KR100325998B1 - 납땜검사방법 및 납땜검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 납땜검사장치 및 납땜검사방법에 관한 것으로, 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의 납땜검사방법에 있어서, 상기 PCB기판의 판면에 대해 상기 납땜부를 향해 서로 다른 입사각을 갖는 하부 및 상부조명램프를 배치하는 단계; 상기 상부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 상부조명영상을 얻는 단계; 상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체의 외곽선에 기초하여 상기 납땜부의 검사영역에 대응하는 화면상의 리드검사윈도우의 위치를 설정하는 단계; 상기 하부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 하부조명영상을 얻는 단계; 상기 하부조명영상에 기초하여 상기 납땜부의 납땜양부를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 리드검사윈도우의 위치를 자동으로 보정하여 정확히 위치시켜주므로, 납땜의 양부를 정확히 검사할 수 있다.

Description

납땜검사방법 및 납땜검사장치{solder ball inspection system and inspection method thereof}
본 발명은, 납땜검사장치 및 납땜검사방법에 관한 것으로, 특히 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의 납땜양부를 검사하기 위한 납땜검사장치 및 납땜검사방법에 관한 것이다.
납땜부는 실장부품의 리드를 PCB기판상에 고정함으로서 실장부품과 PCB기판을 물리적 및 전기적으로 연결하여 주는 매체로서, 전자회로의 신뢰성을 좌우하는 중요한 요소이므로 납땜부의 납땜양부검사는 제품품질 향상면에서 매우 중요하다.
납땜부의 표면은 경면(鏡面)으로, 입사되는 빛은 경면의 법선을 따라 정해진 방향으로 대부분 반사되므로, 방향을 알고 있는 조명을 물체에 비추고 반사되는 빛에 의해 물체 표면의 경사도 및 높이 분포에 따라 상이하게 나타나는 영상을 확인함으로써, 납땜의 양부를 검사할 수 있다.
도 1은 종래 납땜검사장치의 개략도이고, 도 2는 종래 납땜검사장치에 의한 납땜양부 판정예이다.
도시된 바와 같이, 종래 납땜검사장치(1)는, 납땜부(10)에 서로 다른입사각을 갖는 빛을 사방으로 투여하는 링조명장치(11)와 납땜부(10)에서 반사되는 빛을 수광하여 농암영상정보를 얻기 위한 CCD카메라(4)가 구비된 영상입력부(13)와, 영상입력부(13)에서 얻어진 영상을 처리하여 납땜의 양부를 검사하기 위한 비젼처리부인 상위PC(5)를 포함한다.
링조명장치(11)에는 상부조명램프(2)와 하부조명램프(3)로서 각각 상단과 하단에 원주방향을 따라 배치되며 빠른 주기로 온오프를 반복할 수 있는 복수의 LED가 마련되어 있으며, 상단의 LED(2)와 하단의 LED(3)는 납땜부(10)에 대하여 서로 다른 입사각을 갖는 조명을 투여하므로 거울면의 특성을 갖는 납땜부(10)에 대해 서로 다른 영상을 생성하도록 한다. 즉, 상단의 LED(2)는 납땜부(10)에 대해 수직에 가까운 입사각을 갖는 빛을 투여하므로, PCB기판(8)의 판면에 대해 수직으로 배치된 CCD카메라(4)에서 보았을 때 비교적 수평에 가까운 납땜면 일부분과 솔더패드(9) 및 비교적 수평에 가까운 PCB기판(8)에 접한 리드(6)만이 선택적으로 밝게 인식되고 나머지 부분은 어둡게 인식된다. 한편, 하단의 LED(3)는 납땜부(10)에 대해 수평에 가까운 입사각을 갖는 조명을 투여하므로 반대로 필렛부(7)를 밝게 빛나게 한다.
