KR0130866B1

KR0130866B1 - 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치

Info

Publication number: KR0130866B1
Application number: KR1019940012392A
Authority: KR
Inventors: 노병옥; 성하경; 강성택
Original assignee: 김정덕
Priority date: 1994-06-02
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 1998-04-22
Also published as: KR960003534A

Abstract

본 발명은 복수의 조명부를 각각 구비한 복수의 카메라를 사용하여 검사 생산성 및 검사 효율을 향상시킨 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 생산공정중의 중간 생산물인 드라이 필름과 에칭 보드 및 최종 생산물인 PCB를 검사하는 PCB 검사용 시각 인식장치에 있어서, 상호간에 간격 조정이 가능하고 상기 생산물에 대하여 수평이동이 가능하도록 설치되어 상기 생산물의 검사면에 관한 영상을 복수개로 촬상하고 복수개의 영상 데이타를 출력하는 적어도 2대의 카메라와, 상기 카메라 각각에 부착되어 상기 생산물의 검사면에 대한 배율 및 초점이 조정되도록 상기 검사면과 상기 카메라 사이의 상대적인 거리를 조정하는 렌즈 수단, 및 상기 각 카메라와 연관되도록 장착되며 상기 생산물의 검사면에서의 반사 특성을 달리하도록 상기 카메라에 근접하여 위치한 제1조명 수단과 제1조명 수단에 근접하여 위치한 제2조명 수단으로 된 중첩 조명이 가능한 적어도 2개의 조명수단을 포함하고 있어, 검사 신속성 및 검사 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치

제1a, b도는 인쇄 회로 기판 생산 공정의 중간 생성물인 드라이 필름(dry film), 에칭 보드(etching board)의 개략적인 구성도.

제2도는 종래 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치의 개략적인 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치의 전체 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치의 조명 구성을 개략적으로 보이는 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 드라이 필름 16 : 에칭 보드

32, 33 : 제1, 제2카메라 37, 38 : 제1, 제2줌렌즈

39a, 39b : 제1조명체 40a, 40b : 제2조명체

51 : 서보 모터 55 : 모터 제어부

57 : 주 컴퓨터 59, 60 : 제1, 제2모니터

본 발명은 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복수의 조명부를 각각 구비한 복수의 카메라를 사용하여 검사 생산성 및 검사 효율을 향상시킨 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식 장치에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄 회로 기판(이하 PCB라 약칭한다)은 제1a, b도에 도시되어 있는 바와 같이 기판(11)상에 구리 도체(12) 및 소정의 패턴으로 된 폴리이미드(13) 물질이 적층되어 있는 드라이 필름(dry film ; 15) 생산 공정과 상기 드라이 필름(15)의 폴리이미드(polymide ; 13) 물질 밑에 있는 구리 도체(12)만 남기고 그외의 물질을 제거한 에칭 보드(etching board ; 16) 생산 공정등을 거쳐 최종적인 PCB(미도시)로 생산되는데, 생산 공정마다의 중간 생산물인 드라이 필름(15), 에칭 보드(16) 및 최종적인 PCB는 불량의 유, 무, 예를 들면 패턴(pattern)의 긁힘(scratch), 패턴(pattern)의 불균일, 불순물 및 이물질등의 부착등에 대한 검사를 받게 된다.

상술한 바와 같은 PCB의 중간 생산물 및 PCB 최종물의 양·부에 대한 검사의 발전 단계는, 검사자가 눈으로 하는 육안 검사 단게를 거쳐 CCD(charge coupled device) 카메라를 이용하는 시각(vision) 인식장치를 이용하는 단계에 이르고 있다. 시각 인식장치는 PCB 양품에 대한 기준 데이타를 저장하고 있는 컴퓨터와 PCB를 촬상하여 촬상된 화상을 데이타로 변환할 수 있는 CCD 카메라와 같은 촬상장치를 구비한다. 이와 같은 구성의 시각 인식장치는 먼저 촬상장치로 PCB를 촬상하여 화상 데이타로 변환하고 이 화상 데이타를 컴퓨터에 저장된 기준 데이타와 비교하여 PCB의 양·부를 판정하는 것이다.

