CN104820134A - 线路检测装置及方法及其所应用的线路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线路检测装置，包含一交流电源、一阻抗测量装置以及一缺损判断单元。交流电源是用以提供交流电至一线路。阻抗测量装置是用以测量线路的阻抗。缺损判断单元是用以在线路的阻抗的虚部阻抗为负值时，判定线路具有至少一缺损。由于施加交流电的线路会基于电流的变化而产生虚部阻抗，且具有缺损的线路的虚部阻抗与无缺损的线路的虚部阻抗的正负值相反。因此，上述实施方式可通过虚部阻抗的正负值，来判断线路是否具有缺损。

Description

线路检测装置及方法及其所应用的线路

技术领域

本发明涉及一种线路检测技术，尤其涉及一种检测线路缺损的技术。

背景技术

随着科技日新月异的进步，触控面板已广泛成为各式电子装置的输入接口。智能型手机、平板计算机等电子装置均装设有触控面板，以供使用者操作。触控面板包含位于中央的导电图案以及位于周边的线路。线路是电性连接导电图案，以将导电图案所感测到的触控信号传递给信号处理IC，而利于得到用户的触碰位置。

为了确保触控面板能够正常工作，制造者在制造完成触控面板后，会检测触控面板的导电图案及线路是否缺损。一般来说，在检测触控面板的线路时，部份制造者是采用非接触式自动光学检测机(Automated Optical Inspection；AOI)来观察线路是否缺损。部份制造者是对线路施加直流电，并采用接触式探针来侦测线路的电阻，再通过侦测到的电阻来判断线路是否缺损。

近年来，触控面板的边框设计得越来越窄，使得线路宽度越来越小。当线路窄到一定程度时，上述非接触式自动光学检测机容易将线路的粗糙表面误判为缺损。此外，当线路窄到一定程度时，无缺损线路与有缺损线路在施加直流电的情况下，测量到的电阻并无明显区别，也难以判断线路是否缺损。因此，当线路窄到一定程度时，并不容易判断线路是否缺损。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够较易判断窄线路是否具有缺损的线路检测装置。

一种线路检测装置，包含一交流电源、一阻抗测量装置以及一缺损判断单元。交流电源是用以提供交流电至一线路。阻抗测量装置是用以测量线路的阻抗。缺损判断单元是用以在线路的阻抗的虚部阻抗为负值时，判定线路具有至少一缺损。

一种线路检测方法，包含以下步骤。提供交流电至一线路。测量线路的阻抗。在线路的阻抗的虚部阻抗为负值时，判定线路具有至少一缺损。

一种线路，包含一走线部以及一连接垫。连接垫是位于走线部的一端。连接垫的宽度大于走线部的宽度。当连接垫被施加交流电时，具有正值的虚部阻抗。

由于施加交流电的线路会基于电流的变化而产生虚部阻抗，且经实验发现，具有缺损的线路的虚部阻抗与无缺损的线路的虚部阻抗的正负值相反。因此，上述线路检测装置可通过虚部阻抗的正负值，来判断线路是否具有缺损。

另外，由于连接垫与走线部的宽度不同，可能产生电容效应而造成负值的虚部阻抗，从而被误判为缺损。因此，可通过将连接垫的虚部阻抗控制为正值，来防止连接垫被误判为缺损。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1所示为根据本发明一实施方式的线路检测装置的操作示意图；

图2所示为无缺损的线路的局部俯视图；

图3所示为图2所示无缺损的线路的等效电路图；

图4所示为具有缺损的线路的局部俯视图；

图5所示为图4所示具有缺损的线路的等效电路图；

图6所示为根据本发明一实施方式的无缺损线路所量到的虚部阻抗与交流电频率的实验数据图；

图7所示为根据本发明一实施方式的有缺损线路所量到的虚部阻抗与交流电频率的实验数据图；

图8所示为根据本发明一实施方式的线路的局部俯视图；

图9所示为根据本发明另一实施方式的线路的局部俯视图；

图10所示为根据本发明另一实施方式的线路的局部俯视图；

图11所示为根据本发明另一实施方式的线路的局部俯视图；

图12所示为根据本发明另一实施方式的线路的局部俯视图；

图13所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图；

图14所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图；以及

图15所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图。

主要元件符号说明

110：交流电源

120、120a：阻抗测量装置

121：探针

130：缺损判断单元

140：缺损分析单元

150：辅助电源

200、200a、200b、200c、200d：线路

210：走线部

211：侧面

212：缺损

2121：底面

2122、2123：内侧面

220、220a、220b、220c、220d：连接垫

221、221a、221b、221c、221d：邻接面

300：基板

C：电容

L：电感

R：电阻

W1、W2：宽度

θ：夹角

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘制。另外，为了便于读者观看，附图中各元件的尺寸并非依实际比例绘制。