링조명장치(11)의 상단 LED(2)와 하단 LED(3)가 각각 번갈아가며 온오프되어 만들어낸 상이한 영상은 CCD카메라(4)에 인식되고 상위PC(5)는 CCD카메라(4)로부터의 영상을 디지틀화상데이터로 변환하여 모니터화면에 표시하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 미리 설정한 리드말단 탐색영역인 리드검사윈도우(20)를 탐색하여 리드말단(6')의 위치를 탐색한다. 탐색된 리드말단(6')에 기초하여 상위PC(5)는 리드검사윈도우(20)를 재설정하고 리드검사윈도우(20)의 소정밝기 이상을 갖는 밝은부분의 면적이 소정기준면적 이상인지 여부에 따라 납땜부(10)의 납땜양부를 판정한다. 여기서, 밝은부분의 면적은 CCD카메라에 의해 촬상되어 얻어진 영상으로부터 변환된 디지틀화상데이터 중, 소정기준밝기 이상을 갖는 픽셀의 수로서 표시된다.
이와 같이, 탐색된 리드말단의 위치(6')에 기초하여 재설정된 리드검사윈도우(20)의 밝은 부분의 면적에 따라 납땜양부가 결정되므로, 종래 납땜검사방법에 있어서, 리드말단위치 탐색작업은 납땜양부 판단에 있어 매우 중요하다.
그런데, 납땜부(10)에 과량의 납이 부착되어 납이 리드(6) 상부까지 올라오게 되는 경우 등 리드말단의 위치(6')가 용이하게 탐색되지 않을 경우에는 신뢰성 있는 검사결과를 기대하기 어렵다. 더욱이, PCB기판마다 실장부품의 위치가 변동될 수 있는 바, 위치변동이 소정오차범위를 벗어나게 되면 사용자가 입력설정한 리드검사윈도우의 위치가 적절하지 않게 되어 검사결과에 오류가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 납땜양부를 보다 정밀하게 검사할 수 있는 납땜검사방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 납땜검사장치의 개략도,
도 2는 종래 납땜검사장치에 의한 납땜양부 판정예,
도 3은 도 3은 납땜부와 대응영상의 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 납땜검사방법의 플로우챠트,
도 5는 리드검사윈도우와 위치보정윈도우의 설정도,
도 6은 부품본체의 외곽선탐색과정을 설명하기 위한 히스토그램,
도 7은 리드검사윈도우의 구획도,
도 8은 납땜이 이상적으로 수행된 경우 리드검사윈도우 영상의 개략도,
도 9는 납땜은 정상이나 납량이 많아 리드위까지 납이 올라온 경우 리드검사윈도우 영상의 개략도,
도 10은 납량이 부족하여 불량인 경우 리드검사윈도우 영상의 개략도,
도 11은 리드가 들떠서 불량인 경우 리드검사윈도우 영상의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 납땜검사장치 2 : 상단 LED
3 : 하단 LED 4 : CCD카메라
5 : 상위PC 6 : 리드
6' : 리드말단 7 : 필렛부
8 : PCB기판 9 : 솔더패드
10 : 납땜부 11 : 링조명장치
13 : 영상입력부 15 : 본체
20 : 리드검사윈도우 21 : 위치보정윈도우
상기 목적은, 본 발명에 따라, 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의 납땜검사방법에 있어서, 상기 PCB기판의 판면에 대해 상기 납땜부를 향해 서로 다른 입사각을 갖는 하부 및 상부조명램프를 배치하는 단계; 상기 상부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 상부조명영상을 얻는 단계; 상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체의 외곽선에 기초하여 상기 납땜부의 검사영역에 대응하는 화면상의 리드검사윈도우의 위치를 설정하는 단계; 상기 하부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 하부조명영상을 얻는 단계; 상기 하부조명영상에 기초하여 상기 납땜부의 납땜양부를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 리드검사윈도우의 위치를 설정하는 단계는, 상기 리드검사윈도우로부터 소정거리 이격되며 상기 부품본체의 외곽선에 일치되는 경계를 갖는 위치보정윈도우를 마련하는 단계; 상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체에 외곽선을 탐색하는 단계; 상기 탐색된 외곽선으로부터 상기 위치보정윈도우의 경계까지의 이격거리인 오프셋값을 계산하는 단계; 상기 오프셋값에 기초하여 상기 리드검사윈도우를 재배치하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 부품본체의 외곽선을 탐지하는 단계는, 상기 상부조명영상의 밝기차이에 기초하여 수행되며, 상기 납땜양부를 평가하는 단계는, 상기 리드검사윈도우의 밝기를 측정하는 단계; 상기 측정된 밝기값이 소정의 납량평가기준값 이하이면 납량부족으로 판정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 납땜양부를 평가하는 단계는, 상기 리드검사윈도우를 상기 리드에 인접한 근접윈도우영역과 이격된 이격윈도우영역으로 구획하는 단계; 상기 구획된 각 영역의 밝기를 측정하는 단계; 상기 측정된 각 밝기값에 기초하여 상기 납땜부의 리드들뜸여부를 평가하는 단계를 더 포함하며, 상기 밝기를 측정하는 단계는, 상기 소정밝기기준값 이상을 갖는 밝은 영역의 면적을 산출하여 측정하며, 상기 리드들뜸여부를 평가하는 단계는, 다음식에 따라 리드들뜸양을 계산하는 단계;
리드들뜸양 = 100 ×(A1-A2)/A
(A1은 상기 산출된 근접윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A2는 상기 산출된 이격윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A는 상기 산출된 리드검사윈도우의 밝은 영역의 면적)
상기 리드들뜸양이 소정 리드들뜸기준값 이상이면 리드들뜸으로 판정하는 단계를 포함하는 것이 효과적이다.
