KR101325762B1

KR101325762B1 - 광학검사 장치

Info

Publication number: KR101325762B1
Application number: KR1020120044004A
Authority: KR
Inventors: 강해철; 임홍규
Original assignee: 기가비스주식회사
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-11-08
Also published as: CN103376059A; JP5748726B2; TWI498542B; TW201344178A; KR20130120830A; JP2013228356A

Abstract

본 발명은 변형되기 쉬운 소재의 검사시트를 정밀하게 고정시킨 상태로 비전검사가 이루어지도록 함으로써, 검사속도를 높이고, 보다 안정적이고 정확한 검사가 이루어지도록 하는 광학검사 장치에 관한 것으로, 상면에 가장자리를 따라 하방으로 요입된 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈과 하면을 관통하여 유로를 형성하며, 광투과성 재질로 이루어져 검사시트가 로딩되는 검사 스테이지와, 상기 검사 스테이지의 측면 또는 하면을 지지하는 고정프레임과, 상기 검사 스테이지의 안착홈에 끼워져 고정되는 다공질 세라믹 재질의 흡착패널과, 상기 유로에 진공압을 가하여 상기 흡착패널 상의 검사시트를 흡착시키는 진공모듈과, 상기 검사 스테이지의 하방에서 검사 스테이지 상의 검사시트로 빛을 조사하는 백라이트유닛과, 상기 검사 스테이지의 상방에 배치되어 상기 검사 스테이지에 로딩된 검사시트의 이미지를 획득하는 촬상수단을 포함한다.

Description

광학검사 장치{Optical inspection device}

본 발명은 광학검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉시블한 재질의검사시트의 영상을 획득하는 과정에서, 검사시트의 변형을 최소화 하고 평활도를 유지하여 보다 신속하고 정확한 검사가 진행될 수 있도록 하는 광학검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 디스플레이 장치는 점점 대형화하는 추세에 반해 제품의 두께는 점점 얇아지는 상황이다. 상기와 같은 디스플레이 장치는 보통 광학카메라를 이용한 비전검사를 통해 불량여부를 검출한다.

상기와 같은 비전검사를 시행하기 위해서는 검사대상물을 이송하는 이송수단및 검사가 진행되기 위채 검사대상물을 고정하는 고정수단이 필수적으로 설치되어야만 한다.

특히, 박막소재로서 연성을 갖는 필름, 홀이 나 있는 기판 등의 표면 검사에 있어서, 고정수단의 평활도는 매우 중요한 사안으로 대두된다. 검사가 진행되는 동안 검사시트의 평활도를 확보하기 위한 고정수단으로 종래에는 두 겹의 투명 유리 기판 사이에 검사시트를 배치하거나, 외곽에 홀을 가공하고 상기 홀에 진공 흡착력을 인가하여 검사시트를 흡착하여 고정하는 방법이 있었다.

