KR101381927B1 - X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법 - Google Patents

X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 검사대상을 향해 X선을 방출하는 방출부와; 상기 검사대상을 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 경로에 설치하는 마운트부와; 상기 마운트부를, 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 소정거리 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제1원에 포함되는 촬영 위치로 평행이동시키는 마운트구동부와; 상기 마운트부의 촬영 위치에 대응하는 촬영지점으로 이동하면서 상기 검사대상을 투과한 X선을 검출하여 이차원 투시 이미지를 획득하는 감지부; 그리고 상기 마운트부가 상기 촬영 위치로 이동하고, 상기 감지부가 상기 촬영지점으로 이동하면, 상기 방출부를 구동시켜 X선을 방출하고 상기 감지부를 통해 이차원 투시 이미지를 획득하도록 하는 제어부를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 검사대상을 이동시킴으로써 기구적 떨림을 최소화하여 다양한 촬영 각도에서 정밀도 높은 영상을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

Description

X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OBLIQUELY SCANNING CIRCUIT ELEMENTS USING X-RAY}
본 발명은 X선을 이용한 회로소자 촬영장치 및 촬영방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사대상의 위치를 변경하여 다양한 범위의 촬영 각도에서 높은 정밀도를 가진 영상을 확보할 수 있는 회로소자의 사위 촬영장치 및 촬영방법에 관한 것이다.
Ball Grid Array 등과 같이, 칩 내에 전기적 연결을 위한 선과 접점들을 포함함으로써, 이들의 구조가 가시적으로 확인되지 않는 패키지 집적회로의 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 일반적인 광학적 방법으로는 Flip chip, SoC(System on Chip) 등과 같은 집적회로나 인쇄회로기판, 웨이퍼(Wafer), 반도체 등의 회로소자들에 포함된 결함을 명확히 검출하기 어려워졌다.
따라서 최근에는 회로소자의 불량 여부를 판별하기 위하여 X선(X-Ray)을 사용하고 있다.
X선은 음극에서 전자를 발생시키고 이를 고압장치로 가속하여 표적에 충돌시킴으로서 발생한다. 그리고 이와 같이 발생한 X선은 검사대상을 향해 방출되어, 검사대상 내부 조직의 구성이나 두께 등에 의해 다른 투과율로 검사대상을 투과하며, 이와 같이 투과된 X선의 에너지를 측정하여 이미지로 변환함으로써, 검사대상의 내부 구조를 파악할 수 있다.
그러나 회로소자의 집적도가 높아지고 그 구조가 미세해짐에 따라, 이와 같은 X선을 이용한 회로소자의 불량 여부 판별 방법을 사용하더라도, 회로소자 내부 구조의 불량 여부를 정밀하게 검출하기 어려워지고 있다. 그에 따라 최근에는 X선을 이용하여 회로소자의 내부 구조를 입체적으로 스캐닝하는 불량 검출 방법을 사용하기에 이르렀다.
한편 이와 같은 회로소자의 불량 검출 방법에서는 일반적으로 X선을 이용하여 서로 다른 각도에서 검사대상을 이차원 스캔한 후, 이차원 스캐닝 결과들을 삼차원으로 재구성(Reconstruction)함으로써, 검사대상의 입체적 구조를 명확히 확인할 수 있다.
이때 검사대상을 충분히 다양한 각도 범위에서 이차원 스캔하여야만 신뢰성 있는 검사 결과를 기대할 수 있다. 이를 위하여 X선을 방출하는 X선 튜브와 검사대상을 비스듬하게 배열하여 촬영하는 사위 촬영(Oblique Scan) 방식이 이용되었다.
이러한 일반적인 사위 촬영 방식에 의하면, X선 튜브의 방출 중심축에서 벗어난 위치에 배열된 검사대상을 제자리에서 회전시킴으로써 촬영각이 변경되도록 하거나, 또는 검사 대상을 X 선 튜브의 방출 중심축에 벗어난 위치에 고정시켜 놓고 X선 튜브와 감지부를 이동시킴으로 다양한 촬영 각도를 확보하였다.
그러나 검사대상을 제자리에서 회전시키면서 촬영각을 변경하는 종래의 방법에 의하면, 회전 시 기구적인 떨림에 의하여 높은 정밀도를 갖는 영상 확보가 어려워 검사의 신뢰성을 높이기 어렵다는 문제점이 있었다.
