TWI599786B

TWI599786B - Conductor pattern inspection device

Info

Publication number: TWI599786B
Application number: TW105138409A
Authority: TW
Inventors: Toshiro Yasuda; Shinichi Murakami
Original assignee: Oht Inc
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-09-21
Also published as: CN107064706B; CN107064706A; TW201812331A; KR101763535B1; JP6014950B1; JP2017116331A; KR20170074748A

Description

導電體圖案檢查裝置

本發明係關於一種使用非接觸之檢查電極而對形成於基板上之導電體圖案進行電性檢查之導電體圖案檢查裝置。

一般而言，於包含用以安裝電子零件之硬質樹脂的電路基板或彎曲自如之可撓性電路基板上，形成有用以連接零件間之導電體圖案。此外，在使用於太陽電池或太陽發電用面板等之電路基板中，例如將自1根短棒之側而用以起電之複數個電極延伸為梳齒狀的梳狀導電體圖案加以組合而形成。

檢測出該等之導電體圖案中有無短路或斷線之習知的電性檢測，為在將呈尖端形狀之檢查探針抵接於作為檢查對象之導電體圖案或電極而進行電性連接後，供電檢查信號，自該導電體圖案檢測出相當於已供給之檢查信號的檢測信號，而判定有無因斷線或短路而導致之缺陷。

進而，為了謀求檢查之效率化，一面使檢查電極側或電路基板側之任一者移動，一面對於複數個電路基板實施連續地檢查。於使該檢查探針接觸於導電體圖案之情況下，為了謀求減低接觸電阻而會施以某程度之按壓，因而會對導電體圖案賦予切削傷痕等之損傷。

此外，作為防止於檢查時對導電體圖案賦予損傷之檢查裝置，例如於專利文獻1：日本專利特開2004-191381號公報中係揭示有一種以非接觸形式對導電體圖案實施電性檢查之導電體圖案檢查裝置。

該導電體圖案檢查裝置係在使至少包含供電電極與感測器電極的一組檢查電極接近至檢查對象之導電體圖案而為電容耦合之狀態下，自供電電極施加檢查信號即交流檢查信號，而以感測器電極檢測出傳送於導電體圖案之交流檢查信號，藉由檢測出之檢測信號的位準而進行有無斷線及短路之檢查。

於上述之以非接觸形式利用電容耦合之檢查裝置中，檢查電極係隔開預先設定之距離即所謂之間隙而與導電體圖案對向，進而檢測出自導電體圖案側所傳送之交流檢查信號。相較於使用直流信號作為檢查信號之檢查裝置的檢測值，藉由電容耦合所檢測出交流之檢查信號的檢測值為微小之值。

尤其是，在導電體圖案與檢查電極之間的距離即電容耦合之電極間距離為變動的情況下，所取得之檢測信號之信號值會大幅地變動。相對於作為進行判定檢查是否為良好之基準的臨限值，所取得之信號值大幅變動，即便實際上導電體圖案為正常，若距離過於分離，則會擔心有所檢測出之檢測值變得較臨限值低而被判斷為不良之情況。

若提高檢查電極之移動機構或電路基板之搬送機構的動作精度，則可使如此之導電體圖案與檢查電極之間的距離變動減低。然而，提高該等移動機構或搬送機構之動作精度並不容易，必須進而進行構成部位之尺寸上的高精度化，且甚至亦包含安裝調整之提升等之個人能力上的提升。此外，為了謀求生產效率之提升，形成導電體圖案之基板亦被要求為大型化，由於對大型基板要求現有之檢查精度或其以上之檢查精度，因而可推知技術上之難度會變高，且製造成本亦會大幅上升。

依照本發明而成之實施形態係提供一種導電體圖案檢查裝置，其係使隨著所對向之導電體圖案與檢查電極之距離的變動而產生之檢測信號值之變動減少，而取得更為正確之導電體圖案有無缺陷之檢查結果。

