KR100287715B1

KR100287715B1 - X－ray를 이용한 인쇄회로기판의 단층 검사장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR100287715B1
Application number: KR1019980021232A
Authority: KR
Inventors: 윤한종; 김동훈; 손영탁; 권대갑; 조영빈
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2001-05-02
Also published as: KR20000001141A

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(이하, PCB라 함)에 실장된 전자부품의 납땜결함을 검사하기 위한 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로서, 특히 검사대상 기판에 전자부품을 납땜시킨 후 전자부품의 납땜상태를 X-ray를 이용하여 자동으로 검사하기 위해 상기 검사대상 기판의 검사영역에 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 가변메쉬를 적용하여 상기 검사대상 기판의 검사영역의 종단면 영상을 획득, 복원 및 분석한 후 납땜상태 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 및 검사방법을 제공함으로써 상기 가변메쉬로 인해 검사시 검사영역의 종단면 픽셀 수가 중요한 부분은 증가되고 그렇지 않은 부분은 대폭 감소되므로 검사영역 종단면 영상의 획득 및 복원에 소요되는 시간이 단축되어 검사의 정확도를 높임과 동시에 고속 검사가 가능하도록 한 것이다.

Description

Ｘ－ｒａｙ를 이용한 인쇄회로기판의 단층 검사장치 및 검사방법

본 발명은 인쇄회로기판(이하, PCB라 함)에 전자부품을 납땜한 후 그 납땜의 결함상태를 검사하기 위한 PCB용 납땜상태 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로서, 특히 BGA(Ball Grid Array) 또는 CSP(Chip Scale Package) 등 전극이 납볼로 형성된 부품의 납땜상태를 검사하기 위해 X-ray를 이용하여 납볼의 종단면 영상을 획득, 복원 및 분석한 후 그 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 및 전자 기판의 제조공정에서는 부품을 장착하여 리플로우(reflow) 등의 납땜을 수행한 후에는 제품의 신뢰성을 향상시키기 위하여 기판에 실장된 각 부품마다 그 납땜된 상태를 검사하는 공정을 수행하게 된다.

이러한 검사방법의 하나로서 목시검사 또는 납땜외관 검사장치가 있는데, 상기 납땜외관 검사장치는 리드를 갖는 부품의 외관검사를 위해 조명장치 및 CCD 카메라를 사용하여, 상기 CCD 카메라에서 납땜의 형상을 영상으로 입력받아 영상신호를 처리함으로서 그 형태에 따라 양호/불량을 판정하였다.

그런데, BGA 또는 CSP 부품들을 실장하는 경우에는 전극이 부품의 하면에 납볼의 형태로 형성되어 있기 때문에 상기한 납땜외관 검사장치로는 검사가 불가능하다. 따라서, 이를 가능하게 하기 위해 X-ray를 이용한 X-RAY검사장비들이 대두되었다.

상기 X-RAY검사장비들은 기본적으로 X-ray의 물질 투과특성, 즉 피투과물질의 두께와 밀도에 반비례하는 특성을 가지는 투과 X-ray 강도에 의한 영상형성을 이용한 것으로서, 납땜의 결함상태를 쉽게 검사할 수 있다.

이러한 X-RAY검사장비들에는 크게 X-RAY투시검사 장치와 라미노그래피(Laminography) 장치 등이 있으며, 이외의 유사한 기술로는 주로 의료용으로 이용되고 있는 컴퓨터 단층촬영(Computerized Tomography, 이하 CT라 함) 장치가 있다.

이하, 상기한 X-RAY검사장비들에 대해서 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, X-RAY 투시검사장치는 피검물을 향해 X-ray를 출사하여 상기 피검물을 투과한 X-ray 영상을 CCD카메라를 통해 획득한 후 상기 CCD카메라를 통해 전기신호로 변환된 영상신호를 처리하여 납땜의 불량여부를 판단하는 장치로서, 가장 일반적으로 사용되고 있으나 피검물의 납땜 관련 정보가 모두 투시되어 X-ray 영상으로 나타나기 때문에 납땜의 정확한 형상을 알 수 없는 단점이 있다. 특히, 검사대상 PCB가 양면기판인 경우에는 상면부품의 납땜형상과 하면부품의 납땜형상을 구분할 수 없어 검사에 대한 신뢰성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

다음으로, 피검물의 횡단면을 고속으로 검사하기 위한 라미노그래피 장치를 설명한다. 상기 라미노그래피 장치는 피검물을 향해 X-ray를 경사지게 출사하면서 회전시키는 X-RAY발생부와, 상기 X-RAY발생부와 동기되어 상기 피검물을 투과한 X-ray 영상이 CCD카메라에 의해 획득되도록 X-ray 영상을 반사시키는 회전미러를 이용하여, 상기 피검물에 대한 경사투시영상을 여러매 획득한 후 검사영역을 기준으로 민 오퍼레이션 알고리즘(Mean Operation Algorithim)을 적용하여 피검물의 횡단면 영상을 복원, 분석하는 장치이다.

상기한 라미노그래피 장치는 횡단면 영상의 획득 및 복원이 고속으로 이루어지므로 납땜검사가 신속하게 처리되는 장점이 있는 반면에, 경사투시영상을 이용한 영상 복원시 민 오퍼레이션 알고리즘을 적용하므로 검사영역의 영상만이 뚜렷이 나타날 뿐 그외의 나머지영역에 대한 영상은 없어지지 않고 검사영역 영상 주위로 분산되어, 종단면으로 영상을 복원시켜 보면 복원 정확도가 많이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 납땜불량 중 납볼이 PCB의 랜드와 미소한 간격으로 분리되어 있는 납볼뜸 불량의 경우 이에 대한 검사결과가 매우 부정확하여 신뢰할 수 없고, 이를 보완하기 위해서는 Z축 방향으로 수회의 검사를 반복 실시해야 하므로 노력과 시간 등의 측면에서 손실이 큰 문제점이 있다.

