KR0141154B1 - 회로기판의 부품장착상태 검사방법 - Google Patents

Abstract

비접촉식 시각인식방법으로 회로기판에 장착되는 부품의 장착상태를 검사하는 회로기판의 부품장착상태 검사방법에 관한 것으로, 검사결과에 미치는 외부 빛의 영향을 줄이고, 인식신뢰성이 우수한 부품장착상태 검사방법을 제공하기 위하여, 촬영된 카메라의 영상데이타 행렬과 찾고자하는 소정의 기준행렬로부터 상관관계 행렬을 구하고, 이 상관관계 행렬을 근거로 부품장착상태를 판단하도록 하였다. 즉, 부품의 위치와 모양의 닮은 정도를 이용하여 회로기판에 장착되는 부품의 장착상태를 검사하였다.

Description

회로기판의 부품장착상태 검사방법

제1도는 종래에 따른 회로기판의 부품장착상태 검사장치의 주요부를 도시한 사시도이다.

제2도는 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법을 설명하기 위한 사시도이다.

제3도는 종래에 따른 부품장착상태 검사장치의 카메라에 의하여 촬영된 영상을 도시한 도면이다.

제4도는 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법을 설명하기 위하여 카메라에 의하여 촬영된 영상을 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:XY로보트 11:헤드

20:카메라 22:조명등

30:컨베이어 40:회로기판

41:부품 42:기판랜드

50:모니터

본 발명은 회로기판에 장착되는 부품의 장착상태를 검사하는 검사방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 비접촉식 시각인식방법으로 회로기판에 장착되는 장착상태를 검사하는 회로기판의 부품장착상태 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 회로기판에는 많은 부품이 장착되어 있다. 부품을 깨끗하고 신속하고 정확하게 회로기판에 고정시키기 위하여 자동화된 납땜장치를 이용하여, 자동화된 남땜공정에는 납땜하기 전에 회로기판의 소정 위치에 소정 부품이 정확하게 위치하고 있는가를 판단하는 납땜전검사공정 및/또는 납땜한 후에 회로기판의 소정 위치에 소정부품이 정확하게 납땜되었는가를 검사하는 납땜검사공정이 있다.

상기 납땜전검사공정 및 납땜후검사공정은 카메라를 이용하여 회로기판을 촬영하고 그 화상데이타를 처리하는 비접촉식 시각인식방법을 주로 사용한다.

제1도는 종래에 따른 회로기판의 부품장착상태 검사장치의 주요부를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, XY로보트(10)의 헤드(11)에는 카메라(20)가 설치되어 있으며, 카메라(20)에는 컨베이어(30)에 의해 이송된 회로기판(40)을 촬영하기 위하여 회로기판(40)에 빛을 조사하는 조명기구(21)가 설치되어 있다.

상기 XY로보트(10)는 도시되지 않은 로보트제어기에 의해 움직이며, 상기 카메라(20)는 회로기판(40)에 장착된 부품의 상태를 인식하기 위하여 비전인식용 컴퓨터에 연결되어 있다. 상기 회로기판(40)에는 각칩(41)이 패턴(42) 위에 부착되어 있다.

카메라(20)는 로보트제어기에 의하여 제어되는 로보트(10)에 의하여 회로기판(40) 우에 위치되며, 조명기(21)는 회로기판(40)에 빛을 조사한다. 따라서, 조명기(21)의 빛이 회로기판(40)에서 반사되어 카메라(20)에 연속적으로 입사됨에 따라 카메라(20)는 회로기판(40)의 검사할 부분의 화상을 촬영할 수 있다.

카메라(20)에 의하여 촬영된 화상데이타는 비전인식용 컴퓨터에서 저장되며, 이 화상데이타는 인식소프트웨어에 의하여 회로기판에 장착되는 부품 및 장착상태의 양 또는 불량을 판단하는 자료가 된다. 즉, 상기 인식소프트웨어에서는 촬영된 이미지에 나타난 부품의 면적 등을 분석한다.

제3도는 종래에 따른 부품장착상태 검사장치의 카메라에 의하여 촬영된 영상을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 모니터(50)에는 회로기판(40)에 장착된 각칩(41)의 전극부분(43)이 밝게 나타나 있다.

상기 모니터(50)에 나타난 전극부분(43)의 밝은 영상은 카메라(20:제1도참조)에 의하여 촬영되는 8비트 농담회상으로부터 소정기준치를 기준으로 나누어진 2진 영상이다.