또한 X선 튜브와 감지부를 이동시켜 촬영각을 다양하게 하는 사위 촬영 방식에서, X선 튜브는 일반적으로 고전압의 방전을 방지하기 위해 내벽에 절연체 피복과 절연유 등을 포함하여 그 부피와 무게가 상당하기 때문에, 튜브를 전체적으로 이동시키는데 많은 전력이 소요된다는 문제점이 있었다. 또한 X선 튜브는 민감한 고가의 장치로서, 튜브 전체를 이동시켜 촬영 각을 확보하는 사위 촬영 방식에서는 X선 튜브의 회전에 의한 손상이나 고장을 방지하기 어렵다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 기구적인 떨림을 최소화하여 다양한 촬영 각도에서 높은 정밀도를 가진 영상을 확보할 수 있는 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 X선 튜브의 이동 없이도 기구적인 떨림을 최소화하여 다양한 촬영 각도에서 높은 정밀도를 가진 영상을 확보할 수 있는 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1측면에 따른 촬영장치는 검사대상을 향해 X선을 방출하는 방출부와; 상기 검사대상을 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 경로에 설치하는 마운트부와; 상기 마운트부를, 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 소정거리 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제1원에 포함되는 촬영 위치로 평행이동시키는 마운트구동부와; 상기 마운트부의 촬영 위치에 대응하는 촬영지점으로 이동하면서 상기 검사대상을 투과한 X선을 검출하여 이차원 투시 이미지를 획득하는 감지부; 그리고 상기 마운트부가 상기 촬영 위치로 이동하고, 상기 감지부가 상기 촬영지점으로 이동하면, 상기 방출부를 구동시켜 X선을 방출하고 상기 감지부를 통해 이차원 투시 이미지를 획득하도록 하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 제2측면에 따른 촬영방법은, X선을 방출하는 방출부를 포함하는 촬영장치에 의하여 수행되고, X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 소정거리 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제1원에 포함되는 제1촬영 위치에 검사대상을 배열하는 단계와; 상기 제1촬영 위치에 배열된 상기 검사대상에 X선을 방출하고 상기 검사대상을 투과하는 X선을 검출하여 제1의 이차원 투시 이미지를 획득하는 단계와; 상기 검사대상을 상기 제1원에 포함되는 제2촬영 위치로 평행 이동시키는 단계와; 상기 제2촬영 위치에 배열된 상기 검사대상에 X선을 방출하고 상기 검사대상을 투과하는 X선을 검출하여 제2의 이차원 투시 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따르면, 검사대상을 이동시킴으로써 기구적인 떨림이 최소화하여 높은 정밀도를 가진 다양한 촬영 각도의 영상을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, X선 튜브의 위치를 고정하고도 충분한 촬영 각도를 확보할 수 있으므로, 보다 안정적으로 장치를 유지 관리할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 기능적 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 측면도이다.
도 5및 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 마운트구동부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 기능적 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 평면도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 구동 상태를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 촬영장치(10)는 검사대상(O)을 향해 X선을 방출하는 방출부(11)를 포함한다. 방출부(11)는 진공관 내의 음극에서 방출된 전자를 고전압으로 가속하여 타겟(양극)에 충돌시킴으로서 X선을 방출시키는 X선 튜브(Tube)를 포함할 수 있다. 이때 X선은 전자가 고속으로 가속되었다가 속도를 잃거나 타겟에 충돌하면서 방출하는 매우 짧은 파장의 전자기파이다.
방출부(11)는 하나의 위치에 고정되고, 동시에 일정 범위 이상의 각도로 X선을 방출할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)는 방출부(11)로부터 방출되는 X선이 검사대상(O)을 향하도록, 방출부(11)의X선의 방출경로에 배열되는 마운트부(12)가 구비된다.
마운트부(12)에는 검사대상(O)이 놓여지거나 고정될 수 있다. 또한 마운트부(12)는 후술할 마운트구동부(13)에 의하여 이동하거나 회전할 수 있다.
이때 검사대상(O)은 반도체나, 인쇄회로기판 또는 리드프레임과 같은 회로 프레임, 또는 이들의 패키지 등과 같은 각종 회로소자일 수 있다.
여기서 마운트부(12)에는 한번에 하나의 단위의 검사대상(O)이 실장될 수 있고, 또는 한번에 여러 개의 단위 검사대상(O)이 실장될 수도 있다.
또한 도면에 도시되어 있지 않으나, 촬영장치(10)는, 복수의 검사대상(O)을 순차적으로 마운트부(12)에 실장하고, 검사가 완료되면 실장된 검사대상(O)을 분리하는 이동부를 더 포함할 수 있다.
이때 마운트부(12)의 촬영경로는 방출부(11)의 X선 방출 범위 내에 배열되되, 도 2내지 도 4에 도시된 바와 같이 방출부(11)로부터 방출부(11)의 X선 방출 중심축(A)을 따라 소정 거리(D1) 이격되고 중심축(A)에 수직하며 중심축(A) 상의 한 지점(O3)을 중심으로 하는 제1원(T1) 또는 이러한 원의 일부를 이루는 원호 상에 형성될 수 있다. 여기서 촬영경로는 방출부(11)가 X선을 방출하여 검사대상(O)에 대한 이차원 투시 이미지를 생성할 때의 마운트부(12)의 위치들의 집합이 형성하는 경로를 의미하고, 마운트부(12)의 실제 이동경로와는 상이할 수 있다.
