KR100251482B1 - Pcb unit examining apparatus and method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for checking a PCB(Printed Circuit Board) substrate are provided to check a state where components of a PCB substrate are packaged in a more fast and exact manner. CONSTITUTION: A PCB substrate checking apparatus has a plurality of sample soldering parts. An image judging part(11) judges a state of the sample soldering part by realizing the sample soldering parts of the PCB substrate(45) into a flat image through an optical image pick-up unit. A height checking part(21) checks quality due to a height difference by realizing the sample soldering parts of the PCB substrate into a three dimensional image. A control part judges the quality by checking, at the first check, the state of the sample soldering parts of the PCB substrate(45) through either side among the image judging part(11) and the height checking part(21) and, checking, at the second check, the sample soldering parts, which are judged to have a low reliability according to the first check.

Description

PCB기판 검사장치 및 검사방법PCB board inspection device and inspection method

본 발명은 PCB기판의 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inspection apparatus and inspection method of a PCB substrate.

전자제품용 PCB(Printed circuit board)기판을 형성하는 막집적회로란, 절연기판상에 후막, 박막에 의해 복수개의 회로소자를 형성하고, 소자상호 간을 막에 의해 접속하여 회로화한 것이고, 혼성집적회로란 막집적회로에 반도체디바이스 및 개별수동부품 등을 조합하여 회로를 구성한 것이다. 이러한 혼성집적회로를 형성하기 위한 기술을 기판실장기술(Board level packaging technology)이라 하며, 실장방법에 따라 삽입실장, 면실장, 하이브리드실장등으로 구별할 수 있다.A film integrated circuit for forming a printed circuit board (PCB) substrate for an electronic product is a circuit in which a plurality of circuit elements are formed by a thick film and a thin film on an insulated substrate, and the elements are interconnected by a film to form a circuit. An integrated circuit is a circuit in which a semiconductor device and individual passive components are combined with a film integrated circuit. The technology for forming such a hybrid integrated circuit is referred to as board level packaging technology, and may be classified into an insertion mount, a surface mount, a hybrid mount, and the like according to a mounting method.

혼성집적회로의 부품접속기술중, 일반적으로 실용화된 것으로는 황산접법과 압착법이 있다. 압착법은 접합하고자 하는 금속끼리 압접하여 소성변형시키고, 전단응력에 의해 응착을 생기게 하여 상호 접합하는 것이며, 황산접법은, 접합하는 금속간에 저융점의 황납재를 용해하여, 응고시켜 접합하는 방법으로서, 이러한 방법들중 비교적 저렴한 가격으로 용이하게 접합시킬 수 있는 황산접법이 일반적으로 사용되고 있다.Among the component connection technologies of hybrid integrated circuits, generally used are sulfuric acid contact and compression. In the crimping method, the metals to be joined are pressed and plastically deformed to bond together by shear stress, and the mutual bonding is performed. The sulfuric acid bonding method is a method of melting and solidifying a low melting point braze material between metals to be joined and solidifying them. Among these methods, a sulfuric acid method, which can be easily bonded at a relatively low price, is generally used.

도 3은 황산접법 즉, 납땜법에 의해 IC칩이 장착된 PCB기판의 부분사시도이다. 그런데, 이러한 납땜법에 의한 부품(41)의 리드(43)와 기판상의 도시않은 패드의 상호 접합은, 공정상의 실수 등에 따라 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 불량시료납땜부(49)가 형성될 수 있으며, 또한, 초기 시료납의 양이나 납땜시 가열조건에 따라 매우 다양한 형상의 시료납땜부가 형성되게 된다. 이러한 납땜부(47)의 표면은 경면(鏡面)으로 형성되게 되며, 따라서 이러한 PCB기판(45)의 납땜부(47)는, 후술할 PCB기판 검사장치를 통하여 그 품질상태 즉, 오삽, 위치이탈, 결품 등이 자동적으로 검사되게 된다.3 is a partial perspective view of a PCB substrate on which an IC chip is mounted by a sulfuric acid contact method, that is, a soldering method. By the way, as shown in Fig. 5, the lead 43 of the component 41 and the pad (not shown) on the substrate are formed by the soldering method. In addition, depending on the amount of the initial sample lead or the heating conditions during soldering, sample solder portions of a wide variety of shapes are formed. The surface of the soldering portion 47 is formed as a mirror surface, so that the soldering portion 47 of the PCB substrate 45, through the PCB substrate inspection apparatus to be described later, the quality state, that is, misplacement, positional deviation In case of defects, the product will be automatically inspected.

