KR101032142B1

KR101032142B1 - 표면실장부품의 검사장치

Info

Publication number: KR101032142B1
Application number: KR1020080108760A
Authority: KR
Inventors: 김현철
Original assignee: 두원공과대학산학협력단
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2011-05-03
Also published as: KR20100049781A

Abstract

본 발명은 표면실장된 검사대상물의 검사 시간을 단축시켜 신속하게 검사가 이루어지는 표면실장부품의 검사장치에 관한 것으로, 다층으로 이루어진 프레임, 상기 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 이동되는 이송부, 상기 이송부의 상부에 고정되어 있는 기판부를 회전시키는 회전부, 상기 회전부의 상부에 표면실장부품이 장착된 인쇄회로기판(PCB)을 안정되게 고정시키는 기판부, 상기 기판부 상부에 표면실장부품의 3차원 이미지를 획득하는 광학부, 상기 이송부, 회전부, 기판부 및 광학부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 X축 이송부와 Y축 이송부로 이루어진 이송부에 의해 검사대상물인 인쇄회로기판을 이미지 획득하고자 하는 위치로 신속하게 이동시킬 수 있고, 인쇄회로기판이 고정된 기판부를 회전부에 의해 회전시킴으로써 실장된 부품의 4면을 모두 검사할 수 있으며, 미러와 CCD 카메라 사이에 포커스 렌즈와 줌 렌즈에 의해 선명한 이미지를 얻을 수 있어 보다 정밀한 검사가 이루어지는 유용한 효과가 있다.

표면실장부품, 인쇄회로기판, 이송부, 광학부, 회전부

Description

표면실장부품의 검사장치{Surface Mounter Part Of Testing Device}

본 발명은 표면실장부품의 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면실장부품의 소납상태, 미납상태, 과납상태 등을 3차원으로 검사하는 표면실장부품의 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB) 등에 표면실장부품을 조립하는 표면실장기술(SMT; Surface Mounting Technology)은 표면실장부품(SMD; Surface Mounting Device)을 소형화/집적화하는 기술과 이러한 표면실장부품을 정밀하게 조립하기 위한 정밀조립장비의 개발 및 각종 조립장비를 운용하는 기술을 포함한다.

여기서 표면실장라인은 표면실장기와 비전검사장치와 같은 장비로 구성된다. 상기 표면실장기는 표면실장부품을 인쇄회로기판상에 실장하는 장비로서 Tape, Stick, Tray 형태로 공급되는 각종 표면실장부품을 부품공급기(Feeder)로부터 공급받아 인쇄회로기판상의 실장위치에 올려놓는 작업을 수행한다.

그리고 상기 비전검사장치는 표면실장부품의 납땜공정 완료 전 또는 완료 후 표면실장부품의 실장상태를 검사하며 검사결과에 따라 다음 공정으로 인쇄회로기판 을 이송시키게 된다.

이때 기존의 비전검사방법은 컨베이어를 통해 납땜이 완료된 인쇄회로기판이 수평 이송되면 위치조절장치에서 초기 위치를 조절하고, 조절이 완료된 후 조명등이 인쇄회로기판을 조사하면 카메라가 각 표면실장부품의 납땜 부위를 촬영한다.

이후 비전검사장치는 납땜 부위의 조사상태를 모니터로 출력하고 연산함으로써 실장의 양호/불량을 검사하거나 표면실장부품의 실장 유/무를 검사하게 된다.

하지만 종래의 비전검사장치는 검사대상물인 인쇄회로기판상의 여러 표면실장부품을 촬영하기 위해 카메라를 고정하고 인쇄회로기판을 이동시키거나, 또 다르게는 인쇄회로기판을 고정하고 카메라를 이동시키기 방식을 적용함에 따라 각 구성요소의 구동 시 부하가 크고 정지 시에는 진동이 심하게 발생된다.

또한 종래의 비전검사장치는 카메라 또는 인쇄회로기판이 이동할 수 있는 공간을 확보해야 하므로 장치 자체가 대형화되어 넓은 설치공간을 차지하는 된다.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허출원 제2003-66656호(이하 '종래기술'이라 함)에 "전반사 거울을 이용한 비전검사장치 및 비전검사방법"이 개시되어 있으며, 이를 도1 및 도2에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 인쇄회로기판의 이동을 제어하는 기판위치 제어모듈(2)은 컨베이어(미도시)를 따라 이동하는 인쇄회로기판(PCB)을 적합한 검사위치에 고정시키기 위한 컨베이어 구조물로서, 기판위치 제어모듈(2)에는 일단과 타단에 경사면(24,25)을 형성하여 컨베이어 보다 높게 위치되는 기판고정대(21)가 구비된다.