진공척 장치는 기판과 척 장치 사이의 공기를 흡인하여 부압(negative pressure)으로 함으로써 기판을 진공 흡착하는 기술이다. 이 장치는 기판 전체면을 강한 부압으로 조밀하게 흡착하기 때문에 휘어지기 쉬운 기판에 대해서도 휘어짐을 억제하면서 흡착할 수가 있다. 하지만, 상기와 같은 경우 검사시트의 왜곡이나 들뜸 현상으로 인하여 평면도가 확보되지 못하여 검사 불가 영역이 발생 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 변형되기 쉬운 소재의 검사시트를 정밀하게 고정시킨 평면유지 상태로 비전검사가 이루어지도록 함으로써, 검사속도를 높이고, 보다 안정적이고 정확한 검사가 이루어지도록 하는 광학검사 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학검사 장치는 상면에 가장자리를 따라 하방으로 요입된 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈과 하면을 관통하여 유로를 형성하며, 광투과성 재질로 이루어져 검사시트가 로딩되는 검사 스테이지와, 상기 검사 스테이지의 측면 또는 하면을 지지하는 고정프레임과, 상기 검사 스테이지의 안착홈에 부착하여 고정되는 다공질 세라믹 재질의 흡착패널과, 상기 유로에 진공압을 가하여 상기 흡착패널 상의 검사시트를 흡착시키는 진공모듈과, 상기 검사 스테이지의 하방에서 검사 스테이지 상의 검사시트로 빛을 조사하는 백라이트유닛과, 상기 검사 스테이지의 상방에 배치되어 상기 검사 스테이지에 로딩된 검사시트의 이미지를 획득하는 촬상수단을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 진공모듈은 일단이 상기 검사 스테이지의 유로와 연결된 진공 호스와, 상기 진공호스의 타단과 연결되어 진공압을 가하는 진공펌프를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 검사 스테이지에 형성된 안착홈의 깊이와, 상기 안착홈에 끼워지는 흡착패널의 두께는 동일하게 형성되어, 상기 검사 스테이지와 흡착패널의 상면이 동일한 평면으로 매끄럽게 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 안착홈은 상기 검사 스테이지의 상면 모서리에 단턱을 형성하여 고정된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 세라믹 패널의 안착홈은 상기 검사 스테이지의 가장자리를 따라 형성되는 테두리부와, 상기 테두리부를 연통하도록 중심부를 가로질러 형성된 횡단부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 흡착패널은 로딩된 검사시트에 흡착력이 가해지지 않도록 진공압이 전달되지 않는 회피구간이 형성된다.

본 발명에 따른 광학검사장치에 따르면, 변형되기 쉬운 소재의 검사시트의 엣지면을 미세하고 균일한 흡착력으로 정밀하게 고정시킨 상태로 비전검사가 이루어지도록 함으로써, 검사속도를 높이고, 보다 정확한 검사가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한 검사시트에 가해지는 물리적 충격을 최소화하고, 흡착력을 높여줄 수 있어 검사시트 손상 및 변형을 방지할 수 있고, 안정적으로 검사가 진행될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 사용 상태도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 검사장치의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 검사장치의 단면도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 사용 상태도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광학검사 장치는 플렉시블한 소재의 검사시트(10)를 진공으로 흡착하여 고정하고, 비전검사를 시행하기 위한 것으로, 상면에 가장자리를 따라 하방으로 요입된 안착홈(110)이 형성되고, 상기 안착홈(110)과 하면을 관통하여 유로(120)를 형성하며, 광투과성 재질로 이루어져 상기 검사시트(10)가 로딩되는 검사 스테이지(100)와, 상기 검사 스테이지(100)의 측면 또는 하면을 지지하는 고정프레임(200)과, 상기 검사 스테이지(100)의 안착홈(110)에 끼워져 고정되는 다공질 세라믹 재질의 흡착패널(300)과, 상기 유로(120)에 진공압을 가하여 상기 흡착패널(300) 상의 검사시트(10)를 흡착시키는 진공모듈(400)과, 상기 검사 스테이지(100)의 하방에서 검사 스테이지(100) 상의 검사시트(10)로 빛을 조사하는 백라이트유닛(500)과, 상기 검사 스테이지(100)의 상방에 배치되어 상기 검사 스테이지(100)에 로딩된 검사시트(10)의 이미지를 획득하는 촬상수단(600)을 포함한다.

본 발명에서 지칭하는 검사시트(10)는 필름, 홀이 형성된 기판, 종이, 천, 박판, 박막을 비롯한 공지의 다양한 판형 소재가 해당될 수 있다.

상기 검사 스테이지(100)는 광투과성 재질로 이뤄지며, 상면에 가장자리를 따라 하방으로 요입된 안착홈(110)이 형성되고, 상기 안착홈(110)과 하면을 관통하여 복수의 유로(120)를 형성하며, 상면에 상기 검사시트(10)가 검사를 위해 안착된다.