미설명한 도 4는 도 3의 측면도로서, 이 도면에는, PCB기판상에 정상적으로 납땜된 IC칩리드(43)의 납땜상태가 확대되어 도시되어 있다.4, which is not described, is a side view of FIG. 3, in which the soldering state of the IC chip lead 43 normally soldered onto the PCB substrate is enlarged.

PCB기판 검사장치는, PCB기판을 검사하는 방법에 따라 다양한 종류의 것들이 제안되어 있으며, 도 6a 및 도 6b는 종래의 CCD카메라를 이용한 PCB기판 측정장치의 개략적 구성도이다. CCD카메라(53)를 이용한 종래의 PCB기판 검사장치(51, 57)는, 경면의 납땜부(47)를 비추는 조명시스템(55)과 이 조명시스템(55)에 의해 조명된 납땜부(47)를 촬상하여 도시않은 비젼처리부에 송상하여 이미지화 시키는 촬상용 CCD카메라(53)로 구성되어 있다.PCB board inspection apparatus, various kinds are proposed according to the method of inspecting the PCB substrate, Figure 6a and 6b is a schematic configuration diagram of a PCB substrate measuring apparatus using a conventional CCD camera. The conventional PCB board inspection apparatuses 51 and 57 using the CCD camera 53 are the illumination system 55 which illuminates the mirror surface soldering part 47, and the soldering part 47 illuminated by this illumination system 55. And an imaging CCD camera 53 for sending an image to the vision processing unit (not shown) for imaging.

조명시스템(55)으로부터 납땜부(47)를 향해 입사되는 빛은 표면의 법선에 대해 일정방향으로 반사되기 때문에, 납땜부표면의 높이나 경사도 분포는, 방향을 알고 있는 조명을 적절히 비추고 대응하여 반사되는 빛을 CCD카메라(53)가 인식확인함으로써 측정될 수 있게 된다. 이 때, 비전처리부에는, 납땜부(47)의 이미지가 평면적으로 구현되게 되기 때문에, 작업자는 이러한 평면적으로 이미지화된 납땜부(47)의 품질을 시각적으로 인식하여 검사할 수 있으며, 한편으로는, 제어부의 학습에 의하여 자동적으로 검사할 수 있게 되는 것이다. 제어부의 학습에 의한 검사는, 납땜부(47)의 외관형상으로 나타나는 그 높이분포나 경사도의 분포를 도시않은 신경회로망 분류기의 프로그램화된 학습과정에 따른 적응학습방법(Adaptive learning mechanism)을 통하여 자동분석하게 된다.Since the light incident from the illumination system 55 toward the soldering portion 47 is reflected in a constant direction with respect to the normal of the surface, the height or the slope distribution of the soldering surface is appropriately reflected and correspondingly reflected by the illumination having a known direction. The light can be measured by the CCD camera 53 confirming recognition. At this time, since the image of the soldering portion 47 is implemented in the vision processing portion in a planar manner, the operator can visually recognize and inspect the quality of the soldering portion 47 imaged in this planar manner. It can be automatically inspected by the learning of the control unit. The inspection by the learning of the control unit is automatically performed through an adaptive learning mechanism according to the programmed learning process of the neural network classifier, which does not show the height distribution or the distribution of the inclination, which are expressed in the appearance of the soldering part 47. Will be analyzed.

그런데, 이러한 CCD카메라에 의한 PCB기판 검사장치(51, 57)에서는, 납땜부(47)의 품질이 평면적으로 구현되는 형상을 통해 판단되게 되므로, 납땜부(47)의 표면경사도나 높이의 분포를 세밀하게 검사하는데 한계가 있다. 즉, CCD카메라(53)를 통해 구현되는 평면적인 영상은, 기존의 프로그램화된 모델이나 룰을 근거로 부품의 납땜상태를 양부로 판단하게 되는데, 이 때, 납땜부(47)와 조명시스템(55)에 의해 조명되는 배경과의 명암이 비슷한 경우에는 납땜부(47)의 높이나 경사도에 따른 특징치의 차이가 없으므로 품질을 선별하기가 매우 곤란하게 된다. 따라서, 최근에는, 납땜부(47)의 품질을 세밀하게 검사하여 그 양부를 정확하게 판단하기 위해 레이저를 이용한 PCB기판 검사장치가 제안되어 있다.By the way, in the PCB board inspection apparatuses 51 and 57 by such a CCD camera, since the quality of the soldering part 47 is judged based on the shape implemented planarly, the surface inclination degree of the soldering part 47 and the distribution of height are measured. There is a limit to detailed inspection. That is, the planar image implemented through the CCD camera 53 determines whether the soldering state of the component is positive or not, based on the existing programmed model or rule. At this time, the soldering unit 47 and the lighting system ( If the contrast with the background illuminated by 55 is similar, there is no difference in the characteristic values according to the height or the inclination of the soldering part 47, so it is very difficult to select the quality. Therefore, in recent years, a PCB substrate inspection apparatus using a laser has been proposed to precisely inspect the quality of the soldering portion 47 and accurately determine the quality thereof.