또한, 부수적으로는 X-ray를 경사지게 출사하면서 회전시키는 X-RAY발생부와, 상기 X-RAY발생부와 동기되어 회전하는 회전미러를 구비해야 하기 때문에 기계적인 구성이 복잡함은 물론 이를 갖추기 위한 비용이 많이 소요되고, 상기 회전미러의 고속회전으로 인해 발생되는 진동에 의하여 장치의 내구성이 약화되는 문제점이 있다.

마지막으로, CT 장치를 설명한다. 상기 CT 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 피검물(1)을 중심으로 하는 원호 상을 180도 회전하면서 상기 피검물(1)을 향해 X-ray를 출사하는 X-RAY발생부(3)와, 상기 X-RAY발생부(3)와 대향되게 설치되어 피검물(1)을 투과한 X-ray 영상을 획득하는 디텍터(5)로 구성되어, 상기한 라미노그래피 장치와는 달리 피검물(1)의 종단면 영상을 획득, 복원한 후 그 내부결함을 검사하는 장치로서, 최근에는 전자부품의 내부결함을 검사하기 위한 방법으로 산업용에 응용되고 있는 추세이다.

그러나, 상기한 CT 장치에서 피검물(1)의 종단면 영상을 복원하기 위해서는 상기 피검물(1)의 종단면 픽셀 수보다 디텍터(5)에 의해 확보된 영상의 픽셀 수가 더 많거나 같아야 하므로 검사하는데 아주 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있다.

즉, 일 예로서 256×256 픽셀을 가진 종단면이 있다고 했을 때, 이 종단면의 전체 픽셀 수는 65,536이므로 디텍터(5)에 의해 확보해야 할 영상의 픽셀 수는 65, 536이상이어야 한다. 따라서, 상기 디텍터(5)의 픽셀 수가 256이라면 충분한 데이터를 얻기 위해서 256번의 영상촬영을 반복해야 하여 촬영시간이 많이 소요되고, 이렇게 확보된 데이터를 이용하여 종단면 영상을 복원할 때 역시 그 데이터의 양 때문에 계산량이 증대되어 오랜 시간이 소요되므로 전체적으로 검사에 소요되는 총시간이 아주 길어지게 된다.

또한, 부수적으로는 피검물(1)의 종단면에 전체적으로 일정한 분해능과 동일한 중요도를 적용하여 그 영상을 복원하기 때문에 별로 중요하지 않는, 즉 검사가 불필요한 부분에도 중요한 부분에 들어간 것과 같은 노력과 비용 및 시간이 소요되어 검사손실이 증대되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 CT 장치는 이미 전술한 바와 같이 피검물(1)의 불량여부를 판단하는데 아주 오랜 시간이 소요되기 때문에 인라인화(In-Line화)가 불가능하여 생산라인에 응용하기 곤란하므로 산업용으로는 부적당한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 검사대상 PCB의 검사영역을 종단면으로 검사시 검사영역의 종단면 픽셀 수가 감소되도록 그 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 구성시킨 가변메쉬를 적용함으로써 검사영역 종단면 영상의 획득 및 복원에 소요되는 시간이 대폭 단축되어 검사의 정확도를 높임과 동시에 고속 검사가 가능하도록 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법을 제공하는데 제 1 목적이 있다.

또한, 본 발명은 검사대상 PCB를 자유롭게 상하 이동시킬 수 있는 구조를 구비함으로써 검사영역의 확대가 가능하게 되어 고정도 검사가 가능하고, 특히 CSP, FLIP 칩 등의 미소부품에 대한 검사시에 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치를 제공하는데 제 2 목적이 있다.

도 1은 일반적인 컴퓨터 단층촬영(Computerized Tomography, 이하 CT라 함) 장치의 구조가 도시된 개략도,

도 2는 CT의 영상촬영개념도,

도 3은 CT의 영상촬영원리를 설명하기 위한 도면,

도 4는 CT의 X-ray영상형성기여도를 설명하기 위한 도면,

도 5는 CT의 복원원리를 설명하기 위한 도면,

도 6은 CT를 이용한 구의 종단면을 영상촬영을 설명하기 위한 도면,

도 7은 CT에 이용되는 고정메쉬의 형태(a)와 본 발명에 이용되는 가변메쉬의 형태(b)가 도시된 도면,

도 8은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 인쇄회로기판(이하, PCB라 함)의 단층 검사장치가 도시된 블록도,

도 9는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 중 위치결정부가 상하 이동되어 검사대상이 확대 또는 축소되는 모습이 도시된 블록도,

도 10은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 중 X-RAY발생부가 상하 이동되어 검사대상이 확대 또는 축소되는 모습이 도시된 블록도,

도 11은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법 중 PCB에 대한 자동검사계획 수립과정이 나타난 플로우챠트,

도 12는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법 중 PCB에 대한 본검사 과정이 나타난 플로우챠트,

도 13은 본 발명에 따른 가변메쉬의 제작시 고려해야 할 납볼의 부분별 검사중요도가 표시된 도면,

도 14는 본 발명에 따른 가변메쉬의 여러 형태가 도시된 도면,

도 15는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법의 PCB 본검사 과정 중 검사영역 종단면 영상의 검사과정이 나타난 플로우챠트,

도 16은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법에 따라 검사되는 불량항목이 나타난 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 검사대상 PCB 20 : 위치결정부

30 : X-RAY발생부 40 : 변위측정센서

50 : 영상증배관 60 : 카메라부

70 : 영상처리부 80 : 메인 컨트롤러

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법의 제 1 특징은, 검사대상 기판에 전자부품을 납땜시킨 후 전자부품의 납땜상태를 자동으로 검사하기 위해 X-ray를 이용하여 상기 검사대상 기판의 검사영역 종단면 영상을 획득, 복원 및 분석한 후 납땜상태 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법에 있어서, 상기 검사대상 기판의 검사영역에 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 가변메쉬를 적용하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법의 제 2 특징은, 상기 검사대상 기판을 소정의 검사위치에 위치결정시킨 후 검사대상 기판의 검사영역에 적합한 가변메쉬를 선정, 적용시키는 제 1 과정과, 상기 검사대상 기판의 검사영역을 향해 X-ray를 출사시킨 후 검사대상 기판을 투과한 검사영역의 단면영상을 획득하여 저장시키는 제 2 과정과, 상기 제 1 과정에서 검사대상 기판의 검사영역에 적용된 가변메쉬의 픽셀 수와 상기 제 2 과정에서 획득된 단면영상의 픽셀 수를 비교하여 가변메쉬의 픽셀 수가 단면영상의 픽셀 수보다 많으면 상기 검사대상 기판의 검사위치를 일정량만큼 이동시킨 후 상기 제 2 과정으로 리턴시키는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 검사영역 단면영상의 픽셀 수가 가변메쉬의 픽셀 수보다 많거나 같으면 상기 검사영역의 종단면 영상을 복원하는 제 4 과정과, 상기 제 4 과정에서 복원된 검사영역의 종단면 영상을 분석하여 납땜상태에 대한 불량여부를 판단하는 제 5 과정으로 이루어진 것이다.

