KR100375983B1 - 표면 실장용 칩 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 세라믹 캐패시터(multi layered ceramic capacitor)와 같은 표면 실장용 칩을 정확하고 신속하게 검사할 수 있는 표면 실장용 칩 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 하우징 블록과; 상기 하우징 블록의 측면에 각각 회전 가능하게 고정되며, 상기 하우징 블록으로부터 진공 압력이 공급되는 상부 및 하부 디스크와; 상기 상부 및 하부 디스크를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라를 포함한다.

Description

표면 실장용 칩 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING SURFACE MOUNTED CHIP}

본 발명은 표면 실장용 칩 검사 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 다층 세라믹 캐패시터(multi layered ceramic capacitor)와 같은 표면 실장용 칩을 정확하고 신속하게 검사할 수 있는 장치에 관한 것이다.

비지니스 및 교육 분야에서의 컴퓨터 사용 증가로 인하여 컴퓨터 용량의 대형화 및 처리 시간의 고속화에 대한 요구가 확대되고 있으며, 이에 부응하여 매년 성능 및 메모리가 향상된 컴퓨터가 개발되고 있다. 불과 수 년전만 하더라도 컴퓨터 메모리는 메가바이트(megabyte)에 불과하였으나, 현재는 기가바이트(gigabyte)로 증가하였다. 게다가, VCR, 디지털 텔레비젼, 카메라, 캠코더, 통신기기 등과 같은 전자기기는 그 성능 확장을 위하여 보다 많은 컴퓨터 하드웨어를 사용하고 있다. 수 많은 전자 회사들간의 경쟁으로 인하여 컴퓨터 및 컴퓨터 주변 장치 제조자들은 성능이 보다 우수한 회로를 디자인하고 있다.

전자 소자들은 이러한 활동의 중심에 있지만, 제조자가 그것을 너무나 쉽게간과할 수 있을 정도로 소형이다. 전자 소자들은 일반적인 크기가 0.1cm(약 0.040inch)인 소형 캐패시터 등과 같은 장치들이다. 이러한 소형 캐패시터는 세라믹 유전체로 이루어진 작은 층들로 이격 유지되는 다수의 전기적 전도체로 구성되어 있다. 이러한 소형 캐패시터는 컴퓨터 회로에서 수 천개가 사용된다. 칩(chip) 이라고 하는 일반적인 용어에 포함되는 동일한 크기와 형태를 갖는 저항(resistor)도 존재한다. 컴퓨터 업계에서 이러한 칩들은 컴퓨터 회로판에 대한 솔더링 접속 와이어가 불필요하도록 그 회로판에 직접 솔더링된다.

이러한 소자들은 매우 작아서 현미경과 같은 고배율의 확대경이 아니면 육안 검사(visual inspection)가 불가능하다. 소형 칩의 납땜 접속부를 형성할 때, 그 사양은 수 천분의 1mm 정도의 정확도를 요구한다. 그러나, 표면 장력 및 기타 물리적 화학적 현상으로 인하여 칩의 표면에 결함이 발생된다.

칩의 표면에 발생된 결함을 검사하기 위하여, 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법은 회전하는 유리판 상에 칩을 배열시켜 그 4개의 표면을 광학적으로 검사하는 것이다. 즉, 일정한 속도로 회전하는 유리판의 적소에 칩을 배열한 이후에, 4측면에서 각각 칩의 영상을 데이터로 취득하여, 이를 기준 영상 데이터와 비교 분석한다.

전술한 종래 검사 방법에 따르면, 검사하고자 하는 칩의 기준 패턴을 미리 컴퓨터에 입력한 이후에 촬영된 칩의 패턴을 기준 패턴과 비교 분석하는 것이므로, 촬영된 패턴이 기준 패턴과 다른 경우에는 불량 칩으로 판정되는 경우가 있다. 예를 들면, 외부의 조명이나 먼지 등에 의하여 양질의 제품도 불량으로 판정될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 칩을 일정한 속도로 회전하는 유리판 상에 배치하여야 하므로, 칩이 유리판의 예정된 장소에서 이탈하여 배열되는 경우에 불량 제품으로 판정되기도 한다.

게다가, 양품 및 불량품 선별 방식이 CAM 구조로 되어 있기 때문에, 칩을 고속으로 취출할 때 정확한 취출이 곤란하여 연속적인 양품 및 불량품 분리가 어렵다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래 문제점을 해결코자 하는 것으로, 특히, 칩의 이동 경로를 안정적으로 확보함으로써 보다 정확한 영상 데이터를 취득할 수 있는 표면 실장용 칩 검사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 칩의 검사 시에 영향을 미치는 외부 요인을 최대로 제거한 표면 실장용 칩 검사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 칩을 진공 흡착하여 이동시킴으로써 먼지 등에 의한 판별 오류를 완전히 제거한 표면 실장용 칩 검사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 칩에 마찰 또는 충격을 주지않고 검사할 수 있는 표면 실장용 칩 검사 장치를 제공하는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표면 실장용 칩 검사 장치의 정면도 및 측면도이다.