상기 2진 영상은 회로기판의 소정 위치에 적당한 부품이 장착된 양부를 판단하는 기준이 된다. 즉, 검사영역(55) 내에 밝게 나타난 점의 수를 계산하여 기준치를 만족하면 합격, 기준치를 만족하지 아니하면 불량으로 판단된다.

상술한 바와 같이, 종래에는 로보트의 헤드에 설치된 조명기(21)에 의해 조명된 회로기판(40)을 카메라(20)로 촬영하고, 이 촬영된 8비트 농담화상으로부터 소정 기준치를 기준으로 나누어진 2진 영상을 만들고, 이 2진영상중 밝은 점의 수를 근거로 부품의 장착상태를 검사하는 방식을 취하였기 때문에 검사속도는 빨랐으나 외부 빛의 영향에 의하여 검사의 결과가 달라지는 문제점이 있었다. 즉, 외부 빛에 의하여 2진영상의 밝은 점의 수가 변화하기 때문에 인식신뢰성이 양호하지 못한 문제점이 있었다.

상기 문제점을 감안하여 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법은 검사결과에 미치는 외부 빛의 영향을 줄이고, 인식신뢰성이 우수한 부품장착상태 검사방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법은;

회로기판의 검사할 소정의 부분을 카메라로써 촬영하는 단계와, 상기 촬영된 카메라의 영상데이타 행렬과 찾고자하는 기준행렬로부터 상관관계 행렬을 구하는 단계와, 상기 상관관계 행렬을 근거로 부품장착상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상관관계 행렬이 상기 영상데이타 행렬의 크기와 같은 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 부품장착상태를 판단하는 단계는 상기 상관관계 행렬의 요소 중에서 가장 큰 값을 찾는 단계와, 상기 가장 큰 값의 위치를 찾는 단계와, 상기 큰 값을 기준에 비교하고 상기 위치를 기준위치에 비교하여 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법은 검사결과에 미치는 외부 빛의 영향을 줄일 수 있으며, 부품장착상태 인식신뢰성이 우수하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법을 설명하기 위한 사시도이다. 도시된 바와 같이, XY로보트(10)의 헤드(11)에는 카메라(20)가 설치되어 있으며, 카메라(20)에는 컨베이어(30)에 의해 이송된 회로기판(40)을 촬영하기 위하여 회로기판(40)에 빛을 조사하는 일자형 조명기구(22)가 설치되어 있다.

상기 XY로보트(10)는 도시되지 않은 로보트제어기에 의해 움직이며, 상기 카메라(20)는 회로기판(40)의 부품장착상태를 인식하기 위하여 도시되지 않은 비전인식용 컴퓨터에 연결되어 있다.

카메라(20)는 상기 로보트제어기에 의하여 제어되어 움직이는 XY로보트(10)에 의하여 회로기판(40) 위에 위치되며, 조명기(22)는 회로기판(40)에 빛을 조사한다. 따라서 조명기(22)의 빛이 회로기판(22)에 반사되어 카메라(20)에 연속적으로 입사됨에 따라 카메라(20)는 회로기판(40)의 검사할 부분의 화상을 촬영한다.

카메라(20)에 의하여 촬영된 화상데이타는 비전인식용 컴퓨터에 저장되며, 이 화상데이타는 인식소프트웨어에 의하여 부품장착상태의 양 또는 불량을 판단하는 자료가 된다. 즉, 상기 인식소프트웨어에서는 촬영된 화상데이타에 나타난 영상으로부터 부품이 있어야될 영역 내부에 부품이 놓여 있는지와 적절한 부품이 놓여 있는지를 판단한다.

제4도는 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법을 설명하기 위하여 카메라에 의하여 촬영된 영상을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 모니터(50)에는 회로기판에 장착된 부품의 영상이 8비트 농담화상으로 나타난다.

상기 모니터(50)에 나타난 8비트 농담화상을 그레이스케일 이미지 행렬로 예를 들어 표시하면 다음과 같은 행렬의 데이타 값으로 표시할 수 있다.

상기 그레이스케일 이미지 행렬(A)의 세로 및 가로 데이타 값은 256가지의 농담 중에서 그 점에 해당하는 밝기를 표시한다.

상기 그레이스케일 이미지 행렬(A)에서 부품이 있어야될 영역 내부에 부품이 놓여 있는지와 적절한 부품이 놓여 있는가를 판단하기 위하여 찾으려고 하는 그레이스케일 이미지가

{ 65 79 17 153 88 }

{ 123 205 33 63 190 }

{ 45 92 110 223 73 }

로 나타나는 그레이스케일 이미지 행렬(B)이면, 상기 카메라에서 촬영된 그래이스케일 이미지 A행렬과 찾으려고 하는 그레이스케일 이미지 B행렬로부터 상관관계값을 구하여 상관관계 C행렬을 구할 수 있다.

