KR101318826B1

KR101318826B1 - 엑스-레이 검사장치

Info

Publication number: KR101318826B1
Application number: KR1020120088023A
Authority: KR
Inventors: 윤중석; 이상률
Original assignee: 주식회사 쎄크
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-10-17

Abstract

TDI 카메라를 사용하는 엑스-레이 검사장치에서 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정할 수 있는 배향 조정부를 구비하는 엑스-레이 검사장치가 개시된다. 엑스-레이 검사장치는, 피검사 대상물을 지지하고 이송시키는 이송유닛; 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 소스; 엑스-레이가 피검사 대상물을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 디텍터; 및 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정하도록 상기 TDI 카메라를 상기 TDI 카메라의 광축에 관해 회전시키는 배향 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엑스-레이 검사장치{X-ray inspecting apparatus}

본 발명은 전자부품과 같은 피검사 대상물의 불량여부를 검사하는 엑스-레이(X-ray) 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TDI(Time delay integration) 카메라를 사용하는 엑스-레이 검사장치에서 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정할 수 있는 배향 조정부를 구비하는 엑스-레이 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판 등과 같은 전자부품은 제조시 전극간극, 배선연결 상태 등에 대한 불량여부를 검사하는 과정을 거친다. 이러한 전자부품의 불량여부를 검사하기 위한 장치로는 엑스-레이(X-ray) 검사장치가 널리 사용된다.

엑스-레이 검사장치는 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하도록 제작된 캐비넷의 내부에서 전자부품에 엑스-레이를 조사할 때 전자부품을 투과하는 엑스-레이에 의해 투영된 영상을 촬상 검출하는 엑스-레이 디텍터를 포함한다. 엑스-레이 디텍터는 통상 영상 증배관(image intensifier)을 부착한 CCD(Charged Coupled Device) 에어리어 카메라 또는 평판 디텍터(flat panel detector)로 구성된다. 그러나, CCD 에어리어 카메라 또는 평판 디텍터는 전자부품이 검사위치를 통과할 때 전자부품을 통해 엑스-레이에 의해 투영된 영상을 프레임 단위로 검출하므로, 그에 의해 촬상되어 모니터에 디스플레이되는 영상도 전자부품의 움직임에 따라 프레임 단위로 연속적으로 변화한다. 따라서, 검사자가 전자부품의 불량여부를 정확히 검사하기 위해서는 각각의 전자부품이 검사위치에 도달할 때 마다 전자부품을 정지시킨 다음 전자부품의 검사 대상부분의 영상을 촬상 포착하여 불량여부를 판정해야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해, 최근 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하는 엑스-레이 변환 증폭부 및/또는 변환 증폭된 가시광선으로부터 전자부품의 연속 비디오 영상을 검출하는 TDI(Time delay integration) 카메라를 엑스-레이 디텍터로 사용하여 전자부품을 정지시키지 않고 전자부품이 이송되는 중에 영상을 수집하여 불량여부를 판정할 수 있는 엑스-레이 검사장치가 본 출원인에 의해 제안되었다. 이러한 엑스-레이 검사장치의 예는 본 출원인의 국내 특허출원 10-2008-49800호와 10-2011-51675호에 개시되어 있다.

하지만, 위와 같은 TDI 카메라를 사용하는 엑스-레이 검사장치는 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되어 이동하는 형태로 전자부품의 연속 비디오 영상을 검출하는 TDI 카메라의 특성 때문에 TDI 카메라에 대한 전자부품의 이송 방향이 TDI 카메라의 촬상소자의 픽셀들의 열들에 대해 정확하게 직각으로 진직도를 유지하는 것이 중요하다.

만일, 전자부품의 이송 방향이 촬상소자의 픽셀들의 열들과 정확하게 직각으로 진직도를 유지하지 못하면, 각 행들의 픽셀들에서 누적적으로 축적되어야 할 전하가 이웃하는 행들의 픽셀들에 축적되므로, 검출되는 영상은 이웃하는 픽셀들에서 블러링(blurring) 현상이 발생하게 되고, 그 결과, 전자부품의 불량검사의 정확도 및/또는 효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.

