KR100902349B1

KR100902349B1 - 인쇄회로기판 검사 장치

Info

Publication number: KR100902349B1
Application number: KR1020070066929A
Authority: KR
Inventors: 전진국; 전형일; 김영훈; 박영식; 윤영룡
Original assignee: 주식회사 오킨스전자
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-06-12
Also published as: KR20090002733A

Abstract

개시된 인쇄회로기판 검사 장치는, 인쇄회로기판과의 사이에 바이어스 전압이 인가되며, 액정층과 편광판이 구비된 디텍터와, 디텍터에 빛을 조사하는 광원 및 디텍터로부터 나온 빛을 전기적 신호로 변환하는 카메라를 포함한다. 이와 같은 인쇄회로기판 검사 장치에 의하면, 인쇄회로기판과 디텍터 사이에 걸리는 전계에 의해 구동되는 디텍터의 액정 분자 배향 방향의 차이 및 이에 따른 빛의 투과 여부나 그 특성 등을 파악함으로써, 인쇄회로기판의 불량 검사를 수행할 수 있다.

인쇄회로기판, 디텍터

Description

인쇄회로기판 검사 장치{APPARATUS FOR PRINTED CIRCUIT BOARD TESTING}

도 1은 본 발명의 검사 장치에 사용될 수 있는 인쇄회로기판을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3 및 도 4는 도 2의 디텍터의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 5는 도 2의 디텍터에 바이어스 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자들의 배열 모습을 개략적으로 나타낸 도면.

도 6은 도 1의 인쇄회로기판과 도 2의 디텍터 사이에 바이어스 전압이 인가된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 7은 도 2의 스테이지와 디텍터 사이에 바이어스 전압이 인가된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판 검사 장치를 부분적으로 나타낸 도면.

도 10은 도 9의 스테이지를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 인쇄회로기판 130... 접촉 단자

200... 인쇄회로기판 검사 장치 210... 디텍터

211... 반사판 212... 하부 유리

213... 액정층 214... 액정 분자

215... 투명 전극 216... 상부 유리

217... 편광판 218... 유리 블록

220... 광원 230... 광 분리기

240... 렌즈 250... 카메라

260... 영상 처리부 270... 스테이지

271... 평면 전극 280... 소켓

본 발명은 인쇄회로기판 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 인쇄회로기판의 불량을 검출할 수 있는 인쇄회로기판 검사 장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 집적회로나 저항기 등의 전기적 부품들이 납땜되는 얇은 판으로, 인쇄회로기판 상에는 전기적 부품들과의 전기적 연결을 위한 회로 패턴이 마련된다.

인쇄회로기판 상의 회로 패턴은 제조 공정 등에 의해 단선이나 쇼트(short) 등과 같은 불량이 발생될 수 있다.

회로 패턴의 불량은 회로 패턴에 납땜되는 전기적 부품의 오작동이나 작동 불능을 야기할 수 있어 완성품의 불량을 초래하게 된다.

이에 인쇄회로기판에 형성된 회로 패턴의 불량 여부를 미리 검사할 필요성이 대두되었고, 이러한 필요성에 의해 종래에는 현미경에 의해 광학적으로 회로 패턴의 불량을 검사하였다.

현미경에 의한 회로 패턴 불량 검사에 의하면, 인쇄회로기판 상에 미세의 입자 등이 존재할 경우, 양호한 인쇄회로기판에서도 회로 패턴이 불량으로 인식되는 문제점이 있다.

또한, 광학적 방법에 의하므로 전기적인 불량을 인식할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 다수의 회로 패턴 각각을 개별적으로 검사하여 설계도 등과 비교해야 하므로, 상당한 검사 시간이 소요되는 문제점이 있고, 개별적 검사 시, 검사 조건이 변경될 수 있어 반복 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기적 방법에 의하여 인쇄회로기판의 불량 여부를 검사할 수 있는 인쇄회로기판 검사 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판 검사 장치는 인쇄회로기판에 바이어스 전압을 인가하여 인쇄회로기판에 형성된 회로 패턴의 불량 여부를 검사하는 장치이다.