도 3은 하우징 블록에 회전 가능하게 고정된 상부 및 하부 디스크의 개략적인 사시도이다.

도 4는 상부 및 하부 디스크와 하우징 블록간의 결합 관계를 도시하는 도면이다.

도 5는 하우징 블록 내부에 설치된 진공/에어 분리 챔버의 단면도이다.

도 6은 상부 및 하부 디스크를 따라 이동하는 칩의 이동 경로를 도시하는 도면이다.

도 7은 상부 및 하부 디스크에 안착된 칩의 상태를 도시하는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 베이스

4 ; 하우징 블록

12 : 피이더

14, 16 : 상부 및 하부 디스크

18a, 18b, 18c, 18d: 카메라

20 : 솔레노이드 선별 장치

44 : 관통 개구

50 : 가이드 블록

62 : 반원형 진공 슬롯

64 : 진공/에어 분리 챔버

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 다층 세라믹 캐패시터와 같은 표면 실장용 칩을 검사하기 위한 장치에 있어서,하우징 블록과; 상기 하우징 블록의 측면에 각각 회전 가능하게 고정되며, 상기 하우징 블록으로부터 진공 압력이 공급되는 상부 및 하부 디스크와; 상기 상부 및 하부 디스크를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라를 포함하는 표면 실장용 칩 검사 장치가 제공된다.

본 발명의 표면 실장용 칩 검사 장치는 칩을 연속적으로 공급하기 위하여 상기 상부 디스크 상방에 배치되어 칩을 연속적으로 공급하는 피이더를 부가적으로 포함한다.

상기 상부 및 하부 디스크는 각각 한 쌍의 원형 판으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 원형 판 각각은, 반경 방향으로 형성된 다수의 관통 개구와, 한 표면에 상기 관통 개구로부터 직경 방향으로 연장하는 다수의 채널을 갖는 진공판과, 상기 진공판의 채널이 형성된 표면에 기밀 방식으로 부착되는 보조판을 구비한다. 상기 진공판과 보조판의 원주면에는 칩이 안착할 수 있는 V형 홈이 원주 방향으로 형성되어 있다. 상기 상부 및 하부 디스크는 각각 반대 방향으로 회전한다.

상기 하우징 블록은 상부 및 하부 디스크의 진공판과 접촉하는 표면에 반경 방향으로 반원형 진공 슬롯을 갖는 돌출부를 구비한다. 반원형 진공 슬롯의 위치는 진공판의 관통 개구가 그 상방에 위치하도록 설정된다.

상기 상부 및 하부 디스크는 하우징 블록의 돌출부에 대하여 소정의 간격, 바람직하게는 약 0.03 내지 0.05mm 정도의 간격을 두고 배치되어 있다.

상기 진공 슬롯의 하단부에는 디스크의 선택된 진공 채널에 압축 공기를 공급하기 위하여 진공/에어 분리 챔버가 배치되어 있다. 상기 진공/에어 분리 챔버는 하우징 블록에 형성된 도관을 통해서 압축 공기 발생 유닛과 연통한다. 상기 진공/에어 분리 챔버는 압축 공기가 배출되는 지점에 이동 가능하게 배치된 접촉 부재와, 상기 접촉 부재를 디스크를 향하여 상시 가압하는 탄성 부재를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 표면 실장용 칩 검사 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 실장용 칩 검사 장치의 정면도이며, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 검사 장치는 베이스(2), 상기 베이스(2)의 상부면에 고정된 하우징 블록(4), 상기 하우징 블록(4)의 측면에 각각 회전 가능하게 연결된 상부 및 하부 디스크(14, 16), 상기 상부 디스크(14) 상방에 배치되어 칩을 연속적으로 공급하는 피이더(12), 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라(18a, 18b, 18c, 18d)를 포함한다.

하우징 블록(4)의 내부에는 후술하는 회전축(42)을 구동시키기 위한 모터와, 진공 발생 유닛, 그리고 압축 공기 발생 유닛을 구비하는바, 이들 구조는 일반적인 것으로서 본원에서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 본 발명에 따른 검사 장치는 하부 디스크(16) 하방에 배치된 솔레노이드 선별 장치(20)와, 상기 선별 장치(20)로부터 배출되는 칩을 해당 장소로 안내하기 위한 가이드 블록(50)을 포함한다. 가이드 블록(50) 하방에는 부품을 종류별로 저장하기 위한 박스가 다수 배치되는 것이 바람직하다.

