KR100689850B1 - 기판검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판을 검사하는 검사장치에 관한 것으로서, 기판의 판면에 슬릿광을 주사하는 광주사부와; 기판의 판면으로부터 반사된 반사광을 수광하는 수광부와; 수광부에 수광된 반사광을 감지하는 카메라와; 기판을 이송시키는 이송부와; 카메라에 감지된 반사광을 연속적으로 분석하여 기판의 평탄도를 검사하는 분석부를 가지는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 도포제가 도포된 기판의 평탄도를 용이하게 검사할 수 있다.

Description

기판검사장치{INSPECTION APPARATUS FOR PRINTED CIRCUIT BOARD}
도 1은 본 발명에 따른 검사장치의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 검사장치에 의한 검사 방법을 설명하는 개략도,
도 3은 도 2의 A방향에서 본 기판과 수광부와 반사광을 나타내는 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 검사장치 10 : 기판
11 : 도포면 100 : 이송부
200 : 광주사부 210 : 슬릿광투사부
220 : 슬릿플레이트 300 : 수광부
400 : 카메라 500 : 분석부
L : 슬릿광 R : 반사광
본 발명은, 기판검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도포제가 도포된 기판의 도포 상태를 검사하는 기판검사장치에 관한 것이다.
검사장치는 최근 사용이 급증하는 반도체, LCD 등의 박막의 표면 상태를 검사하며, 공정의 특성에 따라 전체 공정의 마지막 혹은 중간에 마련된다. 기판 상에 솔더크림(solder cream)이나 솔더페이스트(solder paste) 등의 도포제를 인쇄하고 그 위에 각종 부품을 장착하는 표면실장공정에서의 검사장치는, 부품을 기판에 장착하기 이전에 솔더크림이 기판 상에 과잉 혹은 부족하게 도포되지 않고 평탄하게 도포면을 형성하였는지를 검사한다.
종래의 검사장치는, 복수 개의 비전검사카메라를 마련하여 기판의 도포면 상의 몇 개의 지점을 선정하여 도포 상태를 검사한다.
그런데, 이러한 종래의 검사장치는 기판의 도포면 전체가 아닌, 몇 개의 지점을 선정하여 검사하는 발췌검사를 수행하므로 검사의 신뢰성에 문제가 있다. 이는 기판으로 제조되는 제품의 불량률을 높이는 원인이 된다.
또한, 검사장치에 마련되는 비전검사카메라는 고가이므로 장치 비용이 증가하는 문제점이 있다. 검사의 신뢰성을 높이기 위해 비전검사카메라의 수를 증가시키면 필연적으로 장치 비용은 더욱 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 도포제가 도포된 기판의 도포면을 연속적으로 검사하여 검사의 신뢰성을 높이고, 구조가 간단한 기판검사장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 검사하는 검사장치에 있어서, 상기 기판의 판면에 슬릿광을 주사하는 광주사부와; 상기 기판의 판면으로부터 반사된 반 사광을 수광하는 수광부와; 상기 수광부에 수광된 반사광을 감지하는 카메라와; 상기 기판을 이송시키는 이송부와; 상기 카메라에 감지된 반사광을 연속적으로 분석하여 상기 기판의 평탄도를 검사하는 분석부를 가지는 것을 특징으로 하는 검사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 분석부는, 상기 수광부에 소정의 오차범위를 가지는 기준높이를 가지며, 반사광이 상기 오차범위 안에 들어가면 정상으로 판단하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광주사부는, 상기 기판의 진행방향에 가로방향으로 슬릿광을 주사하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기판에는 솔더크림(solder cream) 혹은 솔더페이스트(solder paste)를 포함하는 도포제가 도포된 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광주사부는, 슬릿광을 방출하는 슬릿광투사부와, 슬릿광의 폭과 주사각도를 조절하는 슬릿플레이트를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 검사장치의 개략적인 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검사장치(1)는, 솔더크림에 의한 도포면(11)을 가지는 기판(10)을 이송시키는 이송부(100)와, 기판(10)의 도포면(11)에 슬릿광(L)을 주사하는 광주사부(200)와, 도포면(11)에 반사된 반사광(R)을 수광하는 수광부(300)와, 수광부(300)에 수광된 반사광(R)을 감지하는 카메라(400)와, 카메라(400)에 감지된 반사광(R)을 연속적으로 분석하는 분석부(500)를 포함한다.
기판(10)은 후공정에서 부품(미도시)이 장착될 수 있도록, 판면 상에 솔더크림 혹은 솔더페이스트가 도포된다. 납 분말과 주석 분말 및 특수 용제를 혼합하여 제조되는 솔더크림은, 기판(10) 상에 도포되면 빛을 반사할 수 있도록 거울면의 도포면(11)을 형성한다.