이러한 레이저를 이용한 PCB기판 검사장치는, 검사될 납땜부의 표면에 레이저광을 방출시키고, 납땜부의 표면으로부터 반사되는 반사레이저광을 수광하여 그 물질에 특유한 파장을 갖는 형광을 3차원적으로 구현되는 영상을 기초하여 분석함으로써, 납땜부의 표면상태를 검사하는 장치이다. 그리고, 레이저광은 자연광과는 달리 가늘고 큰에너지가 좁은 범위에 집속되며, 직진성이 강하고 파동성이 없으므로, 일반 자연광을 이용할 때 발생하는 회절에 의한 물체의 경계의 부정확성을 저하시킬 수 있다는 부수적 효과를 얻을 수 있다.The PCB substrate inspection apparatus using such a laser emits laser light on the surface of the soldered portion to be inspected, receives the reflected laser light reflected from the surface of the soldered portion, and realizes three-dimensional fluorescence having a wavelength unique to the material. It is an apparatus for inspecting the surface state of a soldering part by analyzing on the basis of. Unlike the natural light, the laser light has a narrow and large energy focused in a narrow range, and since it has a strong straightness and no waveiness, it has a side effect of reducing the inaccuracy of the boundary of the object due to diffraction generated when using natural natural light. You can get it.

그런데, 이러한 종래의 레이저를 사용한 PCB기판 검사장치에서는, 3차원영상으로 구현되는 납땜부의 품질을 그 색깔에 관계없이 세밀하게 검사할 수 있다는 잇점이 있지만, 그 정보를 얻는데 많은 시간이 소요되기 때문에, 기기의 실용화에 많은 문제가 있다.By the way, in the conventional PCB inspection apparatus using a laser, there is an advantage that can be inspected in detail irrespective of the color of the soldering portion implemented in the three-dimensional image, but it takes a lot of time to obtain the information, There are many problems in the practical use of the device.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 CCD카메라를 사용한 PCB기판 측정장치 및 레이저를 사용한 PCB기판 측정장치의 문제점을 고려하여, PCB기판의 부품장착상태를 보다 빠르고 매우 정확하게 검사할 수 있는 PCB기판 검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention, in consideration of the problems of the PCB substrate measuring device using a conventional CCD camera and the PCB substrate measuring device using a laser, PCB board inspection that can inspect the mounting state of the PCB board more quickly and very accurately. It is to provide an apparatus and an inspection method.

도 1은 본 발명에 따른 PCB기판 측정장치의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a PCB substrate measuring apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명의 높이검사부를 구성하는 레이저를 이용한 PCB기판 측정장치의 개략적 제어블록도,2 is a schematic control block diagram of a PCB substrate measuring apparatus using a laser constituting the height inspection unit of the present invention,

도 3은 IC칩이 장착된 PCB기판의 부분사시도,3 is a partial perspective view of a PCB substrate on which an IC chip is mounted;

도 4는 PCB기판상에 정상적으로 납땜된 IC칩리드의 납땜상태를 도시한 도 3의 확대측면도,4 is an enlarged side view of FIG. 3 showing a soldering state of an IC chip lead normally soldered onto a PCB substrate;

도 5는 PCB기판상에 불량시료납땜부를 나타낸 도 3의 부분단면도,5 is a partial cross-sectional view of FIG. 3 showing a bad sample solder on a PCB substrate;

도 6a 및 도 6b는 종래의 CCD카메라를 이용한 PCB기판 측정장치의 개략적 구성도이다.6A and 6B are schematic configuration diagrams of a PCB substrate measuring apparatus using a conventional CCD camera.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