상기 상관관계값은 부품과 닮은 정도를 나타내며, -1.0에서 +1.0까지의 값으로 나타난다. 즉, 완전히 일치하는 행렬의 상관관계값은 +1.0이 되며, 닮지 않은 행렬의 상관관계값은 -1.0이다.

예를 들면 계산하면, 상기 A행렬의 좌상단에 위치한 그레이스케일 이미지 행렬 A' 와

A'=

{193 39 52 200 123)

{ 46 92 187 254 33}

{122 190 32 200 100}

찾으려고 하는 그레이스케일 이미지 B행렬

{ 65 79 17 153 88}

{123 205 33 63 190}

{ 45 92 110 223 73}

로부터 상관관계값을 구하면 -0.07이 된다. -0.07의 값은 장착될 부품과는 닮지 않았다는 뜻이 되며, 후술하는 상관관계 C행렬의 좌상단값이 된다.

계속해서, 상기 A행렬의 좌상단 부근에 위치한 행렬 A''와

A''=

{ 39 52 200 123 32 }

{ 92 287 254 33 45 }

{190 32 200 100 123}

찾으려고 하는 그레이스케일 이미지 B행렬

{ 65 79 17 153 88}

{123 205 33 63 190}

{ 45 92 110 223 73}

로부터 상관관계값을 구하면 -0.18이 된다. -0.18의 값은 장착될 부품과는 닮지 않았다는 뜻이 되며, 후술하는 상관관계 C행렬의 좌상단 부근의 값이 된다.

상술한 바와 같이 구해지는 상관관계값은 상술한 상관관계 C행렬로 나타낼 수 있다. 즉, 구해지는 각 상관관계값은 미리정해진 메모리의 행당위치에 저장되어 다음과 같은 C행렬이 만들어진다.

상관관계 C행렬이 만들어지면 C행렬에서 가장 큰 값과 그 위치를 찾는다.

상기 가장 큰 값은 판정기준값(예:+0.9)과 비교하여 판정기준값 이하이면 상기 모니터 화면에 찾으려고 하는 그레이스케일 이미지가 없는 것으로 판단하여 회로기판은 불량처리되며, 상기 가장 큰 값이 판정기준값 이상이면 상기 모니터의 화면에 찾으려고 하는 그레이스케일 이미지로 판단하고 그 위치를 찾는다.

상기 가장 큰 값의 위치가 판정기준위치(예:6×5)와 일치하면 합격으로 판정되며, 판정기준위치와 틀리면 회로기판은 불량으로 판정된다.

상기 C행렬에서는 제일 큰 값이 1.00으로 6×5에 위치하고 있으므로 상기 카메라에 의해 조사되는 회로기판은 합격이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회로기판의 부품장착상태 검사방법은 회로기판에 장착되는 부품의 장착상태를 검사하는데 한정되는 것이 아니며, 회로기판에 표시되는 문자, 도형, 패턴 등을 입력하는 곳에도 사용될 수 있다. 예를 들면, 회로기판의 문자를 인식하여 회로기판의 종류를 파악하는데 이용될 수 있으며, 패턴의 상태를 검사하는 곳에도 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 부품장착상태 검사방법은 부품의 위치와 모양의 닮은 정도를 이용하여 장착상태를 검사하기 때문에 검사결과에 미치는 외부 빛의 영향을 줄일 수 있으며, 부품장착상태 인식신뢰성이 우수하다.

Claims (3)

1. 상기 회로기판의 검사할 소정의 부분을 카메라로써 촬영하는 단계와, 상기 촬영된 카메라의 영상데이타 행렬과 찾고자하는 기준행렬로부터 상관관계 행렬을 구하는 단계와, 상기 상관관계 행렬을 근거로 부품장착상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판의 부품장착상태 검사방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 상관관계 행렬이 상기 영상데이타 행렬의 크기와 같은 것을 특징으로 하는 회로기판의 부품장착상태 검사방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 부품장착상태를 판단하는 단계는 상기 상관관계 행렬의 요소중에서 가장 큰 값을 찾는 단계와, 상기 가장 큰 위치를 찾는 단계와, 상기 큰 값을 기준값에 비교하는 상기 위치를 기준위치에 비교하여 판단하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판의 부품장착상태 검사방법.