KR0176627B1 - 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치가 개시된다. 이 장치는 전자부품을 인쇄회로기판과 결합시키는 결합부와 접촉하여 통전검사를 수행하는 프로브 어셈블리와, 프로브 어셈블리가 직선운동하도록 구동하기 위한 제1구동수단과, 프로브 어셈블리의 직선운동을 안내하기 위한 가이드를 포함하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서, 프로브 어셈블리는 그 선단에서 결합부와 접촉하여 통전검사에 따른 신호를 검출하기 위한 프로브 팁과; 이 프로브 팁의 후단에 결합되어 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때 프로브 팁에 가해지는 접촉힘을 측정하기 위한 힘센서와; 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때의 프로브 팁의 위치를 측정하기 위한 위치센서와; 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 따라 프로브 팁의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단;을 포함한다. 이 장치는 프로브 어셈블리의 결합부에 대한 경사각을 조정하기 위한 제2구동수단을 더 포함할 수 있다. 이에 따라 납땜불량 및 프로브 팁의 진동을 방지하여 안정된 통전검사를 수행할 수 있고, 다양한 납땜부의 표면형상에 대하여 적응성을 향상시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치
제1도는 종래의 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 나타낸 개략도이고,
제2도는 인쇄회로기판의 통전검사 과정을 설명하기 위한 도면이고,
제3도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 나타낸 개략도이고,
제4도는 제3도의 위치조정부를 도시한 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100,300 : 어댑터 10,310,360 : 구동모터
120,320 : 타이밍 벨트 311,312 : 풀리
30,330 : 프로브 어셈블리 131,331 : 프로브 블록
132,332 : 프로브 팁 133 : 스프링
334 : 힘센서 335 : 위치센서
336 : 위치조정부 336a : 몸체
336b : 광원 336c : 고정거울
336d : 이동거울 336e : 구멍
336f : 이동코일 336g,336h : 자석
본 발명은 전자부품이 실장된 인쇄회로기판의 검사장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자부품이 실장된 인쇄회로기판의 통전검사를 효율적으로 수행할 수 있도록 개량된 프로브 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 실장공정에서 부품실장장치에 의하여 전자부품이 실장되는 인쇄회로기판은 그 전자부품의 실장상태를 검사하기 위한 검사공정을 거치게 된다. 통전검사는 이 검사공정의 한 과정으로서, 실장된 전자부품의 쇼트/오픈 검사를 통하여 전자부품 자체의 결함이나 납땜불량 등을 체크한다.
제1도는 상기와 같은 통전검사를 수행하기 위한 종래의 프로브(probe) 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 인쇄회로기판 통전검사용 프로브 장치는 예컨대, DC 서보모터인 구동모터(110)와, 이 구동모터(110)의 출력축(미도시)에 결합된 풀리(미도시)와 맞물리는 타이밍 벨트(120)와, 이 타이밍 벨트(120)의 양단에 결합된 한쌍의 프로브 어셈블리(130)와, 이 한쌍의 프로브 어셈블리(130)를 안내하기 위한 한쌍의 가이드(140)를 포함하여 구성된다.
상기 프로브 어셈블리(130)는 타이밍 벨트(120)의 양단에 그 일단이 각각 결합된 한쌍의 프로브 블록(131)과, 이 프로브 블록(131)의 타단들에 각각 결합된 한쌍의 프로브 팁(132)과, 프로브 블록(131)과 프로브 팁(132) 사이에 설치된 한쌍의 스프링(133)을 포함한다.
상기 타이밍 벨트(120)는 제1도에 도시된 바와 같이 역 U자형으로 상기 구동모터(110)의 풀리와 결합되어 있으므로, 상기 한쌍의 프로브 어셈블리(130)는 구동모터(110)의 구동에 따라 서로 반대방향으로 상하운동을 하게 된다. 예컨대, 우측의 프로브 어셈블리가 통전검사를 수행하기 위하여 하강하면 좌측의 프로브 어셈블리는 상승하게 되는 것이다. 이러한 프로브 어셈블리(130)의 상하운동을 가이드하기 위하여 상기 가이드(140)와 프로브 블록(131)은 예컨대 레일 구조로 구성될 수 있다.
