KR0152582B1 - Apparatus of automatically searching defect of no-pattern board and method of searching the same - Google Patents
Apparatus of automatically searching defect of no-pattern board and method of searching the sameInfo
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Abstract
본 발명은 전자회로 패턴이 되어 있지 않고 전자부품 삽입용 홀, 배선용 비아홀 및, 기판 고정용 홀등을 포함하거나 또는 홀을 포함하지 않는 무패턴 기판의 결함 자동검색장치 및 그 검색방법에 관한 것으로, 별도의 영상처리용 컴퓨터가 필요없는 독립적인 단일모듈형 검색기로 구성된 자동검색장치를 이용하여 한개 또는 두개의 길고 가는 선형광원으로 기판 표면에 빔을 조사한 후 표면에서의 반사광을 카메라렌즈에 의해 1차원 CCD 영상센서어레이에서 아날로그 영상신호로 변환시키는 제1단계와; 상기 CCD 영상센서어레이에서 출력된 아날로그 영상신호를 비디오 아날로그/디지탈 변환기를 통해 디지탈 신호로 바꾼 후 고속으로 신호를 처리할 수 있는 디지탈신호처리 칩으로 보내는 제2단계와; 상기 디지탈신호처리 칩 내부에서 프로그램과 데이타 메모리를 통해 신호를 처리하는 알고리즘을 구현하고 이것에 의해 검출된 검색결과를 출력표시부에 표시하는 제3단계를 거쳐 무패턴 기판의 결함을 검출하므로써, 별도의 영상처리용 컴퓨터가 필요없어 제조비용을 절감할 수 있고, 1차원 스캐닝에 의한 광영상화와 신호처리의 고속화 및 실시간 처리가 가능하며, 디지탈 신호처리 칩(digital signal processing chip)을 내장함으로 인해 다양한 결함 유형의 자동검출이 용이하다는 장점을 가지게 된다. 또한 단일모듈에 의한 검색시스템을 광영상화부, 고속영상신호처리부 및, 출력표시부로 구성하여 응용에 따라 각 기능부를 용이하게 조정할 수 있게 되며, 기판의 크기와 검출되어야 하는 결함의 크기에 따라 기판 표면의 영상화 배율 및 다양한 센서수를 갖는 CCD (charge coupled device) 센서어레이를 쉽게 변경할 수 있는 고신뢰성의 무패턴 기판 결함 자동검색장치를 구현할 수 있게 된다.The present invention relates to a device for automatically detecting defects of a pattern-free substrate that does not have an electronic circuit pattern and that includes or does not include an electronic component insertion hole, a wiring via hole, a substrate fixing hole, and the like. Using an automatic retrieval device consisting of an independent single module searcher that does not require a computer for image processing, one or two long, thin linear light sources are irradiated onto the surface of the substrate, and then the reflected light from the surface is captured by the camera lens. Converting the image sensor array into an analog image signal; A second step of converting the analog image signal output from the CCD image sensor array into a digital signal through a video analog / digital converter and sending the analog image signal to a digital signal processing chip capable of processing the signal at high speed; By implementing an algorithm for processing a signal through a program and a data memory in the digital signal processing chip and displaying a search result detected by the display on the output display part, a defect of a patternless substrate is detected. It is possible to reduce manufacturing costs by eliminating the need for an image processing computer, to speed optical processing and real-time processing of optical imaging and signal processing by one-dimensional scanning, and to incorporate various digital signal processing chips. It has the advantage that the automatic detection of the type is easy. In addition, the single-module retrieval system consists of an optical imaging unit, a high-speed image signal processing unit, and an output display unit so that each functional unit can be easily adjusted according to the application. It is possible to implement a highly reliable, patternless defect detection system for automatically detecting a CCD (charge coupled device) sensor array having an imaging magnification and a variable number of sensors.
Description
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 무패턴 기판의 자동검색을 위한 단일 모듈형 검색기 구조를 개략적으로 도시한 구성도.1 is a block diagram schematically showing the structure of a single modular searcher for the automatic search of a patternless substrate according to an embodiment of the present invention.
제2도는 제1도에 도시된 단일모듈형 검색기가 적용된 자동검색장치를 개략적으로 도시한 구성도.FIG. 2 is a schematic view showing an automatic search apparatus to which the single modular searcher shown in FIG. 1 is applied.
제3도(a) 내지 제3도(c)는 제2도에 도시된 자동검색장치의 단일 명조계에 의한 광영상화 방법 및 그 영상신호에 대한 세부개념도.3A to 3C are detailed conceptual views of an optical imaging method using a single light meter of the automatic retrieval apparatus shown in FIG.