검사 스테이지(100)는 유리, 아크릴 등과 같이 상기 검사 스테이지(100)의 하방에 배치된 백라이트유닛(500)의 빛이 투과할 수 있도록 투명한 소재로 구성되어야 한다. 또한, 상기 검사 스테이지(100)의 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 등을 비롯하여 검사가 진행될 검사시트(10)의 형상에 대응하여 구비됨이 바람직하다. 일례로, 검사시트(10)가 정사각형의 모양일 경우, 상기 검사 스테이지(100) 또한 정사각형 모양으로 형성된다. 하나의 검사스테이지(100)에서 하나의 검사시트(10)가 검사되는 것이 원칙이지만, 검사속도를 높이기 위해서 하나의 검사 스테이지(100)서 복수의 검사시트(10)가 로딩되고, 검사가 진행될 수 있다. 후자의 경우, 상기 검사스테이지(100)의 크기나 모양은 복수의 검사시트(10)가 로딩될 수 있도록 그에 맞춰 여유 있게 형성 되어야 할 것이다.

한편, 상기 검사 스테이지(100)의 상면에 가장자리에는 하방으로 요입된 안착홈(110)이 형성되고, 상기 안착홈(110)과 하면을 관통하여 유로(120)가 형성된다. 상기 안착홈(110)은 추후 설명하게 될 흡착패널(300)이 안착되기 위한 공간이며, 유로(120)는 상기 흡착패널(300)에 진공압을 가하기 위한 통로로 작용한다. 상기 안착홈(110)과 유로(120)는 그 너비가 상이하게 이루어져, 바람직하게는 유로(120)의 너비가 안착홈(110)의 너비에 비해 좁게 이루어져 그들 사이에 단턱을 형성하도록 계단형으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 안착홈(110)은 정사각형의 검사 스테이지(100)의 가장자리를 따라 정사각형의 형태로 형성될 수 있고, 모든 안착홈(100) 하나로 연결되어 내부에 폐공간을 형성하는 구조를 취할 수 있지만, 복수의 안착홈(100)이 구간별로 각각의 안착홈(100)들 사이가 차폐된 구조를 취할 수 있다.

고정프레임(200)은 상기 검사 스테이지(100)의 측면 또는 하면을 지지하여, 상기 검사 스테이지(100)를 본체(700)에 연결해주는 역할을 한다. 고정프레임(200)은 지그(jig)와 같은 구조를 취할 수 있으며, 테이블 형태의 본체(700)에 상기 검사 스테이지(100)를 고정시킬 수 있다. 참고로, 상기 본체(700)에는 상기 검사 스테이지(100)가 끼워지는 빈 공간이 중심부에 형성될 수 있다.

흡착패널(300)은 다공질의 세라믹 소재로 이루어지고, 상기 검사 스테이지(100)의 안착홈(110)에 끼워져 고정된다. 상기 흡착패널(300)은 안착홈(110)의 형상과 대응하도록 구비되어 안착홈(110)에 끼워질 수 있다. 일례로, 상기 안착홈(110)은 직사각형의 모양이며, 상기 흡착패널(300) 역시 직사각형의 모양을 취한다. 따라서, 상기 검사스테이지(100)의 상면에는 가장자리를 따라 흡착패널(300)이 외부로 노출되고, 상기 노출된 흡착패널(300)을 통해 검사시트(10)가 고정될 수 있다. 상기 흡착패널(300)이 다공질의 세라믹 소재로 이뤄질 경우, 세라믹에 형성된 미세한 공극으로 공기가 흡입되면서 흡착패널(300) 상면으로 흡착력이 발생되고, 상기 흡착력을 통해 검사시트(10)가 고정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 검사 스테이지(100)에 형성된 안착홈(110)의 깊이(D)와, 상기 안착홈(110)에 끼워지는 흡착패널(300)의 두께(T)는 동일하게 형성되어, 상기 검사 스테이지(100)와 흡착패널(300)의 상면이 평면으로 매끄럽게 연결된다.

즉, 상기 흡착패널(300)과 검사 스테이지(100)가 평면으로 연결되지 않을 경우, 그 상면에 탑재된 검사시트(10)의 모양이 변형되거나 흡착력이 저하되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 문제가 발생되지 않도록 흡착패널(300)과 검사 스테이지(100)를 평면으로 연결한다.

