KR100576392B1 - 비전 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 촬상면에 대하여 조사되는 조사광의 조도를 균일하게 할 수 있는 비전 검사 장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 비전 검사 장치는 라인 스캔 카메라를 이용하여 촬상면을 촬상하여 기판의 결함 유무를 검사하며 촬상면의 라인 스캔 영상 촬상시 촬상 영역을 조사하도록 상기 촬상면에 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 조명 수단과 상기 제 1 조명 수단의 조사광의 조사 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 상기 촬상면에 조사광을 조사하도록 구비되는 제 2 조명 수단으로 구성되는 조명 수단을 구비하는 비전 검사 장치에 있어서, 상기 제 1 조명 수단은; 제 1 광원과 상기 제 1 광원으로부터의 조사광을 집광시키는 제 1 집광 렌즈와, 상기 제 1 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면에 대하여 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 반사 미러 및 상기 제 1 집광 렌즈와 상기 제 1 반사 미러 사이에 구비되어 상기 제 1 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 소정 각도로 변화시켜 상기 촬상면에 조사하도록 구비되는 다수의 프리즘을 포함하여 구성된다.
프리즘, 조사광, 균일, 정밀도
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치의 일부 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치의 조명 수단을 도시한 전면 사시도.
도 3은 도 2의 배면 사시도.
도 4는 도 2의 A-A 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치 조명 수단의 전면 내부 사시도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치 조명 수단의 배면 내부 사시도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비전 검사 장치의 조명 수단의 단면 구조도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : 라인 스캔 카메라
2 : 촬상면
3 : 케이스
31 : 상부층, 32 : 하부층
4 : 조명 수단
41 : 제 1 조명 수단
411 : 제 1 광원, 412 : 제 1 집광 렌즈, 413 : 제 1 반사 미러
414 : 프리즘
42 : 제 2 조명 수단
421 : 제 2 광원, 422 : 제 2 집광 렌즈, 423 : 제 2 반사 미러
424 : 각도 조절 수단, 425 : 프리즘
본 발명은 라인 스캔 카메라가 구비되는 비전 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 촬상면에 대하여 조사되는 조사광의 조도를 균일하게 할 수 있는 비전 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄 회로 기판(PCB)에는 그 표면에 실장되는 부품 전극 수에 대응하는 다수의 전극 패드와 배선 회로 패턴이 형성된다.
이러한 표면 실장 부품은 전극 패드 상에 납땜되며, 이러한 납땜 공정을 진행한 인쇄 회로 기판은 표면 실장 부품의 실장 상태에 대한 검사가 선행되어야 한다.
상기 인쇄 회로 기판에 프린트된 회로 패턴 및 납땜 상태를 검사하기 위한 방법으로는 CCD 카메라와 같은 카메라를 이용하여 표면 영상을 촬상한 후에 이를 영상 처리 장치를 이용하여 영상 정보를 획득한 후 획득된 영상 정보를 통해 부품 실장 상태의 불량 유무를 판단하게 된다.
기존에는 표면 영상을 촬상하기 위하여 에어리어 카메라(Area camera)를 이용하여 해당 영역에 대한 촬상을 진행하게 되는데, 에어리어 카메라를 이용하는 경우 넓은 영역을 1회 촬상하므로 라인 스캔 카메라에 비하여 같은 시간 내에 많은 양의 정보 전달이 어려운 단점이 있다.
또한, 에어리어 스캔 카메라는 라인 스캔 카메라에 비해 해상도가 떨어질 뿐만 아니라,출력되는 초당 프레임수도 라인 스캔 카메라에 비하여 적기 때문에 고속의 영상처리를 요하는 작업에 이용시 효율성이 떨어진다.
그래서, 이러한 에어리어 스캔 카메라의 단점을 극복하기 위하여 라인 스캔 카메라를 이용한 비전 검사 방법이 널리 이용되고 있으며, 라인 스캔 카메라는 높은 속도로써 직선 운동을 수행하는 대상물을 촬상하는 기능을 수행하므로, 인쇄 회로 기판에 포함되어 실장될 부품을 촬상하는 데에 많이 사용된다.
