專利名稱：用于檢查印制電路結構的傳感器、裝置和方法以及傳感器的加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查在平面栽體上構成的印制電路結構的傳 感器、裝置和方法，尤其用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底上構成的 印制電路矩陣。本發(fā)明還涉及上述傳感器的加工方法。
背景技術：
在加工液晶顯示器(LCD)領域中，對于有效和經(jīng)濟的加工過程需 要檢查玻璃基底上的電的TFT電極(薄膜晶體管電極)，用于盡可能及 時地在加工液晶顯示器過程中識別可能存在的缺陷。
由US 5,974,869已知用于晶片的檢查方法，其中通過金屬尖無接觸 地掃描晶片表面。同時測量金屬尖與晶片表面之間的電位差，其中由不 同材料組成的電極的輸出功也有助于這個電位差。由此除了不同的材料 以外，也可以獲得表面的化學變化例如蝕刻或幾何形狀變化例如溝槽結 構。但是這種檢查方法存在缺陷，要被檢查的表面相對于金屬尖必需旋
為了檢查復雜的印制電路矩陣，即，在可接收的時間內(nèi)檢查具有大 量像素的矩陣需要高度并行度。這意味著，通過具有多個傳感器電極的 測量頭同時掃描或檢查印制電路矩陣上的多個測量點。
因此例如在現(xiàn)代20英寸計算機顯示器上以1600x1200圖形點的分 辨率存在5.76百萬像素。在此每個圖形點需要三個分像素，用于以公知 的方式通過混色實現(xiàn)彩色顯示。在此像素一般具有約50jLim(便攜或照 相機顯示器)直到500pm (大尺寸LCD電視)的間距。
在對比印制電路檢查時，由于強烈的尤其與電容測量方法的距離關 系要注意，所使用的各個傳感器電極在幾何尺寸上以幾十pm的距離位 于平面里面。如果滿足這個條件，則多通道傳感器以幾十)Lim的距離在 要被檢查的TFT印制電路矩陣上導引
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，給出用于檢查在平面載體上構成的印制電路結構 的傳感器和裝置，它們可以以相對簡單的方式加工并且它們能夠以設置 在平面中的傳感器電極實現(xiàn)精確的多通道測量。本發(fā)明的另一目的是， 給出用于檢查在平面載體上構成的印制電路結構的測量方法，通過它也 可以在可接受的時間內(nèi)檢查用于具有大量像素的液晶顯示器的復雜印 制電路結構。此外本發(fā)明的目的還在于，給出特別有利的用于至少一個 上述傳感器的加工方法。
這些目的通過獨立權利要求的內(nèi)容得以實現(xiàn)。在從屬權利要求中描 述了本發(fā)明的有利實施例。
通過獨立的權利要求l描述了用于檢查在平面載體上構成的印制電 路結構的傳感器。所述的傳感器尤其適用于無接觸地檢查在平面顯示屏
基底上構成的印制電路矩陣。所述傳感器具有(a)基底，它這樣機械 地形成結構，使它具有凸起的上部位和凹下的下部位，其中平面的上部 位和凹下的下部位通過過渡部位相互連接，(b)多個傳感器電才及，它 們在平面的上部位上構成，和(c)多個連接導線用于使多個傳感器電 極電接通。在此對每個傳感器電極都附設連接導線，它從各個傳感器電 才及一直延伸到凹下的下部位
上迷的傳感器基于這種認識，在使用臺階形構成的基底時，用于使 各個傳感器電極電接通所需的導線可以以節(jié)省位置的方式從包括傳感 器電極的上部位導引到下部位。由此可以實現(xiàn)緊湊的多通道傳感器，其 中每個傳感器電極確定一個獨立的測量通道。優(yōu)選使用2"個傳感器，其 中n是整數(shù)。因此可以以節(jié)省位置的方式實現(xiàn)例如2-、 4-、 8-、 16
-、32-、 64-、 128、 256 -、 512-、 1028個通道的傳感器。
通過基底的臺階結構實現(xiàn)的所有傳感器電極的個別接通能夠?qū)崿F(xiàn) 單個傳感器電極的個別控制。因此所述傳感器可以以多種方式使用，因 為通過僅僅一個、通過多個或通過所有在平面部位上構成的傳感器電極 就能夠?qū)崿F(xiàn)測量。
所述傳感器尤其適用于檢查半成品的平面顯示屏基底，它們在印制 電路矩陣中具有多個薄膜晶體管。在此通過檢查方法實現(xiàn)檢查，其中，
(a)通過定位裝置使傳感器并由此使傳感器電極相對于印制電路結構 以給定的距離定位，(b)在傳感器電極與印制電路結構之間施加電壓，
(c)通過相應地控制定位裝置使傳感器電極相對于平面顯示屏基底在平行于平面顯示屏基底的平面中運動，(d)測量通過至少一個與傳感
器電極連接的電導線的電流，和(e)由電流強度檢測印制電路結構在 局部部位中的局部電壓狀態(tài)。
按照本發(fā)明的如權利要求2所述的實施例，使凸起的上部位具有平 面的表面。其優(yōu)點是，使所有傳感器電極的尖端幾乎自動地位于一個平 面內(nèi)部，前提是所有傳感器電極具有一致的形狀。因此在傳感器相對于 要被檢查的印制電路結構平行取向時可以同時掃描多個測量點，其中對 于每個傳感器電極得到在印制電路結構與電極尖端之間相同的測量距 離。
