KR100249808B1 - Ic리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙에 사각형 모양의 패드가 위치하는 모든 종류의 IC리드프레임의 리드간격 검사를 자동화 하여 고신뢰성·고정밀·고속으로 검사하기 위하여 발명된 것이다. 본 발명은 IC리드프레임을 자동으로 이송하는 이송장치, 양품·불량품을 자동으로 분류하고 적재하는 적재기, IC리드프레임의 위치를 판단하기 위한 센서, 고속으로 움직이는 IC리드프레임의 순간정지영상을 촬영하기 위한 스트로브, 영상을 입력하기 위한 영상입력장치, 촬영시 발생하는 위치 오차를 소프트웨어적으로 보정하는 보정알고리즘, 촬영된 영상을 해석하여 양·부 여부를 판단하는 검사 알고리즘, 검사에 필요한 수치데이터의 입력을 위한 대화창과 포인터지시기로 실제 영상 위의 검사위치를 지정할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface)로 이루어진 검사소프트웨어로 구성된다. 본 발명은 센서에 의하여 대상물의 검사 위치가 감지되면 스트로브 및 영상입력장치를 이용 촬영하여 컴퓨터에 입력하고, 촬영시 발생할수 있는 위치오차를 IC리드프레임의 중앙에 위치한 패드의 위치를 이용하여 보정하고, 화소값의 변화를 이용하여 리드의 간격을 검사하고, 검사된 결과에 따라 양품·불량품을 자동으로 분류하여 적재한다.

Description

ＩＣ 리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치 및 방법

본 발명은 IC리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IC리드프레임의 리드간격 검사를 자동화하기 위한 것으로 제작도중 혹은 완제품 상태에서의 IC리드프레임의 리드간격의 검사에 이용될 수 있는 것이다.

일반적으로 IC리드프레임의 리드간격검사는 고정밀·고속·고신뢰성이 요구되므로, 종래에는 기술상의 어려움이 많아 자동화되지 못하고 주로 인간의 육안에 의존한 검사가 행해지고 있어, 개인차 혹은 시간차에 의한 편차가 발생할 요지가 많고, 다량으로 제품이 생산될 경우, 전수 검사하기 어렵다는 점등의 문제점이 지적되고 있다. 또한 국내외에서 개발되고 있는 전자부품용 검사장치의 대부분은 그 사용법이 복잡하고 검사장치를 이해하는데 많은 노력을 필요로 하여 전문가를 보유하지 못한 실제 생산현장에서 사용되기에는 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 중앙에 사각형 모양의 패드가 위치하는 모든 종류의 IC리드프레임의 리드간격 검사에 적용될 수 있고, 고정밀·고속·고신뢰성을 만족하는 검사를 실현하기 위하여 발명된 것이다. 또한 리드간격을 온라인 상에서 자동으로 검사하며, 검사에 필요한 최소한의 데이터 입력과 포인터지시기에 의한 조작으로 검사 프로그램을 실행시킬 수 있는 유저인터페이스를 제공하여 비숙련자도 손쉽게 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 리드간격 자동 시각검사 시스템의 블록도

도 2는 컴퓨터에서 실행된 검사소프트웨어의 검사모델작성 예시도

도 3은 컴퓨터에서 실행된 검사소프트웨어에서 검사가 진행되고 있는 화면

도 4는 검사알고리즘의 흐름도

도 5는 IC리드프레임의 패드의 위치를 구하는 방법의 설명도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 모터 12 : 양품적재기