인쇄회로기판 검사 장치는 디텍터(detector)와, 인쇄회로기판과 디텍터 사이에 바이어스 전압을 인가시키기 위한 직류 전원과, 디텍터에 빛을 조사하는 광원 및 디텍터로부터 나온 빛을 전기적 신호로 변환하는 카메라를 포함한다.

삭제

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 검사 장치에 사용될 수 있는 인쇄회로기판(100)을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(100)은 보드(board;110)와, 다수의 회로 패 턴(120) 및 접촉 단자(130)를 포함한다.

다수의 회로 패턴(120)은 전자 부품들이 납땜되기 위해 보드(110) 상에 마련된다.

접촉 단자(130)는 보드(110) 일측에 마련되어 다수의 회로 패턴(120)들과 전기적으로 연결된다.

접촉 단자(130)는 보드(110) 일측에 한 쌍이 마련될 수 있다.

한 쌍의 접촉 단자(130a) 중 어느 하나는 회로 패턴(120)들 중 홀수번째 회로 패턴(120)들에 연결되고, 나머지 접촉 단자(130b)는 짝수번째 회로 패턴(120)들에 서로 교대로 연결된다.

이는 인접한 회로 패턴(120)들 사이에 바이어스 전압이 독립적으로 분리 인가될 수 있게 함으로써, 서로 간의 전계(electric field) 간섭을 최소화하기 위한 것이다.

즉, 홀수번째 회로 패턴(120)들에 바이어스 전압을 인가한 후, 짝수번째 회로 패턴(120)들에 바이어스 전압을 인가함으로써, 홀수와 짝수의 회로 패턴(120) 사이에 발생될 수 있는 전계 간섭을 최소화하기 위한 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판 검사 장치 및 그 구동 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 인쇄회로기판 검사 장치(200)는 인쇄회로기판(100)이 놓여지는 스테이지(270)와, 디텍터(210)와, 인쇄회로기판(100)과 디텍터(210) 사이에 전계를 인가하기 위한 직류 전원(300)과, 디텍터(210)에 빛을 조사하는 광원(220) 및 카메라(250)를 포함한다.

인쇄회로기판 검사 장치(200)에는 광 분리기(230)와, 렌즈(240) 및 영상 처리부(260)가 더 포함될 수 있다.

스테이지(270)에는 상면에 평면 전극(271)이 더 마련될 수 있다.

디텍터(210)는 스테이지(270) 상부에 위치하며, 상부 기판(216)과 하부 기판(212) 사이에 개재된 액정층(213)과, 상부 기판(216)과 액정층(213) 사이에 마련된 투명 전극(215) 및 상부 기판(216) 상부에 마련된 편광판(217)을 포함한다.

광원(220)이 디텍터(210) 상부에서 디텍터(210)를 향해 하방으로 빛을 조사하는 경우, 하부 기판(212) 하부에 반사판(211)이 더 마련될 수 있다.

액정층(213) 상하부에는 소정 방향으로 러빙(rubbing)된 배향막(미도시)이 형성되어 액정층(213) 내의 액정 분자(미도시)들의 배향 방향을 결정한다.

액정층(213)을 이루는 액정 분자들은 저전압으로 구동이 용이한 TN 모드(twisted nematic mode) 액정 분자로 이루어질 수 있고, 또한 STN 모드(super twisted nematic mode), IPS 모드(in-plane switching mode), VA 모드(vertical alignment mode), OCB 모드(optically compensated bend mode) 액정 분자 등으로도 이루어질 수 있다.

액정 분자는 인가된 전계에 의하여 구동을 하며, 액정층(213)으로 들어오는 빛의 진행 방향을 가이드한다.

투명 전극(215)은 직류 전원(300)에 의하여 접촉 단자(130) 또는 평면 전극(271)과 연결되어, 액정층(213)에 전계가 인가되도록 한다.

도 3 및 도 4는 도 2의 디텍터의 또 다른 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상부 기판(216)과 편광판(217) 사이 또는 편광판(217) 상부에는 유리 블럭(218)이 더 마련될 수 있다.

유리 블럭(218)은 디텍터(210)의 구조를 지지하기 위한 것이다.