보다 상세하게 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 픽셀 크기 정도의 점(P)이 TDI 카메라의 촬상소자(1)의 픽셀들의 열들에 대해 정확하게 직각으로 유지되지 않고 미세하게 경사진 이송 방향(S)으로 이동된다면, 점(P)은 이웃하는 픽셀들의 행들의 경계지점에 도달한 이후부터는 이웃하는 행들의 픽셀들 모두에서 검출되어 해당하는 행에 전하로써 축적된다. 따라서, 점 영상이 한 행의 픽셀에서 형성되는 정상의 경우와 비교하여, 이웃하는 행들의 픽셀들의 모두 형성되는 블러링 현상을 발생하게 된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자부품(3, 3')을 검사하기 위해 전자부품(3, 3')을 이송시킬 때, 전자부품(3, 3')을 이송시키는 이송유닛의 X축 또는 Y축 방향 이동부재의 이송축 방향(X 또는 Y)이 TDI 카메라의 촬상소자(1)의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 배치되지 않으면, TDI 카메라의 촬상소자(1)는 열에서 열로 이동함에 따라 전하를 축적하여 연속 비디오 영상을 검출하는 특성상 필요로 하는 연속 비디오 영상을 검출할 수 없다.

이러한 문제들을 해결하기 위해, 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치는 전자부품의 이송 방향이 촬상소자의 픽셀들의 열들과 정확하게 직각으로 진직도를 유지하지 못하거나 및/또는 X축 또는 Y축 방향 이동부재의 이송축 방향(X 또는 Y)이 촬상소자의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 배치되지 않을 경우 전자부품의 이송 방향의 진직도를 조정하거나 및/또는 X축 또는 Y축 방향 이동부재의 이송축 방향(X 또는 Y)을 촬상소자의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 조정할 수 있도록 전자부품을 지지하는 지지판을 회전시키는 회전이동부를 이송유닛에 구비한다.

하지만, 회전이동부는 통상 비교적 큰 크기를 갖는 지지판과 X축 방향 이동부재 사이 또는 Y축 방향 이동부재 아래에 배치되어 지지판 또는 Y축 방향 이동부재를 회전시켜야 하므로, 비교적 큰 용량의 구동모터와 동력전달부를 필요로 한다. 또한, 회전이동부는 지지판과 X축 방향 이동부재 사이 또는 Y축 방향 이동부재 아래에 배치되므로, 이송유닛의 수직높이를 증가시킨다. 그 결과, 엑스-레이 소스와 함께 이송유닛을 내부에 수용하는 캐비넷의 크기 역시 증가된다.

따라서, 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치는 전체 크기 및 제작 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, TDI 카메라를 사용하는 엑스-레이 검사장치에서 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정할 수 있는 배향 조정부를 구비하여 전체 구성을 간단하게 하고 전체 크기 및 제작 비용을 감소시킬 수 있게 한 엑스-레이 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 엑스-레이 검사장치는, 피검사 대상물을 지지하고 이송시키는 이송유닛; 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 소스; 엑스-레이가 피검사 대상물을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 디텍터; 및 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정하도록 TDI 카메라를 TDI 카메라의 광축에 관해 회전시키는 배향 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

엑스-레이 디텍터는, TDI 카메라 앞쪽에 배치되고, 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하여 TDI 카메라로 입사시키는 엑스-레이 변환 증폭부를 더 포함할 수 있다. 엑스-레이 변환 증폭부는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭할 수 있는 영상 증배관(image intensifier)을 포함할 수 있다.

TDI 카메라는 가시광선을 전기 신호로 변환하는 촬상소자, 및 변환된 전기 신호로부터 피검사 대상물의 이송 움직임과 정렬 및 동기된 리니어 어레이들로 피검사 대상물의 연속 비디오 영상을 생성하는 프레임 전송부를 포함할 수 있다. 이때, 촬상소자는 복수의 행과 열로 배치된 픽셀들을 갖는 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxcide semiconductor)일 수 있다. 이 경우, CCD 또는 CMOS의 픽셀들은 256 내지 30,000 개 사이의 행과 4 개 내지 10,000 개 사이의 열로 배치된 것이 바람직하다.

배향 조정부는 엑스-레이 디텍터의 엑스-레이 변환 증폭부에 설치될 수 있다. 이 경우, 배향 조정부는 회전력을 발생하는 구동모터, TDI 카메라를 엑스-레이 변환 증폭부에 회전할 수 있게 고정하는 회전 브라켓, 및 회전 브라켓을 회전시키도록 구동모터의 회전력을 회전 브라켓에 전달하는 동력전달부를 포함할 수 있다. 이때, 회전 브라켓은, 하부에서 베어링에 의해 엑스-레이 변환 증폭부에 회전할 수 있게 고정됨과 함께 엑스-레이를 통과시키는 관통공을 구비하고, 상부에서 TDI 카메라의 광축을 관통공의 중심과 정렬하도록 TDI 카메라를 고정하는 원통형 부재를 포함할 수 있다. 또한, 동력전달부는 구동모터의 구동축에 배치된 구동풀리부와 회전 브라켓의 외주면에 배치된 피동풀리부를 연결하는 동력전달 벨트를 포함할 수 있다.