图1所示为根据本发明一实施方式的线路检测装置的操作示意图。如图1所示，线路检测装置包含交流电源110、阻抗测量装置120以及缺损判断单元130。线路200包含走线部210以及连接垫220。连接垫220位于走线部210的一端。交流电源110是电性接触连接垫220，以提供交流电至线路200。在一些实施方式中，阻抗测量装置120具有两探针121，这两探针121是电性接触不同连接垫220，以测量线路200的阻抗。每一探针121均兼具提供电压与测量电流的功能。举例来说，其中一探针121是用以提供正电压与测量对应电流，另一探针是用以121提供负电压与测量对应电流，以共同测量线路200的阻抗。缺损判断单元130是电性连接于阻抗测量装置120，以得到线路200的阻抗，且缺损判断单元130是根据线路200阻抗的虚部阻抗，来判断线路200是否具有缺损，具体原理如下。

本文所述具有缺损的线路200与无缺损的线路可分别参阅图2及图4所示，其中图2所示为无缺损的线路200的局部俯视图，图4所示为具有缺损212的线路200的局部俯视图。如第2及4图所示，走线部210具有侧面211。在图2所示的线路200中，走线部210的侧面211是平顺的，而无形成缺损。相对地，在图4所示的线路200中，侧面211是局部凹陷的，而形成一缺损212。

图3所示为图2所示无缺损的线路200的等效电路图。如图3所示，当无缺损的线路200被施加交流电时，由于线路200的电流改变，因此线路200会产生电感效应，使得线路200的等效电路包含电阻R以及电感L。因此，被施加交流电的线路200的阻抗包含实部阻抗及虚部阻抗，其中实部阻抗为线路200材料本身所产生的电阻R，虚部阻抗包含电感L所产生的感抗。经实验发现，当无缺损的线路200被施加交流电时，虚部阻抗(即感抗)为正值，如图6所示的虚部阻抗与交流电频率的实验数据图所示，于此图中，在每一个交流电频率下，虚部阻抗均为正值。

图5所示为图4所示具有缺损212的线路200的等效电路图。如图5所示，当具有缺损212的线路200被施加交流电时，线路200不仅会产生电感效应，还会产生电容效应。进一步来说，如图4所示，在一些实施方式中，缺损212为凹陷于侧面211的缺口，其包含底面2121以及两内侧面2122以及2123。底面2121连接内侧面2122与2123。内侧面2122与2123彼此分隔且互相面对的。由于内侧面2122与2123是相分隔的，内侧面2122旁与内侧面2123旁会累积电荷，因此，根据平行板电容的原理，位于内侧面2122旁的电荷与位于内侧面2123旁的电荷会产生电容。因此具有缺损212的线路200在被施加交流电时，其等效电路不仅包含电阻R以及电感L，还包含电容C。因此，被施加交流电的线路200的虚部阻抗不仅包含电感L所产生的感抗，还包含电容C所产生的容抗。经实验发现，当具有缺损212的线路200被施加交流电时，虚部阻抗(亦即，感抗及容抗之和)为负值，如图7所示的虚部阻抗与交流电频率的实验数据图所示，在此图中，在每一个交流电频率下，虚部阻抗均为负值。

由此可知，当被施加交流电的线路200不具有缺损212时，线路200会产生电感效应但不会产生电容效应，电感效应会产生正值的感抗，使得线路200的虚部阻抗为正值；相对地，当被施加交流电的线路200具有缺损212时，线路200不仅会产生电感效应，且缺损212周遭会产生电容效应，而电容效应所产生的容抗会使得线路200的虚部阻抗为负值。

如此一来，缺损判断单元130只要得知阻抗测量装置120测量到的虚部阻抗的正负值，即可判断线路200是否具有缺损212。进一步来说，当阻抗测量装置120测量到的线路200的虚部阻抗为负值时，缺损判断单元130即可判定线路200具有缺损212。相对地，当阻抗测量装置120测量到的线路200的虚部阻抗为正值时，缺损判断单元130即可判定线路200不具有缺损212。在一些实施方式中，缺损判断单元130可由写在集成电路或计算机的软件或固件来实现。

在一些实施方式中，如图2所示，走线部210具有宽度W1。宽度W1是小于30微米(μm)，以利应用于窄边框的触控面板。在一些实施方式中，当宽度W1是小于30微米时，交流电源110所提供的交流电的电压不小于0.5伏特。当交流电的电压至少为0.5伏特时，阻抗测量装置120即可测量到此相对窄的线路200的虚部阻抗。在一些实施方式中，当宽度W1是小于30微米时，交流电源110所提供的交流电的电压不大于2伏特。当交流电的电压不小于0.5伏特，且不大于2伏特时，阻抗测量装置120即可测量到此相对窄的线路200的虚部阻抗，而无须提供高电压的交流电至线路200，如此可在省电的情况下，实现检测缺损212的效果。