關于平面的概念在下面要理解為平面度，其中上部位具有最大 士2^im、優(yōu)選最大土litmi且尤其最大士0.5^m的高度或厚度變化。當然，所 需的平面度取決于各自的測量目的且尤其取決于所需的測量信號的精 度或靈敏度。
按照本發(fā)明的如權利要求3所述的實施例，使傳感器電極和/或連接 導線通過薄層技術和/或微結構技術制成。其優(yōu)點是，使各個傳感器電極 可以共同地通過例如由半導體技術已知的方法步驟制成，它們能夠?qū)崿F(xiàn) 各個傳感器電極的 一 致且精確的形狀。在此關于微結構技術的概念例如 是微光刻方法，它們尤其在加工半導體元件或微機械部件領域上使用。 通過使用微光刻工藝可以重復地且以相同的高精度加工多個不同的傳 感器。
優(yōu)選使傳感器電極和/或連接導線在機械上預形成結構的基底上構 成，其中凹下的下部位例如通過磨削或通過熱變形構成。由此可以基本 未處理地保持基底的凸起的上部位，由此在對于基底的相應高精度的原 始表面質(zhì)量自動地保證上部位或單個傳感器電極的高平面度。
按照權利要求4使傳感器附加地具有屏蔽機構，它這樣構成，使得 至少減小連接導線的電磁輻射和/或到連接導線里面的電磁輻射。優(yōu)選使 屏蔽機構具有金屬層，它同樣可以通過薄膜技術涂敷在所述的傳感器 上。
按照權利要求5使基底是薄玻璃。使用薄玻璃的優(yōu)點是，以簡單的 方式例如通過已知的精確磨削過程實現(xiàn)臺階形傳感器的預形成結構。已 經(jīng)證實特別適合于通過這個申請所述的傳感器是Schott公司，Hattenberg 大街.10，郵編55122美因茨，加工的硼硅酸鹽玻璃。使用薄玻璃作為原材料的優(yōu)點還在于，以簡單的方式可以實現(xiàn)最大±0.5高度或厚度變 化的特別高的平面度。
按照權利要求6使基底是晶片，尤其是硅晶片。其優(yōu)點是，為了加 工所述的傳感器使用由半導體技術詳細已知的基底材料，對于其處理和 加工已知多個適合的工藝。濕化學蝕刻工藝尤其適用于加工相應的預結 構，它具有至少一個臺階或至少一個凹下。^旦是也可以使用千蝕刻工藝。
按照權利要求7使傳感器附加地具有多個用于繼續(xù)接通傳感器的電 連接面，連接面在凹下的下部位上構成，其中連接面分別附屬于傳感器 電極并且與相應的連接導線電連接。
優(yōu)選使連接面適合地以所謂的鍵合連接構成。其優(yōu)點是，使各個傳 感器電極以有效的方式例如通過ACF鍵合工藝(各向異性導電膠膜鍵合 工藝)可以與柔性的電路板接通。在此所有鍵合連接包括柔性電路板這 樣扁平地實現(xiàn)，使得即使對于僅僅非常微小的下部位凹下，與例如 20(Vm的上部位相比，柔性電路板也不突出于傳感器電極，由此使傳感 器電極的尖端是所述傳感器的最凸出的部位。
代替扁平的鍵合連接技術也可以使用所謂的用于繼續(xù)接通傳感器 的引線鍵合。因為例如由IC連接技術良好地已知引線鍵合，因此為了 加工所述的傳感器可以以有利的方式使用已知的用于電接通的方法。
按照權利要求8使傳感器附加地具有柔性的電路板，它具有多個控 制導線，其中控制導線分別與電連接面連接。使用所謂的柔性引線的優(yōu) 點是，可以使所述的傳感器以簡單同時可靠的方式和方法接通。此外可 以使傳感器安裝在不同的測量裝置里面，它們必要時對于不同的測量目 的進行優(yōu)化。因此所述的傳感器可以萬能地使用。
按照權利要求9使柔性電路板具有至少 一 個平面的屏蔽件，由此可 以在柔性電路板或柔性引線上繼續(xù)實現(xiàn)連接導線的屏蔽。
按照權利要求0,以扁平角度實現(xiàn)過渡部位與凸起的上部位之間的 過渡和/或過渡部位與凹下的下部位之間的過渡。與此相關"扁平"的表達 意味著，相應的過渡角小于90° 其優(yōu)點是，易于布置連接導線，因為 連接導線不必以銳利拐角成形。過渡角優(yōu)選明顯小于90°,例如為5°。
在此要指出，也可以實現(xiàn)無棱邊的過渡，例如以倒圓的猶如連續(xù)的 過渡。
按照權利要求11使傳感器電極設置成排。這除了特別簡單地實現(xiàn)的優(yōu)點以外還有利地使所述傳感器是直線的傳感器列，在其中使各個傳 感器電極優(yōu)選等距地相互間隔。因此通過傳感器相對于要被檢查的基底 的直線運動可以掃描測量面，它取決于寬度或在給定的傳感器電極距離 的情況下取決于傳感器電極數(shù)量。
在此要指出，也可以使傳感器電極相互錯開地以至少兩排設置。其 優(yōu)點是，所述傳感器可以適配于不同的測量任務。尤其是能夠適配于薄 膜晶體管的不同分度距離(所謂的間距)，它們可以構成或設置在液晶 平面顯示屏的基底上。