엑스-레이 검사장치는 내부에 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하는 캐비넷을 더 포함하며, 이송유닛과 엑스-레이 소스는 캐비넷의 내부에 배치되고, 엑스-레이 디텍터와 배향 조정부는 캐비넷의 외부에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 엑스-레이 검사장치는 피검사 대상물에 대한 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정하도록 TDI 카메라를 TDI 카메라의 광축에 관해 회전시키는 배향 조정부를 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명의 엑스-레이 검사장치는, 회전이동부가 피 검사대상물의 이송 방향의 진직도 및/또는 Y축 방향 이동부재 또는 X축 방향 이동부재의 이송축 방향(X, 또는 Y)의 직각 조정을 위해 비교적 큰 크기를 갖는 지지판 또는 Y축 방향 이동부재를 회전시켜야 하는 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치와 비교하여, 배향 조정부가 비교적 작고 가벼운 TDI 카메라만 회전시키면 되므로, 비교적 작은 용량과 크기의 구동모터와 동력전달부를 필요로 한다. 또한, 배향 조정부는 캐비넷 외부에 설치된 엑스-레이 디텍터의 엑스-레이 변환 증폭부에 설치되므로, 이송유닛의 수직높이를 증가시키지 않는다. 그 결과, 엑스-레이 발생부와 함께 이송유닛을 내부에 수용하는 캐비넷의 크기 역시 감소된다. 따라서, 본 발명의 엑스-레이 검사장치는 전체 크기 및 제작비용이 크게 감소될 수 있다.

또한, 본 발명의 엑스-레이 검사장치는, 이송유닛, 즉, 지지판 또는 Y축 방향 이동부재가 검사하고자 하는 피검사 대상물의 크기에 따라 다른 크기를 가지도록 변경될 경우, 회전이동부도 지지판 또는 Y축 방향 이동부재를 회전시켜야 하는 특성상 지지판 또는 Y축 방향 이동부재의 크기에 맞추어 변경되어야 하는 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치와 달리, 배향 조정부가 지지판 또는 Y축 방향 이동부재의 동작과 관계 없이 TDI 카메라만 광축에 관해 회전시키기 때문에 배향 조정부를 지지판 또는 Y축 방향 이동부재의 크기에 맞추어 변경시킬 필요가 없다. 그 결과, 배향 조정부는 피검사 대상물의 크기 및/또는 그에 따른 지지판 또는 Y축 방향 이동부재의 크기에 관계 없이 범용으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 엑스-레이 검사장치는 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치에서와 같이 각종 피검사 대상물들의 검사를 위해 피검사 대상물의 크기에 따라 각기 다른 회전이동부를 포함하는 이송유닛들을 갖춰야하는 문제점과 그에 따른 제작 및/또는 설비 비용 증가가 원천적으로 방지될 수 있다.

도 1은 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치에서 전자부품의 이송 방향이 TDI 카메라의 촬상소자의 픽셀들의 열들에 대해 정확하게 직각으로 진직도를 유지하지 못할 경우 발생하는 블러링 현상을 설명하는 도면,
도 2는 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치에서 전자부품의 이송시 X축 또는 Y축 이송부의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 DI 카메라의 촬상소자의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 배치되지 않을 경우를 예시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스-레이 검사장치를 예시하는 블록도, 및
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 도시된 엑스-레이 검사장치의 이송유닛의 사시도와 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 엑스-레이 검사장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스-레이 검사장치(100)를 예시하는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 피검사 대상물, 예를 들면, 인쇄회로기판(104)의 불량여부를 검사하기 위한 장치로써, 캐비넷(101), 이송유닛(111), 엑스-레이 소스(103), 엑스-레이 디텍터(105), 배향 조정부(106), 콘트롤러(108), 및 디스플레이부(109)를 구비한다.

캐비넷(101)은 내부에 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하도록 예를들면 납(Pb)으로 이루어진 장방형 형태의 쳄버(102)로 구성된다.

이송유닛(111)은 엑스-레이가 인쇄회로기판(104)을 투과할 때 투영되는 영상을 엑스-레이 디텍터(105)가 스캐닝하여 검출하도록 인쇄회로기판(104)을 이송시키기 위한 것으로, 캐비넷(101)의 쳄버(102) 내에 배치된다.