제1도에서, 참조번호 100은 상기 프로브 장치를 로봇(미도시)에 결합시키는 어댑터를 나타내며, 이 어댑터(100)의 하단에 상기 구동모터(110)가 결합된다.
제2도는 이와 같은 종래의 인쇄회로기판 통전검사용 프로브 장치에 있어서 통전검사를 수행하고 있는 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.
제2도에 도시된 바와 같이, 통전검사를 수행하기 위하여는 제1도에 도시된 프로브 어셈블리(130) 및 이와 동일한 구조를 갖는 별도의 프로브 어셈블리(130')가 필요하게 된다. 제2도에서, 참조번호 131'와 132'는 제1도에 도시된 것과 동일한 구조의 프로브 팁과 스프링을 각각 나타낸다.
한편, 통전검사를 수행하기 위하여, 인쇄회로기판(150)과 전자부품(151)을 결합하는 납땜부(152)에 프로브 어셈블리(130)(130')의 프로브 팁(132)(132')이 접촉될 때, 프로브 팁(132)(132')에는 납땜부(152)와의 접촉으로 인한 힘이 가해지게 된다. 이 접촉힘은 스프링(133)(133')에 의하여 흡수된다.
그러나, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서는, 제1도에 도시된 바와 같이 프로브 어셈블리(130)가 상하방향으로만 이동할 수 있으므로, 프로브 팁(132)의 납땜부(152)에 대한 경사각도의 조정이 불가능하게 되어 있다. 이에 따라, 납땜부(152)의 다양한 표면 형상에 대해 적응성이 떨어져서 프로브 장치의 효율을 저하시키는 단점이 있다.
또한, 상기 접촉힘의 흡수가 스프링(133)에 의하여 충분히 이루어지지 못하는 경우에는 프로브 팁(132)과 납땜부(152)와의 접촉 부위에 국부적인 소성변형이 발생하여, 납땜불량의 원인이 될 수 있다.
더욱이, 프로브 팁(132)과 납땜부(152)와의 접촉시에 발생하는 스프링(133)의 진동이 프로브 팁(132)으로 전달되어, 통전검사 신호의 왜곡을 초래할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 납땜부에 대한 프로브 팁의 경사각도 조정이 가능한 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 제공하는 것을 첫 번째 목적으로 한다.
본 발명의 두 번째 목적은 프로브 팁과 납땜부와의 접촉에 의한 힘을 감소시켜 납땜불량을 방지할 수 있는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 프로브 팁의 진동으로 인한 통전검사 신호의 왜곡을 방지할 수 있는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치는 전자부품을 인쇄회로기판과 결합시키는 결합부와 접촉하여 통전검사를 수행하는 프로브 어셈블리와, 상기 프로브 어셈블리가 직선운동하도록 구동하기 위한 제1구동수단과, 상기 프로브 어셈블리의 직선운동을 안내하기 위한 가이드를 포함하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서, 상기 프로브 어셈블리의 상기 결합부에 대한 경사각을 조정하기 위한 제2구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 두 번째 목적 및 세 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치는 전자부품을 인쇄회로기판과 결합시키는 결합부와 접촉하여 통전검사를 수행하는 프로브 어셈블리와, 상기 프로브 어셈블리가 직선운동하도록 구동하기 위한 제1구동수단과, 상기 프로브 어셈블리의 직선운동을 안내하기 위한 가이드를 포함하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서, 상기 프로브 어셈블리는 그 선단에서 상기 결합부와 접촉하여 상기 통전검사에 따른 신호를 검출하기 위한 프로브 팁과; 이 프로브 팁의 후단에 결합되어 상기 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때 프로브 팁에 가해지는 접촉힘을 측정하기 위한 힘센서와; 상기 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때의 프로브 팁의 위치를 측정하기 위한 위치센서와; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 따라 상기 프로브 팁의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 위치조정수단은 소정 위치에 고정되어 레이저빔을 방출하기 위한 광원과; 상기 레이저빔의 광경로를 따라 이동가능하게 설치되어 상기 광원으로부터 방출된 레이저빔을 상기 위치센서쪽으로 반사시키기 위한 이동거울과; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 응답하여 인가되는 전류에 따라 이동하여, 상기 이동거울을 상기 광경로를 따라 이동시키기 위한 이동코일;을 포함하는 것이 바람직하다.