상기 기판고정대(21)에는 인쇄회로기판(PCB)의 흐름과 위치를 감지하는 제 1,2감지센서(22,23)와 상기 감지센서(22,23)의 감지에 의해 인쇄회로기판(PCB)을 강제 정지시키는 스토퍼(211)가 설치된다.

아울러 기판고정대(21)의 일단 경사면(24)에 근접 설치되는 상기 제 1감지센서(22)는 선행장비(미도시)에서 이송되는 인쇄회로기판(PCB)의 흐름을 감지하여 컨베이어를 정지시킴과 아울러 상기 기판고정대(21)에 설치되는 상기 스토퍼(211)를 작동시키는 기능을 수행한다.

또한 상기 제2감지센서(23)는 검사가 완료된 인쇄회로기판(PCB)이 후행장비(미도시)로 이송되는 것을 감지함으로써 선행장치로부터 검사할 인쇄회로기판(PCB)이 공급되게 하는 기능을 수행하게 된다.

상기 기판위치 제어모듈(2) 상부에는 독립조명부(3)가 고정 설치된다. 이와 같은 독립조명부(3)는 중앙을 관통하는 시야확보통로인 통공(32)의 외측에 1차 조명등(엘이디 조명등 또는 할로겐 조명등: 31)을 배열 설치하여 구성되며, 상기 기판위치 제어모듈(2)과 최대한 근접되게 설치된다.

이에 따라 상기 기판위치 제어모듈(2)상의 인쇄회로기판(PCB)에 빛을 조사하게 된다.

상기 독립조명부(3)의 중앙을 관통하는 통공(32) 상부에는 촬영위치 제어모듈(4)이 구비된다. 이와 같은 촬영위치 제어모듈(4)은 전반사거울(411,421)을 축에 부착한 X-Y 회전모터(41,42)로 구성되며, 상기 X-Y축 회전모터(41,42)는 축에 부착된 전반사 거울(411,421)을 회전시켜 입사각에 변화를 줌으로써 촬영위치좌표를 변경한다.

이러한 X-Y축 회전모터(41,42)에 부착되는 전반사거울(411,421)은 인쇄회로기판에서 입사되는 빛을 완전 반사시키는 실버코팅 거울을 적용하여 인쇄회로기판의 영상을 반사하게 된다.

상기 X축 회전모터에 부착된 전반사거울(411)의 동일수평선상에는 검사부위의 영상을 획득하는 카메라(6)가 설치되고, 상기 카메라(6)에는 모션 콘트롤러(미도시)와 조명 콘트롤러(미도시)와 영상 프로세서(미도시)로 이루어지는 제어부(7)와 영상을 판독하는 비전처리부(8)가 연결된다.

이때 상기 제어부(7)의 모션 콘트롤러는 모터 콘트롤러(MOTOR CONTROLLER)를 적용하여 촬영위치 제어모듈(4)과 기판위치 제어모듈(2)에 포함되어 있는 모터 및 출력수단을 제어함과 함께 비전검사장치(1)의 전체 입· 출력 장치를 모니터링하며, 조명 콘트롤러는 I/O보드(ONE-CHIP MICROCONTROLLER) 및 주변회로를 적용하여 독립조명부(3)의 온/오프 제어 및 조도를 조절한다.

또한 영상 프로세서는 영상 그래버(GRABER)를 적용하여 촬영위치 제어모듈(4)을 통하여 카메라(6)에 검사대상의 영상이 입사되면 주기적 또는 비주기적으로 카메라(6)를 조정하여 촬영토록 하고 이를 시스템 프로세서에서 용도에 따라 처리할 수 있도록 디지털 데이터로 변환한다.

이와 같이 제어부(7)를 구성하는 모션 콘트롤러와 조명 콘트롤러와 영상 프로세서는 비전처리부(8)에 전기적으로 연결되어 비전처리부(8)의 명령신호에 의해 작동된다.