도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 이송유닛(111)은 수평이동부(113)와 수직이동부(160)를 구비한다. 수평이동부(113)는 인쇄회로기판(104)을 제1 및 제2 방향, 예를 들면, X축 및 Y축 방향(도면의 X 및 Y 방향)으로 이동시키는 것으로, Y축 방향 이동부재(119), 및 X축 방향 이동부재(121)로 구성된다. Y축 방향 이동부재(119)는 인쇄회로기판(104)을 지지하는 지지판(117)을 Y축 방향으로 이송시키도록 제1 구동모터(128)에 의해 Y축 방향으로 이동된다. X축 방향 이동부재(121)는 Y축 방향 이동부재(119)를 X축 방향으로 이송시키도록 제2 구동모터(143)에 의해 X축 방향으로 이동된다.

수직이동부(160)는 수평이동부(113)를 제1 및 제2 방향인 X축 및 Y축 방향과 수직인 제3 방향, 즉 Z축 방향(도면의 화살표 Z)으로 이동시키는 것으로, X축 방향 이동부재(121)의 하부에 수직으로 배치된 ㄷ자 형태의 Z축 방향 이동부재(161)를 구비한다. Z축 방향 이동부재(161)는 엑스-레이 디텍터(105)에 의해 검출되는 영상의 배율 조정이 필요할 경우 제3 구동모터(163; 도 4b 및 도 4c 참조)에 의해 Z축 방향으로 이동된다.

이러한 이송유닛(111)의 수평이동부(113)와 수직이동부(160)의 구성과 동작은 본 출원인의 국내 특허출원 10-2007-96918호에 상세히 기재된 구성에서 회전이동부를 제외한 것과 동일하다.

다시 도 3을 참조하면, 엑스-레이 소스(103)는 지지판(117)에 지지된 인쇄회로기판(104)에 엑스-레이를 조사하여 투영 영상을 만드는 것으로, 캐비넷(101)의 쳄버(102)의 내에서 Z축 방향 이동부재(161)의 중앙 공간에 배치된다.

엑스-레이 소스(103)는 고전압발생장치(도시하지 않음), 및 고전압발생장치와 연결되고, 엑스-레이를 발생하는 엑스-레이 튜브(X-ray tube)로 구성될 수 있다.

엑스-레이 디텍터(105)는 엑스-레이 소스(103)에서 발생된 엑스-레이가 인쇄회로기판(104)을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하기 위한 것으로, 캐비넷(101)의 쳄버(102)의 상단벽 상에 엑스-레이 소스(103)와 일직선상으로 설치되고, 엑스-레이 변환 증폭부(171), 및 TDI(Time Delay Integration) 카메라(178)를 포함한다.

엑스-레이 변환 증폭부(171)는 쳄버(102)의 상단벽의 상면에 배치되고, 인쇄회로기판(104)을 투과하여 입력되는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하여 TDI 카메라(178)로 입사시킨다. 이를 위해, 엑스-레이 변환 증폭부(171)는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 증폭할 수 있는 영상 증배관(image intensfier)(173), 및 영상 증배관(173)을 쳄버(102)의 상단벽의 상면에 고정하는 고정 케이싱(172)으로 구성된다. 본 실시예에서, 영상 증배관(173)은 엑스-레이를 가시광선으로 1,000배 내지 10,000배로 변환 증폭할 수 있는 성능을 가지는 것으로 구현될 수 있다.

TDI 카메라(178)는 고정 케이싱(172)의 상면에 회전할 수 있게 고정되는 후술하는 배향 조정부(106)의 회전 브라켓(185)에 의해 영상 증배관(173) 위쪽에 배치된다.

TDI 카메라(178)는 영상 증배관(173)에 의해 변환 및 증폭된 가시광선으로부터 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되는 형태로, 이송되는 피검사 대상물, 즉, 인쇄회로기판(104)의 연속 비디오 영상을 검출한다.

이를 위해, TDI 카메라(178)는 엑스-레이 변환 증폭부(171)에 의해 변환 증폭된 가시광선을 전하와 같은 전기 신호로 변환하는 촬상소자(181), 및 변환된 전기 신호로부터 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되는 형태로 전자부품의 이송 움직임과 정렬 및 동기된 리니어 어레이들로 전자부품의 연속 비디오 영상을 생성하는 프레임 전송부(183)를 구비한다.