상하부 기판(212,216)과 액정층(213)은 그 두께가 매우 얇기 때문에 외부의 충격 등에 의해 쉽게 구부러지는 등 그 형태가 변형될 수 있다.

따라서, 다소 두꺼운 유리 블럭(218)을 개재시킴으로써 디텍터(210)의 형태 변형을 방지할 수 있다.

도 5는 인쇄회로기판과 디텍터가 직류 전원에 의해 연결되지 않은 상태의 도면이다.

도 5를 참조하면, 액정층(213)의 액정 분자(214)들은 λ/4의 위상 지연값을 가지며 비틀림 배향을 하고 있다.

이 상태에서 액정층(213)으로 빛이 조사되면, 편광판(217)의 광축에 평행하게 빛이 입사하여 액정 분자(214)들에 의해 λ/4의 위상 지연이 발생하고, 반사판(211)에 의해 반사 시, 다시 액정 분자(214)들에 의하여 λ/4의 위상 지연이 발생한다.

총 λ/2의 위상 지연이 발생된 빛은 편광판(217)에 이르러 편광판(217)의 광축과 수직인 광축을 갖게 되어 편광판(217)을 투과하지 못하게 된다.

도 6 및 도 7은 인쇄회로기판 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 직류 전원(300)에 의하여 디텍터(210)의 투명 전 극(215)과 접촉 단자(130) 또는 평면 전극(271)에 바이어스 전압이 인가되면, 회로 패턴(120)들과 투명 전극(215) 사이에 전계가 발생한다.

액정 분자(214)들을 구동시키는 전계는 정상 회로 패턴(120a)과 불량 회로 패턴(120b) 상에서 서로 차이가 나게 되어, 액정 분자(120)들의 구동 차이를 일으킨다.

정상 회로 패턴(120a)과 투명 전극(216) 사이에 발생되는 전계는 초기 비틀림 배향의 액정 분자(214)들을 수직 배향이 되도록 구동시킨다.

단선이나 쇼트 등이 난 불량 회로 패턴(120b)과 투명 전극(216) 사이에 발생되는 전계는 초기 비틀림 배향보다 비틀림의 완화만 시킬 뿐, 수직 배향이 되도록 액정 분자(214)들을 구동시키지는 못한다.

액정 분자(214)들이 수직으로 배향되면, 액정층(213)으로 입사된 빛은, 입사 및 반사 후, 위상 지연이 없이 편광판(217)의 광축과 평행한 광축을 가지게 되어 편광판(217)을 투과하게 된다.

따라서, 정상 회로 패턴(120a) 상부의 액정층(213)으로 입사된 빛은 반사판(211)에 의해 반사된 후, 편광판(217)을 투과하여 외부로 나가게 되지만, 불량 회로 패턴(120b) 상부의 액정층(213)으로 입사된 빛은 편광판(217)에 의하여 반사된 후, 편광판(217)을 투과하지 못하게 되는 차이가 생기게 된다.

카메라(250)는 디텍터(210) 상부에 배치되어 디텍터(210)로부터 반사되어 나오는 빛을 전기적 신호로 변환한다.

광 분리기(230)는 디텍터(210)와 카메라(250) 사이에 마련되어 광원(220)으 로부터 조사된 입사광을 디텍터(210)로 반사하고, 디텍터(210)로부터 출사된 빛을 투과한다.

렌즈(240)는 디텍터(210)와 카메라(250) 사이에 마련되어, 디텍터(210)로부터 반사된 빛을 전기적 신호로 변환하는 카메라(250)로 집광한다.

영상 처리부(260)는 카메라(250)로부터 전기적 신호를 받아 화상처리기법에 의하여 프로세싱한 후, 자동 또는 수동의 방법에 의하여 화상 처리값을 비교 판독한다.

이와 같은 인쇄회로기판 검사장치(200)는 다음과 같은 방법에 의해 인쇄회로기판(100)의 불량 여부를 검사한다.

직류 전원(300)에 의하여 인쇄회로기판(100)과 디텍터(210) 사이에 전계를 발생시킨다.