제4도(a) 내지 제4도(c)는 제2도에 도시된 자동검색장치의 혼합명조계에 의한 광영상화 방법과 그 영상신호에 대한 세부개념도.4A to 4C are detailed conceptual diagrams of an optical imaging method using a mixed light system of the automatic retrieval apparatus shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 광영상화부 2 : 고속 영상신호처리부1: optical imaging unit 2: high speed image signal processing unit
3 : 출력 표시부 4 : 자동검색 단일모듈3: Output display part 4: Auto search single module
5 : 광원 6a : 카메라 렌즈5: light source 6a: camera lens
6b : CCD 센서어레이 7 : 아날로그/디지탈 변환기(ADC)6b: CCD sensor array 7: Analog-to-digital converter (ADC)
8 : 고속 디지탈신호처리 전자회로 (DSPC)8: High Speed Digital Signal Processing Electronic Circuit (DSPC)
9 : LED 디스플레이 10 : CCD/ADC 조정회로9 LED display 10 CCD / ADC control circuit
11 : 프로그램과 데이타 메모리 12 : 부팅롬11 program and data memory 12 boot ROM
13 : 디스플레이용 LCD 패널 14 : 통신 및 디스플레이 프로그램부13 LCD panel for display 14 Communication and display program unit
15a,15b : 선형광원 16 : 무패턴 전자회로 기판15a, 15b: linear light source 16: patternless electronic circuit board
17 : 이송거리 제한스위치 18 : 기판이송용 모타 컨트롤러17: transfer distance limit switch 18: motor controller for substrate transfer
19 : 기판이송용 모타 20 : 기판 이송축19: substrate transfer motor 20: substrate transfer axis
S,S1,S2 : 점광원 PD : 점광원 검출기S, S1, S2: Point light source PD: Point light source detector
A : 결함부위 B : 홀A: Defective part B: Hole
C : 무결함부위C: flawless area
I(x) : X축 방향에 따른 반사광의 세기I (x): the intensity of reflected light along the X axis
V(x) : X축 방향의 CCD 출력신호V (x): CCD output signal in X axis direction
I1(x) : 점광원 S1에 의한 반사광의 세기I 1 (x): intensity of reflected light by point light source S1
I2(x) : 점광원 S2에 의한 반사광의 세기I 2 (x): intensity of reflected light by point light source S2
I1(x)+I2(x) : 반사광 I1(x)과 I2(x)의 합I 1 (x) + I 2 (x): Sum of reflected light I 1 (x) and I 2 (x)
본 발명은 무패턴 기판의 결함 자동검색장치 및 그 검색방법에 관한 것으로, 특히 전자회로 패턴이 되어 있지 않고 전자부품 삽입용 홀, 배선용 비아홀, 기판 고정용 홀 등을 포함하거나 또는 홀을 포함하지 않는 무패턴 기판에 생기는 스크래치(scratch) 결함이나 덴트(dent) 결함등을 별도의 컴퓨터를 사용하지 않고 자동으로 검출하여 측정할 수 있는 독립적인 단일모듈(single module)형 검색기로 구성된 무패턴 기판의 결함 자동검색장치 및 이를 이용한 검색방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device for automatically detecting defects of a patternless substrate and a method for searching the same, and in particular, does not include an electronic circuit pattern, and includes or does not include holes for inserting electronic components, wiring via holes, substrate fixing holes, or the like. Scratch defects or dent defects on a patternless substrate can be automatically detected and measured without the use of a separate computer. An automatic search apparatus and a search method using the same.
최근, 기판의 복잡도와 수요의 급증에 따라 작업자 없이도 기판의 결함을 고속으로 자동화하여 검색할 수 있는 단일모듈형 검색기 개발에 대한 필요성이 크게 요구되고 있다.Recently, there is a great demand for the development of a single modular searcher capable of automatically searching for defects of a board at high speed without an operator due to the increase in complexity and demand of the board.
이러한 자동검색을 수행하기 위하여 기존에 주로 사용되어 오던 방법으로는 2차원 CCD(charge-coupled device) 영상센서어레이(image sensor array)에 의해 일정 면적을 스캔하여 2차원 영상을 얻은 후 고속신호처리가 가능한 고가형 컴퓨터에 이를 저장하여 영상처리 하는 것을 들 수 있다.In order to perform such an automatic search, a method that has been mainly used in the past has been performed by scanning a predetermined area by a two-dimensional CCD (charge-coupled device) image sensor array to obtain a two-dimensional image, and then performing high-speed signal processing. Image processing can be done by storing them on expensive computers as much as possible.