이때, TDI 카메라(178)는 엑스-레이가 영상 증배관(173)에서 가시광선으로 변환되므로, 일반적으로 시중에서 구입할 수 있는 엑스-레이 TDI 카메라 또는 디텍터와 달리, 촬상소자(181) 앞에 설치되어 엑스-레이를 가시 광선으로 변환하는 신틸레이터(scintillator)를 포함하지 않는다.

본 실시예에서, 촬상소자(181)는 복수의 행과 열로 배치된 픽셀들을 갖는 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxcide semiconductor)로 구성될 수 있다. 이때, CCD 또는 CMOS의 픽셀들은 TDI 카메라(178)가 인쇄회로기판(104)의 검사에 적당한 해상도와 감지속도를 가질 수 있도록 하기 위해 256 내지 30,000 개 사이, 바람직하게는 3072 또는 4608 개의 행과 4 개 내지 10,000 개 사이, 바람직하게는 128 개의 열로 배치되고, 픽셀들은 각각 1㎛ x 1㎛에서 100㎛ x 100㎛ 사이의 크기, 바람직하게는 48㎛ x 48㎛의 크기를 가질 수 있다.

배향 조정부(106)는 인쇄회로기판(104)에 대한 TDI 카메라(178)의 스캐닝 배향을 조정하도록 TDI 카메라(178)를 TDI 카메라(178)의 광축에 관해 회전시키기 위한 것으로, 엑스-레이 변환 증폭부(171)의 고정 케이싱(172)에 설치되고, 구동모터(184), 회전 브라켓(185), 및 동력전달부(187)로 구성된다.

구동모터(184)는 고정 케이싱(172)의 일측에 설치되고, 회전 브라켓(185)을 회전시키기 위한 회전력을 발생한다.

회전 브라켓(185)은 고정 케이싱(172)의 상면의 대략 중앙에 설치되고, TDI 카메라(178)를 고정 케이싱(172)에 회전할 수 있게 고정한다. 이를 위해, 회전 브라켓(185)은 고정 케이싱(172)의 상면에 회전할 수 있게 고정된 원통형 부재(185a)로 구성된다. 원통형 부재(185a)는 하부에서 베어링(191)에 의해 고정 케이싱(172)의 상면에 회전할 수 있게 고정됨과 함께 엑스-레이를 통과시키는 관통공을 구비하고, 상부에서 TDI 카메라(178)의 광축을 관통공의 중심과 정렬하도록 TDI 카메라(178)를 고정한다.

동력전달부(187)는 회전 브라켓(185)을 회전시키도록 구동모터(184)의 회전력을 회전 브라켓(185)에 전달한다. 이를 위해, 동력전달부(187)는 구동모터(184)의 구동축에 배치된 구동풀리부(189)와 회전 브라켓(185)의 외주면에 형성된 피동풀리부(186)를 연결하는 동력전달 벨트로 구성된다.

콘트롤러(108)는 이송유닛(111)의 구동모터들(128, 143, 163), 엑스-레이 소스(103), 엑스-레이 디텍터(105) 및 배향 조정부(106)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 콘트롤러(108)는 키보드와 마우스를 포함하는 입력부(107)와 디스플레이부(109)를 구비하는 PC(Personal computer)로 구성될 수 있다.

인쇄회로기판(104)의 불량 검사시, 콘트롤러(108)는 내부 메모리에 미리 저장된 불량검사 프로그램의 제어 프로세스에 따라, 인쇄회로기판(104)을 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동하도록 이송유닛(111)을 제어하고, 인쇄회로기판(104)이 이송유닛(111)에 의해 이송될 때 인쇄회로기판(104)을 투과하는 엑스-레이로부터 엑스-레이 디텍터(105)에 의해 검출 및 출력되는 인쇄회로기판(104)의 연속 비디오 영상정보와 내부 메모리(도시하지 않음)에 미리 입력된 검사 기준영상 데이터를 비교하여 인쇄회로기판(104)의 전극간극, 배선연결 상태 등의 불량여부를 판정하고, 판정결과를 디스플레이부(109)에 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어한다.

또한, 콘트롤러(108)는 이송유닛(111)에 의한 인쇄회로기판(104)의 이송 방향이 영상을 검출하는 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 정확하게 직각으로 진직도를 유지하지 못하거나 불량검사를 위해 인쇄회로기판(104)를 이송시키는 Y축 방향 이동부재(119) 및/또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 직각으로 배치되지 않을 경우, 내부 메모리에 미리 저장된 자동 배향조정 프로그램에 의해 TDI 카메라(178)의 배향을 조절하도록 배향 조정부(106)의 구동모터(184)의 회전을 제어하여 인쇄회로기판(104)의 스캐닝 방향의 진직도를 조정하거나 및/또는 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)을 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 조정한다.

