DE69836486T2

DE69836486T2 - Magnetischer stromdetektor und kurzschlusserkennung in einer plattenstruktur

Info

Publication number: DE69836486T2
Application number: DE69836486T
Authority: DE
Inventors: E. John Dorrington FIELD; J. Stephanie Sunnyvale OBERG
Original assignee: Candescent Technologies Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: EP1004027A1; KR20010022424A; KR100766913B1; JP2001512239A; EP1004027A4; DE69836486D1; EP1004027B1; WO1999006844A2; WO1999006844A3

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Messen von Strömen, im Besonderen von Strömen, die in Plattenstrukturen entstehen, wie etwa einer Grundplattenstruktur einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeige („CRT-Anzeige"). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Techniken zum Detektieren von Kurzschlussfehlern in derartigen Plattenstrukturen.
STAND DER TECHNIK
Ein Flachbildschirm ist eine Flachbildschirmvorrichtung mit Matrixadressierung, die für gewöhnlich mit einer Grundplattenstruktur und einer Leuchtschirmstruktur gebildet wird, die gegenüber der Grundplattenstruktur angeordnet ist. Bei einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeige vom Typ Gate-Feldemission („Feldemissionsanzeige") weist die Grundplattenstruktur eine allgemein flache Grundplatte auf, eine untere Ebene von allgemein parallelen Emitterelektroden, die sich über die innere Oberfläche der Grundplatte erstrecken, eine dielektrische Schicht, welche die Emitterelektrode überlagert, und eine obere Ebene von Steuerelektroden (oder Gate-Elektroden), die sich über die dielektrische Schicht allgemein senkrecht zu den Emitterelektroden erstrecken. Elektronen emittierende Elemente sind in Hohlräumen in der dielektrischen Schicht angeordnet uns werden durch Öffnungen in den Steuerelektroden exponiert.
Während dem Betrieb der Feldemissionsanzeige („FED") bewegen sich von ausgewählten Elektronen emittierenden Elementen emittierte Elektronen in Richtung der Grundplattenstruktur. Die Elektronen treffen auf entsprechende Licht emittierende Bereiche in der Grundplattenstruktur und bewirken, dass diese Licht emittieren, das ein Bild auf der äußeren Oberfläche eines transparenten Leuchtschirms bzw. Schirmträgers erzeugt. Jede der Positionen, an denen eine der Steuerelektroden eine der Emitterelektroden in der Grundplattenstruktur kreuzt, definiert ein Bildelement („Pixel") in einer Schwarzweißanzeige und ein Teilpixel in einer Farbanzeige, wobei drei Teilpixel bzw. Subpixel für gewöhnlich ein Farbpixel bilden.
Verschiedenartige Fehler können bei der Herstellung von Flachbildschirmen auftreten. Bei einer Anzeige mit einer Plattenstruktur, die mehrere Ebenen von Elektroden aufweist, wie etwa die Grundplattenstruktur einer FED, stellen Kurzschlüsse eine besondere Sorge dar. Ein Kurzschlussfehler tritt auf, wenn eine Elektrode auf einer Ebene versehentlich mit einer Elektrode in einer anderen Ebene verbunden wird. Zum Beispiel kann ein Kurzschlussfehler in einer FED auftreten, wenn sich ein elektrisch leitfähiger Pfad durch die dielektrische Zwischenelektrodenschicht erstreckt, um eine Steuerelektrode mit einer Emitterelektrode zu verbinden.
Das Detektieren von Kurzschlussfehlern ist ein wichtiger Bestandteil der Herstellung von Flachbildschirmen. In bestimmen Fällen kann ein Kurzschlussfehler korrigiert werden, bevor die Plattenstrukturen miteinander verbunden werden, wodurch eine potenziell fehlerhafte Anzeige in eine vollständig funktionsfähige Anzeige umgewandelt wird. In anderen Fällen kann ein Kurzschlussfehler aus der Anzeige entfernt werden. Während ein Teil eines Pixels oder Teilpixels verloren geht, wird die Leistung des Rests der Anzeige häufig nicht signifikant beeinflusst. Die Anzeige eignet sich für gewöhnlich für bestimmte Anwendungen.
Jede Position, an der eine Steuerelektrode eine Emitterelektrode in einer FED kreuzt, kann in Bezug auf einen Kurzschlussfehler geprüft werden, indem beobachtet wird, was passiert, wenn eine geeignete Spannung zwischen den beiden Elektroden angelegt wird, während der Rest der Elektroden in den oberen und unteren Ebenen in geeigneter Weise geerdet ist. Ein derartiger Kurzschlussprüfvorgang ist leider jedoch außerordentlich zeitaufwändig für eine FED mit einer großen Anzahl von Pixeln.
Verschiedenartige Einrichtungen und Verfahren können zum Testen von Flachbildschirmen eingesetzt werden, um zu bestimmen, wie viel Strom in bestimmten Teilen der Anzeigen fließt, sofern überhaupt Strom fließt. Allgemein ist es wünschenswert, dass die Prüfung des Stromflusses schnell ausgeführt wird, speziell von übermäßigem Stromfluss aufgrund eines Kurzschlussfehlers.
Das U.S. Patent US-A-5.073.754 an Henley beschreibt wir eine Flüssigkristallanzeige („LCD") mit Matrixadressierung in Bezug auf Kurzschlussfehler und somit auf einen unerwünschten Stromfluss geprüft wird, unter Verwendung eines Magnetsensors mit einer nicht offenbarten Konfiguration. Die Stärke des durch einen Kurzschlussfehler fließenden Stroms erhöht sich mit der Stärke des gemessenen Magnetfelds. Henley tastet den Magnetsensor über die Peripherie des LCD ab und überprüft danach die Stärken des gemessenen Magnetfelds, um etwaige Kurzschlussfehler zwischen elektrischen Leitern auf einer Ebene und kreuzenden elektrischen Leitern auf einer anderen Ebene zu detektieren. Folglich können schnell Ströme identifiziert werden, die Kurzschlussfehler kennzeichnen.
Wenn Magnetfelder mit verhältnismäßig vergleichbarer Stärke an mehreren Leitern auf jeder Ebene detektiert werden, ist es bei Henley schwierig zu bestimmen, welche Stellen der Leiterkreuzung Kurzschlussfehler aufweisen und welche nicht. Stattdessen klassifiziert Henley einfach alle betroffenen Leiterkreuzungsstellen als einen Kurzschlussfehler aufweisend, obwohl normalerweise keine Kurzschlussfehler an einigen dieser Stellen existieren.
DE 31 11 393 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Lokalisierung von Kurzschlüssen in Leiterplatten, Verkabelungen, Leitungen, Kabeln oder dergleichen.
Das magnetische Messen ist eine viel versprechende Methode zur Beurteilung des Stromflusses. Es ist wünschenswert, Ausrüstungen bzw. Einrichtungen zu haben, die magnetisches Messen bei der Erzeugung von Daten einsetzen, die den Stromfluss in Flachbildschirmen anzeigen. Ferner wünschenswert ist eine Technik auf der Basis des magnetischen Messens, die in Bezug auf die Bestimmung der Position von Kurzschlussschaltungsfehlern in Plattenstrukturen präziser arbeitet als bei Henley, im Besonderen in Grundplattenstrukturen von Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeigen mit Matrixadressierung.
ALLGEMEINE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Messen des Stromflusses in einer flachen Plattenstruktur gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1 bereit.
Der Stromsensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Positionssensor auf, der die laterale Position des Magnetkopfes im Verhältnis zu der Plattenstruktur bestimmt und somit bestimmt, wo Strom lateral in der Plattenstruktur fließt. Für gewöhnlich misst der Positionssensor optisch die Topografie der Plattenstruktur. Der Positionssensor kann zum Beispiel mit einer Lichtquelle und einem Lichtsensor ausgebildet sein, der ein elektrisches Signal als Reaktion auf Licht erzeugt, das von der Plattenstruktur reflektiert wird, nachdem dieses von der Lichtquelle emittiert worden ist.
Auf die vorstehend beschriebene Art und Weise werden die Strom messenden und Strom lokalisierenden Funktionen ausgeführt, ohne physikalisch in die Plattenstruktur einzudringen.
Der vorliegende Stromsensor wird für gewöhnlich eingesetzt, um schnell den Strom in einem primären elektrischen Leiter einer Plattenstruktur zu messen, wenn der primäre Leiter mit einem sich im Zeitverlauf variierenden Reiz versehen ist. Im Besonderen wird eine Steuerspannung an den primären Leiter angelegt, welche sich im Zeitverlauf auf die vorstehend beschriebene Art und Weise verändert, wenn der Magnetkopf über den Leiter geführt wird. Die Steuerspannung kann zwischen verschiedenen Abschnitten bzw. Teilen des Leiters oder zwischen dem primären Leiter und einem anderen elektrischen Leiter angelegt werden, der in der Plattenstruktur nominal von dem primären Leiter isoliert ist. Der Ausdruck „nominal elektrisch isoliert" bedeutet, dass die beiden Leiter im Wesentlichen voneinander isoliert sind, möglicherweise mit Ausnahme eines Kurzschlussfehlers, der die Leiter unabsichtlich miteinander koppeln kann. In jedem Fall stellt der Stromsensor das Datensignal mit einem Wert bereit, der jeden Strom anzeigt, der in dem primären Leiter fließt.
Die Steuerspannung wird für gewöhnlich auf einer ausgewählten Frequenz bereitgestellt, die normalerweise mindestens 70 Hz beträgt, so dass sie sicher über den entsprechen in den USA und in Europa eingesetzten Stromleitungsfrequenzen von 60 Hz bzw. 50 Hz liegt. Durch das Ausführen des Strommessvorgangs auf diese Art und Weise, weist das Kopfausgangssignal normalerweise eine Frequenzkomponente auf der ausgewählten Frequenz auf. Bei der Erzeugung von Daten, die anzeigen, wie viel Strom in den beiden Leitern fließt, kann die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung in dem Stromsensor nach der „Signatur" der Frequenz der Steuerspannung suchen. Rauschen bzw. Störungen, im Besonderen Rauschen bzw. Störungen durch nahe liegende Vorrichtungen, die Strom verwenden, der mit 60 Hz oder 50 Hz zugeführt wird, werden in den resultierenden Stromdaten reduziert, wodurch sich die Präzision der Strombestimmung verbessert.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Verfahren zum Messen des Stromflusses in einer flachen Plattenstruktur gemäß dem gegenständlichen Anspruch 12.
Die Detektierungstechnik gemäß der vorliegenden Erfindung wird für gewöhnlich beim Prüfen von Plattenstrukturen mit Matrixadressierung eingesetzt, wie etwa von Grundplattenstrukturen von Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeigen in Bezug auf Kurzschlussfehler. Im Besonderen wird vorzugsweise eine Technik auf Wahrscheinlichkeitsbasis eingesetzt, um Kurzschlussfehler in einer Plattenstruktur zu detektieren, mit einer Gruppe von ersten elektrischen Leitern und einer Gruppe von zweiten elektrischen Leitern, welche die ersten Leiter kreuzen. Die zweiten Leiter sind nominal elektrisch von den ersten Leitern isoliert.
Die magnetische Strommessung wird zumindest an einem Abschnitt bzw. Teil der ersten und zweiten Leiter vorgenommen, um Stromdaten zu erzeugen, die anzeigen, wie viel, sofern überhaupt, Strom durch jeden zumindest eines Teils der Leiter fließt. Danach erfolgt eine Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse der Stromdaten zur Auswahl einer Position, an der ein identifizierter erster Leiter einen identifizierten zweiten Leiter kreuzt, die als die wahrscheinlichste Position für einen Kurzschlussfehler gilt. Der von dem identifizierten ersten Leiter geführte gemessene Strom weist normalerweise einen höheren Wert auf als der gemessene Strom, den die anderen ersten Leiter führen. Ferner liegt der Wert des von dem identifizierten ersten Leiter geführten Strom normalerweise näher an dem gemessenen Strom, der von dem identifizierten zweiten Leiter geführt wird als an dem gemessenen Strom, der durch jeden anderen zweiten Leiter fließt.
Die ausgewählte Elektrodenkreuzungsposition kann optisch geprüft werden, um zu bestimmen, ob sie die physikalischen Eigenschaften eines Kurzschlussfehlers aufweist. Ein Reparaturvorgang kann ebenfalls an der ausgewählten Position ausgeführt werden, um einen etwaigen dort vorhandenen Kurzschlussfehler zu beheben.
In der Annahme der Existenz eines Kurzschlussfehlers an der ausgewählten Elektrodenkreuzungsposition kann die Plattenstruktur in Bezug auf zusätzliche Kurzschlussfehler geprüft werden, indem zuerst die Stromdaten modifiziert werden, um Strom eines ausgewählten Kurzschlusswertes von den Werten der gemessenen Ströme zu subtrahieren, die von den beiden Leitern geführt werden, welche die ausgewählte Position definieren. Die modifizierten Stromdaten werden danach geprüft, um zu bestimmen, ob Strom mit einem ausreichenden Wert für mindestens einen weiteren Kurzschlussfehler scheinbar durch mindestens einen ersten Leiter und durch mindestens einen zweiten Leiter fließt. Wenn dies der Fall ist, wird eine Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse an den modifizierten Stromdaten vorgenommen, um eine weitere Elektrodenkreuzungsposition auszuwählen, die jetzt als die wahrscheinlichste für einen Kurzschlussfehler gilt. Dieser Vorgang kann entsprechend wiederholt werden, um etwaige weitere Kurzschlussfehler zu ermitteln.
Das Detektieren von Kurzschlussfehlern auf die vorstehend beschriebene Art und Weise ist besonders effizient. Für den Fall, dass eine Elektrodenkreuzungsposition nicht wirklich einen Kurzschlussfehler aufweist, obgleich für die Position während einer Phase der Wahrscheinlichkeitsanalyse festgestellt worden ist, dass es sich dabei um die Position mit der höchsten Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler handelt, kann die Elektrodenkreuzung aus weiteren Phasen bzw. Stufen der Wahrscheinlichkeitsanalyse ausgeschlossen werden. Dies ermöglicht es, dass das Wahrscheinlichkeitsanalyseverfahren auf der nächsten Stufe zurück zu der richtigen Spur findet. Das Nettoergebnis ist es, dass Kurzschlussfehler gemäß der vorliegenden Erfindung präziser lokalisiert werden als durch die Technik von Henley. Ferner wird durchschnittlich weniger Zeit benötigt, um durch die vorliegende Erfindung im Vergleich zu Henley Kurzschlussfehler zu beheben. Die vorliegende Erfindung stellt somit einen erheblichen Fortschritt dar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
die 1A und 1B Prinzipskizzen, die ein vereinfachtes Modell darstellen, wie ein gemäß der vorliegenden Erfindung konfigurierter Stromsensor magnetisch Strom misst, der in einer Plattenstruktur fließt;
2 eine Prinzipskizze, die den Einsatz des Sensors aus den Abbildungen der 1A und 1B zum magnetischen Messen von Strom in einer Grundplattenstruktur einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeige mit Gate bzw. Tor veranschaulicht, wobei die Abbildung aus 2 eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils der Grundplattenstruktur zeigt;
3 eine Draufsicht eines Teils der Grundplattenstruktur aus 2;
4 eine zusammengesetzte Ansicht (a) eines Teils der sich kreuzenden Elektroden in der Grundplattenstruktur aus 2; und (b) eine exemplarische grafische Darstellung des in diesen Elektroden gemessenen Stroms;
die 5A, 5B, 5C und 5D entsprechende Seiten-, Vorder-, Drauf- und Unteransichten eines Ausführungsbeispiels eines Stromsensors auf Magnetbasis, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist; und
6 eine Prinzipskizze eines optischen Abtast- bzw. Aufnahmemechanismus mit einer Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz in dem Positionssensor, der in dem Stromsensor der Abbildungen der 5A bis 5D enthalten ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In Bezug auf die Zeichnungen veranschaulichen die Abbildungen der 1A und 1B (gemeinsam „1") ein vereinfachtes Modell einer magnetischen Technik, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, um en Stromfluss in einer allgemein flachen Plattenstruktur 10 zu bestimmen. Zu Referenzwecken liegt die untere Oberfläche der Plattenstruktur 10 entlang der XY-Ebene eines XYZ-Koordinatensystems, wobei es sich bei der Z-Koordinate um die vertikale Koordinate handelt. Die Abmessungen bzw. Dimensionen in die Y-Richtung sind in 1 nicht abgebildet. Der veranschaulichte Abschnitt der Plattenstruktur 10 stellt eine Querschnittsansicht in die vertikale XZ-Ebene des Koordinatensystems dar.