이송부(100)는 검사장치(1)에서 검사가 이루어지는 동안에 기판(10)을 소정의 검사속도(V)로 이송시킨다. 상기 검사속도(V)는 검사장치(1)가 기판(10)을 검사할 수 있는 한도 내에서 최대 속도로 마련될 수 있으나, 표면실장공정에 포함된 여타 공정과의 연계를 고려하여 적절하게 마련됨이 바람직하다. 또한, 이송부(100)는 여러 개의 기판(10)을 연속적으로 이송시킬 수 있도록 벨트컨베이어(belt conveyer)로 마련됨이 바람직하다.
광주사부(200)는 이송부(100)에 의해 이송되는 기판(10)의 도포면(11)에 슬릿광(L)을 주사한다. 광주사부(200)는 기판(10)의 진행방향에 대향하여 마련되며, 소정의 각도로 슬릿광(L)을 주사하도록 마련된다. 슬릿광(L)이 주사된 도포면(11) 상에는 검사선(X)이 형성되며, 검사선(X)으로부터 반사된 반사광(R)은 수광부(300)에 수광된다.
여기서, 광주사부(200)는 슬릿광(L)을 발생시키는 슬릿광투사부(210)와, 슬릿광투사부(210)에서 발생된 슬릿광(L)의 폭과 각도를 조절하여 주사하도록 마련되는 슬릿플레이트(220)를 포함한다.
슬릿광투사부(210)는 광원(미도시) 및 다수의 렌즈(미도시) 등의 여러 광학적 장치를 포함하여, 좌우폭을 가지는 슬릿광(L)을 발생시킨다. 슬릿광투사부(210) 는 슬릿광(L)을 발생시키기 위한 공지의 기술이 적용될 수 있다.
슬릿플레이트(220)는 슬릿광투사부(210)에서 발생된 슬릿광(L)을 도포면(11)에 주사한다. 슬릿플레이트(220)는 좌우 폭이 조절 가능한 슬릿(미도시)에 슬릿광(L)을 통과시킴으로써, 도포면(11)의 폭을 고려하여 슬릿광(L)의 폭을 조절하도록 마련된다. 또한, 슬릿플레이트(220)는 슬릿광(L)이 도포면(11)에 주사되는 각도를 적절하게 조절할 수 있도록, 슬릿플레이트(220)를 회동시키는 회동부(미도시)를 포함할 수 있다.
수광부(300)는 광주사부(200)로부터 주사된 슬릿광(L)이 검사선(X)에 반사되어 형성된 반사광(R)을 수광한다. 수광부(300)는 판면 형상으로 마련되며, 반사광(R)은 도포면(11)에 평행한 직선상으로 수광부(300)에 상을 형성한다.
수광부(300)는 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상을 카메라(400)가 용이하게 감지할 수 있도록 거울로 마련됨이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반사광(R)이 후방에도 비치는 반투과판으로 마련되어 카메라(400)가 후방으로부터 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상을 감지하도록 마련될 수도 있다.
여기서, 수광부(300)는 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상에 대하여 기준높이(Y)를 가진다. 기준높이(Y)는 도포면(11)으로부터의 반사광(R)이 수광부(300)에 수광될 때, 검사선(X)의 도포면(11)의 평탄도를 판단하는 기준이 된다. 즉, 기준높이(Y)는 검사선(X)의 도포면(11)이 평탄한 경우에 수광부(300)에 수광되는 반사광(R)의 높이로 마련된다.
검사선(X) 상의 도포면(11)이 평탄하지 않고 돌출된 과납 상태라면, 반사광 (R)은 수광부(300)에서 기준높이(Y)보다 위쪽에 상을 형성한다. 또한, 반대로 검사선(X) 상의 도포면(11)이 파인 상태라면, 반사광(R)은 수광부(300)에서 기준높이(Y)보다 아래쪽에 상을 형성한다. 이에 의하여, 검사선(X) 상의 도포면(11)의 평탄도가 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상에 반영된다. 또한, 기판(10)이 검사 중에 이송되어 검사선(X)이 기판(10)의 후방으로 연속적으로 이동함으로써, 수광부(300)는 기판(10)의 도포면(11)의 전체적인 평탄도가 반사광(R)에 의해 나타난다.
그리고, 기준높이(Y)는 검사장치(1)의 특성과 공정의 설계 등 여러 요인을 고려하여 소정의 오차범위(미도시)를 가지며, 이 오차범위(미도시) 내에 반사광(R)의 상이 형성되는 경우에 도포면(11)의 해당 위치가 평탄한 것으로 간주된다.
