KR100788501B1

KR100788501B1 - 키패드 검사 장치 및 검사 방법

Info

Publication number: KR100788501B1
Application number: KR1020070036469A
Authority: KR
Inventors: 김한준
Original assignee: 김한준
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2007-12-24

Abstract

본 발명은 키패드의 배선 이상과 버튼 동작 이상 및 추가적인 부품에 대한 검사까지도 일괄적으로 수행하도록 한 키패드 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 키패드의 회로 결선과 버튼 동작의 이상 여부와 함께 키패드에 적용된 추가적인 부품들에 대한 이상 여부를 동시에 확인하도록 하여 키패드에 대한 전체적인 검증을 정밀하면서도 빠르게 실시할 수 있어 불량 키패드의 출고를 방지하여 제품의 신뢰성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 키패드를 복수의 방식으로 중복 검사하도록 하고 이상이 발생한 구체적인 원인 및 발생 위치를 제공하도록 함으로써, 불량 키패드의 재사용 가능성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

키패드 검사 장치 및 검사 방법{Key pad tester and testing method thereof}

도 1은 일반적인 키패드 구성을 보인 회로도.

도 2는 일반적인 키패드 검사 장치의 검사 구성을 보인 개념도.

도 3은 일반적인 키패드 검사 과정을 보인 순서도.

도 4는 본 발명 일 실시예에 따른 키패드 검사 구성을 보인 개념도.

도 5는 본 발명 일 실시예에 따른 시험 전원부 구성을 보인 회로도.

도 6은 본 발명 일 실시예에 따른 범용 키패드 검사 장치의 구성을 보인 구성도.

도 7 내지 도 9는 본 발명 일 실시예에 따른 키패드 검사 장치를 이용한 일련의 검사 과정을 단계별로 구분하여 그 과정을 보인 순서도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

100: 제어부 110: 시험 전원부

111: 제 1증폭부 112: 제 2증폭부

200: 제어부 210: 시험 전원부

220: 표시부 230: 동작부

본 발명은 키패드 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 특히 키패드의 배선 이상과 버튼 동작 이상 및 추가적인 부품에 대한 검사까지도 일괄적으로 수행하도록 한 키패드 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.

통신과 전자 기기가 발전함과 아울러, 사람의 입력을 처리하기 위한 인터페이스 수단 역시 다양한 방향으로 발전하고 있다. 특히, 가장 광범위하게 사용되는 키패드는 빠르고 정확한 입력과 저렴한 비용 때문에 당분간 이를 대체할 수단은 없을 것으로 여겨지고 있다.

따라서, 키패드의 입력감을 높이거나, 정확도를 높이는 등의 다양한 개선이 이루어졌으며, 수명을 연장하고 비용을 낮추는 방향으로도 지속적으로 연구가 이루어지고 있다.

일반적으로, 키패드는 통신 장치들과 전자기기들의 폭발적인 수요에 따라 대량으로 제조되어 적용되는 경우가 많으므로 키패드들을 정확하고 빠르게 검사하여 불량 제품이 해당 장치들에 적용되지 않도록 하는 것이 중요한 과제이다. 특히, 직접 사용자의 입력을 받아들이는 부분이라는 점에서 상기 키패드는 이것이 적용되는 통신 장치들과 전자기기들에 대한 전체적인 신뢰성을 판단케 하는 중요한 부분이므로 키패드 자체에 대한 검증 과정의 신뢰성 역시 점차 높은 수준을 요구하게 되었다.

도 1은 일반적인 키패드의 회로 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 매트 릭스 형태의 키 배치와 함께 정전기와 채터링에 의한 영향을 줄이기 위한 수동 소자들이 구성되어 있음을 알 수 있다.

도시된 경우에는 숫자와 특수 문자 및 기능 버튼들이 14개 연결되어 있는 구성이고, 각 스캔 라인과 키 라인(데이터 라인에 대응)에는 실제 버튼을 누를 경우 발생되는 고주파 신호 성분을 제거하기 위한 커패시터들(C1~C8)이 병렬 배치되어 있다. 추가적으로, 정전기 충격에 대한 대책으로 허용된 전압 이상이 가해질 경우 초과 전압을 바이패스하는 바리스터들(Z1~Z4)이 스캔 라인에 병렬 연결되어 있다. 실제 바리스터들은 모든 라인들에 각각 연결될 수 있으며, 바리스터와 커패시터들이 동시에 적용되거나 혹은 각각 한 종류씩 적용될 수도 있다.

즉, 최근 등장하는 키패드들은 기존의 단순한 키패드와 달리 단순히 버튼들만 연결된 것이 아니라 키패드의 특성을 향상시키기 위한 다양한 소자들이 함께 구성되어 있는 것이 일반적이다.