전계는 정상 회로 패턴(120a)과 불량 회로 패턴(120b) 상에서 그 값이 다르게 나타나는데, 그 값에 따라 액정층(213)을 이루는 액정 분자(214)들도 서로 다른 형태로 구동하게 된다.

즉, 정상 회로 패턴(120a) 상부의 액정 분자(214)들은 수직 배향으로, 불량 회로 패턴(120b) 상부의 액정 분자(214)들은 초기 비틀림보다 완화된 비틀림 배향을 하게 된다.

광원(220)으로부터 디텍터(210)로 빛을 조사한다.

조사된 빛은 반사판(211)에 의해 반사되어, 편광판(217) 측으로 향한다.

반사광 중 정상 회로 패턴(210a) 상부의 액정 분자(214)들을 지나가는 반사 광은 위상 지연 없이 편광판(217)을 투과한다.

불량 회로 패턴(210b) 상부의 액정 분자(214)들을 지나가는 반사광은 위상 지연에 의해 편광판(217)의 광축에 수직인 광축을 가지게 되어 편광판(217)을 통과하지 못한다.

편광판(217)을 통과한 빛은 렌즈(240)를 통해 카메라(250)에 집광된 후, 전기적 신호로 변환되어 영상 처리부(260)에 의해 판독된다.

이렇게 판독된 결과에 따라 회로 패턴(120)에서의 단선이나 쇼트 등과 같은 불량 여부를 판별하게 된다.

한편, 디텍터(210)와 인쇄회로기판(100)은 근접하게 위치시키는데, 이는 바이어스 전압 인가 시에 발생되는 전계의 영향을 액정 분자(214)들이 강하게 받도록 하여 액정 분자(214)들이 받는 전계의 감도를 향상시키기 위함이다.

도 8은 본 발명의 인쇄회로기판 검사 장치의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 인쇄회로기판 검사 장치는 인쇄회로기판(100)이 놓여지는 스테이지(270)와, 디텍터(210)와, 직류 전원(300)과, 광원(220) 및 카메라(250)를 포함한다.

액정층(213)을 이루는 액정 분자(214)들은 λ/2의 위상 지연값을 가진다.

직류 전원(300)은 인쇄회로기판(100)과 투명 전극(215)에 바이어스 전압을 인가한다

광원(220)은 하부 기판(212) 하부에 마련되어 액정층(213)을 향해 상방으로 조사한다.

이 경우, 제1 실시예와 같은 반사판(211)은 불필요하다.

제2 실시예에 따른 검사 방법은 다음과 같다.

직류 전원(300)에 의하여 투명 전극(215)과 인쇄회로기판(100)에 바이어스 전압을 인가한다.

바이어스 전압의 인가에 의하여 회로 패턴(120)들과 액정층(213) 사이에 전계가 형성되면, 액정 분자(214)들은 전계의 영향을 받아 배향 구조가 변화하게 된다.

이때, 정상 회로 패턴(120a) 상부의 액정 분자(214)들은 수직 배향으로 변화되고, 불량 회로 패턴(120b) 상부의 액정 분자(214)들은 비틀림 배향을 한다.

배향 구조가 변화된 액정 분자(214)들을 향해 디텍터(210) 하부에 마련된 광원(220)에서 빛을 조사한다.

조사된 빛은 액정 분자(214)들에 의하여 형성된 광축을 따라 진행하여 액정층(213) 상부의 편광판(217)에 이르게 된다.

편광판(217)에 도달한 빛 중 정상 회로 패턴(120a) 상부의 액정 분자(214)들을 통과한 빛은 편광판(217)의 광축과 동일한 광축을 가져 편광판(217)을 투과한다.

불량 회로 패턴(120b) 상부의 액정 분자(214)들을 통과한 빛은 액정 분 자(214)들에 의한 위상 지연에 의해 편광판(217)의 광축에 수직인 광축을 가져 편광판(217)을 투과하지 못한다.

편광판(217)을 투과한 빛은 카메라(250)에 의하여 획득되어 전기적 신호로 변환된다.

변환된 전기적 신호는 영상 처리부(260)에서 화상화되어 회로 패턴(120)들의 상태 판독이 된다.

이와 같은 방법에 의해 회로 패턴(120)들의 불량 여부를 전기적으로 검사하게 된다.