Die Plattenstruktur 10 weist einen allgemein geraden primären elektrischen Leiter 12 auf, der sich in die Y-Richtung erstreckt. Der primäre Leiter 12 führt einen primären Leiterstrom I_C. In dem Modell aus 1 fließt der Strom I_C aus der Ebene der Abbildung.
Der Strom I_C erzeugt ein Magnetfeld, das durch Linien 14 des Magnetflusses angezeigt wird. Da der Strom I_C aus der Ebene aus 1 fließt, ist das Magnetfeld in der Abbildung aus 1 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet. Die Stärke des Magnetfelds ist direkt proportional zu der Höhe des Stroms I_C. Ferner nimmt die Stärke des Magnetfelds mit zunehmender Entfernung von dem Leiter 12 ab, wie dies durch den erhöhten Abstand zwischen den Magnetflusslinien 14 mit zunehmendem Abstand von dem Leiter 12 dargestellt ist.
Ein Stromsensor 16 auf Magnetbasis, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, bestimmt den ungefähren Wert des Stroms I_C durch Messen der Veränderungen des Magnetflusses 14. Der Stromsensor 16 ist mit einem Magnetkopf 18, einer Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 und einem Positionssensor (hier nicht abgebildet) ausgebildet, der die Position des Magnetkopfes 18 im Verhältnis zu einer oder mehreren Referenzpositionen auf der Plattenstruktur 10 bestimmt. Die erfassten Veränderungen des Magnetflusses 14 können tatsächliche Magnetflussveränderungen und/oder relative Veränderungen darstellen, die aus der Bewegung des Kopfs 18 im Verhältnis zu dem Leiter 12 und somit im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 resultieren.
Der Magnetkopf 18 ist mit einem Kern 22 und einer Wicklung 24 aus elektrischem Draht auf, die mehrmals um den Kern 22 gewickelt ist. Der Kern 22 besteht für gewöhnlich aus magnetischem Material wie zum Beispiel Eisen. Ein mit einem Material mit geringer Permeabilität gefüllter Zwischenraum 26 ist an der Unterseite des Kerns 22 vorhanden. Der Kopf 18 weist ferner ein Gehäuse (hierin nicht abgebildet) auf, das den Kern 22 und die Wicklung bzw. Spule 24 einschließt. Das Gehäuse weist unterhalb des Zwischenraums 26 eine Öffnung auf. Die Enden der Spule 24 erstrecken sich durch das Gehäuse und sind mit der Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 verbunden.
Der Stromsensor 16 arbeitet auf die folgende Art und Weise. Der magnetische Kopf 18 wird über der Plattenstruktur 10 nahe an der oberen Oberfläche platziert, jedoch vertikal von dieser räumlich getrennt. Zumindest die Unterseite des Kerns 22 des Sensors 18 tritt durch die vertikale XZ-Ebene. Auf der in der Abbildung aus 1A dargestellten Stufe ist der Kopf 18 zu weit von dem Leiter 12 für den Sensor 16 entfernt, um Veränderungen des Magnetflusses 14 messen zu können.
Im Besonderen misst der Magnetkopf 18 die Summe der Veränderungen in dem durch Strom induzierten Magnetfluss 14 sowie Veränderungen des Magnetflusses, die durch andere Quelle entstehen. Die erfassten Veränderungen des Magnetflusses, der durch Strom erzeugt wird, der in anderen elektrischen Leitern in der Plattenstruktur 10 fließt, sind häufig so groß, dass wenn sich der Kopf 18 an der in der Abbildung aus 1A dargestellten Position befindet, de Sensor 16, im Besonderen die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20, nicht bestimmen kann, welcher Teil der insgesamt gemessenen Veränderung des Magnetflusses auf Veränderungen des Flusses 14 zurückgeht. Selbst wenn Ströme, die durch andere Leiter in der Plattenstruktur 10 fließen, nicht von Bedeutung bzw. Relevanz sind, sind die magnetischen Störungen aus der Umgebung von nahe angeordneten elektrischen Geräten häufig so groß, dass der Sensor 16 Veränderungen des Magnetflusses 14 nicht von Veränderungen des Magnetflusses unterscheiden kann, die durch magnetische Störungen in der Umgebung entstehen.
Auf der in der Abbildung aus 1B dargestellten Stufe wurde der Magnetkopf 18 im Verhältnis zu dem Leiter 12 und somit im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 in die negative X-Richtung an eine Position unmittelbar oberhalb des Leiters 12 bewegt. Der Pfeil 28 aus 1 zeigt die Bewegungsrichtung an. Der Kopf 18 ist auf der in der Abbildung aus Figur 1B dargestellten Stufe vertikal räumlich von dem Leiter 12 getrennt, wobei der Kopf 18 ausreichend nahe an dem Leiter 12 liegt, damit der Sensor 16 Veränderungen des Magnetflusses 14 entsprechend messen kann. Von der Magnetflussveränderung insgesamt, die von dem Kopf 18 gemessen wird, ist die Komponente (sofern vorhanden), die aus dem Strom resultiert, der in anderen Leitern in der Struktur 10 fließt, im Vergleich zu der Komponente, die aus dem Strom I_C resultiert, so gering, dass sie vernachlässigt werden kann. Wenn sich der Kopf 18 direkt oberhalb des Leiters 12 befindet, ist der relative Effekt der magnetischen Umgebungsstörungen ausreichend niedrig, um es zu ermöglichen, die Veränderungen des Flusses 14 durch geeignetes Filtern zu isolieren.
Damit der Sensor 16 in der Lage ist, Veränderungen des Magnetflusses 14 während einem Zeitraum zu messen, während dem Strom messende Informationen gesammelt werden, muss sich der Strom I_C im Zeitverlauf entsprechend verändern, oder der Magnetkopf 18 muss sich im Verhältnis zu dem Leiter 12 bewegen, vorzugsweise in die (positive oder negative) X-Richtung, wenn der Kopf 18 die Position oberhalb des Leiters 12 erreicht. Wenn der Strom I_C während einem Zeitraum der Strommessung entsprechend im Zeitverlauf variiert, wird der Sensor 16 für gewöhnlich so betrieben, dass der Kopf 18 ebenfalls einer Bewegung in die X-Richtung im Verhältnis zu dem Leiter 12 unterliegt.
Wenn der Magnetkopf 18 auf die in der Abbildung aus 1B dargestellte Art und Weise über dem Leiter 12 verläuft, tritt ein Teil bzw. Anteil 14A des Magnetflusses 14 durch den Kern 22. Der Magnetflussanteil 14A variiert im Zeitverlauf gemäß der zeitlichen Schwankung des Stroms I_C und/oder der Bewegung in die X-Richtung des Kopfs 18 im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10. Obgleich dies in der Abbildung aus 1B nicht abgebildet ist, bewirken Magnetstörungen aus der Umgebung für gewöhnlich auch, dass ein mit der Zeit variierender störender Magnetfluss durch den Kern 22 tritt. Die Kombination aus zeitlich variierendem Magnetfluss 14A und dem zeitlich variierenden störenden Magnetfluss bewirkt, dass eine Spannung V_I an der Spule 24 induziert wird.
Im Besonderen wird die induzierte Spannung V_I gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz wie folgt bestimmt:
wobei N die Anzahl der Windungen Spule 24 darstellt, wobei ϕ dem Magnetfluss durch den Kern 22 insgesamt entspricht, und wobei d()/dt das Zeitdifferential darstellt. Wenn der Magnetfluss 14A durch das Zeichen ϕ_C dargestellt ist, besteht der Magnetfluss insgesamt additiv aus der zeitlich variierenden Komponente ϕ_C und einer zusammengesetzten Komponente ϕ_N, die aus magnetischen Störungen der Umgebung entsteht. Folglich kann Gleichung 1 modifiziert werden zu:
wobei der Term –N·dϕ_C/dt aus der zeitlich variierenden Eigenschaft von Strom I_C entsteht und/oder der Bewegung des Magnetkopfs 18 im Verhältnis zu dem Leiter 12.
Der Magnetfluss ϕ_C ist das Integral des Magnetfelds B_C durch den Strom I_C über einen Oberflächenbereich S, durch den der Fluss ϕ_C in den Kern 22 eintritt oder diesen verlässt. Das heißt: ϕC = ∫BCdS (3) wobei das Magnetfeld B_C eine Funktion der Positionsvariablen X, Y und Z und des Stroms I_C ist.
Der Leiter 12 ist durch die XYZ-Koordinatenwerte X_C, Y_C und Z_C an einem Punkt P_C gekennzeichnet. Zum Beispiel kann der Punkt P_C die Mitte der Masse des Leiters 12 in der XZ-Ebene darstellen, wobei der Koordinatenwert Y_C Null sein kann. Die Abbildung aus 1 veranschaulicht diese Situation. Da das Magnetfeld BC von den Positionsvariablen X, Y und Z abhängig ist, ist das Feld B_C ebenso abhängig von der Entfernung zu dem Punkt P_C.
Normalerweise ist das Magnetfeld B_C direkt proportional zu dem Strom I_C. Das Feld B_C kann dabei wie folgt dargestellt werden: BC = Icf(x-xc, y-yc, z-zc) (4)wobei f(x-x_c, y-y_c, z-z_c) eine Funktion ist, die B_C eine räumliche Variation bzw. Schwankung verleiht, aufgrund der Geometrie des Leiters 12. Unter Verwendung von Gleichung 4 wird Gleichung 3 zu: ϕC = ∫ICf(x-xc, y-yc, z-zc)dS = IC∫f(x-xc, y-yc, z-zc)dS (5)
Unter Verwendung von angemessenen Approximationen kann der integrale Faktor aus Gleichung 5 in einer Form platziert werden, die sich für eine geschlossene Differentiation eignet, um es zu ermöglichen, dass der Magnetfluss ϕ_C aus Gleichung 5 einfach in Gleichung 2 eingesetzt werden kann.
Es wird angenommen, dass der Leiter 12 einen verhältnismäßig einheitlichen Querschnitt entlang dessen Länge aufweist, und dass der Magnetkopf 18 einen Abschnitt des Leiters 12 überlagert, der von den Enden es Leiters 12 entfernt ist. In diesem Fall ist die Abhängigkeit des Magnetflusses ϕ_C von dem Abstand y-y_c aus Gleichung 5 gering und kann für die erste Approximation ignoriert werden.
Angenommen wird, dass die ungefähre Position, an der der zeitlich variierende Magnetfluss ϕ_C in den Kern 22 eintritt und aus diesem austritt, als ein Punkt P_H mit der XZ-Koordinate x_H und z_H dargestellt ist. In 1 befindet sich der Punkt P_H an der Unterseite des Zwischenraums 26 in dem Kern 22. Der Punkt P_H kann sich aber auch in einem anderen Abschnitt des Luftzwischenraums 26 oder auch an einem Abschnitt der Unterseite des Kerns 22 befinden, ohne die vorliegende Analyse stärker zu beeinflussen. In Bezug auf die Abbildung aus 1A ist der laterale Abstand von der Koordinatenposition x_C zu der Koordinatenposition x_H allgemein als der Abstandsparameter x_R dargestellt. Der vertikale Abstand von der Koordinatenposition z_C zu der Koordinatenposition z_H ist in ähnlicher Weise als der Abstandsparameter z_R dargestellt. Die Abstandsparameter x_R und z_R sind beides Funktionen der Zeit.
Durch das Ignorieren der Abhängigkeit des Magnetflusses ϕ_C von dem Abstand y-y_c, variiert der integrale Faktor in Gleichung 5 als eine Funktion der Abstandsparameter x_R und z_R, d.h. den x- und z-Abständen von dem Punkt P_C des Leiters 12 zu der ungefähren Position P_H, an der der Magnetfluss ϕ_C in den Kern 22 eintritt und aus diesem austritt. Dementsprechend kann die Gleichung 5 wie folgt ausgedrückt werden: ϕC ≈ ICg(xR, zR) (6)wobei g(x_R, z_R) eine Funktion ist, die ungefähr die räumliche Abhängigkeit ergibt, wo der Magnetfluss ϕ_C in den Kern 22 eintritt und aus diesem austritt im Verhältnis zu der Position des Leiters 12.
Nach der Differenzierung des Magnetflusses ϕ_C in Gleichung 6 in Bezug auf die Zeit, ist die Rate dϕ_C/dt mit der der Magnetfluss ϕ_C im Zeitverlauf variiert, wie folgt gegeben:
wobei „∂" ein partielles Differential bzw. eine partielle Ableitung anzeigt, und wobei „d" die ganze Ableitung darstellt. In Gleichung 7 ist dz_R/dt die Rate, mit der sich die Koordinatenposition z_H verändert oder im Verhältnis zu der Koordinatenposition z_C bewegt. Der Magnetkopf 18 wird für gewöhnlich auf einer größtenteils konstanten Höhe über dem Leiter 12 und somit oberhalb der Plattenstruktur 10 gehalten. Folglich entspricht die Rate dz_R/dt ungefähr Null. Die Gleichung 7 wird danach vereinfacht zu:
Das Ersetzen der Flussänderungsrate dϕ_C/dt aus Gleichung 8 in Gleichung 2 ergibt:
Der Term dx_R/dt in Gleichung 9 ist die Rate, mit der sich die Koordinatenposition x_H im Verhältnis zu der Koordinatenposition x_C verändert oder bewegt. Die Position des Leiters 12 in der Plattenstruktur 10 ist fest. Der Magnetkopf 18 wird normalerweise an einer festen aufrechten Ausrichtung im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 gehalten. Folglich stellt dx_R/dt auch die Rate dar, mit der sich der Kopf 18 im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 in die (positive oder negative) X-Richtung bewegt. Wenn sich die Y-Position des Kopfes 18 im Verhältnis zu der Y-Position der Plattenstruktur 10 während einer Periode der Strommessung nur wenig ändert, so stellt dx_R/dt auch die relative Geschwindigkeit des Kopfes 18 zu der Plattenstruktur 10 dar.
Ein induzierter Strom I_I fließt durch die Spule 24. Der induzierte Strom I_I ist proportional zu der Spannung V_I, unterscheidet sich jedoch in Bezug auf den Phasenwinkel von V_I. Die Phasenwinkeldifferenz ist von der Konstruktion des Magnetkopfes 18 und der Kopfelektronik abhängig.
Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 tastet periodisch den induzierten Strom I_I ab und verarbeitet die Daten für den induzierten Strom I_I, um Ausgangssignaldaten So zu erzeugen. Im Besonderen filtert die Schaltkreisanordnung 20 die abgetasteten Daten I_I, um die Komponente V^I aufgrund des Magnetflusses ϕ_C zu identifizieren. Der Filtervorgang umfasst das Anpassen der Phasendifferenz I_I zu V_I. Die Schaltkreisanordnung 20 stellt danach die Ausgangs- bzw. Ausgabedaten S_o auf einem Wert bereit, der dem Magnetfluss ϕ_C entspricht, und somit auf einem Wert, der den Wert des Stroms I_C darstellt.
Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 setzt für gewöhnlich eine Technik der kleinsten Quadrate ein, um den besten Schätzwert für die Ausgangssignaldaten So zu erzeugen. Wenn der Strom I_C allgemein die Beschaffenheit eines Gleichstroms („DC") aufweist, werden die Ausgangsdaten S_o für gewöhnlich auf einem Wert bereitgestellt, der direkt proportional ist zu dem Gleichstromwert des Stroms I_C. Wenn der Strom I_C durch eine Wiederholungsfrequenz gekennzeichnet ist und einen Stromwert mit zeitlicher Mittelwertbildung, der Null entspricht oder nahe Null liegt, können die Daten S_o den Strom I_C auf unterschiedliche Weise melden. Zum Beispiel können die Daten So auf einem Wert bereitgestellt werden, der proportional zu dem Absolutwert mit zeitlicher Mittelwertbildung (z.B. dem quadratischen Mittel) des Stroms I_C oder proportional zu der durchschnittlichen maximalen Höhe des Stroms I_C.
Die Abbildung aus 1 zeigt, dass die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 stationär ist, wenn sich der Magnetkopf 18 bewegt. Auch dabei kann ein Teil der Schaltkreisanordnung 20 in den Körper bzw. das Gehäuse integriert werden, das den Kopf 18 beinhaltet, so dass eine Bewegung mit dem Kopf 18 erfolgt. Alternativ kann sich die Plattenstruktur 10 bewegen, während der Kopf 18 stationär ist. Als weitere Alternative können sich sowohl die Plattenstruktur 10 als auch der Kopf 18 während dem Zeitraum der Strommessung bewegen. Die vorstehende Analyse gilt für diese beiden Alternativen, wobei dx_R/dt weiterhin die Rate darstellt, mit der sich der Kopf 18 im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 in die X-Richtung bewegt.
Der Leiter 12 ist für gewöhnlich in Reihe mit einem oder mehreren elektrischen Leitern geschaltet. Die resultierende Kombination von Leitern weist einen zugeordneten (parasitären) Widerstand auf. Eine oder mehrere Schaltungselemente, wie etwa Kondensatoren, Induktoren und (reale) Widerstände können in Reihe und/oder parallel mit der Kombination von Leitern verbunden sein. Der Strom I_C wird in dem Leiter 12 erzeugt, indem eine Steuerspannung V_D an der Kombination von Leitern und Schaltungselement(en) angelegt wird. Die Steuerspannung V_D kann konstant sein oder zeitabhängig variieren. Diese beiden Betriebsbedingungen werden hierin entsprechend als die Situationen oder Modi mit konstanter Steuerung bzw. Ansteuerung und mit variabler Steuerung bzw. Ansteuerung bezeichnet.
Zuerst wird die Situation mit konstanter Steuerung betrachtet. Damit der Strom I_C bei konstanter Steuerspannung V_D ungleich Null ist, kann kein Kondensator in Reihe mit dem Leiter 12 geschaltet sein. Bei konstanter Steuerspannung V_D ist die Spannung an jedem Induktor in Reihe mit dem Leiter 12 gleich Null. Für einen gegebenen Wert der Steuerspannung V_D wird der Wert des Stroms I_C in dem Modus mit konstanter Steuerung somit größtenteils durch die Summe der parasitären Widerstände der Leiter und den bzw. die Wert(e) eines etwaigen realen Widerstands bzw. etwaiger realer Widerstände in Reihenschaltung mit den Leitern bestimmt. Dieser Verbundwiderstand kann als ein Widerstand mit einem festen Wert R_D modelliert werden. In dem Modus mit konstanter Steuerung weist der Strom I_C somit einen konstanten Wert auf, der bestimmt wird aus:
In Bezug auf die Situation mit konstanter Steuerung ist dI_C/dt gleich Null, da die Steuerspannung V_D konstant ist. Die Gleichung 9 wird dabei zu:
für den Modus mit konstanter Steuerung. Wie eine Untersuchung der Gleichung 11 anzeigt, muss dx_R/dt in der Situation mit konstanter Steuerung für die Bestimmung des Stroms I_C durch den Sensor 16 ungleich Null sein. Das heißt, der Magnetkopf 18 muss sich im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 bewegen, wenn der Kopf 18 über den Leiter 12 verläuft. In dem Modus mit konstanter Steuerung werden die Ausgangssignalinformationen S_o für gewöhnlich durch die Signalschaltkreisanordnung 20 auf einem Wert bestimmt, der den auf diese Weise gemessenen Wert von I_C direkt darstellt.
Als nächstes wird die Situation betrachtet, bei der die Steuerspannung V_D zeitlich veränderlich bzw. variabel ist. Eine ausgewählte Wiederholungsfrequenz oder Periode ist für gewöhnlich mindestens einem Teil der Steuerspannung V_D in dem Modus mit variabler Steuerung zugeordnet. Zum Beispiel kann die Spannung V_D aus einer sinusförmigen Komponente bestehen, die einer Gleichstromkomponente in der folgenden allgemeinen Form hinzugefügt wird: VD = VD0 + VDAsinωDt (12) wobei V_D0 die Gleichstromkomponente darstellt, wobei V_DA die maximale Amplitude der Sinuskurve ist, und wobei ω_D die Winkelfrequenz bezeichnet. Wenn ein Kondensator in Reihe mit dem Leiter 12 verbunden ist, verläuft kein Gleichstrom durch den Kondensator. Der Strom I_C weist dabei für gewöhnlich die Eigenschaft eines Wechselstroms („AC") auf, für welche der Wert mit zeitlicher Mittelwertbildung I_C gleich Null ist.
Wenn eine ausgewählte Frequenz dem kleinsten Teil der Steuerspannung V_D zugeordnet ist, ist großteils die gleiche Frequenz normalerweise dem kleinsten Teil von dϕ_C/dt und somit dem kleinsten Teil der aus dϕ_C/dt entstehenden Komponente V_I zugeordnet. Die ausgewählte Frequenz – z.B. ω_D/2π in dem sinuskurvenförmigen Ausdruck, den die Gleichung 12 darstellt – erscheint normalerweise in den Ausgangssignaldaten So. Die der Spannung V_D in der Situation mit variabler Steuerung zugeordnete Frequenz wird normalerweise so ausgewählt, dass sie einen Wert darstellt, der sich signifikant von dem Wert jeder Frequenz unterscheidet, die den magnetischen Störungen der Umgebung zugeordnet sind. Die Steuerspannung weist somit eine eindeutige Signatur auf, die in den Ausgangsdaten So erscheint. Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 bestimmt für gewöhnlich den Wert für den Strom I_C durch Filtern der abgetasteten Daten I_I, um die Signalkomponenten auf der V_D Signaturfrequenz zu bestimmen und danach einen entsprechenden So Stromwert zu bestimmen, der diesen Signalkomponenten entspricht.
Einrichtungen, die Sorgen in Bezug auf magnetische Störungen durch die Umgebung verursachen können, werden häufig über standardmäßige Stromleitungen betrieben, die in den USA Strom mit 60 Hz bereitstellen und mit 50 Hz in Europa. Eine Frequenz von 60 Hz oder 50 Hz kann somit derartigen Einrichtungen zugeordnet sein. Die Frequenz der V_D Signatur wird somit so ausgewählt, dass sie sich deutlich von den Frequenzen von 60 Hz und 50 Hz unterscheidet. Die V_D Signaturfrequenz kann zwar niedriger sein als 50 Hz, wobei die V_D Frequenz für gewöhnlich mit mindestens 70 Hz ausgewählt wird, so dass sie sicher über 60 Hz liegt. Die V_D Frequenz beträgt normalerweise mindestens 100 Hz, für gewöhnlich 1000 Hz.
Um den Effekt der X-Bewegung auf dϕ_C/dt zu ermitteln, wurde vorstehend angenommen, dass sich der Magnetkopf 18 in die X-Richtung im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 bewegt. Da der Term g·dI_C/dt in Gleichung 9 in der Situation mit variabler Steuerung ungleich Null ist, kann der Kopf 18 normalerweise während dem Betrieb mit variabler Steuerung normalerweise stationär im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 sein, so dass der Term I_C·∂g/∂x_R·dx_R/dt in Gleichung 9 gleich Null ist. Der Magnetkopf 18 wird ungeachtet dessen normalerweise so betrieben, dass er sich in eine Richtung bewegt, die transversal zu der Länge des Leiters 12 ist, während die Strommessung in dem Modus mit variabler Steuerung erfolgt. Somit weist dx_R/dt normalerweise einen endlichen Wert auf.
Die Werte der Parameter, welche die Komponente V_I bestimmen, die aus dϕ_C/dt in Gleichung 9 entsteht, werden für gewöhnlich so ausgewählt, dass der Term g·dI_C/dt deutlich größer ist als der Term I_C·∂g/∂x_R·dx_R/dt. Diese Auswahl der Parameterwerte erleichtert den Filtervorgang, indem in der Situation mit variabler Steuerung die Berücksichtigung für den Effekt von dx_R/dt im Wesentlichen entfällt.
Alternativ können die Komponenten der abgetasteten Daten I_C, die aus dem Term I_C·∂g/∂x_R dx_R/dt resultieren, durch entsprechendes Filtern in der Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 entfernt werden.
Es wurde ferner vorstehend angenommen, dass keine signifikante Bewegung des Magnetkopfs 18 in die (positive oder negative) Y-Richtung im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 während einem Zeitraum der Strommessung auftritt. Diese Annahme kann für den Modus mit variabler Steuerung und den Modus mit konstanter Steuerung gelockert werden. Das Zulassen einer Bewegung in die Y-Richtung des Kopfes im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 setzt es strikt voraus, dass die Gleichungen 7–9 so modifiziert werden, dass sie einen Beitrag aufweisen, der aus der Rate dy_R/dt der Bewegung des Kopfes 18 im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 in die y-Richtung entsteht, wobei y_R den variablen y-Abstand von dem Punkt P_C zu dem Punkt P_H darstellt. Der Wert des Beitrags von dy_R/dt zu der Flussveränderungsrate dϕ_C/dt ist normalerweise sehr klein im Vergleich zu den Durchschnittswerten der Terme, die dI_C/dt und dx_R/dt enthalten. Folglich kann der Kopf 18 normalerweise in die y-Richtung im Verhältnis zu der Plattenstruktur 10 bewegt werden, ohne dass sich dies auf die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 auswirkt.
Der primäre Leiter 12 weist für gewöhnlich die ungefähre Form eines rechteckigen Kästchens auf. Unter Verwendung einer derartigen Approximation kann die Funktion g(x_R, z_R) analytisch bestimmt werden. Allerdings ist es allgemein nicht erforderlich, dies vorzunehmen, damit der Stromsensor 16 ordnungsgemäß arbeitet. Stattdessen kann der Sensor 16 unter Verwendung eines elektrischen Referenzleiters kalibriert werden, der dem Leiter 12 entspricht, und durch den ein bekannter (für gewöhnlich zeitlich variierender) Strom tritt.
Der Stromsensor 16 eignet sich besonders zum Messen von Strömen, die aus Kurzschlussfehler in Plattenstrukturen mit Matrixadressierung entstehen. Die Abbildung aus 2 veranschaulicht, wie der Sensor 16 beim Messen von Kurzschlussströmen eingesetzt wird, wenn die Plattenstruktur 10 eine Grundplattenstruktur einer Feldemissions-Flachbildschirm-CRT-Anzeige mit Matrixadressierung und Torsteuerung darstellt.
Die Grundplattenstruktur 10 in der Feldemissionsanzeige (erneut „FED") aus 2 wird aus einer flachen, elektrisch isolierenden Grundplatte 30 erzeugt. Eine Gruppe (oder Ebene) paralleler, lateral getrennter Emitter-Zeilenelektroden 32, von denen eine in der Abbildung aus 2 dargestellt ist, liegt auf der oberen (inneren) Oberfläche der Grundplatte 30. Eine hoch widerstandsfähige Schicht 33 befindet sich an den Emitterzeilenelektroden 32.
Eine dielektrische Zwischenelektrodenschicht 34 liegt auf der Widerstandsschicht 33. Mehrere lateral getrennte Anordnungen von dielektrischen Öffnungen 36 erstrecken sich durch die dielektrische Schicht 34 nach unten zu der Widerstandsschicht 33 an Positionen oberhalb der Zeilenelektroden 32. Entsprechende Elektronen emittierende Elemente 38, die hierin mit einer konischen Form dargestellt sind, sind entsprechend in dielektrischen Öffnungen 36 angeordnet. Folglich werden die Elektronen emittierenden Elemente 38 in mehrere lateral getrennte Anordnungen von Elektronen emittierende Elemente aufgeteilt. Eine Zeile bzw. Reihe von Anordnungen von Elektronen emittierenden Elementen 38 ist elektrisch durch die Widerstandsschicht 33 mit einer entsprechenden der Zeilenelektroden 32 verbunden. Die Widerstandsschicht 33 stellt einen Widerstand von mindestens 10⁶ Ohm, für gewöhnlich 10¹⁰ Ohm, zwischen jedem Elektronen emittierenden Element 38 und der darunter liegenden Zeilenelektrode 32 bereit.
Jede Anordnung von Elektronen emittierenden Elementen 38 ist in einem Anzeigebereich angeordnet, der (a) ein unterschiedliches Pixel definiert, wenn die FED eine Schwarzweißanzeige ist; oder (b) ein unterschiedliches Teil- bzw. Subpixel definiert, wenn es sich bei der FED um eine Farbanzeige handelt. Ein Farbpixel wird mit drei Teilpixeln gebildet, mit einem Pixel für rotes Licht, mit einem Pixel für grünes Licht und einem dritten Pixel für blaues Licht.
Die Grundplattenstruktur 10 aus 2 weist eine Gruppe (oder Ebene) paralleler, lateral getrennter Spaltensteuerelektroden 40 auf, die sich über die dielektrische Schicht 34 allgemein senkrecht zu den Emitterzeilenelektroden 32 erstrecken. Zwei der Steuerelektroden 40 sind in der Abbildung aus 2 dargestellt. Jede der Steuerelektroden 40 weist eine Mehrzahl großer Steueröffnungen 42 auf, die jeweils den Zeilenelektroden 32 entsprechen. Jede Steueröffnung 42 ist über einer entsprechenden Zeilenelektrode 32 an der allgemeinen Position für ein Pixel (für eine Schwarzweißanzeige) oder ein Teilpixel (für eine Farbanzeige) angeordnet.
Ein oder mehrere elektrisch leitfähige Gate-Abschnitte 44 sind an jeder Steuerelektrode 42 angeordnet und erstrecken sich in die zugehörigen Steueröffnungen 42 nach unten zu der dielektrischen Zwischenelektrodenschicht 34. Anstatt, dass sich die Gate-Abschnitte 44 über die Steuerelektroden 40 erstrecken, können sie sich unter den Elektroden 40 erstrecken. Die Öffnungen 46 erstrecken sich durch die Gate-Abschnitte 44 in den Steueröffnungen 42, um die Elektronen emittierenden Elemente 38 zu exponieren. Die Spitze jedes Elektroden emittierenden Elements 38 erstreckt sich normalerweise mindestens teilweise durch ihre Gate-Öffnung 46. Die Kombination aus jeder Steuerelektrode 40 und dem bzw. den zugehörigen Gate-Abschnitt(en) 44 bildet eine zusammengesetzte Spaltenelektrode 48.
Verfahren zur Herstellung der Grundplattenstruktur 10 aus 2 werden in der am 5. Juni 1997 eingereichten internationalen Patentanmeldung PCT/US97/09198 an Haven et al. beschrieben. Die U.S. Patente US-A-5.462.467, US-A-5.559.389 und US-A-5.564.959 beschreiben weitere Verfahren, die für die Herstellung der Grundplattenstruktur 10 eingesetzt werden können.