도 2는 종래의 키패드 검사 방식을 보인 개념도로서, 도시한 바와 같이 키패드를 생산한 후 해당 키패드의 동작을 검사하는 검사 장비와의 연결 방식과 동작 방식이 나타나 있다. 일반적으로, 키패드 별로 전용 검사 지그(Zig)를 만들어 사용하게 된다.

즉, 검사장치(20)를 키패드(10)의 외부 핀들과 연결한 후, 키 라인 부분을 풀업 저항(R1)으로 각각 풀업하고, 스캔 라인들(SCAN_0~SCAN_3)을 순차적으로 선택하면서 논리 0을 인가하고, 현재 선택된 스캔 라인에 연결된 버튼들을 누른 후 이때 키 라인들의 전위를 일괄 파악하면 버튼의 이상 여부 및 배선의 이상을 확인할 수 있게 된다.

도 3은 종래의 키패드 검사 과정을 보인 순서도로서, 도시한 바와 같이 하나의 스캔 라인에 연결된 버튼들을 물리적으로 누른 후 해당 스캔 라인을 선택하여 논리 신호를 변경하고, 이때의 전체 키 라인 신호들을 파악하여 이상이 발생되는 경우 이상을 통지하여 검사를 종료하고, 이상이 발생되지 않는 경우 모든 스캔 라인에 대한 검사가 끝날 때까지 스캔 라인을 하나씩 순차 선택하면서 상기 과정을 반복한다. 만일 모든 스캔 라인들에 대한 검사가 완료될 때까지 이상이 없을 경우 해당 키패드는 이상이 없는 것으로 판정된다.

하지만, 이 경우 키패드를 구성하는 회로 배선과 버튼들에 대한 검증은 일부만 이루어지게 된다. 예를 들어, 스캔 라인 간의 단락 등은 확인이 어렵다. 또한, 키패드를 구성하는 부가적인 소자들에 대한 검증은 전혀 이루어지지 않아 상기 소자들 중 일부가 조립되지 않거나, 연결부위(납땜부위)에 이상이 있거나, 소자가 있으나 비정상적으로 동작하는 경우 등과 같은 상황이 발생하더라도 해당 키패드는 정상으로 판정되게 되므로, 기본적인 동작은 가능하지만 정전기에 약하거나 입력 동작을 비정상적으로 처리하는 등의 문제점이 발생할 수 있게 되어 해당 키패드를 적용한 전체 제품의 신뢰성을 크게 악화시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 육안 검사, 비전 장비를 이용한 검사 등을 추가로 실시할 수 있으나, 신뢰성이 낮으며 검사 비용도 증가하게 된다.

