KR100293710B1

KR100293710B1 - Lead Inspection Optical System

Info

Publication number: KR100293710B1
Application number: KR1019980056376A
Authority: KR
Inventors: 배진형
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-12-19
Filing date: 1998-12-19
Publication date: 2001-11-26
Also published as: KR20000040675A

Abstract

본 발명은 광학미러를 원뿔형으로 구성함으로써 1개의 광학계를 이용하여 부품의 위치에 제한되지 않고 영상을 획득할 수 있도록 하고, 카메라의 광축을 둘러싸는 다수의 LED로 구성된 조명부에서 각가의 LED를 개별적으로 온/오프 제어함으로써 하나의 카메라를 이용하여 원하는 방향의 영상을 획득할 수 있도록 하는 리드 검사용 광학계( Optical instrument for J-lead inspection )에 관한 것으로서,According to the present invention, the optical mirror is configured in a conical shape so that an image can be obtained without being limited to the position of a component using one optical system, and each LED is individually provided in an illumination unit composed of a plurality of LEDs surrounding the optical axis of the camera. The present invention relates to an optical instrument for J-lead inspection, which enables on / off control to acquire an image in a desired direction using a single camera.

기판 상에 실장되어 있는 부품의 영상을 획득하는 카메라와, 상기 카메라의 광축을 감싸도록 다수의 LED를 소정의 간격으로 배치하여 구성되고 기판 상에 실장되어 있는 부품을 향하여 광을 조사하는 조명과, 상기 조명에서 조사된 광 중에서 부품에 반사된 광이 상기 카메라로 향하도록 광의 경로를 변경시키는 원뿔형 미러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 조명은 원형, 사각형, 팔각형 중 어느 하나의 형태로 이루어지고, 소정의 간격으로 배치된 다수의 LED는 외부의 제어 신호에 따라 개별적으로 온/오프 되는 것이 바람직하다.A camera for acquiring an image of a component mounted on a substrate, a plurality of LEDs arranged at predetermined intervals so as to surround an optical axis of the camera, and illumination for irradiating light toward the component mounted on the substrate; And a conical mirror that changes the path of the light so that the light reflected by the component among the light irradiated from the illumination is directed to the camera. At this time, the illumination is made of any one of a circle, a square, an octagonal shape, it is preferable that a plurality of LEDs arranged at predetermined intervals are individually turned on / off according to an external control signal.

Description

Lead Inspection Optical System

본 발명은 리드검사용 광학계에 관한 것으로서 특히, 남땜외관 검사장치 또는 부품장착 검사장치 등에 적용되어 J리드 부품의 상태를 검사할 수 있도록 하는 리드검사용 광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical system for lead inspection, and more particularly, to an optical system for lead inspection, which is applied to a soldering iron inspection apparatus or a component mounting inspection apparatus to inspect a state of a J lead component.

최금, 전자제품의 소형화 추세에 따라 실장기술의 발전이 급속히 이루어지고 있다. 또한 , 회로 패키지의 소형화에 따라 리드 피치가 미세화되고 패키지의 실장 면적이 최소화되고 있다. 상기와 같은 이유로 인해 검사자의 시각 판정으로는 검사 시간의 증가 및 검사결과의 정확성 저하 문제가 발생하여 실장상태를 검사하기 위한 검사장치의 발전이 요구되고 있다. 그 예로서, 광학계를 이용하여 실장부품의 영상을 획득하는 검사장치가 제공되고 있으나, 부품수의 증가 및 고정밀도의 요구 등으로 검사시간이 늘어나고, 많은 카메라가 필요하게 되고 있는 실정이다.In recent years, the development of packaging technology is rapidly progressing in accordance with the miniaturization of electronic products. In addition, as the circuit package becomes smaller, the lead pitch becomes smaller and the package mounting area is minimized. For the above reasons, the visual judgment of the inspector causes an increase in the inspection time and a decrease in the accuracy of the inspection result, so that the development of the inspection apparatus for inspecting the mounted state is required. As an example, an inspection apparatus for acquiring an image of a mounting component using an optical system has been provided, but an inspection time increases due to an increase in the number of components and a demand for high precision, and many cameras are required.