이때, 자동 배향조정 프로그램은 TDI 카메라(178)에 의해 검출되는 인쇄회로기판(104)의 엣지 정보를 토대로 얻어지는 인쇄회로기판(104)의 이송 방향 및/또는 이전 프로세스에서 콘트롤러(108)에 기억된 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)(초기구동 시는 미리 저장된 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y))을 이전 프로세스에서 콘트롤러(108)에 기억된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향(초기구동 시는 미리 저장된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향)과 비교하여 인쇄회로기판(104)의 이송 방향이 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 정확하게 직각으로 진직도를 유지하는 지 또는 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 직각으로 배치되었는 지를 판단하고, 그에 따라, TDI 카메라(178)의 배향을 조절하도록 배향 조정부(106)의 구동모터(184)의 회전을 제어하도록 구성될 수 있다.

디스플레이부(109)는 콘트롤러(108)의 제어에 따라 엑스-레이 디텍터(105)로부터 출력되는 영상정보를 표시하는 것으로, 모니터로 구성될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 피검사 대상물이 인쇄회로기판(104)인 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되지 않는다. 예를들면, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 동일한 구성과 원리로, 다른 전자부품, 예를 들면, 이차전지의 전극간극, 배선연결 상태 등에 대한 불량여부를 검사하는데 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 콘트롤러(108)가 내부 메모리에 미리 저장된 불량검사 프로그램의 제어 프로세스에 따라 엑스-레이 디텍터(105)로부터 출력되는 인쇄회로기판(104)의 연속 비디오 영상정보와 내부 메모리에 미리 입력된 검사 기준영상 데이터를 비교하여 인쇄회로기판(104)의 전극간극, 배선연결 상태 등의 불량여부를 자동으로 판정하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 필요에 따라, 검사자가 디스플레이부(109)에 표시되는 연속 비디오 영상을 토대로 이차전지(102)의 불량여부를 육안으로 판정하는 반자동 검사모드로 동작하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 콘트롤러(108)가 자동 배향조정 프로그램을 사용하여 인쇄회로기판(104)의 이송 방향의 진직도를 자동으로 조정하거나 및/또는 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)을 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들에 대해 직각으로 자동으로 조정하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 필요에 따라, 검사자가 디스플레이부(109)에 표시되는 연속 비디오 영상을 토대로 인쇄회로기판(104)의 이송 방향의 진직도 및/또는 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들에 대한 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)의 직각 여부를 육안으로 판단하여 입력부(107)를 통해 TDI 카메라(178)의 배향을 직접 조정하는 반자동 배향조정모드로 동작하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 엑스-레이 디텍터(105)가 엑스-레이 변환 증폭부(171)와 TDI 카메라(178)를 포함하여 구성된 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 필요에 따라, TDI 카메라(178)만 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, TDI 카메라(178)는 엑스-레이를 가시 광선으로 변환하도록 촬상소자(181) 앞에 설치된 신틸레이터를 포함할 수 있다.

이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)를 사용하여 인쇄회로기판(104)의 불량여부를 검사하는 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 검사자는 키보드, 마우스 등과 같은 입력부(107)를 사용하여 인쇄회로기판(104)의 검사 기준영상 데이터, 검사를 위한 인쇄회로기판(104)의 이송방향 등과 같은 작동 정보를 콘트롤러(108)에 입력하는 초기화 과정을 수행한다.

이어서, 검사자는 캐비넷(101)의 쳄버(102)의 좌측에서 우측을 관통하여 설치된 이송 컨베이어(도시하지 않음), 쳄버(102) 내부의 로봇 암(도시하지 않음) 등을 구동하여 인쇄회로기판(104)을 지지판(117) 상에 위치시킨다.

그 후, 검사자가 입력부(107)를 통해 검사명령을 입력하면, 콘트롤러(108)는 자동 배향조정 프로그램을 사용하여 이전 프로세스에서 콘트롤러(108)에 기억된 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)(초기구동 시는 미리 저장된 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y))을 이전 프로세스에서 콘트롤러(108)에 기억된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향(초기구동 시는 미리 저장된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향)과 비교하여 불량검사를 위해 인쇄회로기판(104)을 이동시킬 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 직각으로 배치되었는 지를 판단한다.