그리고, 상기 조명램프는 복수개의 램프가 원주 상에 배치된 링조명장치이며, 상기 램프는 LED로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의납땜검사장치에 있어서, 상기 PCB기판의 판면에 대해 상기 납땜부를 향해 서로 다른 입사각을 갖는 하부 및 상부조명램프를 구비한 링조명장치; 상기 상부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 상부조명영상을 얻으며, 상기 하부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 하부조명영상을 얻기 위한 카메라; 상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체의 외곽선에 기초하여 상기 납땜부의 검사영역에 대응하는 화면상의 리드검사윈도우의 위치를 설정하고, 상기 하부조명영상에 기초하여 상기 납땜부의 납땜양부를 평가하기 위한 비젼처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치에 의해서도 달성된다.
상기 비젼처리부는, 상기 리드검사윈도우의 위치를 설정함에 있어, 상기 리드검사윈도우로부터 소정거리 이격되며 상기 부품본체의 외곽선에 일치되는 경계를 갖는 위치보정윈도우를 마련하고, 상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체에 외곽선을 탐색하여 상기 탐색된 외곽선으로부터 상기 위치보정윈도우의 경계까지의 이격거리인 오프셋값을 계산하며, 상기 오프셋값에 기초하여 상기 리드검사윈도우를 재배치하여 설정하며, 상기 부품본체의 외곽선을 탐지함에 있어, 상기 상부조명영상의 밝기차이에 기초하여 탐지하고, 상기 납땜양부를 평가함에 있어, 상기 리드검사윈도우의 밝기를 측정하고, 상기 측정된 밝기값이 소정의 납량평가기준값 이하이면 납량부족으로 판정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비젼처리부는, 상기 납땜양부를 평가함에 있어, 상기 리드검사윈도우를 상기 리드에 인접한 근접윈도우영역과 이격된 이격윈도우영역으로 구획하고, 상기 구획된 각 영역의 밝기를 측정하며, 상기 측정된 각 밝기값에 기초하여 상기 납땜부의 리드들뜸여부를 평가하며, 상기 밝기를 측정함에 있어, 상기 소정밝기기준값 이상을 갖는 밝은 영역의 면적을 산출하고, 상기 리드들뜸여부를 평가함에 있어, 다음식에 따라 리드들뜸양을 계산하고;
[수학식 1]
리드들뜸양 = 100 ×(A1-A2)/A
(A1은 상기 산출된 근접윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A2는 상기 산출된 이격윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A는 상기 산출된 리드검사윈도우의 밝은 영역의 면적)
상기 리드들뜸양이 소정 리드들뜸기준값 이상이면 리드들뜸으로 판정하는 것이 바람직하다
그리고, 상기 조명램프는 복수개의 램프가 원주 상에 배치된 링조명장치이며, 상기 램프는 LED인 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 납땜검사시스템은 종래 납땜검사시스템과 동일하므로, 동일한 참조부호를 붙이고 반복된 설명은 생략한다.
도 3은 납땜부와 대응영상의 개략도로서, (a)는 링조명장치(11)의 상단에 배치된 LED(2)에 의한 수직조명과 하단에 배치된 LED(3)에 의한 수평조명하에 각각CCD카메라(4)에 의해 얻어진 정상상태의 납땜부(10) 영상이고, (b)는 링조명장치(11)의 상단에 배치된 LED(2)에 의한 수직조명과 하단에 배치된 LED(3)에 의한 수직조명과 수평조명하에 각각 CCD카메라에 의해 얻어진 리드들뜸상태의 납땜부(10) 영상이다.