通過獨立的權利要求12描述了用于檢查在平面載體上構成的印制 電路結構的裝置。所述裝置尤其是用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底 上構成的印制電路矩陣。該裝置具有(a)基座、(b)容納部件，它設 置在基座上并且它用于容納平面載體，(c)至少一個如上述權利要求 中任一項所述的用于檢查印制電路結構的傳感器和(d)定位系統(tǒng)，它 設置在基座上并且它這樣與傳感器和/或與容納部件耦聯(lián)，使得傳感器相 對于平面栽體定位在平行于印制電路結構的平面里面。
所述檢查裝置基于這種認識，所述傳感器可以通過常見的精確定位 裝置相對于要被檢查的印制電路結構運動并因此以簡單的方式可以實 現(xiàn)印制電路結構的平面掃描。這種精確定位裝置尤其由電子加工領域公 知，因此為了實現(xiàn)檢查裝置可以追溯到公知的標準部件。因此可以相對 經(jīng)濟地加工所述檢查裝置。
所述定位系統(tǒng)可以是所謂的平面定位系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器相對 于平面載體的兩維運動。在此不僅可以實現(xiàn)載體的兩維定位而且可以實 現(xiàn)傳感器的兩維定位。
也可以這樣構成定位系統(tǒng)，使載體沿著第一方向運動而傳感器沿著 第二方向運動，該第二方向成角度地、優(yōu)選垂直地相對于第一方向取向。 通過這種方式可以通過兩個直線運動的組合實現(xiàn)兩維的印制電路結構 的精確全掃描。這一點也適用于，如果印制電路結構大到通過傳感器沿 著優(yōu)選垂直于通過并排設置的傳感器電極所確定的傳感器列取向的方 向的僅僅一維的運動不能完全掃描的情況。
當然也可以實現(xiàn)傳感器相對于栽體的僅一維的定位。在這種情況下 可以實現(xiàn)印制電路結構的平面掃描，在使用具有長形測量列的傳感器或 者同時使用多個傳感器的時候。按照本發(fā)明的如權利要求13所述的實施例使裝置附加地具有分析
單元，它后置于傳感器并且它用于分析由傳感器提供的測量信號。
例如調(diào)整分析單元，為了確定印制電路結構的質(zhì)量分析印制電路結 構局部部位的局部電壓狀態(tài)。與此相關關于印制電路結構的質(zhì)量尤其是 印制電路結構的平面幾何尺寸。尤其是短路、收縮或?qū)Ь€中斷等屬于缺 陷 這些缺陷在各種情況下都改變局部電壓分布并因此可以可靠地識別。
但是也可以通過介電作用確定印制電路結構質(zhì)量，介電流影響各傳 感器電極與印制電路結構之間的電容。這例如通過印制電路結構的化學 變化或者通過在印制電路結構上的不期望的介電沉積產(chǎn)生。
通過獨立權利要求14描述了用于檢查在平面載體上構成的印制電 路結構的方法。所迷方法尤其是用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底上 構成的印制電路矩陣。該方法具有下列步驟(a)使按照上述實施例 的傳感器通過定位系統(tǒng)相對于印制電路結構以給定的測量距離定位， (b)在傳感器電極與印制電路結構之間施加電壓，(c)通過相應地控
運動，(d)測量通過至少一個與傳感器電極連接的連接導線的電流和 (e)檢測在印制電路結構的至少一個局部范圍中的局部電壓狀態(tài)。 所述方法基于這種認識，在各個傳感器電極與印制電路結構各掃描 局部部位之間的電場線的分布和變化取決于局部的電壓狀態(tài)。在此電場 線的變化確定傳感器電極與掃描局部部位之間的電容。因此通過電場線 分布的變化也改變傳感器電極與印制電路結構的掃描局部部位之間的
I - I = (UAC + UDC) dC/dt + C dUAC/dt 在此UAc是交流電壓而Uoc是直流電壓，它們施加在各傳感器電^L 與印制電路結構之間。C是傳感器電極與印制電路結構之間的電容。d/dt 表示參數(shù)C或U八c的時間導數(shù)。在此電流I也通過附屬于各傳感器電極 的連接導線流動并且可以通過相應每文感的電流測量裝置一企測。
要指出，為了實現(xiàn)本發(fā)明只需印制電路與傳感器之間的相對定位。 這意味著，或者使傳感器、平面栽體或者使傳感器和栽體通過至少一個 定^f立系統(tǒng)運動。所述方法的優(yōu)點是，印制電路結構的局部電壓狀態(tài)與已知的檢查方 法相比可以通過簡單且相對便宜的檢測電子機構測量。由此通過一種裝 置實現(xiàn)無接觸的檢查方法，這種裝置包括電和機械的部件，它們由不同 的生產(chǎn)者提供并因此可以相對同樣有利地獲得。
按照本發(fā)明的如權利要求15所述的實施例其中通過傳感器網(wǎng)目形 的運動掃描印制電路結構。其優(yōu)點是，印制電路結構的矩陣形布置可以 在標準化的掃描過程的范圍內(nèi)便利地測量。在此傳感器例如在回形的運 動中在要被檢查的印制電路結構上導引。優(yōu)選連續(xù)地實現(xiàn)傳感器與載體 之間的相對運動。但是相對運動非常好地以步進式進行的運動形式實 現(xiàn)。