實施形態之導電體圖案檢查裝置係具備：檢查信號供給部，其係產生用以供電至複數個導電體圖案之交流的檢查信號，該複數個導電體圖案係以呈行狀配置之方式形成於電路基板上；供電電極部，其係電容耦合於上述複數個導電體圖案，而將上述檢查信號供電於隔一行之導電體圖案；受電電極部，其係由第1感測器電極與第2感測器電極所構成，該第1感測器電極係電容耦合於被供電有上述檢查信號之第1導電體圖案，而檢測出上述檢查信號作為第1檢測信號，該第2感測器電極係電容耦合於未被供電有上述檢查信號之第2導電體圖案，而在上述檢查信號流通於該第2導電體圖案時，檢測出作為第2檢測信號；檢測信號處理部，其計算出將上述第1檢測信號與上述第2檢測信號經加算的合量信號、及自上述第1檢測信號減去上述第2檢測信號的差量信號，將上述差量信號除以上述合量信號而產生判定用信號；及缺陷判定部，其係將上述判定用信號與預先設定之臨限值進行比較而判定有無缺陷。

1‧‧‧導電體圖案檢查裝置

2‧‧‧電路基板

3‧‧‧供電電極部

3a‧‧‧供電電極

4、4a、4b‧‧‧感測器電極

5‧‧‧受電電極部

6‧‧‧檢查電極部

7、7a、7b‧‧‧導電體圖案

8‧‧‧檢查信號供給部

9‧‧‧檢測信號處理部

10‧‧‧控制部

11‧‧‧移動機構

12‧‧‧驅動控制部

21、22‧‧‧放大部

23‧‧‧差動放大部

24‧‧‧加算部

25、26‧‧‧檢波部

27‧‧‧運算部

28‧‧‧缺陷判定部

29‧‧‧運算處理部

30‧‧‧記憶體

31‧‧‧顯示部

32‧‧‧輸入部

41‧‧‧電路基板

42‧‧‧導電體圖案

43‧‧‧檢波部

A、B‧‧‧交流檢測信號

N‧‧‧共模雜訊

P、Q、P_OK、P_NG、R‧‧‧判定用信號

s‧‧‧箭頭

圖1係顯示本發明之第1實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖。

圖2係顯示感測器電極與導電體圖案間之距離產生變化時之檢查信號的輸出變動之例之圖。

圖3係用以對導電體圖案檢查裝置之缺陷判定中之判定用信號與臨限值之關係進行說明之圖。

圖4係顯示本發明之第2實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖。

圖5係顯示本發明之第3實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖。

以下，參照圖式而對於本發明之實施形態進行詳細地說明。

[第1實施形態]

圖1係顯示本發明之第1實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖，圖2係顯示第1實施形態之導電體圖案檢查裝置中之距離產生變化時之檢查信號的輸出變動與用以進行比較之習知的導電體圖案檢查裝置之檢查信號之輸出變動之圖。此外，圖3係用以對導電體圖案檢查裝置之缺陷判定中之判定用信號與臨限值之關係進行說明之圖。

於本實施形態中，作為根據導電體圖案檢查裝置1所進行檢查之檢查對象的一例，將2個梳狀之導電體圖案7設為對象，該2個梳狀之導電體圖案7係包含形成於被利用在圖1所示之太陽發電用面板等之電路基板2上的導電體。該等之梳狀係由複數個梳齒部與1個短棒部所構成。

該等梳狀係皆以如下方式形成，即複數個平行之梳齒部之一端為開放，各另一端係共通地連結於1個短棒部。該導電體圖案7係以一對梳狀為相互地咬合梳齒部之方式配置。此時，以相互之導電體圖案7a、7b之梳齒部與梳齒部為不具有接觸或重疊的方式隔開一定之間隔。