상술한 바와 같이 높은 속도로써 직선 운동을 수행하는 대상물을 정밀하게 촬상하기 위한 라인 스캔 카메라에 가장 필요한 조건은, 라인 스캔 카메라와 결합된 조명계의 조도가 라인 스캔 카메라의 모든 촬상 영역에 대하여 균일해야 한다는 것이다.
그러나, 실제 조명계를 통한 조사광이 모든 촬상 영역에 균일하게 조사되지 못하여 이에 따라, 종래에는, 한 조명계에 균일한 조도를 갖는 복수의 광원들 예를 들어, 다수의 발광 다이오드(LED) 들을 선별하여 사용하는데, 그렇게 하더라도 조 명계의 조도가 라인 스캔 카메라의 모든 촬상 영역에 대하여 균일하지 못하므로, 라인 스캔 카메라의 촬상 정밀도가 떨어진다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 라인 스캔 카메라에 일체로 구비되는 케이스 내부에 촬상면에 다양한 방향에서 조사광을 조사하도록 조명 수단을 장착하여 라인 스캔 카메라의 모든 촬상 영역에 대하여 조도를 균일하게 할 수 있도록 하는 비전 검사 장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 비전 검사 장치는 라인 스캔 카메라를 이용하여 촬상면을 촬상하여 기판의 결함 유무를 검사하며 촬상면의 라인 스캔 영상 촬상시 촬상 영역을 조사하도록 상기 촬상면에 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 조명 수단과 상기 제 1 조명 수단의 조사광의 조사 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 상기 촬상면에 조사광을 조사하도록 구비되는 제 2 조명 수단으로 구성되는 조명 수단을 구비하는 비전 검사 장치에 있어서, 상기 제 1 조명 수단은; 제 1 광원과 상기 제 1 광원으로부터의 조사광을 집광시키는 제 1 집광 렌즈와, 상기 제 1 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면에 대하여 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 반사 미러 및 상기 제 1 집광 렌즈와 상기 제 1 반사 미러 사이에 구비되어 상기 제 1 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 소정 각도로 변화시켜 상기 촬상면에 조사하도록 구비되는 다수의 프리즘을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제 2 조명 수단은 적어도 하나 이상의 제 2 광원과, 상기 각각의 제 2 광원으로부터의 조사광을 집광시키는 다수의 제 2 집광 렌즈와, 상기 각각의 제 2 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면에 조사하도록 구비되는 다수의 제 2 반사 미러를 포함하여 구성될 수 있다.
삭제
상기 제 2 집광 렌즈와 상기 제 2 반사 미러 사이에는 제 2 집광 렌즈를 통과한 조사광의 경로를 소정 각도로 변화시켜 상기 촬상면에 조사하도록 구비되는 다수의 프리즘을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이에 따르면, 본 발명은 촬상면에 수직 방향의 동축 조사광을 조사하는 제 1 조명 수단과, 제 1 조명 수단과 소정 각도를 이루는 방향을 따라 촬상면에 조사광을 조사하는 제 2 조명 수단을 구비하여, 촬상면에 다양한 방향에서 균일한 조사광을 조사함으로써 촬상 정밀도를 향상시킬 수 있게된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치의 일부 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비전 검사 장치의 조명 수단을 도시한 전면 내부 사시도, 도 3은 도 2의 배면 내부 사시도, 도 4는 도 2의 A-A 단면도로, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 여러 가지 변형예를 통해 재현될 수 있다.
본 발명은 라인 스캔 카메라(1)를 이용하여 촬상면(2)을 촬상하여 기판의 결함 유무를 검사하며 상기 라인 스캔 카메라에 일체화되는 케이스(3)에 장착되는 조 명 수단(4)이 구비된 비전 검사 장치에 관한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 조명 수단(4)은 상기 촬상면(2)에 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 하부층(32)과, 상기 제 1 조명 수단(41)의 조사광의 조사 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 상기 촬상면(2)에 조사광을 조사하도록 구비되는 제 2 조명 수단(42)을 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 라인 스캔 카메라에 일체로 구비되는 케이스(3) 내부에 장착되는 제 1 조명 수단(41)에 의해 비전 검사될 촬상면(2)에 법선 방향의 동축 조명이 조사됨과 동시에, 제 2 조명 수단(42)에 의해 촬상면(2)에 상기 동축 조명과는 소정의 각도를 이루는 방향으로 조사광이 조사된다.