상기 비전처리부(8)는 시스템 제어 프로그램에 따라 촬영위치제어와 촬영된 영상의 처리와 조명제어와 기판위치제어 등 물리적인 제어를 관장함과 함께 검사작업수행 및 데이터 연산 작업을 수행하게 되며, 작업내용 및 검사결과를 모니터에 출력하기 위한 출력장치 제어기와 작업자가 제반 사항을 입력할 수 있는 입력장치 제어기를 포함하여, 카메라를 통해 획득한 영상을 판독, 부품실장의 양호, 불량여부를 판정한다.

따라서, 인쇄회로기판 내에 여러 검사위치를 순차적으로 이동하면서 촬영 및 검사를 종료하면 기판위치 제어모듈(2)의 컨베이어를 작동시켜 인쇄회로기판을 검사 이후의 공정장비로 이동시키면서 계속적인 인쇄회로기판의 검사작업을 행하게 된다.

종래기술에 따른 비전검사장치는 X축 전반사 거울과 Y축 전반사 거울을 회전시켜 촬영위치를 변경함에 따라 구동 토크와 진동을 최소화함은 물론 촬영위치의 변경작업을 수행할 수 있다.

또 종래기술은 고정형 직접조사방식의 독립조명부를 구비하여, 카메라에 입사되는 광량을 증가시킴으로써 검사대상물(인쇄회로기판)의 명확한 영상을 획득할 수 있고, 이와 같이 검사대상물에 직접조사방식을 채택하여 인쇄회로기판과 같이 크고 작은 표면실장부품이 실장된 검사대상물의 비전검사 시 그림자의 발생을 방지함으로써 정확한 검사를 수행할 수 있다.

그러나 상기한 종래기술의 비전검사장치는 인쇄회로기판과 같은 검사대상물이 X축 방향(길이방향)으로 큰 면적을 가지면 영상을 획득하는 카메라 렌즈의 초점심도를 벗어나는 부분에서 초점이 정확하게 맞혀지지 않는 문제점이 있다.

즉, 카메라 렌즈의 초점이 정확하게 맞혀지지 않은 상태에서 검사공정을 진행하면 정확한 검사가 어렵고, X축 전반사 거울의 수직중심에서 멀어질수록 검사대상물이 수직방향으로부터 기울어져 보이게 되므로 표면실장부품의 형상왜곡 정도가 심화되는 문제점이 있다.

한편 상기한 종래기술의 비전검사장치는 X축 방향은 물론 Y축 방향으로 면적이 넓은 검사대상물에 대해서도 정확한 영상을 획득할 수 없는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 필연적으로 검사대상물을 Y축 방향으로 움직이면서 비전검사를 수행해야 한다. 그리고 실제 인쇄회로기판의 생산라인에 설치되는 종래기술의 비전검사장치는 검사대상물(인쇄회로기판)의 크기에 따라 Y축 방향(폭 방향)으로 폭 조절이 가능하도록 기판위치 제어모듈(컨베이어)이 구성되고 있다.

이와 같은 기판위치 제어모듈은 두 개의 컨베이어 중에서 어느 하나를 고정 설치하고, 고정된 컨베이어 몸체에 볼스크류와 핸들을 장착하여 다른 하나의 컨베이어 몸체에 연동시킴으로써 인쇄회로기판의 크기에 따라 작업자가 수동으로 컨베이어의 폭을 조절하도록 구성되어 있다.

상기 기판위치 제어모듈의 또 다른 형태로는 볼스크류에 스텝 모터를 장착하여 자동으로 폭 조절을 수행할 수 있는 컨베이어를 적용하여, 검사대상물(인쇄회로기판)을 자동 이동시키며 비전검사가 수행되고 있다.

상기와 같은 기판위치 제어모듈의 컨베이어를 통해 검사대상물(인쇄회로기판)을 Y축 방향(폭 방향)으로 왕복 이동시키며 비전검사를 수행할 경우, 컨베이어 의 이동을 위하여 많은 시간이 소요되므로 그만큼 검사시간이 늘어나게 되어 검사효율이 저하되는 문제점이 있다.