그러나 상기 방법을 이용하여 무패턴 기판의 결함을 자동검색하고자 할 경우, 스캔된 영상과 영상 사이의 정확한 동기화와 장비의 저가격화를 이루면서 동시에 방대한 양의 영상데이타를 고속으로 처리하기 어렵다는 단점을 가지게 된다.However, when the defects of the patternless substrate are automatically detected using the above method, it is difficult to process a large amount of image data at high speed while achieving accurate synchronization between the scanned image and the image and low cost of the equipment. .
이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하고자 이루어진 것으로 별도의 영상처리용 컴퓨터 없이도 1차원 스캐닝에 의한 광영상화와 신호처리의 고속화 및 실시간 처리가 가능할 뿐 아니라 다양한 형태의 결함을 자동검출할 수 있도록 이루어진 무패턴 기판의 결함 자동검색장치 및 그 검색방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention was made to improve the above-mentioned disadvantages, and the optical imaging and signal processing by one-dimensional scanning and the high speed and real-time processing are possible as well as the automatic detection of various types of defects without a separate image processing computer. It is an object of the present invention to provide an automatic defect detecting apparatus for a patternless substrate and a searching method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무패턴 기판의 결함 자동검색장치는 이송거리 제한스위치의 범위내에서 기판이송용 모타를 이용하여 무패턴 기판을 이송하는 기판이송부와; 무패턴 기판이 놓여지는 상기 기판 이송부의 상측에 배열되며, 카메라 렌즈 및 1차원 CCD 영상센서어레이로 이루어져 선형광원에서 조사된 빔을 영상신호로 변환시키는 광영상화부와; 상기 광영상부의 일측에 배열된 단일모듈형 검색기로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the defect automatic detection apparatus of a patternless substrate according to an embodiment of the present invention includes a substrate transfer unit for transferring a patternless substrate using a substrate transfer motor within a range of a transfer distance limit switch; ; An optical imaging unit arranged on an upper side of the substrate transfer unit on which a pattern-free substrate is placed and configured to convert a beam irradiated from a linear light source into an image signal, comprising a camera lens and a one-dimensional CCD image sensor array; Characterized in that it consists of a single modular searcher arranged on one side of the optical image unit.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무패턴 기판의 결함 자동검색장치는 카메라렌즈 및 1차원 CCD 영상센서어레이로 이루어져 광원에서 조사된 빔을 영상신호로 변환시키는 광영상부와; 상기 1차원 CCD 영상센서어레이에서 추출된 영상신호를 디지탈 신호로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환기와, 디지탈화된 신호를 고속으로 처리하면서 원하는 알고리즘을 프로그램과 데이타 메모리를 통해 구현하여 무패턴 기판의 결함을 검출하는 디지탈신호처리 칩과; 디지탈신호처리 칩을 부팅시키기 위한 부팅롬과, 검색된 영역을 수개의 구간으로 나누어 어느 구간에 결함이 있는지를 확인할 수 있도록 하는 발광 다이오드 디스플레이로 이루어진 고속 영상신호처리부 및; 검색결과를 표시하기 뒤한 액정디스플레이 패널과 통신 및 디스플레이 프로그램부로 이루어져 고속 영상신호처리부에서 받은 총괄된 검색결과를 액정디스플레이 패널을 이용하여 표시하는 출력표시부로 이루어짐을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for automatically detecting defects of a patternless substrate, comprising: an optical image unit configured to convert a beam irradiated from a light source into an image signal by using a camera lens and a 1D CCD image sensor array; ; Detects defects on a patternless substrate by implementing analog and digital converters for converting image signals extracted from the 1D CCD image sensor array into digital signals, and processing desired digital signals at high speed through programs and data memories. A digital signal processing chip; A high speed image signal processor comprising a boot ROM for booting the digital signal processing chip, and a light emitting diode display for dividing the searched area into several sections to identify which section is defective; It consists of a liquid crystal display panel for displaying the search results and a communication and display program unit, characterized in that the display unit for displaying the overall search results received from the high-speed image signal processing unit using the liquid crystal display panel.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무패턴 기판의 결함 자동검색장치를 이용한 검색방법은 한개 또는 두개의 길고 가는 선형광원으로 기판 표면에 빔을 조사하여 기판 표면에서의 반사광을 카메라렌즈에 의해 1차원 CCD 영상센서어레이에서 아날로그 영상신호로 변환시키는 제1단계와; 상기 CCD 영상센서어레이에서 출력된 아날로그 영상신호를 비디오 아날로그/디지탈 변환기를 통해 디지탈 신호로 바꾼 후 고속으로 신호를 처리할 수 있는 디지탈신호처리 칩으로 보내는 제2단계와; 상기 디지탈신호처리 칩 내부에서 프로그램과 데이타 메모리를 통해 신호를 처리하는 알고리즘을 구현하고 이것에 의해 검출된 검색결과를 출력표시부에 표시하는 제3단계로 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the search method using a defect automatic detection device of a patternless substrate according to an embodiment of the present invention for achieving the above object by irradiating a beam on the surface of the substrate with one or two long and thin linear light source on the surface of the substrate Converting the reflected light into an analog image signal in the one-dimensional CCD image sensor array by a camera lens; A second step of converting the analog image signal output from the CCD image sensor array into a digital signal through a video analog / digital converter and sending the analog image signal to a digital signal processing chip capable of processing the signal at high speed; And a third step of implementing an algorithm for processing a signal through a program and a data memory in the digital signal processing chip and displaying the search result detected on the output display.
