KR101474191B1 - 조명 모듈 및 이를 이용하는 외관 검사 시스템 - Google Patents

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KR101474191B1
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전선일
이병훈
길영배
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Abstract

본 발명은 검사 대상체의 검사면 전체에 전체에 균일하게 빛을 조사하여 영상을 획득할 수 있는 조명 모듈에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈은, 내부면이 돔(dome)형으로 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부면을 통해 빛을 반사시켜 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하는 조명부;를 포함하며, 상기 조명부는 자외선 영역의 파장을 갖는 광원을 적어도 하나 구비하고, 상기 하우징은 상기 조명부에서 조사되는 빛을 반사하는 돔형 반사부와 상기 돔형 반사부의 하단에서 내측으로 돌출되어 형성되는 광원 배치부를 포함하며, 상기 광원 배치부는 상기 조명부가 배치되는 일면이 경사면으로 형성되며, 수평면과 상기 경사면 사이의 각도가 0° ~ 45°로 이루어지고, 상기 검사 대상체는 0.1mm ~ 60mm의 크기로 형성되며, 상기 돔형 반사부는 반지름이 20mm 내지 200mm로 형성될 수 있다.

Description

조명 모듈 및 이를 이용하는 외관 검사 시스템{LUMINOUS MODULE AND VISUAL INSPECTION SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 조명 모듈 및 이를 이용하는 외관 검사 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사 대상 객체의 검사면 전체에 균일하게 빛을 조사하여 영상을 획득할 수 있는 조명 모듈 및 이를 이용하는 외관 검사 시스템에 관한 것이다
일반적으로, 반도체칩이나 칩 부품과 같은 전자 부품은 칩마운터를 이용하여 인쇄회로기판에 실장되며, 전자 부품이 실장되는 기판은 전기적 특성을 테스트하여 양품과 불량품으로 구분되어 불량품은 폐기하고, 양품의 기판만 사용하게 된다.
전자 소자의 양품 또는 불량품 판정은 일반적으로 전자 부품의 외관에 대한 영상을 획득하여 검사하는 방식이 주로 이용되고 있다.
그런데. 종래의 검사 시스템에 채택된 조명 모듈은 전자 부품의 특정 영역에 대한 지향성을 가지고 있어, 전자 부품의 표면 전체에 고르게 빛을 조사하지 못한다는 단점이 있다.
이로 인해 양품이 불량품으로 판정하는 과검출이나 불량품이 양품으로 판정하는 미검출의 발생이 증가하고 있다.
이러한 미검출, 과검출의 증가는 기판의 생산성 저하 및 원가 상승 요인이 되므로, 검사 시스템에 효과적인 조명 모듈의 도입이 절실히 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제2004-0089799호
본 발명의 목적은 검사 대상체인 전자 부품의 표현에 빛을 고르게 조사할 수 있는 조명 모듈 및 이를 이용하는 외관 검사 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈은, 내부면이 돔(dome)형으로 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부면을 통해 빛을 반사시켜 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하는 조명부;를 포함하며, 상기 조명부는 자외선 영역 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 광원을 적어도 하나 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 조명부는, 상기 내부면에서 반사된 상기 빛이 상기 검사 대상체에 입사되는 최대 입사각이 45° 이상으로 형성되도록 상기 내부면을 향해 빛을 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 하우징은, 내부면이 돔형으로 형성되어 상기 조명부에서 조사되는 빛을 반사하는 돔형 반사부; 및 상기 돔형 반사부의 하단에서 내측으로 돌출되어 형성되는 광원 배치부;를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 돔형 반사부는, 적분구의 형태로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 돔형 반사부는, 최 상단에 빛이 투과할 수 있는 투과 수단이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 돔형 반사부의 외부에 배치되며 상기 투과 수단을 통해 상기 검사 대상체를 촬영하는 카메라 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 조명부는, 상기 투과 수단에 인접한 위치로 빛을 조사하는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 돔형 반사부는, 상기 내부면이 매끄러운 표면으로 형성되거나 상기 내부면에 미세 요철들이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 광원 배치부는, 상기 조명부가 배치되는 일면이 경사면으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 광원 배치부는, 수평면과 상기 경사면 사이의 각도가 0° ~ 45°로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 조명부는, 적어도 하나의 파워 엘이디(Power LED)를 광원으로 이용할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 돔형 반사부는, 반지름이 20mm 내지 200mm로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 파워 엘이디는, 350 ~ 370mW의 전력을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템은, 내부면이 돔(dome)형으로 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부면을 통해 빛을 반사시켜 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하는 조명부; 및 상기 검사 대상체의 상부에 배치되어 상기 검사 대상체의 외관을 촬영하는 카메라 모듈;을 포함하며, 상기 조명부는 자외선 영역 또는 자외선 영역에 인접한 가시광선 영역의 파장으로 빛을 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 조명부는, 상기 검사 대상체에 입사되는 빛의 최대 입사각이 45° 이상으로 형성되도록 상기 하우징의 내부면을 향해 빛을 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈에 연결되어 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈의 기능을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템은 상기한 어느 하나의 조명 모듈; 상기 조명 모듈에 의해 빛이 조사된 검사 대상체의 외관을 촬영하는 카메라 모듈; 및 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈에 연결되어 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈의 기능을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 조명부를 이용하여 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하고 카메라 모듈을 이용하여 검사대상체를 촬영한다. 이에 검사 대상체의 표면 상태에 의한 유사 결함을 광학적으로 감소시켜 미검출 및 과검출을 방지하는 정확한 영상을 획득할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 조명 모듈은 자외선 영역이나 적외선 영역의 광원을 이용한다. 따라서, 외곽 경계부의 형상불량 혹은 전극 내부의 전극 탈락불량 등에 대한 검출력이 크게 향상시킬 수 있다.
