KR101180833B1 - 엘이디를 이용한 적외선 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원으로서 종래의 할로겐 램프 대신 엘이디를 사용하여 저전력 및 저발열과 균일한 조사를 실현한 엘이디를 이용한 적외선 검사장치에 관한 것으로서, 빛을 발광하는 복수개의 엘이디가 배열된 광원기판, 상기 광원기판이 수용되는 공간을 형성하고, 일면에 상기 광원기판으로부터 방출되는 빛이 통과되는 개구부가 형성되며, 내측면에 상기 개구부를 향하여 경사지지게 이루어져 상기 광원기판으로부터 방출된 빛이 반사되면서 상기 개구부로 집속되어 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 균일하게 비추도록 경면처리된 반사면이 형성된 하우징, 상기 광원기판으로부터 방출되어 상기 하우징의 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 투과한 적외선 영역의 파장을 촬영하는 카메라를 포함하여 이루어져, 상기 검사 대상물을 통과한 적외선으로서, 검사 대상물 내부의 결함을 검사하는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치가 제공되며, 광원으로서 발열량이 큰 할로겐 램프 대신 발열량이 적은 엘이디를 광원으로 적용함으로써 발열량이 줄어들어 작업자가 화상을 입을 위험이 줄어듦과 동시에 검사 대상물이 가열되는 현상이 최소화 되므로 검사 대상물의 열변형 가능성을 최소화 시키며, 검사 대상물을 보다 균일하고 강하게 비출 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디를 이용한 적외선 검사장치{IR Illuminating Tester Using LED}

본 발명은 적외선 검사장치에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 광원으로서 종래의 할로겐 램프 대신 엘이디를 사용하여 저전력 및 저발열과 균일한 조사를 실현한 엘이디를 이용한 적외선 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 검사 대상물을 분해나 해체하지 않고 내부에 결함이 있는지를 검사하기 위해 비파괴 검사를 하는데, 상기와 같은 비파괴 검사는 엑스레이 검사 또는 적외선 검사법 등이 있다.

적외선 검사법은 검사 대상물에 적외선을 조사하여 상기 검사 대상물을 투과하는 적외선 영상의 음영으로서 검사 대상물 내부의 상태를 판단하는 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 본딩 부분이나 여권 및 신분증의 위조여부 등 검사에 투과가 필요한 분야에 활용되고 있다.

도 1은 종래의 적외선 검사장치를 도시한 단면도이다.

종래의 적외선 검사장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내부에 구비되는 복수개의 할로겐 램프(30)와, 상기 하우징(10)의 상면에 구비되는 투명한 글래스(20)와 상기 글래스(20)의 상면에 구비되어 상기 할로겐 램프(30)로부터 방출되어 검사 대상물(40)을 투과한 빛 중 적외선 영역을 촬영하는 카메라와 같은 감광장비(50)가 구비된다.

즉, 상기 감광장비(50)가 상기 검사 대상물(40)을 투과한 빛을 촬영하고, 필터를 거쳐 적외선 부분만을 추출하여 음영을 표현함으로써, 상기 촬영된 음영으로써 검사 대상물(40) 내부에 결함여부를 판단할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 자외선 검사장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 광원으로서 할로겐 램프(30)를 사용하는데, 상기 할로겐 램프(30)는 복수개가 배열된다. 그런데, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 복수개가 구비되는 경우에도 각 할로겐 램프(30)가 서로 이격되어 있으므로 평면상으로 볼 때 조도가 불균일하여 투과 이미지에 핫스팟(5)이 반점형태로 나타날 수 있으며 이러한 조도 불균일로 나타난 이미지인지 또는 검사 대상물 내부의 결함인지를 분간하는데 어려움이 따를 수 있다.

둘째, 도 3에 도시된 바와 같이, 할로겐 램프(30)는 단파장 영역보다는 적외선 영역인 장파장 영역이 풍부하여 상대적으로 발열량이 과다한 경향이 있다. 따라서, 할로겐 램프(30)의 발열량으로 인해 작업자가 화상을 입을 위험이 있으며, 검사 대상물(40) 또한 가열되어 열변형될 수 있어 검사에 제약이 있었다.