이를 위하여 촬영장치(10)는 상술한 마운트부(12)를 촬영경로에 배열하는 마운트구동부(13)를 포함한다.
마운트구동부(13)는 마운트부(12)의 위치를 촬영경로 상으로 이동시키되, 마운트부(12)에 실장된 검사대상(O)이 향하는 방향에 변화가 없도록 마운트부(12)를 구동시킨다. 여기서 마운트부(12)는 검사대상(O)이 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 방출부(11)의 X선 방출 중심축(A)에 수직하게 배열되도록 검사대상(O)을 고정한다.
이때 마운트구동부(13)가 마운트부(12)를 이동시킴에 있어서, 이미 설명한 바와 같이, 미리 설정된 촬영경로를 따라 마운트부(12)를 이동시키는데, 촬영경로는 도 2 및 도 3에 도시된 제1원(T1)을 따라 형성될 수 있다.
이때 제1원(T1)의 중심(O3)은 방출부(11)의 방출 중심(O1)으로부터 방출 중심축(A)을 따라 소정거리(D1) 이격되고, 제1원(T1)은 중심축(A)에 수직하게 형성된다. 그에 따라 마운트부(12)는 방출부(11)로부터 일정 거리를 유지하되, 중심축(A)에서 벗어난 위치를 따라 이동함으로써, 검사대상(O)에 대한 사위 촬영이 가능하게 된다.
이때 마운트구동부(13)는 이미 설명한 바와 같이, 마운트부(12)가 제1원(T1)에 대응하는 촬영경로를 따라 이동하면서 이차원 투시 이미지가 촬영되도록 하되, 마운트부(12)가 마운트부(12)의 중심(O2)에 대해서는 회전하지 않도록 구동시킨다. 그에 따라 검사대상(O)에 대한 방출부(11)의 촬영각이 마운트부(12)의 위치에 따라 달라질 수 있다.
반면 마운트부(12)의 위치가 제1원(T1)을 따라 이동하면서 동시에 마운트부(12)의 중심(O2)에 대해서도 동일한 중심각만큼 회전한다면, 검사대상(O)의 위치가 변경되더라도 동일한 촬영각에서 촬영이 반복될 것이다. 따라서 본 발명에서는 이차원 투시 이미지를 획득할 때, 마운트부(12)가 마운트부(O2)의 중심에 대해 회전하지 않은 상태로 유지되도록 한다.
한편 마운트구동부(13)의 구성과 구동 방식에 대해서는 추후 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 촬영장치(10)는 감지부(14)가 포함된다. 감지부(14)는 방출부(11)로부터 조사되어 검사대상(O)을 투과한 X선을 검출하여 이차원 투시 이미지를 획득한다. 감지부(13)는 X선 검사 장비들에서 소위 디텍터(Detector)로 불리는 수단으로서, 검사대상(O)을 투과한 X선을 감지하여 가시광선으로 전환한 후, 이를 이용해 이미지 데이터를 획득한다.
이때 감지부(14)는 상술한 마운트부(12)의 이동에 따라 함께 이동할 수 있다. 즉 감지부(14)는 후술할 제어부(17)의 제어에 따라, 방출부(11) 및 마운트부(12)와 일직선을 이루도록 이동할 수 있다.
감지부(14)는 방출부(11)로부터 조사되는 X선 빔(B)에 대해 수직으로 배열될 수 있으며, 감지부(14)의 이동경로는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 방출부(11)의 방출 중심(O1)으로부터 방출 중심축(A)을 따라 일정거리(D2) 이격되고, 중심축(A)에 수직하게 형성되는 제2원(T2)또는 원(T2)의 일부를 이루는 원호를 따라 형성될 수 있다.
이때 방출 중심(O1)으로부터 제2원(T2)의 중심(O4)까지의 거리(D2)는, 방출 중심(O1)으로부터 제1원(T1)의 중심(O3)까지의 거리(D1)보다 멀게 결정된다.
또한 제2원(T2)의 반지름은 감지부(14)가 방출부(11)로부터 조사되어 검사대상(O)을 투과한 X선을 검출할 수 있도록, 방출부(11)와 촬영경로 상의 마운트부(12)를 연결하는 직선상에 놓일 수 있도록 결정된다.
또한 감지부(14)는 방출부(11)를 향하여 배열된 상태로 제2원(T2)을 이동경로로 하여 회전함으로써 방출부(11)와의 거리가 일정하게 유지될 수 있다.
나아가 감지부(14)는 마운트부(12)의 위치 이동에 대응하여 이동한다. 즉, 감지부(14)는 마운트부(12)의 촬영 위치가 제1원(T1)의 중심(O3)을 기준으로 30도 이동한 위치인 경우, 제2원(T2)을 따라 제2원(T2)의 중심(O4)을 기준으로 30도 회전한다.
이와 같이 마운트부(12)와 감지부(14)가 위치를 이동하면서 촬영이 이루어지고, 그에 따라 감지부(14)는 검사대상(O)에 대한 서로 다른 여러 각도에서의 복수의 이차원 투시 이미지를 획득할 수 있다.