이하 제2도 내지 제4도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 더욱 상세하게 설명한다.
제2도 및 제3도를 참조하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치는 인쇄회로기판(150)에 납땜부(152)에 의하여 결합된 전자부품(151)과 접촉하여 통전검사를 수행하기 위한 프로브 어셈블리(330)와, 이 프로브 어셈블리(330)를 납땜부(152)에 대하여 접근/이격되도록 직선운동시키기 위한 제1구동모터(310)와, 상기 프로브 어셈블리(330)의 직선운동을 안내하기 위한 가이드(340)와, 프로브 어셈블리(330)의 납땜부(152)에 대한 경사각도를 조정하기 위한 제2구동모터(360)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 제1,2구동모터(310)(360)는 각각 DC 서보모터로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 프로브 어셈블리(330)는 그 선단에서 상기 납땜부(152)에 직접 접촉하여 통전검사에 따른 신호를 검출하는 프로브 팁(332)과, 이 프로브 팁(332)의 후단에 결합되어 프로브 팁(332)이 납땜부(152)와 접촉할 때 프로브 팁(332)에 가해지는 접촉힘을 측정하기 위한 힘센서(334)와, 프로브 팁(332)이 납땜부(152)와 접촉할 때의 프로브 팁(332)의 위치를 측정하기 위한 위치센서(335)와, 상기 힘센서(334)와 위치센서(335)에 의하여 측정된 접촉힘과 프로브 팁(332)의 위치에 따라 프로브 팁(332)의 위치를 조정하기 위한 위치조정부(336)와, 상기 가이드(340)와 예컨대, 레일구조로 맞물려서 프로브 어셈블리(330)의 직선운동을 지지하는 프로브 블록(331)을 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 위치조정부(336)는 제4도에 도시된 바와 같이, 원통형의 몸체(336a)와, 이 몸체(336a)의 우측 외부에 고정되어 몸체(336a) 내부로 레이저빔을 방출하기 위한, 바람직하게는 다이오드 레이저인 광원(336b)과, 상기 몸체(336a) 내부의 우측 끝단에 고정되어 광원(336b)으로부터 방출된 레이저빔을 몸체(336a)의 길이방향으로 반사시키는 고정거울(336c)과, 몸체(336a) 내부에서 몸체(336a)의 길이방향으로 이동가능하게 설치되어 고정거울(336c)로부터 반사된 레이저빔을 몸체(336a)의 중앙부에 형성된 구멍(336e)을 통하여 반사시키기 위한 이동거울(336d)과, 이동거울(336d)과 결합되어 상기 힘센서(334)와 위치센서(335)에 의하여 측정된 접촉힘과 프로브 팁(332)의 위치에 응답하여 제어부(미도시)로부터 인가되는 전류에 따라 이동하는 이동코일(336f)을 포함하여 구성된다. 제4도에서, 참조번호 336g와 336h는 상기 이동코일(336f)과 전자기적으로 상호작용하는 자석을 각각 나타낸다.