(a)는 리드(6a)의 상부까지 필렛부(7a)가 올라와서 전기적인 연결기준에서 보면 정상이지만, 리드말단을 탐색하기 용이하지 않은 납땜부(10)의 전형을 보여주고 있다. 상기와 같은 납땜부(10)는, 도시된 바와 같이, 상단의 LED(2)에 의해 수직조명을 투여한 경우, CCD카메라(4)에서 보았을 때 비교적 수평에 가까운 필렛부(7a)의 일부영역이 선택적으로 밝게 인식되고 나머지 부분은 어둡게 인식된다. 한편, 하단의 LED(3)에 의해 수평조명을 투여한 경우, 수평조명에 대해 비교적 수직에 가까운 필렛부(7a)의 경사영역이 CCD카메라(4)에 선택적으로 밝게 인식되고 나머지 부분은 어둡게 인식된다. 다만, 납땝부(10)가 전기적으로 정상이더라도 그 형상은 실장되는 실장부품, 리드의 형태, 리드의 수, 요구되는 품질에 따라 다양하므로, 이에 따라 CCD카메라(10)에 의해 인식되는 영상은 다소 차이가 있다.
한편, (b)에 도시된 바와 같이 납땜이 불량하여 리드(6b)가 들뜬 상태에서는, 링조명장치(11)의 상단에 마련된 LED(2)에 의해 수직조명을 투여한 경우, 들뜬 리드(6b)와, 필렛부(7b)의 일부영역이 CCD카메라(4)에 선택적으로 밝게 인식되고 나머지 부분은 어둡게 인식된다. 한편, 하단의 LED(3)에 의해 수평조명을 투여한 경우, 수평조명에 대해 비교적 수직에 가까운 필렛부(7b)의 상부경사영역이 선택적으로 밝게 인식되고 나머지 부분은 어둡게 인식된다.
본 발명에 따른 납땜검사시스템 및 납땜검사방법은, 도 3에 도시된 바와 같은, 납땜은 정상이지만 리드말단을 탐색하기 힘든 납땜부(10a)와 납땜불량으로 리드들뜸상태인 납땜부(10b)의 영상의 차이에 기초한 것으로, 이하 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 납땜검사방법의 플로우챠트이다.
본 발명에 따른 납땜검사방법이 수행되기 위해서 상위PC(5)에는 이하 설명하고자하는 납땜검사방법이 구현된 소정 검사프로그램이 탑재되어 있다. 더욱이, 상기 프로그램에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 리드검사윈도우(20)와 위치보정윈도우(21)가 사용자에 의해 미리 입력설정되어 있다. 여기서, 리드검사윈도우(20)는, 검사될 실장부품이 실장되어 납땝이 수행된 PCB기판 샘플의 영상에 기초하여 사용자가 입력설정한 것으로 납땜양부를 검사하기 위한 기준영역으로, 리드(6)를 포함하지 않고 솔더패드(9)보다 약간 작은 면적을 가지며 솔더패드(9)의 경계와 일치되도록 설정된다. 통상, PCB기판에 실장되는 실장부품의 리드는 복수개이고, 그 중 일부 리드의 납땜부만이 리드말단을 탐색하기 용이하지 않게 형성되는 것이 통상적이므로, 사용자는 샘플의 나머지 리드말단에 근거하여 리드말단에 인접하게 리드검사윈도우를 설정할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 위치보정윈도우(21)는 리드검사윈도우(20)가 검사하고자 하는 영역에 정확히 위치되도록 하기 위한 기준역할을 하기 위해 본 발명에서 새롭게 제안되는 것으로, PCB기판에 실장된 실장부품 본체(15)의 외곽선에 내접하여 위치되도록 설정된다.
본 발명에 따른 납땜검사프로세스는 다음과 같다.
먼저, 링조명장치(11)의 상단에 마련된 LED(2)에 의해 납땜부(10)에 수직조명을 투여하고 CCD카메라(4)를 통해 납땜부(10)의 영상을 얻는다(401).