이때 감지부(14)는 제2원(T2)에 대응하는 원형의 레일에 디링(D-ring)으로 고정되어 회전할 수 있으나, 반드시 그러한 구성으로 이루어져야 하는 것은 아니다.
여기서 감지부(14)에는 선택적으로 거리센서, 예를 들어 광센서를 이용한 거리센서가 구비될 수 있다. 이에 따라 감지부(14)와 검사대상(O) 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 감지부(14)의 촬영지점이 선택될 수도 있다.
한편 실시예에 따라 선택적으로, 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)는 보정부(15)를 포함할 수 있다. 보정부(15)는 마운트부(12)에 적재된 검사대상(O)의 배열 상태를 확인하여, 검사대상(O)의 배열 각도를 정확하게 보정할 수 있다.
보정부(15)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 마운트부(12)의 이동에 대응하여, 제1원(T1)과 동일 평면 상에 형성되는 직선의 이동경로(T3)를 따라 이동하면서, 검사대상(O)과의 거리를 측정하여 검사대상(O)가 배열된 각도의 오차를 측정하여 수정할 수 있으며, 이에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 추후 보다 상세하게 설명한다.
또한 보정부(15)는 도 4에 도시된 바와 같이 검사대상(O)에 빛을 조사하여 검사대상(O)이 촬영 위치에 배열되었을 때, 검사대상(O)이 제1원(T1)이 포함되는 평면에 평행하게 배열되었는지 여부를 감지하는 평탄도보정부(15’)를 포함할 수 있다.
평탄도보정부(15’)는 적어도 세 개 이상의 광 센서, 예를 들어 적외선 센서(이때 세 개 이상의 센서는 일렬로 배열되지 않음)를 이용하여 검사대상(O) 또는 검사대상(O)이 고정되어 있는 마운트부(12)와의 거리(L4, L5, L6)를 각각 측정한 후, 세 개의 거리가 모두 동일하지 않으면, 마운트부(12)나 검사대상(O)이 제1원(T1)이 포함되는 평면에 평행하게 배열되지 않은 것으로 판단하여 마운트부(12)의 상태를 점검하도록 하거나 검사대상(O)의 평탄도를 보정하도록 할 수 있다.
이때 평탄도보정부(15’)는, 방출부(11)의 방출 중심(O1)으로부터 방출 중심축(A)을 따라 소정거리 이격되고 방출 중심축(A) 상에 원의 중심을 가지며, 제1원(T1)의 반경(R3)과 동일한 반경(R4)을 갖는 제3원(T4)을 따라, 마운트부(12)의 이동에 대응하여 함께 이동할 수 있다.
그리고 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)는 합성부(16)를 포함할 수 있다.
합성부(16)는 감지부(14)에 의하여 다각도로 획득된 복수의 이차원 투시 이미지를 삼차원으로 재구성(reconstruction)하여 삼차원 투시 이미지를 생성할 수 있다. 그에 따라 검사대상(O)의 내부 구조를 명확히 확인하여, 검사대상(O) 내부의 결함을 용이하게 발견할 수 있다.
즉, 합성부(16)는 동일한 검사대상(O)에 대해 서로 다른 각도로 획득된 복수의 이차원 투시 이미지를 재구성하여 입체적인 형상의 삼차원 투시 이미지를 생성할 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)는 제어부(17)를 포함할 수 있다. 제어부(17)는 상술한 구성요소들을 유기적으로 구동시켜 하나의 검사대상(O)에 대하여 서로 다른 각도에서의 복수의 이차원 투시 이미지를 생성할 수 있도록 한다.
제어부(17)가 각 구성요소를 제어하는 과정은 추후 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
이하에서는 도 5 및 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)의 마운트구동부(13)를 실시예에 따라 보다 상세하게 설명한다. 도 5 및 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영장치의 마운트구동부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시된 제1실시예에서, 마운트구동부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이 서로 수직한 두 개의 레일(R1, R2)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때 제1레일(R1)이 배열된 방향을 Y축, 제2레일(R2)이 배열된 방향을 X축으로 하여 설명한다.
제1레일(R1)과 제2레일(R2)은 제1원(T1)의 지름(2R) 이상의 길이를 가질 수 있다. 제1레일(R1)은 제1원(T1)이 이루는 평면 상의 특정 위치에 고정적으로 배열될 수 있으며, 제1레일(R1)의 길이방향의 중심과 제1원(T1)의 중심(O1)을 연결한 직선이 제1레일(R1)에 직교하도록 배열된다.
제2레일(R2)은 제1레일(R1)과 수직으로 배열된 상태로, 제1레일(R1)을 따라 평행이동 하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 도시되지는 않았으나, 제2레일(R2)을 구동하는 구동수단, 예를 들어 모터 등이 함께 구성될 수 있다.