일반적으로 기판의 납땜외관 검사장치, 부품장착 검사장치, 회로 패키지의 칩 리드 검사장치에 사용되는 통상의 광학계는 조명에서 주사도는 광의 직진성으로 인해 J리드의 영상을 획득하는 것이 불가능하기 때문에 J리드 부품의 검사를 위하여 카메라의 앞단에 광의 경로를 변경시키는 광학미러를 구비하여 J리드에서 반사된 광이 카메라로 입사되로록 하고 있다.In general, the optical system used in the solder external inspection device of the substrate, the component mounting inspection device, and the chip lead inspection device of the circuit package has a J-lead because it is impossible to acquire an image of J-lead due to the linearity of the scanning light in illumination. In order to inspect the component, an optical mirror is provided at the front of the camera to change the path of the light so that the light reflected from the J-lead is incident on the camera.

도 1은 종래 기술에 의하여 J리드를 검사하기 위한 광학계의 구성을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an optical system for inspecting a J-lead according to the prior art.

도 1을 참조하면, J리드의 영상을 획득하기 위한 카메라(1)가 상부에 설치되어 있고, 상기 카메라(1)의 하측에는 다수의 LED로 이루어져 광을 주사하기 위한 조명(2)이 설치되어 있다. 이때, 상기 조명(1)은 기판(3)상에 실장되어 있는 부품(4)를 향하여 광을 주사하도록 설치된다. 상기 조명(2)에서 주사된 광은 부품(4)에서 일부 반사도는데, 광학미러(5)에서 상기 부품(4)에서 반사된 광의 경로를 변경하여 상기 카메라(1)로 향하도록 한다.Referring to FIG. 1, a camera 1 for acquiring an image of a J-lead is installed at an upper portion, and an illumination 2 for scanning light made of a plurality of LEDs is installed at a lower side of the camera 1. have. At this time, the illumination 1 is installed to scan light toward the component 4 mounted on the substrate 3. The light scanned by the illumination 2 is partially reflected in the component 4, which in the optical mirror 5 redirects the light reflected from the component 4 to the camera 1.

결국, 상기 조명(2)에서 주사도니 광이 부품(4)에서 반사되고, 광학미러(5)에 의해 경로가 변경되어 상기 카메라(1)로 진행함으로써 부품(4)의 J리드에 대한 영상을 획득하게 된다. 이때, 상기 획득한 영상은 디스플레이되어 검사자가 확인할 수 있도록 한다.As a result, the scanning light is reflected by the component 4 in the illumination 2, the path is changed by the optical mirror 5, and proceeds to the camera 1 so that an image of the J lead of the component 4 is obtained. You get it. At this time, the acquired image is displayed so that the inspector can confirm.

상기에서 광학미러(5)는 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 삼각기둥형으로 구성되거나, 도 2의 (B)에 되시된 바와 같이 사각뿔형으로 구성된다. 이때, 상기 광학미러(5)가 삼각기둥형으로 구성되는 경우 상기 카메라(1)에서는 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 180도 영역을 갖는 영상을 획득할 수 있게 된다. 결국, 2개 방향에 실장된 부품(4)에 대한 영상을 획득할 수 있게 된다.In the above, the optical mirror 5 has a triangular prism shape as shown in FIG. 2A or a quadrangular pyramid shape as shown in FIG. In this case, when the optical mirror 5 has a triangular prism shape, the camera 1 can acquire an image having a 180 degree region as shown in FIG. As a result, it is possible to obtain an image of the component 4 mounted in two directions.

또한, 상기 광학미러(5)가 사각뿔형으로 구성되는 경우 상기 카메라(1)에서는 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 90도 영역을 갖는 4개 방향에 실장도니 부품(4)에 대한 영상을 획득할 수 있게 된다.In addition, when the optical mirror (5) is configured as a square pyramid shape in the camera (1) as shown in (B) of Figure 3 the image of the mounting component 4 in four directions having a 90-degree area Can be obtained.