또한, 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치의 특징은, 검사대상 기판에 전자부품을 납땜시킨 후 전자부품의 납땜상태를 자동으로 검사하기 위해 X-ray를 이용하여 상기 검사대상 기판의 검사영역 종단면을 획득, 복원 및 분석한 후 납땜상태 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치에 있어서, 상기 검사대상 기판을 위치 결정시킴과 동시에 상기 검사대상 기판을 이동시키는 위치결정부와, 상기 검사대상 기판과 소정 거리만큼 이격되어 상하 이동되고 검사대상 기판을 향해 X-ray를 출사시키는 X-RAY발생부와, 상기 X-RAY발생부와 검사대상 기판 사이의 거리를 측정하여 검사대상 기판이나 X-RAY발생부를 상하 이동시킬 경우 상기 검사대상 기판의 검사영역에 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 가변메쉬를 정확히 적용시킬 수 있도록 상기 검사대상 기판 및 X-RAY발생부의 상하방향 변위를 인식하는 기능을 수행하는 변위측정부와, 상기 X-RAY발생부와의 사이에 검사대상 기판이 위치되도록 X-RAY발생부와 대향되게 설치되어 검사대상 기판을 투과한 X-ray 영상을 가시광선 영상으로 변환시키는 영상변환부와, 상기 영상변환부에 의해 변환된 영상을 획득하는 카메라부와, 상기 카메라부에 의해 획득된 영상을 처리하는 영상처리부와, 상기의 각 부에 연결되어 시스템의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것이다.

상기와 같은 본 발명은 검사대상 기판의 검사영역 종단면 검사시 검사영역의 종단면 픽셀 수가 감소되도록 그 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 구성시킨 가변메쉬를 적용함으로써 검사영역 종단면 영상의 획득 및 복원에 소요되는 시간이 대폭 단축되어 검사의 정확도를 높임과 동시에 고속 검사가 가능하게 됨과 동시에, 검사대상 기판을 자유롭게 상하 이동시킬 수 있게 됨으로써 검사영역의 확대가 가능하게 되어 고정도 검사가 가능함은 물론, 특히 CSP, FLIP 칩 등의 미소부품에 대한 검사시에 효과적으로 대응할 수 있게 되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 CT의 영상촬영 개념도, 도 3은 CT의 영상촬영 원리를 설명하기 위한 도면, 도 4는 CT의 X-ray영상형성기여도를 설명하기 위한 도면, 도 5는 CT의 복원 원리를 설명하기 위한 도면, 도 6은 CT를 이용한 구의 종단면을 영상촬영을 설명하기 위한 도면, 도 7은 CT에 이용되는 고정메쉬의 형태(a)와 본 발명에 이용되는 가변메쉬의 형태(b)가 도시된 도면이다.

본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 및 검사방법은 기본적으로 CT의 원리를 이용함으로써 PCB의 상면 또는 하면에 실장된 전자부품의 접합부를 단층촬영하여 인라인 타입으로 자동 검사하는 것이다.

기존의 CT 방법은 검사의 정확도는 높으나 촬영량 및 계산량이 많기 때문에 검사가 고속으로 이루어지지 않아 시간이 많이 소요되는 단점이 있으며, 이러한 CT 방법과는 달리 라미노그래피 방법은 고속 검사가 가능하지만 특히 BGA, CSP 등 전극이 납볼로 형성된 부품의 검사시 납볼뜸 불량과 같은 PCB의 치명적인 결함을 파악하기 어려워 그 검사결과를 신뢰할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 상기한 CT 방법과 라미노그래피 방법의 장점을 동시에 살리면서 단점은 제거할 수 있는, 즉 검사의 정확도는 그대로 유지하면서 고속으로 종단면을 검사할 수 있는 방법으로서 본 발명이 고안되었다.

일반적인 CT 방법의 원리를 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이 X-RAY발생부(3)에서 출사되어 피검물(1)을 투과한 X-ray 영상이 디텍터(Detector; 5)에 의해 획득되면 이때의 디텍팅 에너지(Detecting Energy)는

g(S,θ)

로 표시할 수 있다. 여기서,

S

는 X-RAY발생부(3)의 중심 위치로부터 이동된 거리,

θ

는 X-RAY발생부(3)를 기준으로 위치된 각도를 나타낸다. 따라서,

g(S,θ)

를 이용하여 피검물(1)의 해당 위치에서의 에너지, 즉 밀도를 표시할 수 있게 된다.

그러므로, X-RAY발생부(3)로부터 임의의

θ

만큼 떨어진 위치에서의 디텍팅 에너지,

g(S,θ)

는 동일한 각도 상에 존재하는 피검물(1)의 밀도값의 합으로 정의할 수 있다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 바와 같이

f_ij

가 피검물(1)의 ij위치에서의 밀도값이고,

h_ij(S_m,θ_n)

이 피검물(1)의 ij위치가 X-ray 영상의

(S,θ)

위치에 미치는 X-ray영상형성기여도를 나타낸다면, 해당 위치의 디텍팅 에너지는 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.