아울러 종래기술의 검사장치에서 이루어지는 검사 과정은 검사대상 기판의 적재, 정렬, 측정, 분석의 과정으로 이루어지는데, 측정과 분석 과정은 최신의 장비 사용과 분석 알고리즘을 최적화하여 전체 검사 시간에서 차지하는 비율이 적으나 기판을 적재하고 정렬하는 작업에는 많은 시간이 소요되기 때문에 검사 시간이 오래 걸리게 되고, 이에 따라 검사 효율이 떨어지는 문제점이 있었다

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 표면실장된 검사대상물의 검사 시간을 단축시켜 신속하게 검사가 이루어지는 표면실장부품의 검사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 항상 일정한 각도에서 표면실장부품의 이미지를 획득하여 검사대상물의 기판상에서 부품의 위치에 상관없이 동일한 부품 이미지를 얻을 수 있는 표면실장부품의 검사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 검사대상물의 기판 측면에서 부픔의 실장 상태를 검사함으로써 불량의 판별이 용이하고, 빠른 속도에서도 정확한 검사가 이루어지는 표면실장부품의 검사장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 표면실장부품의 검사장치는 다층으로 이루어진 프레임, 상기 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 이동되는 이송부, 상기 이송부의 상부에 고정되어 있는 기판부를 회전시키는 회전부, 상기 회전부의 상부에 표면실장부품이 장착된 인쇄회로기판(PCB)을 안정되게 고정시키는 기판부, 상기 기판부 상부에 표면실장부품의 3차원 이미지를 획득하는 광학부, 상기 이송부, 회전부, 기판부 및 광학부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 X축 이송부에는 상기 프레임에 고정되는 하부 플레이트, 상기 하부 플 레이트 상면에 고정되는 제1구동모터, 상기 제1구동모터에 의해 회전되는 제1볼스크류, 상기 제1볼스크류의 양측에 이격되게 고정되는 다수의 제1고정레일, 상기 제1고정레일의 양단에 각각 고정되는 제1스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 Y축 이송부에는 상기 제1이동 가이드 상면에 고정되는 중간 플레이트, 상기 중간 플레이트 상면에 상기 제1구동모터와 직교되게 고정되는 제2구동모터, 상기 제2구동모터에 의해 회전되는 제2볼스크류, 상기 제2볼스크류의 양측에 이격되게 고정되는 다수의 제2고정레일, 상기 제2고정레일의 양단에 각각 고정되는 제2스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1고정레일에는 상기 제1고정레일을 따라 이동되는 제1이동 가이드가 결합되며, 상기 제1이동 가이드 상면에는 Y축 이송부가 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2고정레일에는 제2고정레일을 따라 이동되는 제2이동 가이드가 결합되고, 상기 제2이동 가이드 상면에는 상기 회전부가 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전부에는 상기 제2이동 가이드에 상부 플레이트가 고정되고, 상기 상부 플레이트 상면에는 제3구동모터가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 기판부에는 상기 회전부의 상부에 회전 가능하게 고정되는 받침판, 상기 받침판 상면에 고정되는 제4구동모터, 상기 제4구동모터에 의해 폭이 조절되는 2개의 가이드 레일, 상기 가이드 레일에 고정 설치되는 2개의 스텝모터, 상기 스텝모터에 의해 구동되는 인쇄회로기판을 이동시키는 가이드가 구비되는 것을 특징으 로 한다.

상기 광학부에는 상기 기판부에 고정되어 있는 인쇄회로기판의 상부 일측에 회전 가능하게 설치되는 미러, 상기 미러와 수평선상에 고정 설치되는 CCD 카메라, 상기 미러와 CCD 카메라 사이에 포커스 렌즈와 줌 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 표면실장부품의 검사장치를 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 의한 검사장치의 일부를 도시한 사시도이며, 도5는 본 발명에 의한 검사장치의 광학부를 도시한 개략도이다.

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 표면실장부품의 검사장치 는 다층으로 이루어진 프레임(110)에 X축 및 Y축 방향으로 이동되는 이송부(100), 상기 이송부(100)의 상부에 고정된 기판부(300)를 회전시키는 회전부(200), 상기 회전부(200)의 상부에 표면실장부품이 장착된 인쇄회로기판(PCB)을 안정되게 고정시키는 기판부(300), 상기 기판부(300) 상부에 표면실장부품의 3차원 이미지를 획득하는 광학부(400), 상기 이송부(100), 회전부(200), 기판부(300) 및 광학부(400)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

이러한 표면실장부품의 검사장치는 부품공급기에서 공급받은 부품을 인쇄회로기판에 장착하는 표면실장기(미도시)에서 이루어지는 납땜공정의 전후, 리플로우(reflow), 플로우 솔더링(flow soldering) 등에 의해 부품의 실장상태를 검사하는 것이므로, 인쇄회로기판이 검사장치로 이송되도록 컨베이어(미도시) 등의 이송수단에 의해 표면실장기와 인접하게 설치되거나 표면실장기와 이격되어 단독으로 설치될 수도 있다.