상기에서 설명한 바와 같은 종래의 기술에서는 1개의 미러를 통하여 2개의 방향 또는 4개의 방향에 대한 영상만을 획득할 수 있기 때문에 모든 방향에 대한 영상을 획득하기 위해서는 별도의 광학계가 필요하거나 광학게의 위치를 조정하여 다시 영상을 획득하여야 하는 문제점이 발생한다.In the conventional technology as described above, since only images in two or four directions can be acquired through one mirror, a separate optical system is required to acquire images in all directions or the position of the optical crab is obtained. A problem arises in that an image needs to be adjusted again.

또한, 사각뿔형이 광학미러를 사용하는 경우에는 삼각기둥형 광학미러에 비하여 카메라 영역(FOV : Field Of View)이 감소되기 때문에 검사아ㅔ 필요한 모든 정보를 얻기 위해서는 광학계의 위치를 이동하여 다시 영상을 획득하여야 하기 때문에 검사시간이 길어지게 되는 문제점이 발생한다.In addition, when the square cone type optical mirror is used, the field of view (FOV) is reduced compared to the triangular prism type optical mirror. The problem arises that the inspection time becomes long because it has to be acquired.

또한, 기관 상에서 부품이 45방향으로 틀어져 실장된 경우 또는 부품들이 불규칙하게 배열된 경우에는 카메라를 통해 J리드의 영상 획득이 이루어지지 않기 때문에 J리드의 검사 수행할 수 없게 되는 문제점이 발생한다. 결국, 45도 방향으로 틀어져 실장된 부품의 영상을 획득하기 위하여 별도의 카메라를 구비하는 경우에는 카메라 조정이 필요하고, 광학계의 무게가 증가하여 영상획득시 화면떨림이 발생하여 검사불량을 초래할 수 있게 되는 문제점이 있다.In addition, when the parts are mounted in the 45 direction in the engine or when the parts are irregularly arranged, there is a problem in that the J-lead cannot be inspected because the image of the J-lead is not obtained through the camera. As a result, when a separate camera is provided to acquire an image of a component mounted in a 45-degree direction, camera adjustment is necessary, and the weight of the optical system is increased so that screen shake may occur when acquiring an image, which may cause inspection failure. There is a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 그 목적은 미러를 원뿔형으로 구성함으로써 1개의 광학계를 이용하여 부품의 위치에 제한되지 않고 영상을 획득할 수있는 리드검사용 광학계를 제공하는데 있다.The present invention has been drawn to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a lead inspection optical system that can obtain an image without being limited to the position of the part by using a single optical system by configuring the mirror in a conical shape have.

또한, 본 발명의 다른 목적은 카메라의 광축을 둘러싸는 다수의 LED로 구성된 조명부에서 각각의 LED를 개별적으로 온/오프 제어함으로써 하나의 카메라를 이용하여 원하는 방향의 영상을 획득할 수 있도록 하는 리드검사용 광학계를 제공하는데 있다In addition, another object of the present invention is to check the lead in the illumination unit consisting of a plurality of LEDs surrounding the optical axis of the camera individually to turn on / off by using a single camera to obtain an image in a desired direction To provide optical system for

도 1은 일반적인 리드검사용 광학계의 구성을 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing the structure of a general lead inspection optical system;

도 2는 종래 기술의 실시예에 의한 광학미러를 나타내는 입체도,2 is a three-dimensional view showing an optical mirror according to an embodiment of the prior art,

도 3은 종래 기술에서 카메라에서 획득되는 영상영역을 나타내는 도면,3 is a view showing an image area obtained by a camera in the prior art;

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 광학미러를 나타내는 입체도,4 is a three-dimensional view showing an optical mirror according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 조명부를 나타내는 도면,5 is a view showing a lighting unit according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명에서 조명부의 동작에 따른 영상부분을 나타내는 도면.6 is a view showing an image portion according to the operation of the lighting unit in the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 카메라 2 : 조명1: camera 2: lighting