상기와 같이 자동검색장치를 구성한뒤 동작시키므로써, 별도의 영상처리용 컴퓨터 없이 무패턴 기판의 결함을 자동으로 검색할 수 있게 된다.By configuring and operating the automatic searching device as described above, it is possible to automatically search for defects of the patternless substrate without a separate image processing computer.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 무패턴 기판의 자동검색을 위한 단일모듈형 검색기의 개략적인 구성을 기능별로 구분해 보인 것으로, 이를 참조하여 무패턴 기판의 결함 자동검색장치 및 그 검색방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 illustrates a schematic configuration of a single module type searcher for the automatic search of a patternless substrate by function, and the defect automatic search apparatus and the searching method of the patternless substrate will be described in detail with reference to the following. .
상기 도면에서 알수 있듯이 본 발명에 따른 결함 자동검색용 단일 모듈형 검색기의 단일모듈(4)의 내부구성은 1차원 CCD 영상센서어레이(6a, 6b)와, 고속 영상 신호처리부(2), 그리고 결과를 보이는 출력표시부(3)로 이루어지며, 상기 구성요소를 이용한 검색시스템의 기능은 크게 나누어 기판(16)을 영상화하는 광영상부(1)와, 고속 영상신호처리부(2), 그리고 결과를 보이는 출력표시부(3)의 3부분으로 구분된다.As can be seen from the above figure, the internal configuration of the single module 4 of the single module searcher for automatic defect detection according to the present invention includes the one-dimensional CCD image sensor arrays 6a and 6b, the high speed image signal processor 2, and the result. Is composed of an output display unit (3) showing an optical display unit (1) for imaging a substrate (16), a high speed image signal processing unit (2), and an output showing a result. It is divided into three parts of the display part 3.
이때 상기 광영상부(1)는 광원(5)으로 길고 가는 형태의 할로겐 램프 또는 형광등을 사용하여 기판(16)을 비추고, 상기 기판으로부터 나오는 반사광을 카메라렌즈(6a)에 의해 선형 1차원 CCD 영상센서어레이(6b)에 정확히 영상화되도록 구성한다. 따라서 기판(16)의 표면은 카메라렌즈(6a)와 1차원 CCD 영상센서어레이(6b)에서 영상화되고, 상기 영상센서어레이(6b)에서는 기판 표면에 대한 출력신호로 1차원 아날로그 영상신호를 추출하게 된다.At this time, the optical image unit 1 illuminates the substrate 16 by using a long and thin halogen lamp or fluorescent lamp as the light source 5, and the reflected light emitted from the substrate by the camera lens 6a is a linear one-dimensional CCD image sensor. It is configured to be accurately imaged in the array (6b). Accordingly, the surface of the substrate 16 is imaged by the camera lens 6a and the one-dimensional CCD image sensor array 6b, and the image sensor array 6b extracts the one-dimensional analog image signal as an output signal to the surface of the substrate. do.