제2레일(R2)도 길이방향의 중심과 제1원(T1)의 중심(O1)을 연결하는 직선이 제2레일(R2)에 직교하도록 배열될 수 있다.
한편 마운트부(12)는 제2레일(R2)의 길이방향을 따라 제2레일(R2) 위를 이동할 수 있다.
그에 따라 제2레일(R2)의 Y축 방향 이동과, 마운트부(12)의 X축 방향 이동에 의하여, 마운트부(12)가 제1원(T1), 즉 마운트부(12)의 촬영경로 상의 특정 지점에 정확히 위치하도록 할 수 있다.
이때 마운트부(12)는 마운트부(12)의 중심(O2)에 대해서는 회전하지 않도록 고정될 수 있다. 그에 따라 마운트부(12)는 제1원(T1) 위의 특정 지점으로 이동 가능하되, 검사대상(O)은 그 배열 각의 변화 없이 평행이동한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 마운트부(12)가 최초에 제1원(T1)의 12시 방향 위치에 배열되어 있었다면, 다음 촬영 위치로 마운트부(12)를 이동시키기 위하여 우선 제2레일(R2)을 제1레일(R1)을 따라 ?Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 그 후 다시 마운트부(12)를 제2레일(R2)을 따라 ?X축 방향으로 소정거리 이동시킴으로써, 검사대상(O)이 촬영경로 상의 원하는 위치에 배열될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 제2실시예에서, 마운트구동부(13)는 마운트부(12)를 제1원(T1)의 중심(O3)을 기준으로 회전시키는 수단과, 마운트부(12)의 중심(O2)(또는 검사대상(O)의 중심)을 기준으로 회전시키는 수단을 포함하여 구성될 수 있다.
그에 따라 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 마운트부(12)가 최초에 제1원(T1)의 12시 방향 위치에 배열되어 있었다면, 다음 촬영 위치, 즉 제1원(T1)을 따라 반시계방향으로 제1각도(A1)만큼 회전한 위치로 마운트부(12)를 이동시키기 위해서, 마운트구동부(13)는 마운트부(12)를 제1원(T1)의 중심(O3)을 기준으로 반시계방향으로 제1각도(A1)만큼 회전시킨다. 즉, 도면에서 Ra로 도시된 화살표를 따라 마운트부(12)가 이동되도록 한다.
그 후 마운트구동부(13)는 다시 마운트부(12)를 제자리에서, 마운트부(12)의 중심(O2)을 기준으로 시계방향으로 제2각도(A2)만큼 회전시킨다. 이때 제2각도(A2)는 제1각도(A1)와 동일하게 결정된다.
그에 따라 마운트부(12)의 위치는 제1각도(A1)만큼 반시계 방향으로 이동하고, 검사대상(O)의 배열각도는 최초 지점과 동일한 상태로 조절된다.
이와 같이 마운트구동부(13)가 마운트부(12)의 위치를 촬영경로 상의 새로운 촬영지점으로 이동시키고 검사대상(O)의 각도를 조절한 후 X선을 이용한 사위 촬영이 수행된다.
이와 같은 마운트구동부(13)의 제2실시예에서는 마운트부(12)가 마운트부(12)의 중심(O2)을 기준으로 회동하기 때문에, 검사대상(O)의 각도가 변경될 수 있다. 특히 Rb 방향으로 마운트부(12)를 회동시킴에 있어서, 기계적 구성에 의하여 검사대상(O)이 정확하지 않게 배열될 수 있는데, 이를 보정하기 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 보정부(15)가 검사대상(O)의 배열 각도가 정확한지 확인할 수 있다.
즉 제2실시예에서, 보정부(15)는 마운트구동부(13)가 마운트부(12)를 Rb방향으로 회동시킨 이후에, 검사대상(O)에 빛을 조사하여 거리를 연산할 수 있다.
보정부(15)는 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 광센서(15a, 15b)를 포함하고, 각각의 촬영지점에서 각각의 광센서(15a, 15b)가 검사대상(O)에 빛, 예를 들어 적외선 등을 조사하여 획득한 두 거리(L1, L2)가 동일한지 판단한다. 이때 보정부(15)는 두 거리가 서로 동일하지 않으면, 거리가 동일해질때까지 마운트구동부(13)가 마운트부(12)를 중심(O2)을 기준으로 회동시키도록 할 수 있다.
또는 보정부(15)는 최초 촬영 지점에서의 두 광센서(15a, 15b)와 검사대상(O) 사이의 거리를 측정하여 두 거리(L1, L2)의 차를 연산한 후, 다른 촬영 지점에서 측정된 두 거리(L1, L2)의 차가 최초 촬영 지점에서의 거리 차와 동일하게 유지되도록 마운트부(12)의 배열 각도를 보정할 수도 있다.