상기 이송부(100)는 표면실장기에서 공급되는 인쇄회로기판을 이송시키는 것으로, 이송부(100)에는 다층으로 이루어진 프레임(110)에 X축 이송부(130)와 Y축 이송부(150)가 구비되어 있다.

상기 X축 이송부(130)에는 프레임(110)에 고정되는 하부 플레이트(131), 상기 하부 플레이트(131) 상면에 고정되는 제1구동모터(132), 상기 제1구동모터(132)에 의해 회전되는 제1볼스크류(133), 상기 제1볼스크류(133)의 양측에 이격되게 고정되는 2개의 제1고정레일(134), 상기 제1고정레일(134)의 양단에 각각 고정되는 제1스토퍼(135)가 구비된다.

아울러 제1고정레일(134)에는 제1고정레일을(134)을 따라 이동되는 제1이동 가이드(136)가 결합되며, 제1이동 가이드(136) 상면에는 Y축 이송부(150)가 이동 가능하게 결합되어 있다.

상기 Y축 이송부(150)에는 제1이동 가이드(136) 상면에 고정되는 중간 플레이트(151), 상기 중간 플레이트(151) 상면에 제1구동모터(132)와 직교되게 고정되는 제2구동모터(152), 상기 제2구동모터(152)에 의해 회전되는 제2볼스크류(153), 상기 제2볼스크류(153)의 양측에 이격되게 고정되는 2개의 제2고정레일(154), 상기 제2고정레일(154)의 양단에 각각 고정되는 제2스토퍼(155)가 구비된다.

또 제2고정레일(154)에는 제2고정레일(154)을 따라 이동되는 제2이동 가이드(156)가 결합되며, 제2이동 가이드(156) 상면에는 회전부(200)가 설치되어 있다.

아울러 중간 플레이트(151) 저면에는 제1볼스크류(133)와 결합되는 엘엠(Linear Motion) 가이드(미도시)가 고정되어 있으며, 엘엠 가이드는 제1볼스크류(133)의 회전에 의해 제1이동 가이드(136)와 함께 이동되도록 결합되어 있다.

상기 회전부(200)는 회전부(300) 상부에 설치되어 있는 기판부(300)를 회전시키는 구성요소이며, Y축 이송부(150)를 따라 Y축 방향으로 이동된다.

이러한 회전부(200)에는 제2이동 가이드(156)에 상부 플레이트(211)가 고정되고, 상부 플레이트(211) 상면에는 제3구동모터(212)가 설치된다.

상기 상부 플레이트(211) 저면에는 제2볼스크류(153)와 결합되는 엘엠 가이드(213)가 고정되어 있으며, 엘엠 가이드(213)는 제2볼스크류(153)의 회전에 의해 제2이동 가이드(156)와 함께 이동되도록 결합되어 있다.

또 제3구동모터(212) 상부에는 기판부(300)를 받치는 받침판(310)이 고정되고, 받침판(310)은 제3구동모터(212)의 회전에 의해 회전 가능하게 고정된다.

이러한 제3구동모터(212)는 구동모터에 의해 받침판(310)이 직접 회전되는 직접구동방식의 디디(DD: Direct Drive) 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 기판부(300)에는 제3구동모터(212)에 고정되는 받침판(310), 상기 받침판(310) 상면에 고정되는 제4구동모터(311), 상기 제4구동모터(311)에 의해 폭이 조절되는 2개의 가이드 레일(312), 상기 가이드 레일(312)에 고정 설치되는 2개의 스텝모터(313), 상기 스텝모터(313)에 의해 구동되는 표면실장부품을 이동시키는 가이드(314)가 구비되어 있다.

이러한 기판부(300)에는 검사대상물인 인쇄회로기판의 반입 및 반출이 일정하게 이루어지도록 인쇄회로기판의 이송을 제어하는 엔코더(미도시)가 설치되어 있다.