3 : 기판 4 : 부품3: substrate 4: parts

5 : 광학미러5: optical mirror

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 기판상에 실장된 리드의 영상이 투영되는 카메라와, 상기 카메라의 광축을 중심으로 카메라 둘레에 일정간격으로 배치된 복수개의 LED로 이루어져 기판상에 실장된 복수개의 리드를 향하여 광을 조사할 수 있는 조명과, 상기 조명으로부터 조사되어 상기 리드에서 반사되니 광이 상기 카메라를 향하여 반사되도록 광의 경로를 변경시키는 원뿔형미러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리드검사용 광학계를 제공한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the substrate consists of a camera is projected image of the lead mounted on the substrate, and a plurality of LEDs arranged at regular intervals around the camera around the optical axis of the camera And a conical mirror configured to change the path of the light so that the light is irradiated toward the plurality of leads mounted on the light, and the light is reflected from the lead to reflect the light toward the camera. An optical system for lead inspection is provided.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 복수개의 LED는 외부의 제어신호에 따라 개별적으로 온/오프 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In this case, according to an additional feature of the present invention, it is preferable that the plurality of LEDs are configured to be individually turned on / off according to an external control signal.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 광한미러의 입체도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 조명부에 나타내는 도면이다.4 is a three-dimensional view of the optical mirror according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a lighting unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명이 적용된 리드검사용 광학계는 도 1에 도시된 종래의 경우와 마찬가지로 영상을 획득하기 위한 카메라(1)와, 다수의 LED로 이루어져 광을 주사하는 조명(2)과, 기판(3)상에 실장되어 있는 부품(4)에 반사된 광의 경로를 상기 카메라(1)로 향하도록 변경하는 광학미러(5)를 포함한다.The optical system for lead inspection to which the present invention is applied includes a camera 1 for acquiring an image, an illumination 2 for scanning light made of a plurality of LEDs, and a substrate 3 as in the conventional case shown in FIG. 1. It includes an optical mirror (5) for changing the path of the light reflected by the component (4) mounted on the toward the camera (1).

이때, 본 발명에서 종래 기술과 대비되는 특징부분으로서, 상기 광학미러(5)는 도 4에 도시된 바와 같이 원뿔형 미러를 사용함으로써 원하는 방향에 실장된 부품의 영상을 획득할 수 있도록 한다. 또한, 상기 조명(2)은 상기 카메라(1)에서 원하는 방향의 영상을 획득할 수 있도록 원하는 방향으로 광을 주사하는데, 상기 카메라(1)의 광축을 감싸도록 다수의 LED를 배치하여 이루어진다. 이때, 상기 조명(2)은 도 5에 도시된 바와 같이 원형, 사각형, 팔각형 등으로 구현되면, 상기 다수의 LED는 개별적으로 온/오프 제어된다.In this case, as a feature of the present invention, which is contrasted with the prior art, the optical mirror 5 may acquire an image of a component mounted in a desired direction by using a conical mirror as shown in FIG. 4. In addition, the illumination 2 scans light in a desired direction so that the camera 1 acquires an image in a desired direction, and is arranged by arranging a plurality of LEDs to surround the optical axis of the camera 1. At this time, when the illumination 2 is implemented in a circle, a square, an octagon, etc. as shown in Figure 5, the plurality of LEDs are individually on / off control.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having the configuration as described above are as follows.

먼저, 카메라(1)주위에 설치된 조명(2)의 모든 LED를 온(on)시키면 모니터상에는 광학계가 위치한 주위의 부품들에 대한 영상이 디스플레이도는데, 이는 방향 전환이 필요없이 모든 방향에 대하여 영상을 획득하고 검사할 수 있도록 한다. 이때 , 영상은 화면을 중심으로 원형으로 나타나게 된다.First, when all the LEDs of the illumination (2) installed around the camera (1) is turned on (on), the image of the surrounding parts in which the optical system is located is also displayed on the monitor, which does not need to change the direction of the image in all directions To be acquired and inspected. At this time, the image is displayed in a circle around the screen.