이에 따라, 촬상면(2)에 동축 조명뿐만 아니라 다양한 방향에서 빛이 조사되어 모든 촬상 영역에 대한 조도가 균일하게 형성됨에 따라 촬상 정밀도가 향상된다.
한편, 상기 케이스(3)는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제 1 조명 수단(41)은 상기 케이스(3)의 상부층(31) 전방에 장착되어 후방으로 진행하는 조사광을 발생하는 제 1 광원(411)과, 상기 제 1 광원(411)으로부터의 조사광을 집광시키기 위하여 상기 제 1 광원(411)의 후방에 구비되는 제 1 집광 렌즈(412)와, 상기 제 1 집광 렌즈(412)를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면(2)에 대하여 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 상기 라인 스캔 카메라와 동축선 상에 구비되는 제 1 반사 미러(413)를 포함한다.
이에 따라, 상기 제 1 광원(411)으로부터 조사되는 조사광이 제 1 집광 렌즈 (412)를 통해 집광되어 제 1 반사 미러(413)로 조사되고, 제 1 반사 미러(413)의 경사각 조절을 통해 반사된 조사광은 촬상면(2)의 촬상면에 법선 방향 즉, 즉 촬상면(2)에 수직한 동축 조사광으로 조사된다.
이때, 상기 제 1 광원(411)을 케이스 상부층(31) 전방에 장착되도록 도시하였으나, 경우에 따라 상기 제 1 광원(411)을 상기 케이스(3)의 상부층(31) 후방에 장착하여 전방으로 진행하는 조사광을 발생하도록 구성할 수 있으며, 제 1 광원(411)의 장착 위치에 따라 제 1 집광 렌즈(412)와 제 1 반사 미러(413)가 장착 위치를 바꾸어 주어야 한다.
상기 제 2 조명 수단(42)은 상기 케이스(3) 하부층에 구비되어 전방 또는 후방으로 진행하는 조사광을 발생하는 다수의 제 2 광원(421)과, 상기 제 2 광원(421)으로부터의 조사광을 집광시키기 위하여 구비되는 각각의 제 2 집광 렌즈(422)와, 상기 다수의 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면(2)에 조사하도록 구비되는 각각의 제 2 반사 미러(423)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제 2 반사 미러(423)는 제 2 광원(421)으로부터 조사되는 조사광의 경로를 적절한 각도로 변경시킬 수 있도록 각도 조절 수단(424)을 더 구비함이 바람직하다.
구체적으로는, 상기 제 2 광원(421)은 상기 케이스(3)의 하부층(32) 전,후방에 각각 장착되어 전방으로 진행하는 조사광 및 후방으로 진행하는 조사광을 발생하도록 구비된다.
그리고, 상기 각각의 제 2 광원(421)의 전방 또는 후방에는 광원으로부터의 조사광을 집광시키기 위한 제 2 집광 렌즈(422)와, 이 제 2 집광 렌즈(422)의 전방 또는 후방에 제 2 집광 렌즈(422)로부터의 조사광의 광 경로를 변화시켜 촬상면에 조사하도록 하는 제 2 반사 미러(423)가 장착된다.
이에 따라, 상기 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 조사광의 일부는 직진 방향으로 진행하여 제 2 반사 미러(423)에 의해 반사되어 상기 제 1 조명 수단(41)에 의한 수직 조사광에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 촬상면(2)에 조사된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치 조명 수단의 전면 내부 사시도로, 상기 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구성 및 그에 대한 작용에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 조명 수단에서는 상기 제 1 조명 수단(41)은 상기 제 1 집광 렌즈(412)와 제 1 반사 미러(413) 사이에 프리즘(414)을 구비하여 상기 제 1 광원(411)으로부터 촬상면으로 조사되는 조사광의 경로를 여러 방향으로 변화시킬 수 있다.