在一些实施方式中，交流电源110所提供的交流电的频率不小于100赫兹。换句话说，施加于线路200的交流电的频率至少为100赫兹，以利于更准确地根据虚部阻抗的正负值来判断是否具有缺损212。

在一些实施方式中，如图1所示，线路200是设置于基板300上。基板300可为玻璃基板或塑料基板，但本发明并不以此为限。在一些实施方式中，线路200的材质可为透光导电材料，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、纳米银线(AgNW)、导电高分子材料(PEDOT)或纳米碳管(CNT)，但本发明并不以此为限。在一些实施方式中，线路200的材质可为不透光导电材料，如铜(Cu)、铬(Cr)、银(Ag)、铝(Al)或复合金属，但本发明并不以此为限。

图8所示为根据本发明一实施方式的线路200的局部俯视图。如图8所示，连接垫220具有宽度W2。连接垫220的宽度W2大于走线部210的宽度W1，以利连接其他电子元件(例如：在连接垫220上设置挠性电路板，但本发明并不以此为限)。于本实施方式中，连接垫220具有邻接面221。邻接面221是邻接于侧面211。邻接面221与侧面211定义夹角θ。换句话说，夹角θ是相夹于邻接面221与侧面211之间的角。当夹角θ为直角时，邻接面221是垂直地邻接于侧面211，因此可能造成电荷传递的阻塞，使得电荷累积于邻接面221旁，而产生电容效应。由于电容效应的产生会导致虚部阻抗包含容抗，而可能导致虚部阻抗为负值，因此即使线路200无缺损212(可参阅图4)，阻抗测量装置120(可参阅图1)也可能会测量到负值的虚部阻抗，而导致缺损判断单元130(可参阅图1)将线路200误判为有缺损212。

因此，本发明提出以下技术方案来防止误判。对此可参阅图9，本图所示为根据本发明另一实施方式的线路200a的局部俯视图。如图9所示，线路200a与上述线路200之间的主要区别在于：连接垫220a的形状与上述连接垫220的形状不同，使得连接垫220a被施加交流电时，具有正值的虚部阻抗。如此一来，当线路200a无缺损时，可确保阻抗测量装置120(可参阅图1)不会测量到负值的虚部阻抗，而防止缺损判断单元130(可参阅图1)将线路200a误判成有缺损。

具体来说，如图9所示，在一些实施方式中，连接垫220a的邻接面221a与走线部210的侧面211定义夹角θ，夹角θ为钝角，借此可防止电荷在连接垫220a与走线部210之间传递时发生阻塞的状况，从而防止电容效应的产生，使得连接垫220a被施加交流电时，虚部阻抗不包含容抗，而为正值。

在一些实施方式中，如图9所示，邻接面221a为平直的，另由于夹角θ为钝角，因此邻接面221a是由侧面211所延伸并向外倾斜的。换句话说，连接垫220a的宽度W2是沿着远离走线部210的方向渐增的。再换句话说，连接垫220a的上表面为梯形状，且此梯形状上表面的底边是远离走线部210的。

图10所示为根据本发明另一实施方式的线路200b的局部俯视图。如图10所示，线路200b与上述线路200a之间的主要区别在于：连接垫220b的形状与上述连接垫220a的形状不同。具体来说，邻接面221b是弯曲的，而非平直的。更具体地说，邻接面221b是以向外凸出的形式弯曲的，以更进一步地防止电荷在连接垫220b与走线部210之间传递时发生阻塞的状况。

图11所示为根据本发明另一实施方式的线路200c的局部俯视图。如图11所示，线路200c与上述线路200b之间的主要区别在于：连接垫220c的形状与上述连接垫220b的形状不同。具体来说，邻接面221c是以向内凹陷的形式弯曲的，而非向外凸出的。

图12所示为根据本发明另一实施方式的线路200d的局部俯视图。如图12所示，线路200d与上述线路200a、200b及200c之间的主要区别在于：连接垫220d的形状与上述连接垫220a、220b及220c的形状不同。具体来说，连接垫220d的上表面是呈圆形或椭圆形的。即由俯视观看连接垫220d时，邻接面221d是弯曲成圆形或椭圆形的轮廓线。