상기의 X-ray영상형성기여도,

h_ij(S_m,θ_n)

의 개념을 설명하기 위해 도 4를 참조하면, 사각형의 격자는 각각 하나의 픽셀로서 피검물(1)이 위치될 수 있는 단면을 의미한다. 즉, X방향으로 1, 2, 3, …, m-1, m의 픽셀과 Y방향으로 1, 2, 3, …, n-1, n의 픽셀로 이루어진 단면에 피검물(1)이 위치될 수 있다는 것이다.

이때, 상기한 X, Y방향의 각 픽셀들은 X-ray 영상을 형성하기 위하여 디텍터(5)의 1, 2, 3, …, k-1, k의 픽셀에 각각 영향을 미치게 된다. 예를 들면, 디텍터(5)의 픽셀 1에는 X-RAY발생부(3)와 디텍터(5) 사이의 픽셀들 중 상기 디텍터(5)의 픽셀 1과 상관되는 위치의 X, Y픽셀들이 영향을 미치게 되고, 이때의 영향을 미치는 정도가 X-ray영상형성기여도,

h_ij(S_m,θ_n)

이다.

따라서, H가 각 픽셀의 X-ray영상형성기여도이고, F가 각 픽셀의 밀도라고 할 때 디텍팅 에너지, g는 수학식 2와 같이 표시할 수 있다.

g=HF

간단한 예를 들어 설명하면, 도 5와 같이 각 픽셀의 밀도가 f(1,1), f(1,2), f(2,1), f(2,2)이고, 첫 번째로 획득된 디텍팅 에너지가 g(1,1), g(2,1)이고, 일정거리만큼 이동한 후 획득한 두 번째 디텍팅 에너지가 g(1,2), g(2,2)이고, 상기한 각 픽셀들이 각각의 디텍팅 에너지, g(1,1), g(1,2), g(2,1), g(2,2)에 영향을 미치는 X-ray영상형성기여도가 H₁₁, H₁₂, H₂₁, H₂₂로 정의된다면 이때의 디텍팅 에너지는 수학식 3에 나타난 행렬로 정의할 수 있다.

상기에서 디텍팅 에너지, g(1,1), g(1,2), g(2,1), g(2,2)는 X-ray영상으로 획득된 정보이고, X-ray영상형성기여도인 H₁₁, H₁₂, H₂₁, H₂₂는 계산에 의해 미리 알 수 있는 정보이므로 H₁₁, H₁₂, H₂₁, H₂₂에 미리 계산된 값을 대입하면 수학식 4에 나타난 행렬로 정리할 수 있다.

결국, 영상의 복원은 각 픽셀들의 밀도값을 구하는 과정이므로 수학식 5와 같이 정의할 수 있다.

F=H^-1g

따라서, CT 방법에서는 각 픽셀의 밀도값인 F를 구하기 위해 H^-1을 미리 구한 다음 검사를 수행하여 시간을 절약한다.

하지만, 기존의 CT 방법은 검사대상의 픽셀 수가 절대적으로 많기 때문에 촬영시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 복원시의 계산량이 증대되어 복원시간이 오래 걸린다. 이때, 행렬 H의 크기가 크면 클수록 H의 역행렬을 구하기 위한 소요시간은 3승배로 증가한다. 따라서, 복원시의 계산량을 줄이기 위해서는 검사대상인 픽셀 수를 감소시켜야 한다.

상기한 기존의 CT 방법은 주로 의료용으로 사용되어 그 검사대상이 인체였기 때문에 검사대상의 모든 부분이 동일하게 중요하였다. 이 때문에 검사대상인 인체의 모든 부분에 일률적으로 일정한 크기의 픽셀을 적용하여 단면영상을 획득 및 복원하여야 했다. 그러나, 산업용으로 사용될 때는 검사대상의 모든 부분이 동일하게 중요하지는 않다.

따라서, PCB에 실장된 전자부품의 납땜상태 검사시 중요한 부분을 미리 예상하여 그 부분의 픽셀은 작고 촘촘하게 구성하고 그 외의 중요하지 않은 부분의 픽셀은 크게 구성한다. 즉, 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 가변적으로 픽셀의 크기를 적용하는 가변메쉬를 이용하여 최대한 검사영역의 픽셀 수를 감소시킴으로써 영상의 획득 및 복원이 고속으로 이루어지게 한다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같은 구의 종단면을 단층촬영하고자 할 때 기존의 CT 방법을 이용하면 도 7의 (a)와 같이 검사영역 단면의 모든 부분에 일률적으로 일정한 크기의 픽셀이 적용된 고정메쉬를 사용해야 한다. 이러한 고정메쉬는 120×80으로 그 전체 픽셀 수가 9600이다. 따라서, 디텍터(5)의 픽셀 수가 120이라면 복원시의 데이터가 검사대상의 픽셀 수보다 많거나 같아질 때까지 최소한 80회의 영상촬영을 해야한다. 또한, 행렬 F의 크기가 9600이고 행렬 H의 크기가 9600×9600(92,160,000)으로 행렬 H의 크기가 약 351M Byte의 메모리를 차지할 정도로 거대하고, 복원에 소요되는 시간은 약 1시간 정도이다.

한편, 검사영역의 단면에 도 7의 (b)와 같은 가변메쉬를 적용하여 그 부분별 검사중요도에 따라 납볼 주위 부분에는 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 중요하지 않은 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성하면 전체 픽셀 수는 640으로 감소된다. 이와 같이 전체 픽셀 수가 640으로 감소되면 디텍터(5)의 픽셀 수가 120이라 했을 때 영상촬영 회수가 6회로 줄어들고, 행렬 H의 크기도 720×640(406,800)으로 대폭 감소된다. 따라서, 기존의 CT 방법에 따라 고정메쉬를 적용했을 때의 처리데이터량과 연산복원량을 각각 100%로 본다면 가변메쉬를 적용했을 때의 처리데이터량과 연산복원량은 각각 0.44%와 0.029%로 획기적인 감소율을 나타내게 된다. 또한, 행렬 H가 차지하는 메모리도 0.8M Byte로 작아지고, 가장 중요한 복원시간이 대폭 단축되어 기존의 CT 방법이 1시간에 걸쳐 처리할 일을 1초 정도면 완료할 수 있게 된다.

상기의 비교내용을 정리하면 표 1과 같다.