상위PC(5)는 CCD카메라(4)를 통해 얻어진 영상을 디지틀화상데이터로 변환시키고, 모니터에 디스플레이된 디지틀화상의 위치보정윈도우(21)를 수배 확장시켜 검색하여 실장부품 본체(15)의 외곽선을 탐지한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 수직방향의 조명에 대해 CCD카메라(4)는 실장부품 본체(15)는 밝게, PCB기판(8)은 어둡게 인식한다. 도 6의 히스토그램은 CCD카메라(4)에 의해 인식된 밝기값이 부품 본체(15)의 외곽선을 기준으로 급격히 감소되는 것을 보여주고 있다. 따라서, 상위PC(5)는 소정 기준값(h) 이상 밝기가 감소되는 지점(k)에 실장부품 본체(15)의 외곽선이 존재하는 것으로 판단한다.
실장부품 본체(15)의 외곽선이 탐지되면, 상위PC(5)는 탐지된 외곽선으로부터 위치보정윈도우(21)까지의 거리(d)를 계산하고, 계산된 거리값(d)으로부터 소정 허용오차값을 감하여 위치보정윈도우가 설정된 위치로부터 벗어난 정도를 알려주는 오프셋(offset)값을 계산한다(402). 실장부품 본체(15)의 외곽선으로부터 리드까지의 거리는 일정하므로, 상위PC(5)는 상기 오프셋값만큼 리드검사윈도우(20)를 이동시켜 미리 설정된 영역에 정확히 위치되도록 리드검사윈도우(20)를 재배치한다(403).
즉, 종래 단순히 리드말단의 위치를 탐색하고 이를 기준으로 리드검사윈도우를 배치시키던 것과 달리, 본 발명에 따르면 리드말단의 위치탐색이 용이하지 않은납땜부에 대해서도 위치보정윈도우(21)를 통해 얻어진 오프셋값에 기초하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 리드검사윈도우(20)를 리드(6)를 포함하지 않고 솔더패드(9)보다 약간 작은 면적을 가지며 솔더패드(9)의 경계와 일치되도록 정확히 위치시킴으로써 납땜 양부판단의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
리드검사윈도우(20)가 위치되면, 상위PC(5)는 납땜상태의 양부를 검사한다. 우선, 링조명장치(11)의 하단에 마련된 LED(3)를 온시켜 납땜부(10)에 수평조명만을 투여한 후, CCD카메라(4)를 통해 수평영상을 취득하고 이를 디지틀화상데이터로 변환한다(405).
이어, 리드검사윈도우(21) 중 소정 기준밝기 이상의 밝은 픽셀의 양을 계산하고(406), 이 값을 사용자에 의해 미리 입력된 기준밝기값과 비교한다(407). 계산된 밝은 픽셀의 양이 기준밝기값보다 작으면, 납량부족으로 판정한다(408). 여기서, 리드검사윈도우(20) 중 소정 기준밝기 이상의 밝은 픽셀의 양은, 예를 들면, 리드검사윈도우(20)를 리드에 인접한 근접윈도우영역과 이격된 이격윈도우영역으로 균등하게 구획했을 때 리드측 영역의 픽셀의 양 등 필요에 따라 적절한 값으로 대체가능하다. 또한, 상기 기준값은 실장부품 및 PCB기판의 특성과 요구되는 품위, 등급, 등에 의해 달라지며 샘플링테스트를 통해 얻는 것이 보통이다.
한편, 계산된 밝은 픽셀의 양이 소정 기준밝기값보다 클 경우, 다음과 같이 리드의 들뜸량을 계산한다(407). 먼저, 리드검사윈도우(20)의 소정이상 밝은 영역의 면적(A)을 계산하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 리드검사윈도우(20)를 리드에 인접한 근접윈도우영역(20-1)과 이격된 이격윈도우영역(20-2)으로 균등하게 구획하여, 소정이상 밝은 영역의 면적(A1, A2)을 각각 계산한다. 보통 상기 각 면적은 픽셀의 수로 표시된다. 이어, 계산된 각 값(A,A1,A2)에 기초하여 다음의 수학식에 따라 리드들뜸양을 계산한다;
[수학식 1]
리드들뜸양 = 100 ×(A1-A2)/A
상기 리드들뜸양의 값이 사용자가 미리 설정입력한 기준들뜸양값에 비교하여(410), 이 값보다 크면 리드들뜸으로 판정하고(411), 작으면 정상으로 결론한다(412).