상기 고속 영상신호처리부(2)는 상기 CCD 영상센서어레이(6b)에서 추출된 아날로그 영상신호를 아날로그/디지탈 변환기(analog/digital converter: 이하, ADC라 한다)(7)를 거쳐 디지탈 신호로 변환하고, 디지탈화된 상기 신호를 고속으로 처리하면서 원하는 알고리즘을 구현하여 결함을 검출하기 위해 부팅롬(booting ROM)(12)에 의해 부팅된 디지탈 신호처리 칩(digital signal processing chip:이하, DSPC라 한다)(8)을 이용한다. 상기 DSPC(8)는 ADC(7)로부터 디지탈 신호를 받아 프로그램 메모리(11)에 저장되어 있는 검색 알고리즘을 수행한다. 이때 처리된 결과는 데이타 메모리(11)에 저장되며, DSPC(8)와의 상호작용에 의한 검색결과는 디스플레이용 LCD(liquid crystal display) 패널(13)등을 사용하는 출력표시부(3)로 보내진다. 여기서 LED(light emitting diode) 디스플레이(9)는 검색된 영역을 수개의 구간으로 나누어 어느 구간에 결함이 있는지를 육안으로 확인할 수 있도록 해준다.The high speed image signal processor 2 converts the analog image signal extracted from the CCD image sensor array 6b into a digital signal through an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an ADC) 7. A digital signal processing chip (hereinafter referred to as DSPC) booted by a booting ROM 12 to detect a defect by implementing a desired algorithm while processing the digitalized signal at high speed ( 8). The DSPC 8 receives a digital signal from the ADC 7 and performs a search algorithm stored in the program memory 11. At this time, the processed result is stored in the data memory 11, and the search result by interaction with the DSPC 8 is sent to the output display unit 3 using a liquid crystal display panel 13 or the like. . The light emitting diode (LED) display 9 divides the searched area into several sections to visually identify which section is defective.
상기 출력표시부(3)는 고속 영상신호처리부(2)에서 받은 스캔된 각 선형영역에 대한 검색 결과를 통신(14)에 의해 받고, 기판 상태의 판정 등 용도에 따라 총괄된 검색결과를 수치적으로 보이기 위해 디스플레이 프로그램부(14)를 거쳐 디스플레이용 LCD패널(13)을 통해 검색결과를 표시한다.The output display unit 3 receives a search result for each scanned linear region received by the high speed image signal processing unit 2 by the communication 14, and numerically receives the search results collectively according to the purpose of determining the substrate state. The display result is displayed on the LCD panel 13 for display via the display program unit 14 for viewing.
상기 구성 요소들로 이루어진 단일모듈형 검색기를 이용하여 고속으로 무패턴 기판(16)을 자동검색 할수 있는 방법은 아래와 같다.A method of automatically searching the patternless substrate 16 at high speed using a single modular searcher composed of the above components is as follows.
먼저 제1단계로서, 길고 가는 선형광원으로 기판(16)의 표면을 비추면 표면에서의 반사광이 카메라렌즈(6a)에 의해 1차원 CCD 영상센서어레이(6b)에서 영상신호로 변환된다.First, as a first step, when the surface of the substrate 16 is illuminated with a long thin linear light source, the reflected light on the surface is converted into a video signal in the one-dimensional CCD image sensor array 6b by the camera lens 6a.
이후 제2단계로서, 상기 CCD 영상센서어레이(6b)에서 출력되는 아날로그 전기신호는 고속영상신호처리부(2)의 비디오 ADC(7)를 통해 디지탈신호로 바뀐 후 고속으로 신호를 처리할 수 있는 DSPC(8)으로 보내진다.Thereafter, as a second step, an analog electric signal output from the CCD image sensor array 6b is converted into a digital signal through the video ADC 7 of the high speed image signal processing unit 2 and then processed at high speed. Is sent to (8).
이어서 제3단계로서, 상기 DSPC(8) 내부에서는 프로그램과 데이타 메모리(11)를 통해 신호를 처리하는 알고리즘을 구현하고 이것에 의해 검출된 신호를 출력표시부(3)로 보내므로써 컴퓨터를 사용하지 않고 검색을 자동화할 수 있게 된다.Subsequently, as a third step, the DSPC 8 implements an algorithm for processing signals through a program and a data memory 11 and sends the detected signal to the output display unit 3 without using a computer. You can automate the search.
한편, 제2도는 제1도에 도시된 단일모듈형 검색기가 적용된 자동검색 장치를 개략적으로 도시한 구성도를 나타낸 것으로, 상기 도면에서 알수 있듯이 상기 자동검색장치는 이송거리 제한스위치(17)의 범위내에서 기판이송용 모타(19)를 이용하여 무패턴 기판(16)을 이송하는 기판이송부와, 무패턴 기판(16)이 놓여지는 상기 기판 이송부의 상측에 배열되며, 카메라렌즈(6a) 및 1차원 CCD 영상센서어레이(6b)로 이루어져 선형광원에서 조사된 빔을 영상신호로 변환시키는 광영상부(1)와, 상기 광영상부(1)의 일측에 배열된 단일모듈형 검색기(4)로 이루어져, 선형결함(L)과 홀(H)을 포함하는 무패턴 기판(16)이 이송거리 제한스위치(17)의 범위 내에서 이송용 모터(19)로 이송되거나 혹은 정지해 있을 때 길고 가는 선형광원(15a),(15b)으로 부터 나오는 선형광이 기판(16)을 조명하도록 되어 있다.On the other hand, Figure 2 is a schematic diagram showing a schematic diagram of the automatic search device is applied to the single modular searcher shown in Figure 1, as can be seen in the automatic search device range of the travel distance limit switch 17 A substrate transfer portion for transferring the patternless substrate 16 using the substrate transfer motor 19 therein, and an upper side of the substrate transfer portion on which the patternless substrate 16 is placed, the camera lens 6a and It consists of a one-dimensional CCD image sensor array (6b) consists of an optical imaging unit (1) for converting a beam irradiated from a linear light source into an image signal, and a single modular searcher (4) arranged on one side of the optical imaging unit (1) Long and thin linear light source when the patternless substrate 16 including the linear defect L and the hole H is transported or stopped to the transport motor 19 within the range of the travel distance limit switch 17. Linear light emitted from 15a and 15b causes the substrate 16 to It is supposed to illuminate.