13 : 불량품 적재기 14 : 센서

15 : 스트로브 16 : 카메라

17 : I/O 인터페이스 18 : 영상입력기

19 : 컴퓨터 20 : 키보드

21 : 디스플레이 22 :모터제어기

23 : PLC 24 :동작버튼

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 IC리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치는 이송부(100), 영상처리부(200), 이송제어부(300)의 세 가지 부분 블록으로 구성된 것을 특징으로 한다. 이송부(100)는 IC리드프레임을 자동으로 이송하는 이송장치(11), 양품·불량품을 자동으로 분류하고 적재하는 적재기(12)(13)로 구성된다. 영상처리부(200)는 IC리드프레임의 위치를 판단하기 위한 센서(14), 고속으로 움직이는 IC리드프레임의 순간정지영상을 촬영하기 위한 스트로브(15), 영상을 입력하기 위한 영상입력장치(18), 촬영시 발생하는 위치 오차를 소프트웨어적으로 보정하는 보정알고리즘, 촬영된 영상을 해석하여 양·부 여부를 판단하는 검사 알고리즘, 검사에 필요한 수치데이터의 입력을 위한 대화창과 포인터지시기로 실제 영상 위의 검사위치를 지정할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface)로 이루어진 검사소프트웨어로 구성된다. 이송제어부(300)는 이송부의 제어 및 이송부와 영상처리부의 인터페이스를 담당한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, IC리드프레임의 순간정지영상 촬영, 촬영시 발생오차의 소프트웨어적 보정, 화소이하분해에 의하여 고정밀·고속·고신뢰성이 실현된다. 또한 양품·불량품 자동적재에 의하여 온라인 상에서 사용 가능케 되며, GUI의 제공으로 사용자의 편의성도 확보된다.

이하, 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 이송부(100), 영상처리부(200), 이송제어부(300)의 세 가지 부분 블록으로 구성되어 있는 본 발명의 다이어그램을 보여주고 있다.

이송제어부(300)의 동작버튼(24)은 'POWER ON/OFF', 'FEED START/STOP', 'FEED BACK', 'FEED SPEED', 'STACKER ON/OFF'의 5개의 버튼으로 구성된다. 'POWER ON/OFF' 버튼은 시스템 전원의 on, off를 위하여 사용되는 토글 스위치이다. 'FEED START/STOP'버튼은 장치의 모터를 움직여 IC리드프레임을 이동시키고 멈출 때 사용된다. START/STOP 신호는 모터제어기(22)를 통하여 이송부의 모터(11)에 전해진다. 'FEED BACK'버튼은 IC리드프레임이 중간에 걸리거나 하였을 때 이송장치의 모터를 역방향으로 움직여 걸림을 해제하는 경우에 사용된다. 'FEED BACK'버튼은 누르고 있는 동안에만 작동된다. 'FEED SPEED'버튼은 이송장치의 속도조절에, 'STACKER ON/OFF'버튼은 양품·불량품 자동적재 여부의 설정에 사용된다. 'STACKER ON/OFF'가 ON으로 설정되면, PLC(23)는 컴퓨터(19)와 I/O인터페이스(17)로부터의 양품·불량품 신호에 따라 양품 혹은 불량품 적재기(12,13)에 작동 신호를 보낸다.

이송부(100)에서는 이송제어부(300)에서 전해진 신호에 따라 모터(11)를 구동하여 IC리드프레임을 이송하거나, 양품적재기(12) 혹은 불량품적재기(13)를 작동시켜 IC리드프레임을 분류하여 적재한다.

이송부(100)에서 이송되는 IC리드프레임이 검사적정위치에 도달하면 센서(14)가 이를 감지하고 그 신호가 I/O인터페이스(17)를 통하여 컴퓨터(19)로 전달되고 컴퓨터(19)에서는 스트로브출력신호와 영상취득신호를 스트로브(15) 및 영상입력기(18)에 보내어 검사를 위한 영상을 입력한다. 입력된 영상은 영상입력기(18)에서 컴퓨터(19)로 보내어져 처리를 하게된다. 또 컴퓨터(19)에서 처리되어 양품·불량품의 여부가 결정되면 그 신호는 I/O인터페이스(17)를 거쳐서 이송제어부(300)로 전해져 처리를 한다.

도 2는 영상처리부의 컴퓨터에서 검사소프트웨어를 실행시켜, 검사에 필요한 데이터 및 검사위치를 입력하여 모델을 작성하는 것을 보여주고 있다. 실행화면은 크게 3부분으로 나누어진다. 화면의 왼쪽의 넓게 차지하는 부분이 검사대상영상 및 결과를 그래픽으로 표현하여 출력하는 부분이다. 이 정보를 통하여 본 발명품의 사용자는 현재 이 시스템의 작동상황과 현재검사중인 제품의 상황 및 불량위치를 확인 할 수 있다. 화면의 오른쪽 중간부분에는 검사가 완료된 제품의 양·부 여부를 문자로 표시하고 불량일 경우에 불량정도의 크기도 수치로 함께 표시한다. 화면의 오른쪽 위부분과 오른쪽 아래부분에는 본 검사소프트웨어를 작동하기 위한 버튼과 데이터입력 창이 있다.