또한 파워 LED를 이용함에 따라 풍부한 광량을 확보할 수 있어 고속 검사를 실현할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 종래의 조명 모듈을 이용하여 촬영한 영상과 본 실시예에 따른 조명 모듈을 이용하여 촬영한 영상을 함께 도시한 비교표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈은 전자부품의 외관을 검사하는 장치일 수 있다. 또한 본 실시예에서 따른 전자부품은 예를 들어 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor)칩, 칩 레지스터(chip resistor), 배리스터(varistor), 칩 인덕터(chip inductor), 칩 어레이(chip array) 등과 같은 마이크로 단위의 초소형 반도체 칩일 수 있다. 또한, 본 발명의 검사 장치의 검사대상은 상술한 반도체 칩의 파손(깨짐), 크랙(creak), 전극노출, 외부전극퍼짐, 외부전극 파손, 전극 없음, 전극 과다, 전극 짧음, 전극 벗겨짐, 오절단, 사이즈 불량, 터짐 불량, 깎임 불량, 핀 홀, 이물질, 외부전극 기포발생, 전극 들뜸, 외부전극 변색, 두께 불량, 또는 도금변색 등일 수 있다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 검사 시스템은 조명 모듈(1), 카메라 모듈(2), 이송 플레이트(4), 및 제어부(3)를 포함할 수 있다.
조명 모듈(1)은 검사 대상체(P)인 전자부품의 외관 촬영을 위해 전자부품에 광을 조사할 수 있다. 그리고 카메라 모듈(2)은 조명 모듈(1)에 의해 빛이 조사된 검사 대상체(P)를 촬영한다. 조명 모듈(1)과 카메라 모듈(2)에 대해서는 후술하기로 한다.
이송 플레이트(4)는 원형의 형상을 가지는 판으로, 모터와 같은 구동 수단에 의해 회전될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 컨베이어 등 검사 대상체(P)를 검사 위치로 이송할 수만 있다면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한 이송 플레이트(4)는 검사 대상체(P)의 바닥면 촬영이 가능하도록 유리와 같이 투명한 재질로 제조될 수 있다
제어부(3)는 컴퓨터 등으로 구성될 수 있으며, 조명 모듈(1)과 카메라 모듈(2)과 연결되어 이들의 동작과 기능을 제어할 수 있다.
이와 같이 구성되는 검사 시스템의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 이송 플레이트(4)에 의해 검사 대상체(P)가 조명 모듈(1)의 하부에 배치된다. 이어서 조명 모듈(1)에 의해 검사 대상체(P)의 표면에 고르게 빛이 조사되면 카메라 모듈(2)은 검사 대상체(P)의 외관을 촬영하여 제어부(3)로 전송한다.
이에 제어부(3)는 촬영된 영상을 판독하여 양품/불량품 판정을 하게 된다.
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈(1)을 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도로, 도 3은 도 2에서 광원의 입사각을 부가적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2에서 각 구성의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)은 하우징(100) 및 조명부(130)를 포함한다.
또한 하우징(100)은 돔형 반사부(110)과 광원 배치부(120)를 포함할 수 있다.