3 : X-Y 테이블 5 : 이송컨베이어3: X-Y Table 5: Transfer Conveyor

11 : 이미지판단부 13 : CCD카메라11: Image Determination Unit 13: CCD Camera

15 : 조명시스템 17 : 스플릿부15: lighting system 17: split

21 : 높이검사부 41 : 부품21: height inspection part 41: parts

43 : 리드 45 : PCB기판43: Lead 45: PCB Board

47 : 납땜부47: soldering part

상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수개의 시료납땜부를 갖는 PCB기판 검사방법에 있어서, 검사될 PCB기판의 시료납땜부를 광학적 촬상수단을 통해 평면적 이미지로 구현하는 단계와; 상기 시료납땜부의 평면적 이미지에 기초하여 상기 시료납땜부의 상태를 1차적으로 검사하는 단계와; 상기 1차검사에 의한 신뢰도가 낮은 시료납땜부를 순차적으로 3차원적 이미지로 구현하는 단계와; 상기 시료납땜부의 3차원적 이미지에 기초하여 상기 시료납땜부의 상태를 2차적으로 확인하고, 불량판정여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사방법에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided a PCB substrate inspection method having a plurality of sample soldering portions, comprising the steps of: implementing a sample soldering portion of a PCB substrate to be inspected into a planar image through optical imaging means; First inspecting the state of the sample soldering portion based on the planar image of the sample soldering portion; Sequentially implementing a three-dimensional image of the sample solder having low reliability by the first inspection; It is achieved by the PCB substrate inspection method comprising the step of secondaryly checking the state of the sample solder portion based on the three-dimensional image of the sample solder portion, and determining whether or not defective.

여기서, 상기 1차검사단계는 상기 시료납땜부의 품질을 소정 등급으로 분류하는 단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.Here, the first inspection step may further comprise the step of classifying the quality of the sample soldering portion to a predetermined grade.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 복수개의 시료납땜부를 갖는 PCB기판 검사장치에 있어서, 상기 PCB기판의 시료납땜부들을 광학적 촬상수단을 통해 평면적 이미지로 구현하여 품질을 검사하는 이미지판단부와; 상기 PCB기판의 시료납땜부를 3차원적 이미지로 구현하여 높이차에 의한 품질을 검사하는 높이검사부와; 상기 이미지판단부 또는 높이검사부중 어느 일측을 통해 상기 PCB기판의 시료납땜부의 상태를 1차적으로 검사하고, 상기 1차검사에 의한 신뢰도가 낮은 시료납땜부를 2차적으로 확인하여 양부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치에 의하여 달성된다.On the other hand, according to another field of the present invention, the object is, in the PCB substrate inspection apparatus having a plurality of sample soldering portion, the image to implement the sample soldering portion of the PCB substrate as a planar image through the optical imaging means to inspect the quality A judgment unit; A height inspection unit which implements the sample soldering portion of the PCB substrate in a three-dimensional image and inspects the quality due to the height difference; The control unit which primarily checks the state of the sample soldering portion of the PCB substrate through any one of the image determination portion or the height inspection portion, and secondly checks the sample soldering portion of low reliability by the first inspection It is achieved by a PCB substrate inspection device comprising.

여기서, 상기 1차검사는 상기 이미지판단부에 의한 상기 시료납땜부의 검사이고; 상기 2차검사는 상기 높이검사부에 의한 검사로 구성하는 것이 바람직하다.Wherein the primary inspection is inspection of the sample soldering portion by the image determining portion; The secondary inspection is preferably configured by the inspection by the height inspection unit.

이 때, 상기 이미지판단부는, 상기 PCB기판의 시료납땜부를 광학적으로 촬상하는 CCD카메라와; 상기 CCD카메라로 부터의 영상을 평면적 이미지로 구현하는 비젼처리부로 간단히 구성할 수 있고, 한편, 상기 높이검사부는, 레이저측정수단과; 상기 레이저측정수단으로 부터의 출력을 3차원적 이미지로 구현하는 비젼처리부를 포함하여 구성할 수 있다.At this time, the image determining unit includes: a CCD camera for optically imaging the sample soldering portion of the PCB substrate; It can be simply configured as a vision processing unit for implementing a planar image of the image from the CCD camera, the height inspection unit, laser measuring means; It may be configured to include a vision processing unit for implementing the output from the laser measuring means in a three-dimensional image.

그리고, 상기 PCB기판의 시료납땜부를 조명하는 조명수단을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.And, it is preferable to further comprise a lighting means for illuminating the sample soldering portion of the PCB substrate.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 PCB기판 측정장치의 개략적 구성도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 PCB기판 측정장치(1)는, 검사될 PCB기판(45)이 이송되는 이송컨베이어(5)와, 이 이송컨베이어(5)의 상측에 PCB기판(45)의 이송방향으로 나란하게 마련되는 이미지판단부(11) 및 높이검사부(31), 그리고, 검사될 PCB기판(45)을 지지하여 이미지판단부(11) 또는 높이검사부(31)의 하측에 배치시키는 X-Y테이블(3)을 가지고 있다. 이미지판단부(11) 및 높이검사부(31)로 부터의 영상은 각각 도시않은 비젼처리부를 통해 구현되게 된다.1 is a schematic configuration diagram of a PCB substrate measuring apparatus according to the present invention. As can be seen from this figure, the present PCB substrate measuring apparatus 1 includes a transfer conveyor 5 to which the PCB substrate 45 to be inspected is transferred, and a PCB substrate 45 above the transfer conveyor 5. The image determination unit 11 and the height inspection unit 31, which are provided side by side in the conveying direction of the support, and the PCB substrate 45 to be inspected are supported and disposed below the image determination unit 11 or the height inspection unit 31. It has an XY table 3. Images from the image determining unit 11 and the height inspection unit 31 are each implemented through a vision processing unit (not shown).