图13所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图。本实施方式与上述实施方式之间的主要区别在于：本实施方式的线路检测装置还包含缺损分析单元140，用以分析缺损212(可参阅图4)的尺寸或形状。进一步来说，当线路200被施加不同频率的交流电时，不同尺寸或形状的缺损212会在不同频率的交流电下，出现虚部阻抗下降的现象。举例来说，矩形的缺损212可能会在频率1000赫兹的交流电下出现虚部阻抗下降的现象，而半圆形的缺损212可能会在5000赫兹的交流电下出现虚部阻抗下降的现象，上述缺损212的形状与交流电频率仅为用来帮助读者理解的例子，而非限制本发明。基于上述原理，交流电源110可提供频率变化的交流电，而缺损分析单元140可根据当虚部阻抗下降时所对应的交流电频率，分析缺损212的尺寸或形状。

具体来说，交流电源110可施加不同频率的交流电至线路200。阻抗测量装置120可在线路200被施加每一频率的交流电时，均测量线路200的阻抗，而得到线路200被施加每一频率的交流电时的虚部阻抗。缺损分析单元140可比较每一交流电频率时的虚部阻抗，而得到虚部阻抗是在哪一交流电频率时下降的，接着，缺损分析单元140可根据虚部阻抗下降时所对应的交流电频率，分析缺损212的尺寸或形状。

如此一来，本实施方式的线路检测装置不仅可检测线路200是否有缺损212，还可分析缺损212的尺寸或形状。在一些实施方式中，缺损分析单元140可由写在集成电路或计算机的软件或固件来实现。在一些实施方式中，缺损分析单元140与缺损判断单元130可写在同一集成电路或计算机上，但本发明并不以此为限。

图14所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图。本实施方式与上述实施方式之间的主要区别在于：本实施方式的线路检测装置还包含辅助电源150。辅助电源150是用以提供直流电至线路200，以增加电荷流量，从而改变缺损212(可参阅图4)的电容效应。如此一来，即使缺损212的尺寸较小，其电容效应所产生的容抗亦足以使阻抗测量装置120测量的虚部阻抗为负值或趋势变化，从而帮助缺损判断单元130判定线路200具有缺损212。

图15所示为根据本发明另一实施方式的线路检测装置的操作示意图。本实施方式与上述实施方式之间的主要区别在于：本实施方式的阻抗测量装置120a包含四探针121，而非如上述阻抗测量装置120仅包含两探针121。在本实施方式中，这四个探针121是分别用以提供正电压、测量正电压所对应的电流、提供负电压、与测量负电压所对应的电流。应了解到，基于本实施方式与上述实施方式的揭露内容可知，只要阻抗测量装置能够测量到线路的阻抗，探针的数量并不以上述实施方式为限。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更与修改，因此本发明的保护范围当权利要求书所限定为准。

Claims (13)

1.一种线路检测装置，其特征在于，包含：

一交流电源，用以提供交流电至一线路；

一阻抗测量装置，用以测量该线路的阻抗；以及

一缺损判断单元，用以在该线路的阻抗的虚部阻抗为负值时，判定该线路具有至少一缺损。

2.如权利要求1所述的线路检测装置，其特征在于，该交流电的电压不小于0.5伏特。

3.如权利要求1所述的线路检测装置，其特征在于，该交流电的电压不大于2伏特。

4.如权利要求1所述的线路检测装置，其特征在于，该交流电的频率不小于100赫兹。

5.如权利要求1所述的线路检测装置，其特征在于，还包含一缺损分析单元，该交流电的频率是变化的，且该缺损分析单元是用以根据当该虚部阻抗下降时所对应的该交流电的频率，分析该缺损的尺寸或形状。

6.如权利要求1所述的线路检测装置，其特征在于，还包含一辅助电源，用以提供直流电至该线路。

7.一种线路检测方法，其特征在于，包含：

提供交流电至一线路；

测量该线路的阻抗；以及

在该线路的该阻抗的虚部阻抗为负值时，判定该线路具有至少一缺损。

8.如权利要求7所述的线路检测方法，其特征在于，还包含：

测量该线路被施加不同频率的交流电时，该线路的该阻抗；以及

根据该阻抗的该虚部阻抗下降时所对应的该交流电的频率，分析该缺损的尺寸或形状。

9.如权利要求7所述的线路检测方法，其特征在于，还包含提供直流电至该线路。

10.一种线路，其特征在于，包含：

一走线部；以及

一连接垫，位于该走线部的一端，该连接垫的宽度大于该走线部的宽度，当该连接垫被施加交流电时，具有正值的虚部阻抗。

11.如权利要求10所述的线路，其特征在于，该走线部包含至少一侧面，该连接垫具有至少一邻接面，该邻接面是邻接于该侧面，且该邻接面与该侧面定义一夹角，该夹角为钝角。

12.如权利要求11所述的线路，其特征在于，该邻接面是平直的或弯曲的。

13.如权利要求10所述的线路，其特征在于，该走线部的宽度不大于30微米。