키패드 검사에 적용하기 위해 새롭게 제안하는 본 발명 실시예의 목적은 키패드의 회로 결선과 버튼 동작의 이상 여부와 함께 키패드에 적용된 추가적인 부품들에 대한 이상 여부를 동시에 확인하도록 하여 키패드에 대한 전체적인 검증을 빠르고 용이하게 실시할 수 있도록 한 키패드 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 키패드에 적용된 다양한 수동 소자들의 유무와 납땜 상태 및 소자의 이상 여부를 시간차를 이용한 검증을 통해 저렴하고 빠르게 수행할 수 있도록 하여 검사 수율을 높일 수 있도록 한 키패드 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 키패드에 적용된 다양한 수동 소자들과 키패드들의 구성에 따라 간단한 설정 변경을 통해 다양한 키패드 종류에 유연하게 대응할 수 있도록 범용성을 높인 키패드 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 키패드를 3가지 방식으로 중복 검사하도록 하여 이상이 발생한 부위를 파악하도록 하여 불량 키패드의 재사용 가능성을 높이도록 한 키패드 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드 검사 장치는 제어 신호에 따라 상이한 입력 임피던스와 전류값으로 시험 전원을 검사 대상 키패드의 모든 구성 라인들에 제공하는 시험 전원부와; 복수의 시험 모드 에 따라 상기 시험 전원부에 시험 전원 선택을 위한 제어 신호를 제공하고 해당 시험 모드에 따라 상기 키패드의 모든 구성 라인들 각각에 대해 신호를 제공하거나 판독함과 아울러, 상기 키패드에 적용된 부품의 용량을 기준으로 설정된 지연 시간을 적용하고, 상기 키패드의 버튼 선택 신호를 출력하여 상기 키패드의 배선과 구성 부품의 상태를 검사하는 제어부와; 상기 제어부의 버튼 선택 신호에 따라 상기 키패드의 버튼들을 물리적으로 선별 가압하는 동작부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 시험 전원부는 수신되는 제어 신호에 따라 각각 논리 1에 대응되는 전압을 제공하는 제 1증폭부 및 제 2증폭부와; 상기 제 1증폭부의 출력과 직렬 연결된 보호 저항 및 다이오드를 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 수 이상 배치한 출력단과; 상기 제 2증폭부의 출력과 상기 각 출력단 라인에 각각 직렬 연결되는 전류 제한 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 제 1증폭부의 출력과 직렬 연결된 보호 저항 및 다이오드를 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 수 이상 개별 라인으로 배치한 출력단과; 상기 제 2증폭부의 출력과 상기 출력단의 각 라인에 각각 직렬 연결되는 전류 제한 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 키패드의 모든 구성 라인들에 논리 0의 전위를 일정 시간 가하고 상기 시험 전원부를 고입력 임피던스 및 제한된 전류 제공 상태로 만든 후 상기 키패드를 구성하는 소자들의 특성에 따라 설정된 시간 동안 상기 키패드의 모든 라인들에 상기 시험 전원부의 제한된 전류만 제공한 다음 각 라인들의 값을 확인하여 키패드 구성 소자들에 대한 이상 여부를 검증하는 부품 확인 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 시험 전원부를 통해 상기 키패드의 모든 구성 라인들을 논리1의 전위로 만들고, 상기 키패드의 구성 라인들을 매트릭스 구성에 따라 스캔 라인과 키 라인으로 구분하여 일측 라인들 중 하나를 선택하며, 상기 동작부를 동작시켜 해당 선택 라인에 연결된 모든 버튼들을 선택한 상태에서 타측 라인들의 전위를 검사하는 과정을 상기 모든 일측 라인들에 대해 반복 실시하는 버튼 확인 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 키패드 검사 방법을 보면, 상이한 입력 임피던스와 전류값의 전원을 검사 대상 키패드의 모든 구성 라인들에 제공하고, 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 논리레벨을 가변하거나 그 상태를 확인하는 키패드 검사 장치를 이용한 키패드 검사 방법에 있어서, 상기 키패드의 모든 구성 라인들을 논리 1의 전위로 풀업한 상태로 임의 라인을 논리 0으로 할때의 다른 라인들 값을 파악하는 과정을 모든 라인들에 대해 반복하는 단락 및 단선 검사 단계와; 상기 키패드의 모든 구성 라인들을 일정시간 논리 0의 전위를 만들고, 상기 모든 라인들에 상기 키패드를 구성하는 소자들의 특성에 따라 설정된 시간 동안 제한된 전류만 제공한 다음 상기 키패드의 모든 라인들에 대한 논리값을 확인하여 키패드의 구성 소자들에 대한 이상 여부를 검증하는 부품 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 통해 상세히 설명 하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 일 실시예의 기본적 구성을 보인 개념도로서, 도시한 바와 같이 제어부(100)의 제어에 따라 상이한 입력 임피던스와 전류값으로 시험 전원을 검사 대상 키패드(10)의 모든 구성 라인들(SCAN_0~SCNA3, KEY_0~KEY_3)에 각각 제공하는 시험 전원부(110)와, 상기 시험 전원부(110)에 전원의 레벨, 입력 임피던스, 및 전류값을 선택하는 제어 신호를 제공하고 상기 선택된 제어 신호의 종류 및 상기 키패드(10)의 구성 소자들을 고려하여 설정된 타이밍(지연)을 근거로 상기 키패드(10)에 대한 정확한 단선과 단락 및 구성 소자들의 연결 여부와 이상 여부를 확인하는 제어부(100)로 이루어진다.

상기 시험 전원부(110)는 그 출력단으로 상기 키패드(10)를 구성하는 모든 라인들과 일대일로 연결되는 결선들을 제공하며, 상기 결선들은 각각 상기 제어부(100)의 입출력 포트와 연결되어 상기 제어부(100)에 의해 상기 결선들의 논리 레벨이 변화될 수 있고, 상기 제어부(100)가 상기 각 결선들의 논리 레벨을 확인 할 수 있다. 이때, 상기 시험 전원부(110)는 기본적으로 상기 키패드(10)의 전체 라인들에 해당 라인들의 논리 레벨을 확인하기 위한 기준 전위(논리 1)를 풀업 방식으로 제공하는 기능 외에, 제한된 전류값으로 전원을 제공하는 기능과, 상기 풀업 방식으로 기준 전위를 제공하던 출력을 고입력 임피던스 상태로 전환하는 기능도 제공한다. 이는 마찬가지로 상기 제어부(100)의 입출력 포트 역시 입력과 출력을 제공하는 출력 기능 외에, 고입력 임피던스의 입력 상태로 전환되는 기능도 구비하고 있다.

도 5는 상기 시험 전원부(110)의 내부적인 회로 구성을 보인 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 연결되는 모든 키패드의 구성 라인들을 기준 논리 레벨(논리 1)로 풀업하는 기능, 해당 풀업 전원측의 입력 임피던스를 높이는 기능, 제한된 전류만을 상기 키패드 구성 라인들에 제공하는 기능 및, 이러한 각 기능들을 외부 제어 신호에 의해 선택할 수 있는 기능이 구비되어 있다.