판단결과, 검사를 위해 인쇄회로기판(104)을 이동시킬 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 직각으로 배치되지 않은 것으로 판단되면, 콘트롤러(108)는 판단결과가 '비정상'임을 디스플레이부(109)에 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어함과 동시에, TDI 카메라(178)의 배향을 조절하도록 배향 조정부(106)의 구동모터(184)의 회전을 제어하여 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)의 이송축 방향(X, 또는 Y)이 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 직각으로 유지되도록 한다.

그 다음, 입력부(107)를 통해 입력된 작동정보 및 내부 메모리에 미리 저장된 불량검사 프로그램의 제어 프로세스에 따라, 인쇄회로기판(104)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이송시키도록 이송유닛(111)의 Y축 방향 이동부재(119) 또는 X축 방향 이동부재(121)를 제어한다.

이와 동시에, 콘트롤러(108)는 인쇄회로기판(104)에 엑스-레이를 조사하도록 엑스-레이 소스(103)를 작동시키고, 엑스-레이 디텍터(105)가 인쇄회로기판(104)의 평면 전체를 통해 투영된 투영 영상을 인쇄회로기판(104)의 연속 평면 비디오 영상으로 검출하여 출력하도록 엑스-레이 디텍터(105)를 제어한 다음, 디스플레이부(109)가 출력된 영상정보를 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어한다.

이때, 엑스-레이 변환 증폭부(171)의 영상 증배관(173)은 인쇄회로기판(104)의 평면 전체를 투과하여 입력되는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 증폭하고, TDI 카메라(178)는 변환 증폭된 가시광선으로부터 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되는 형태로 인쇄회로기판(104)의 이동 움직임과 정렬 및 동기된 리니어 어레이들의 연속 평면 비디오 영상 검출한다.

또한, 콘트롤러(108)는 엑스-레이 디텍터(105)로부터 출력되는 인쇄회로기판(104)의 연속 비디오 영상정보와 내부 메모리에 미리 입력된 인쇄회로기판(104)의 검사 기준영상 데이터를 비교하여 인쇄회로기판(104)의 전극간극, 배선연결 상태 등의 불량여부를 검사한다. 검사결과, 불량으로 판정되면, 콘트롤러(108)는 판정결과를 디스플레이부(109)에 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어한다.

한편, 위와 같이 불량검사 동작을 수행하는 동안, 콘트롤러(108)는 TDI 카메라(178)에 의해 검출되는 인쇄회로기판(104)의 엣지 정보를 토대로 얻어지는 인쇄회로기판(104)의 이송 방향을 이전 프로세스에서 콘트롤러(108)에 기억된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향(초기구동 시는 미리 저장된 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들의 배열 방향)을 비교하여 인쇄회로기판(104)의 이송 방향이 TDI 카메라(178)의 촬상소자(181)의 픽셀들의 열들과 정확하게 직각으로 진직도를 유지하는 지를 판단한다.

판단결과, 인쇄회로기판(104)의 이송 방향이 정확하게 진직도를 유지하지 않는 것으로 판단되면, 콘트롤러(108)는 판단결과가 '비정상'임을 디스플레이부(109)에 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어함과 동시에, TDI 카메라(178)의 배향을 조절하도록 배향 조정부(106)의 구동모터(184)의 회전을 제어하여 인쇄회로기판(104)의 이송 방향의 진직도를 조정한다. 이 경우, 콘트롤러(108)는 자동 배향조정 프로그램 또는 검사자의 명령에 의해 위에서 설명한 불량검사 동작을 다시 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 판단결과, 인쇄회로기판(104)의 이송 방향이 정확하게 진직도를 유지하고 있는 것으로 판단되면, 콘트롤러(108)는 판단결과가 '정상'임을 디스플레이부(109)에 표시하도록 디스플레이부(109)를 제어한다.