즉, 상기 제 1 집광 렌즈(412)를 통과한 조사광의 경로를 프리즘(414)을 통해 변화시켜 촬상면에 조사하여, 상기 촬상면에 수직 방향 조사광 뿐만 아니라, 상기 수직 방향 조사광과 소정 각도를 이루는 조사광을 조사함으로써 촬상면에 다양한 방향의 조사광을 조사할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 비전 검사 장치 조명 수단의 배면 내부 사시도로, 상기 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구성 및 그에 대한 작 용에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조명 수단(4)은 제 2 집광 렌즈(422)와 제 2 반사 미러(423) 사이에는 다수의 프리즘(425)을 구비하여 상기 제 2 집광 렌즈(422)로부터 출사되는 조사광의 경로를 변화시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 조사광의 일부는 상기 프리즘(425)을 통해 경로가 변화된 후 제 2 반사 미러(423)를 통해 반사되어 촬상면(2)에 조사됨으로써 상기 제 1 조명 수단(41)에 의한 수직 조사광 및 상기 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 후 직진 방향으로 진행하여 촬상면에 조사된 조사광에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 촬상면에 조사된다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비전 검사 장치의 조명 수단의 단면 구조도로, 상기 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구성 및 그에 대한 작용에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 조명 수단(4)은 제 1 집광 렌즈(412)와 제 1 반사 미러(413) 사이 및 제 2 집광 렌즈(422)과 제 2 반사 미러(423) 사이에 다수의 프리즘(414)을 구비하여 상기 제 1 집광 렌즈(412)로부터 출사되는 조사광의 경로 및 제 2 집광 렌즈(422)로부터 출사되는 조사광의 경로를 변화시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 라인 스캔 카메라에 일체로 구비되는 케이스 내부에 다수의 광원과 집광 렌즈 및 반사 미러로 구성되는 조명 수단을 장착하여 라 인 스캔 카메라의 모든 촬상 영역에 대하여 균일한 조사광을 조사하도록 함으로써 촬상 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 조명 수단의 집광 렌즈의 전방에 다수의 프리즘을 더 구비하여 집광 렌즈로부터 출사되는 조사광의 광 경로를 변화시켜 촬상면에 조사함으로써 보다 다양한 방향에서 촬상면을 조사하여 촬상 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
Claims (6)
- 라인 스캔 카메라(1)를 이용하여 촬상면(2)을 촬상하여 기판의 결함 유무를 검사하며 촬상면(2)의 라인 스캔 영상 촬상시 촬상 영역을 조사하도록 상기 촬상면(2)에 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 조명 수단(41)과 상기 제 1 조명 수단(41)의 조사광의 조사 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 상기 촬상면(2)에 조사광을 조사하도록 구비되는 제 2 조명 수단(42)으로 구성되는 조명 수단(4)을 구비하는 비전 검사 장치에 있어서,상기 제 1 조명 수단(41)은;제 1 광원(411)과 상기 제 1 광원(411)으로부터의 조사광을 집광시키는 제 1 집광 렌즈(412)와,상기 제 1 집광 렌즈(412)를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면(2)에 대하여 법선 방향의 동축 조사광을 조사하도록 구비되는 제 1 반사 미러(413), 및상기 제 1 집광 렌즈(412)와 상기 제 1 반사 미러(413) 사이에 구비되어 상기 제 1 집광 렌즈(412)를 통과한 조사광의 경로를 소정 각도로 변화시켜 상기 촬상면(2)에 조사하도록 구비되는 다수의 프리즘(414)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 조명 수단(42)은;적어도 하나 이상의 제 2 광원(421)과,상기 각각의 제 2 광원(421)으로부터의 조사광을 집광시키는 다수의 제 2 집광 렌즈(422)와,상기 각각의 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 조사광의 경로를 변화시켜 상기 촬상면(2)에 조사하도록 구비되는 다수의 제 2 반사 미러(423)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 조명 수단(4)은;상기 제 2 집광 렌즈(422)와 상기 제 2 반사 미러(423) 사이에 구비되어 상기 제 2 집광 렌즈(422)를 통과한 조사광의 경로를 소정 각도로 변화시켜 상기 촬상면(2)에 조사하도록 구비되는 다수의 프리즘(425)을 더 포함함을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 조명 수단(4)은 상기 라인 스캔 카메라(1)에 일체로 구비되는 케이스(3) 내부에 장착됨을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
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|---|---|
| KR (1) | KR100576392B1 (ko) |
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