按照本發(fā)明的如權利要求16所述的另一實施例，在傳感器電極與 印制電路結構之間施加幅值調(diào)制的電壓。這一點能夠?qū)崿F(xiàn)特別敏感的檢 查，由此可以可靠地識別幾乎所有的印制電路結構缺陷。
通過獨立權利要求17給出一種用于至少一個傳感器的加工方法， 所述傳感器用于檢查在平面載體上構成的印制電路結構。該加工方法具 有下列步驟(a)在原始基底中產(chǎn)生至少一個溝槽結構，由此在原始 基底中產(chǎn)生凸起的上表面部位和凹下的下表面部位，它們通過過渡中間 部位相互連接，(b)在上表面部位上構成多個傳感器電極，(c)構成 多個連接導線，其中對每個傳感器電極附設連接導線，它從各傳感器電 極一直延伸到凹下的下表面部位，和(d)使原始基底這樣分開，使得 截切出至少一個按照上述實施例的傳感器。在此使傳感器的凸起的上部 位附屬于原始基底的凸起的上表面部位。此外有利地使傳感器的凹下的 下部位附屬于原始基底的凹下的下表面部位。此外使傳感器的過渡部位
附屬于原始基底的過渡中間部位。
所述加工方法基于這樣的認識，通過共同加工公共的原始基底可以 同時加工出多個上述的傳感器，其中按照所有傳感器電極和連接導線的 相應結構以適合的方式分開原始基底。原始基底是例如硅酸鹽玻璃，或 者是例如硅制成的晶片。傳感器電極和連接導線的構成優(yōu)選通過已知的 曝光或光刻工藝實現(xiàn)。
按照本發(fā)明的如權利要求18所述的實施例，使加工方法附加地具 有下述步驟構成側向屏蔽機構，它從凸起的上表面部位一直延伸到凹 下的下表面部位，其中分別在連接導線旁邊設置側向屏蔽機構。因此在相應的接通側面屏蔽機構時，優(yōu)選在側向屏蔽機構接地時， 可以在相應產(chǎn)生的傳感器運行期間明顯減少連接導線的電磁輻射和/或 到連接導線里面的電磁輻射。通過這種方式可以明顯提高傳感器的靈壽文 度和可靠性。
側向屏蔽機構可以通過薄金屬層、例如通過相應形成結構的鋁層實
現(xiàn)。已經(jīng)證實200至500nm范圍的層厚是有利的。除了鋁也可以使用鋁 合金、例如具有銅(AlCu),但是也可以使用鉻或鉻合金。
按照本發(fā)明的如權利要求19所述的實施例，^吏加工方法附加地具 有下列步驟(a)涂敷第一金屬化層并露出連接導線，(b)涂敷絕緣 層，(c)從絕緣層露出傳感器電極和側向屏蔽機構，(d)涂敷第二金 屬化層，由此使側向屏蔽機構和第二金屬化層導電地相互連接，和(e) 從第二金屬化層露出傳感器電極。其優(yōu)點是，通過第二金屬化層產(chǎn)生全 表面的屏蔽電極，它進一步減小通過所述的加工方法產(chǎn)生的傳感器的電 》茲敏感性。
絕緣層例如可以是氮化硅層。在這里已經(jīng)證實200至800nm范圍的 層厚是有利的。要指出，絕緣層也可以由氧化硅或氮氧化硅組成。傳感 器電極和側向屏蔽機構的外露優(yōu)選通過適合的光刻工藝產(chǎn)生。第 一和/ 或第二金屬化層例如可以重新是200至500nm范圍的鋁層。這對應于上 述的用于加工側向屏蔽機構的層。在這里也可以設想其它金屬，如AiCu 或Cr。
要指出，以相應的方式也可以在構成連接導線前在原始基底上構成 下金屬層，其中下金屬層通過另一絕緣層與連接導線電分開。因此可以 通過這個下金屬層與側向屏蔽機構和上述的上金屬層的適當連接產(chǎn)生 屏蔽電極，它完全包圍連接導線。這有助于連接導線的更好屏蔽。
按照權利要求20使加工方法附加地具有下列步驟通過柔性電路 板接通連接導線。在此優(yōu)選在由公共的原始基底分開出各個傳感器以后 實現(xiàn)連接導線的繼續(xù)接通。
通過柔性電路板接通的優(yōu)點是，可以通過簡單同時可靠的方式和方 法接通每個單個的傳感器。此外可以使傳感器安裝在基于不同的測量任 務優(yōu)化的測量裝置里面，由此可以使所述的傳感器萬能地使用。
柔性電路板在連接導線上的接通可以通過多個電連接面實現(xiàn)，連接 面在下部位上構成。在此分別使連接面附屬于傳感器電極并且與相應的連接導線電連接。連接面的構成可以以任意的方式與上述的加工步驟組 合。
如上所述，連接面適合于構成所謂的鍵合連接。其優(yōu)點是，各個傳 感器電極以有效的方式例如通過平面的鍵合過程或者通過引線鍵合與 柔性電路板接通。
按照權利要求21使多個要加工的傳感器這樣定位在原始基底里面， 使得(a)多個傳感器相互鄰接地與溝槽結構縱軸線平行地設置成排和/ 或(b)多個傳感相對于溝槽結構的縱軸線相互對置地設置在不同的側 面上。
其優(yōu)點是，使各個傳感器以有效和節(jié)省空間的方式設置在原始基底 的槽里面。因此每個傳感器具有原始基底凸起的上表面部位的上部分和 原始基底凹下的下表面部位的下部分。如同上面結合按照本發(fā)明的傳感 器描述的那樣，在上部分上成形傳感器電極，而下部分用于接通各傳感器。
所述加工方法還具有優(yōu)點，通過原始基底的結構和尺寸可以以有效 的方式加工大量單個的傳感器。
當然也可以在原始基底上構成多個溝槽，它們優(yōu)選相互平行地取
i器。'、- 、' '、 土 ''、 、 .