도 3은 하우징 블록에 회전 가능하게 고정된 상부 및 하부 디스크의 개략적인 사시도로서, 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)는 실질적으로 동일한 형상으로 이루어져 있으므로, 본원에서는 상부 디스크(14)의 구조에 대해서 설명하며, 하부 디스크(16)의 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상부 디스크(14)는 한 쌍의 원형 판으로 형성되어 있는바, 특히 하우징 블록(4)의 돌출부(6)와 인접하는 원형 진공판은 반경 방향으로 형성된 다수의 관통 개구(44)와, 상기 관통 개구(44)로부터 직경 방향으로 연장하는 다수(본 실시예에서 50개)의 채널(46)을 포함한다. 상기 채널(46)은 디스크의 원주면까지 연장한다. 상기 원형 진공판의 채널이 형성된 표면에는 원형 보조판이 기밀 방식으로 부착되어 있다. 상기 진공판과 보조판의 원주면에는 육방체 칩이 안착할 수 있는 V형 홈이 원주 방향으로 가공되어 있다.

이들 진공판과 보조판은 회전축(42)에 의하여 하우징 블록(4)의 돌출부(6)에 회전 가능하게 고정되어 있다. 상부 디스크(14)는 도 3에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하는 반면, 하부 디스크(16)는 시계 방향으로 회전한다. 도 3에는 간명성을 위하여 원형 진공판만 도시되어 있다.

도 4는 전술한 구조로 이루어진 상부 및 하부 디스크(14, 16)와 하우징 블록(4)과의 결합 관계를 개략적으로 도시하고 있다.

하우징 블록(4)의 돌출부(6)는 디스크(14, 16)의 원형 진공판과 접촉하는 표면에 반경 방향으로 반원형 진공 슬롯(62)을 구비하고 있다. 이 반원형 진공 슬롯(62)은 하우징 블록 내부에 설치된 진공 발생 유닛과 연결되어 있으며, 반원형 진공 슬롯(62)의 위치는 원형 진공판의 관통 개구(44)가 그 상방에 위치하도록 설정되어 있다. 그리고, 상부 및 하부 디스크(14, 16)는 도 5에 도시된 바와 같이 하우징 블록(4)의 돌출부(6)에 대하여 약 0.03 내지 0.05mm 정도의 간격을 두고 배치되어 있다.

진공판의 관통 개구(44)가 반원형 진공 슬롯(62)의 상방에 위치하면, 관통 개구는 진공 슬롯을 통해 진공 발생 유닛과 연통되며, 이와 동시에 관통 개구(44)와 연결된 진공 채널(46)도 진공 발생 유닛과 연통된다. 진공 슬롯(62)의 하단부에는 진공/에어 분리 챔버(64)가 배치되어 있다.

도 5는 하우징 블록 내부에 설치된 진공/에어 분리 챔버의 단면도이다. 진공/에어 분리 챔버(64)는 하우징 블록(4)에 형성된 도관(42)을 통해서 압축 공기 발생 유닛(비도시)과 연통한다. 이 진공/에어 분리 챔버(64)는 압축 공기가 배출되는 지점에 이동 가능하게 배치된 접촉 부재(48)와, 상기 접촉 부재(48)를 디스크를 향하여 상시 가압하는 탄성 부재(46)를 포함한다. 상기 접촉 부재(48)를 디스크를 향하여 가압하는 이유는, 디스크와 하우징 블록의 돌출부 사이에 진공이 상시 발생하므로, 진공과 공급되는 압축 공기의 분리를 확실히하기 위한 것이다.

다시 도 1 및 도 2로 돌아가면, 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라(18a, 18b, 18c, 18d)는 각각의 디스크의 V형 원주면에 배치된 칩의 표면을 촬영한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 동기 회전하는 디스크 중에서 상부 디스크(14)에 공급된 칩의 두 표면은 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18a, 18b)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

한편, 묻혀 있는 다른 두 표면은 상부 디스크(14)의 V형 홈에 있는 부품이 하부 디스크(16)의 V형 홈으로 자유 낙하하면서, 묻혀 있던 다른 두 표면이 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18c, 18d)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

이하, 전술한 본 발명에 따른 표면 실장형 칩 검사 장치의 작동에 대하여 간략히 설명하기로 한다.