물론 여기서 보정부(15)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1원(T1)이 배열되는 평면에 포함되는 직선의 이동경로(T3)를 따라 이동하되, 마운트부(12)가 이동경로(T3)의 연장방향으로 이동한 만큼 함께 이동한 후 두 거리(L1, L2)를 측정한다. 즉, 보정부(15)는 이동경로(T3)의 연장방향을 예를 들어 Y축이라고 할 때, 마운트부(12)의 Y축 성분이 이동한 양만큼 함께 Y축 방향으로 이동하여 거리를 측정할 수 있다.
이로써, 마운트부(12)의 위치 변경에도 불구하고 검사대상(O)의 배열 각도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
이하에서는 상술한 본 발명의 실시예에 의한 촬영장치(10)를 이용한 촬영방법을 제어부(17)가 다른 구성요소를 제어하는 단계를 중심으로 설명한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 X선을 이용한 회로소자의 사위 촬영방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 촬영방법은 우선, 제어부(17)가 마운트구동부(13)를 이용하여 마운트부(12)를 촬영경로 상의 제1촬영 위치에 배열하는 단계(S11)로부터 시작될 수 있다. 물론 마운트부(12)에는 검사대상(O)이 이미 적재되어 있는 것을 전제로 한다.
이때 보정부(15)를 이용하여 마운트부(12)에 적재된 검사대상(O)의 배열 각도를 확인하고, 배열 각도가 미리 설정된 각도가 아니면(예를 들어, 두 광센서와 검사대상(O) 사이의 거리 L1, L2가 서로 다른 경우) 마운트구동부(13)를 구동하여 마운트부(12)를 회동시킴으로써 검사대상(O)의 배열 각도를 조정할 수 있다. 또한 이와 같이 검사대상(O)의 배열 각도를 조정한 후에 평탄도보정부(15’)를 이용하여 마운트부(12)에 적재된 검사대상(O)의 평탄도를 확인하고, 검사대상(O)이 제1원(T1)이 포함되는 평면에 평행하게 배열되지 않은 것으로 판단되면(예를 들어, 세 개의 광센서와 검사대상(O) 사이의 거리 L3, L4, L5가 서로 다른 경우) 마운트구동부(13)를 구동하여 평탄도를 보정할 수 있다.
그리고 제어부(17)는 감지부(14)를 마운트부(12)의 제1촬영 위치에 대응하는 제1촬영지점에 위치되도록 중심(O4)을 기준으로 회전시킬 수 있다(S12). 여기서 제1촬영지점은 제2원(T2)위에 위치하며, 마운트부(12)와 미리 설정된 일정 거리에 배열될 수 있다. 이때 감지부(14)에 거리센서가 구비된 경우, 제어부(17)는 감지부(14)를 제1촬영지점을 향하여 회전시킨 후, 배열 위치가 정확한지 거리센서를 통해 확인하여 감지부(14)의 위치를 보다 정밀하게 보정할 수도 있다.
그 후 제어부(17)는 방출부(11)를 구동하여 X선을 방출하고, 감지부(14)를 통해 검사대상(O)에 대한 제1의 이차원 투시 이미지를 획득한다(S13).
S13단계에서 이미지 획득이 완료되면 제어부(17)는 제1의 이차원 투시 이미지를 저장한 후, 다시 마운트부(12)를 제2촬영 위치에 배열한다(S14).
이때 마운트구동부(13)가 도 5에 도시된 제1실시예에 따라 구성되는 경우, 제어부(17)는 제2촬영 위치의 X축 및 Y축 좌표를 결정한 후, 제2레일(R2)을 제1레일(R1)을 따라 Y축 좌표에 대응하는 위치로 이동시키고, 다시 마운트부(12)를 제2레일(R2)을 따라 X축 좌표에 대응하는 위치로 이동시킨다. 이때 X축, Y축 좌표는 제1원(T1) 위에 존재하는 점으로 결정된다.
또한 마운트구동부(13)가 도 6에 도시된 제2실시예에 따라 구성되는 경우, 제어부(17)는 우선 제2촬영 위치에 대응하는 각도만큼 마운트부(12)를 제1원(T1)을 따라 회동시킨 후, 다시 동일한 각도로 마운트부(12)를 중심(O2)을 기준으로 반대 방향으로 회동시킨다.
이때 제어부(17)는 보정부(15)가 감지한 거리에 따라 마운트부(12)를 중심(O2)을 기준으로 정밀하게 회동시켜 검사대상(O)의 배열 각도를 보정할 수도 있다.
즉, S14단계에서도 제어부(17)는 보정부(15)를 이용하여 마운트부(12)에 적재된 검사대상(O)의 배열 각도를 확인하고, 배열 각도가 미리 설정된 각도가 아니면(예를 들어, 두 광센서와 검사대상(O) 사이의 거리 L1, L2가 서로 다른 경우) 마운트구동부(13)를 구동하여 마운트부(12)를 회동시킴으로써 검사대상(O)의 배열 각도를 조정할 수 있다. 또한 이와 같이 검사대상(O)의 배열 각도를 조정한 후에 평탄도보정부(15’)를 이용하여 마운트부(12)에 적재된 검사대상(O)의 평탄도를 확인하고, 검사대상(O)이 제1원(T1)이 포함되는 평면에 평행하게 배열되지 않은 것으로 판단되면(예를 들어, 세 개의 광센서와 검사대상(O) 사이의 거리 L3, L4, L5가 서로 다른 경우) 마운트구동부(13)를 구동하여 평탄도를 보정할 수 있다.