本實施形態之導電體圖案檢查裝置1係主要由如下構件所構成：檢查電極部6，其係包含進行交流之檢查信號之供電的供電電極部3、及檢測出該檢查信號的受電電極部5；檢查信號供給部8，其係產生檢查信號；檢測信號處理部9，其係針對於所檢測出之檢測信號進行包含檢波及放大之運算處理；缺陷判定部28，其進行是否有無缺陷之判定；控制部10，其係對各構成部位進行控制；及移動機構11與驅動控制部12，該等係於檢查時搬送電路基板。於以下之說明中，將在檢查時供電於導電體圖案7之交流信號稱為檢查信號，而將自導電體圖案所檢測出之檢查信號記載作為檢測信號。

以下，進行詳細地說明。檢查電極部6係於與未圖示之1個電極基板之導電體圖案7對向之表面上，形成有供電電極部3與受電電極部5。再者，相對於供電電極部3與受電電極部5，電極基板亦可分別形成，但於該情況下係以位置關係固定之方式構成。於下述內容對形成於該電路基板2上之導電體圖案、及與電極基板之導電體圖案7對向之面之間的間隙進行說明，而稱為間隔。

供電電極部3係配置於與一導電體圖案7a之短棒部上方對向之位置。因此，相對於配置為行狀之梳齒部之導電體圖案7，僅對於隔一行之導電體圖案即於圖1中之導電體圖案7a而輸入交流之檢查信號。此外，在本實施形態中，由於為後述之一面搬送電路基板一面實施檢查之方式，因而在導電體圖案7a之短棒部通過供電電極部3之下方時電容耦合，而自供電電極部3對於導電體圖案7a輸入交流檢查信號。

受電電極部5係由矩形形狀之成對的感測器電極4(4a、4b)所構成，該感測器電極4係檢測出流通於導電體圖案7之檢查信號而作為檢測信號。該等感測器電極4係由電阻率較低之導電體材料，例如為金屬材料且藉由周知之形成方法而形成。在供電電極部3處於短棒部上方時，感測器電極4a、4b係分別以位在導電體圖案7a、7b之所鄰接的梳齒部之上方而對向之位置之方式配置。此時，感測器電極4a、4b係與梳齒部之哪一部位對向並未有特別限定。

於圖1中，感測器電極4a[第1感測器電極]係以對向於導電體圖案7a[第1導電體圖案]之梳齒部之方式配置，感測器電極4b[第2感測器電極]係以對向於鄰接之導電體圖案7b[第2導電體圖案]之梳齒部之方式配置。感測器電極4係至少需要一對鄰接配置之感測器電極4a及感測器電極4b。再者，於藉由電容耦合進行交流之檢查信號之供給及檢測出之情況下，為了使傳送之檢查信號的信號值盡可能地變大，因而期望供電電極部3及感測器電極4係以對向於導電體圖案之面積變大之方式形成。

檢查信號供給部8係產生用以輸入於導電體圖案7之檢查信號而輸出於供電電極部3。該檢查信號為例如200kHz~800kHz左右之頻帶區域內之交流信號，於工廠出貨時根據設計規格而設定，或是使用者亦可根據檢查對象而適當選擇以進行設定。由感測器電極4所檢測出之各個檢測信號係輸出於檢測信號處理部9。

檢測信號處理部9係由2個放大部21及放大部22、差動放大部23、加算部24、2個檢波部25及檢波部26、及運算部27所構成。

放大部21係放大感測器電極4a所檢測出而被輸入之交流的檢測信號A[第1檢測信號]，而朝加算部24輸出。同樣地，放大部22係放大感測器電極4b所檢測出而被輸入之交流的檢測信號B[第2檢測信號]，而朝加算部24輸出。放大部21與放大部22為具有相同特性，而以相同放大率進行放大者。加算部24係分別將經放大之檢測信號A與檢測信號B進行加算(A+B)，而朝檢波部26輸出。