따라서 상기 선형광이 기판(16)을 조명하게 되면, 기판(16) 표면에서 반사된 빛은 카메라렌즈(6a)에 의해 1차원 CCD 센서어레이(6b)에 촛점화되고, 단일모듈(4) 내부의 고속영상신호처리부(2)에 의해 처리된다.Therefore, when the linear light illuminates the substrate 16, the light reflected from the surface of the substrate 16 is focused on the one-dimensional CCD sensor array 6b by the camera lens 6a, and inside the single module 4 Is processed by the high speed video signal processing unit 2.
단일모듈(4)용 선형 광검출기로는 많은 수의 센서가 배열되어 있는 CCD 영상센서어레이(6b)등이 사용되며, 상기 CCD센서(6b)에서 출력되는 신호는 센서의 옵셋(offset) 전압에 의해 강하게 입력되는 빛은 낮은 전압으로 변환되고, 약하게 입력되는 빛은 옵셋 전압에 근접하게 되어 반사광의 세기에 대해 반전된 신호를 출력하게 된다. 따라서 결함이나 홀이 없는 부분으로부터 얻어지는 CCD 출력신호 레벨은 최소가 되고, 큰 홀과 같이 빛이 모두 통과되어 반사가 없는 부분에서는 출력신호 레벨이 최대가 된다.As the linear photodetector for the single module 4, a CCD image sensor array 6b in which a large number of sensors are arranged is used, and a signal output from the CCD sensor 6b is applied to an offset voltage of the sensor. The strongly input light is converted into a low voltage, and the weakly input light approaches the offset voltage to output a signal inverted with respect to the intensity of the reflected light. Therefore, the level of the CCD output signal obtained from a portion free from defects or holes is minimized, and the output signal level is maximized at a portion without reflection, such as a large hole, where all light passes.
이렇게 반전되어 나온 아날로그 신호는 ADC(7)를 통해 8비트(bit)의 디지탈 신호로 변환되고, 기판으로부터 반사된 빔의 세기는 256개의 디지탈 레벨값을 갖는다.This inverted analog signal is converted into an 8-bit digital signal through the ADC 7, and the intensity of the beam reflected from the substrate has 256 digital level values.
이때 완전한 반사표면에서 100%의 반사가 이루어지면 0레벨, 큰 홀의 중심과 같이 반사가 없게 되면 255로 표시가 되며, 결함 부분에서는 난반사 등에 의해 0과 255사이의 값을 가지게 된다.At this time, if 100% of the reflection is made on the complete reflection surface, if there is no reflection like the center of the large hole, it is displayed as 255. In the defective part, the value is between 0 and 255 due to diffuse reflection or the like.
제3도(a) 내지 제3도(c)는 제2도에 도시된 자동검색장치의 단일명조계에 의한 광영상화 방법 및 그 영상신호에 대한 세부개념도를 도시한 것으로, 상기 도면을 참조하여 영상화되는 원리를 살펴보면 아래와 같다.3 (a) to 3 (c) show an optical imaging method using a single lighting system of the automatic retrieval apparatus shown in FIG. 2 and a detailed conceptual diagram of the image signal thereof, with reference to the drawings. The principle of imaging is as follows.
제3도(a)는 자동검색장치의 단일 명조계에 의한 광영상화 방법을 도시해 놓은 것으로, 상기 도면에서는 선형광원(15a)의 한 점광원(S)과 점광원 검출기(PD)가 기판 표면의 법선에 대해 대칭인 상태로 A쪽에서 B쪽으로 이동하면서 기판의 표면을 영상화할 때 결함이 없는 C위치에서는 입사빔이 법선에 대해 입사각과 같은 각도로 반사되어 밝게 나타남을 알 수 있다.FIG. 3 (a) shows an optical imaging method using a single light meter of the automatic retrieval apparatus. In this figure, a point light source S and a point light source detector PD of the linear light source 15a are formed on the substrate surface. When imaging the surface of the substrate while moving from A to B while being symmetrical with respect to the normal line, the incident beam is brightly reflected at the same angle of incidence with respect to the normal line at the C position without defect.
