KR101323257B1 - 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치는, 엘이디 부품을 검사하여 양호 또는 불량을 판별하기 위한 높이 검사장치로서, 상기 검사대상물을 검사위치에 고정 또는 이송시키는 스테이지부와, 상기 스테이지부의 상부에 위치하며, 상기 검사대상물에 조명을 제공하는 조명부와, 상기 검사대상물에 의해 반사된 영상을 촬영하는 카메라부를 포함하며, 상기 조명부는 엘이디 부품의 발광소자를 덮는 형광체의 흡수 파장대 영역 광을 조사하도록 구성된다.
본 발명에 의해, 엘이디 부품에 도포된 형광체의 높이 또는 유무를 측정하여 부품의 불량 여부를 정확히 측정할 수 있다.

Description

엘이디 부품 형광체 높이 검사장치{HEIGHT INSPECTION APPARATUS FOR FLUORESCENT SUBSTANCE OF LIGHT EMITTING DIOD COMPONENT}

본 발명은 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디 부품 검사시 형광체의 표면 높이를 입체 영상을 통해 정확히 측정할 수 있도록 구성된 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디(LED: Light Emitting Diod), 인쇄회로기판(PCB)을 검사하기 위한 높이검사장치는 부품의 들뜸이나 기울어짐과 같은 실장상태를 검사하며 검사결과에 따라 다음 공정으로 이송시키게 된다.

통상적인 비전검사방법은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 컨베이어를 통해 검사대상물이 수평 이송되면 위치조절장치에서 초기 위치를 조절하고, 조절이 완료된 후 격자무늬 구조를 띈 조명등이 엘이디 부품 또는 인쇄회로기판을 조사하면 카메라가 조사된 광의 형태를 촬영하여 검사하거나 라인형태의 구조광의 조사를 통해 검사위치를 이동하면서 높이를 검사한다.

이후 높이검사장치는 촬영 부분을 연산하고 기준값과 비교함으로써, 높이와 연관되는 엘이디 실장의 양호/불량을 검사하거나, 표면실장부품의 실장 유/무를 검사하게 된다.

상기와 같은 높이검사장치는 광삼각법 또는 모아레 기술을 이용하는데, 이들은 모두 2차원적 형상을 측정하여 삼각함수를 이용함으로써 3차원적 높이를 계산하거나 위상천이(Phase-shifting)를 통해 계산는 방식이 적용된다.

도 2 에 도시된 바와 같은 모아레 방식에 의한 3차원 형상 측정 방법은 격자를 통해 광을 조사하고, 조사된 광이 검사대상물의 표면에 비쳐 형성된 그림자 형상을 분석함으로써, 3차원적 높이를 측정하게 된다.

따라서, 조사된 광에 의해 형성된 그림자 패턴을 정확히 구분하는 것이 구조광을 이용한 높이검사장치에 있어서는 매우 중요한 요소이다.

도 3 의 왼편에 도시된 기판은 발광 소자의 외부에 형광체가 도포되지 않은 상태의 기판이며, 오른편에 도시된 기판은 형광체가 도포된 상태의 기판으로서, 백색 엘이디 부품의 경우 효율이 좋은 푸른색 발광 소자를 사용하고 발광소자 외부에 푸른색을 흡수하여 노란색(보색)을 발산하는 형광체가 도포 경화된다.

도 4 는 도 3 에 도시된 엘이디 기판에서 개별 발광부를 분리한 상태의 평면도로서, 도 4 에 도시된 발광부는 엘이디 발광소자가 내부에 배치되는 버킷부(20)와 리드부(30) 및 상기 버킷부(20) 내에 도포되는 형광체(10)를 포함한다.

통상 상기 형광체는 에폭시와 같은 수지에 형광물질을 혼합하여 구성되는 투명에 가까운 재질로서, 상기 형광체는 그 재질에 특유한 일정한 파장대의 광을 흡수하여 그보다 더욱 높은 파장대의 광을 조사하는 특성이 있다.

따라서, 형광체 재질에 특유한 파장대 이외의 파장 영역 광은 상기 형광체를 대부분 투과되는 특성이 있다.

상기와 같은 이유로, 형광체가 도포된 엘이디 부품의 높이를 검사하기 위해 광을 조사하는 경우, 형광체가 흡수하는 파장대 이외의 파장 영역 광이 상기 버킷부(20)의 바닥부분(25)까지 투과하여 상기 바닥부분으로부터 반사된다.

그리하여 반사된 광을 카메라로 촬영할 경우, 도 6 에 도시되는 바와 같이, 형광체의 표면 높이가 촬영되는 것이 아니라 상기 버킷부(20)의 바닥 부분(25)이 촬영되므로, 엘이디 부품에서 형광체가 도포 경화된 상태인지의 여부 및 형광체 높이의 정밀한 측정을 어렵게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 엘이디 부품에 도포된 형광체의 높이 또는 유무를 측정하여 부품의 불량 여부를 정확히 측정할 수 있는 엘이디 부품의 형광체 높이 검사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 부품의 형광체 높이 검사장치는, 엘이디 부품을 검사하여 양호 또는 불량을 판별하기 위한 높이 검사장치로서, 상기 검사대상물을 검사위치에 고정 또는 이송시키는 스테이지부와, 상기 스테이지부의 상부에 위치하며, 상기 검사대상물에 조명을 제공하는 조명부와, 상기 검사대상물에 의해 반사된 영상을 촬영하는 카메라부를 포함하며, 상기 조명부는 엘이디 부품의 발광소자를 덮는 형광체의 흡수 파장대 영역 광을 조사하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 조명부는 푸른색의 광을 조사하도록 구성된다.

