CN1743860A - 用于对高密度微图案的导线之间的短路位置进行检测的磁传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器，该传感器可以无触点的方式来对形成于诸如平板显示器中所使用的各种板之上的高密度集成导线之间的短路进行检测，其中电场被一导体而阻断。根据本发明，本发明的优点在于其可极大的改善检测性能并可提高这样的能力，即与平板显示器的情况一样，当在磁传感器上感应出由于电场的感应所引起的电动势时，可在检测磁场时对短路缺陷进行检测，以便可与诸如外部形状测试器这样的其他缺陷测试器相协同而在制造过程的初期阶段快速的检测出金属图形中的缺陷并对其进行校正，由此可显著的降低返工成本。

Description

用于对高密度微图案的 导线之间的短路位置进行检测的磁传感器
技术领域
本发明通常涉及一种用于对具有高密度微图案的导线的短路位置进行检测的磁传感器，具体地，涉及一种传感器的制造，其利用无触点方式的磁传感器来对形成于包括有平板显示器或者印刷电路板的各种板之上的高密度集成导线之间的短路进行检测。
背景技术
通常，利用磁传感器的非破坏性试验是这样的一方法，该方法已发展为可检查由于外部冲击或者退化而使微缺陷存在于金属之中还是存在于金属的表面上，并且该方法可有效的用于机械设备或结构的定期安全检测。在这种磁场非破坏性检测中，当交流电(AC)磁场形成于金属物体周围时，可测量出由于在金属边缘上所诱发的涡流所引起的磁场局部变化。作为用于感测磁场变化的传感器，通常使用磁电阻器、线圈、磁通量闸门等等。尤其是，如果使用是超导设备的超导量子干涉设备(SQUID)，那么可检测到在远离表面的一位置上所出现的非常细微的金属缺陷(参考Annu.Rev.Mater.Sci.1999.29：117-48，Physica C 335 2000 179-183)。
利用涡流的传统磁场非破坏性检测方法可根据二维扫描所获得的形状来确定是否存在缺陷。在该方法中，应用具有等幅的AC磁场。此时，由于所感应的涡流而部分的屏蔽了金属的表面或者边缘，因此降低了磁场的幅度。因此，可对该变化进行检测并且可获得其基于金属实际形状的涡流的形状。可获得当缺陷存在于物体之中时所出现的局部涡流的形状。
为了实现该技术，在现有技术中，已使用这样的方法，该方法使用用于对磁场进行检测的传感器、用于产生均匀AC磁场或者局部磁场的线圈、信号产生器、用于根据传感器所输出的信号来对有效值或峰-峰值进行测量的锁定放大器、或者其使用其他方案的峰值检测器，并且对放大器或峰值检测器的输出进行分析。
同时，可实现这样的方法，即将电流施加到所处理的样本上、对由于电流的流动所形成的磁场进行测量、并且对物体中的缺陷进行检测。然而，因为本底信号与目标信号的比率不高，因此通常不使用该方法，并且可造成电流流过样本以使样本在某程度上受到电流的影响。
在平板显示器中，使用这样的方法，即该方法只有当出现了导线之间的短路时才使测试电流流动，同时当未出现缺陷时保持导线之间开路，并且对由测试电流所形成的磁场进行检测。该方法可对由于信号与本底信号的高比率所造成的短路缺陷的位置进行检测(参考Photon Dynamics公司所申请的U.S.Pat.No.5,073,754：PDI)。
近期平板显示器已飞速发展。平板显示是由以矩阵形状所形成的网格组成的并且需要网格图案处理。在网格图案处理期间所出现的缺陷极大的影响了产率(例如，参考属于下述IPC代码的富士通专利：用于等离子显示板结构[PDP]的H01J-011/00 H01J-011/02，并且参考用于液晶显示器[LCD]结构的板内切换[IPS]模式)。
因此，制造过程中的缺陷检查在降低这些领域中的制造费用中起重要作用。制造过程中的缺陷检查包括各种缺陷检查。当将高密度微导线集成在一起时，与平板显示器的情况一样，用于检测磁场的方法通常用于对导线之间的短路进行检测。然而，该方法的问题在于因为电场强度比磁场强度要大很多，因此很难容易的对磁场进行检测。
发明内容
因此，紧记在现有技术中所出现的上述问题而提出了本发明，并且本发明的一个目的就是提供了这样一种传感器，该传感器具有极好的能力以可对由其具有特定结构的样本中的导线之间的短路所产生的磁场信号进行检测。
为了实现上述目的，本发明提供了这样一种传感器，该传感器可以无触点的方式来对形成于诸如平板显示中所使用的各种板之上的高密度集成导线之间的短路进行检测，该传感器通过导体而被屏蔽以使之免受电场。
优选地，可使该传感器实现为除任何一个表面之外的其表面被一导体而屏蔽。
优选地，该传感器形成于导体的顶部。
优选地，利用该导体作为磁芯而将该传感器构造成至少单线圈的形状。
优选地，该导体接地。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的磁传感器的剖面图；
图2是根据本发明另一实施例的磁传感器的透视图；
图3是根据本发明又一实施例的磁传感器的透视图；
图4是示出根据本发明的实施例的屏蔽前后的磁传感器的信号输出的图；并且