구분	기존 CT 방법	가변메쉬 적용방법
전체 픽셀 수	120×80(9600)	640
영상찰영 회수	80(9600/120)	6(640/120)
F의 크기	9600(100%기준)	640(7%)
H의 크기	9600×9600	720×640
처리데이터량	100%기준	0.44%(640/9600)²
연산복원량	100%기준	0.029%(640/9600)³
H의 점유 메모리 크기	351M Byte(100%기준)	1.8M Byte(0.6%)
복원시간	1Hr	1sec
용도	의료용	산업용

상기한 바와 같이 검사영역의 단면에 가변메쉬를 적용하여 검사를 수행하면 전체 픽셀 수가 대폭 감소되어 검사시간이 획기적으로 단축됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 가변메쉬를 이용함으로써 검사의 정확도를 기존의 CT 방법 수준으로 유지함과 동시에 고속 검사가 가능하게 하였다.

도 8은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치가 도시된 블록도, 도 9는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 중 위치결정부가 상하 이동되어 검사대상이 확대 또는 축소되는 모습이 도시된 블록도, 도 10은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치 중 X-RAY발생부가 상하 이동되어 검사대상이 확대 또는 축소되는 모습이 도시된 블록도, 도 11은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법 중 PCB에 대한 자동검사계획 수립과정이 나타난 플로우챠트, 도 12는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법 중 PCB에 대한 본검사 과정이 나타난 플로우챠트, 도 13은 본 발명에 따른 가변메쉬의 제작시 고려해야 할 납볼의 부분별 검사중요도가 표시된 도면, 도 14는 본 발명에 따른 가변메쉬의 여러 형태가 도시된 도면, 도 15는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법의 PCB 본검사 과정 중 검사영역 종단면 영상의 검사과정이 나타난 플로우챠트, 도 16은 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법에 따라 검사되는 불량항목이 나타난 도면이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치는 검사대상 PCB(10)의 위치를 결정함과 동시에 상기 검사대상 PCB(10)를 이동시키는 위치결정부(20)와, 상기 검사대상 PCB(10)와 소정의 간격을 사이에 두고 위치되어 상기 검사대상 PCB(10)를 향해 X-ray를 출사시킴과 동시에 상하 방향으로 이동되는 X-RAY발생부(30)와, 상기 X-RAY발생부(30)와 검사대상 PCB(10) 사이의 거리를 측정하는 변위측정센서(40)와, 상기 검사대상 PCB(10)를 사이에 두고 상기 X-RAY발생부(30)와 대향되도록 위치되어 검사대상 PCB(10)를 투과한 X-ray 영상을 가시광선 영상으로 변환시키는 영상증배관(Image Intensified Tube; 50)과, 상기 영상증배관(50)에 의해 변환된 영상을 획득하는 카메라부(60)와, 상기 카메라부(60)에 의해 획득된 영상을 처리하는 영상처리부(70)와, 상기의 각 부에 연결되어 시스템의 동작을 제어하는 메인 컨트롤러(80)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 위치결정부(20)는 XYZ의 각 축으로 검사대상 PCB(10)를 이동시켜 위치를 결정하는 XYZ로봇과, 상기 XYZ로봇의 동작을 제어하는 로봇 컨트롤러로 구성된다.

또한, 상기 X-RAY발생부(30)는 X-ray를 발생시키는 X-RAY소스와, 상기 X-RAY소스를 상하 이동시켜 X-RAY소스와 검사대상 PCB(10) 사이의 거리를 조정하는 Z로봇과, 상기 X-RAY소스를 온/오프시키고 출사되는 X-ray의 광량을 조절함과 동시에 상기 Z로봇의 동작을 제어하는 X-RAY컨트롤러로 구성되어, 상기 위치결정부(20)에 취부되어 있다.

또한, 상기 변위측정센서(40)는 검사대상 PCB(10)의 Z축 위치변화에 따라 그에 알맞은 형태의 해당 가변메쉬를 Z축상에 정확하게 적용시키기 위하여 Z축 변위를 인식하는, 즉 검사대상 PCB(10)와 X-RAY발생부(30) 사이의 거리를 측정하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 카메라부(60)는 영상증배관(50)을 통과한 검사대상 PCB(10)의 투과영상을 획득하는 CCD카메라와, 상기 CCD카메라와 영상증배관(50) 사이에 설치되어 검사대상 PCB(10)의 투과영상을 확대시키는 줌렌즈(Zoom Lens)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 장치를 이용하여 PCB의 종단면을 검사하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 검사대상 PCB(10)를 자동으로 검사하기 위한 준비과정으로서 자동검사계획을 수립한다. 도 11을 참조하여 더 자세히 설명하면, S110에서 작업자가 검사대상 PCB(10)의 크기, 모델명, 기준점 등 상기 검사대상 PCB(10)의 제반 데이터를 메인 컨트롤러(80)에 입력한다. 이후, S120에서 작업자가 검사대상 PCB(10)의 상면 또는 하면에 실장된 부품의 부품명, 위치좌표, 실장각도 등이 정의된 캐드데이터(CAD Data)를 입력한다.

이후, S130에서 캐드데이터에서 동일한 크기로 정의된 부품들에 동일한 라이브러리명을 부여한 후 인덱싱시킨다. 이는 동일한 크기의 부품들에는 동일한 방식의 검사를 수행하기 위해서 이며, 부품들의 용량과는 무관하다.

이후, S140에서 검사대상 PCB(10)의 캐드데이터와 라이브러리명 데이터를 이용하여 자동검사계획을 만든다. 이때, 상기 자동검사계획은 검사대상 PCB(10)의 상면 또는 하면에 실장된 부품들이 모두 검사될 수 있도록 만들어지는바, 부품의 크기, 종류, 장착형태에 따라 그에 알맞은 검사타입을 자동적으로 선정하고, 검사시 그 이동거리가 최소화되어 최대한 시간이 단축될 수 있도록 부품들, 즉 검사대상들 간의 검사순서를 결정하는 등의 내용을 포함하고 있다.