도시된 구성은 제어부(100)로부터 제공되는 2종류의 제어신호(제어신호1, 제어신호2)에 의해 각각 충분한 전력의 전원을 선택적으로 제공하는 제 1 및 제 2증폭부들(111, 112)과, 상기 제 1증폭부(111)의 출력(V1)과 복수(n+m개)의 출력단 라인들 사이에 각각 직렬 연결된 보호 저항(R_O) 및 다이오드들과, 상기 제 2증폭부(112)의 출력(V2)과 상기 각 출력단 라인에 각각 직렬 연결되는 전류 제한 저항(R_L)을 포함하여 이루어진다.

상기 첫번째 스캔 라인(SCAN_0)으로 제공되는 출력단의 동작 방식을 상기 제 1증폭부(111) 및 제 2증폭부(112)에 제공되는 제어신호의 종류에 따라 설명하도록 한다.

먼저, 상기 제어신호1이 논리 1의 값이고, 제어신호2가 논리 0의 값인 경우 상기 제1증폭부(111)의 출력(V1)과 상기 제2증폭부(112)의 출력(V2)은 각각 논리 1과 논리 0이 되어 상기 출력단의 논리 레벨은 논리 1이 된다. 따라서, 이 경우 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 논리 레벨은 1이 되며, 상기 보호저항(R_O)과 다이오드에 의해 상기 제어부(100)가 상기 시험전원부(110) 출력단의 논리 레벨을 직접 가변할 경우 상기 시험전원부(110) 출력단과 연결되는 키패드 라인의 논리 레벨이 상기 제 1증폭부(111)나 연결된 다른 키패드 라인의 논리 레벨과 무관하게 가변될 수 있다.

상기 보호저항(R_O)은 연결된 출력단의 논리 레벨이 가변되더라도 그 충격을 스스로 흡수하는 기능을 하기 때문에 일반적으로 4㏀ 이상의 저항을 이용한다. 하지만, 그 값이 너무 클 경우(100㏀ 이상) 전류 제한이 발생하여 빠른 논리 레벨 전환이 어려워지므로 그 값은 일반적으로 수~수십㏀ 정도가 사용된다.

상기 다이오드는 역방향 전류를 방지하고, 높은 임력 임피던스를 가질 수 있도록 하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 제어신호1이 논리 0의 값이고, 제어신호2가 논리 1의 값이라면 상기 제 1증폭부(111)의 출력(V1)은 0이 되고 제 2증폭부(112)의 출력(V2)은 논리 1이 되어 상기 전류제한 저항(R_L)을 통해서만 전류가 일정한 크기로 제공되게 된다. 이때, 상기 제어부(100)가 상기 키패드에 구성된 각 소자들의 방향성, 용량성등을 고려하여 적절한 검사를 실시한다.

도 6은 상기 도 5에 도시한 구성을 가지는 시험 전원부(210)를 적용한 본 발명 일 실시예에 따른 키패드 검사 장치의 전체적인 구성도로서, 키패드를 검사한 최종 출력 내용을 표시하기 위한 표시부(220)와, 검사대상 키패드(11)의 종류에 따라 유연하게 대처할 수 있도록 검사 대상 키패드(11)의 스캔 라인들(l개)과 키 라인들(데이터 라인에 대응)(k개) 각각의 수보다 많은 구분된 출력단(각각 n개와 m개, 이때 n≥l, m≥k)을 구비한 시험 전원부(210)와, 제어부(200)의 제어에 따라 선택적으로 상기 키패드(11)의 버튼들을 물리적으로 가압하는 동작부(230) 및 상기 시험 전원부(210)의 각 출력단과 연결된 입출력 포트를 구비하고 상기 시험 전원부(210)가 제공하는 전원 상태와 상기 동작부(230)의 동작 상태를 제어함으로써 복수 모드의 키패드 검사를 수행하는 제어부(200)로 이루어진다.

일반적으로 키패드는 전기적 선로가 배치된 기판과, (일반적으로 납땜을 통해)상기 전기적 선로에 전기적으로 연결된 수동 소자들과, 다양한 방식으로 상기 기판의 절연된 전극들을 전기적으로 단락시키는 버튼들을 포함한다. 따라서, 키패드의 완전한 무결성을 보장하기 위해서는 적어도 키패드의 전기적 선로의 단선, 단락을 완전히 검사해야 하고, 각 버튼들의 동작여부를 검사해야 하며, 각종 수동 소자들의 존재여부, 연결된 수동 소자들의 연결 이상이나 소자 불량 여부를 확인해야만 장기적인 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

따라서, 단순히 키패드의 일반적인 동작 방식에 맞추어 스캔 라인을 선택하고 해당 스캔 라인에 공통 연결된 버튼들을 눌러 대응되는 키 라인의 출력값을 확인하는 정도로는 모든 배선들의 무결성을 확인할 수 없기 때문에, 본 실시예에서는 스캔 라인과 키 라인 모두를 각각 선택하면서 라인의 단선이나 라인간의 단락을 확인하고, 실제 동작과 반대 방식(키 라인을 선택하고, 해당 키 라인에 연결된 버튼들을 누르면서 스캔 라인들의 값을 확인)으로 버튼을 선택하면서 버튼 동작의 이상을 확인하도록 한다. 필요한 경우, 실제 동작과 동일한 방식으로 버튼을 선택하면서 버튼 동작의 이상을 확인하거나, 이러한 확인 방식을 중복하여 적용할 수 있다.