도 8, 9, 10 및 11은 납땜부(10c,10d,10e,10f)의 납땜상태에 따라 다르게 나타나는 리드검사윈도우(20c,20d,20e,20f)의 영상을 각각 보여주고 있다. 도 8은 납땜이 이상적인 경우, 도 9는 납땜은 정상이나 납량이 많아 리드위까지 납이 올라온 경우, 도 10은 납량이 부족하여 불량인 경우, 및 도 11은 리드가 들떠서 불량인 경우를 각각 나타낸다.
수평조명은 CCD카메라(4)로 하여금 경사진 면을 밝게 인식하도록 해주므로 (1),(2),(4)의 경우처럼, 필렛부(7c,7d,7f)에, 납량이 충분하면 리드검사윈도우(20c,20d,20f)내의 밝은 영역의 면적이 크다. 그러나, (3)의 경우처럼, 필렛부(7e)에 납이 없거나 납량이 부족한 경우에는 리드검사윈도우(20e)에 대응되는 납땜부(10e)가 대부분 수평면을 형성하게 되어 CCD카메라(4)에 어둡게 인식된다. 상술한 납량부족여부 판정은 이러한 현상에 근거하여 이루어진 것이다.
또한, 도 8의 (4)의 경우처럼, 리드들뜸이 있는 경우에는, 필렛부(7f)납이 충분히 있다하더라도 리드(6)가 납 위로 올라오게 된다. 리드검사윈도우(20f)의 양분된 일영역인 근접윈도우영역(20f-1)은 리드(6f)의 수평면이 대부분을 차지하게 되므로, 수평조명 아래서는 거의 전 영역이 CCD카메라(4)에 어둡게 인식된다. 반면에, 리드검사윈도우(20f)의 양분된 나머지 영역인 이격윈도우영역(20f-2)는 필렛부(7f)가 있으므로 어느정도 밝은 영역이 존재한다. 따라서, 이격윈도우영역(20f-2)의 밝은 영역이 근접윈도우영역(20f-2)영역에서의 밝은 영역보다 일정값 이상 크다면, 리드들뜸으로 판정하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, PCB기판에 실장된 실장부품의 리드 가운데 리드말단이 필렛부와 명확히 구분되지 않는 경우라하더라도 리드검사윈도우의 위치를 자동으로 보정하여 정확히 위치시켜주므로, 납땜의 양부를 정확히 검사할 수 있는 납땜검사시스템 및 납땜검사방법이 제공된다.

Claims (18)

  1. 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의 납땜검사방법에 있어서,
    상기 PCB기판의 판면에 대해 상기 납땜부를 향해 서로 다른 입사각을 갖는 하부 및 상부조명램프를 배치하는 단계;
    상기 상부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 상부조명영상을 얻는 단계;
    상기 납땜부의 검사영역에 대응하는 화면상의 리드검사윈도우로부터 소정거리 이격되며 상기 부품본체의 외곽선에 일치되는 경계를 갖는 위치보정윈도우를 마련하는 단계;
    상기 상부조명영상 내의 상기 위치보정윈도우의 위치에 기초하여 상기 리드검사윈도우의 실제위치를 보정하는 단계;
    상기 하부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 하부조명영상을 얻는 단계;
    상기 하부조명영상에 기초하여 상기 리드검사윈도우의 밝기를 판단하여 상기 납땜부의 납땜양부를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드검사윈도우의 위치를 설정하는 단계는,
    상기 상부조명영상 내의 상기 부품본체에 외곽선을 탐색하는 단계;
    상기 탐색된 외곽선으로부터 상기 위치보정윈도우의 경계까지의 이격거리인 오프셋값을 계산하는 단계;
    상기 오프셋값에 기초하여 상기 리드검사윈도우를 재배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부품본체의 외곽선을 탐지하는 단계는, 상기 상부조명영상의 밝기차이에 기초하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 납땜양부를 평가하는 단계는,
    상기 리드검사윈도우의 밝기를 측정하는 단계;
    상기 측정된 밝기값이 소정의 납량평가기준값 이하이면 납량부족으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드검사윈도우의 밝기를 측정하는 단계는,
    상기 리드검사윈도우를 상기 리드에 인접한 근접윈도우영역과 이격된 이격윈도우영역으로 구획하는 단계;
    상기 구획된 각 영역의 밝기를 측정하는 단계;
    상기 측정된 각 밝기값에 기초하여 상기 납땜부의 리드들뜸여부를 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 밝기를 측정하는 단계는,
    상기 근접윈도우영역과 이격윈도우영역에서 상기 밝기값이 소정밝기기준값 이상을 갖는 밝은 영역의 면적을 산출하여 측정하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 리드들뜸여부를 평가하는 단계는,
    다음식에 따라 리드들뜸양을 계산하는 단계;
    [수학식 1]
    리드들뜸양 = 100 ×(A1-A2)/A
    (A1은 상기 산출된 근접윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A2는 상기 산출된 이격윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A는 상기 산출된 리드검사윈도우의 밝은 영역의 면적)
    상기 리드들뜸양이 소정 리드들뜸기준값 이상이면 리드들뜸으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명램프는 복수개의 램프가 원주 상에 배치된 링조명장치인 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 램프는 LED인 것을 특징으로 하는 납땜검사방법.