물론 이와 같은 보정 단계는 S11단계와 S14단계에서 선택적으로 이루어질 수 있을 뿐 아니라, 검사대상(O)의 배열 각도의 보정과 평탄도의 보정 중 일부만이 선택적으로 이루어질 수도 있고 전부 이루어질 수도 있다. 검사대상(O)의 배열 각도의 보정과 평탄도의 보정이 함께 이루어지는 경우, 배열 각도의 보정을 우선적으로 수행하고 평탄도의 보정을 수행할 수 있다. 그리고 이와 같은 보정 과정을 수행함으로써 보다 정밀한 복수의 이차원 투시 이미지를 획득할 수 있다.
이와 같이 마운트부(12)가 제2촬영 위치에 배열될 때, 제어부(17)는 감지부(14)를 제2촬영 위치에 대응하는 제2촬영지점으로 이동시킨다(S15).
S15단계는 앞서 설명한 S12단계와 동일하게 수행될 수 있다.
나아가 제어부(17)는 S14 및 S15 단계의 수행이 완료되면 다시 방출부(11)를 제어하여 X선을 조사한 후, 감지부(14)를 통해 제2의 이차원 투시 이미지를 획득할 수 있다(S16).
이와 같은 과정을 반복하여 미리 설정된 서로 다른 위치에서의 미리 설정된 수의 이차원 투시 이미지 획득이 완료되면(S17), 제어부(17)는 합성부(16)를 통해 복수의 이차원 투시 이미지를 합성하여 삼차원 투시 이미지를 재구성할 수 있다(S18).
그리고 이와 같이 구성된 삼차원 투시 이미지를 이용하여 검사대상(O)에 결함이 있는지 여부를 판별할 수 있다.
이후, 검사대상(O)을 하적한 후, 새로운 검사대상(O)을 적재하여 촬영을 반복하는 과정이 수행될 수 있다.
이때 제어부(17)는 S18단계에서 재구성된 삼차원 투시 이미지를 이용하여, 검사대상(O)에 결함이 있는지 여부, 그리고 결함이 있는 위치 등을 판별할 수 있다. 이는 재구성된 삼차원 투시 이미지 내에 포함된 구조물의 삼차원 이미지가 기 설정된 패턴에 대응하는 형상을 갖는지 여부를 비교함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어, 검사대상(O)내에 포함된 BGA(Ball Grid Array)의 솔더 볼(Solder Ball)이나 단자 등이 기 설정된 범위 내의 크기와 기 설정된 형상을 갖는지 여부를 비교하여 결함이나 불량 여부를 판별할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 검사대상을 향해 X선을 방출하는 방출부와;
    상기 검사대상을 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 경로에 설치하는 마운트부와;
    상기 마운트부를, 상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 소정거리 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제1원에 포함되는 촬영 위치로 평행이동시키되, 상기 마운트부를 상기 제1원에 포함되는 제1촬영 위치로부터 제2촬영 위치로 이동시킴에 있어서, 상기 제1원의 중심을 기준으로 상기 제1촬영 위치와 상기 제2촬영 위치 사이의 중심각만큼 상기 마운트부를 상기 제1원의 원주를 따라 이동시키는 제1회전수단과, 상기 중심각만큼 상기 제1회전수단의 회전방향의 반대방향으로 상기 마운트부를 상기 마운트부의 중심을 기준으로 회동시키는 제2회전수단을 포함하는 마운트구동부와;
    상기 마운트부의 촬영 위치에 대응하는 촬영지점으로 이동하면서 상기 검사대상을 투과한 X선을 검출하여 이차원 투시 이미지를 획득하는 감지부;
    상기 마운트부가 상기 촬영 위치로 이동하고, 상기 감지부가 상기 촬영지점으로 이동하면, 상기 방출부를 구동시켜 X선을 방출하고 상기 감지부를 통해 이차원 투시 이미지를 획득하도록 하는 제어부; 그리고
    상기 마운트부의 이동에 따라 상기 제1원이 포함되는 평면에서 직선이동하고, 상기 제1촬영 위치와 상기 제2촬영 위치에 배열된 하기의 광센서와 상기 검사대상과의 거리를 각각 측정하는 적어도 2개의 광센서를 포함하는 보정부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 보정부의 상기 광센서가 측정한 적어도 두 거리 사이의 차에 따라 상기 제2회전수단을 선택적으로 구동하여 상기 검사대상의 배열 각도를 보정하는, X선을 이용한 사위 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 방출부에서 방출되는 X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 상기 소정거리보다 먼 일정거리만큼 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제2원을 따라 회전함으로써 상기 촬영지점으로 이동하는, X선을 이용한 사위 촬영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 마운트부에 적재된 상기 검사대상과의 거리를 측정하는 거리센서를 포함하는, X선을 이용한 사위 촬영장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촬영장치는,
    상기 마운트부의 이동에 따라 상기 제1원과 동일한 직경을 갖고 상기 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 상기 소정거리와 다른 설정거리만큼 이격된 위치를 중심으로 하는 제3원에 포함되는 위치로 이동하고, 상기 제1촬영 위치와 상기 제2촬영 위치에서 상기 검사대상과의 거리를 각각 측정하되 일직선으로 배열되지 않는 적어도 3개의 광센서를 포함하는 평탄도보정부를 더 포함하는, X선을 이용한 사위 촬영장치.