이와 같이 인쇄회로기판(104)의 이송 방향의 진직도에 대한 판단결과가 '정상'으로 출력되면, 검사자는 로봇 암, 이송 컨베이어 등을 구동하여 인쇄회로기판(104)을 캐비넷(101)의 쳄버(101a)의 외부로 배출시키고, 인쇄회로기판(104)의 불량검사는 종료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예의 엑스-레이 검사장치(100)는 인쇄회로기판(104)에 대한 TDI 카메라(178)의 스캐닝 배향을 조정하도록 TDI 카메라(178)를 TDI 카메라(178)의 광축에 관해 회전시키는 배향 조정부(106)를 포함하여 구성된다. 따라서, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는, 회전이동부가 피 검사대상물의 이송 방향의 진직도 및/또는 Y축 방향 이동부재 또는 X축 방향 이동부재의 이송축 방향(X, 또는 Y)의 직각 조정을 위해 비교적 큰 크기를 갖는 지지판 또는 Y축 방향 이동부재를 회전시켜야 하는 종래의 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 검사장치와 비교하여, 배향 조정부(106)가 비교적 작고 가벼운 TDI 카메라(178)만 회전시키면 되므로, 비교적 작은 용량과 크기의 구동모터(184)와 동력전달부(187)를 필요로 한다. 또한, 배향 조정부(106)는 캐비넷(101) 외부에 설치된 엑스-레이 변환 증폭부(171)의 고정 케이싱(172)에 설치되므로, 이송유닛(111)의 수직높이를 증가시키지 않는다. 그 결과, 엑스-레이 소스(103)와 함께 이송유닛(111)을 내부에 수용하는 캐비넷(101)의 크기 역시 감소된다. 따라서, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 전체 크기 및 제작 비용이 크게 감소될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

100: 엑스-레이 검사장치 101: 캐비넷
103: 엑스-레이 소스 105: 엑스-레이 디텍터
171: 엑스-레이 변환 증폭부 173: 영상 증배관
178: TDI 카메라 181: 촬상소자 183: 프레임 전송부 184: 구동모터
185: 회전 브라켓 185a: 원통형 부재
187: 동력전달부 189: 구동풀리부
190: 피동풀리부 191: 베어링

Claims

피검사 대상물을 지지하고 이송시키는 이송유닛;
상기 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 소스;
상기 엑스-레이가 상기 피검사 대상물을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 TDI 카메라를 구비하는 엑스-레이 디텍터; 및
상기 피검사 대상물에 대한 상기 TDI 카메라의 스캐닝 배향을 조정하도록 상기 TDI 카메라를 상기 TDI 카메라의 광축에 관해 회전시키는 배향 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 엑스-레이 디텍터는 상기 TDI 카메라 앞쪽에 배치되고, 상기 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하여 상기 TDI 카메라로 입사시키는 엑스-레이 변환 증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 엑스-레이 변환 증폭부는 상기 엑스-레이를 상기 가시광선으로 변환 및 증폭할 수 있는 영상 증배관(image intensifier)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 TDI 카메라는,
상기 가시광선을 전기 신호로 변환하는 촬상소자; 및
상기 변환된 전기 신호로부터 상기 피검사 대상물의 이송 움직임과 정렬 및 동기된 리니어 어레이들로 상기 피검사 대상물의 연속 비디오 영상을 생성하는 프레임 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제4항에 있어서,
상기 촬상소자는 복수의 행과 열로 배치된 픽셀들을 갖는 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxcide semiconductor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제5항에 있어서,
상기 CCD 또는 CMOS의 상기 픽셀들은 256 내지 30,000 개 중의 하나의 행과 4 개 내지 10,000 개 중의 하나의 열로 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 배향 조정부는 상기 엑스-레이 디텍터의 상기 엑스-레이 변환 증폭부에 설치되는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제7항에 있어서,
상기 배향 조정부는,
회전력을 발생하는 구동모터;
상기 TDI 카메라를 상기 엑스-레이 변환 증폭부에 회전할 수 있게 고정하는 회전 브라켓; 및
상기 회전 브라켓을 회전시키도록 상기 구동모터의 회전력을 상기 회전 브라켓에 전달하는 동력전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제8항에 있어서,
상기 회전 브라켓은, 하부에서 베어링에 의해 상기 엑스-레이 변환 증폭부에 회전할 수 있게 고정됨과 함께 상기 엑스-레이를 통과시키는 관통공을 구비하고, 상부에서 상기 TDI 카메라의 상기 광축을 상기 관통공의 중심과 정렬하도록 상기 TDI 카메라를 고정하는 원통형 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제8항에 있어서,
상기 동력전달부는 상기 구동모터의 구동축에 배치된 구동풀리부와 상기 회전 브라켓의 외주면에 배치된 피동풀리부를 연결하는 동력전달 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
제1항에 있어서,
내부에 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하는 캐비넷을 더 포함하며,
상기 이송유닛과 상기 엑스-레이 소스는 상기 캐비넷의 내부에 배치되고,
상기 엑스-레이 디텍터와 상기 배향 조정부는 상기 캐비넷의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.