카메라(400)는 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상을 감지하도록 마련된다. 카메라(400)는 감지한 영상을 전기신호로 바꿀 수 있도록 CCD카메라(charge-coupled device camera)로 마련됨이 바람직하다. 카메라(400)는 검사속도(V)로 이송되는 기판(10)의 검사선(X)이 이동함에 따른 반사광(R)의 변화를 연속적으로 감지할 수 있도록 마련된다.
분석부(500)는 카메라(400)에 의해 감지된 반사광(R)의 높이를 연속적으로 분석하여 도포면(11)의 평탄도를 분석한다.
반사광(R)의 높이가 기준높이(Y)의 오차범위(미도시)보다 위쪽일 경우, 분석부(500)는 도포면(11)의 해당 위치가 돌출된 것으로 판단한다. 또한, 반사광(R)의 높이가 기준높이(Y)의 오차범위(미도시)보다 아래쪽일 경우, 분석부(500)는 도포면(11)의 해당 위치가 파인 것으로 판단한다. 그리고, 반사광(R)의 높이가 기준높이 (Y)의 오차범위(미도시) 이내인 경우, 분석부(500)는 도포면(11)의 해당하는 위치가 평탄한 것으로 판단한다.
한편, 분석부(500)는 수광부(300)에 직선으로 형성된 반사광(R)의 상의 한 위치가 어긋나 있으며, 이 어긋나 있는 위치가 기준높이(Y)의 오차범위(미도시) 밖인 경우, 이에 대응하는 검사선(X) 상의 도포면(11)이 평탄하지 않은 것으로 판단한다.
분석부(500)는 도포면(11)의 이상 상태를 실시간으로 판단하여 알릴 수 있으며, 도포면(11)의 검사가 끝난 후에 영상장치(미도시)를 통하여 도포면(11)의 전체적인 평탄도 여부를 영상으로 보여주도록 마련될 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 검사장치(1)에 의하여 기판(10)의 도포면(11)의 평탄도를 검사하는 방법을 도 2와 도 3을 통해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이송부(100)는 기판(10)을 검사속도(V)로 이송시킨다. 슬릿광투사부(210)는 도면의 A방향, 즉, 기판(10)의 진행방향에 대향하는 방향으로 슬릿광(L)을 발생시키며, 슬릿플레이트(220)는 슬릿광(L)의 폭과 주사각도를 조절하여 A방향으로 기판(10)의 도포면(11) 상에 주사한다.
도포면(11) 상에 반사된 슬릿광(L)은 반사광(R)이 되어 수광부(300)에 상이 형성된다. 기판(10)의 이동에 따라서 수광부(300)에는 반사광(R)의 의한 상이 연속적으로 형성되며, 카메라(400)는 이를 연속적으로 감지한다. 분석부(500)는 카메라(400)에 의해 감지된 반사광(R)의 높이를 연속적으로 분석하여, 평탄 여부를 판단한다.
기판(10)의 도포면(11)이 평탄한 경우, 슬릿광(L)은 H1위치에서 반사되어 반사광(R)이 된다. 반사광(R)은 직진하여 수광부(300)의 Y1높이에 상을 형성한다. Y1높이는 분석부(500)가 기준높이(Y)의 오차범위(미도시) 이내로 판단하는 높이 중 어느 한 높이이며, 카메라(400)를 통해 이를 감지한 분석부(500)는 H1위치가 평탄한 것으로 판단한다.
한편, 기판(10)의 도포면(11)이 돌출된 경우, 슬릿광(L)은 H2위치에서 반사되어 반사광(R)이 되고, 반사광(R)은 수광부의 Y2높이에 상을 형성한다. Y2높이는 기준높이(Y)의 오차범위(미도시)보다 위에 존재한다. 따라서, 분석부(500)는 H2위치가 돌출된 상태라고 판단한다.
한편, 기판(10)의 도포면(11)이 파인 경우, 슬릿광(L)은 H3위치에서 반사되어 반사광(R)이 된다. 반사광(R)은 수광부의 Y3높이에 상을 형성한다. Y3높이는 기준높이(Y)의 오차범위(미도시)보다 아래에 존재하므로, 분석부(500)는 H3위치가 파인 상태라고 판단한다.
도 3은 도 2의 A방향에서 본 기판(10), 도포면(11), 수광부(300) 및 수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상을 나타내었다. A방향은 기판(10)의 진행방향에 대향하는 방향이다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 도포면(11)의 평탄도는 수광부(300)에 직선 형상으로 형성된 반사광(R)에 해당 위치가 그대로 대응한다. 도포면(11)이 H1위치인 경우에 수광부(300)의 반사광(R)은 Y1높이 상에 직선상을 형성한다.