이 검사소프트웨어의 구성 버튼은 검사의 시작과 마침을 결정하는 '검사', '끝내기'가 있고, 검사모델을 관리하기 위한 버튼으로서 '새모델', '불러오기', '저장하기', '그림열기',가 있다. 또 검사모델 작성시 검사 위치의 지정 및 허용간격 패드크기를 입력을 위한 '데이터입력창' 과 '시작', '마침'의 버튼이 있다. 검사모델의 작성은 '새모델', '저장하기' 버튼과 검사위치입력의 '시작', '마침'버튼의 동작과 허용간격 및 패드크기 입력창에 데이터를 입력하는 것에 의하여 만들 수 있다. 검사위치의 입력은 실제 IC리드프레임 위를 포인터지시기로 지정하는 것에 의하여 입력된다. 검사모델에는 대상 IC리드프레임의 패드의 위치가 자동으로 추출되고 기록된다. 기입력된 모델을 검사에 이용할 경우는 '불러오기'버튼으로 모델을 선택할 수 있다.

도 3은 본 발명의 검사 소프트웨어로 실제 검사를 하는 화면을 보여준다. 화면의 왼쪽에 검사가 되고있는 IC리드프레임의 영상이 있고 검사위치가 청색 선으로 불량리드의 위치가 적색 원으로 표시된다. 또한 오른쪽 중간부분의 창에는 검사 결과를 문자로 표시하고 있다.

도 4는 검사알고리즘의 흐름을 보여준다. 도 2의 '검사'버튼을 누르면, 검사프로그램은 센서에서의 신호를 기다리게 되고 센서에 의하여 IC리드프레임의 적정 위치가 감지(S400)되면 스트로브의 발광신호 출력과 영상입력장치에 입력신호를 보내어(S401) 1매의 영상을 취득한다(S402). 취득된 영상은 이송장치의 이송오차에 의하여 기준 위치와 차이를 가질수 있으므로 먼저 이동위치 만큼 검사영역의 위치를 보정한다(S403). 보정된 검사영역에서 각각의 리드에 대하여 간격을 계산(S404)한 후 계산된 결과가 모델 작성시 지정한 허용범위에 속하면 양품, 그렇지 아니하면 불량품의 신호를 I/O인터페이스에 출력하고, 그 결과를 화면에 그림 및 문자로 출력한다. 이때 리드간격은 지정된 검사영역을 따라 화소값을 조사해서 그 값이 현저히 변하는 두 영역간의 화소개수이다(S405). 다음은 마침버튼이 눌러졌다면 검사를 끝마치고, 그렇지 않을 경우 처음으로 돌아가 센서신호의 감지를 기다린다(S406).

도 4에서의 검사위치를 보정하는 방법에 대하여 자세히 설명하면, 본 발명에서는 이송장치의 기계적인 이송오차에 의하여 검사대상의 검사 위치가 검사모델의 검사 위치와 정확히 일치하지 않더라도 정확한 검사 위치를 찾아 검사하여 검사 정밀도나 신뢰성을 향상시키기 위하여, IC리드프레임이 가지고 있는 패드를 그 기준점으로 사용하여 먼저 검사 대상의 패드의 위치를 찾고 찾겨진 패드와 모델영상의 패드의 위치 및 방향각을 비교하여 이동된 거리 및 회전된 각을 보정한다. 본 발명에서 사용한 방법은 IC리드프레임의 패드가 영상의 중간 부분에 있으며 그 모양이 직사각형이라는 가정이 필요하다. 근본적인 원리는 패드의 네 변에 근사하는 네 개의 직선을 구해서 영상의 중심과의 차를 알아내는 것이다.

도 5는 본 발명에서의 IC리드프레임의 패드의 4개의 변을 구하는 방법을 설명한 것이다.