한편, 사용자가 특정방향의 영상을 획득하고자 하는 경우에는 사용자가 상기 조명(2)에서 원하는 방향에 배치된 LED만을 온(on)시켜 광이 부품(4)을 향하여 주사되도록 한다. 상기 조명(2)의 LED에서 주사된 광은 부품(4)에서 반사되어 상기 광학미러(5)로 진행하고, 상기 광학미러(5)에서 다시 반사되어 상기 카메라(1)로 진행함으로써 영상을 획득할 수 있도록 한다. 이때, 획득되는 영상은 도 6에 도시된 바와 같이 조명(2)의 상태에 따라 결정된다.On the other hand, when the user wants to acquire an image in a specific direction, the user turns on only the LEDs arranged in the desired direction in the illumination 2 so that the light is scanned toward the component 4. The light scanned by the LED of the illumination 2 is reflected by the component 4 and proceeds to the optical mirror 5, and is reflected back to the optical mirror 5 and proceeds to the camera 1 to obtain an image. Do it. At this time, the obtained image is determined according to the state of the illumination (2) as shown in FIG.

상기의 동작에 의해 획득된 영상은 마이크로 컴퓨터(미도시)로 제공되어 영상처리가 수행되고, 상기 처리된 영상은 모니터(미도시) 상에 디스플레이 되어 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 이때, 화면에 나타나는 영상은 부채꼴 모양으로 화면이 축소되어 나타나게 되는데, 원뿔형 미러의 구조에 기인된 것으로 상기 광학미러(5)의 곡률 및 기울기에 따라 영상복원을 수행한 후 출력되도록 함으로써 종래의 삼각기둥형과 동일한 카메라 영역(FOV)를 갖도록 할 수 있다.The image obtained by the above operation is provided to a microcomputer (not shown) to perform image processing, and the processed image is displayed on a monitor (not shown) so that a user can check it. At this time, the image displayed on the screen appears to be reduced in the shape of a fan, which is due to the structure of the conical mirror, the conventional triangular prism by outputting after performing the image restoration according to the curvature and the slope of the optical mirror (5) It is possible to have the same camera area (FOV) as the type.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명의 리드검사용 광학계 시스템은 일반적으로 사용되고 있는 카메라에 조명(2)가 광학미러(5)를 결합함으로써 쉽게 구현할 수 있게 된다.The optical system for lead inspection of the present invention as described above can be easily implemented by combining the optical mirror 5 with the illumination 2 to the camera which is generally used.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 리드검사용 광학계는 하나의 카메라를 이용하여 임의의 각도에 장착되니 J리드 부품의 납땜점 및 납땜후의 영상을 획득할 수 있어서 J리드 부품의 검사가 용이하게 이루어지게 되는 효과가 있으며, 광학계의 크기를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Since the optical system for lead inspection of the present invention as described above is mounted at an arbitrary angle using one camera, the solder point of the J lead component and the image after soldering can be obtained, so that the J lead component can be easily inspected. There is an effect that can be minimized, the size of the optical system.

또한 , J리드 부품의 위치방향에 관계없이 카메라에서 동일한 영상영역을 획득함으로써 카메라의 촬영시간을 단축시킬 수 있으며, 그에 따라 부품의 검사시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to shorten the shooting time of the camera by acquiring the same image area from the camera regardless of the position direction of the J-lead parts, thereby reducing the inspection time of the parts.

Claims

A camera on which an image of a lead mounted on a substrate is projected; An illumination for irradiating light toward a plurality of leads mounted on a substrate, the plurality of LEDs being arranged around the camera at regular intervals around the optical axis of the camera; And a conical mirror configured to change a path of the light such that the light irradiated from the illumination and reflected from the lead is reflected toward the camera.

The method of claim 1,

And said plurality of LEDs are configured to be individually turned on / off according to an external control signal.