또한 기판부(300) 상부에는 도3에서와 같이, 광학부(400)가 설치되며, 도5에서와 같이, 상기 광학부(400)에는 받침판(310) 상면에 놓여져 있는 표면실장부품 즉, 인쇄회로기판의 상부 일측에 회전 가능하게 설치되는 미러(410), 상기 미러(410)와 수평선상에 고정 설치되는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라(420), 상기 미러(410)와 CCD 카메라(420) 사이에 배열되는 포커스 렌즈(430)와 줌 렌즈(440)가 구비되어 있다.

상기 미러(410)는 경사지게 고정된 상태에서 회전 가능하게 설치되어 있으며, 인쇄회로기판의 측면 상부에 설치되어 인쇄회로기판에 실장되어 있는 부품의 측방 이미지를 획득하는 구성요소이다.

또한 포커스 렌즈(430)와 줌 렌즈(440)는 통상의 것을 사용하므로 이에 대해서는 간략하게 설명하기로 한다. 포커스 렌즈(430)는 부품의 이미지를 선명하게 획득할 수 있도록 초점을 조정하는 2개의 렌즈가 구비되어 있으며, 줌 렌즈(440)에도 이미지의 크기를 조정하는 2개의 렌즈가 구비되어 있다.

아울러 광학부(400)에는 인쇄회로기판의 이미지를 선명하게 얻기 위하여 광원(미도시)이 설치됨은 물론 광원을 확산시키는 렌즈(미도시)가 선택적으로 설치될 수 있다.

상기 제어부는 인쇄회로기판이 일정한 시간 또는 간격으로 반입 및 반출되도록 제어하고, 반입된 인쇄회로기판을 광학부(400)에서 이미지를 획득하기 위한 위치로 신속하게 이동시키고자 하는 경우에 이송부(100)를 제어하여 신속하게 이동시키며, 인쇄회로기판에 실장된 부품의 각 측면에 해당되는 이미지를 얻기 위하여 회전부(200)를 회전시키고, 인쇄회로기판이 놓여진 기판부(300)를 제어하게 된다.

또한 제어부에는 광학부(400)의 미러(410)와 각 렌즈(430,440)를 조정함은 물론 CCD 카메라(420)로부터 얻어진 이미지를 표출하는 모니터(미도시) 및 점사자가 검사장치의 전반적인 제어를 할 수 있도록 입력장치(미도시) 등이 구비되어 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 표면실장부품의 검사장치는 표면실장기와 연결된 컨베이어 또는 별도로 마련된 투입장치 등에 의해 부품이 실장 된 인쇄회로기판이 기판부(300)에 반입된다.

이렇게 기판부(300)에 인쇄회로기판이 반입되면, 이송부(100)에 의해 회전부(200) 및 기판부(300)가 이동하게 된다.

이와 함께 받침판(310)에 인쇄회로기판이 놓여지면, 제4구동모터(311)에 의해 가이드 레일(312)이 도4의 도면상 Y축 방향으로 이동되어 인쇄회로기판을 안정적으로 고정시킨다.

상기 2개의 가이드 레일(312)은 제4구동모터(311)에 의해 하나의 가이드 레일(312)이 이동될 수 있으며, 가이드 레일(312)에 각각 구동모터가 설치되어 이동되어도 무방하다.

이때 회전부(200)와 기판부(300)는 이송부(100)에 의해 이미지를 획득하고자 하는 설정된 위치로 신속하게 이동되는데, 도3 및 도4에서와 같이, 이송부(100)의 X축 이송부(130)는 회전부(200)와 기판부(300)를 X축 방향으로 이동되며, Y축 이송부(150)는 Y축 방향으로 이동된다.

즉, X축 이송부(130)에는 X축 방향으로 이동되도록 제어부의 신호에 의해 제1구동모터(132)가 구동되고, 제1볼스크류(133)는 제1구동모터(132)에 의해 회전된다.

이와 같이 제1볼스크류(133)가 회전됨에 따라 중간 플레이트(151) 저면에 고정되어 있는 엘엠 가이드의 이동과 동시에 제1고정레일(134)에 결합되어 있는 제1이동 가이드(136)가 X축 방향으로 이동되면서 중간 플레이트(151)가 이동된다.

아울러 엘엠 가이드와 제1이동 가이드(136)는 제1구동모터(132)의 역회전에 의해 반대 방향으로 이동됨은 물론이다.