진공모듈(400)은 상기 유로(120)에 진공압을 가하여 상기 흡착패널(300) 상의 검사시트(10)를 흡착시키는 기능을 한다. 상기 진공모듈(400)이 유로(120)와 연결되어 진공압을 가하게 되면, 상기 안착홈(110)에 끼워진 흡착패널(300)로 흡착력이 발생하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 진공모듈(400)은 일단이 상기 검사 스테이지(100)의 유로(120)와 연결된 진공 호스(410)와, 상기 진공호스(410)의 타단과 연결되어 진공압을 가하는 진공 개폐밸브와 진공펌프(420)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 진공펌프(420)가 가동되면, 상기 진공호스(410)를 통해 유로(120)와 안착홈(110)의 공기가 빠져나가면서 진공압이 발생되고, 흡착패널(300)에 흡착력이 발생되는 것이다.

백라이트유닛(500)은 상기 검사 스테이지(100)의 하방에 배치되며, 상기 검사 스테이지(100) 상의 검사시트(10)로 빛을 조사하는 광원으로서 작용한다.

따라서, 상기 백라이트유닛(500)에서 조사된 빛이 검사 스테이지(100)를 통과하고, 그 상면에 로딩된 검사시트(10)를 투과하여 촬상수단(600)으로 입력되어 검사시트(10)의 불량유무를 검사할 수 있다. 일례로, 상기 검사시트(10)에 복수의 홀이 타공된 것이거나 필름상에 형성된 패턴부의 형상과, 상기 홀이 제 위치에 정확하게 타공되었는지 또는 그 형상 이미지의 불량 여부를 검사할 수 있다.

촬상수단(600)은 상기 검사 스테이지(100)의 상방에 배치되어 상기 검사 스테이지(100)에 로딩된 검사시트(10)의 이미지를 획득하는 것으로, 카메라를 포함한다. 상기 촬상수단(600)에서 획득한 이미지를 통해 이미지 분석을 시행하고, 불량여부를 판별할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 검사장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 검사장치의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 안착홈(110)은 상기 검사 스테이지(100)의 상면 모서리에 단턱지게 형성된다.

상기의 경우, 흡착패널(300)의 일측면은 검사스테이지(100)의 안착홈(110)에 지지되지만, 타측면은 고정프레임(200) 또는 본체(700)에 지지된다. 상기와 가이 안착홈(110)이 모서리에 형성될 경우, 검사 스테이지(100)의 면적을 최대한으로 활용할 수 있어, 다양한 크기의 검사시트(10)를 고정하고, 검사할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 검사장치의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 안착홈(110)은 상기 검사 스테이지(100)의 가장자리를 따라 형성되는 테두리부(101)와, 상기 테두리부(101)를 연통하도록 중심부를 가로질러 형성된 횡단부(102)를 포함한다.

일례로, 상기 안착홈(110)은 검사 테이블(100)의 가장자리를 따라 정사각형으로 형성된 테두리부(101)와, 상기 정사각형 테두리부(101)의 마주보는 면을 연결하여 테두리부(101)의 내부 공간을 4개의 공간으로 구획하는 ‘十’자 모양의 횡단부(102)로 구성될 수 있다. 상기의 경우, 테두리부(101)와 횡단부(102) 각각의 안착홈(110)에는 모두 하면과 관통되는 유로(120)가 형성되고, 안착홈(110)에는 흡착패널(300)이 끼워지며, 진공모듈(400)과 연결되어 흡착력이 발생할 수 있다.

따라서, 하나의 검사 테이블(100)에서 복수의 검사시트(10)를 고정하고 검사를 시행할 수 있으며, 하나의 검사시트(10)라 하더라도 검사가 불필요한 영역이 중심부에 형성된 경우, 중심부를 고정할 수 있어 검사시트(10)를 보다 안정적으로 고정할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 흡착패널(300)은 로딩된 검사시트(10)에 흡착력이 가해지지 않도록 진공압이 전달되지 않는 회피구간이 형성된다.