패드의 변 E₄E₁ 에 근사하는 직선 L₁ 을 구하기 위해 적당한 위치에 n개의 수직선 l₁,l₂,⃛,l_n 이 변 E₄E₁ 와 만나는 점을 - 여기서 만난다는 것은 직선 l_i 를 따라서 화소값을 조사해서 그 값이 현저히 변하는 지점을 말한다 - P_i 라 하면, 결국 구하는 직선 L₁ 은 n개의 점 P₁,P₂,⃛,P_n 을 가장 가깝게 지나는 직선이 된다. n개의 점

P₁(x₁,y₁) , P₂(x₂,y₂) , ⃛,P_n(x_n,y_n) 이 주어지고 점 P_i 를 지나고 y축에 평행한 직선이 직선 l과 만난 점과의 거리를 d_i 라 하자. 이때 거리 d_i 의 합을 최소로 만드는 직선의 식을 y=ax+b 라 하면 계수 a와 b는 다음의 방정식을 풀어서 구한다.

이런 방법으로 IC리드프레임의 네 변에 근사하는 네 개의 직선을 구한다. 직선 L_i 의 식을 y=a_ix+b_i 로 나타내면 이 직선의 기울어진 각은 θ_i 는 tan^-1a_i 가 되며 패드의 회전각은 네 직선의 각 θ_i 의 평균인

이다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 편리한 GUI의 제공에 의하여 사용자는 IC리드프레임의 검사에 필요한 수치 및 위치 데이터를 간단하게 입력할 수 있게되며, 고속검사 및 양품·불량품의 자동분류 수납이 가능하여 생산현장에서 IC리드프레임의 생산라인에 직접 연결시켜 전수검사를 가능할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. IC리드프레임을 자동으로 이송하는 이송장치(11), 양품·불량품을 자동으로 분류하고 적재하는 적재기(12)(13)로 구성되는 이송부(100)와, IC리드프레임의 위치를 판단하기 위한 센서(14), 고속으로 움직이는 IC리드프레임의 순간정지영상을 촬영하기 위한 스트로브(15), 영상을 입력하기 위한 영상입력장치(18), 촬영시 발생하는 위치 오차를 소프트웨어적으로 보정하는 보정알고리즘, 촬영된 영상을 해석하여 양·부 여부를 판단하는 검사 알고리즘, 검사에 필요한 수치데이터의 입력을 위한 대화창과 포인터지시기로 실제 영상 위의 검사위치를 지정할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface)로 이루어진 검사소프트웨어로 구성되는 영상처리부(200)와, 상기 이송부의 제어 및 이송부와 영상처리부의 인터페이스를 담당하는 이송제어부(300)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IC리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치.
2. 제 1항에 있어서, 이송장치로 이송되고 있는 대상물체를 센서와 스트로브를 이용하여 순간정지촬영하고, 순간정지촬영한 영상을 영상입력장치로 컴퓨터에 입력시켜 양·부 여부를 판단하고, 판단된 결과를 이송장치로 보내어 양품·불량품의 자동분류·적재하는 일련의 진행과정이 자동으로 이루어지는 IC리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, IC 리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치에서의 동작 명령을 포인터지시기로 지시할 수 있고, 검사대상의 양·부의 여부 및 위치 크기를 시각적으로 출력하는 GUI(Graphic User Interface)로 이루어진 것을 특징으로 하는 IC리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 장치.
4. 센서에 의하여 IC리드프레임의 적정 위치인가를 감지하는 단계(S400), 스트로브의 발광신호와 영상취득신호를 출력하는 단계(S401), 1매의 영상을 취득하는 단계(S402), 검사영역의 위치를 보정하는 단계(S403), 리드간격을 검사하는 단계(S404), 검사결과에 따라 양품·불량품신호를 출력하는 단계(S405), 마침버튼이 눌러졌다면 검사를 종료하고, 그렇지 않을 경우 처음 단계 S400으로 되돌아가 센서신호의 감지를 기다리는 단계(S406)를 반복 수행하여 검사하는 것을 특징으로 하는 IC 리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 방법.
5. 제 4항에 있어서, 단계 S403에서 IC리드프레임의 패드의 위치를 구하고 그 위치를 이용하여 이송장치에 의한 위치오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 IC 리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 방법.
6. 제 4항에 있어서, 단계 S405에서 지정된 검사영역을 따라 화소값을 조사하고, 그 값이 현저히 변하는 두 영역간의 화소개수를 이용하여 IC 리드프레임의 리드 간격을 구하는 것을 특징으로 하는 IC 리드프레임의 리드간격 자동 시각검사 방법.

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