반면, X축 방향에 따른 반사광의 세기(Ix)를 비교했을 때 제3도(b)에 도시된 바와 같이 결함이 있는 A위치에서는 난반사등에 의해 점광원 검출기로 들어가는 빛의 세기가 줄어들게 되고, 홀이 있는 B위치에서는 반사되는 빛의 세기가 최고값을 가지게 된다.On the other hand, when comparing the intensity (I x ) of the reflected light along the X-axis direction, as shown in FIG. 3 (b), the intensity of light entering the point light source detector by the diffuse reflection is reduced at the defective A position, In the B position with the hole, the reflected light intensity has the highest value.
제3도(c)는 제3도(b)에 도시된 반사광의 반전된 신호를 나타낸 것으로 상기 CCD 영상센서어레이에서 얻게 되는 X축 방향의 출력신호 레벨을 보여준 것이다.FIG. 3 (c) shows the inverted signal of the reflected light shown in FIG. 3 (b) and shows the output signal level in the X-axis direction obtained from the CCD image sensor array.
제3도(c)에 도시된 바와 같이 결함으로부터 얻어지는 신호의 폭이 무패턴 기판이 포함하고 있는 다양한 크기의 홀들이 가지는 최소 직경보다 훨씬 작은 경우에는, 검출되는 신호의 X축 방향으로의 신호의 폭을 비교하거나, 또는 X축 방향의 신호폭(W)에 대한 높이(h)의 비율인 ρ(=h/w)를 구해서 결함을 검출할 수 있다. 이는 결함으로부터 얻어지는 ρ값이 비아홀이나 전자부품 삽입홀로부터 얻어지는 ρ값보다 비교적 크기 때문에 결함만을 용이하게 구분할 수 있게 되는 것이다.As shown in Fig. 3 (c), when the width of the signal obtained from the defect is much smaller than the minimum diameter of the holes of various sizes included in the unpatterned substrate, the signal in the X-axis direction of the detected signal is Defects can be detected by comparing the widths or by calculating p (= h / w), which is the ratio of the height h to the signal width W in the X-axis direction. This is because the value of p obtained from the defect is relatively larger than the value of p obtained from the via hole or the insertion hole of the electronic component, so that only the defect can be easily distinguished.
또한 이경우에는 결함 신호의 진폭이 홀 신호의 진폭보다 작고, 결함 신호폭도 홀 신호폭보다 훨씬 작으므로 결함과 홀에 대해 두 폭의 곱의 역수인 r=1/(h*w)을 구해서도 결함만을 추출할 수 있는데, 이때 결함의 경우에는 r값이 커지고, 홀인 경우에는 상대적으로 r값이 작아진다.In this case, since the amplitude of the defect signal is smaller than that of the hall signal, and the width of the defect signal is much smaller than the width of the hall signal, the defect is obtained even if r = 1 / (h * w), which is the inverse of the product of the two widths, is obtained. Only r can be extracted. In this case, the r value increases in the case of a defect, and the r value decreases in the case of a hole.
한편, 홀이 없는 무패턴 기판인 경우에는 제3도(b) 및 제3도(c)에 도시된 진폭이 큰 신호(a)는 나타나지 않게 되고, 결함에 의한 신호만을 얻게 된다. 이러한 경우에는 검출하고자 하는 결함의 폭에 대한 임계값이나 또는 원하는 특징에 따라 신호 진폭에 대한 임계값을 미리 선택하고, 이 임계값 이상의 값을 가지는 신호만을 추출하므로써 결함 검출을 용이하게 할 수 있다. 이때 상기 임계값은 검출된 1차원 신호의 평균값이나 이를 수정한 값을 사용할 수도 있다.On the other hand, in the case of a patternless substrate without holes, the signal a having a large amplitude shown in FIGS. 3B and 3C does not appear, and only a signal due to a defect is obtained. In such a case, defect detection can be facilitated by preselecting a threshold value for a signal amplitude according to a threshold value for a width of a defect to be detected or a desired characteristic, and extracting only a signal having a value equal to or greater than this threshold value. In this case, the threshold may be an average value of the detected one-dimensional signal or a value modified thereto.
