的狀況。

第11圖繪示依據本發明另一實施方式之線路200c的局部俯視圖。如第11圖所示，線路200c與前述線路200b之間的主要差異係在於：連接墊220c的形狀與前述連接墊220b的形狀不同。具體來說，鄰接面221c係以向內凹陷的形式彎曲的，而非向外凸出的。

第12圖繪示依據本發明另一實施方式之線路200d的局部俯視圖。如第12圖所示，線路200d與前述線路200a、200b及200c之間的主要差異係在於：連接墊220d的形狀與前述連接墊220a、220b及220c的形狀不同。具體來說，連接墊220d之上表面係呈圓形或橢圓形的。亦即，由俯視觀看連接墊220d時，鄰接面221d係彎曲成圓形或橢圓形的輪廓線。

第13圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖。本實施方式與前述實施方式之間的主要差異在於：本實施方式之線路檢測裝置還包含缺損分析單元140，用以分析缺損212(可參閱第4圖)之尺寸或形狀。進一步來說，當線路200被施加不同頻率的交流電時，不同尺寸或形狀的缺損212會在不同頻率的交流電下，出現虛部阻抗下降的現象。舉例來說，矩形的缺損212可能會在頻率1000赫茲的交 流電下出現虛部阻抗下降的現象，而半圓形的缺損212可能會在5000赫茲的交流電下出現虛部阻抗下降的現象，上述缺損212的形狀與交流電頻率僅為用來幫助讀者理解的範例，而非限制本發明。基於上述原理，交流電源110可提供頻率變化的交流電，而缺損分析單元140可根據當虛部阻抗下降時所對應的交流電頻率，分析缺損212的尺寸或形狀。

具體來說，交流電源110可施加不同頻率的交流電至線路200。阻抗量測裝置120可在線路200被施加每一頻率的交流電時，均量測線路200的阻抗，而得到線路200被施加每一頻率的交流電時的虛部阻抗。缺損分析單元140可比較每一交流電頻率時的虛部阻抗，而得到虛部阻抗係在哪一交流電頻率時下降的，接著，缺損分析單元140可根據虛部阻抗下降時所對應的交流電頻率，分析缺損212之尺寸或形狀。

如此一來，本實施方式之線路檢測裝置不僅可檢測線路200是否有缺損212，還可分析缺損212之尺寸或形狀。於部份實施方式中，缺損分析單元140可由寫在積體電路或電腦的軟體或韌體來實現。於部份實施方式中，缺損分析單元140與缺損判斷單元130可寫在同一積體電路或電腦上，但本發明並不以此為限。

第14圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖。本實施方式與前述實施方式之間的主要差異在於：本實施方式之線路檢測裝置還包含輔助電源150。輔助電源150係用以提供直流電至線路200，以增加電荷流量，從而改變缺損212(可參閱第4圖)的電容效應。如此一來， 即使缺損212的尺寸較小，其電容效應所產生的容抗亦足以使阻抗量測裝置120量測的虛部阻抗為負值或趨勢變化，從而幫助缺損判斷單元130判定線路200具有缺損212。

第15圖繪示依據本發明另一實施方式之線路檢測裝置的操作示意圖。本實施方式與前述實施方式之間的主要差異在於：本實施方式之阻抗量測裝置120a包含四探針121，而非如同前述阻抗量測裝置120僅包含兩探針121。在本實施方式中，這四個探針121係分別用以提供正電壓、量測正電壓所對應的電流、提供負電壓、與量測負電壓所對應的電流。應瞭解到，基於本實施方式與前述實施方式的揭露內容可知，只要阻抗量測裝置能夠量測到線路的阻抗，探針的數量並不以上述實施方式為限。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧交流電源

120‧‧‧阻抗量測裝置

121‧‧‧探針

130‧‧‧缺損判斷單元

200‧‧‧線路

210‧‧‧走線部

220‧‧‧連接墊

300‧‧‧基板

Claims (13)

1. 一種線路檢測裝置，包含：一交流電源，用以提供交流電至一線路；一阻抗量測裝置，用以量測該線路之阻抗；以及一缺損判斷單元，用以在該線路之該阻抗的虛部阻抗為負值時，判定該線路具有至少一缺損。
2. 如請求項1所述之線路檢測裝置，其中該交流電之電壓不小於0.5伏特。
3. 如請求項1所述之線路檢測裝置，其中該交流電之電壓不大於2伏特。
4. 如請求項1所述之線路檢測裝置，其中該交流電之頻率不小於100赫茲。
5. 如請求項1所述之線路檢測裝置，更包含一缺損分析單元，其中該交流電之頻率係變化的，且該缺損分析單元係用以根據當該虛部阻抗下降時所對應的該交流電之頻率，分析該缺損之尺寸或形狀。
6. 如請求項1所述之線路檢測裝置，更包含一輔助電源，用以提供直流電至該線路。
7. 一種線路檢測方法，包含： 提供交流電至一線路；量測該線路之阻抗；以及在該線路之該阻抗的虛部阻抗為負值時，判定該線路具有至少一缺損。
8. 如請求項7所述之線路檢測方法，更包含：量測該線路被施加不同頻率的交流電時，該線路的該阻抗；以及根據該阻抗的該虛部阻抗下降時所對應的該交流電之頻率，分析該缺損之尺寸或形狀。
9. 如請求項7所述之線路檢測方法，更包含提供直流電至該線路。
10. 一種線路，包含：一走線部；以及一連接墊，位於該走線部之一端，該連接墊之寬度係大於該走線部之寬度，當該連接墊被施加交流電時，具有正值的虛部阻抗。
11. 如請求項10所述之線路，其中該走線部包含至少一側面，該連接墊具有至少一鄰接面，該鄰接面係鄰接於該側面，且該鄰接面與該側面定義一夾角，該夾角為鈍角。
12. 如請求項11所述之線路，其中該鄰接面係平直的或彎曲的。
13. 如請求項10所述之線路，其中該走線部的寬度不大於30微米。