제4도에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 팁(332)의 위치를 측정하기 위한 위치센서(335)는 위치조정부(336)의 몸체(336a)의 구멍(336e)에 인접하게 설치되어, 구멍(336e)을 통하여 반사되는 레이저빔의 위치에 따라서 프로브 팁(332)의 초기의 위치를 측정하게 된다. 즉, 프로브 팁(332)이 납땜부(152)와 초기에 접촉할 때, 프로브 팁(332)의 접촉 위치에 따라서 이동거울(336d)의 위치가 변화하게 되고 이에 따라 이동거울(336d)로부터 반사되는 레이저빔의 위치가 변화하게 되므로, 이 레이저빔의 변화로부터 프로브 팁(332)의 초기의 위치를 측정할 수가 있는 것이다.
한편, 상기 힘센서(334)는 예컨대 압력센서로 구성될 수 있으며, 상술한 바와 같이 프로브 팁(332)이 납땜부(152)와 초기에 접촉할 때 프로브 팁(332)에 가해지는 힘, 즉 접촉힘을 측정한다.
상기와 같이 측정된 초기의 접촉힘 및 프로브 팁(332)의 위치는 기준 접촉힘 및 기준위치와 비교되고, 이 비교결과에 따라 상기 이동거울(336d)의 이동량을 결정하는 전류가 이동코일에 인가된다. 이러한 동작들은 상기 제어부에 의하여 수행된다.
이와 같이 위치조정부(336)에 의하여 납땜부(152)와 접촉하고 있는 프로브 팁(332)의 위치가 조정될 수 있으므로, 납땜부(152)에 무리한 힘을 가하지 않고 프로브 팁(332)의 진동없이 안정되게 통전검사를 수행할 수가 있다.
한편, 제1구동모터(310)의 회전운동을 프로브 어셈블리(330)의 직선운동으로 변환시키기 위하여, 제3도에 도시된 바와 같이, 제1구동모터(310)의 출력축(미도시)에 결합되어 있는 구동풀리(311)와, 이 구동풀리(311)와 소정거리 이격되어 프로브 어셈블리(330)의 프로브 블록(331)과 결합되어 있는 종동풀리(312)와, 이 구동풀리(311) 및 종동풀리(312)를 연결하는 타이밍 벨트(320)가 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1구동모터(310)와 구동풀리(311)는 가이드(340)의 저면에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 종동풀리(312)에는 예컨대, 피니언(미도시)이 일체로 형성되고, 상기 프로브 블록(331)의 대응하는 위치에는 랙(미도시)이 형성될 수 있다. 이 피니언과 랙의 맞물림에 의하여 제1구동모터(310)의 회전운동이 프로브 어셈블리(330)의 직선운동으로 변환될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 풀리구조 대신에 제1구동모터(310)로서 예컨대, 기어드 모터를 이용하고, 이 기어드 모터의 출력축에 상기와 같은 피니언을 결합하면 구조가 더욱 단순해질 수 있을 것이다.
본 발명의 또 하나의 특징인, 프로브 어셈블리(330)의 납땜부(152)에 대한 경사각도를 조정하기 위한 상기 제2구동모터(360)는 상기 프로브 어셈블리(330)의 프로브 블록(331)의 일단과 결합된다. 제3도에는 상기 프로브 블록(331)을 제2구동모터(360)와 결합시키기 위한 수단으로서 모터블록(361)이 도시되어 있다. 즉, 이 모터블록(361)이 제2구동모터(360)의 출력축(미도시)에 결합되고 상기 프로브 블록(331)과 이 모터블록(361)이 예컨대, 볼트구조에 의하여 결합되어 있다. 상기 제2구동모터(360)는 로봇(미도시)에 장착되어 있는 어댑터(30)에 결합되어 있다. 여기에서, 상기 어댑터(300)는 프로브 어셈블리(330)의 직선운동에 연동되어 이동하게 된다.
이와 같이, 제2구동모터(360)에 의하여 프로브 어셈블리(330)의 납땜부(152)에 대한 경사각이 자유롭게 조정될 수 있으므로 납땜부(152)의 다양한 표면형상에도 용이하게 적응할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 납땜불량 및 프로브 팁의 진동을 방지하여 안정된 통전검사를 수행할 수 있고, 납땜부의 다양한 표면형상에 대해 적응성이 향상된 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치를 제공할 수가 있는 것이다.