도 9는 본 발명의 인쇄회로기판 검사 장치의 제3 실시예를 부분적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 스테이지를 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 디텍터(210)는 직류 전원(300)에 의하여 스테이지(270)와 연결되며, 스테이지(270) 상에는 인쇄회로기판(100)에 형성된 다수의 회로 패턴(120)과 접속되는 소켓(280)이 더 구비된다.

이 다수의 소켓(280) 각각에는 다수의 접촉 핀(281)이 구비된다.

다수의 접촉 핀(281)은 검사를 원하는 인쇄회로기판(100)의 회로 패턴(120)들과 접촉하여 디텍터(210)와 인쇄회로기판(100) 사이에 바이어스 전압 인가를 매개한다.

다수의 소켓(280)들은 서로 독립적으로 직류 전원(300)에 연결되어, 바이어스 전압의 분리 인가를 가능케 한다.

바이어스 전압의 분리 인가는 동시 인가 시에 발생될 수 있는 전계 간섭에 의한 검사 오류를 줄일 수 있다.

즉, 인접한 소켓(280)들 사이에 서로 교대로 바이어스 전압을 인가하여, 기준이 되는 소켓(280)과, 이 기준 소켓(280)에 인접한 소켓(280)에 동시에 바이어스 전압이 인가되는 것을 방지함으로써 전계 간섭을 최소화할 수 있다.

이와 같은 인쇄회로기판과 인쇄회로기판 검사 장치에 의하면, 전기적 방법을 이용함으로써, 종래 광학적 방법에 의해서 검사 시 발생되던 문제점을 해결할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 불량 검사를 인쇄회로기판과 디텍터 사이에 걸리는 전계에 의해 디텍터의 액정 분자 구동 차이 및 이에 따른 빛의 투과 여부나 그 특성 등을 파악하여 수행함으로써, 종래 인쇄회로기판 상에 존재하던 이물질 등에 의한 잘못된 검사 결과 확보를 방지할 수 있고, 전기적 불량도 아울러 파악할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 인쇄회로기판에 형성된 모든 회로 패턴을 동시에 검사할 수 있으므로, 검사 시간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 재 검사 시 모든 회로 패턴에 대하여 이전에 했던 검사와 동일한 조건에서 할 수 있으므로 반복 재현성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

삭제
인쇄회로기판이 놓여지는 스테이지;

상기 스테이지 상부에 위치하며, 액정층과, 상기 액정층 상부에 마련된 투명 전극 및 상기 투명 전극 상부에 마련된 편광판을 포함하는 디텍터;

상기 인쇄회로기판과 상기 투명 전극 사이에 전계를 인가시키기 위한 직류 전원;

상기 디텍터에 빛을 조사하는 광원; 및

상기 디텍터의 영상을 획득하는 카메라를 포함하되,

상기 광원으로부터 하방으로 조사된 빛을 반사시키기 위해 상기 액정층 하부에는 반사판이 결합된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 디텍터와 상기 카메라 사이에 배치된 광 분리기를 더 포함하되,

상기 광 분리기는 상기 광원으로부터 조사된 빛을 상기 디텍터로 반사하고, 상기 디텍터에서 반사된 빛을 투과시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 디텍터와 상기 카메라 사이에는 상기 디텍터로부터 나온 빛을 상기 카메라로 집광하는 렌즈가 더 마련된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 카메라에 연결되어, 상기 카메라로부터 획득한 영상을 판독하는 영상처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 액정층 내의 액정 분자들은 상기 인쇄회로기판과 상기 투명 전극 사이의 전계에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 투명 전극과 상기 편광판 사이에 개재되어 상기 디텍터를 지지하는 유리 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 편광판 상부에 마련되어 상기 디텍터를 지지하는 유리 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 스테이지 상에는 상기 직류 전원에 의하여 상기 투명 전극과 연결되도록 전면적으로 평면 전극이 마련된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 스테이지는 상기 인쇄회로기판의 회로 패턴들에 각각 접속되는 다수의 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.
제12항에 있어서,

상기 소켓들은 서로 독립적으로 상기 직류 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 검사장치.