돔형 반사부(110)는 돔(dome)의 형상으로 형성되며, 중앙에 빛이 투과할 수 있는 투과 수단(112)을 구비한다. 투과 수단(112)은 빛이 투과할 수 있는 매질 또는 빛이 관통하는 구멍(hole)일 수 있다.
돔형 반사부(110)의 내부면은 입사된 빛이 반사할 수 있는 특성을 가진다. 돔형 반사부(110)는 빛이 고르게 입사 및 반사되도록 반구(half sphere)의 형태로 형성될 수 있으며, 구체적으로 적분구(integrating sphere, 積分球)의 형태로 형성될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 부분적으로 곡률이 다른 타원 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)은 검사 대상체(P)인 전자부품의 표면에 빛을 고르게 조사하기 위해 돔형 반사부(110)를 이용한 간접 조명 방식을 이용한다. 이에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 검사 대상체(P)의 표면에는 양/불량 판정과 무관한 마찰 흔적이나 미세 굴곡이 형성된다. 이러한 부분은 외관 검사 시 노이즈로 작용하여 검사의 정밀도를 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.
미세 굴곡면이나 마찰 흔적에 관계없이 모두 표면 전체적으로 고른 밝기를 얻기 위해서는 굴곡면을 미분하고 미분된 각 표면의 기울어진 각도에 대응하는 광원이 구비되어야 한다.
이를 위해 본 실시예에서는 검사 대상체(P)에 빛을 직접 조사하는 방식이 아닌 돔형 반사부(110)라는 반사체를 이용하여 빛을 반사 및 확산시키는 간접 조사 방식을 사용한다.
따라서, 돔형 반사부(110)의 내부면은 빛이 용이하게 반사될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 또한 반사면은 매끄러운 표면으로 형성될 수 있으며, 반사광이 다양한 각도로 반사될 수 있도록 필요에 따라 반사면에 미세한 요철들을 형성할 수도 있다.
또한 본 실시예에 따른 돔형 반사부(110)는 반지름(도 3의 r)이 100mm 이상인 반구의 형태로 형성될 수 있다. 이는 검사 대상체(P)의 크기가 0.1mm ~ 60mm의 크기로 형성되는 경우에 대응하여 최적의 효율을 낼 수 있는 크기를 도출한 것이다.
한편 돔형 반사부(110)의 반지름(r)이 200mm 이상으로 형성되는 경우, 광원(131)과 반사면 사이의 거리가 멀어져 광효율이 저하될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 돔형 반사부(110)는 반지름(r)이 20mm ~ 200mm의 범위의 반구 형태로 형성될 수 있다.
광원 배치부(120)는 후술되는 조명부(130)의 광원(131)이 배치된다. 광원 배치부(120)는 반구 형상인 돔형 반사부(110)의 하단에서 반구의 중심측(또는 검사 대상체 측)으로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.
또한 광원 배치부(120)는 광원(131)들이 배치되는 일면, 즉 상부면이 경사면으로 형성될 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)의 광효율을 높이기 위한 구성으로, 이에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
검사 대상체(P)에 빛이 입사될 때, 입사각 θ1이 작은 경우 즉, 수직(또는 검사 대상체의 법선 방향)에 가깝게 빛이 입사될수록 광효율이 높아진다.
광원(131)에서 수직 상방으로 빛이 조사되는 경우, 조사된 빛은 돔형 반사부(110)의 최고점으로부터 매우 이격된 위치에 조사되므로, 입사각 θ1이 커지게 된다. 반면에 광원(131)이 돔형 반사부(110)의 최고점에 인접한 위치로 빛이 조사되는 경우, 입사각 θ1은 작아지게 된다.
따라서 본 실시예에 따른 광원 배치부(120)는 광원(131)에서 조사된 빛이 최대한 반구의 최고점에 인접한 위치(즉 투과 수단에 인접한 위치)로 조사되도록 경사면으로 형성된다. 따라서 광원 배치부(120)의 상부면은 검사 대상체(P) 측으로 갈수록 높이(또는 두께)가 낮아지는 경사면으로 형성될 수 있다.
여기서 광원 배치부(120)의 경사면과 수평면 사이의 각도 θ2는 0° ~ 45°의 범위로 구성될 수 있다. 상기한 각도 θ2가 45° 이상으로 이루어지는 경우, 조사되는 빛이 반사판의 중심부를 벗어나 빛의 이동 거리가 멀어지게 되므로, 오히려 광효율 증대 효과가 저하될 수 있다.