이와 같은 PCB 검사용으로 사용되는 종래 시각 인식장치의 한 형태가 제2도에 도시되어 있다. 종래 PCB 검사용 시각 인식장치는, 촬상소자(CCD)가 그 내부에 마련되어 화상을 포함하는 카메라부(21)와, 검사 대상물(27)(즉, 최종 PCB)에 적절한 광을 조사하도록 광원(23)과 구동 거울(25)로 구성된 조명부(22), 및 검사 대상물(27)에서 광을 적절하게 확대하고 촛점을 맞추기 위한 렌즈부(29)로 구성되어 있는데, 상기 카메라부(21), 조명부(22) 및 렌즈부(29)는 상호간에 유기적으로 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 시각 인식장치는 광원(23)에서 조사된 광이 구동 거울(25)을 통해 대상물(27)에 조사되면 대상물(27)의 반사 특성에 따라 광이 반사되고 이 반사관에 의해 카메라부(21)의 카메라가 화상을 구성하고 이 화상을 전기적 신호로 변환하여 화상 데이타를 만든다. 이때, 렌즈부(29)는 카메라부(21)의 촬상소자에 화상이 적절하게 맺히도록 카메라부(21)와 대상물(27)과의 거리를 조절해줌으로써 초점을 맞쳐 주고 화상의 배율을 적절히 조정해 준다.

그런데, 상술한 종래의 시각 인식장치는 한대의 카메라를 사용하므로써 대상물의 검사 영역에 한계가 있게 되어 검사 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었고, 광원을 포함한 조명부도 패턴 검사용으로서 최종 PCB만 검사할 목적으로 단순 구조로 개발되었기 때문에 드라이 필름과 에칭 보드등의 검사가 불가능한 문제점이 있었다. 즉, 드라이 필름, 에칭 보드 및 최종 PCB 모두를 검사하기 위해서는 드라이 필름용 검사장치, 에칭 보드용 검사장치 및 최종 PCB 검사장치가 각각 필요하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 종래 기술에서 불가능했던 에칭 보드 및 드라이 필름의 겸용 검사가 가능하며, 검사 시간을 단축할 수 있는 PCB 검사용 시각 인식장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치는, 생산공정중의 중간 생성물인 드라이 필름과 에칭 보드 및 최종 생산물인 PCB를 검사하는 PCB 검사용 시각 인식장치에 있어서, 상호간에 간격 조정이 가능하고 상기 생산물에 대하여 수평이동이 가능하도록 설치되어 상기 생산물의 검사면에 관한 영상을 복수개로 촬상하고 복수개의 영상 데이타를 출력하는 적어도 2대의 카메라와, 상기 카메라 각각에 부착되어 상기 생산물의 검사면에 대한 배율 및 초점이 조정되도록 상기 검사면과 상기 카메라 사이의 상대적인 거리를 조정하는 렌즈 수단, 및 상기 각 카메라와 연관되도록 장착되며 상기 생산물의 검사면에서의 반사 특성을 달리하도록 상기 카메라에 근접하여 위치한 제1조명 수단과 상기 제1조명 수단에 근접하여 위치한 제2조명 수단으로 되어 중첩 조명이 가능한 적어도 2개의 조명수단을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도 및 제4도를 참조하면, 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치는, 스텝핑 모터(31)와 소정의 이송축(35)에 의해 상호간에 위치조정되는 제1, 제2카메라(32,33)와; 리니어 모터(36)와 소정의 구동체(미도시)에 의해 위치 가변되어 적절한 배율 및 초점으로 카메라(32,33)에 상이 맺히도록 하는 제1, 제2줌렌즈(37,38) : 및 상기 각 카메라(32,33)와 연관되어 장착되며 검사 대상 생산물(34)이 에칭 보드일 경우 작동되도록 카메라(32,33)에 근접하여 위치한 제1조명체(39a,39b)와 검사 대상 생산물이 드라이 필름일 경우 작동하도록 제1조명체(39a,39b)에 근접하여 위치한 제2조명체(40a,40b)를; 포함하고 있다. 최종 생성물인 PCB가 검사 대상일 경우는 제1조명체(39a,39b)와 제2조명체(40a,40b)를 조합하여 조명체로 이용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치는, 카메라 지지대(50)를 소정 방향으로 이동시키며 검사 대상 생산물(34)를 고정 지지하는 검사대(53)를 소정 방향으로 이동시키는 서보 모터(51)를 더 포함하며, 이 서보 모터(51)와 상기 스텝핑 모터(31) 및 리니어 모터(36)를 구동 제어하는 모터 제어부(55)와 모터 제어부(55)를 총괄적으로 제어하며 불량 생산물에 대한 정보를 저장하는 수정용 컴퓨터(56)와 송수신하는 주 컴퓨터(57)를 또한 포함한다. 주 컴퓨터(57)는 각 카메라(32,33)의 촬상소자에 의해 변환된 전기적인 화상 데이타를 저장 및 처리하는 이미지 보드(58)와 접속되어 있으며, 각종 메뉴를 표시하는 제1모니터(59)와 검사 대상 생산물에 대한 각종 정보를 표시하는 제2모니터(60)와도 접속되어 있다. 그리고, 수정 컴퓨터(56)는 주 컴퓨터(57)에서 전송된 불량 생산물에 대한 각종 정보를 표시하는 제3모니터(61)와 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치의 작용 및 작동을 제3도 및 제4도를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