제4도(a) 내지 제4도(c)는 제2도에 도시된 자동검색장치의 혼합명조게에 의한 광영상화 방법 및 그 영상신호에 대한 세부개념도를 도시한 것으로, 상기 도면을 참조하여 영상화되는 원리를 살펴보면 아래와 같다.4 (a) to 4 (c) show an optical imaging method using a mixed light intensity of the automatic retrieval apparatus shown in FIG. 2 and a detailed conceptual diagram of the video signal. Referring to FIG. The principle of imaging is as follows.
제4도(a)는 홀에 의한 영향을 억제하기 위하여 기판(16)의 반대면에 선형광원(15b)를 하나 더 사용하여 기판 표면을 영상화하는 방버을 보여준 것으로, 제3도(a)에서 처럼 기판(16) 상단의 선형광원(15a)으로부터의 점광원(S1)과, 하단의 선형광원(15b)으로부터의 점광원(S2), 그리고 선형광검출기(6b)의 점광원 검출기(PD)가 함께 좌측에서 우측으로 이동할 때 점광원(S1)에 의한 반사광의 세기(I1)는 제4도(b)에 도시된 바와 같이 나타나며, 점광원(S2)에 의한 반사광의 세기(I2)는 제4도(c)에 도시된 바와 같이 나타난다. 따라서 점광원(S1)과 점광원(S2)에 의한 반사광의 세기를 합하면 제4도(c)에 도시된 바와 같은 반사광의 세기 (I1+ I2)를 얻을 수 있게 된다.FIG. 4 (a) shows a method of imaging the substrate surface by using one more linear light source 15b on the opposite side of the substrate 16 to suppress the influence of the holes. In FIG. As shown, the point light source S1 from the linear light source 15a on the top of the substrate 16, the point light source S2 from the linear light source 15b on the bottom, and the point light source detector PD of the linear light detector 6b. When the light moves from left to right together, the intensity I 1 of the reflected light by the point light source S1 appears as shown in FIG. 4 (b), and the intensity I 2 of the reflected light by the point light source S2. Appears as shown in FIG. Therefore, when the sum of the intensities of the reflected light by the point light source (S1) and the point light source (S2) it is possible to obtain the intensity (I 1 + I 2 ) of the reflected light as shown in FIG.
즉, 홀이 있는 부분에서는 점광원(S2)가 점광원 검출기(PD)에 직접 입력되기 때문에 점광원(S1)에 의해 생기는 홀의 영상신호의 영향을 억제할 수 있어 제4도(d)에서처럼 결함에 해당하는 신호만을 얻을 수 있게 되는 것이다.That is, in the part where the hole is present, since the point light source S2 is directly input to the point light source detector PD, the influence of the image signal of the hole generated by the point light source S1 can be suppressed, so that the defect is as shown in FIG. Only the signal corresponding to the will be obtained.
그 결과 결함검색은 홀이 없는 기판을 검색하는 경우로 되고, 스캔된 기판의 한 라인에서 얻은 영상신호의 평균값 또는 기판의 상태에 따라 적당한 문턱값(threshold value)을 선정하므로써 결함의 자동검색이 용이하게 된다.As a result, defect detection is a case of searching for a board without holes, and automatic detection of defects is easy by selecting an appropriate threshold value according to the average value of the image signal obtained from one line of the scanned substrate or the state of the substrate. Done.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 별도의 영상처리용 컴퓨터가 필요없게 되어 제조비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 1차원 스캐닝에 의한 광영상화와 신호처리의 고속화 및 실시간 처리가 가능하고, 디지탈신호처리 칩(digital signal processing chip)을 내장함으로 인해 다양한 결함 유형의 자동검출이 용이하다는 장점을 가지게 된다.As described above, the present invention eliminates the need for a separate image processing computer, thereby reducing manufacturing costs, and enables optical imaging and signal processing to be accelerated and real-time by one-dimensional scanning, and digital signal processing. The built-in chip (digital signal processing chip) has the advantage of easy automatic detection of various defect types.
또한 단일모듈에 의한 검색시스템을 광영상화부, 고속영상신호처리부 및, 출력표시부로 구성하므로써 응용에 따라 각 기능부를 용이하게 조정할 수 있으며, 기판의 크기와 검출되어야 하는 결함의 크기에 다라 기판 표면의 영상화 배율 및 다양한 센서수를 갖는 CCD (charge coupled device) 센서어레이를 쉽게 변경할 수 있는 잇점을 가지게 된다.In addition, since a single module search system is composed of an optical imaging unit, a high-speed image signal processing unit, and an output display unit, each functional unit can be easily adjusted according to the application, and according to the size of the substrate and the size of the defect to be detected, This has the advantage of easily changing the charge coupled device (CCD) sensor array with imaging magnification and variable number of sensors.
Claims (6)
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