이미지판단부(11)는, X-Y테이블상에 고정지지된 PCB기판(45)의 납땜부(47)를 조명하는 조명시스템(15)과 이 조명시스템(15)에 의해 조명된 PCB기판(45)의 납땜부(47)를 촬상하는 촬상부로 구성되어 있다. 촬상부는, 기립방향으로 마련된 한 쌍의 CCD카메라(13)와 PCB기판(45)으로 부터의 광학상을 각 CCD카메라(13)에 각각 분기출사시키는 스플릿부(17)로 구성되어 있다. 이하에서는 설명의 용이함을 위하여 고정된 PCB기판(45)의 수직상방에 하향 배치된 것을 메인카메라(13a)라 하고, 메인카메라(13a)의 일측에 평행하게 마련된 것을 서브카메라(13b)라 하기로 한다. 메인카메라(13a)와 서브카메라(13b)는 상호 상이한 배율로 구성되어 있으며, 서브카메라(13b)는 미세검사용 고배율카메라로 구성되어 있다.The image determining unit 11 includes an illumination system 15 for illuminating the soldering portion 47 of the PCB substrate 45 fixedly supported on the XY table and the PCB substrate 45 illuminated by the illumination system 15. It consists of an imaging part which image | photographs the soldering part 47 of this. The imaging section is composed of a pair of CCD cameras 13 provided in the standing direction and a split section 17 for branching out the optical images from the PCB boards 45 to the respective CCD cameras 13. Hereinafter, the main camera 13a is disposed downwardly above the fixed PCB substrate 45 for ease of description, and the one provided in parallel to one side of the main camera 13a will be referred to as the sub camera 13b. do. The main camera 13a and the sub-camera 13b are composed of different magnifications, and the sub-camera 13b is composed of a high magnification camera for microscopic inspection.

스플릿부(17)는, 메인카메라(13a)의 수직하방에 PCB기판(45)으로 부터의 광경로상에 배치되는 빔스플리터(17a) 및 서브카메라(13b)의 수직하방에 배치되어 빔스플리터(17a)로 부터의 광학상을 서브카메라(13b)를 향해 반사시키는 반사경(17b)으로 구성되어 있다. 빔스플리터(17a)는, 입사되는 광선의 일부는 반사하고 다른 일부는 투과시키며, 경통내에 PCB기판(45)의 납땜부(47)로 부터의 광경로에 대하여 소정의 경사각을 가지고 배치되어 있어서, 도면상에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 납땜부(47)로 부터의 광학상을 메인카메라(13a)로 투과시키는 동시에 서브카메라측으로 반사시킨다. 이에 의해 X-Y테이블(3)에 지지된 PCB기판(45)의 납땜부(47)로 부터의 광학상은, 상대적으로 저배율인 메인카메라(13a)와 고배율인 서브카메라(13b)에 의해 인식되어 각기 비젼처리부에 2화면으로 영상처리되게 된다.The split part 17 is arranged below the beam splitter 17a and the sub-camera 13b vertically below the main camera 13a on the optical path from the PCB board 45, so that the beam splitter ( It is comprised by the reflecting mirror 17b which reflects the optical image from 17a toward the sub-camera 13b. The beam splitter 17a reflects a part of the incident light beam and transmits another part thereof, and is disposed in the barrel with a predetermined inclination angle with respect to the optical path from the solder portion 47 of the PCB substrate 45, As shown by arrows in the figure, the optical image from the soldering portion 47 is transmitted to the main camera 13a and reflected at the sub-camera side. Thereby, the optical image from the soldering part 47 of the PCB board 45 supported by the XY table 3 is recognized by the relatively low magnification main camera 13a and the high magnification sub camera 13b, respectively. The processing unit performs image processing on two screens.