差動放大部23係取得分別自感測器電極4a及感測器電極4b所輸入之檢測信號A與檢測信號B之差(A-B)，而朝檢波部25輸出。

檢波部26係針對於來自加算部24之已進行加算之交流的檢測信號而施以檢波處理，產生合量信號(A+B)，輸出於運算部27。同樣地，檢波部25係針對於有來自差動放大部23之已取得差之交流的檢測信號，藉由檢波處理而產生差量信號(A-B)，輸出於運算部27。

於此，在導電體圖案7a、7b皆為未短路之正常導電體圖案之情況下，來自感測器電極4b之檢測值為0，而僅自感測器電極4a檢測出。因此，僅來自放大部21之經放大之檢測信號通過加算部24，朝檢波部26輸出。此外，僅有自感測器電極4a所檢測出之檢測信號，自差動放大部23而朝檢波部25輸出。

相反地，於導電體圖案7a、7b短路之情況下，自感測器電極4a、4b分別檢測出大致相同數值之交流的檢測信號。因此，自放大部21、22分別被放大之檢測信號係通過加算部24，而變成2倍之檢測信號係朝檢波部26輸出。此外，藉由感測器電極4a與感測器電極4b之差值而產生之0位準之檢測信號係自差動放大部23朝檢波部25輸出。

運算部27係進行將分別輸入之差量信號(A-B)除以合量信號(A+B)之運算處理。此時，亦可對差量信號及合量信號施以平滑化處理而作為前處理。進而，由於重疊有共模雜訊N，因而在對合量信號(A+B)進行減去該雜訊部分之減算處理之後，進行除算處理而產生判定用信號P。亦即，判定用信號P係藉由P=(A-B)/(A+B-N)...數式(1)而求得。

其次，運算部27係將所產生之判定用信號P輸出於缺陷判定部28。

缺陷判定部28係如後述般預先設定有判定用之臨限值，藉由所取得之判定用信號P與臨限值之比較而判定有無缺陷。該有無缺陷之判定結果係被輸出於控制部10。

此外，電路基板2係藉由移動機構11而於檢查時朝圖1所示之箭頭s之方向進行搬送。該箭頭s之方向係與導電體圖案7之梳部分所延伸之方向為相同之方向。移動機構11係藉由依照來自控制部10之指示的驅動控制部12而進行驅動控制。

控制部10係由進行裝置整體之各構成部之控制的運算處理部(CPU)29、及記憶有關於程式或資料之資訊的記憶體30所構成。記憶體30係例如利用ROM(Read-Only Memory；唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)或快閃記憶體等之通用記憶體，而記憶有控制用程式、各種運算用程式及資料(表格)等。運算處理部29係依照已設定之程式等而對於已輸入或指示之資訊進行運算處理，進而進行各構成部之操作指示。

進而，於控制部10係設置有顯示部31及輸入部32。顯示部31係顯示有無缺陷之判定結果或各構成部之操作指示及驅動狀態等。此外，輸入部32係用以進行操作指示或設定之包含鍵盤或觸控面板等的輸入機器。控制部10係接受來自缺陷判定部28之判定結果，而將該內容顯示於顯示部31之畫面上。

其次，對於藉由檢測信號處理部9之運算部27而所產生之判定用信號P進行說明。

若感測器電極4與導電體圖案7之間隔(間隙)產生變動，則該判定用信號P中之數式(1)之分母與分子會同等地進行變化。因此，由間隙變動所導致之影響被消除，而可產生數值變動較少之判定用信號P。

於本實施形態中，例如將感測器電極4與導電體圖案7之間隔設定為500μm而作為檢查時之基準間隔，於圖2顯示使移動之電路基板產生變動時之輸出變動。於此，將本實施形態中之判定用信號設為P，而僅將習知之差量信號(A-B)作為習知之判定用信號而設為Q。

參照圖2所示之特性，對於在感測器電極4與導電體圖案7之間隔具有較大變動之例進行說明。

相對於500μm之基準間隔，作為第1例，350μm的變動，即產生僅距離150μm感測器電極4與導電體圖案7靠近之變動的情況下，判定用信號P之輸出變動係產生於信號值中之+18%之輸出變動。相對於此，於判定用信號Q係產生+168%之輸出變動。