여기서, 상기 조명부는 엘이디를 이용하여 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 조명부는 레이저를 이용하여 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 조명부는 텅스텐 광원을 이용하여 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 의해, 엘이디 부품에 도포된 형광체의 높이 또는 유무를 측정하여 부품의 불량 여부를 정확히 측정할 수 있다.

도 1 은 비전검사장치의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 는 3차원 형상에 격자광이 조사된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3 은 엘이디 기판을 도시하는 평면도이다.
도 4 는 엘이디 소자의 평면도이다.
도 5 는 도 4 에 도시된 엘이디 소자의 단면도이다.
도 6 은 엘이디 소자의 3차원 형상 측정 상태를 도시하는 도면이다.
도 7 은 형광체에 의해 흡수되고 발광되는 광의 파장대역을 도시한 그래프이다.
도 8 은 카메라의 감도 스펙트럼도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 엘이디 부품의 형광체 높이 검사장치는, 엘이디 부품을 검사하여 양호 또는 불량을 판별하기 위한 비전검사장치로서, 상기 검사대상물을 검사위치에 고정 또는 이송시키는 스테이지부와, 상기 스테이지부의 상부에 위치하며, 상기 검사대상물에 조명을 제공하는 조명부와, 상기 검사대상물에 의해 반사된 영상을 촬영하는 카메라부를 포함하며, 상기 조명부는 엘이디 부품의 발광소자를 덮는 형광체의 흡수 파장대 영역 광을 조사하도록 구성된다.

본 발명에 따른 형광체 높이 검사장치는 엘이디 부품의 제조 공정에서 형광체의 도포 작업을 마친 엘이디 부품을 검사할 경우, 선행장비의 컨베이어를 통해 다음 공정으로 이동되기 이전에 높이검사를 실시할 수 있도록 설치된다.

이와 같은 높이검사장치는 선, 후행 장비의 컨베이어와 컨베이어 사이에 형성되는 공간에 배치되는 방식으로 설치되거나, 또는 선, 후행장비와 연계되지 않고 단독 테이블 형태로도 사용될 수 있다.

상기 조명부는 상기 검사대상물의 정확한 영상정보를 확보하기 위하여 검사대상물에 조명을 제공하는 구성으로서, 광원부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 광원부는 예를 들어 엘이디 전구와 같은 발광소자를 다수 개 배치하여 구성되거나, 또는 텅스텐, 레이저를 이용하여 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

상기 광원부는 검사 대상이 되는 엘이디 부품에 도포 경화된 형광체의 흡수 파장대 영역의 광을 조사하도록 구성된다.

즉, 발광소자로 청색 엘이디가 이용될 경우 이와 유사한 하거나 동일한 파장대로 선택 할 수 있다.

통상, 엘이디 부품의 광원으로서 푸른색 광을 조사하는 발광다이오드가 이용될 경우에, 상기 형광체는 푸른색의 광을 흡수하는 형광체가 검사 대상이 된다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 형광체가 380 nm 내지 500 nm 사이의 파장을 갖는 푸른색 광을 흡수하는 형광체일 경우, 형광체의 특성 상 상기 파장대의 광을 흡수하여 그보다 높은 파장대 영역의 광을 발산한다.

형광체는 특정 파장대역의 광이 입사될 경우 대부분의 광이 그 표면부분에서 흡수되고, 다시 보다 높은 파장대역의 광을 표면에서 발산하게 된다.

따라서, 예로서 상기 형광체가 380 nm 내지 500 nm 사이의 파장을 갖는 푸른색 광을 흡수하는 형광체일 경우, 상기 광원은 상기 파장대역의 푸른색 광을 조사하도록 구성되어, 카메라에 의해 푸른색보다 높은 파장대 영역의 초록색 또는 빨강색의 광을 감지하여 형광체 표면의 높이를 측정할 수 있도록 구성된다.

도 7 은 씨씨디(CCD: Charge Coupled Device) 방식의 카메라의 파장대역에 따른 감도 스펙트럼이다.

상기된 바와 같이, 상기 형광체가 380 nm 내지 500 nm 사이의 파장을 갖는 푸른색 광을 흡수하는 형광체일 경우, 상기 형광체에 푸른색 구조광을 조사하면 푸른색 광보다 감도가 높은 초록 또는 빨강색 영역의 광을 카메라가 감지하게 된다.

따라서, 엘이디 소자에 도포된 형광체의 높이를 버킷이나 리드 부분을 기준으로 측정할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 형광체 20: 버킷부
30: 리브두

Claims (5)

1. 엘이디 부품의 형광체 높이를 검사하여 양호 또는 불량을 판별하기 위한 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치로서,
   검사대상물을 검사위치에 고정 또는 이송시키는 스테이지부와;
   상기 스테이지부의 상부에 위치하며, 상기 검사대상물에 격자무늬 구조광을 제공하는 조명부와;
   상기 검사대상물에 의해 반사된 격자무늬 구조광 영상을 촬영하는 카메라부를 포함하며,
   상기 높이 검사장치는 상기 격자무늬 구조광이 상기 검사대상물의 표면에서 변형된 형태를 촬영 분석하여 형광체의 높이를 측정하며,
   상기 조명부는 엘이디 부품의 발광소자를 덮는 형광체의 흡수 파장대 영역 광을 조사하도록 구성되되,
   상기 조명부는 푸른색의 격자무늬 구조광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명부는 엘이디를 이용하여 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명부는 레이저를 이용하여 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명부는 텅스텐 광원을 이용하여 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 부품 형광체 높이 검사장치.
   
   
   
5. 삭제

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