한편, 조명시스템(15)은, 메인카메라(13a)의 동일축선상에 층상으로 배치되는 원형 색상램프로 구성되어 있다. 이들 색상램프는, 고주파 형광등으로 구성되어 있으며, 각 층별로 다양한 색상을 조사하도록 구성할 수도 있다. 이들은 하측에 고정되는 PCB기판(45)에 대하여 각기 높이 및 직경이 상이하므로, 입사되는 광에 따른 납땜부(47)로 부터의 반사각이 상이하며, 이에 따라, 각 CCD카메라(13)는 납땜부(47)의 표면경사도 및 높이에 따른 각기 다른 색상의 영상을 얻을 수 있게 된다.On the other hand, the illumination system 15 is comprised by circular color lamps arranged in layers on the same axis of the main camera 13a. These color lamps are composed of high frequency fluorescent lamps, and may be configured to irradiate various colors for each layer. Since they are different in height and diameter with respect to the PCB substrate 45 fixed to the lower side, the reflection angles from the soldering portion 47 are different according to the incident light, and therefore, each CCD camera 13 has a soldering portion. It is possible to obtain images of different colors according to the surface inclination degree and the height of (47).

한편, 이미지판단부(11)의 하류측에는 높이검사부(21)가 형행하게 배치되어 있다. 도 2은 높이검사부를 구성하는 레이저를 이용한 PCB기판 측정장치의 개략적 제어블록도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 높이검사부(21)는, 레이저발광부(25)와 레이저수광부(29)로 구성된 센서부(23)를 가지며, 레이저광을 방출시키고 납땜부의 표면으로부터 반사된 레이저광을 감지하여 비젼처리부(37)를 통하여 이미지로 인식하는 제어부(35)로 구성되어 있다. 제어부(35)는, 레이저발광부(25)의 발광소자(27)를 통해 납땜부(47)의 표면을 향해 레이저광을 방출시키고, 방출된 레이저광은 납땜부(47)의 표면에서 입사 - 반사의 원리에 따라 각 방향으로 반사되게 되며, 이 때, 레이저수광부(29)의 수광소자(31)가 이 반사되는 레이저광을 수광하게 된다.On the other hand, the height inspection part 21 is arrange | positioned on the downstream side of the image determination part 11 in a parallel manner. 2 is a schematic control block diagram of a PCB substrate measuring apparatus using a laser constituting the height inspection unit. As can be seen from this figure, the height inspection part 21 has a sensor part 23 composed of a laser light emitting part 25 and a laser light receiving part 29, and emits laser light and reflects the laser from the surface of the solder part. The controller 35 is configured to detect light and recognize the image as an image through the vision processor 37. The control unit 35 emits laser light toward the surface of the soldering unit 47 through the light emitting element 27 of the laser light emitting unit 25, and the emitted laser light is incident on the surface of the soldering unit 47. According to the principle of reflection is reflected in each direction, at this time, the light receiving element 31 of the laser receiving unit 29 receives the reflected laser light.

레이저센서부(23)로 부터의 출력은, 컴퍼레이터(33) 등을 통하여 제어부(35)가 인식할 수 있는 신호로 전환되어 출력되게 된다. 그러면, 제어부(35)는, 이러한 출력을 입력받아 비젼처리부(37)에 납땜부(47)의 경사도나 높이의 분포를 3차원영상으로 구현하게 된다. 레이저광은 자연광과는 달리 가늘고 큰에너지가 좁은 범위에 집속될 수 있으므로, 납땜부(47)의 표면에 국부적으로 조사하여 한정적인 세밀검사를 할 수 있게 된다. 그리고, 납땜부(47)의 표면에 반사된 반사레이저광은 그 물질에 특유한 파장을 갖는 형광을 발하므로, 이것을 수광분석하면 납땜부표면의 품질상태를 높이차를 이용하여 용이하게 검사할 수 있게 된다. 또한, 레이저광은 직진성이 강하고 파동성이 없으므로, 일반 자연광을 이용할 때 발생하는 회절에 의한 물체의 경계의 부정확성을 저하시킬 수 있다는 부수적 효과를 얻을 수 있다.The output from the laser sensor unit 23 is converted into a signal that can be recognized by the control unit 35 via the comparator 33 or the like and output. Then, the control unit 35 receives this output, and implements the distribution of the inclination or the height of the soldering unit 47 to the vision processing unit 37 as a 3D image. Unlike natural light, laser light can be focused in a narrow and large energy in a narrow range, so that it is possible to locally irradiate the surface of the soldering part 47 to perform a limited fine inspection. In addition, since the reflected laser light reflected on the surface of the soldering part 47 emits fluorescence having a wavelength specific to the material, when the light is analyzed, the quality state of the soldering part surface can be easily inspected using the height difference. do. In addition, since the laser light has a strong straightness and no waves, the side effect of reducing the inaccuracy of the boundary of the object due to diffraction generated when using natural natural light can be obtained.