Wenn die Grundplattenstruktur 10 auf die gewünschte Weise hergestellt wird, ist jede zusammengesetzte Spaltenelektrode 48 nominal elektrisch von jeder Zeilenelektrode 32 getrennt, mit Elektronen emittierenden Elementen 38, die oberhalb der Zeilenelektrode 32 ausgebildet sind. Die elektrische Trennung bzw. Separation wird in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 34 und den Luftzwischenräumen zwischen den Gate-Abschnitten 44 und den Elektronen emittierenden Elementen 38 erreicht.
Kurzschlussfehler werden teilweise in der Grundplattenstruktur 10 während der FED-Fertigung erzeugt, bevor die Struktur 10 mit einer geeigneten Grundplattenstruktur abgedichtet wird, für gewöhnlich durch eine ringförmige äußere Wand. Ein Kurzschlussfehler wird durch einen elektrisch leitfähigen Pfad gebildet, der sich von einer der Spaltenelektroden 48 durch die dielektrische Schicht 34 nach unten zu einer der Zeilenelektroden 32 erstreckt, wie dies durch das Element 50 in 2 dargestellt ist. Unter Verwendung geeigneter optischer Ausrüstung sind für gewöhnlich Markierungen, welche diese Art von Kurzschlussfehler kennzeichnen, für gewöhnlich auf der oberen Oberfläche der Grundplattenstruktur 10 sichtbar.
Gelegentlich wird eines der Elektronen emittierenden Elemente 38 elektrisch mit einem Gate-Abschnitt 44 der entsprechenden Spaltenelektrode 48 verbunden. Wenn die Widerstandsschicht 33 fehlen würde, könnte eine derartige elektrische Verbindung als ein Kurzschluss klassifiziert werden. Aufgrund des hohen Widerstands, den die Schicht 33 zwischen den Zeilenelektroden 32 und den darüber liegenden Elektronen emittierenden Elementen 38 bereitstellt, ist jedoch die Strommenge, die durch jede der Spaltenelektroden 48 fließen kann aufgrund der Tatsache, dass eines der Elektronen emittierenden Elemente 38 mit einem zugeordneten Gate-Abschnitt 44 verbunden ist, außerordentlich gering im Vergleich zu dem Strom, der durch einen direkten Kurzschluss fließt, wie dies etwa durch das leitfähige Material 50 dargestellt ist. Folglich gilt die elektrische Verbindung des Gate-Abschnitts 44 mit einem der zugeordneten Elektronen emittierenden Elemente 38 hierin nicht als ein Kurzschlussfehler.
Der Stromsensor 16 ist Bestandteil bzw. Teil eines Systems, das nach Kurzschlussfehlern gemäß der vorliegenden Erfindung sucht. Das System weist eine Quelle 54 der Steuerspannung V_D auf, die zwischen alle zusammengesetzten bzw. Verbundspaltenelektroden 48 einerseits und alle Zeilenelektroden 32 andererseits gekoppelt ist. Der elektrische Leiter 56 aus 2 koppelt die Zeilenelektroden 32 mit einem Anschluss der V_D Quelle 54. Der elektrische Leiter 58 koppelt die Spaltenelektroden 48, im Besonderen die Elektroden 40, mit dem anderen Anschluss der Quelle 54. Ein Systemstrommesser (nicht separat abgebildet) ist vorzugsweise in die Quelle 54 integriert oder in Reihenschaltung mit dieser verbunden, um den insgesamt durch die Grundplattenstruktur 10 fließenden Strom zu ergeben – d.h. durch die Elektroden 32 oder 48 als eine Gruppe – wenn die Steuerspannung V_D an der Struktur 10 angelegt wird.
Die Abbildung aus 3 zeigt in einer Draufsicht ein Beispiel dafür, wie die Steuerspannung V_D in einem Farbausführungsbeispiel der FED an die Elektroden 32 und 48 angelegt wird. Zur Vereinfachung sind die Elektroden 32 und 48 in der Abbildung aus 3 als gerade Streifen dargestellt, ohne dass dabei ihre inneren Einzelheiten dargestellt werden. Im Besonderen veranschaulicht die Abbildung aus 3 keine Schwankung der Breite oder Welligkeit, die aber in der Praxis in den Elektroden 32 oder 48 gegeben sein kann.
Die Position von vier beispielhaften rechteckigen Farbpixeln 60, die jeweils eine Zeilenelektrode 32 aufweisen, ist in der gestrichelten Linie aus 3 hervorgehoben. Jedes rechteckige Pixel 60 weist drei rechteckige Farbteilpixel (in der Abbildung aus 3 nicht speziell dargestellt) auf, um Elektronen zu emittieren, die entsprechend bewirken, dass rotes, grünes und blaues Licht aus den Licht emittierenden Bereichen emittiert wird, die sich in der Leuchtschirmstruktur der FED befinden. Jedes Teilpixel weist eine Spaltenelektrode 48 auf.
Der elektrische Leiter 56 ist speziell mit den Enden der Zeilenelektroden 32 entlang einer der Seiten der FED verbunden (der linken Seite in 3), und zwar in der Nähe der Position, an der die Zeilentreiber (nicht abgebildet) mit den Elektroden 32 verbunden sind. Die Enden der Zeilenelektroden 32 entlang der gegenüber liegenden Seite der FED (der rechten Seite in 3) werden für gewöhnlich offen gehalten. Der elektrische Leiter 58 ist in ähnlicher Weise mit den Enden der Spaltenleiter 48 entlang einer der verbleibenden zwei Seiten der FED verbunden (der Unterseite in 3), und zwar in der Nähe der Position, an der Spaltentreiber (ebenfalls nicht abgebildet) mit den Elektroden 48 verbunden sind. Die Enden der Spaltenelektroden 48 entlang der gegenüberliegenden Seite der FED (der Oberseite in 3) werden für gewöhnlich offen gehalten. Wenn zwischen einer der Zeilenelektroden 32 und einer der Spaltenelektroden 48 ein Kurzschlussfehler auftritt, fließt der Strom I_C durch das Elektrodenpaar 32 und 48 und durch jedes elektrisch leitfähige Material, das diese beiden Elektroden 32 und 48 kurzschließt.
Alternativ kann der Leiter 56 in zwei elektrische Leiter aufgeteilt werden. Bestimmte der Zeilenelektroden 32 sind mit einem dieser Leiter entlang einer der Seiten der FED verbunden, während der Rest der Elektroden 32 entlang der anderen Seite der FED mit dem anderen Leiter verbunden ist. Das gleiche gilt für den Leiter 58 in Bezug auf die Spaltenelektroden 48.
In einer kennzeichnenden Massenproduktionsumgebung für FEDs wird normalerweise nur für einen kleinen Anteil der Grundplattenstrukturen 10 erwartet, dass diese Kurzschlussfehler in den aktiven Bereichen aufweisen. An Stelle des Einsatzes des Sensors 16 zum Prüfen aller Grundplattenstrukturen 10 in Bezug auf Kurzschlussfehler ist es häufig effizienter, eine andere Technik einzusetzen, um eine Vorabbestimmung in Bezug darauf zu treffen, welche Strukturen 10 frei von Kurzschlussfehlern sind. Zum Beispiel kann der Systemstrommesser, der in Reihe mit der Spannungsquelle 54 geschaltet oder in diese integriert ist, eingesetzt werden, um zu bestimmen, wie viel Strom insgesamt (sofern überhaupt) zwischen den Zeilenelektroden 32 zum einen und den Spaltenelektroden 48 zum anderen in jeder Struktur 10 fließt. Wenn der Strommesser keinen ausreichend hohen Strom detektiert, um das Vorhandensein mindestens eines Kurzschlussfehlers anzuzeigen, so kann die geprüfte Grundplattenstruktur 10 so klassifiziert werden, dass sie keinen Kurzschlussfehler in dem aktiven Bereich aufweist. Der Sensor 16 wird danach zur Lokalisierung von Kurzschlussfehlern in den aktiven Bereichen dieser Grundplattenstrukturen 10 eingesetzt, für die festgestellt wird, dass sie nicht frei von Kurzschlussfehlern sind.
Das Messen von Kurzschlussströmen mit dem Sensor 16 wird ausgeführt, indem der Magnetkopf 18 über die obere Oberfläche der Grundplattenstruktur 10 abtastet. Zum Zweck der Prüfung des Scan- bzw. Abtastvorgangs wird die Richtung entlang der Zeilen von Pixeln in der FED als die Zeilenrichtung bezeichnet, während die Richtung entlang der Spalten von Pixeln als die Spaltenrichtung bezeichnet wird. Das Abtasten erfolgt durch Bewegen des Kopfes 18 einmal oder mehrmals über die Struktur 10 in eine dieser beiden Richtungen und folgendes Bewegen des Kopfes 18 einmal oder mehrmals über die Struktur 10 in die andere Richtung. Das Abtasten erfolgt normalerweise in dem peripheren Bereich der Anzeige über die Enden der Elektroden 32 und 48, um das Risiko einer Beschädigung des aktiven Bereichs der Anzeige zu reduzieren, wo die Spaltenelektroden 48 die Zeilenelektroden 32 kreuzen. Somit werden Daten zum Identifizieren von Kurzschlussfehlern für alle Ströme gesammelt, die durch die Elektroden 32 und 48 fließen. Während einem Zeitraum der Strommessung entspricht jede der Elektroden 32 und 48 aus den 2 und 3 somit dem primären Leiter 12 aus 1.
Zum umfassenderen Verständnis eines kennzeichnenden Abtastvorgangs wird die Situation betrachtet, bei der der erste Teil des Abtastens in die Zeilenrichtung erfolgt, und wobei der Rest des Abtastens in die Spaltenrichtung ausgeführt wird. Das Abtasten in die Zeilenrichtung über eine Leuchtschirmstruktur 10 erfolgt über einen Streifen eines peripheren Bereichs (Zeile), der sich zwischen der Position, an der der Leiter 58 an den Spaltenelektroden 48 angebracht ist, und der jeweiligen Zeilenelektrode 32 befindet, sie am nächsten an den Spaltenelektroden-Befestigungspunkten angeordnet ist. In der Abbildung aus 3 erfolgt die Abtastung in die Zeilenrichtung somit über einen Streifen unterhalb der unteren der veranschaulichten Zeilenelektroden 32. Der Magnetkopf 18 kreuzt die Breite jeder Spaltenelektrode 48 während der Abtastung in die Zeilenrichtung. Folglich misst der Sensor 16 jeden Strom, der durch jede der Spaltenelektroden 48 fließt. Der Positionssensor in dem Stromsensor 16 sammelt ferner Informationen bzw. Daten zum Identifizieren der Position jeder Spaltenelektrode 48, wenn diese geprüft wird. In bestimmten Fällen muss die Abtastung in die Zeilenrichtung nur über bestimmte der Spaltenelektroden 48 vorgenommen werden.
Ähnlich zu der Abtastung in die Zeilenrichtung wird das Abtasten über die Grundplattenstruktur 10 in die Spaltenrichtung über einem Streifen in einem peripheren Bereich (Spalte) ausgeführt, der sich zwischen der Position befindet, an der der Leiter 56 an den Zeilenelektroden 32 angebracht ist, und wo sich die jeweilige Spaltenelektrode 48 am nächsten an den Zeilenelektroden-Befestigungspunkten befindet. In der Abbildung aus 3 erfolgt das Abtasten in die Spaltenrichtung somit über einen Streifen links neben den veranschaulichten Spaltenelektroden 48. Während dem Abtasten in die Spaltenrichtung kreuzt der Magnetkopf 18 die Breite jeder Zeilenelektrode 32. Folglich detektiert der Sensor 16 jeden Strom, der durch jede Zeilenelektrode 32 fließt. Der Positionsdetektor sammelt wiederum Informationen bzw. Daten zur Identifikation der Position jeder Zeilenelektrode 32, wenn diese geprüft wird. In bestimmten Fällen muss das Abtasten in die Spaltenrichtung nur über bestimmte der Zeilenelektroden 32 ausgeführt werden.
Der vorstehende Abtastvorgang wird sowohl in dem Modus mit konstanter Steuerung (die Steuerspannung V_D ist konstant) als auch in dem Modus mit variabler Steuerung (die Steuerspannung V_D variiert im Zeitverlauf) eingesetzt. Der gleiche Ablauf wird eingesetzt, wenn die Zeilenabtastung vor der Spaltenabtastung ausgeführt wird, bei umgekehrter Reihenfolge der Schritte, die in den vorstehenden beiden Abschnitten beschrieben worden sind. Ein oder mehrere zusätzliche (teilweise oder vollständige) Abtastvorgänge können in die Zeilenrichtung und/oder in die Spaltenrichtung an den angezeigten Positionen erfolgen, um weitere Daten zu erfassen, um die Genauigkeit der Erkennung eines Kurzschlussfehlers zu verbessern. Die Abtastgeschwindigkeit kann variiert werden, um die Empfindlichkeit zu steuern bzw. zu regeln.
Es fließt kein Strom durch die nicht verbundenen Enden der Elektroden 32 und 48 – d.h. durch die Enden der Elektroden 32 und 48 gegenüber der Position, wo sie entsprechend mit den Leitern 56 und 58 verbunden sind. Insofern die Grundplattenstruktur 10 mindestens einen Kurzschlussfehler aufweist, gewährleistet das Ausführen des Abtastens in die Zeilenrichtung und in die Spaltenrichtung an den angezeigten Stellen (d.h. am nächsten an der Position, an der die Leiter 56 und 58 entsprechend an den Elektroden 32 und 48 angebracht sind), dass der durch jeden Kurzschlussfehler fließende Strom in die Zeilen- und in die Spaltenrichtung gemessen wird, unabhängig davon, ob die Steuerspannung V_D konstant oder variabel ist.
Alternativ kann der Leiter 56 zu beiden Enden jeder Zeilenelektrode 32 geleitet werden. In ähnlicher Weise kann der Leiter 58 mit beiden Enden jeder Spaltenelektrode 48 verbunden werden. Eine Verbindung der Leiter 56 und 58 mit den Elektroden 32 und 48 auf diese Weise sorgt für Flexibilität in Bezug auf die Auswahl der Position für die Zeilen- und Spaltenabtastvorgänge zu Lasten der Hinzufügung zusätzlicher Anschlüsse an die Elektroden 32 und 48.
Während jedem den Strom messenden Abtastzeitraum tastet die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 den induzierten Strom I_I mit einer ausgewählten Rate ab und verarbeitet die Abtastungen von I_I. Die Verarbeitungsschaltkreisanordnung 20 korreliert die verarbeiteten Daten, um Ausgangssignaldaten S_o als eine Funktion des Abstands in der Zeilen- oder Spaltenrichtung zu erzeugen und somit als eine Funktion der Anzahl der Spaltenelektroden oder der Zeilenelektroden. Wenn zwei oder mehr Abtastvorgänge über den gleichen Streifen in Zeilenrichtung oder in Spaltenrichtung ausgeführt werden, kombiniert die Schaltkreisanordnung 20 ferner die Daten der separaten Abtastvorgänge, um Ausgangsdaten So als Verbundergebnis der insgesamt erfassten Daten zu erzeugen. Die Ausgangsdaten S_o zeigen allgemein den Strom an, sofern vorhanden, der durch jede der Elektroden 32 und 48 fließt. Darüber hinaus bestimmt der Systemstrommesser, wie viel Strom insgesamt durch die Grundplattenstruktur 10 fließt.
Die Daten So werden analysiert, um die Anzahl und die Positionen von Kurzschlussfehlern in dem aktiven Bereich der Grundplattenstruktur 10 zu bestimmen. Dies beinhaltet normalerweise die Verarbeitung der Daten S_o, um eine oder mehrere Anordnungen bzw. Gruppen von Zahlen zu erzeugen, welche die Wahrscheinlichkeiten vorsehen, dass sich an bestimmten Kreuzungspunkten einer Zeilenelektrode 32 und einer Spaltenelektrode 48 Kurzschlussfehler befinden. Die Elektrodenkreuzungsstellen (oder Überkreuzungen), für die während der Verarbeitung der Daten S_o Kurzschlussfehlerwahrscheinlichkeiten bestimmt werden, beinhalten für gewöhnlich jede Stelle einer Elektrodenkreuzung mit einer hohen Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler. Für eine Elektrodenkreuzungsstelle, an der nahezu sicher ein Kurzschlussfehler existiert, ist die Wahrscheinlichkeit nahe an Eins. Die Wahrscheinlichkeit ist nahe Null an einer Elektrodenkreuzungsstelle, an der fast sicher kein Kurzschlussfehler existiert.