  10. 부품본체와 상기 부품본체로부터 연장되어 납땜부에 의해 PCB기판상에 고정되는 리드를 갖는 실장부품의 납땜검사장치에 있어서,
    상기 PCB기판의 판면에 대해 상기 납땜부를 향해 서로 다른 입사각을 갖는 하부 및 상부조명램프를 구비한 링조명장치;
    상기 상부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 상부조명영상을 얻으며, 상기 하부조명램프로 상기 납땜부를 조명하고, 상기 납땜부를 포함한 영역을 상기 PCB기판의 판면에 직교하는 방향에서 촬상하여 하부조명영상을 얻기 위한 카메라;
    상기 납댐부의 검사영역에 대응하는 리드검사윈도우로부터 소정 거리 이격되며 상기부품본체의 외곽선에 일치되는 경계를 갖는 위치보정윈도우를 미리 마련하고, 상기 상부조명영상 내의 상기 위치보정윈도우에 실제위치에 기초하여 상기 리드검사윈도우의 위치를 재배치하고, 상기 하부조명영상에 기초하여 상기 납땜부의 납땜양부를 평가하기 위한 비젼처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 상부조명영상내의 상기 부품본체에 외곽선을 탐색하여 상기 탐색된 외곽선으로부터 상기 위치보정윈도우의 경계까지의 이격거리인 오프셋값을 계산하며, 상기 오프셋값에 기초하여 상기 리드검사윈도우를 재배치하여 설정하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 부품본체의 외곽선을 탐지함에 있어, 상기 상부조명영상의 밝기차이에 기초하여 탐지하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 납땜양부를 평가함에 있어, 상기 리드검사윈도우의 밝기를 측정하고, 상기 측정된 밝기값이 소정의 납량평가기준값 이하이면 납량부족으로 판정하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 납땜양부를 평가함에 있어, 상기 리드검사윈도우를 상기 리드에 인접한 근접윈도우영역과 이격된 이격윈도우영역으로 구획하고, 상기구획된 각 영역의 밝기를 측정하며, 상기 측정된 각 밝기값에 기초하여 상기 납땜부의 리드들뜸여부를 평가하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 밝기를 측정함에 있어, 상기 근접윈도우영역과 이격윈도우영역의 밝기값이 소정밝기기준값 이상을 갖는 밝은 영역의 면적을 산출하여 측정하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 비젼처리부는, 상기 리드들뜸여부를 평가함에 있어, 다음식에 따라 리드들뜸양을 계산하고;
    [수학식 1]
    리드들뜸양 = 100 ×(A1-A2)/A
    (A1은 상기 산출된 근접윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A2는 상기 산출된 이격윈도우영역의 밝은 영역의 면적, A는 상기 산출된 리드검사윈도우의 밝은 영역의 면적)
    상기 리드들뜸양이 소정 리드들뜸기준값 이상이면 리드들뜸으로 판정하는 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 조명램프는 복수개의 램프가 원주 상에 배치된 링조명장치인 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 램프는 LED인 것을 특징으로 하는 납땜검사장치.
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