由下面對目前優(yōu)選實施例的示例性描述給出本發(fā)明的其它優(yōu)點和
特征。在附圖中以示意圖示出
圖1以立體圖示出用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底上構成的印
制電路矩陣的檢查裝置，
圖2a以立體圖示出多通道傳感器，
圖2b以俯視圖示出在圖2a中示出的多通道傳感器，
圖3a以俯視圖示出用于加工多個多通道傳感器的預形成結構的原
始基底，
圖3b以橫向截面圖示出在圖3a中所示的原始基底，
圖3c要在圖3a所示原始基底上制出的多個多通道傳感器的空間布
置，圖4a以俯視圖示出在加工多通道傳感器時的中間產(chǎn)品，其中在傳 感器基底上通過第一金屬面構成傳感器電極、連接導線、連接面和屏蔽 機構，
圖4b以立體圖示出在圖4a中所示的中間產(chǎn)品， 圖4c以放大圖示出傳感器電極、連接導線和在圖4a中所示的中間 產(chǎn)品的屏蔽機構，
圖5 a以俯視圖示出加工出的多通道傳感器， 圖5b以立體圖示出在圖5a中所示的多通道傳感器， 圖6a以立體圖示出與柔性電路板接通的多通道傳感器， 圖6b以橫向截面圖示出在圖6a中所示的多通道傳感器。
具體實施例方式
在此要注意，在附圖中相同或相互對應部件的標記符號僅僅在其第 一位數(shù)字上是不同的。
圖1示出用于無接觸地檢查在平面載體130上構成的印制電路結構 131的檢查裝置100。按照在這里所示的實施例，平面載體是平面顯示 屏基底130，在其上按照前面的用于加工LCD平面顯示屏基底130的加 工步驟中構成印制電路矩陣131,通過它接通多個薄膜晶體管。
檢查裝置100具有框架或基座101,在其上設置容納單元102。該 容納單元102按照在這里所示的實施例是固定臺102，用于容納平面顯 示屏基底130。
在基座101上安置兩個平行取向的導向才幾構103。兩個導向機構103 支承橫向的支承臂104。橫向支承臂104具有導向機構105,在其上可 移動地支承支承部件106。兩個導向機構103沿著y向延伸，導向機構 105沿著x向延伸。
在支承部件106上設置多通道傳感器150,它具有多個未示出的傳 感器電極。導向機構103、支承臂104、導向機構105和支承部件106 與未示出的驅(qū)動電才幾一起是平面定位系統(tǒng)。通過相應地控制驅(qū)動電機可 以使多通道傳感器150相對于平面顯示屏基底130定位。在此總是在傳 感器電極與印制電路矩陣之間保持幾十|_im的確定給定的測量間距。
圖2a示出用于檢查裝置100的多通道傳感器150，它現(xiàn)在配有標記 符號250。多通道傳感器250具有臺階形的基底251,它例如由薄玻璃或晶片預形成結構。因此傳感器250具有凸起的上部位260和凹下的下 部位280,它們通過臺階形過渡部位270相互連接。
凸起的上部位260配有多個傳感器電極261，它們沿著一排設置。 凸起的上部位260具有非常高的平面度，其中部位260的表面262的高 度變化僅為最大士0.5pm的不平度。這意味著，以所有傳感器電極的一致 形狀為前提，所有傳感器電極261的尖端幾乎自動地位于一個平面里面。
凹下的下部位280配有多個連接面281。每個連接面281通過由覆 蓋層遮蓋的并因此未示出的連接導線與傳感器電極261連接。
如圖2a所示，通過中間部位270構成的臺階具有非常扁平的角度。 這個角度按照在這里所示的實施例約為5。。其優(yōu)點是，連接導線僅僅在 盡可能無棱邊的平面過渡上導引，因此在加工連接導線時幾乎不顧慮導 線中斷，優(yōu)選通過已知的光刻工藝實現(xiàn)導線加工。
圖2b以俯視圖示出多通道傳感器250。按照在這里所示的實施例， 多通道傳感器250具有總共64個傳感器電極261。平行于傳感器261的 排列使傳感器250沿著x向具有12mm的長度。傳感器250還垂直于傳 感器261的排列沿著y向具有10mm的寬度，其中凸起的上部位260具 有4mm的寬度，中間部位270具有2.3mm的寬度，凹下的下部位280 具有3.7mm的寬度。當然也能夠?qū)崿F(xiàn)多通道傳感器250的其它空間尺寸。
在凸起的上部位260中還存在四個定心標記252，它們在加工多通 道傳感器250時是有意義的。這種加工還要在下面詳細描述。在此定心 標記252例如用于在加工傳感器電極、連接導線和連接面時使用于形成 結構的步驟中使掩膜精確地空間布置。
在凹下的下部位280里面構成64個連接面281。每個連接面281通 過未示出的連接導線與一個確定的傳感器電極261連接。在此連接導線 分別配有屏蔽機構，它們可以共同地通過接地連接面282接通。屏蔽機 構的準確形狀在下面借助于圖4c詳細解釋。
下面借助于圖3至6描述用于加工一個或者多個多通道傳感器的優(yōu) 選加工方法。同時解釋上述多通道傳感器250的其它結構細節(jié)。