이후, S150에서 자동검사계획을 최적화하기 위하여 검사대상 PCB(10)에 대한 데이터를 삭제, 수정, 추가하는 검사계획의 티칭을 실시함으로써 최종적인 자동검사계획을 확정한다.

상기와 같이 검사대상 PCB(10)의 자동검사계획이 수립되면 본격적인 검사로 진행되는바, 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, S310에서 위치결정부(20)가 동작되어 검사대상 PCB(10)를 소정의 검사위치에 위치결정시킨다. 즉, 자동검사계획 수립단계에서 입력받은 검사대상 PCB(10)에 대한 제반 데이터를 기초로 하여 메인 컨트롤러(80)가 상기 XYZ컨트롤러로 제어신호를 출력하여 XYZ로봇을 구동시킴으로써 상기 검사대상 PCB(10)의 검사위치를 조정한다.

상기에서, 검사할 대상이 미소부품이거나 확대하여 세심히 검사할 필요가 있는 경우에는 검사시 검사영역의 투과영상을 확대시키기 위하여, 상기 위치결정부(20)를 통해 검사대상 PCB(10)를 상하 이동시키거나 X-RAY발생부(30)를 상하로 이동시켜 그 Z축 위치를 가변시킨다. 이때, 상기 검사대상 PCB(10)의 검사영역은 도 9 및 도 10과 같이 상기 X-RAY발생부(30)가 검사대상 PCB(10)를 향해 하측으로 이동될수록, 상기 위치결정부(20)가 X-RAY발생부(30)를 향해 상측으로 이동될수록 확대되게 된다.

상기와 같이 검사대상 PCB(10)나 X-RAY발생부(30)의 Z축 위치를 가변시키는 대신에 영상증배관(50)과 카메라부(60) 사이에 설치된 줌렌즈를 이용하여 검사영역의 투과영상 배율을 조절함으로써 검사영역의 투과영상을 확대시킬 수도 있다.

이후, S320에서 검사대상 PCB(10)의 검사영역에 실장되어 있는 부품의 종류와 실장형태에 따라서 그에 알맞은 가변메쉬 형태를 상기 메인 컨트롤러(80)가 자동으로 선택한다. 이때, 상기 가변메쉬는 검사대상 기판의 높이, 전극의 크기, 검사영역의 부분별 위치에서의 픽셀 크기 등을 입력받은 가변메쉬 작성도구를 통해서 검사영역에 가장 알맞은 형태로 자동으로 작성되도록 할 수도 있다.

상기에서, 가변메쉬는 이미 전술한 바와 같이 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 것이다.

BGA, CSP 등 전극이 납볼로 형성된 부품을 예로 들어 설명하면, 납볼의 부분별 검사중요도는 도 13에 도시된 바와 같이 납볼과 PCB 랜드의 접합부(라), 납볼이 외부에 형태화되는 외곽부(나), 납볼의 내부(가), 그리고 납볼의 외부(라)의 차례로 순위를 매길 수 있다. 이때, 납볼과 PCB 랜드의 접합부(라)의 중요도를 100이라 하면 나머지 부분은 각각 순서대로 50, 20, 10 정도의 검사중요도를 가지고 있다고 할 수 있다.

따라서, 가변메쉬는 납볼과 PCB 랜드의 접합부(라)에는 가장 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고, 납볼이 외부에 형태화되는 외곽부(나)에는 납볼의 납부족 또는 납과다 등의 불량이 판정 가능한 크기로 픽셀을 구성하고, 납볼의 내부(가)에는 납볼보이드 불량이 판정 가능한 크기로 픽셀을 구성하고, 납볼의 외부(다)에는 납볼들의 브리지 불량이 판정 가능한 크기로 픽셀을 구성시킨 형태가 가장 바람직하다.

하지만, 검사를 실시하는 목적에 따라서 납볼의 부분별 검사중요도를 선택적으로 반영시킨 가변메쉬의 형태를 선택할 수도 있다. 즉, 초고정도를 얻기 위해 아주 세밀한 검사를 수행해야 하는 경우에는 도 14의 (a)에 나타난 바와 같이 검사영역의 단면에 전체적으로 동일한 크기의 픽셀을 구성시킨 형태를 선택하고, 검사시 나타날 수 있는 모든 불량항목에 적절히 대응하고자 하는 경우에는 도 14의 (b)에 나타난 바와 같이 납볼 및 납볼이 외부에 형태화되는 외곽 부분에는 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 형태를 선택한다.

또한, 검사시 중요부분만을 빠르게 검사하고자 하는 경우에는 도 14의 (c)와 (d)에 나타난 바와 같이 납볼과 PCB 랜드의 접합부에만 상대적으로 작은 크기의 픽셀로 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 형태를 선택한다.

한편, 도 14의 (e)와 (f)는 가변메쉬 중 각각 IC부품과 칩부품의 납땜검사에 적용하는 형태로서, IC부품과 칩부품이 PCB와 접합되어 있는 부분에만 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 것이다.

이후, S330에서 상기 X-RAY발생부(30)에서 검사대상 PCB(10)의 검사영역을 향해 X-ray를 출사하면, S340에서 검사대상 PCB(10)의 검사영역을 투과한 X-ray 영상이 영상증배관(50)에 의하여 가시광선 영상으로 변환된다. 이후, S350에서 상기 영상증배관(50)을 통해 가시광선 영역으로 변환된 단면영상이 카메라부(60)의 CCD카메라에 의해 획득된 후, S360에서 상기 CCD카메라를 통해 획득된 아날로그 영상이 디지털 영상으로 변환되어 영상처리부(70)에 저장된다.

이후, S370에서 검사대상 PCB(10)의 검사영역 종단면에 적용된 가변메쉬의 픽셀 수와 상기 CCD카메라에 의해 획득된 단면영상의 픽셀 수를 비교하여 단면영상의 픽셀 수가 가변메쉬의 픽셀 수보다 작으면 S380에서 위치결정부(20)의 XYZ로봇이 구동되어 검사대상 PCB(10)를 일정량만큼 이동시킨 후 상기 S330으로 리턴시킨다.