상기 회피구간은 진공압의 영향을 받지 않는 영역으로서, 흡착력이 발생되지 않는다. 상기 회피구간은 흡착패널(300)에 공극을 막는 특수한 처리를 하거나, 흡착패널(300)의 상면에 테이프 등을 부착하는 방법으로 형성될 수 있고, 또 안착홈(110)이 형성되지 않고, 따라서, 흡착패널(300) 또한 형성되지 않도록 마련된 구간일 수 있다. 상기와 같은 회피구간은 검사시트(10)의 고정되는 엣지면에 미세홀이 형성되어 흡입이 불가능 한 경우를 위해서 마련된다. 따라서, 소형 또는 대형 박판까지도 크기에 맞춰 적용 가능 하며, 수 미크론부터 수 밀리미터 두께의 시트 제품도 진공 흡착 하여 평면도를 유지 하며 시트형 제품의 외곽의 구멍이나 마크를 도피하여 제작 사용 할 수 있다.

또한, 제품에 따라 비 검사 영역이 중앙에 있는 경우에도 중간부에 세라믹 시트를 부착하거나 분리형으로 체결하는 방법도 가능하며, 표면 색상도 광학검사에 맞는 흑색이나 백색 등 다양한 색상도 적용하고 세라믹 입자의 작은 입자 틈새로 홈 에 의한 제품의 손상이나 광 반사에 의한 굴절이 없이 미크론급 이내의 균일한 평면도를 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.

상기한 바와 같은 본 발명 광학검사장치에 따르면, 변형되기 쉬운 소재의 검사시트(10)의 엣지면을 미세하고 균일한 흡착력으로 정밀하게 고정시킨 상태로 비전검사가 이루어지도록 함으로써, 검사속도를 높이고, 보다 정확한 검사가 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한 검사시트(10)에 가해지는 물리적 충격을 최소화하고, 흡입 고정력은 높여줄 수 있어 검사시트(10) 손상 및 변형을 방지할 수 있고, 안정적으로 검사가 진행될 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 검사 스테이지
101 : 테두리부
102 : 횡단부
110 : 안착홈
120 : 유로
200 : 고정프레임
300 : 흡착패널
310 : 회피구간
400 : 진공모듈
410 : 진공호스
420 : 진공펌프
500 : 백라이트유닛
600 : 촬상수단
700 : 본체

Claims

플렉시블한 소재의 검사시트를 진공으로 흡착하여 고정하고, 비전검사를 시행하기 위한 광학검사 장치에 있어서,
상면에 가장자리를 따라 하방으로 요입된 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈과 하면을 관통하여 유로를 형성하며, 광투과성 재질로 이루어져 상기 검사시트가 로딩되는 검사 스테이지;
상기 검사 스테이지의 측면 또는 하면을 지지하는 고정프레임;
상기 검사 스테이지의 안착홈에 끼워져 고정되는 다공질 세라믹 재질의 흡착패널;
상기 유로에 진공압을 가하여 상기 흡착패널 상의 검사시트를 흡착시키는 진공모듈;
상기 검사 스테이지의 하방에서 검사 스테이지 상의 검사시트로 빛을 조사하는 백라이트유닛;
상기 검사 스테이지의 상방에 배치되어 상기 검사 스테이지에 로딩된 검사시트의 이미지를 획득하는 촬상수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 1항에 있어서,
상기 진공모듈은:
일단이 상기 검사 스테이지의 유로와 연결된 진공 호스;
상기 진공호스의 타단과 연결되어 진공압을 가하는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 1항에 있어서,
상기 검사 스테이지에 형성된 안착홈의 깊이와, 상기 안착홈에 끼워지는 흡착패널의 두께는 동일하게 형성되어, 상기 검사 스테이지와 흡착패널의 상면이 평면으로 매끄럽게 연결되는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 1항에 있어서,
상기 안착홈은 상기 검사 스테이지의 상면 모서리에 단턱지게 형성된 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 1항에 있어서,
상기 안착홈은 상기 검사 스테이지의 가장자리를 따라 형성되는 테두리부와, 상기 테두리부를 연통하도록 중심부를 가로질러 형성된 횡단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡착패널은 로딩된 검사시트에 흡착력이 가해지지 않도록 진공압이 전달되지 않는 회피구간이 형성된 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.