圖3a以俯視圖示出用于加工多個多通道傳感器的預形成加工的原 始基底390。通過機械磨削和/或蝕刻過程所實現(xiàn)的預形成結構在原始基 底390中構成溝槽結構39。溝槽結構具有多個相互間隔設置的凹下的 下表面部位391。凹下的下表面部位391沿著x向延伸。在兩個相鄰的凹下表面部位391之間分別具有一個凸起的上表面部位392。凹下的下 表面部位391垂直于其縱向延展、即沿著y向通過過渡中間部位393過 渡到凸起的上表面部位392。
4妄照在這里示出的實施例，凹下的下表面部位391或凸起的上表面 部位392相互平行地延伸。但是也可以設想其它的溝槽結構，例如回形 的溝槽結構。
圖3b以垂直于x向的橫截面圖示出原始基底390。在原始基底390 邊緣處在外部凸起的上表面部位沿著y向具有約13mm的寬度。內(nèi)部凸 起的上表面部位具有約8.3mm的寬度。凹下的下表面部位391具有 7.7mm的寬度并且兩個分別相鄰的過渡中間部位393具有約2.3mm的寬 度。過渡中間部位393以約5。的角度相對于凸起的上表面部位391的表 面傾斜。沿著z向在凸起的上表面部位391與凹下的下表面部位391之 間的高度差約為200pm。當然也可以設想其它的幾何尺寸，用于如下所 述加工多通道傳感器。
圖3c示出原始基底390上的多個要被加工的多通道傳感器350。單 個傳感器350相互相鄰地以多排平行于x向設置。此外附屬于兩個相互 相鄰排的傳感器350相互對置地設置。因此每個傳感器350具有原始基 底390凸起的上表面部位392的上部分和原始基底390凹下的下表面部 位391的下部分。
在上部分上接著成形傳感器電極，而下部分用于接通各個傳感器 350。其優(yōu)點是，各個傳感器350以有效的且節(jié)省空間的方式設置在原 始基底的槽里面。因此可以通過適當?shù)剡x擇原始基底390的布線和尺寸 可以通過有效的方式加工大量單個的傳感器350。
圖4a和4b示出在加工多通道傳感器450時的中間產(chǎn)品。圖4a以俯 視圖示出這個中間產(chǎn)品，圖4b以立體圖示出中間產(chǎn)品。
中間產(chǎn)品具有第一金屬面，它涂敷到傳感器基底451上并且以公知 的方式、例如通過光刻形成結構。通過形成結構，(a)在凸起的上部位 460中確定傳感器電極461, (b)在凹下的下部位480里面確定連接面 481，并且(c)在臺階形過渡部位470里面確定連接導線471。在此連 接導線471沿著y向在側面上延伸到傳感器電極461并且在另一側面上 延伸到連接面481。此外確定側向屏蔽機構475,它在與連接導線471 相同的臺階平面中構成。側向屏蔽機構相互間導電地連接并且可以通過4姿地連接面482接通。
圖4c示出傳感器電極461的放大圖，傳感器電極由連接導線471 接通并且由側向屏蔽才幾構475屏蔽電f茲輻射。
圖5a和5b示出完成加工的多通道傳感器550。圖5a以俯—見圖示出 多通道傳感器550。圖5b以立體圖示出多通道傳感器550。
由在圖4a和4b中示出的中間產(chǎn)品通過下面的方法步驟加工出完成 的多通道傳感器550。
1. 涂敷并形成第一金屬層(鋁)結構。
2. 涂敷絕緣面、例如氮化硅層并且形成涂敷的絕緣面結構，由此 外露傳感器電極561、側向屏蔽機構和連接面58。
3. 涂敷其它金屬面578，例如鋁，并且形成所述其它金屬面578 結構，例如通過照相印刷，由此再次露出傳感器電極561和連接面581。
通過這種方式，通過所述另一金屬面578產(chǎn)生用于連接導線的完全 的屏蔽電極。因此結果是，基底551的凸起上部位是傳感區(qū)560,它具 有總共64個設置在一排的傳感器電極561,它們分別通過被屏蔽的連接 導線與相應的連接面581連接。連接面581位于凹下的下部位里面，因 此下部位也稱為傳感器550的連4妻部位580。連接導線在過渡部位570 上延伸。
圖6a和6b示出與柔性電路板685接通的多通道傳感器650。圖6a 示出俯視圖，圖6b示出接通的多通道傳感器650的立體圖。
柔性電路板或柔性引線685這樣扁平，即使對于僅僅非常微小的下 部位680凹下，與200)nm的上部位660相比，仍不超出傳感器電才及。這 意味著，傳感器電極的尖端是多通道傳感器650最突出的部位。
柔性電路板685例如通過ACF (各向異性導電膠膜)鍵合過程與相 應的連接面接通。當然柔性的電路板6 8 5也可以通過常見的引線鍵合與 連接面接通。
要指出，在這里所述的實施例僅僅是有限選擇的本發(fā)明可能的實施 例。因此能夠使各個實施例的特征以適當?shù)姆绞较嗷ソM合，因此對于專 業(yè)人員，通過在這里示例的實施例視為多個不同實施例公開的內(nèi)容。附圖標記列表
100
101
102
103
104
105
106 110 130 13〗 150
250
251
252
260
261
262 270