한편, 이렇듯 구현된 이미지는, 도 6과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 사용자가 시각적 인식으로 양부를 판단할 수 있으며, 한편으로 신경회로망 분류기의 프로그램화된 학습과정에 따른 적응학습방법(Adaptive learning mechanism)을 통하여 자동분석되게 된다.On the other hand, the image implemented as described above, as described with respect to FIG. 6, the user can determine whether or not by visual recognition, on the other hand, the adaptive learning method (Adaptive learning mechanism) according to the programmed learning process of the neural network classifier Automatic analysis through

이러한 구성의 PCB기판 측정장치는, 이송컨베이어(5)를 통해 검사될 PCB기판(45)이 이송되어 X-Y테이블상에 지지되게 되면, 제어부(35)는 우선, 이 X-Y테이블(3)을 이미지판단부(11)의 하측으로 이동배치시킨다. 그런 다음, 조명시스템(15)을 통해 PCB기판(45)의 납땜부(47)를 조명하면, 메인카메라(13a)와 서브카메라(13b)에는 각각 납땜부(47)로 부터의 반사광이 입사되게 되어 비젼처리부(37)에 그 각 카메라로부터의 영상이 평면적인 이미지로 구현되게 된다.In the PCB substrate measuring apparatus having such a configuration, when the PCB substrate 45 to be inspected through the conveying conveyor 5 is transferred and supported on the XY table, the control unit 35 first determines the XY table 3 by image determination. It moves to the lower side of the part 11. Then, when the soldering portion 47 of the PCB substrate 45 is illuminated through the illumination system 15, the reflected light from the soldering portion 47 is incident on the main camera 13a and the sub-camera 13b, respectively. Thus, the image from each camera is implemented in the vision processing unit 37 as a planar image.

이렇듯 구현된 PCB기판(45)의 납땜부(47)의 이미지는, 작업자가 시각으로 인식하여 그 품질을 분류하거나, 납땜부(47)의 외관형상으로 나타나는 그 높이분포나 경사도의 분포를 도시않은 신경회로망 분류기의 프로그램화된 학습과정에 따른 적응학습방법(Adaptive learning mechanism)을 통하여 자동분석하게 된다. 이러한 신경회로망 분류기에 의한 납땜부품질의 검사는, 본 출원인에 의해 기출원된 특허출원번호 제 95 - 61661에 구체적으로 설명되어 있다. 이 때, 분류된 납땜부들중 신뢰하기 곤란한 납땜부에 관한 정보는 메모리에 저장되게 된다.The image of the soldering portion 47 of the PCB substrate 45 implemented as described above is classified by the operator visually to classify the quality, or does not show the height distribution or the distribution of the slope appearing in the appearance of the soldering portion 47. The neural network classifier automatically analyzes the adaptive learning mechanism according to the programmed learning process. Inspection of soldering part quality by such neural network classifier is described in detail in patent applications Nos. 95-61661 filed by the present applicant. At this time, the information about the soldered portion which is difficult to trust among the classified soldered portions is stored in the memory.

한편, 신뢰하기 곤란한 납땜부를 갖는 PCB기판은, 제어부(35)에 의한 X-Y테이블의 제어에 의하여 높이검사부(31)의 하측에 배치되게 된다. 그런 다음, 메모리에 저장된 정보에 기초하여, 레이저발광부(25)의 발광소자(27)를 통해 신뢰하기 곤란한 납땜부(47)에 순차적으로 레이저광을 방출시키고, 레이저수광부(29)의 수광수자(31)를 통해 납땜부(47)의 표면에서 반사되는 반사레이저광을 수광한다. 그러면, 비젼처리부(37)에는, 레이저광을 통한 납땜부(47)의 3차원적 영상이 구현되게 되며, 작업자 또는 제어부(35)는 이러한 구현된 이미지를 통하여 신뢰하기 곤란한 PCB기판(45)의 납땜부(47)의 품질을 양부로 판단할 수 있게 된다.On the other hand, a PCB substrate having a soldering portion which is difficult to be relied upon is arranged under the height inspection section 31 by the control of the X-Y table by the control section 35. Then, based on the information stored in the memory, the laser light is sequentially emitted through the light emitting element 27 of the laser light emitting portion 25 to the soldering portion 47 which is difficult to trust, and the light receiving water of the laser light receiving portion 29 is obtained. The laser beam receives the reflected laser light reflected from the surface of the soldering portion 47 through the ruler 31. Then, in the vision processing unit 37, a three-dimensional image of the soldering unit 47 through the laser light is implemented, the operator or the control unit 35 of the PCB substrate 45 is difficult to trust through this implemented image. The quality of the soldering part 47 can be judged as good or bad.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 PCB기판 검사장치 및 PCB기판 검사방법에 따르면, PCB기판의 납땜부를 이미지판단부의 CCD카메라를 통해 구현된 평면적인 영상으로 1차적으로 검사한 후, 이에 따라 검출된 신뢰하기 곤란한 PCB기판의 납땜부를 레이저광을 사용한 높이검사부에서 2차적으로 검사하 수 있기 때문에, 이에 의해 PCB기판의 부품장착상태를 매우 정확하게 검사할 수 있는 동시에 비교적 신속하게 검사할 수 있다는 우수한 효과가 제공된다.As described above, according to the PCB board inspection apparatus and the PCB board inspection method of the present invention, the soldering part of the PCB board is primarily inspected by the planar image implemented by the CCD camera of the image determination section, and then the detected reliability Since the soldering part of the PCB board, which is difficult to do, can be secondarily inspected by the height inspection part using a laser beam, it is possible to inspect the mounting state of the PCB board very accurately and to inspect it relatively quickly. do.