그리고, 최근의 키패드에는 방향성을 제한하는 다이오드, 버튼 입력시 발생되는 고주파 잡음인 채터링을 감소시키는 커패시터, 그리고 사용자의 신체 접촉이 나 보관 장소(예를 들어, 주머니, 가방 등)에서 유입되는 정전기에 의한 영향을 감소키시는 바리스터가 추가로 구성되기 때문에, 다이오드를 적용한 경우 키패드의 스캔 라인과 키 라인에 역방향 신호를 교차 제공하고 그 결과를 확인하는 것으로 다이오드의 유무를 확인하고, 용량성 소자인 커패시터나 바리스터를 적용한 경우 각 소자를 방전시킨 상태에서 제한된 전류만 해당 소자의 용량에 맞추어 제공한 후 그 충전 정도를 검사하는 것으로 해당 소자들의 유무와 이상 여부를 확인하도록 한다.

따라서, 배선의 무결성을 검사하는 단락 및 단선 검사 모드와, 부품의 이상을 검사하는 부품 확인 모드 및 버튼의 이상을 검사하는 버튼 검사 모드가 각각 혹은 조합되어 수행됨으로써, 키패드에 대한 전반적인 상태 검증이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 제어부(200)는 상기 시험 전원부(210)의 구성을 이용하기 때문에 복잡한 내부적인 연산이 필요없어 마이크로 콘트롤러와 같은 고가의 제어 수단을 이용하지 않고 각 검사 모드 별 일정한 검사 순서에 따라 검사를 수행할 수 있도록 논리 소자와 검사 정보를 파악하고 저장하기 위한 메모리 소자만으로 구성하여 비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 복합 프로그래밍 가능 논리 소자(CPLD)와 같이 복수의 입출력 포트를 제공하고 구동 속도가 빠르면서도 가격이 저렴한 소자를 이용하면 비용 대비 성능을 극대화 할 수 있다. 특히 이러한 소자(CPLD)는 키패드에 대한 키 배열 정보와 구성되는 소자들을 검사할 용량 정보(실질적으로는 지연 시간을 얻기 위한 정보)들을 저장 및 갱신하여 다양한 키패드들에 반복적으로 사용할 수 있어 키패드의 종류가 변경될 경우 시험을 위한 지그(Zig) 제작이 용이해진다. 또한, 복수의 키패드 종류들에 대한 상기 정보들을 저장하고 이들을 선택할 수 있도록 하고, 키패드 종류에 대응하는 복수의 동작부(230)를 구성하거나, 상기 동작부(230)를 범용으로 구성한다면 많은 종류의 키패드 검사에도 범용적으로 활용할 수 있다.

즉, 복합적인 키패드 상태 검증과정을 고속으로 실시하며, 다양한 키패드에 대해 범용적으로 적용할 수 있는 고성능 만능 키패드 검사 장치를 구현할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 7내지 도 9를 통해 상기 언급한 각 모드별 동작 과정을 도 5내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 단락 및 단선을 검사하는 과정을 보인 순서도로서, 도 5의 시험 전원부를 참조하여 설명하면, 우선 제어부가 시험 전원부(110)의 제 1증폭부(111)에는 논리 1의 제어 신호를 인가하고, 제 2증폭부(112)에는 논리 0의 제어 신호를 인가하여 그 출력이 각각 V1은 논리 1, V2는 논리 0의 레벨이 되도록 한다. 그에 따라, V1의 출력은 보호 저항(R_O) 및 다이오드를 통해 각 검사대상 키패드의 스캔 라인들과 키 라인들에 제공되어 해당 라인들을 논리 1 레벨로 풀업하는 것으로 기준 전위를 유지하도록 한다.

이후, 제어부가 상기 라인들 중 하나를 선택하여 해당 라인의 전위를 논리 0으로 낮추면(이를 '선택'한다고 표현) 상기 보호저항(R_O)에 의해서 제 1증폭부(111) 나 연결된 다른 라인들의 전위는 변동되지 않으므로, 이때의 전체 라인들의 값을 상기 제어부가 확인하면 키패드의 전기적 배선의 이상을 검출할 수 있다. 즉, 상기와 같은 경우 해당 라인을 제외한 모든 라인들의 논리 레벨이 1이 되는 경우가 정상이다. 만일 해당 라인을 제외한 라인들 중에서 논리 레벨이 0이 되는 경우가 발생하면 단락 혹은 단선을 의심해야 하므로 해당 라인에 대한 정보를 저장한다.