同樣地，作為第2例，相對於500μm之基準間隔，600μm的變動，即產生僅距離150μm感測器電極4與導電體圖案7離開之變動的情況下，判定用信號P之輸出變動係產生於信號值中之-6%之變動，但習知之判定用信號Q之輸出變動為產生-48%之輸出變動。

因此，於具有間隔之較大變動的情況下，相較於習知之檢測信號，本實施形態之檢測出的檢測信號之值係可使輸出變動減少至1/8~1/9左右。此外，如圖3所示，由缺陷判定部28所進行之判定係預先設定有判定用之臨限值，藉由與本實施形態之判定用信號P進行比較，而判定有無缺陷。於以下之說明中，將不考慮共模雜訊N而進行說明。於此，在導電體圖案7a、7b為短路之情況下，自感測器電極4a、4b所檢測出之檢測信號A與檢測信號B係同電位之交流信號，放大部21、22之放大率亦設定為相同。於此，將臨限值設定為「1」。

於缺陷判定部28中，在自運算部27所輸入之判定用信號P為「0」之情況下，於上述之數式(1)中，分子之(A-B)為「0」。亦即，可認為來自感測器電極4a與感測器電極4b之檢測信號A與檢測信號B為相等。此為可判定為導電體圖案7a、7b彼此短路，而具有缺陷之導電體圖案。另一方面，於自運算部27所輸入之判定用信號為「1」之情況下，於上述之數式(1)中，分子之(A-B)為「1」。亦即，可認為A=1、B=0，即可判定為導電體圖案7a、7b並無短路，而為正常之導電體圖案。

如上述般而如圖3所示，於判定用信號P_OK到達臨限值即「1」之情況下，判斷為正常之導電體圖案，於判定用信號P_NG為「0」或臨限值以外之情況下，可判定為具有缺陷之導電體圖案。

再者，雖用於上述之判定之臨限值係設定為「1」之固定值，但並不需要限定為固定值或固定之範圍(如圖3所示之虛線)。例如，將臨限值時常更換為之前被判定為良好之判定用信號(但是為峰值)，而設定作為新的臨限值。進而亦可為如下，即將該新的臨限值作為判定基準，或是將以該新的臨限值作為中心而以任意數值之寬度所設定之判定範圍內而作為判定基準，相對適合於該等判定基準的判定用信號，而判定為無缺陷。

根據本實施形態之導電體圖案檢查裝置，即便於自被供給有檢查信號之導電體圖案所檢測出之檢測信號在檢查電極部與作為檢查對象之導電體圖案的間隔具有變動之情況下，相較於習知之輸出變動，可格外地使輸出變動減少。因此，可不管有無檢查電極部與導電體圖案之間隔的變動或大小而取得無輸出變動之判定用信號，並可藉由與作為判定基準之臨限值進行比較而正確地判定有無缺陷。

[第2實施形態]

圖4係顯示本發明之第2實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖。再者，在本實施形態中，對與上述之第1實施形態相等之構成部位賦予相同參照符號，而省略其之詳細說明。在上述之第1實施形態中，係顯示作為用以實現作用效果之最小構成，即1個供電電極部3及2個感測器電極4之構成，但實際上，需要配置有可與作為檢查對象之導電體圖案的數量產生對應之複數個感測器電極4。

如圖4所示，在本實施形態中，於梳狀之導電體圖案中之全部梳齒部之上方，為配置有感測器電極4(4a、4b)之構成。感測器電極4a群係對放大部21及差動放大部23分別輸出所檢測出之交流檢測信號A。此外，感測器電極4b群係對放大部22及差動放大部23分別輸出所檢測出之交流檢測信號B。放大部21、22及差動放大部23之下述構成或信號處理係與上述之第1實施形態相同。