  8. X선을 방출하는 방출부를 포함하는 촬영장치에 의하여 수행되고,
    X선의 방출 중심축을 따라 상기 방출부에서 소정거리 이격된 위치를 중심으로 하되 상기 중심축에 수직인 제1원에 포함되는 제1촬영 위치에 검사대상을 배열하는 단계와;
    상기 제1촬영 위치에 배열된 상기 검사대상에 X선을 방출하고 상기 검사대상을 투과하는 X선을 검출하여 제1의 이차원 투시 이미지를 획득하는 단계와;
    상기 제1원의 중심을 기준으로 상기 제1촬영 위치와 상기 제1원에 포함되는 제2촬영 위치 사이의 중심각만큼 상기 검사대상을 상기 제1원의 원주를 따라 회전시키고, 상기 중심각만큼 상기 검사대상의 회전방향과 반대방향으로 상기 검사대상을 상기 검사대상의 중심을 기준으로 회동시킴으로써,상기 검사대상을 상기 제2촬영 위치로 평행 이동시키는 단계와;
    상기 제2촬영 위치에 배열된 상기 검사대상에 X선을 방출하고 상기 검사대상을 투과하는 X선을 검출하여 제2의 이차원 투시 이미지를 획득하는 단계를 포함하는, X선을 이용한 사위 촬영방법에 있어서,
    상기 촬영방법은,
    상기 제1촬영 위치에서 상기 검사대상과 두 개의 광센서 사이의 각각의 거리를 측정하는 단계와;
    상기 검사대상이 상기 제1촬영 위치에서 상기 제2촬영 위치로 이동하면, 상기 두 개의 광센서를 상기 검사대상의 이동에 대응하여 함께 이동시키는 단계와;
    상기 제2촬영 위치에서 상기 검사대상과 두 개의 광센서 사이의 각각의 거리를 측정하는 단계; 그리고
    상기 평행 이동시키는 단계에서, 상기 검사대상을 상기 검사대상의 중심을 기준으로 회동시킨 후, 상기 제1촬영 위치에서 측정된 두 거리 사이의 차와 상기 제2촬영 위치에서 측정된 두 거리 사이의 차가 서로 다른 경우, 두 거리 차가 서로 동일해지도록 상기 검사대상을 상기 검사대상의 중심을 기준으로 더 회동시키는 단계를 더 포함하는, X선을 이용한 사위 촬영방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1촬영 위치에 검사대상을 배열하는 단계는,
    상기 제1촬영 위치에 대응하여, 상기 검사대상과의 거리를 각각 측정하되 일직선으로 배열되지 않는 적어도 3개의 광센서를 포함하는 평탄도보정부를 배열하는 단계; 그리고
    상기 3개의 광센서와 상기 제1촬영 위치에 배열된 검사대상 사이의 세 개의 거리를 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 제2촬영 위치에 검사대상을 배열하는 단계는,
    상기 제2촬영 위치에 대응하여, 상기 평탄도보정부를 이동시켜 배열하는 단계; 그리고
    상기 3개의 광센서와 상기 제2촬영 위치에 배열된 검사대상 사이의 세 개의 거리를 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 촬영방법은,
    상기 3개의 광센서와 상기 제1촬영 위치에 배열된 검사대상 사이의 세 개의 거리를 측정하는 단계와, 상기 3개의 광센서와 상기 제2촬영 위치에 배열된 검사대상 사이의 세 개의 거리를 측정하는 단계에서, 상기 세 개의 거리가 서로 다르면 상기 검사대상의 평탄도를 보정하는 단계를 더 포함하는, X선을 이용한 사위 촬영방법.
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JP2005121633A (ja) * 2003-08-27 2005-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法
JP2008145182A (ja) 2006-12-07 2008-06-26 Hitachi Ltd 透視撮像装置及び透視撮像装置による計測方法
JP2010160707A (ja) 2009-01-09 2010-07-22 Noriomi Sato 画像認識方法およびその装置
KR101076319B1 (ko) 2011-03-29 2011-10-26 주식회사 윌메드 동적 제어가 가능한 시준기를 구비한 콘빔 ｃｔ 장치

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