그 다음, 모든 라인들을 순차적으로 선택하면서 상기와 같은 과정을 반복하여 모든 라인들에 대한 단락이나 단선을 검사한다. 이와 같이 스캔 라인 및 키 라인들에 대해 모두 동일한 방식으로 각각 단락과 단선을 검사하여 동일한 종류의 라인들간 단락이나 단선도 검출할 수 있다.

도 8은 키패드에 구성된 부품(특히, 용량성 부품)의 이상여부를 검사하는 과정을 보인 순서도로서, 이 경우 역시 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 제어부는 제 1증폭부(111)의 출력(V1)이 논리 1이 되도록 하여 모든 라인들 및 연결된 부품들을 초기화한다. 이 과정은 생략될 수 있다. 그리고, 다시 제 1증폭부(111)의 출력(V1)이 논리 0이 되도록 하여 상기 다이오드에 의해 해당 전원 부분이 높은 입력 임피던스를 가지도록 한다. 또한, 제 2증폭부(112)의 출력(V2)이 논리 1이 되도록 하여 상기 전류 제한 저항(R_L)(일반적으로 수백 ㏀ 이상)을 통해 제한된 전류가 키패드의 각 라인들에 제공되도록 한다. 그리고 제어부가 전체 라인들을 선택하여 모든 라인의 전위를 논리 0이 되도록 한 후 모든 용량성 부품들이 방전되도록 일정 시간 지연을 실시한다. 이 과정에서 상기 전류제한 저 항(R_L)에 의해 제 2증폭부(112)가 제공하는 전원은 부품들에 대한 방전에 영향을 주지 않는다.

이후, 제어부는 전체 라인을 선택하지 않으면서 입출력 포트를 입력으로 전환(부동(floation) 상태가 됨)하는 것으로 실질적으로 해당 연결 부분이 높은 입력 임피던스를 가지도록 한다. 그에 따라 상기 키패드의 각 라인들은 다른 결선들에 대한 영향없이 순수하게 상기 전류제한 저항(R_L)을 통해 제공되는 제한된 전류만 인가되며, 그로인해 해당 전류만으로 연결된 용량성 부품이 충전되게 되므로 가장 작은 용량성 부품이 논리 1로 파악되는 전압 레벨(예를 들어, 논리 1의 전위가 3.3V인 경우 논리 1로 판단되는 1.5V~1.7V)까지 충전되는 시간을 파악하여 그 시간 이전에 전체 라인들에 대한 논리 레벨을 파악한다. 즉, 모든 용량성 소자를 방전시킨 후 제한된 전류만 제공하여 충전을 실시하는 과정은 최소 용량을 가지는 소자를 기준으로 설정된 시간 정보(실질적으로는 카운터 정보나 타이머 정보)에 따라 확인을 위해 지연한다. 해당 정보는 검사 대상 키패드에 따라 상이해질 수 있다.

만일, 전체 라인의 측정된 논리 레벨이 모두 0인 경우 이상이 없는 것이며, 논리 레벨이 1이 되는 라인이 있는 경우 용량성 부품이 없거나, 용량이 틀리거나, 납땜이 잘못되었거나 혹은 소자에 이상이 발생한 경우가 된다. 이러한 정보 역시 별도 저장한다.

이후, 필요하다면 용량의 충전 시간에 맞추어 다시 확인 지연 및 전체 라인 검사를 반복하면서 용량별 부품들의 정상 동작을 정밀하게 확인할 수 있다.

실제 측정시 수~수십 pF의 정밀도로 용량을 확인할 수 있어 커패시터에 대한 정밀한 검사는 물론이고 작은 용량의 커패시터와 제너 다이오드들의 결합이 등가회로인 바리스터에 대한 검사도 가능하게 된다.

이러한 정밀도는 실질적으로 제어부 및 시험 전원부의 입력 임피던스 레벨과 제어부의 시간 지연 분해능(즉, 고속 동작에 의한 정밀한 시간 지연)에 의존하게 되므로 실시예로서 제시한 바와 같이 시험 전원부의 다이오드 구성이나 저렴하고 고속으로 동작하는 CPLD 형태의 제어부 구성에 의해 가능하게 된 것이다.