이처럼 경사면을 따라 다수의 광원(131)이 배치되는 경우, 광원(131)에서 조사된 빛은 돔형 반사부(110)의 투과 수단에 인접한 위치에서 반사된 후 수직에 가까운 각도로 검사 대상체(P)에 조사될 수 있으므로, 광효율을 최대로 높일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 광원 배치부(120)는 광원(131)이 광원 배치부(120)의 경사면에서 법선 방향으로 빛을 조사하는 경우에 대응하여 도출된 구성이다. 따라서 빛의 조사 방향이 법선 방향이 아닌 경우, 광원 배치부(120)의 형상이나 상기한 각도는 변경될 수 있다.
조명부(130)는 광원 배치부(120) 상에 배치되고, 돔형 반사부(110)을 향해 빛을 조사한다. 조명부(130)에서 조사된 빛은 돔형 반사부(110)의 내부면에서 반사되어 검사 대상체(P)(5)에 조사된다. 즉, 조명부(130)에서 조사된 빛은 돔형 반사부(110)을 통해 간접적으로 검사 대상체(P)에 조사된다.
조명부(130)는 복수의 광원(131)을 포함할 수 있다. 또한 각각의 광원(131)들은 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
조명부(130)가 여러 개의 광원(131)으로 이루어짐에 따라, 돔형 반사부(110)의 내부면에서는 여러 개의 광원(131)으로부터 입사되는 빛이 난반사하게 된다. 따라서 검사 대상체(P)에 다양한 각도로 빛이 조사될 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 조명부(130)는 광원(131)으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)인 LED가 이용될 수 있다.
광원(131)으로 LED가 사용되는 경우, 검사 대상체(P)인 전자부품의 다양한 결함을 모두 검출할 수 있도록 여러 색상의 LED가 사용될 수 있다.
예를 들어 청색 LED, 녹색 LED, 백색 LED가 그룹을 이루도록 배치될 수 있다. 이 경우, 청색 LED는 주로 은색의 전극부에서 크랙이나 칩핑과 같은 결함 검출시에 주로 사용될 수 있으며, 녹색 LED는 주로 전자부품의 본체부와 전극부를 구분하거나 전자부품의 윤곽선을 정확히 얻기 위해서 사용될 수 있다.
또한 백색 LED는 주로 본체부의 크랙과 같은 결함 검출시에 사용될 수 있다. 이상의 예는 MLCC를 예로 들어 설명한 것으로, 이에 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전자부품의 대상에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
즉, 전자부품의 형상과 결함유형에 따라 한가지 색상의 LED들로만 광원(131)을 구성하거나, 두 가지 이상 색상의 LED들이 동시에 발광하도록 구성할 수 있다.
또한, 광원(131)인 LED들의 발광여부 및 광량은 검사하고자 하는 전자부품의 형상, 구조, 색상 등에 따라 검사 전에 다양하게 설정될 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 조명부(130)는 휘도와 출력이 높은 파워 LED를 적어도 하나 포함할 수 있다.
간접 조명 방식을 이용하는 경우, 직접 조명 방식에 비해 광효율이 좋지 않아 광량이 부족하다는 문제가 발생된다. 특히 반사체를 이용함에 따라, 반사체 자체에 빛이 흡수되거나 검사 대상체(P) 외 다른 부분으로도 빛이 방사되므로, 고속 검사 방식에 적용하기 쉽지 않다.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 본 실시예에 따른 조명부(130)는 일반 고휘도 LED 에 비하여 휘도도 높고 광량이 뛰어난 파워 LED(Power LED)를 광원(131)으로 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 종래에 이용되는 일반적인 고휘도 LED 의 경우 2.2 ~ 2.7mW 의 전력을 갖는다. 그러나, 본 실시예에 사용되는 파워 LED는 350 ~ 370mW 의 전력을 가질 수 있다. 따라서 종래의 고휘도 LED에 비해 더욱 큰 광량을 확보할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 조명부(130)는 모든 광원(131)들을 파워 LED로 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 전체 광원(131) 중 일부만 선택적으로 파워 LED를 배치하는 것도 가능하다.
또한 본 실시예에 따른 조명부(130)는 반사면에서 반사된 빛이 검사 대상체(P)에 조사될 때, 반사된 빛의 최대 입사각 θ1이 45°이상으로 형성될 수 있다. 여기서 입사각 θ1은 검사 대상체(P)에서 세운 법선과 반사된 빛의 진행 방향이 이루는 각도를 의미한다.