此外，於缺陷判定部28之判定中，於在複數個導電體圖案中具有例如1處短路部位之情況下，如第1實施形態般，判定用信號P不會成為「0」，而會成為未滿「1」之數值。在本實施形態中，將考慮到重疊之共模雜訊N之未滿「1」之數值，設定為臨限值，而將該臨限值以下，判定為具有缺陷之導電體圖案。

在本實施形態中，可獲得與上述之第1實施形態相同之作用效果。進而，由於在梳狀之導電體圖案中之全部梳齒部之上方為配置有感測器電極4之構成，因此可藉由一次搬送而對檢查對象之電路基板進行檢查在全部導電體圖案中之短路缺陷之有無。

[第3實施形態]

圖5係顯示本發明之第3實施形態之導電體圖案檢查裝置之概念性構成之方塊圖。再者，在本實施形態中，對與上述之第1實施形態相等之構成部位賦予相同參照符號，而省略其之詳細說明。

於上述之第1實施形態及第2實施形態中，由於供電電極部3為與梳狀之導電體圖案7之短棒部對向之配置構成，因而僅適用於梳狀之導電體圖案7。

本實施形態之導電體圖案檢查裝置1係將電性分離之複數個導電體圖案42作為檢查對象，該等導電體圖案42係形成在用於液晶面板或觸控面板等之電路基板41上且平行地配置為行狀。相對於該等導電體圖案42，進行電性檢查而判定有無短路及斷線之缺陷。再者，只要能在電路基板41上確定圖案之位置，則即便各導電體圖案42並非為平行及等間隔之配置，仍能夠進行檢查。

本實施形態之檢查電極部6係由供電電極部3與受電電極部5所構成。如圖5所示，供電電極部3係包含複數個供電電極3a，各供電電極3a係隔一行地配置於與呈行狀配置之導電體圖案42對向之位置，而以不鄰接之方式配置。此外，供電電極部5係包含複數個感測器電極4(4a、4b)，而以與存在於檢查範圍內之全部導電體圖案42對向之方式配置感測器電極4a。供電電極3a與感測器電極4a之間隔並未有特別限定，既可為導電體圖案42之兩端，亦可以成為接近位置之方式配置。

再者，雖非必須，但於檢查電極部6中，在使供電電極3a與感測器電極4a隔開任意之間隔，例如1至2cm之間隔而配置之情況下，亦可自檢測信號A而檢測出與該等對向之導電體圖案42中之斷線缺陷。亦即，於通過斷線部位時，自供電電極3a所輸入之檢查信號暫時地不會到達感測器電極4a，自感測器電極4a所輸出之檢測信號A產生中斷，藉此可檢測得知因斷線而所導致之缺陷。

作為其一例，如圖5所示，設置僅對自放大部21所輸出之交流檢測信號A進行檢波處理之檢波部43，而以缺陷判定部28對該經檢波處理之判定用信號R之信號變化進行判定，藉此可判定有無斷線之缺陷。接著，雖未圖示，而以如下方式相互地配置供電電極3a，即，於導電體圖案42之長度方向上隔開1根以上之導電體圖案42之長度而排列配置2個第1、第2檢查電極部6，將第1檢查電極部與第2檢查電極部錯開導電體圖案42之1線距離。進而，藉由增加分別對自放大部21、22所輸出之交流的檢測信號A、B進行檢波處理之2個檢波部43，而可對全部導電體圖案進行判定有無短路與斷線。

如上述說明，本實施形態之導電體圖案檢查裝置係藉由檢測信號處理部9輸出與上述第1實施形態相同之判定用信號P而可判定導電體圖案42中有無短路之缺陷。進而，藉由增加檢查電極部6及檢波部43而可對全部導電體圖案進行判定有無短路與斷線。

根據本發明之實施形態之導電體圖案檢查裝置，可使隨著所對向之導電體圖案與檢查電極之距離的變動而所產生之檢測信號值之變動減少，而可取得更加正確之導電體圖案有無缺陷之檢查結果。