도 9는 버튼의 이상을 검사하는 부분으로, 도 6을 참조하여 설명하도록 한다. 제어부(200)가 시험전원부(210)를 제어하여 검사 대상 키패드(11)의 모든 라인들을 풀업하여 기준 전원을 맞춘다. 이후, 키패드의 스캔 라인과 키 라인을 구분하여, 키 라인들 중 하나를 선택하여 해당 라인에 논리 0의 전위를 가하고 해당 키 라인에 공통적으로 연결된 버튼들을 상기 동작부(230)가 선택적으로 가압하도록 한 후 스캔 라인들의 값을 확인한다. 이때, 해당 스캔 라인들의 값은 모두 논리 0이 되어야 한다. 이러한 과정을 모든 키 라인들을 순차적으로 선택하면서 모든 키라인들에 대해 상기 과정을 반복한다. 즉, 일반적인 키패드의 동작이 스캔라인을 선택하고 키라인의 값을 읽는 방식이지만, 이와 반대로 실시하도록 하는 것으로 다양한 관점에서의 검사가 가능해진다. 물론, 일반적인 키패드의 동작과 동일한 방식으로 버튼을 검사할 수 있고, 상기 두가지 방법을 모두 실시할 수도 있다. 만일 이상이 발생할 경우 이 정보들도 저장한다.

이때, 도시되지는 않았지만 버튼 검사와 함께 다이오드가 연결된 키패드의 경우 다이오드의 존재여부도 상기 두가지 방식을 모두 수행하여 그 결과를 비교하는 것으로 파악할 수 있다.

따라서, 상기 설명된 3가지 종류의 검사 모드를 각각 개별적으로 실시하거나, 이들을 조합하여 실시하도록 할 경우 키패드의 구성과 특성을 감안한 정밀한 검사가 가능하며, 이러한 과정에서 누적된 이상 발생 라인들의 정보를 제어부가 수집하여 제공해 줄 경우 불량이 발생한 키패드라 할지라도 이상 발생 부분이나 의심되는 이상의 종류를 알 수 있어 수리가 용이해지게 된다. 즉, 불량 검출의 정확도를 높여 해당 키패드가 적용되는 장치의 신뢰성을 높일 수 있음과 아울러, 불량 키패드를 용이하게 수리하여 수율도 높일 수 있게 된다. 특히, 이러한 과정이 고속으로 실시되기 때문에 키패드 검사 속도 역시 기존의 단순한 검사에 비해 늦어지지 않는다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 키패드 검사 장치 및 검사 방법은 키패드의 회로 결선과 버튼 동작의 이상 여부와 함께 키패드에 적용된 추가적인 부품들에 대한 이상 여부를 동시에 확인하도록 하여 키패드에 대한 전체적인 검증을 정밀하면서도 빠르게 실시할 수 있어 불량 키패드의 출고를 방지하여 제품의 신뢰성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키패드 검사 장치 및 검사 방법은 키패드에 적용된 다양한 수동 소자들의 유무와 납땜 상태 및 소자의 이상 여부를 시간차를 이용한 검증을 통해 저렴하고 빠르면서도 정밀하게 수행할 수 있도록 하여 기본 동작은 가능하지만 사용 과정에서 발생할 수 있는 각종 이상발생 가능성이 있는 키패드를 검출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키패드 검사 장치 및 검사 방법은 키패드에 적용된 다양한 수동 소자들과 키패드들의 구성에 따라 간단한 설정 변경을 통해 다양한 키패드 종류에 유연하게 대응할 수 있도록 범용성을 높여 키패드 검사의 비용을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키패드 검사 장치 및 검사 방법은 키패드를 복수의 방식으로 중복 검사하도록 하고 이상이 발생한 구체적인 원인 및 발생 위치를 제공하도록 함으로써, 불량 키패드의 재사용 가능성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

복수의 구성 라인들과, 상기 라인들에 용량성 부품이 연결된 검사 대상 키패드의 상태를 검사하기 위한 키패드 검사 장치에 있어서,

수신되는 제어 신호에 따라 상이한 입력 임피던스와 전류값을 가지는 시험 전원을 보호저항 및 전류 제한 수단을 구비한 출력부를 통해 상기 검사 대상 키패드의 모든 구성 라인들에 선택적으로 제공하는 시험 전원부와;

수신되는 제어 신호에 따라 상기 키패드의 버튼들을 물리적으로 선별 가압하는 동작부와;

상기 시험 전원부와 별도로 상기 검사 대상 키패드의 모든 구성 라인들의 논리값을 설정하거나 해당 구성 라인들의 논리값을 판독하는 제 1 수단과, 상기 키패드에 적용된 부품의 용량을 기준으로 시간을 지연시키는 제 2수단과, 복수의 시험 모드에 따라 상기 시험 전원부와 상기 동작부에 상이한 제어 신호를 제공하면서 상기 제 1수단과 제 2수단을 이용하여 키패드의 배선 및 동작 상태와 용량성 부품 상태를 파악하는 제 3수단을 구비한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 시험 전원부는 수신되는 제어 신호에 따라 각각 논리 1에 대응되는 전압을 제공하는 제 1증폭부 및 제 2증폭부와;

상기 제 1증폭부의 출력과 직렬 연결된 보호 저항 및 다이오드를 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 수 이상 개별 라인으로 배치한 출력단과;