Die Analyse der Daten So zur Bestimmung der Anzahl und der Position von Kurzschlussfehlern in der Grundplattenstruktur 10 wird normalerweise automatisch in der Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 unmittelbar nach der Erzeugung der Daten S_o vorgenommen. Zu diesem Zweck weist die Verarbeitungsschaltkreisanordnung 20 einen entsprechend programmierten Computer auf, der auf die nachstehend beschriebene Art und Weise arbeitet, um Wahrscheinlichkeiten hinsichtlich der Positionen von Kurzschlussfehlern zu erzeugen. Dies ermöglicht das Einleiten der Behebung von Kurzschlussfehlern nahezu unmittelbar nachdem der Abtastvorgang mit dem Magnetkopf 18 abgeschlossen ist. Alternativ kann die So Kurzschlussdatenanalyse von der durch den Kopf 18 vorgenommenen Strommessfunktion entkoppelt werden. Die Kurzschlussbestimmung wird danach zu einem späteren Zeitpunkt und/oder mit separater Elektronik im Vergleich zu der Verarbeitungsschaltkreisanordnung 20 vorgenommen. In jedem Fall erfolgt die Behebung von Kurzschlussfehlern im Zuge der Erzeugung der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Position von Kurzschlussfehlern.
Die Abbildung aus 4 unterstützt das Verständnis darüber, wie die Wahrscheinlichkeitsmethode eingesetzt wird zur Bestimmung der Positionen und der Anzahl von Kurzschlussfehlern, wobei in der Abbildung ein Abschnitt des aktiven Bereichs der Grundplattenstruktur 10 schematisch dargestellt ist. Die Abbildung aus 4 zeigt ferner eine vereinfachte exemplarische grafische Aufschlüsselung der Daten S_o für den veranschaulichten Abschnitt des aktiven Bereichs.
Die Kreuzungslinien aus 4 stellen sechs Zeilenelektroden 32 dar, die ferner mit R1–R6 bezeichnet sind, und neun Spaltenelektroden 48, die ferner mit C1–C9 bezeichnet sind. Das Beispiel aus 4 stellt die Situation dar, in der die linken Enden der Zeilenelektroden 32 mit dem Leiter 56 verbunden sind, und wobei die unteren Enden der Spaltenelektroden 48 mit dem Leiter 58 verbunden sind. Somit handelt es sich bei der Spaltenelektrode C1 mit der niedrigsten Nummer um die Spaltenelektrode 48, die am nächsten an der Stelle angeordnet ist, an der der Leiter 56 an der Zeilenelektrode 32 angebracht ist. In ähnlicher Weise handelt es sich bei der Zeilenelektrode R1 mit der niedrigsten Nummer um die Zeilenelektrode 32, die am nächsten an der Position angeordnet ist, an der der Leiter 58 an der Spaltenelektrode 48 angebracht ist.
Jede der Elektroden 32 und 48 weist einen geringen parasitären Widerstand je Längeneinheit auf, der hierin als verteilter Leiterwiderstand bezeichnet wird. In der Abbildung aus 4 ist der verteilte Leiterwiderstand für die Zeilenelektroden 32 durch Zeilenelektrodenwiderstände 70 mit übereinstimmendem Wert dargestellt, die in den Zeilenelektrodenabschnitten zwischen aufeinander folgenden Spaltenelektroden 48 angeordnet sind. Der verteilte Leiterwiderstand für die Spaltenelektroden 48 ist durch Spaltenelektrodenwiderstände 72 mit gleichem Wert dargestellt, die in den Spaltenelektrodenabschnitten zwischen aufeinander folgenden Zeilenelektroden 32 angeordnet sind.
Wenn der Leiter 56 (in 4 nicht abgebildet) mit den linken Enden der Zeilenelektroden 32 verbunden ist, stellen die Zeilenelektrodenwiderstände 74 mit übereinstimmendem Wert den verteilten Leiterwiderstand dar, der den Abschnitten der Zeilenelektroden 32 zugeordnet ist, die links neben der Spaltenelektrode C1 angeordnet sind. Wenn der Leiter 58 (in 4 ebenfalls nicht abgebildet) mit den unteren Enden der Spaltenelektroden 48 verbunden ist, stellen die zusätzlichen Spaltenelektrodenwiderstände 76 mit übereinstimmendem Wert den verteilten Leiterwiderstand dar, der den Abschnitten der Spaltenelektroden 48 zugeordnet ist, die unterhalb der Zeilenelektrode R1 angeordnet sind. Die zusätzlichen Widerstände 74 und 76 weisen ferner entsprechend etwaige Widerstände auf, die der Verbindung der Zeilenelektroden 32 mit dem Leiter 56 und der Verbindung der Spaltenelektroden 48 mit dem Leiter 58 zugeordnet sind.
Ein gewisser parasitärer Widerstand existiert an dem eigentlichen Ort eines Kurzschlussfehlers. Der örtlich gegebene Kurzschlusswiderstand variiert erheblich in Verbindung mit den speziellen Merkmalen des Fehlers. Der örtlich gegebene Kurzschlusswiderstand ist normalerweise jedoch klein im Vergleich zu den verteilten Leiterwiderständen 70, 72, 74 und 76. Im Besonderen liegt der örtlich gegebene Kurzschlusswiderstand konstant unter 500 Ohm und beträgt normalerweise nicht mehr als 5 Ohm, für gewöhnlich 3 Ohm. Bei einer guten Approximation kann der örtlich gegebene Kurzschlusswiderstand bei der Bestimmung der erwarteten Kurzschlussströme durch potenzielle Kurzschlussfehler an den Elektrodenkreuzungsstellen ignoriert werden.
Aufgrund der verteilten Leiterwiderstände 70, 72, 74 und 76 ist der Wert des durch einen Kurzschlussfehler fließenden Stroms von der Position des Fehlers in dem aktiven Bereich der FED abhängig. Zum Beispiel wird angenommen, dass ein Kurzschlussfehler an der Kreuzung der Zeilenelektrode R1 und der Spaltenelektrode C1 existiert – d.h. an der veranschaulichten Elektrodenkreuzungsstelle, die am nächsten an der Position liegt, an der die Leiter 56 und 58 an den Elektroden 32 und 48 angebracht sind. Der durch den Strompfad für einen Kurzschluss an der R1/C1-Kreuzung fließende Strom trifft auf einen niedrigeren verteilten Leiterwiderstand insgesamt als der Strom, der durch den Strompfad für einen Kurzschluss an jeder anderen Elektrodenkreuzungsstelle aus 4 fließt. Demgemäß ist die durchschnittliche Höhe des R1/C1-Kurzschlussstroms normalerweise höher als die durchschnittliche Höhe des Kurzschlussstroms, der durch einen Kurzschlussfehler an jeder anderen Elektrodenkreuzungsstelle in dem veranschaulichten Abschnitt des aktiven Bereichs fließt.
Im anderen Fall wird betrachtet, was passiert, wenn ein Kurzschlussfehler an der Kreuzung der Zeilenelektrode R6 und der Spaltenelektrode C9 auftritt – d.h. der veranschaulichten Elektrodenkreuzungsstelle, die am weitesten von der Stelle entfernt ist, an der die Leiter 56 und 58 an den Elektroden 32 und 48 angebracht sind. Der durch den Strompfad für einen Kurzschlussfehler an der R6/C9-Kreuzung fließende Strom trifft auf einen höheren verteilten Leiterwiderstand als der Strom, der durch den Strompfad für einen Kurzschluss an jeder anderen Elektrodenkreuzungsstelle aus 4 fließt. Die durchschnittliche Höhe des R6/C9-Kurzschlussstromsist somit normalerweise niedriger als der Kurzschlussstrom, der durch einen Kurzschlussfehler an einer beliebigen anderen Stelle aus 4 fließt.
Das Konzept der möglichen Stellen für Kurzschlussfehler ist nützlich für das Verständnis in Bezug darauf, wie die Stromdaten So, wie etwa gemäß der Abbildung aus 4, analysiert werden, um die Positionen und die Anzahl der Kurzschlussfehler zu bestimmen. Eine mögliche Position für einen Kurzschlussfehler ist eine Elektrodenkreuzungsstelle, an der eine Zeilenelektrode 32, die einen gemessenen Strom führt, dessen Wert ausreicht, damit mindestens ein Kurzschlussfehler eine Spaltenelektrode 48 kreuzt, die ebenfalls einen gemessenen Strom führt, dessen Wert für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht. Aus der Perspektive der Wahrscheinlichkeit handelte es sich bei möglichen Stellen für Kurzschlussfehler um Elektrodenkreuzungsstellen, an denen die Wahrscheinlichkeiten für Kurzschlussfehler hoch sind im Vergleich zu den Wahrscheinlichkeiten für Kurzschlussfehler an den anderen Elektrodenkreuzungsstellen. Hiermit wird festgestellt, dass die Signalschaltkreisanordnung 20 nicht wirklich etwaige mögliche Kurzschlussfehlerpositionen identifiziert. Vielmehr erzeugt die Verarbeitungsschaltkreisanordnung 20 Wahrscheinlichkeiten für Kurzschlussfehler.
Die Anzahl der möglichen Positionen für Kurzschlussfehler ist das Produkt von (a) der Anzahl M_R der Zeilenelektroden 32, die jeweils gemessenen Strom führen, der groß genug ist für mindestens einen Kurzschlussfehler, und (b) der Anzahl M_C der Spaltenelektroden 32, die ebenfalls gemessenen Strom führen, der ausreichend groß ist für einen Kurzschlussfehler. In dem Beispiel aus 4 ist M_R gleich 2 und M_C gleich 3. Da das Produkt von M_RM_C gleich 6 ist, gibt es sechs mögliche Positionen für Kurzschlussfehler in Bezug auf die Abbildung aus 4. Jede mögliche Position für einen Kurzschlussfehler ist in der Abbildung aus 4 durch einen Kreis dargestellt.
Die tatsächliche Anzahl von Kurzschlussfehlern reicht von dem größeren Wert von M_R und M_C bis hin zu M_RM_C, der Anzahl der möglichen Positionen für Kurzschlussfehler. Für jede gegebene Anzahl von M_RM_C möglichen Positionen, liegt die tatsächliche Anzahl der Kurzschlussfehler für gewöhnlich näher an der Mindestanzahl, d.h. dem größeren Wert von M_R und M_C als an der maximalen Anzahl von M_RM_C. Die Abbildung aus 4 veranschaulicht drei tatsächliche Kurzschlussfehler, die jeweils durch einen ausgefüllten Punkt dargestellt sind.
Der Graph in dem oberen Abschnitt aus 4 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Stromdaten So für die Abtastung in die Zeilenrichtung über die Spaltenelektroden C1–C9 erscheinen. Die höchste der drei Stromspitzen in dem oberen Graphen stellt die gemessenen Stromdaten für die Spaltenelektroden C2, C5 und C8 dar. Der Graph in dem rechten Abschnitt aus 4 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Daten S_o für das Abtasten in die Spaltenrichtung über die Zeilenelektroden R1–R6 erscheinen. Die höchste der beiden Stromspitzen in dem Graphen auf der rechten Seite stellen die gemessenen Stromdaten für die Zeilenelektroden R2 und R4 dar. Jede dieser fünf hohen Stromspitzen ist ausreichend groß, um einen Kurzschlussstrom für mindestens einen Kurzschlussfehler darzustellen.
Die Abbildung aus 4 zeigt, dass Ströme mit niedrigerem Wert an dem Rest der Elektroden 32 und 48 gemessen werden. Jeder dieser kleinen Ströme reicht nicht aus für einen Kurzschlussfehler. Trotzdem müssen diese kleinen Ströme bei der Analyse der Stromdaten S_o berücksichtigt werden, um die Anzahl und die Positionen der Kurzschlussfehler zu bestimmen. Störungen sind für gewöhnlich der Hauptgrund für das Auftreten dieser kleinen Ströme.
Für jeden tatsächlichen Kurzschlussfehler wird erwartet, dass größtenteils der ganze Kurzschlussstrom, der durch den Fehler fließt, durch beide Elektroden des Paars der Elektroden 32 und 48 fließt, welche die Position des Fehlers definieren. Anders ausgedrückt fließen ungefähr identische Ströme normalerweise durch das Paar der Elektroden 32 und 48, deren Kreuzung die Fehlerstelle definiert. Eine der oder das Paar der kurzgeschlossenen Elektroden 32 und 48 kann zusätzlichen Strom über den Strom hinaus führen, der durch den Kurzschlussfehler fließt, abhängig davon, ob die Zeilenelektrode 32 mit einer oder mehreren anderen Spaltenelektroden 48 kurzgeschlossen ist und/oder ob die Spaltenelektrode 48 mit einer oder mehreren der Zeilenelektroden 32 kurzgeschlossen ist.
Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 beginnt mit der Analyse der Daten S_o durch Lokalisiere des höchsten Werts des gemessenen Zeilenstroms, um die entsprechende Zeilenelektrode 32 zu identifizieren, die den höchsten gemessenen Strom führt, da es sehr wahrscheinlich ist, dass die Elektrode 32 mindestens einen Kurzschlussfehler aufweist. Es wird angenommen, dass i die Zeilennummer der auf diese Weise identifizierten Zeilenelektrode 32 darstellt. Die Schaltkreisanordnung 20 verwendet dabei die folgende Formel zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit P_ij für die Existenz eines Kurzschlussfehlers an jeder Position, an der die Zeilenelektrode i, die den höchsten gemessenen Zeilenstrom I_Ri führt, eine der Spaltenelektroden 48 kreuzt:
wobei j sequentiell die Spaltennummer jeder Spaltenelektrode 48 darstellt, wobei I_Cj den gemessenen Spaltenstrom darstellt, der durch die Spaltenelektrode j fließt, wobei Ϭ_Cj das quadratische Mittel der additiven Störungen an der Spaltenelektrode j darstellt, wobei k eine laufende ganze Zahl für die Spaltenelektroden 48 darstellt, wobei K die Anzahl der Spaltenelektroden 48 insgesamt darstellt; wobei I_Ck den gemessenen Strom darstellt, der durch jede Spaltenelektrode k fließt, und wobei Ϭ_Ck das quadratische Mittel der additiven Störungen an jeder Spaltenelektrode k darstellt.
Die additiven Störungen Ϭ_Ck für jede Spaltenelektrode k werden durch Abtasten der Grundplattenstruktur 10 mit dem Magnetkopf 18 gemessen, während die Steuerspannung V_D auf Null gesetzt ist. Der Wert von Ϭ_Ck kann sich verändern, nachdem ein Kurzschlussfehler behoben worden ist, um die Unsicherheit in dem durch den Fehler fließenden Strom zu berücksichtigen. Dies wird abgeschwächt, wenn der Systemstrommesser sehr empfindlich ist.
Die Signalschaltkreisanordnung 20 ermittelt die höchste der Wahrscheinlichkeiten P_ij, die in dieser Phase der Wahrscheinlichkeitsanalyse berechnet werden, um die entsprechende Spaltenelektrode j zu identifizieren. Die Position, an der die Zeilenelektrode i, die den höchsten gemessenen Zeilenstrom führt, die Spaltenelektrode j mit der höchsten Wahrscheinlichkeit P_ij kreuzt, wird danach als die wahrscheinlichste Stelle klassifiziert, die einen Kurzschlussfehler aufweist. Die auf diese Weise klassifizierte Elektrodenkreuzungsstelle wird danach optisch untersucht, um zu bestimmen, ob sie die Merkmale für einen Kurzschlussfehler aufweist. Wenn dies der Fall ist, wird versucht, den als existierend erwarteten Kurzschlussfehler an dieser Elektrodenkreuzungsstelle zu beheben. Eine Behebungsmaßnahme kann auch unternommen werden, wenn die identifizierte Elektrodenkreuzung nicht die Merkmale für einen Kurzschlussfehler aufweist.