Claims (6)

복수개의 시료납땜부를 갖는 PCB기판 검사방법에 있어서,In the PCB substrate inspection method having a plurality of sample soldering portion, 검사될 PCB기판의 시료납땜부를 광학적 촬상수단를 통해 평면적 이미지로 구현하는 단계와;Implementing the sample soldering portion of the PCB substrate to be inspected into a planar image through optical imaging means; 상기 시료납땜부의 평면적 이미지에 기초하여 1차적으로 검사하여 사아기 시료납땜부의 품질을 상태에 따라 소정등급으로 분류하는 단계와;Firstly classifying the quality of the baby sample soldering portion into a predetermined grade according to a state by first inspecting the sample soldering portion based on a planar image; 상기 1차검사에 의한 신뢰도가 낮은 시료납땜부에 대해 높이검사에 의한 3차원적 이미지로 구현하는 단계와;Implementing a three-dimensional image by height inspection on the sample solder having low reliability by the first inspection; 상기 시료납땜부의 3차원적 이미지에 기초하여 상기 시료납땜부의 상태를 2차적으로 확인하고, 불량판정여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사방법.And secondly checking a state of the sample soldering portion based on the three-dimensional image of the sample soldering portion and determining whether or not the defective soldering portion is determined. 복수개의 시료납땜부를 갖는 PCB기판 검사장치에 있어서,In the PCB board inspection apparatus having a plurality of sample soldering portion, 상기 PCB기판의 시료납땜부들을 광학적 촬상수단을 통해 평면적 이미지로 구현하여 상기 시료납땜부의 상태를 판단하는 이미지판단부와;An image determining unit configured to determine a state of the sample soldering portion by implementing the sample soldering portions of the PCB substrate through a planar image through optical imaging means; 상기 PCB기판의 시료납땜부를 3차원적 이미지로 구현하여 높이차에 의한 품질을 검사하는 높이검사부와;A height inspection unit which implements the sample soldering portion of the PCB substrate in a three-dimensional image and inspects the quality due to the height difference; 상기 이미지판단부 또는 높이검사부중 어느 일측을 통해 상기 PCB기판의 시료납땜부의 상태를 1차적으로 검사하고, 상기 1차검사에 의한 신뢰도가 낮은 시료납땜부를 2차적으로 확인하여 양부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치.The control unit which primarily checks the state of the sample soldering portion of the PCB substrate through any one of the image determination portion or the height inspection portion, and secondly checks the sample soldering portion of low reliability by the first inspection PCB board inspection apparatus comprising a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 1차검사는 상기 이미지판단부에 의한 상기 시료납땜부의 검사이고;The primary inspection is inspection of the sample soldering portion by the image determining portion; 상기 2차검사는 상기 높이검사부에 의한 검사인 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치.The secondary inspection is a PCB substrate inspection device, characterized in that the inspection by the height inspection unit. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 이미지판단부는,The image determination unit, 상기 PCB기판의 시료납땜부를 광학적으로 촬상하는 CCD카메라와;A CCD camera for optically imaging the sample soldering portion of the PCB substrate; 상기 CCD카메라로 부터의 영상을 평면적 이미지로 구현하는 비젼처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치.PCB inspection apparatus comprising a vision processing unit for implementing a planar image of the image from the CCD camera. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 높이검사부는,The height inspection unit, 레이저측정수단과;Laser measuring means; 상기 레이저측정수단으로 부터의 출력을 3차원적 이미지로 구현하는 비젼처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치.PCB inspection apparatus comprising a vision processing unit for implementing the output from the laser measuring means in a three-dimensional image. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 PCB기판의 시료납땜부를 조명하는 조명수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB기판 검사장치.PCB inspection apparatus further comprises a lighting means for illuminating the sample soldering portion of the PCB substrate.
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