최대 입사각 θ1이 45°이하로 형성되는 경우, 검사 대상체(P)에 조사되는 빛이 대부분 검사 대상체(P)의 상부면에 집중되어 검사 대상체(P)의 표면 전체적으로 빛이 조사되지 않을 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 빛의 최대 입사각 θ1을 45°이상으로 형성하여 보다 여러 방향에서 검사 대상체(P)로 빛을 조사한다. 이에 촬영된 영상에서 표면 굴곡 등에 의한 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 최대 입사각 θ1을 90°이상으로 형성하는 것도 가능하나, 본 실시예와 같이 광원(131)이 광원 배치부(120)의 경사면을 따라 배치되는 경우, 기구적인 배치에 따른 구조적 한계로 인해 최대 입사각 θ1은 90°이하로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에 따른 조명부(130)는 자외선이나 적외선을 조사하는 광원(131)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 조명부(130)의 광원(131)은 가시광선 영역의 빛을 조사할 수 있으며, 자외선 영역이나 적외선 영역의 빛을 조사할 수 있다.
특히 본 실시예에 따른 조명부(130)는 자외선 영역의 파장이나, 자외선 영역에 인접한 가시광선 영역의 파장을 조사하는 광원(131)들로 구성될 수 있다.
자외선 영역이나 적외선 영역의 파장대는 가시광선 영역에서보다 검사 대상체(P)의 표면에서 굴절률, 투과율이 좋다. 따라서 가시광선대 영역에 비하여 검사 대상체(P) 표면의 불량 검출에 용이하다.
카메라 모듈(2)은 돔형 반사부(110)의 외부에 설치되어 돔형 반사부(110)의 투과 수단(112)을 통해 검사 대상체(P)를 촬상한다. 따라서 카메라 모듈(2)은 대상객체(5)를 촬상할 수 있도록 검사 대상체(P)와 서로 마주보는 방향으로 설치될 수 있으며, 구체적으로 검사 대상체(P)의 법선 방향에 배치될 수 있다.
또한 본 실시예에서는 카메라 모듈(2)을 돔형 반사부(110)의 외부에 설치하는 경우를 예로 들고 있으나, 필요에 따라 돔형 반사부(110)의 내부에 설치하는 등 다양한 응용이 가능하다.
이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)은, 조명부(130)에서 조사된 빛이 돔형 반사부(110)의 내부면으로 입사한다. 이 후, 돔형 반사부(110)의 내부면에 입사한 빛은 돔형 반사부(110)의 내부면 곡률에 대응하여 반사된다. 그리고, 반사된 빛은 여러 방향으로 방사되어 검사 대상체(P)에 조사되거나, 돔형 반사부(110)의 내부면에 재입사되어 반사된 후 검사 대상체(P)에 조사된다.
즉, 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)은 조명부(130)를 이용하여 검사 대상체(P)에 간접적으로 빛을 조사하고 카메라 모듈(2)을 이용하여 검사 대상체(P)를 촬영한다. 이에 검사 대상체(P)의 표면 상태에 의한 유사 결함을 광학적으로 감소시켜 미검출 및 과검출을 방지하는 정확한 영상을 획득할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 조명부(130)는 복수의 광원(131)으로 구성된다. 따라서 검사 대상체(P)가 배치된 한 지점에 다양한 각도로 조명이 입사되게 되므로, 검사 대상체(P)의 표면 전체적으로 광도를 더욱 증가시킬 수 있다.
더하여, 본 실시예에 따른 조명 모듈(1)은 자외선 영역이나 적외선 영역의 광원(131)을 이용한다. 따라서, 외곽 경계부의 형상불량 혹은 전극 내부의 전극 탈락불량 등의 검출력을 크게 향상시킬 수 있다.
도 5는 종래의 조명 모듈을 이용하여 촬영한 영상과 본 실시예에 따른 개선된 조명 모듈을 이용하여 촬영한 영상을 함께 도시한 비교표이다.
여기서, 종래의 조명 모듈(기존 조명)을 이용한 영상은 가시광선 대역의 파장을 갖는 고휘도 LED를 광원을 이용하여 직접 조명 방식으로 촬영하였다. 그리고 본 실시예에 따른 조명 모듈(개선 조명)을 이용한 영상은 전술한 바와 같이 자외선 대역의 파장을 갖는 파워 LED를 광원으로 하여 간접 조명 방식으로 촬영하였다.