Eine Untersuchung der Gleichung 13 zeigt an, dass die Elektrodenkreuzungsstelle, die als am wahrscheinlichsten identifiziert worden ist, dass sie einen Kurzschlussfehler aufweist, die Stelle darstellt, für welche der Spaltenelektrodenstrom I_Cj am nächsten an dem Zeilenelektrodenstrom I_Ri liegt. Nichtsdestotrotz ist der Wert der Wahrscheinlichkeit P_ij an dieser Stelle ein wichtiger Aspekt für die Ausführung des Behebungsvorgangs. Wenn der Wert von P_ij deutlich größer ist als jeder andere Wert von P_ij für die Zeilenelektrode i, die den höchsten gemessenen Zeilenstrom I_Ri führt, kann der optischen Prüfung der identifizierten Elektrodenkreuzungsstelle mehr Zeit zugeteilt werden, wie für den Fall, dass die Wahrscheinlichkeit P_ij an der identifizierten Stelle nicht viel größer ist als der Wert von P_ij für mindestens eine andere Elektrodenkreuzungsstelle entlang dem Zeilenleiter i.
Nach Abschluss der Behebungsmaßnahme an der Elektrodenkreuzungsstelle mit der höchsten Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler wird der insgesamt durch die Grundplattenstruktur 10 fließende Strom normalerweise mithilfe des Systemstrommessers geprüft. Wenn die Höhe des Stroms insgesamt in einem Ausmaß reduziert wird, das allgemein dem Kurzschlussstrom entspricht, für den antizipiert wird, dass er an der Behebungsstelle durch den Kurzschlussfehler fließt, gilt der Kurzschlussfehler als hätte er an der Position existiert und wäre behoben worden. Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 aktualisiert danach die Stromflussdaten, um einen Zustand zu reflektieren, in dem an der Stelle der Behebung kein Kurzschlussfehler existiert. Dies umfasst für gewöhnlich das Subtrahieren eines erwarteten Werts für den Kurzschlussstrom von den gemessenen Werten der Ströme, die durch die Elektroden i und j fließen, deren Kreuzung die mittlerweile behobene Position bildet. Die Schaltkreisanordnung 20 aktualisiert die Kurzschlussfehlerwahrscheinlichkeiten für diese Zeilenelektrode i gemäß der Gleichung 13.
Wenn die Höhe des insgesamt durch die Grundplattenstruktur 10 fließenden Stroms nicht in geeignetem Ausmaß reduziert wird, das dem antizipierten Wert des Kurzschlussstroms entspricht, gilt die Stelle der Behebung für gewöhnlich als keinen Kurzschlussfehler aufweisend. Da bestimmt worden ist, dass kein Kurzschlussfehler an der Position der Behebung existiert hat, werden die gemessenen Werte der durch die Elektroden i und j, welche die untersuchte Position definieren, fließenden Ströme nicht um den Wert des antizipierten Kurzschlussstroms reduziert. Die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 verwendet jedoch die Gleichung 13 zur Aktualisierung der Kurzschlussfehlerwahrscheinlichkeiten für diese Zeilenelektrode i, um das Fehlen eines Kurzschlussfehlers an der Elektrodenkreuzungsstelle zu reflektieren, an der die Behebung eines Kurzschlusses versucht worden ist. In diesem Fall wird der Term für die Spaltenelektrode j (d.h. der Term für den k gleich j ist) aus der Summierung in dem Nenner aus Gleichung 13 gelöscht.
Nach der Ausführung der vorangehenden Aktivitäten in den jeweils entstehenden Situationen untersucht die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 die resultierenden Stromflussdaten, um zu bestimmen, ob es den Anschein hat, dass mindestens ein weiterer Kurzschlussfehler existiert. Im Besonderen arbeitet die Schaltkreisanordnung 20 auf die vorstehende Art und Weise, um die Zeilenelektrode 32 zu identifizieren, die den höchsten Wert des gemessenen Zeilenstroms aufweist. Es wird bestimmt, ob dieser Zeilenstromwert hoch genug ist für mindestens einen weiteren Kurzschlussfehler. Die Schaltkreisanordnung 20 führt die vorstehende Bestimmung vorzugsweise aus, indem der höchste verbliebene Zeilenstrom mit einem festen Schwellenwert-Stromwert verglichen wird, der für einen einzelnen (sehr schwachen) Kurzschlussfehler angemessen ist.
Wenn es den Anschein hat, dass kein weiterer Kurzschlussfehler vorhanden ist, ist die Analyse der Daten So abgeschlossen.
Wenn es den Anschein hat, dass die Grundplattenstruktur 10 mindestens einen weiteren Kurzschlussfehler aufweist, so beginnt die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 mit einer neuen Phase bzw. Stufe des Verfahrens der Wahrscheinlichkeitsanalyse. Die Schaltkreisanordnung 20 setzt Gleichung 13 ein, um die Wahrscheinlichkeit P_ij für einen Kurzschlussfehler an jeder Position zu berechnen, an der die Zeilenelektrode mit dem aktuell höchsten Zeilenstromwert jede Spaltenelektrode 48 kreuzt. Die Elektrodenkreuzungsstelle mit der höchsten auf diese Weise berechneten Wahrscheinlichkeit ist als die Stelle klassifiziert, für die es aktuell am wahrscheinlichsten ist, dass sie einen Kurzschlussfehler aufweist.
Die neu identifizierte Elektrodenkreuzungsstelle wird optisch überprüft, um zu bestimmen, ob sie Kurzschlussfehlermerkmale aufweist. Wenn dies der Fall ist, wird an dieser Stelle eine Fehlerbehebungsmaßnahme ausgeführt, gefolgt von einer Prüfung des Stroms insgesamt. Wie vorstehend können eine Fehlerbehebungsmaßnahme und eine Prüfung des Stroms insgesamt vorgenommen werden, wenn die neu identifizierte Stelle optisch anscheinend keinen Kurzschlussfehler darstellt. Wenn der Strom insgesamt in einem Ausmaß reduziert wird, das dem erwarteten Wert des Kurzschlussstroms in einem der Fälle entspricht, wird davon ausgegangen, dass die neu identifizierte Elektrodenkreuzungsstelle an dieser Stelle existiert hat und behoben worden ist. Die Stromdaten werden aktualisiert. Darüber hinaus werden die Wahrscheinlichkeiten für einen Kurzschlussfehler entlang der Zeilenelektrode 32 mit der neu identifizierten Fehlerposition aktualisiert.
Der vorstehende Ablauf wird in der Folge wiederholt, normalerweise bis die Anzahl und die Positionen aller Kurzschlussfehler ermittelt worden sind. Wenn die letzte Prüfung des Stroms insgesamt eindeutig zeigt, dass kein weiterer Kurzschlussfehler in der Grundplattenstruktur 10 existiert, ist es normalerweise nicht erforderlich eine weitere Aktualisierung der Wahrscheinlichkeit/des Stromflusses vorzunehmen.
Das Verfahren der Wahrscheinlichkeitsanalyse funktioniert gut, wenn nur ein Kurzschlussfehler gegeben ist und wenn mehrere Kurzschlussfehler existieren, diese jedoch alle entlang nur einer Zeilenelektrode 32 oder entlang nur einer Spaltenelektrode 48 angeordnet sind. Das Verfahren der Wahrscheinlichkeitsanalyse funktioniert auch gut in den meisten komplexeren Fällen, mit Kurzschlussfehlern entlang von zwei oder mehr Zeilenelektroden 32 und entlang von zwei oder mehr Spaltenelektroden 48.
In den komplexeren Fällen mit Kurzschlussfehlern entlang von zwei oder mehr Zeilenelektroden 32 und entlang von zwei oder mehr Spaltenelektroden 48 kann das Auftreten mehrerer Kurzschlussfehler entlang einer Zeilenelektrode 32 das Verfahren der Stromwahrscheinlichkeitsanalyse belasten. Die Abbildung aus 4 zeigt ein Beispiel für diesen Fall. Da (a) die Zeilenelektrode R4 den höchsten Zeilenstrom aufweist, und (b) die Spaltenelektrode C2 den höchsten Spaltenstrom aufweist und somit den Spaltenstrom, der dem Strom von R4 am nächsten ist, führt der Einsatz des Verfahrens der Wahrscheinlichkeitsanalyse zu einer anfänglichen Bestimmung, dass die höchste Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler an der Position auftritt, an der die Zeilenelektrode R4 die Spaltenelektrode C2 kreuzt. Wie dies in der Abbildung aus 4 dargestellt ist, weist die R4/C2-Elektrodenkreuzungsstelle keinen Kurzschlussfehler auf.
Bei einem alternativen Verfahren, das eingesetzt werden kann, um die Anzahl und die Positionen aller Kurzschlussfehler mit hoher Sicherheit in den einfachen Fällen und in einigen der komplexeren Fälle zu bestimmen, ist die entsprechende Anpassung der Werte der gemessenen Zeilenelektrodenströme an die Werte der gemessenen Spaltenelektrodenströme, wobei die Effekte der verteilten Leiterwiderstände, die durch die Widerstände 70, 72, 74 und 76 dargestellt sind, berücksichtigt werden. Dieses Verfahren der Stromanpassung kann eingesetzt werden, um die Technik der Wahrscheinlichkeitsanalyse zu ersetzen. Bei der Ausführung der Technik der Stromanpassung wird anfänglich angenommen, dass der örtlich gegebene parasitäre Widerstand an jedem potenziellen Kurzschlussfehler nicht mehr als 5 Ohm beträgt. Sofern der örtlich gegebene Widerstand normalerweise klein ist im Vergleich zu dem verteilten Leiterwiderstand, wird der örtlich gegebene Widerstand für alle möglichen Kurzschlussfehler in einer ersten Bestimmungsrunde der Anzahl und der Position der tatsächlichen Kurzschlussfehler vernachlässigt.
Die Stromanpassung nutzt die Erhaltung von Strom. Das heißt, der insgesamt durch die Zeilenelektroden 32 fließende Strom entspricht im Wesentlichen dem Strom, der insgesamt durch die Spaltenelektroden 48 fließt, unter dem Vorbehalt von Störungen.
Um zu sehen, wie die Technik der Stromanpassung arbeitet, wird der einfache Fall berücksichtigt, bei dem nur eine Zeilenelektrode 32 und nur eine Spaltenelektrode 48 gemessenen Strom mit einem ausreichenden Wert für einen Kurzschlussfehler aufweisen. Wenn die Werte der Ströme an dem identifizierten Paar von Elektroden 32 und 48 ausreichend nah aneinander liegen, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler an der Kreuzungsstelle dieses Paares von Elektroden 32 und 48 sehr hoch. Die Position wird danach als einen Kurzschlussfehler aufweisend klassifiziert. Eine visuelle Prüfung mit geeigneter optischer Ausrüstung kann ausgeführt werden, um die Gegenwart eines Kurzschlussfehlers an der identifizierten Kreuzungsstelle zu verifizieren.
Als nächstes wird die Situation betrachtet, bei der genau eine Zeilenelektrode 32 gemessenen Strom aufweist, der für mindestens einen Kurzschlussfehler aufweist, während zwei oder mehr Spaltenelektroden 48 gemessenen Strom aufweisen, der für einen Kurzschlussfehler ausreicht. Alle möglichen Stellen für Kurzschlussfehler treten somit entlang der auf diese Weise identifizierten Zeilenelektrode 12 auf.
Die Werte der gemessenen Ströme für die auf diese Weise identifizierte Zeilenelektrode 32 und die zwei oder mehr auf diese Weise identifizierten Spaltenelektroden 48 werden geprüft. Wenn die Summen der Werte der gemessenen Ströme für die identifizierten Spaltenelektroden 48 ausreichend nahe an dem Wert des gemessenen Stroms für die identifizierte Zeilenelektrode 32 liegen, ist die Wahrscheinlich sehr hoch, dass ein Kurzschlussfehler an jeder der Stellen gegeben ist, an denen die identifizierte Zeilenelektrode 32 die identifizierte Spaltenelektrode 48 kreuzt. Jede der identifizierten Elektrodenkreuzungsstellen wird danach als einen Kurzschlussfehler aufweisend klassifiziert. Der umgekehrte Ablauf dieses Verfahrens wird eingesetzt, wenn nur die eine Spaltenelektrode 48 gemessenen Strom aufweist, der für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht, während jede der zwei oder mehr Zeilenelektroden 32 gemessenen Strom aufweist, der für einen Kurzschlussfehler aufweist. Eine visuelle Prüfung kann erneut vorgenommen werden, um zu verifizieren, dass Kurschlussfehler tatsächlich an jeder der identifizierten Elektrodenkreuzungsstellen existieren.
Jetzt wird das Beispiel aus 4 betrachtet, bei dem ausreichende Ströme für mindestens einen Kurzschlussfehler an zwei oder mehr Zeilenelektroden 32 und an zwei oder mehr Spaltenelektroden 48 gemessen werden. Es wird angenommen, dass der an der Zeilenelektrode R2 gemessene Strom für einen Kurzschlussfehler ausreicht, jedoch nicht für zwei Kurzschlussfehler. Der an der Zeilenelektrode R4 gemessene Strom ist größer als der gemessene R2-Strom, jedoch nicht doppelt so groß wie der gemessene R2-Strom. Da die Zeilenelektrode R4 in Bezug auf den Strom weiter entfernt ist als die Zeilenelektrode R2 von dem Befestigungspunkt des Leiters 58 an den Spaltenelektroden 48, erfährt jeder Kurzschlussstrom, der durch eine der Spaltenelektroden 48 zu der Zeilenelektrode R4 fließt, auf mehr verteilten Leiterwiderstand als der Kurzschlussstrom, der durch die Spaltenelektrode 48 zu der Zeilenelektrode R2 fließt. Folglich reicht der gemessene R4-Strom für zwei Kurzschlussfehler auf. In einer ersten Bestimmungsrunde ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass die Zeilenelektrode R2 einen Kurzschlussfehler aufweist. In ähnlicher Weise ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass die Zeilenelektrode R4 zwei Kurzschlussfehler aufweist. Somit erscheint es, als gäbe es insgesamt drei Kurzschlussfehler.
Die Werte der gemessenen Ströme an den Zeilenelektroden R2 und R4 aus 4 werden mit den Werten der gemessenen Ströme an den Spaltenelektroden C2, C5 und C8 verglichen. Unter den gemessenen Strömen von C2, C5 und C8 liegt der Wert des gemessenen C2-Stroms am nächsten an dem Wert des gemessenen R2-Stroms. Dies führt zu einer mittel hohen Wahrscheinlichkeit, dass sich einer der drei Kurzschlussfehler an der Kreuzungsstelle der Elektroden R2 und C2 befindet. Wenn nur zwei Kurzschlussfehler verbleiben und die Zeilenelektrode R4 zwei Kurzschlussfehler aufweist, so wird in ähnlicher Weise eine mittel hohe Wahrscheinlichkeit begründet, dass die verbliebenen zwei Kurzschlussfehler sich an den Stellen befinden, an denen die Zeilenelektrode R4 die Spaltenelektroden C5 und C8 kreuzt. Dies entspricht der beispielhaften Situation, die in der Abbildung aus 4 dargestellt ist.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, legen die Zeilenstromdaten deutlich nahe, dass die Zeilenelektrode R4 zwei Kurzschlussfehler aufweist und dass die Zeilenelektrode R2 einen Kurzschlussfehler aufweist. Beim Einsatz des Magnetkopfes 18 ist jedoch ein inhärenter Messfehler gegeben. Die Abbildung aus 4 veranschaulicht zwar die beispielhafte Situation, in der der Kurzschlussfehler an der Zeilenelektrode R2 tatsächlich dort auftritt, wo diese die Spaltenelektrode C2 kreuzt, wobei eine Analyse der Zeilen- und Spaltenstromdaten zu der Feststellung einer erheblichen Wahrscheinlichkeit führt, dass der Kurzschlussfehler an der Zeilenelektrode R2 dort auftritt, wo diese die Spaltenelektroden C5 oder C8 kreuzt. Auf der Basis der in der Abbildung aus 4 dargestellten Stromdaten ist die Wahrscheinlichkeit, dass der R2-Kurzschlussfehler dort auftritt, wo die Zeilenelektrode R2 die Spaltenelektroden C5 oder C8 kreuzt, geringer als die Wahrscheinlichkeit, dass der R2-Kurzschlussfehler an der R2/C2-Kreuzungsstelle auftritt, wobei dies nicht zu vernachlässigen ist.