그러나, 도포면(11) 상의 H2위치와 같이 H1위치보다 돌출된 곳이 있는 경우, H2위치에 대응하여 수광부(300)의 Y2높이 상에 반사광(R)의 상이 형성된다. 또한, 도포면(11) 상에 H3위치와 같이 H1위치보다 파인 곳이 있는 경우, H3위치에 대응하여 수광부(300)의 Y3높이 상에 반사광(R)의 상이 형성된다.
수광부(300)에 형성된 반사광(R)의 상은, 도포면(11)이 H1위치로 평탄한 경우에 Y1높이에서 직선상을 형성한다. 그러나, H2위치 혹은 H3위치와 같이 돌출되거나 파인 부분이 있는 경우, 반사광(R)의 상은 이에 대응하여 Y2높이 혹은 Y3높이에 상을 형성한다. 분석부(500)는 이러한 상의 어긋남을 감지하여 도포면(11)의 어느 위치가 평탄하지 않은지를 판단할 수 있다.
분석부(500)는 기판(10)이 검사속도(V)로 이송됨에 따라 상기와 같은 검사를 연속적으로 시행함으로써, 기판(10)의 도포면(11) 전체의 평탄도 여부를 판단할 수 있다.
이에 의하여, 솔더크림이 도포되어 도포면(11)을 형성하는 기판(10)의 전체적인 평탄도를 검사하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 검사장치는, 소정의 검사속도로 이송되는 기판의 도포면 상에 슬릿광을 연속적으로 반사시키고, 수광부에 형성된 반사광의 높이를 카메라와 분석부를 통해 연속적으로 분석하여 기판의 도포면 전체의 평탄도를 검사한다.
여기서, 분석부는 소정의 오차범위를 가지는 기준높이를 판단 기준으로 하여 수광부에 형성된 반사광의 높이에 대한 평탄도를 판단한다. 또한, 분석부는 수광부에서 기준높이에 대하여 어긋나게 형성된 반사광에 대응하는 도포면의 위치를 찾아 내어, 해당 위치가 평탄하지 않다고 판단할 수 있다.
광주사부는 슬릿광을 주사할 수 있는 공지의 기술이 사용될 수 있으며, 슬릿플레이트는 슬릿광의 폭과 주사되는 각도를 조절하도록 별도의 장치를 포함할 수 있다.
그리고, 수광부는 수광부에 형성된 반사광을 카메라가 용이하게 감지할 수 있는 공지의 기술이 사용될 수 있다. 일례로, 거울로 마련되어 반사광을 카메라 쪽으로 반사시키거나, 반투과판으로 마련되어 카메라가 수광부의 후방으로부터 반사광의 상을 감지하도록 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 검사장치는 솔더크림이 도포된 기판 뿐 아니라, 빛을 반사할 수 있는 도포면이 형성된 모든 기판의 평탄도를 검사할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광주사부로부터 주사되는 슬릿광을 이송부에 의해 이송되는 기판의 도포면 상에 연속적으로 반사시키고, 수광부에 형성된 반사광을 카메라를 통해 연속적으로 감지한다. 감지된 반사광의 높이를 분석부를 통해 연속적으로 분석함으로써, 구조가 간단하면서도 기판의 도포면의 전체적인 평탄도를 검사할 수 있는 검사장치가 제공된다.

Claims (5)

  1. 기판검사장치(1)에 있어서,
    상기 기판(10)의 판면에 슬릿광(L)을 주사하는 광주사부(200)와;
    상기 기판(10)의 판면으로부터 반사된 반사광(R)을 수광하는 수광부(300)와;
    상기 수광부(300)에 수광된 반사광(R)을 감지하는 카메라(400)와;
    상기 기판(10)을 이송시키는 이송부(100)와;
    상기 카메라(400)에 감지된 반사광(R)을 연속적으로 분석하여 상기 기판(10)의 평탄도를 검사하는 분석부(500)를 가지는 것을 특징으로 하는 기판검사장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부(500)는,
    상기 수광부(300)에 오차범위를 가지는 기준높이를 가지며, 반사광(R)이 상기 오차범위 안에 들어가면 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치(1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광주사부(200)는 상기 기판(10)의 진행방향에 대향하게 마련되며,
    상기 슬릿광(L)의 좌우 폭은 상기 기판(10)의 좌우 폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치(1).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판(10)에는 솔더크림(solder cream) 혹은 솔더페이스트(solder paste)를 포함하는 도포제가 도포된 것을 특징으로 하는 기판검사장치(1).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광주사부(200)는,
    슬릿광(L)을 방출하는 슬릿광투사부(210)와, 슬릿광(L)의 폭과 주사각도를 조절하는 슬릿플레이트(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치(1).
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