상기 제 2증폭부의 출력과 상기 출력단의 각 라인에 각각 직렬 연결되는 전류 제한 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 시험 전원부의 각 출력단과 연결된 입출력 포트를 구비하며, 상기 입출력 포트는 출력과 입력 상태로 가변되고, 입력 상태에서는 높은 입력 임피던스 상태가 되는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부의 제3수단은 상기 시험 전원부를 통해 상기 키패드의 모든 구성 라인들을 논리 1의 전위로 만들고, 상기 제 1수단을 통해 상기 키패드의 각 라인들을 하나씩 논리 0으로 만들면서 잔류 라인들의 값을 확인하여 모두 논리 1일 경우 정상으로 판단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 2항에 있어서, 상기 제어부의 제 3수단은 상기 제 1수단을 통해 상기 키패드의 모든 구성 라인들에 논리 0의 전위를 일정 시간 가하고 상기 시험 전원부에 제어 신호를 제공하여 해당 시험 전원부의 출력단을 고입력 임피던스 및 제한된 전류 제공 상태로 만든 후 상기 제 2수단을 통해 상기 키패드를 구성하는 소자들에 따라 설정된 시간 동안 상기 키패드의 모든 라인들에 상기 시험 전원부의 제한된 전류만 제공한 다음, 상기 제 1수단을 통해 상기 키패드의 각 라인들의 값을 확인하여 키패드 구성 소자들에 대한 이상 여부를 검증하는 순차 검증 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부의 제 3수단은 제 1수단을 통해 상기 키패드의 구성 라인이 이루는 스캔 라인과 키 라인에 대해 각각 상이한 방향으로 전압을 가하면서 대응되는 연결 라인의 출력을 확인하여 다이오드의 구성여부를 파악하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제 3수단을 통해 상기 시험 전원부를 제어하여 상기 키패드의 모든 구성 라인들을 논리1의 전위로 만들고 상기 제 1수단을 통해 상기 키패드의 구성 라인이 이루는 스캔 라인과 키 라인에서 일측 라인들 중 하나를 선택한 후 상기 제 3수단을 통해 상기 동작부를 동작시켜 해당 선택 라인에 연결된 모든 버튼들을 선택한 상태에서 상기 제 1수단을 통해 타측 라인들의 전위의 상태를 파악하는 과정을 상기 모든 일측 라인들에 대해 반복 실시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 7항에 있어서, 상기 제어부는 상기 버튼 확인 모드에서 상기 스캔 라인과 키 라인의 선택 방식을 반대로 실시하거나 추가 실시하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 논리회로와 메모리 수단 만을 포함하는 복합 프로그래밍 가능 논리 소자(CPLD)로 구성된 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 키패드에 대한 구성 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하며, 상기 메모리부에 저장된 구성 정보를 근거로 상기 키패드 배선과 구성 부품의 상태에 대한 적합 및 부적합을 판단하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 복수의 시험 모드를 순차적으로 모두 실시한 후 시험 결과를 정리하여 출력하며, 상기 제어부가 출력하는 정보를 수신하여 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부가 검사하는 구성 부품은 커패시터, 다이오드, 바리스터를 포함하는 방향성, 용량성 수동 소자들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 장치.
상이한 입력 임피던스와 전류값의 전원을 검사 대상 키패드의 모든 구성 라인들에 제공하고, 상기 키패드의 모든 구성 라인들의 논리레벨을 가변하거나 그 상태를 확인하는 키패드 검사 장치를 이용한 키패드 검사 방법에 있어서,

상기 키패드의 모든 구성 라인들을 논리 1의 전위로 풀업한 상태로 임의 라인을 논리 0으로 할때의 다른 라인들 값을 파악하는 과정을 모든 라인들에 대해 반복하는 단락 및 단선 검사 단계와;

상기 키패드의 모든 구성 라인들을 일정시간 논리 0의 전위를 만들고, 상기 모든 라인들에 상기 키패드를 구성하는 소자들의 특성에 따라 설정된 시간 동안 제한된 전류만 제공한 다음 상기 키패드의 모든 라인들에 대한 논리값을 확인하여 키패드의 구성 소자들에 대한 이상 여부를 검증하는 부품 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 방법.
제 13항에 있어서, 상기 부품 확인 단계에서, 상기 제한된 전류만을 상기 키패드에 제공하는 과정에서 상기 제한된 전류를 제공하는 수단 외에 상기 키패드의 모든 구성 라인들에 대한 검사 장비의 연결을 고입력 임피던스 상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 방법.
제 13항에 있어서, 상기 부품 확인 단계는, 상기 키패드의 구성 라인들을 매트릭스 구성에 따라 스캔 라인과 키 라인으로 구분하여 각각 상이한 방향으로 전압을 가하면서 다이오드의 구성여부를 파악하는 제 2부품 확인 모드 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 검사 방법.