Die Existenz mehrer Kurzschlussfehler an einer der Zeilenelektroden 32 und an einer der Spaltenelektroden 48 kann gelegentlich Schwierigkeiten bei der zweifelsfreien Bestimmung der Positionen der Kurzschlussfehler hervorrufen. Das Worst-Case-Scenario in einer derartigen Situation kann gemäß der beispielhaften Darstellung in der Abbildung aus 4 die optische Prüfung beinhalten und den möglichen Versuch der Kurzschlussbehebung an verschiedenen Elektrodenkreuzungsstellen, die keine Kurzschlussfehler aufweisen.
Eine Technik, die zur Unterstützung der Wahrscheinlichkeitsanalyse oder der Stromanpassungstechnik bei der Behandlung komplexerer Fälle eingesetzt werden kann, wie dies in der Abbildung aus 4 dargestellt ist, umfasst die Durchführung von zusätzlichem Abtasten mit dem Magnetkopf 18 in die Zeilen- und Spaltenrichtungen über ausgewählte Streifen des aktiven Bereichs. Für gewöhnlich wird ein Abtasten in Zeilenrichtung entlang eines (Zeilenrichtung) Streifens zwischen jedem Paar von Zeilenelektroden mit gemessenen Strömen vorgenommen, die jeweils für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreichen, während ein Abtasten in Spaltenrichtung in ähnlicher Weise entlang eines (Spaltenrichtung) Streifens zwischen jedem Paar von Spaltenelektroden 48 vorgenommen wird, die gemessene Ströme aufweisen, die jeweils für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreichen. Mehrere Abtastvorgänge entlang der gleichen Streifen können vorgenommen werden, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. Neben dem Fall, in dem mehrere Kurzschlussfehler entlang einer der Zeilenelektroden 32 und/oder einer der Spaltenelektroden 48 gegeben sind, stellt eine derartige Betriebsweise für gewöhnlich Daten bereit, die sich dafür eignen, jeden Kurzschlussfehler eindeutig zu lokalisieren.
In bestimmten Situationen können Daten bzw. Informationen erzeugt werden bevor die ganzen zusätzlichen Abtastvorgänge abgeschlossen sind, wobei diese Daten dazu geeignet sind, jeden Kurzschlussfehler eindeutig zu identifizieren und lokalisieren. Ein Teil oder alle des einen oder der mehreren Abtastvorgänge in Zeilenrichtung und in Spaltenrichtung können weggelassen bzw. gelöscht werden. Ferner muss das zusätzliche Abtasten nur an den speziellen Elektroden 32 und 48 ausgeführt werden, die jeweils gemessenen Strom führen, der für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht.
Die Anwendung der zusätzlichen Abtasttechnik auf das Beispiel aus 4 ist hilfreich um zu verstehen, wie die Technik Informationen bzw. Daten zum Lokalisieren der Kurzschlussfehler bereitstellt. In der Abbildung aus 4 weisen bestimmte Abtastvorgänge, die gemäß dieser Technik ausgeführt werden können, einen Abtastvorgang in Zeilenrichtung über einen Streifen zwischen den Zeilenelektroden R2 und R4 auf, einen Abtastvorgang in Spaltenrichtung über einen Streifen zwischen den Spaltenelektroden C2 und C5 und einen Abtastvorgang in Spaltenrichtung über einen Streifen zwischen den Spaltenelektroden C5 und C8.
Es wird angenommen, dass der Abtastvorgang in Zeilenrichtung zuerst vorgenommen wird. Der Abtastvorgang in Zeilenrichtung muss nur die Spaltenelektroden C2, C5 und C8 kreuzen. Das Ergebnis des Abtastvorgangs in Zeilenrichtung ist es, dass ausreichender Strom für mindestens einen Kurzschlussfehler an den Spaltenelektroden C5 und C8 gemessen wird, jedoch nicht an der Spaltenelektrode C2. Folglich existiert ein Kurzschlussfehler an der Position, an der die Spaltenelektrode C2 die Zeilenelektrode R2 kreuzt, jedoch nicht, wo die Spaltenelektrode C2 die Zeilenelektrode R4 kreuzt. Ferner existiert ein Kurzschlussfehler an den Stellen, an denen die Zeilenelektrode R4 die Spaltenelektroden C5 und C8 kreuzt. Der Zustand bzw. Status der Positionen, an denen die Zeilenelektrode R2 die Spaltenelektroden C5 und C8 kreuzt, ist in dieser Phase unbestimmt.
Als nächstes wird angenommen, dass ein Abtastvorgang in Spaltenrichtung zwischen den Spaltenelektroden C2 und C5 ausgeführt wird. Der Abtastvorgang in Spaltenrichtung muss nur die Zeilenelektrode R2 kreuzen. Das Ergebnis dieses Abtastvorgangs in Spaltenrichtung ist es, dass ausreichender Strom für mindestens einen Kurzschlussfehler an der Zeilenelektrode R2 gemessen wird. Folglich existiert kein Kurzschlussfehler an der Position, an der die Zeilenelektrode R2 die Spaltenelektrode C5 oder C8 kreuzt. Die Anzahl und die Positionen aller Kurzschlussfehler sind jetzt bestimmt worden. Es existieren an den in der Abbildung aus 4 angezeigten Positionen drei tatsächliche Fehler. Es ist nicht erforderlich, den Abtastvorgang in Spaltenrichtung zwischen den Spaltenelektroden C5 und C8 auszuführen.
Die Abbildungen der 5A bis 5D (gemeinsam „5") zeigen entsprechend Seiten-, Vorder-, Drauf- und Unteransichten einer Vorrichtung, die einen Teil des Stromsensors 16 bildet. Die Vorrichtung aus der Abbildung aus 5 weist den Magnetkopf 18 auf. Die Abbildung aus 5 zeigt nur das äußere Gehäuse des Kopfes 18. Wie dies in den Abbildungen der 5A und 5B dargestellt ist, ist das Gehäuse des Kopfes 18 in die vertikale Richtung gereckt bzw. elongiert. Eine Öffnung durch die Unterseite des Gehäuses unterhalb des Zwischenraums 26 in dem Kern 22 (nicht abgebildet) ist als das Element 78 in der Abbildung aus 5D dargestellt. Der Kern 22 und die Spule 24 werden für gewöhnlich so implementiert, dass sich der Kern und die Spule in dem Magnetkopf eines Mikrokassettenrekorders Sony 525 befinden.
Die Vorrichtung aus 5 ist um einen Hauptkörper 80 aus Metall zentriert. Ein dünner gereckter Metallträger 82, der an ein Abstandselement 84 geschweißt ist, ist durch einen Bolzen 86 mit einem angewinkelten Teil der unteren Oberfläche des Hauptkörpers 80 verbunden. Der Magnetkopf 18 ist über eine starre, in einem rechten Winkel angeordnete Dämpfungsplatte 88 mit dem flexiblen Träger 82 verbunden. Im Besonderen ist der Kopf 18 an einem vertikalen Abschnitt der Dämpfungsplatte 88 angebracht, während der Träger 82 an einem nahezu lateralen Abschnitt der Platte 88 angebracht ist. Der vertikale Abschnitt der Platte 88 ist in der Abbildung aus 5A durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Kombination aus flexiblem Träger 82 und Dämpfungsplatte 88 bildet ein gedämpftes flexibles Element, das es ermöglicht, dass der Kopf 18 um ein kurzes Stück in die vertikale (z) Richtung im Verhältnis zu dem Hauptkörper 80 bewegt wird.
Ein Gaskanal 90 erstreckt sich durch den Hauptkörper 80 und endet in einer Düse 91 nahe der Unterseite des Magnetkopfes 18. Der Gaskanal 90 ist in der Abbildung aus 5A durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Schrauben 94 verschließen unerwünschte Öffnungen durch den Hauptkörper 80. Die Düse 91, die eine Öffnung 92 aufweist, ist in einem Winkel von ungefähr 20° zur Vertikalen geneigt.
Eine Gaseinlasseinrichtung 96 ist in das Ende des Kanals 90 gegenüber der Öffnung 92 eingeführt. Eine transparente Röhre 98 ist an der Einrichtung 96 angebracht, um den Kanal 90 mit einer Quelle (nicht abgebildet) für ein geeignetes nicht reagierendes Gas wie zum Beispiel Stickstoff zu verbinden. Die Gasquelle weist einen Gasmesser, ein Ventil und einen Druckregler (alle nicht abgebildet) auf, welche die durch den Kanal 90 strömende Gasmenge regeln. Die Gasquelle weist ferner einen Ionisierer (ebenfalls nicht abgebildet) auf, um eine elektrostatische Entladung zu verhindern.
Die Kombination der Komponenten 80, 82, 84, 86, 88, 90–92, 94, 96 und 98, einschließlich der (nicht abgebildeten) Gasquelle, bildet einen Mechanismus, der die Höhe des Magnetkopfes 18 oberhalb der Grundplattenstruktur 10 regelt. Das Gas von der Gasquelle wird für einen Fluss durch die Röhre 98 und in den Kanal 90 mit einer ausgewählten, größtenteils konstanten Strömungsrate geregelt. Das Gas strömt danach aus der Düse 91, so dass ein Gaspolster unterhalb des Kopfes 18 erzeugt wird. Das Gaspolster hält den Kopf 18 auf einer ausgewählten Höhe oberhalb der Grundplattenstruktur 10. Diese Höhe beträgt für gewöhnlich 25 bis 50 μm, vorzugsweise 35 bis 45 μm.
Der vorstehend genannte Positionssensor, der für die Bestimmung der lateralen Position des Magnetkopfs 18 im Verhältnis zu einer oder mehreren Bezugspositionen an der Grundplatte 10 eingesetzt wird, weist einen an dem Kopf 18 angebrachten Aufnahmemechanismus auf. Dieses optische Aufnahmemechanismus besteht aus einer Lumineszenzdioden-Lichtquelle 100 („LED"-Lichtquelle) und einem Fototransistor-Lichtsensor 102. Die LED-Lichtquelle 100, die nahe der Oberseite des Kopfes 18 angeordnet ist, ist mit einer Infrarot-LED („IR-LED") und einer Linse ausgebildet. Die LED wird über elektrische Leitungen (nicht abgebildet) gesteuert. Der Fototransistor-Lichtsensor 102, der in der Nähe der Unterseite des Kopfes 18 angeordnet ist, besteht aus einem Fototransistor und einem transparenten Körper bzw. Gehäuse, das den Fototransistor einschließt. Der Fototransistor stellt ein Ausgangssignal auf einer elektrischen Leitung (nicht abgebildet) bereit, die mit dem Rest des Positionssensors verbunden ist, um die laterale Position des Kopfes 18 im Verhältnis zu der Grundplattenstruktur 10 zu bestimmen und somit die laterale Position, an der Strom in der Struktur 10 unterhalb des Kopfes 18 fließt.
Die Abbildung aus 6 veranschaulicht schematisch, wie der optische Aufnahmemechanismus arbeitet. Das Element 104 aus 6 zeigt die Linse in der Lichtquelle 100 an. Das Element 106 zeigt den Fototransistor in dem Lichtsensor 102 an. Der Lichtsensor 102 weist eine flache Rückseite und eine abgerundete Vorderseite auf. Die Rückseite des Lichtsensors 102 befindet sich in einem Winkel von ungefähr 60° zu der Vertikalen. Die ganze Rückseite des Lichtsensors 102 ist schwarz (d.h. lichtundurchlässig), mit Ausnahme eines Schlitzes 108, durch den Licht in die Rückseite eintreten kann.
Das IR-Licht 110 wird durch die LED in der Lichtquelle 100 emittiert, durch die Linse 104 fokussiert und tritt durch den Schlitz 108 in den transparenten Körper des Lichtsensors 102. Nach der Brechung durch den transparenten Körper des Lichtsensors 102 tritt IR-Licht 110 aus dem Sensor 102 durch dessen gekrümmte Vorderseite und trifft auf der Grundplattenstruktur 10 auf. Das Licht 110 wird von der Struktur 10 reflektiert, tritt durch die gekrümmte Vorderseite in den Lichtsensor 102 ein, wird erneut durch den transparenten Körper des Sensors 102 gebrochen und trifft auf dem Fototransistor 102 auf, was es bewirkt, dass der Fototransistor 102 ein elektrisches Fototransistor-Ausgangssignal erzeugt. Der Wert des Fototransistor-Ausgangssignals variiert mit der Topografie der oberen Oberfläche der Struktur 10.
Der Positionssensor weist eine Elektronik auf, welche das Fototransistor-Ausgangssignal verarbeitet. Unter Verwendung der Bezugspositionen an der Grundplattenstruktur 10 bestimmt die Elektronik in dem Positionssensor, wie viele der Elektroden 32 oder 48 während einem Abtastvorgang in die Spalten- oder Zeilenrichtung passiert worden sind, beginnend von einer bekannten Position. Dabei kompensiert die Elektronik in dem Positionssensor den lateralen Abstand von der Position des Fototransistors 106 zu der Position der Öffnung 78 an der Unterseite des Magnetkopfs 18. Folglich identifiziert der Positionssensor die jeweilige Elektrode 32 oder 48, deren Strom durch den Kopf 18 magnetisch gemessen wird.
Die Grundplattenstruktur 10 ist über einem xy-Tisch (nicht abgebildet) angeordnet, der sich in die lateralen x- und y-Richtungen bewegen kann. Eine Unterdruckspannvorrichtung (nicht abgebildet) hält die Grundplattenstruktur 10 sicher an der Verwendungsposition auf dem xy-Tisch während der Strommessung, der optischen Prüfung und Behebungsoperationen. Der xy-Tisch kann auch um 360° gedreht werden. Der Hauptkörper 80 des Stromsensors 16 ist auf einem Schlitten angebracht, der oberhalb des xy-Tischs positioniert ist. Der Schlitten ermöglicht es, dass der Hauptkörper 80 auf 10 cm horizontal nach oben und auf 5 cm vertikal bewegt wird.
Wenn die Messung des Magnetflusses in dem Modus mit variabler Steuerung erfolgt, wird die Steuerspannung V_D für gewöhnlich mit einer Frequenz von 1 KHz bereitgestellt. Der Positionssensor arbeitet mit einer Frequenz, die sich deutlich von der V_D Frequenz unterscheidet, um eine Konfusion in Bezug auf die V_D Signatur zu vermeiden. Die Frequenz des Positionssensors entspricht für gewöhnlich 2 KHz.
Ein Teil der Elektronik für die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 ist an dem Hauptkörper 80 angebracht. Im Besonderen ist eine gedruckte Leiterplatte 112, die einen mit der Schaltkreisanordnung 114 ausgebildeten Vorverstärker aufweist, durch Bolzen 116 mit einer Seite des Hauptkörpers 80 verbunden. Der Strom I_I von der Spule 24 wird an den Vorverstärker 114 über ein Koaxialkabel (in 5 nicht abgebildet) bereitgestellt. Der Vorverstärker 114 verstärkt den Strom I_I, um ein verstärktes analoges Stromausgangssignal zu erzeugen. Die Stromverstärkung wird mit einem Operationsverstärker Analog Devices AD797 ausgeführt.