280
281
282 350
390
391
392
393
450
451
460
461
檢查裝置 基座
接收部件/固定臺
導向才幾構(y導向才幾構)
橫向的支承臂
導向機構(x導向機構)
支承部件
分析單元
平面載體/平面圖形顯示器基底 印制電路結構/印制電路矩陣 傳感器
多通道傳感器
基底/薄玻璃/晶片
定心標記
凸起的上部位/感應區(qū)
傳感器電極
平面的表面
過渡部位/臺階
凹下的下部位/連接部位
連接面
接地連接面
多通道傳感器
原始基底
溝槽結構/凹下的下表面部位
凸起的上表面部位
過渡中間部位
多通道傳感器
基底/薄玻璃/晶片
凸起的上部位/感應區(qū)
傳感器電極470 過渡部位/臺階
471 連接導線 475 屏蔽才幾構
480 凹下的下部位/連接部位
481 連接面
482 接地的連接面
550 多通道傳感器
551 基底/薄玻璃/晶片
560 凸起的上部位/感應區(qū)
561 傳感器電極 570 過渡部位/臺階 578 金屬化層
580 凹下的下部位/連4妻部位
581 連接面
582 用于接地的連接面
650 多通道傳感器
651 基底/薄玻璃/晶片 660 凸起的上部位/感應區(qū) 670 過渡部位/臺階
680 凹下的下部位/連接部位
685 柔性的電路板/柔性引線
權利要求
1. 用于檢查在平面載體(130)上構成的印制電路結構(131)的傳感器，尤其是用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底(130)上構成的印制電路矩陣(131)，所述傳感器(150，250，350，450，550，650)具有·基底(251，451，551，651)，它這樣機械地形成結構，使它具有凸起的上部位(260，360，460，560，660)和凹下的下部位(280，380，480，580，680)，其中平面的上部位(260，360，460，560，660)與凹下的下部位(280，380，480，580，680)通過過渡部位(270，370，470，570，670)相互連接，·多個傳感器電極(261，461，561)，它們在平面的上部位(260，360，460，560，660)上構成，·多個連接導線(471)用于使多個傳感器電極(261，461，561)電接通，其中對每個傳感器電極(261，461，561)都附設連接導線(471)，上述連接導線從各個傳感器電極(261，461，561)一直延伸到凹下的下部位(280，380，480，580，680)。
2. 如權利要求1所述的傳感器，其中凸起的上部位(260, 360， 460， 560， 660)具有平面的表面(262 )。
3. 如權利要求1至2中任一項所述的傳感器，其中傳感器電極(261, 461, 561 )和/或連接導線(471)通過薄層技術和/或微結構技術制成。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的傳感器，附加地具有-屏蔽機構(475 ),它這樣構成，使得至少減小連接導線(471) 的電磁輻射和/或到連接導線(471)里面的電磁輻射。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的傳感器，其中基底是薄玻璃 (251, 451, 551, 651 )。
6. 如權利要求1至4中任一項所述的傳感器，其中基底是晶片，尤 其是硅晶片。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的傳感器，附加地具有 多個電連接面(281, 481， 581),用于繼續(xù)接通傳感器(150, 250, 350, 450， 550, 650),所述連接面(281, 481, 581 )在凹下的 下部位(280, 380, 480， 580, 680 )上構成，其中連接面(281， 481, 581 )分別附屬于傳感器電極(261, 461， 561 )并且與相應的連接導線(471 )電連接。
8. 如權利要求7所述的傳感器，附加地具有.柔性的電路板(685 ),它具有多個控制導線，其中控制導線分別 與電連接面(281, 481, 581 )連接。
9. 如權利要求8所述的傳感器，其中柔性電路板(685 )具有至少 一個平面的屏蔽件。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的傳感器，其中以扁平角度實現(xiàn)-過渡部位(270, 370, 470, 570， 670)與凸起的上部位(260, 360, 460, 560, 660)之間的過渡和/或-過渡部位(270， 370， 470, 570, 670)與凹下的下部位(280, 380, 480， 580, 680)之間的過渡.