제4도를 참조하면, 드라이 필름(제1a도)을 검사할 때는 제2조명체(40a,40b)를 사용하여 조명상태를 구성하는데, 이는 드라이 필름(15)에 존재하는 폴리이미드(13) 및 구리 도체(12)의 반사 특성에 적절하게 대응하고 드라이 필름(15)면에 대한 입사각을 적절하게 하기 위해서이다. 즉, 드라이 필름(15)면에 대한 입사각을 25°이하로 하는 것이 바람직한데 이는 실험 결과에 의해 지지되고 있는 사항이다. 그리고, 에칭 보드(제1b도)를 검사할 때는 제1조명체(39a,39b)를 사용하여 조명상태를 구성하는데, 이는 에칭 보드(16)에 존재하는 구리 도체(12) 및 기판(11) 물질의 반사 특성에 적절하게 대응하고 에칭 보드(16)면에 대한 입사각을 적절하게 하기 위해서이다. 즉, 에칭 보드(16)면에 대한 입사각을 20°이하로 하는 것이 바람직한데 이는 실험 결과에 의해 또한 지지되고 있는 사항이다. 또한, 최종 생산물인 일반 PCB는 제1조명체(39a,39b)와제2조명체(40a,40b)를 적절하게 조합해서 조명을 구성하는데, 이는 최종 생산물인 일반 PCB는 드라이 필름(15) 요소와 에칭 보드(16) 요소 및 기타 요소를 모두 가지고 있기 때문이다.

이와 같은 각 생산물의 반사특성에 기초해서 해당 조명을 구성하면, 각 생산물(34)의 검사 대상면에서 광이 반사되고 제1, 제2줌렌즈(37,38)에 의해 검사 대상면이 적절한 배율로 확대 또는 축소된다. 즉, 제1, 제2줌렌즈(37,38)는 모터 제어부(55)에 의해 제어를 받아 구동되는 리니어 모터(36)에 의해 검사 대상과 렌즈사이의 거리가 변화되어 배율이 조정된다. 배율 조정은 주 컴퓨터(57)에서 자동처리가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 제2모니터(60)상에 표시된 초점을 검출하여 정확한 배율과 초점이 맞을 때까지 피드백시키므로써 수행될 수 있다.