Der Rest der Elektronik für die Signalverarbeitungsschaltkreisanordnung 20 ist entfernt von dem Hauptkörper 80 angeordnet, wo die verstärkte Version des Stroms I_I elektronisch gefiltert und danach auf einer kennzeichnenden Frequenz von 20 KHz abgetastet wird. Das Filtern erfolgt mit einem zweipoligen Butterworth-Filter mit einer Grenzfrequenz von 5 KHz. Die restlichen Elektronikkomponenten stellen Fähigkeiten für die Ventilregelung auf, eine auswählbare sinuskurvenförmige Ausgabe von 1 KHz für die Steuerspannung V_D, eine sinuskurvenförmige Referenz von 1 KHz für die Verriegelung auf der AC-Signatur der Spannung V_D, eines Takts von 20 KHz, eine Ausgangsintensitätsregelung und eine auswählbare Rechteckwellenausgabe von 2 KHz für die optische Aufnahme, synchronisiert mit der Abtastrate von 20 KHz. Der Computer, der die abgetasteten Daten verarbeitet, verwendet einen digitalen Wiener-Filter für die Erzeugung der Ausgangsdaten S_o.
Die Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei diese Beschreibung jedoch nur dem Zwecke der Veranschaulichung dient und den nachstehend beanspruchten Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränkt. Zum Beispiel kann der Stromsensor 16 eingesetzt werden, um offene Schaltungsfehler in dem Leiter 12 zu detektieren, wenn eine geeignete Steuerspannung an dem Leiter 12 angelegt wird, wenn der Magnetkopf 18 über den Leiter 12 verläuft. Wenn die Plattenstruktur 10 als die Grundplattenstruktur der in den Abbildungen der 2 und 3 dargestellten Flachbildschirm-CRT-Anzeige implementiert wird, tastet der Kopf 18 somit über die Zeilenelektroden 32 ab, während offene Schaltungsfehler in den Elektroden 32 detektiert werden. Offene Schaltungsfehler in den Spaltenelektroden 48 werden auf die gleiche Art und Weise detektiert.
Die Signalverarbeitung für offene Schaltungsfehler ist der Verarbeitung für Kurzschlussfehler ähnlich. Es gibt einen Hauptunterschied, wenn der Sensor 16 in dem Modus mit variabler Steuerung mit einer sinuskurvenförmigen Steuerspannung eingesetzt wird. Aufgrund von kapazitiven Effekten weisen die Informationen, die die Stromgrößendaten für die offene Schaltungsdetektierung bereitstellen, eine Phasendifferenz von 90° zu den Informationen auf, welche die Stromgrößendaten für Kurzschlussfehler bereitstellen. Folglich wird der Wiener-Filter für die offene Schaltungsdetektierung so angepasst, dass die Informationen durchleiten, die für die Kurzschlusserkennung zurückgewiesen worden sind, und um grundsätzlich die Informationen zurückzuweisen, die für die Kurzschlussdetektierung durchgeleitet worden sind.
Eine mechanische Technik kann an Stelle des Gaspolsters eingesetzt werden, um die Höhe des Magnetkopfes 18 oberhalb der Plattenstruktur 12 zu regeln. Der Positionssensor in dem Stromsensor 16 kann die Position des Kopfes 18 im Verhältnis zu der Struktur 10 bestimmen, indem die laterale Geschwindigkeit integriert wird, beginnend an einer Referenzposition an Stelle des optischen Messens der Topografie der Struktur 10.
Der Sensor 16 kann zum Messen von Strom in anderen Flachbildschirmvorrichtungen als Flachbildschirm-CRT-Anzeigen eingesetzt werden. Zu Beispielen zählen Plasmaanzeigen mit Matrixadressierung, LCDs und hybride integrierte Schaltungseinheiten. Somit sind für den Fachmann auf dem Gebiet Modifikationen und Anwendungen möglich, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition in den anhängigen Ansprüchen möglich.

Claims

Vorrichtung zum Messen des Stromflusses in einer flachen Plattenstruktur (10), wobei die Vorrichtung einen Magnetkopf (18) zum Messen von Veränderungen des in Strom induzierten Magnetflusses umfasst, wenn der Magnetkopf über einem primären elektrischen Leiter (12) der Plattenstruktur (10) positioniert ist, und um ein Kopfausgangssignal bereitzustellen, das jede gemessene Veränderung des Magnetflusses anzeigt, wobei die Veränderungen des Magnetflusses alle relativen Veränderungen einschließen, die durch die Bewegung des Magnetkopfes im Verhältnis zu der Plattenstruktur auftreten; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner folgendes umfasst: eine Signalverarbeitungs-Schaltkreisanordnung (20) für einen Positionssensor, der die Position des Magnetkopfs lateral im Verhältnis zu der flachen Plattenstruktur bestimmen kann, welche das Kopfausgangssignal verarbeitet, so dass ein Datensignal erzeugt wird, das anzeigt, wie viel Strom, falls überhaupt, in dem primären elektrischen Leiter der Plattenstruktur unterhalb des Magnetkopfes fließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Positionssensor die Topografie der Plattenstruktur optisch erkennen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Positionssensor folgendes umfasst: eine Lichtquelle (100); und einen Lichtsensor (102) zum Erzeugen eines elektrischen Signals als Reaktion auf Licht, das nach der Emission durch die Lichtquelle von der Plattenstruktur reflektiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei diese ferner einen Gaspolstermechanismus (84, 86, 90–92, 94, 96, 98) aufweist, um eine Gasströmung zwischen dem Magnetkopf und der Plattenstruktur zu bewirken, um den Magnetkopf in einem Abstand von ungleich Null oberhalb der Plattenstruktur zu positionieren, und um zu Regeln, wie hoch der Magnetkopf oberhalb der Plattenstruktur positioniert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei diese ferner folgendes aufweist: einen Hauptkörper (80); und ein flexibles Element (82, 88), das mit dem Hauptkörper und dem Magnetkopf verbunden ist, wobei der Gaspolstermechanismus es ermöglicht, dass Gas von einer Gasquelle durch einen sich durch den Hauptkörper erstreckenden Kanal (90) fließen kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei diese ferner eine Einrichtung (54) aufweist, um eine Steuerspannung dem primären Leiter (12) der flachen Plattenstruktur zuzuführen, wenn der Magnetkopf über den primären Leiter geführt wird, und wobei sie so funktionsfähig ist, dass sie Veränderungen des durch Strom induzierten Magnetflusses misst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerspannung periodisch mit einer ausgesuchten Frequenz zeitlich variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die ausgesuchte Frequenz mindestens 70 Hz entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Zufuhreinrichtung die Steuerspannung zwischen dem primären Leiter und einem weiteren elektrischen Leiter der flachen Plattenstruktur zuführt, wobei die beiden Leiter nominal elektrisch voneinander isoliert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die flache Plattenstruktur eine Grundplattenstruktur einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeige darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Lichtsensor einen Fototransistor umfasst.
Verfahren zum Messen des Stromflusses in einer flachen Plattenstruktur (10), wobei das Verfahren das Positionieren eines Magnetkopfes (18) über einem primären elektrischen Leiter (12) der flachen Plattenstruktur (10) umfasst, so dass der Magnetkopf Veränderungen des durch Strom induzierten Magnetflusses messen kann, wenn eine Steuerspannung, die dem primären Leiter zugeführt wird, im Zeitverlauf auf vorbestimmte Art und Weise angepasst wird, und um ein Kopfausgangssignal bereitzustellen, das alle gemessenen Veränderungen des Magnetflusses anzeigt, wobei die Veränderungen des Magnetflusses alle relativen Veränderungen einschließen, die durch die Bewegung des Magnetkopfes im Verhältnis zu der flachen Plattenstruktur entstehen; gekennzeichnet durch das Evaluieren des Kopfausgangssignals, so dass ein Datensignal erzeugt wird, das anzeigt, wie viel Strom, falls überhaupt, in dem primären elektrischen Leiter der Plattenstruktur unterhalb des Magnetkopfes fließt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Steuerspannung im Zeitverlauf periodisch mit einer ausgewählten Frequenz variiert.
Verfahren nach Anspruch 12, das bei der Durchführung der Erkennung eines Kurzschlusses an einer flachen Plattenstruktur verwendet wird, in der eine Gruppe erster elektrischer Leiter nominal elektrisch isoliert ist von der flachen Plattenstruktur, und bei einer Betrachtung senkrecht zu der flachen Plattenstruktur, eine Gruppe zweiter elektrischer Leiter kreuzt, wobei das Verfahren folgendes umfasst: das Durchführen des Positionierungsschrittes an zumindest einem Teil der ersten und zweiten Leiter (32, 48), um Stromdaten zu erzeugen, die anzeigen, wie viel, sofern überhaupt, Strom durch jeden Leiter mindestens eines Teils der Leiter fließt; und ferner den Schritt des Anwendens einer Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse auf die Stromdaten, um eine Position auszuwählen, an der ein identifizierter der ersten Leiter einen identifizierten der zweiten Leiter kreuzt, mit der größten Wahrscheinlichkeit für das Aufweisen eines Kurzschlussfehlers.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei für jeden der identifizierten Leiter bestimmt wird, dass er Strom mit einem gemessenen Wert führt, der für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei bestimmt wird, dass der identifizierte erste Leiter mehr gemessenen Strom führt als jeder andere erste Leiter und gemessenen Strom führt, dessen Wert näher an dem Stromwert liegt, für den bestimmt worden ist, dass er durch den identifizierten zweiten Leiter fließt als durch jeden anderen zweiten Leiter.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Schritt des Anwendens das Bestimmen der Wahrscheinlichkeit P_Ij für einen Kurzschlussfehler an jeder Position aufweist, an welcher der identifizierte erste Leiter einen Leiter j der zweiten Leiter kreuzt ungefähr gegeben durch:
wobei I_Ri der gemessene Wert des durch den identifizierten ersten Leiters ist, wobei I_Cj der gemessene Wert des durch den Leiter j fließenden Stroms ist, wobei σ_Cj der durchschnittliche Wert des additiven Rauschens auf dem Leiter j ist, wobei K der Anzahl der zweiten Leiter entspricht, wobei k eine ganze Zahl zwischen 1 und K ist, wobei I_Ck dem gemessenen Wert des durch jeden Leiter k der zweiten Leiter fließenden Stroms ist, und wobei σ_Ck dem durchschnittlichen Wert des additiven Rauschens an jedem Leiter k der zweiten Leiter ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei dieses ferner den Schritt des optischen Prüfens der ausgesuchten Position aufweist, um zu bestimmen, ob dieser die physikalischen Eigenschaften eines Kurzschlussfehlers aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Ausführens einer Reparaturoperation zum Entfernen jedes Kurzschlussfehlers an der gewünschten Position aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei für die ausgesuchte Position bestimmt wird, dass diese einen Kurzschlussfehler aufweist, wobei das Verfahren ferner nach dem Anwendungsschritt die folgenden Schritte aufweist: das Modifizieren der Stromdaten, um Strom mit einem ausgesuchten Kurzschlusswert von den gemessenen Werten der durch die beiden identifizierten Leiter fließenden Ströme abzuziehen; das Untersuchen der modifizierten Stromdaten, um zu bestimmen, ob Strom mit dem gemessenen Wert, der für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht, durch mindestens einen der ersten Leiter und durch mindestens einen der zweiten Leiter fließt; und wenn dies der Fall ist, das Anwenden einer Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse auf die modifizierten Stromdaten, um eine weitere Position auszuwählen, wo ein identifizierter der ersten Leiter einen identifizierten der zweiten Leiter kreuzt, mit der jetzt höchsten Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschlussfehler, wobei für jeden der identifizierten Leiter, welche die weitere Position definieren, während der Untersuchung der modifizierten Stromdaten festgestellt worden ist, dass er Strom mit einem ausreichenden Wert für mindestens einen Kurzschlussfehler führt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei bestimmt wird, dass die weitere ausgesuchte Position einen Kurzschlussfehler aufweist, wobei das Verfahren ferner den des Wiederholens der Schritte des Modifizierens der Stromdaten, des Untersuchens der modifizierten Stromdaten und bei Bedarf des Anwendens einer Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse aufweist, um eine weitere derartige weitere Position auszuwählen, bis während der Untersuchung der auf diese Weise modifizierten Stromdaten kein Paar eines ersten Leiters und eines zweiten Leiters festgestellt wird, das Strom führt, der für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei bestimmt wird, dass die ausgewählte Position keinen Kurzschlussfehler aufweist, wobei das Verfahren nach dem Schritt des Anwendens ferner die folgenden Schritte aufweist: das Untersuchen der Stromdaten, um zu bestimmen, ob Strom des gemessenen Wertes in ausreichender Höhe für mindestens einen Kurzschlussfehler durch den mindestens einen der ersten Leiter mit Ausnahme des identifizierten ersten Leiters fließt und durch mindestens einen der zweiten Leiter; und das Anwenden einer Kurzschlussfehler-Wahrscheinlichkeitsanalyse auf die Stromdaten, um eine weitere Position auszuwählen, an der ein identifizierter der ersten Leiter mit Ausnahme des vorher identifizierten Leiters einen identifizierten zweiten Leiter kreuzt, wobei für jeden der identifizierten Leiter, welche die weitere Position definieren, während dem zweiten Untersuchungsschritt festgestellt worden ist, dass er Strom mit einem ausreichenden Wert für mindestens einen Kurzschlussfehler führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei dieses ferner den Schritt des Messens des Gesamtstroms durch die ersten Leiter aufweist, wobei für den Strom insgesamt festgestellt wird, dass dieser in Bezug auf den Wert für mindestens einen Kurzschlussfehler ausreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die flache Plattenstruktur eine Grundplattenstruktur einer Flachbildschirm-Kathodenstrahlröhrenanzeige darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei der Messschritt folgendes umfasst: das Bewegen des Magnetkopfes über zumindest einen Teil der Leiter, um es zu ermöglichen, dass der Magnetkopf Veränderungen des durch Strom induzierten Magnetflusses misst und ein Kopfausgangssignal bereitstellt, das alle gemessenen Veränderungen des Magnetflusses anzeigt, wobei die Veränderungen des Magnetflusses alle relativen Veränderungen einschließen, die durch die Bewegung des Magnetkopfes im Verhältnis zu der flachen Plattenstruktur auftreten; und das Bewerten des Kopfausgangssignals, um die Stromdaten zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Bewegens ausgeführt wird, während eine Steuerspannung zwischen den ersten Leitern einerseits und den zweiten Leitern andererseits angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Steuerspannung im Zeitverlauf periodisch mit einer ausgesuchten Frequenz variiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei dieses ferner nach dem Schritt des Positionierens und vor dem Schritt des Analysierens ferner folgendes umfasst: das Identifizieren jedes, sofern vorhanden, der ersten und zweiten Leiter, für die bestimmt worden ist, dass sie gemessenen Strom führen, der mindestens einen Kurzschlussfehler anzeigt; und das Klassifizieren als mögliche Positionen für Kurzschlussfehler jede Position, an der einer der identifizierten ersten Leiter einen der identifizierten zweiten Leiter kreuzt.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei für den identifizierten ersten Leiter für die auf diese Weise klassifizierte mögliche Position bestimmt wird, dass er mehr gemessenen Strom führt als jeder andere erste Leiter, und wobei er gemessenen Strom führt, dessen Wert näher an dem Wert liegt, für den bestimmt worden ist, dass er durch den identifizierten zweiten Leiter für die auf diese Weise klassifizierte mögliche Position fließt als durch jeden anderen zweiten Leiter.