또한 하부 플레이트(131)가 제1고정레일(134)의 양단에 도달되면, 제1스토퍼(135)에 의해 제1구동모터(132)의 전원이 차단됨으로써 하부 플레이트(131)가 제1고정레일(134)로부터 벗어나지 않게 되며, X축 이송부(130)는 제어부에 의해 설정된 거리만큼 이동된다.

이와 함께 이송부(100)는 Y축 이송부(150)에 의해 Y축 방향으로 이동되는데, Y축 이송부(150)에는 제어부의 신호에 의해 제2구동모터(152)가 구동되고, 제2구동모터(152)에 의해 제2볼스크류(153)가 회전된다.

이러한 제2볼스크류(153)가 회전됨에 따라 상부 플레이트(211) 저면에 고정되어 있는 엘엠 가이드(213)의 이동과 동시에 제2고정레일(154)에 결합되어 있는 제2이동 가이드(156)가 Y축 방향으로 이동되며, 엘엠 가이드(213)와 제2이동 가이드(156)에 의해 상부 플레이트(211)가 Y축 방향으로 이동된다.

아울러 엘엠 가이드(213)와 제2이동 가이드(156)는 제2구동모터(152)의 역회전에 의해 반대 방향으로 이동됨은 물론이다.

또한 상부 플레이트(211)가 제2고정레일(154)의 양단에 도달되면, 제2스토퍼(155)에 의해 제2구동모터(152)의 전원이 차단됨으로써 상부 플레이트(211)가 제2고정레일(154)로부터 벗어나지 않게 되며, Y축 이송부(150)는 제어부에 의해 설정된 거리만큼 이동된다.

이와 같이 X축 이송부(130)와 Y축 이송부(150)에 의해 이송부(100)는 회전부(200) 및 기판부(300)를 이동시키고자 하는 위치로 신속하게 이동시키게 된다.

이러한 이송부(100)의 이동이 완료되면, 광학부(400)에서는 인쇄회로기판에 실장된 부품의 이미지를 획득하게 되며, 이미지 획득은 광원에서 빛이 비춰지는 상태에서 인쇄회로기판에 실장된 부품의 측면 부위가 광학부(400)의 CCD 카메라(420)에 의해 획득된다.

즉, 미러(410)는 실장된 부품의 측면 상부에 경사지게 설치되어 있으므로, 미러(410)에는 부품의 3차원 이미지가 투영되고, 미러(410)에 투영된 이미지는 포커스 렌즈(430)와 줌 렌즈(440)를 거쳐 CCD 카메라(420)에 도달된다.

또한 제어부에서는 부품의 3차원의 영상이 보다 선명하게 획득 포커스 렌즈(430)와 줌 렌즈(440)의 간격을 조절할 수 있으며, 이러한 렌즈(430,440)의 간격 조절은 부품에 비춰지는 광원의 광량 및 미러(410)와 부품의 간격 등에 따라 미리 설정된 알고리즘에 의해 수행된다.

아울러 광학부(400)의 미러(410)는 각도 조절이 가능하도록 설치되어 있으므로, 필요에 따라 제어부에 의해 각도가 조정됨은 물론이다.

또한 제어부에서는 부품의 소형화 또는 집적화 정도에 따라 획득하고자 하는 이미지의 선명도를 높이기 위하여 실장된 부품을 다수로 분할한 영역 FOV(Field of View)으로 획득할 수 있다.

상기 광학부(400)에서 획득된 이미지는 제어부에 구비되어 있는 모니터 등의 출력수단에 표시되며, 설정된 프로그램 또는 검사자의 육안에 의해 인쇄회로기판의 인쇄 후 검사 대상에 해당되는 미납, 과납, 틀어짐, 부품의 장착 후 검사 대상에 해당되는 빠짐, 극성, 회전, 역장착, 오장착 등의 유무가 검사된다.

아울러 리플로우(reflow) 후 검사 대상에 해당되는 틀어짐, 맨하튼, 브릿지(Bridge), 들뜸, 필렛(fillet)부 검사 및 플로우 솔더링(Flow Soldering) 후 검사 대상에 해당되는 이물, 오염, 기즈, 오삽입 등의 검사가 이루어지게 된다.

이렇게 광학부(400)에 의해 획득된 이미지는 육면체로 이루어진 부품의 일면 검사가 끝난 후 회전부(200)에 의해 기판부(300)가 회전됨으로써 다른 면의 이미지가 획득된다.