Claims (7)

  1. 전자부품을 인쇄회로기판과 결합시키는 결합부와 접촉하여 통전검사를 수행하는 프로브 어셈블리와, 상기 프로브 어셈블리가 직선운동하도록 구동하기 위한 제1구동수단과, 상기 프로브 어셈블리의 직선운동을 안내하기 위한 가이드를 포함하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서, 상기 프로브 어셈블리는 그 선단에서 상기 결합부와 접촉하여 통전검사에 따른 신호를 검출하기 위한 프로브 팁과; 이 프로브 팁의 후단에 결합되어 상기 프로브 팁이 상기 결합부에 접촉할 때 프로브 팁에 가해지는 접촉힘을 측정하기 위한 힘센서와; 상기 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때의 프로브 팁의 위치를 측정하기 위한 위치센서와; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 따라 상기 프로브 팁의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치조정수단은 소정 위치에 고정되어 레이저빔을 방출하기 위한 광원과; 상기 레이저빔의 광경로를 따라 이동가능하게 설치되어 상기 광원으로부터 방출된 레이저빔을 상기 위치센서쪽으로 반사시키기 위한 이동거울과; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 응답하여 제어가능하게 인가되는 전류에 따라 이동하여, 상기 이동거울을 상기 광경로를 따라 이동시키기 위한 이동코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 위치고정수단은 상기 이동거울과 이동코일이 내부에 설치되는 몸체와, 광원과 이동거울 사이의 광경로상에 설치되어 상기 광원으로부터 방출되는 레이저빔을 상기 이동거울로 반사시키기 위한 고정거울을 더 포함하고, 상기 위치센서는 상기 몸체에 인접하게 위치하고, 상기 몸체에는 상기 이동거울로부터 반사되는 레이저빔이 상기 위치센서로 전달되도록 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  4. 전자부품을 인쇄회로기판과 결합시키는 결합부와 접촉하여 통전검사를 수행하는 프로브 어셈블리와, 상기 프로브 어셈블리가 직선운동하도록 구동하기 위한 제1구동수단과, 상기 프로브 어셈블리의 직선운동을 안내하기 위한 가이드를 포함하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치에 있어서, 상기 프로브 어셈블리의 결합부에 대한 경사각을 조정하기 위한 제2구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프로브 어셈블리는 그 선단에서 상기 결합부와 접촉하여 통전검사에 따른 신호를 검출하기 위한 프로브 팁과; 이 프로브 팁의 후단에 결합되어 상기 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때 프로브 팁에 가해지는 접촉힘을 측정하기 위한 힘센서와; 상기 프로브 팁이 결합부에 접촉할 때의 프로브 팁의 위치를 측정하기 위한 위치센서와; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 따라 상기 프로브 팁의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치조정수단은 소정 위치에 고정되어 레이저빔을 방출하기 위한 광원과; 상기 레이저빔의 광경로를 따라 이동가능하게 설치되어 상기 광원으로부터 방출된 레이저빔을 상기 위치센서쪽으로 반사시키기 위한 이동거울과; 상기 측정된 접촉힘과 프로브 팁의 위치에 응답하여 제어가능하게 인가되는 전류에 따라 이동하여, 상기 이동거울을 상기 광경로를 따라 이동시키기 위한 이동코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 위치고정수단은 상기 이동거울과 이동코일이 내부에 설치되는 몸체와, 광원과 이동거울 사이의 광경로상에 설치되어 상기 광원으로부터 방출되는 레이저빔을 상기 이동거울로 반사시키기 위한 고정거울을 더 포함하고, 상기 위치센서는 상기 몸체에 인접하게 위치하고, 상기 몸체에는 상기 이동거울로부터 반사되는 레이저빔이 상기 위치센서로 전달되도록 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 통전검사용 프로브 장치.
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