图5是示出根据本发明的实施例的当在特定位置而使屏蔽前后的磁传感器的信号输出标准化时的信号变化差值的图。
对优选实施例的说明
在下文中，参考附图对本发明的实施例进行详细的描述。现在参考附图，其中在整个不同的附图中使用相同的参考数字来表示相同或相似的部件。在本发明的下述说明中，如果确定对相关已知功能和结构的详细说明会使本发明难以理解，那么省去该详细说明。
图1至3给出了根据本发明实施例的磁传感器的剖面图。
在该实施例中，将磁传感器101构造成正六面体、长方体、或者线圈的形状。
该实施例示意性的示出了用于在导体102上形成磁传感器101的方法。
图1示出了除顶面之外的规则六面体磁传感器101的外表面被导体102屏蔽。导体102外部接地。因为磁传感器101在其顶面开口，因此所产生的电场信号只通过顶面。
图2示出了磁传感器101形成于平面导体102的顶部。平面导体102也在外部接地，并且所产生的电场信号只通过导体102的前表面。
图3示出了通过利用导体102作为磁芯而形成了线圈传感器103。将线圈传感器103至少一次旋绕在导体102上，并且导体102也在外部接地。
通常，磁传感器101仅使用可对磁场作出反应的材料或结构(线圈)。在这种情况下，当对典型的磁场进行检测时，不存在任何问题。即使当对设备进行封装时，除了使用硬金属来在检测静磁场时保护传感器之外，通常也不使用传导材料。这是由于这样的事实，即如果金属存在于附近，那么由于该金属所引起的屏蔽电流可使高频响应特性退化，因此在对AC磁场进行检测的过程中存在问题。实际上，大多数磁传感器101在高频率具有比在低频率更高的灵敏度，因此使用AC的方法要优于使用DC的方法。因此，无需利用金属即可进行封装。
然而，在对平板显示中的导线之间的短路进行检查的情况下，当将AC测试电压施加到面板上时，在所检测的物体的整个表面上感应出AC电压，因此AC电流通过磁传感器而与AC电压相耦合，并且流入传感器电路。
尤其是，在微缺陷检查，其中所要观察的磁场信号非常低并且其需要高速响应特性的情况下，与所感应的AC电场信号相比，AC磁场信号非常低。此外，当AC电场信号大于AC磁场信号时，如果由于机械振动而使传感器与样本之间的距离不一致，那么由于电场的耦合变化所产生的信号变得大于磁场信号，由此可使磁传感器的信噪比(S/N)降低到不可能对信号进行检测的程度。
因此，适当的阻断电场，并且仅须执行旁路屏蔽以防止电感应信号流入磁传感器本身。图1至3给出了用于执行上述操作的若干方法。
在每种情况下，如果导体很厚，那么还要通过屏蔽电流来阻断或者抵消磁场，以便最好是根据AC频率使用比趋肤深度(skin depth)要薄几十倍的导体。在另一方法中，使用具有低导电率和非磁性特性的材料，以便该材料的厚度有效地小于趋肤深度。
图4和5说明在屏蔽前后当将电压施加到其上形成有仿真短路的平板显示器上并且磁传感器扫描平板显示器时的磁传感器的输出。通过锁定放大器对AC信号进行放大。虽然示出了屏蔽之后的来自磁传感器的信号好像降低了大约10倍，但是磁场信号的绝对值大小未变化。当未进行屏蔽时，由于导线或者围绕物体的形状所造成的电场畸变而形成了根据扫描方向距离而获得的信号，并且根据***的实现，该信号偶而会引起干扰对短路所造成的磁场信号进行的辨别的本底信号。虽然在屏蔽之后整个信号的电平降低了，但是所要检测的磁场保持不变，由此可改善信号偏移率。
图5示出了将传感器的输出信号转换成标准化信号并对其显示以观察相对变化。
如上所述，本发明提供了一种磁传感器，该磁传感器可极大的改善检测性能并可提高这样的能力，即与平板显示器的情况一样，当在磁传感器上感应出由于电场的感应所引起的电动势时，可在检测磁场时对短路缺陷进行检测，以便可与诸如外部形状测试器这样的其他缺陷测试器相协同而在制造过程的初期阶段快速的检测出金属图形中的缺陷并对其进行校正，由此可显著的降低返工成本。
虽然为了说明性目的已公开了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离随后权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下可做出各种修改、添加、以及替换。

Claims (6)

1.一种传感器，用于以无触点的方式来对形成于诸如平板显示器中所使用的各种板之上的高密度集成导线之间的短路进行检测，其中：
所述传感器通过导体而被屏蔽以使之免受电场。
2.根据权利要求1的传感器，其中可将所述传感器实现为除任何一个表面之外的其表面被导体屏蔽。
3.根据权利要求1的传感器，其中所述传感器形成于所述导体的顶部。
4.根据权利要求3的传感器，其中所述导体具有面向所述传感器的表面，所述导体的这个表面具有比面向所述导体的传感器的表面大的区域。
5.根据权利要求1的传感器，其中利用所述导体作为磁芯将所述传感器构造成至少单线圈的形状。
6.根据权利要求1的传感器，其中所述导体接地。
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