셋째, 종래의 광원으로 쓰이는 할로겐 램프(30)는 전력소모량이 큰 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발열량이 낮으면서 균일한 조도를 실현하여 반점형태의 핫스팟이 발생되지 않으면서도 소비전력이 적은 엘이디를 이용한 적외선 검사장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 빛을 발광하는 복수개의 엘이디가 배열된 광원기판, 상기 광원기판이 수용되는 공간을 형성하고, 일면에 상기 광원기판으로부터 방출되는 빛이 통과되는 개구부가 형성되며, 내측면의 상기 개구부가 형성된 면에 상기 개구부를 향하여 경사지지게 이루어져 상기 광원기판으로부터 방출된 빛이 반사되면서 상기 개구부로 집속되어 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 균일하게 비추도록 경면처리된 반사면이 형성된 하우징, 상기 광원기판으로부터 방출되어 상기 하우징의 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 투과한 적외선 영역의 파장을 촬영하는 카메라를 포함하여 이루어져, 상기 검사 대상물을 통과한 적외선으로서, 검사 대상물 내부의 결함을 검사하는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치가 제공된다.

상기 광원기판의 엘이디가 배열된 면에 상기 하우징의 내측면으로부터 반사된 빛을 상기 개구부를 향해 반사시킬 수 있도록 경면처리가 이루어질 수 있다.

상기 개구부에 구비되며, 상기 하우징 내부에 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 상기 광원기판의 빛이 개구부를 투과하도록 구비되는 글래스가 더 구비될 수 있다.

상기 개구부는 상기 하우징의 상면에 형성되며, 상기 개구부가 형성된 상면은 검사 대상물을 놓을 수 있도록 평평하게 형성될 수 있다.

상기 반사면에는 적외선 영역대의 파장을 반사시키는 금 또는 LaSFN9을 포함하는 소재로 코팅되어 경면처리가 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 엘이디를 이용한 적외선 검사장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 광원으로서 발열량이 큰 할로겐 램프 대신 발열량이 적은 엘이디를 광원으로 적용함으로써 발열량이 줄어들어 작업자가 화상을 입을 위험이 줄어듦과 동시에 검사 대상물이 가열되는 현상이 최소화 되므로 검사 대상물의 열변형 가능성도 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 광원기판에서 방출된 빛이 하우징의 경사진 반사면에 의해 상기 하우징 내부에서 반사되면서 개구부를 통해 검사 대상물에 조사되므로 개구부를 통해 방출되는 빛은 균일하게 조사되어 반점형태의 핫스팟이 발생되는 것을 최소화되는 효과가 있다.

셋째, 광원기판에서 발광된 빛이 경사진 반사면에 의해 개구부에 집속되므로 빛이 낭비되는 일 없이 검사 대상물이 보다 강하게 비춰지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 적외선 검사장치를 도시한 단면도;
도 2는 종래의 적외선 검사장치에 의해 검사 대상물이 불균일하게 비춰진 모습을 도시한 도면;
도 3은 할로겐 램프와 엘이디 소자의 파장에 따른 세기 및 CCD를 이용한 카메라의 감광영역을 도시한 그래프;
도 4는 본 발명의 엘이디를 이용한 적외선 검사장치의 일 예를 도시한 분해 사시도;
도 5는 도 4의 단면도 이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 엘이디를 이용한 적외선 검사장치는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 광원기판(120)과 하우징(110) 및 카메라(140)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 광원기판(120)은 빛을 발광하는 복수개의 엘이디(122)가 배열된 구성요소이다. 광원으로서 상기 엘이디(122)를 배열하므로 발열량이 줄어들면서도 촬영에 충분한 광량을 확보할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 엘이디(122) 또한 CCD 소자의 카메라 감광영역의 장파장의 적외선 영역 파장의 빛도 발할 수 있다. 또한, 부피가 큰 종래의 할로겐 램프(30)에 비하여 개당 부피가 작은 엘이디 소자(122)를 배열함으로써 각 엘이디 소자(122)간의 거리가 줄어들 수 있으며, 그로 인해 종래의 할로겐 램프(30)보다 균일한 조광을 구현할 수 있다.

그리고, 상기 하우징(110)은 상기 광원기판(120)이 수용되는 공간을 형성하고, 일면에 상기 광원기판(120)로부터 방출되는 빛이 통과되는 개구부(114)가 형성된다.

그리고, 상기 하우징(110)의 내측면은 상기 개구부(114)가 형성된 면을 향하여 경사지게 형성된다. 그리고, 상기 경사지게 형성된 면은 경면처리 되어 반사면(112)을 이룬다. 물론, 상기 반사면(112)은 빛을 반사하도록 경면처리되어 이루어질 수도 있고 또는 별도의 거울이 부착된 것일 수도 있다.

또한, 상기 반사면(122)에는 적외선을 보다 잘 반사시키는 금 또는 LaSFN9을 포함하는 소재로 코팅되어 경면처리가 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 개구부(114)는 상기 광원기판(120)의 면적보다 좁도록 형성되며, 상기 반사면(112)은 상기 개구부(114)를 향할수록 상호 가까워지도록 경사지게 이루어진다.