상기의 S330, S340, S350, S360, S370, S380은 검사대상 PCB(10)의 검사영역 종단면에 적용된 가변메쉬의 픽셀 수보다 상기 CCD카메라에 의해 획득된 단면영상의 픽셀 수가 많거나 같아져 종단면 영상을 복원하기 위한 충분한 데이터가 확보될 때까지 되풀이된다.

이후, S390에서 상기 영상처리부(70)에 저장된 디지털 영상을 기초로 하여 검사대상 PCB(10)의 검사영역 종단면 영상을 복원시킨다. 이때, 종단면 영상의 복원방법은 상기한 기존의 CT 방법과 동일하다.

이후, S400에서 상기와 같이 복원된 검사대상 PCB(10)의 검사영역 종단면 영상을 분석하여 납땜상태 불량여부를 판단한다. 도 15를 참조하여 더 자세히 설명하면, 먼저 S410에서 복원된 검사영역의 종단면 영상을 미리 설정된 영상밝기 경계값을 기준으로 이치화시킨다. 즉, 현재의 영상밝기값이 영상밝기 경계값 이상이면 그 특징을 흰색으로 정의하고 현재의 영상밝기값이 영상밝기 경계값 미만이면 그 특징을 검정색으로 정의한다.

이후, 이치화된 단면영상을 기준으로 S420에서 납볼 형상의 검정색으로 정의된 부분의 면적을 계산하여 납볼을 포함한 납량을 산출하고, S430에서 납볼 형상 내부의 흰색으로 정의된 부분의 면적을 계산하여 납볼 내의 보이드 크기를 산출하고, S440에서 PCB의 랜드와 납볼 형상 사이의 거리를 측정하여 납볼뜸의 정도를 산출한다.

이후, S450에서 상기한 S420, S430, S440에서 계산한 결과를 미리 설정된 불량항목의 검사기준값들과 비교하여 검사 중인 납볼의 납땜상태를 판단한다. 즉, 검사 중인 납볼의 납땜상태가 정상인지, 아니면 납부족, 납과다, 납볼보이드, 납볼뜸, 납볼없음 등의 불량항목에 해당되는지를 판단한다.

이때, 도 16에 도시된 바와 같이 검사기준에서 정상단면의 면적을 100, 납부족단면의 면적을 90 이하로 정의했을 때 이치화된 단면영상 중 검정색 부분의 면적이 90 이하이면 납부족 불량으로 판정된다. 또한, 검사기준에서 정상단면의 면적을 100, 납과다면적을 120 이상으로 정의했을 때 이치화된 단면영상 중 검정색 부분의 면적이 120 이상이면 납과다 불량으로 판정된다.

또한, 검사기준에서 납볼보이드 불량의 면적 크기를 10 이상으로 정의했을 때 이치화된 단면영상 중 전체의 검정색 부분의 면적이 정상이더라도 그 검정색 부분 내에 있는 흰색 부분의 면적이 10 이상이면 납볼보이드 불량으로 판정된다. 또한, 이치화된 단면영상 중 납볼 형상과 PCB의 랜드 형상 사이의 간격이 0보다 큰 경우에는 납볼뜸 불량으로 판정되고, 납볼 형상이 없는 경우에는 납볼없음 불량으로 판정된다. 이때, 납볼뜸 불량은 납부족 불량으로, 납볼없음 불량은 각각 납부족 불량과 납볼뜸 불량으로 판정내릴 수도 있다.

이후, 상기 검사대상 PCB(10)를 자동검사계획에 따라 다음 검사위치로 이동시켜 더 이상 검사할 대상이 없을 때까지 상기한 과정을 반복하여 실시한다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법은 검사대상 PCB(10)의 검사영역 종단면 검사시 검사영역의 종단면 픽셀 수가 감소되도록 그 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 구성시킨 가변메쉬를 적용함으로써 검사영역 종단면 영상의 획득 및 복원에 소요되는 시간이 대폭 단축되어 검사의 정확도를 높임과 동시에 고속 검사가 가능하게 되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 여러 형태의 가변메쉬들을 미리 작성한 후 검사대상 PCB(10)에 실장된 전자부품의 종류에 따라 검사영역의 단면에 알맞은 형태의 가변메쉬를 자동으로 선정, 적용함으로써 검사의 신속함이 더욱 향상되는 이점이 있다.

상기와 같이 본 발명은 기존의 CT 방법에 가변메쉬를 도입함으로써 CT 방법의 장점이었던 검사의 정확도는 그대로 유지하면서 라미노그래피 방법의 장점이었던 검사의 신속함까지 갖춰 고속으로 종단면 영상을 획득 및 복원할 수 있게 되므로 생산라인 상에서의 인라인화가 가능해져 산업용으로 유용하게 쓰일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치는 검사대상 PCB(10)를 자유롭게 상하 이동시킬 수 있는 구조를 구비함으로써 검사영역의 확대가 가능하게 되어 고정도 검사가 가능함은 물론, 특히 CSP, FLIP 칩 등의 미소부품에 대한 검사시에 효과적으로 대응할 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims

검사대상 기판에 전자부품을 납땜시킨 후 전자부품의 납땜상태를 자동으로 검사하기 위해 X-ray를 이용하여 상기 검사대상 기판의 검사영역 종단면 영상을 획득, 복원 및 분석한 후 납땜상태 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 인쇄회로기판(이하, PCB라 함)의 단층 검사방법에 있어서, 상기 검사대상 기판의 검사영역에 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 가변메쉬를 적용하는 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제1항에 있어서, 상기 가변메쉬는 검사대상 기판의 검사영역 종단면에 전체적으로 동일한 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성시킨 형태인 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제1항에 있어서, 상기 검사대상 기판에 실장된 전자부품 중 전극이 그 하면에 납볼로 형성된 전자부품을 검사하고자 하는 경우, 상기 가변메쉬는 검사영역의 종단면 중 납볼 및 납볼이 외부에 형태화되는 외곽 부분에는 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 형태인 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제1항에 있어서, 상기 검사대상 기판에 실장된 전자부품 중 전극이 그 하면에 납볼로 형성된 전자부품을 검사하고자 하는 경우, 상기 가변메쉬는 검사영역의 단면 중 검사대상 기판의 랜드와 납볼의 접합부에만 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 형태인 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제1항에 있어서, 상기 검사대상 기판에 실장된 전자부품 중 IC 또는 칩부품을 검사하고자 하는 경우, 상기 가변메쉬는 검사대상 기판과 상기 IC 또는 칩부품의 접합부에만 상대적으로 작은 크기의 픽셀을 촘촘하게 구성하고 그 외의 나머지 부분에는 다소 큰 크기의 픽셀을 구성시킨 형태인 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제1항에 있어서, 상기 검사대상 기판을 소정의 검사위치에 위치결정시킨 후 검사대상 기판의 검사영역에 적합한 가변메쉬를 선정, 적용시키는 제 1 과정과, 상기 검사대상 기판의 검사영역을 향해 X-ray를 출사시킨 후 검사대상 기판을 투과한 검사영역의 단면영상을 획득하여 저장시키는 제 2 과정과, 상기 제 1 과정에서 검사대상 기판의 검사영역에 적용된 가변메쉬의 픽셀 수와 상기 제 2 과정에서 획득된 단면영상의 픽셀 수를 비교하여 가변메쉬의 픽셀 수가 단면영상의 픽셀 수보다 많으면 상기 검사대상 기판의 검사위치를 일정량만큼 이동시킨 후 상기 제 2 과정으로 리턴시키는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 검사영역 단면영상의 픽셀 수가 가변메쉬의 픽셀 수보다 많거나 같으면 상기 검사영역의 종단면 영상을 복원하는 제 4 과정과, 상기 제 4 과정에서 복원된 검사영역의 종단면 영상을 분석하여 납땜상태에 대한 불량여부를 판단하는 제 5 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제6항에 있어서, 상기 검사대상 기판에 대한 데이터를 기초로 하여 검사대상 기판의 자동검사 계획을 수립하는 준비과정이 더 포함되는 바, 상기한 준비과정은 검사대상 기판의 크기, 모델명, 기준점 등의 제반 데이터와 캐드데이터를 입력하는 제 1 단계와, 캐드데이터에서 동일한 크기로 정의된 부품들에 동일한 라이브러리명을 부여한 후 인덱싱시키는 제 2 단계와, 각각의 부품들에 부여된 라이브러리명에 따라 그에 적합한 검사타입을 선정함과 동시에 검사시 검사대상 기판의 동선이 최소화되도록 부품들간의 검사 순서를 결정하는 자동검사계획을 수립하는 제 3 단계와, 상기 검사대상 기판에 대한 데이터를 삭제, 수정, 추가하는 검사계획의 티칭을 실시하여 자동검사계획을 최적화시키는 제 4 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제6항에 있어서, 상기 제 5 과정은 복원된 검사영역의 종단면 영상을 미리 설정된 영상밝기 경계값을 기준으로 이치화시키는 제 1 단계와, 이치화된 단면영상을 기준으로 납볼 형상의 검정색으로 정의된 부분의 면적을 계산하는 제 2 단계와, 이치화된 단면영상을 기준으로 납볼 형상 내부의 흰색으로 정의된 부분의 면적을 계산하는 제 3 단계와, 이치화된 단면영상을 기준으로 검사대상 기판의 랜드와 납볼 형상 사이의 거리를 계산하는 제 4 단계와, 상기한 제 2, 3, 4 단계에서 계산한 결과를 미리 설정된 불량항목의 검사기준값들과 비교하여 검사 중인 납볼의 납땜상태를 판단하는 제 5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
제8항에 있어서, 상기 제 5 단계는 납볼 형상의 검정색으로 정의된 면적이 미리 설정된 납부족 면적보다 작거나 같으면 납부족 불량으로 판정하는 제 1 스텝과, 납볼 형상의 검정색으로 정의된 면적이 미리 설정된 납과다 면적보다 크거나 같으면 납과다 불량으로 판정하는 제 2 스텝과, 납볼 형상 내부의 흰색으로 정의된 면적의 크기가 미리 설정된 납볼보이드 불량 크기보다 크거나 같으면 납볼보이드 불량으로 판정하는 제 3 스텝과, 검사대상 기판의 랜드와 납볼 형상 사이의 거리가 0보다 크면 납볼뜸 불량으로 판정하는 제 4 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사방법.
검사대상 기판에 전자부품을 납땜시킨 후 전자부품의 납땜상태를 자동으로 검사하기 위해 X-ray를 이용하여 상기 검사대상 기판의 검사영역 종단면을 획득, 복원 및 분석한 후 납땜상태 불량여부를 판단하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치에 있어서, 상기 검사대상 기판을 위치 결정시킴과 동시에 상기 검사대상 기판을 이동시키는 위치결정부와, 상기 검사대상 기판과 소정 거리만큼 이격되어 상하 이동되고 검사대상 기판을 향해 X-ray를 출사시키는 X-RAY발생부와, 상기 X-RAY발생부와 검사대상 기판 사이의 거리를 측정하여 검사대상 기판이나 X-RAY발생부를 상하 이동시킬 경우 상기 검사대상 기판의 검사영역에 검사영역의 부분별 검사중요도에 따라 픽셀의 크기를 가변시켜 구성시킨 가변메쉬를 정확히 적용시킬 수 있도록 상기 검사대상 기판 및 X-RAY발생부의 상하방향 변위를 인식하는 기능을 수행하는 변위측정부와, 상기 X-RAY발생부와의 사이에 검사대상 기판이 위치되도록 X-RAY발생부와 대향되게 설치되어 검사대상 기판을 투과한 X-ray 영상을 가시광선 영역으로 변환시키는 영상변환부와, 상기 영상변환부에 의해 변환된 영상을 획득하는 카메라부와, 상기 카메라부에 의해 획득된 영상을 처리하는 영상처리부와, 상기의 각 부에 연결되어 시스템의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 영상변환부와 카메라부 사이에는 검사대상 기판의 검사영역 투과영상을 확대시키는 줌렌즈(Zoom Lens)가 설치된 것을 특징으로 하는 X-ray를 이용한 PCB의 단층 검사장치.