11. 如權利要求1至10中任一項所述的傳感器，其中傳感器電極 (261, 461, 561 )設置成排。
12. 用于檢查在平面載體(130)上構成的印制電路結構(131)的 裝置，尤其是用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底(130)上構成的印 制電路矩陣(131 ),該裝置具有-基座(101 ),-容納部件(102)，它設置在基座(101 )上，并且它用于容納平 面載體(130),.至少一個如權利要求1至10中任一項所述的用于檢查印制電路結 構(131)的傳感器(150, 250， 350， 450, 550, 650 ),-定位系統(tǒng)(103, 104， 105， 106)，它設置在基座(101 )上并且 它這樣與傳感器(150, 250, 350， 450， 550， 650 )和/或與容納部件(102) 耦聯(lián)，使得傳感器(150， 250， 350， 450， 550, 650)相對于平面載體 (130)定位在平行于印制電路結構(131)的平面里面。
13. 如權利要求12所述的裝置，附加地具有-分析單元(110),它后置于傳感器(150, 250, 350， 450， 550, 650 )并且它用于分析由傳感器(150, 250, 350, 450， 550, 650 )提供的測量信號。
14. 用于檢查在平面載體(130)上構成的印制電路結構(131)的 方法，尤其是用于無接觸地4企查在平面顯示屏基底(130)上構成的印制電路矩陣(131),該方法具有下列步驟.使如權利要求1至10中任一項所述的傳感器(150, 250， 350， 450, 550， 650 )通過定位系統(tǒng)(103, 104, 105， 106)相對于印制電 路結構(131)以給定的測量距離定位，-在傳感器電極(261, 461, 561 )與印制電路結構(131 )之間施 力口電壓， 通過相應地控制定位系統(tǒng)(103, 104, 105, 106)使傳感器(150, 250， 350, 450， 550， 650 )相對于平面載體(130 )在平行于印制電路 結構(131 )的平面中運動， 測量通過至少一個與傳感器電極(261, 461， 561)連接的連接導 線(471 )的電流和 檢測在印制電路結構(131 )的至少一個局部范圍中的局部電壓狀太心o
15. 如權利要求14所述的方法，其中通過傳感器(150, 250, 350, 450, 550, 650)網(wǎng)目形的運動掃描印制電路結構(131 )。
16. 如權利要求13至14中任一項所述的方法，其中在傳感器電極 (261， 461， 561)與印制電路結構(131)之間施加幅值調(diào)制的電壓。
17. —種用于至少一個傳感器(150, 250, 350， 450, 550， 650) 的加工方法，該傳感器用于檢查在平面載體(130)上構成的印制電路 結構(131 ),尤其是用于無接觸地檢查在平面顯示屏基底(130)上構 成的印制電路矩陣(131),該加工方法具有下列步驟 在原始基底(390)中產(chǎn)生至少一個溝槽結構(391),由此在原 始基底(3卯)中產(chǎn)生凸起的上表面部位(392 )和凹下的下表面部位 (391),它們通過過渡中間部位(393 )相互連接，-在上表面部位(392 )上構成多個傳感器電極(261, 461， 561 ), 構成多個連接導線(471 ),其中對每個傳感器電極(261, 461, 561)都附設連接導線(471)，上述連接導線從各傳感器電極(26]， 461, 561 ) —直延伸到凹下的下表面部位(391),和 使原始基底(390 )這樣分開，使得截切出至少一個按照權利要求 1至10的傳感器U50， 250， 350, 450， 550， 650 )，其中-使傳感器(150， 250, 350, 450， 550, 650 )的凸起的上部位(260, 360， 460, 560， 660 )附屬于原始基底(39 )的凸起的上表面部位(392 )，-使傳感器(150， 250, 350， 450, 550, 650 )的凹下的下部位(280, 380， 480， 580, 680 )附屬于原始基底(390 )的凹下的下表面部位(391 ) 和-使傳感器(150, 250, 350, 450, 550， 650 )的過渡部位(270, 370， 470， 570， 670)附屬于原始基底的過渡中間部位(393 )。
18. 如權利要求17所述的加工方法，附加地具有下述步驟 構成側向屏蔽才幾構(475 ),它從凸起的上表面部位(392 ) —直 延伸到凹下的下表面部位(391),其中分別在連接導線(471)旁邊設 置側向屏蔽機構(475 )。
19. 如權利要求18所述的加工方法，附加地具有下迷步驟 涂敷第一金屬化層并露出連接導線， 涂敷絕緣層， 從絕緣層露出傳感器電極(261, 461, 561 )和側向屏蔽機構(475 ), 涂敷第二金屬化層(578 ),由此使側向屏蔽機構(475 )和第二 金屬化層(578 )導電地相互連接，和-從第二金屬化層(578 )露出傳感器電極(261, 461， 561)。
20. 如權利要求17至19中任一項所述的加工方法，附加地具有下 述步驟 通過柔性電路板(685 )接通連接導線(471)。
21. 如權利要求17至20中任一項所述的加工方法，其中使多個要 加工的傳感器(150， 250, 350， 450, 550, 650 )這樣定位在原始基底(390 )里面，使得-多個傳感器(150， 250, 350, 450, 550, 650 )相互鄰接地與溝 槽結構(391)的縱軸線平行地設置成排和/或-多個傳感器(150， 250， 350, 450， 550， 650 )相對于溝槽結構 (391 )的縱軸線相互對置地設置在不同的側面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢查在平面載體(130)上構成的印制電路結構(131)的傳感器。該傳感器(250)包括基底(251)，它這樣機械地形成結構，使它具有凸起的上部位(260)和凹下的下部位(280)，其中平面的上部位(260)與凹下的下部位(280)通過優(yōu)選臺階形的過渡部位(27)相互連接。該傳感器(250)還包括多個在平面的上部位(260)上構成的傳感器電極(261)和多個用于電接通多個傳感器電極(261)的連接導線(471)。在此對每個傳感器電極(261)都附設連接導線(471)，它從各傳感器電極(261)一直延伸到凹下的下部位(280)。本發(fā)明還涉及用于檢查印制電路結構(131)的裝置以及方法。此外給出一種用于上述傳感器的加工方法。
文檔編號G09G3/00GK101432632SQ200780015665
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權日2006年11月16日
發(fā)明者H·克勞斯曼, K·克拉格勒 申請人:西門子公司