또한, 상기 광원기판(120)의 엘이디(122)가 배열된 면에는 상기 하우징(110) 내측면에서 상기 광원기판(120)으로 반사된 빛을 다시 개구부(114) 측으로 재반사하기 위하여 코팅(126) 등으로 경면처리 될 수 있다.

따라서, 상기 광원기판(120)에서 방출된 빛은 상기 반사면(112)과 광원기판(120)에서 여러 차례 반사되면서 개구부(114)를 향하게 되고, 결국 상기 개구부(114)를 통과하는 빛은 개구부(114) 면적에 대하여 균일하게 집속될 수 있는 것이다. 또한, 상기 반사면(112)이 경사지게 형성되므로 균일조광은 물론 상기 광원기판(120)으로부터 발광된 빛이 모아져 집속되는 효과도 있어 상기 개구부(114)의 상측에 놓여진 검사 대상물(40)을 비추는 조도를 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 개구부(114)에는 상기 하우징(110) 내부에 먼지 등의 이물질이 침투되지 못하도록 하면서 빛을 투과시킬 수 있도록 글래스(130)로 마감될 수 있다. 이 때, 상기 글래스(130)는 투과되는 빛의 감쇄 및 왜곡을 최소화 할 수 있도록 석영재질로 이루어진 글래스(130)일 수 있다.

그리고, 상기 광원기판(120)의 하측 또는 하우징(110) 내, 외부의 소정위치에 상기 광원기판(120)을 제어하는 제어부(124)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 개구부(114)가 형성되는 면은 검사 대상물(40)을 올려놓을 수 있도록 상기 하우징(110)의 상면인 것이 바람직하며, 또한 검사 대상물(40)이 안정적으로 올려질 수 있도록 평평하게 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 개구부(114)의 상측에는 카메라(140)가 구비될 수 있다. 상기 카메라는 CCD 소자등 촬상소자 및 렌즈로 이루어지며 상기 개구부(114)의 상측에 구비되어 상기 검사 대상물(40)을 투과한 적외선 영상을 촬영하는 구성요소이다.

상기 카메라(140)에서 촬영한 적외선 영상은 별도의 모니터에 디스플레이되어 작업자에게 보여지거나 또는 제어부 또는 외부의 PC 등에서 획득한 영상을 바탕으로 투과된 적외선을 촬영한 영상의 음영의 차이 등을 통해 검사 대상물(40) 내부의 결함을 검사할 수 있다.

따라서, 광원으로서 종래의 할로겐 램프(30) 대신 엘이디 소자(122)를 사용함으로써 저전력소비 및 저발열과 균일 조광을 실현할 수 있으며, 이에 더하여 경사진 내부 반사면(112)에 의해 보다 균일하고 밝게 비출 수 있어 내부 결함 검사의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

110: 하우징 112: 반사면
114: 개구부 120: 광원기판
122: 엘이디 소자 124: 제어부
126: 광원기판의 코팅면 130: 글래스
140: 카메라

Claims (5)

1. 빛을 발광하는 복수개의 엘이디가 배열된 광원기판;
   상기 광원기판이 수용되는 공간을 형성하고, 일면에 상기 광원기판으로부터 방출되는 빛이 통과되는 개구부가 형성되며, 내측면에 상기 개구부를 향하여 경사지게 이루어져 상기 광원기판으로부터 방출된 빛이 반사되면서 상기 개구부로 집속되어 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 균일하게 비추도록 경면처리된 반사면이 형성된 하우징;
   상기 광원기판으로부터 방출되어 상기 하우징의 개구부가 형성된 면에 놓여진 검사 대상물을 투과한 적외선 영상을 촬영하는 카메라;
   를 포함하여 이루어져,
   상기 검사 대상물을 통과한 적외선으로서, 검사 대상물 내부의 결함을 검사하는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원기판의 엘이디가 배열된 면에 상기 하우징의 내측면으로부터 반사된 빛을 상기 개구부를 향해 반사시킬 수 있도록 경면처리가 이루어지는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 개구부에 구비되며, 상기 하우징 내부에 이물질이 유입되는 것을 방지하면서, 상기 광원기판의 빛이 개구부를 투과하도록 구비되는 글래스를 더 포함하여 이루어지는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 하우징의 상면에 형성되며, 상기 개구부가 형성된 상면은 검사 대상물을 놓을 수 있도록 평평하게 형성되는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 반사면에는 적외선을 반사시키는 금 또는 LaSFN9을 포함하는 소재로 코팅되어 경면처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 적외선 검사장치.

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