도 5를 참조하면, 종래의 조명 모듈에 의한 영상은 전극 부분에 형성된 미세 굴곡에 의해 전극에 결함이 있는 것처럼 명암이 다르게 촬영된다. 따라서 육안으로는 불량인지 양품인지의 여부를 명확하게 식별하기 어렵다.
반면에 본 실시예에 따른 조명 모듈에 의한 영상은 간접 조명에 의해 전극 표면의 유사 결함을 광학적으로 감소시킨다. 따라서 미세 굴곡으로 인해 명암의 변화가 발생하지 않으며, 실질적으로 결함이 발생한 부분에 대해서만 명암의 차가 명확하게 발생한다. 따라서 종래에 비해 불량/양품의 구분을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1: 조명 모듈
2: 카메라 모듈
3: 제어부
100: 하우징
110: 돔형 반사부
120: 광원 배치부
130: 조명부

Claims (17)

  1. 내부면이 돔(dome)형으로 형성되는 하우징; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부면을 통해 빛을 반사시켜 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하는 조명부;
    를 포함하며,
    상기 조명부는 자외선 영역의 파장을 갖는 광원을 적어도 하나 구비하고,
    상기 하우징은 상기 조명부에서 조사되는 빛을 반사하는 돔형 반사부와 상기 돔형 반사부의 하단에서 내측으로 돌출되어 형성되는 광원 배치부를 포함하며,
    상기 광원 배치부는 상기 조명부가 배치되는 일면이 경사면으로 형성되며, 수평면과 상기 경사면 사이의 각도가 0° ~ 45°로 이루어지고,
    상기 검사 대상체는 0.1mm ~ 60mm의 크기로 형성되며,
    상기 돔형 반사부는 반지름이 20mm 내지 200mm로 형성되는 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조명부는,
    상기 내부면에서 반사된 상기 빛이 상기 검사 대상체에 입사되는 최대 입사각이 45° 이상으로 형성되도록 상기 내부면을 향해 빛을 조사하는 조명 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 돔형 반사부는,
    적분구의 형태로 형성되는 조명 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 돔형 반사부는,
    최 상단에 빛이 투과할 수 있는 투과 수단이 형성되는 조명 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돔형 반사부의 외부에 배치되며 상기 투과 수단을 통해 상기 검사 대상체를 촬영하는 카메라 모듈을 더 포함하는 조명 모듈.
  7. 제5항에 있어서, 상기 조명부는,
    상기 투과 수단에 인접한 위치로 빛을 조사하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 조명 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 돔형 반사부는,
    상기 내부면이 매끄러운 표면으로 형성되거나 상기 내부면에 미세 요철들이 형성되는 조명 모듈.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 조명부는,
    적어도 하나의 파워 엘이디(Power LED)를 광원으로 이용하는 조명 모듈.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 파워 엘이디는,
    350 ~ 370mW의 전력을 갖는 조명 모듈.
  14. 내부면이 돔(dome)형으로 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부면을 통해 빛을 반사시켜 검사 대상체에 간접적으로 빛을 조사하는 조명부를 포함하는 조명 모듈; 및
    상기 검사 대상체의 상부에 배치되어 상기 검사 대상체의 외관을 촬영하는 카메라 모듈;
    을 포함하며,
    상기 조명 모듈은 자외선 영역 또는 자외선 영역에 인접한 가시광선 영역의 파장으로 빛을 조사하고,
    상기 하우징은 상기 조명부에서 조사되는 빛을 반사하는 돔형 반사부와 상기 돔형 반사부의 하단에서 내측으로 돌출되어 형성되는 광원 배치부를 포함하며,
    상기 광원 배치부는 상기 조명부가 배치되는 일면이 경사면으로 형성되고, 수평면과 상기 경사면 사이의 각도가 0° ~ 45°로 이루어지며,
    상기 검사 대상체는 0.1mm ~ 60mm의 크기로 형성되고,
    상기 돔형 반사부는 반지름이 20mm 내지 200mm로 형성되는 외관 검사 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 조명부는,
    상기 검사 대상체에 입사되는 빛의 최대 입사각이 45° 이상으로 형성되도록 상기 하우징의 내부면을 향해 빛을 조사하는 외관 검사 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈에 연결되어 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈의 기능을 제어하는 제어부를 더 포함하는 외관 검사 시스템.
  17. 제1항에 기재된 조명 모듈;
    상기 조명 모듈에 의해 빛이 조사된 검사 대상체의 외관을 촬영하는 카메라 모듈; 및
    상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈에 연결되어 상기 조명 모듈과 상기 카메라 모듈의 기능을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 외관 검사 시스템.
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