피이더(12)로부터 연속적으로 공급되는 직육면체의 칩(1)은 회전하는 상부 디스크(14)의 V형 홈에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 칩은 디스크 내부에 형성된 진공 채널(46)의 단부에 배치된다. 진공 채널(46)은 관통 개구(44)와 진공 슬롯(62)을 통해 진공 발생 유닛(비도시)과 연통되어 있다. 따라서, 진공 채널(46)에는 진공 압력이 발생하므로, 칩은 디스크의 원주면에 흡착되어 디스크와 함께 회전한다. 이 때, 상부 디스크(14)의 V형 홈에 배치된 칩은 두 표면이 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18a, 18b)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

노출된 두 표면의 영상 데이터가 취득되면, 칩(1)은 상부 디스크(14)의 최하지점까지 반시계 방향으로 회전한다. 이 때, 칩(1)을 흡착하고 있는 상부 디스크(14)의 진공 채널(46)에 공급되는 진공 압력은 차단된다. 즉, 상기 진공 채널(46)과 연결되어 있는 관통 개구(44)가 하우징 블록(4)의 돌출부(6) 표면에 형성된 진공 슬롯(62)을 따라 이동하다가, 진공/에어 분리 챔버(64)에 다다르게 된다.이 때, 진공 채널의 진공 상태가 제거됨과 동시에, 하우징 블록으로부터 압축 공기가 그 진공 채널(46)로 공급된다.

이 압축 공기에 의하여 칩은 하부 디스크의 V형 홈으로 자유 낙하하게 된다. 그러면, 칩의 다른 두 표면이 하부 디스크(16)의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면의 영상 처리는 전술한 방법과 동일하다.

여기서 취득된 영상 데이터는 기준 데이터와 비교하여 양품 또는 불량품 여부를 판별하는데 이용된다. 판별된 칩은 하부 디스크(16) 하방에 배치된 칩 선별 장치에 의하여 선별된다.

전술한 구조에 의하면, 칩을 진공 흡착하여 이동시키기 때문에 먼지 등의 외부 요인에 의한 영향을 거의 받지 않는다. 또한, 칩의 위치 변동이 적어 안정적으로 검사가 가능하다. 게다가, 칩이 디스크 상에서 이동하는 도중에 마찰 또는 충격을 받지 않는다.

Claims (13)

1. 다층 세라믹 캐패시터와 같은 표면 실장용 칩을 검사하기 위한 칩 검사 장치에 있어서,

   반원형 진공슬롯을 갖는 돌출부가 상부와 하부에 각각 마련된 하우징 블록과;

   이 하우징 블록의 각 상,하부측 돌출부와 마주하는 상태로 회전 가능하게 고정되고, 각 원주면을 따라 V형 홈이 형성된 상부 및 하부 디스크와;

   상기 상부 디스크의 원주면으로부터 하부 디스크의 원주면으로 일정경로를 따라 이동하는 칩의 적어도 4표면을 촬영할 수 있도록 상기 상부 디스크의 V형 홈을 따라 일정간격을 두고 흡착된 소정 칩의 적어도 두 노출면과, 상기 하부 디스크의 V형 홈을 따라 일정간격을 두고 흡착된 칩의 적어도 다른 두 노출면에 대해 각각 수직하게 배치된 복수의 카메라

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부 디스크의 상방에는 칩을 공급하는 피이더가 배치된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 상,하부 디스크는 한 쌍의 원형 판으로 구성되며, 이 각 원형 판은 반경 방향으로 일정간격을 두고 형성되는 다수 개의 관통 개구와, 한 면에서 일단이 상기 관통 개구와 통하고 타단이 원주면의 V형 홈측으로 뻗는 다수 개의 채널을 갖는 진공판과;

   이 진공판의 채널형성 표면에 기밀되게 부착되는 보조판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제3항에 있어서, 상기 진공판의 관통 개구는 상기 하우징 블록의 돌출부측 반원형 진공슬롯과 접한 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 상,하부 디스크는 상기 하우징 블록의 돌출부에 대하여 0.03 내지 0.05mm 정도의 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 각 진공 슬롯의 하단부에는 해당 디스크의 선택된 진공 채널에 압축 공기를 공급할 수 있도록 진공/에어 분리 챔버가 배치된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 각 진공/에어 분리 챔버는 상기 하우징 블록에 형성된 도관을 통해 압축 공기 발생 유닛과 연통된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 각 진공/에어 분리 챔버는 전후로 입출 가능하도록 압축 공기가 배출되는 지점에 마련된 접촉 부재와, 이 접촉 부재를 해당 디스크를 향하여 상시 가압하는 탄성 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 표면 실장용 칩 검사 장치.