즉, 부품의 일면 검사가 끝나면 제어부에서는 회전부(200)를 구동시키는 신호를 보내게 되고, 기판부(300)의 받침판(310)은 회전부(200)의 제3구동모터(212)에 의해 설정된 각도만큼 회전된다.

상기 받침판(310)의 회전되는 각도는 90°의 각도로 회전되는 것이 바람직하나, 설정된 소정의 각도로 분할되어도 무방하다.

이와 같이 부품의 4면이 모두 검사 완료되면, 스텝모터(313)의 구동으로 가이드(314)가 반출되는 방향으로 구동되어 인쇄회로기판이 반출된다.

도1은 종래기술에 따른 비전검사장치의 전체 구성을 도시한 개략도이다.

도2는 종래기술에 따른 비전검사장치의 독립조명부를 도시한 평면도이다.

도3은 본 발명에 의한 표면실장부품의 검사장치를 도시한 사시도이다.

도4는 본 발명에 의한 검사장치의 일부를 도시한 사시도이다.

도5는 본 발명에 의한 검사장치의 광학부를 도시한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 이송부 110: 프레임

130: X축 이송부 131: 하부 플레이트

132: 제1구동모터 133: 제1볼스크류

134: 제1고정레일 135: 제1스토퍼

136: 제1이동 가이드 150: Y축 이송부

151: 중간 플레이트 152: 제2구동모터

153: 제2볼스크류 154: 제2고정레일

155: 제2스토퍼 156: 제2이동 가이드

200: 회전부 211: 상부 플레이트

212: 제3구동모터 213: 엘엠 가이드

300: 기판부 310: 받침판

311: 제4구동모터 312: 가이드 레일

313: 스텝 모터 314: 가이드

400: 광학부 410: 미러

420: CCD 카메라 430: 포커스 렌즈

440: 줌 렌즈

Claims

다층으로 이루어진 프레임,

상기 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 이동되는 이송부,

상기 이송부의 상부에 고정되어 있는 기판부를 회전시키는 회전부,

상기 회전부의 상부에 표면실장부품이 장착된 인쇄회로기판(PCB)을 안정되게 고정시키는 기판부,

상기 기판부 상부에 표면실장부품의 3차원 이미지를 획득하는 광학부,

상기 이송부, 회전부, 기판부 및 광학부를 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 X축 이송부에는 상기 프레임에 고정되는 하부 플레이트, 상기 하부 플레이트 상면에 고정되는 제1구동모터, 상기 제1구동모터에 의해 회전되는 제1볼스크류, 상기 제1볼스크류의 양측에 이격되게 고정되는 다수의 제1고정레일, 상기 제1고정레일의 양단에 각각 고정되는 제1스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 Y축 이송부에는 상기 제1고정레일을 따라 이동하는 제1이동 가이드 상면에 고정되는 중간 플레이트, 상기 중간 플레이트 상면에 상기 제1구동모터와 직교되게 고정되는 제2구동모터, 상기 제2구동모터에 의해 회전되는 제2볼스크류, 상기 제2볼스크류의 양측에 이격되게 고정되는 다수의 제2고정레일, 상기 제2고정레일의 양단에 각각 고정되는 제2스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
삭제
제3항에 있어서,

상기 제2고정레일에는 제2고정레일을 따라 이동되는 제2이동 가이드가 결합되고, 상기 제2이동 가이드 상면에는 상기 회전부가 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
제5항에 있어서,

상기 회전부에는 상기 제2이동 가이드에 상부 플레이트가 고정되고, 상기 상부 플레이트 상면에는 제3구동모터가 설치되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 기판부에는 상기 회전부의 상부에 회전 가능하게 고정되는 받침판, 상기 받침판 상면에 고정되는 제4구동모터, 상기 제4구동모터에 의해 폭이 조절되는 2개의 가이드 레일, 상기 가이드 레일에 고정 설치되는 2개의 스텝모터, 상기 스텝모터에 의해 구동되는 인쇄회로기판을 이동시키는 가이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 제3구동모터는 상기 받침판을 직접 회전시키는 디디(DD) 모터인 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 광학부에는 상기 기판부에 고정되어 있는 인쇄회로기판의 상부 일측에 회전 가능하게 설치되는 미러, 상기 미러와 수평선상에 고정 설치되는 CCD 카메라, 상기 미러와 CCD 카메라 사이에 포커스 렌즈와 줌 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 검사장치.