상술한 바와 같은 배율 및 초점이 적절하게 맞추어지면 제1, 제2카메라(32,33)에 있는 촬상소자에 화상이 맺히게 되고, 촬상소자에 화상이 맺히면 촬상소자의 특성에 의해 전기적인 화상 데이타가 출력되어 이미지 보드(58)에 입력된다. 이미지 보드(58)에 화상 데이타가 입력되면, 이미지 보드(58)는 화상 데이타에 소정의 처리를 가하고 그 내부의 기억장치내에 화상 데이타를 저장한다. 이와 같이 처리된 화상 데이타는 주 컴퓨터(57)에 미리 저장되어 있는 검사 대상 생산물의 기준 데이타와 비교 처리되어 그 양·부가 판정된다.

제1, 제2카메라(32,33)는 검사 대상 생산물의 크기 및 형태에 따라서 간격이 적절히 조정되어야 하는데, 이와 같은 카메라사이의 조정은 모터 제어부(55)에 의해 구동 제어를 받는 스텝핑 모터(31)에 의해 조정된다. 즉, 스텝핑 모터(31)가 구동되면 카메라(32,33)는 이송축(35)에 의해 이송되어 간격이 조정된다. 그리고, 카메라(32,33) 전체의 이동은 스텝핑 모터(31)등의 경우와 마찬가지로 모터 제어부(55)의 구동 제어를 받는 서보 모터(51)에 의해 이동되며, 검사 대상 생산물(34)을 고정 지지하는 검사대(53)도 마찬가지로 서보 모터(51)에 이동될 수 있다. 각 모터들을 구동제어하는 모터 제어부(55)는 주 컴퓨터(57)에 의해 통제된다.

검사 대상 생산물(34)을 검사한 후 이 검사 대상 생산물이 불량 생산물로 판정되면 주 컴퓨터(57)는 불량의 위치(예를 들면, 불량의 좌표 데이타) 및 부량의 종류를 수정 컴퓨터(56)에 송신하여 수정 작업자가 제3모니터(61)상에 표시된 불량의 위치 및 불량의 종류를 근거로 불량 생산물을 수정하도록 한다. 검사중의 검사에 관한 메뉴는 제1모니터(59)에 표시되며, 검사 대상 생산물에 관한 화상은 제2모니터(60)에 표시되도록 하여 검사 효율의 향상을 도모하는 것이 바람직하다. 그리고, 조명체(39,40)의 광원은 할로겐 램프를 사용하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 PCB 검사용 시각 인식장치는 2중 조명이 가능한 두개의 조명체를 각각 구비한 2대의 카메라를 포함하여 보다 신속하게 검사를 수행할 수 있으며, 다양한 검사 대상물을 검사할 수 있는 이점을 제공한다.

Claims

생산공정중의 중간 생성물인 드라이 필름과 에칭 보드 및 최종 생산물인 PCB를 검사하는 PCB 검사용 시각 인식장치에 있어서, 상호간에 간격 조정이 가능하고 상기 생산물에 대하여 수평이동이 가능하도록 설치되어 상기 생산물의 검사면에 관한 영상을 복수개로 촬상하고 복수개의 영상 데이타를 출력하는 적어도 2대의 카메라와, 상기 카메라 각각에 부착되어 상기 생산물의 검사면에 대한 배율 및 초점이 조정되도록 상기 검사면과 상기 카메라 사이의 상대적인 거리를 조정하는 렌즈 수단, 및 상기 각 카메라와 연관되도록 장착되며 상기 생산물의 검사면에서의 반사 특성을 달리하도록 상기 카메라에 근접하여 위치한 제1조명 수단과 상기 제1조명 수단에 근접하여 위치한 제2조명 수단으로 되어 중첩 조명이 가능한 적어도 2개의 조명수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판 검사용 시각 인식장치.